Análisis sísmico de estructuras subterráneas: Influencia del tipo de suelo, la rigidez relativa y la intensidad del sismo

• Garcia Velasquez, Jhonatan Smith ^[1] ; Scaletti Farina, Hugo Victor ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional de Ingeniería

     Universidad Nacional de Ingeniería

     Perú

     
• Localización: TECNIA, ISSN-e 2309-0413, ISSN 0375-7765, Vol. 32, Nº. 2, 2022 (Ejemplar dedicado a: Earthquake Engineering), págs. 185-198
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Seismic analysis of underground structures: Influence of soil type, relative stiffness and earthquake intensity
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    Las estructuras subterráneas se desempeñan como medios para llevar a cabo actividades esenciales en una sociedad moderna. Por lo tanto, su apropiado desempeño sísmico es importante para la reducción del riesgo de desastres. El presente trabajo trata sobre los efectos sísmicos sobre las estructuras subterráneas ubicadas en zonas altamente sísmicas, como la costa del Perú. Se empleó el programa de cómputo FLAC para realizar varios análisis dinámicos de estructuras subterráneas de sección rectangular, considerando condiciones de borde de tipo campo libre y el comportamiento no lineal e inelástico del suelo ante siete sismos ajustados a un mismo espectro objetivo. Dichos análisis se llevaron a cabo variando factores como el tipo de suelo (homogéneo o estratificado), la geometría y espesores de la estructura y el periodo de retorno del sismo. Se ha encontrado que  cuando la estructura está implantada en suelo homogéneo las fuerzas y desplazamientos presentas poca variación. Sin embargo, cuando la estructura está en suelo heterogéneo los resultados muestran variaciones importantes. De manera que el ajuste a un mismo espectro elástico no implica uniformizar la demanda sísmica. La geometría de la estructura y el espesor de los muros tienen considerable influencia. En suelos heterogéneos las estructuras muy flexibles pueden tener grandes deformaciones que implicarían niveles de daño importante.

  • English

    Underground structures serve as means of carrying out essential activities in a modern society; therefore, their proper seismic performance is important in the mitigation of the risk of disasters. This work addresses the seismic effects on underground structures in highly seismic areas such as the coast of Perú. The software FLAC was used to perform dynamic analyses of underground structures with rectangular section, using free-field type boundary conditions, accounting for the nonlinear inelastic behavior of the soil, under seven earthquakes matched to the same target spectrum. The analyses were carried out for different earthquake intensities, varying the soil characteristics (homogeneous or stratified) and the geometry of the structure. The results show that when the structure is placed in a homogeneous soil the forces and displacements have only small variations. However, when it is placed in a heterogeneous soil, the results show important differences. Thus, matching to the same target spectrum does not imply a uniform seismic demand. The geometry of the structure and the wall thickness have considerable influence. In heterogeneous soils a relatively flexible structure may experience large deformations and important damage.