A simplified numerical approach for lateral spreading evaluation

• Mayoral, J. M. ^[1] ; Flores, F. A. ^[1] ; Romo, M. P. ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional Autónoma de México

     Universidad Nacional Autónoma de México

     México

     
• Localización: Geofísica internacional, ISSN 0016-7169, ISSN-e 2954-436X, Vol. 48, Nº. 4, 2009, págs. 391-405
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Los desarrollos ocurridos en las últimas décadas, tanto en los métodos numéricos de solución de problemas de ingeniería geo-sísmica, como licuación y sus efectos, así como en la tecnología computacional, ha permitido que el uso de técnicas rigurosas de modelado matemático sean más frecuentes en ingeniería aplicada. Sin embargo, para el caso particular de la estimación de desplazamientos laterales inducidos por sismos, (asociados a la licuación de áreas extensas de terreno), resulta complicado para llevar a cabo análisis detallados que involucren modelos bi y tridimensionales. Es común el recurrir a estimaciones estadísticas, o inclusive a predicciones obtenidas con sistemas neurodifusos. En este artículo, se introduce un enfoque simplificado para calcular los desplazamientos laterales inducidos por sismos cuando se presenta licuación. La respuesta dinámica de un perfil de suelo es simulada a través de elementos finitos unidimensionales acoplados a un esquema de generación de presiones de poro. La ecuación de movimiento se resuelve en el dominio del tiempo y con base en cada incremento de presión de poro. Los parámetros de resistencia y dinámicos del suelo se modifican, permitiendo la estimación de los desplazamientos del suelo que ocurren durante el evento dinámico. La formulación propuesta se aplica al análisis de varios casos de estudio en donde se realizaron mediciones de desplazamientos laterales.

  • English

    Recent developments underwent in the last decades in both numerical methods as well as computer technology to be applied for solving geotechnical earthquake engineering problems, such as liquefaction and its related effects has allowed using rigorous modeling techniques more often in engineering practice, including finite differences and finite element. However, for the particular case of estimation of liquefaction-induced lateral displacements in large areas, it is cumbersome to perform detailed numerical analyses involving 2-D and 3-D models. Therefore, it is common to resort to statistical estimations or even to predictions obtained with neurofuzzy systems. In this paper, an alternative practice-oriented numerical approach is explored. The dynamic response of a soil profile is simulated by means of one dimensional finite elements coupled to a pore pressure generation scheme. The equation of motion is solved in the time domain and based on each pore pressure increment, both the shear strength and the dynamic soil parameters are modified, allowing estimations of soil displacements that occur during the dynamic event. The proposed formulation is applied to analyze several study cases for various earthquakes where actual lateral displacements measurements were available.