I. INTRODUCCIÓN La licuefacción de suelo describe el comportamiento de suelos suelos que, que, estando sujetos a la acción de una fuerza fuerza externa externa (carga), en ciertas circunstancias pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado. Es un tip tipo de corrimiento, prov provoc ocad ado o por por la inestabi ine stabilida lidad d de un talud talud.. Es uno de los fenómenos ms dramti dramticos cos ! destructivos !, adems, ms pol"micos ! peor explicados que pueden ser inducidos en depósitos por acciones sísmicas.
#urante el proceso en que act$a la fuerza exterior, por lo general una fuerza cíclica sin drenaje, tal como una carga sísmica, las arenas sueltas tienden a disminuir su volumen, lo cual produce un aumento en la presión de agua en los los poro poros s ! por por lo tant tanto o dism dismin inu! u!e e la tensi tensión ón de corte corte,, originan originando do una reducción de la tensión efectiva.
%n ejempl ejemplo o para para tener tener una idea es que que con frecuen frecuencia cia vemos en varia varias s películas como una persona atrapada en las arenas movedizas se &unde &asta desaparecer o por lo menos &asta ser salvada por una rama o un amigo, ! como es usual la verdadera naturaleza de las arenas movedizas est mu! exagerada. En realidad, pocas veces las arenas movedizas llegan a alcanzar una altura de unos pocos decímetros. Estas arenas son bsicamente arena com$n ! corriente, que esta sobresaturada con agua en un punto en que los granos de arena tienen poca 'ricción.
La licuación de suelos en el er$, país udamericano udamericano localizado en la costa del acífico, una de las regiones sísmicas ms activas en el mundo. La actividad sísmica en esta región es principalmente causada por la subducción de la laca de *azca debajo de la laca udamericana, pero tambi"n &a! actividad de fallas continentales. continentales.
+arios investigadores &an recopilado información &istórica sobre los eventos sísmicos ms importantes que ocurrieron en el er$ desde el siglo +- &asta el presente (ilgado, /01). Los casos de terremotos relativamente recientes que indujeron licuación de suelos son2 el evento de 3&imbote del 4de ma!o de
/05 en la costa peruana ! los terremotos del 6/ de ma!o de //5 ! del 7 de abril de // en la región de 8lto 9a!o en el nororiente peruano.
II. OBJETIVO II.1. #escribir ! conocer las causas, consecuencia ! características del fenómeno de licuación de suelos.
II III. I. JU JUST STIF IFICA ICACI CIÓN ÓN El propósito de esta investigación es ampliar ms nuestro conocimiento sobre la licuefacción, un fenómeno que afecta a la sociedad debido a que da:a las estructuras. 3on el trabajo queremos dar a conocer que no todos los suelos son son apto aptos s para para la cons constr truc ucci ción ón !a que que con con un movi movimi mien ento to sísm sísmic ico o las las construcciones pueden colapsar.
IV. IV. MARCO MARCO TEÓR TEÓRICO ICO IV.1.
Definición de licuación o licuefacción
El fenóme fenómeno no de licua licuació ción n es definid definido o como como la p"rdi p"rdida da rpida rpida de la resi resist sten enci cia a al esfu esfuer erzo zo cort cortan ante te de suel suelos os satu satura rado dos s debi debido do al increm increment ento o s$bito s$bito en las presio presiones nes de poros, poros, bajo bajo condic condicion iones es no drenada drenadas s bajo cargas cíclicas cíclicas principalm principalmente. ente. La ocurrenc ocurrencia ia de este fenómeno fenómeno genera genera grietas grietas en pavimento pavimentos, s, desprend desprendimien imientos tos laterales, laterales, fallas de taludes, e incluso el colapso de cualquier estructura cimentada sobre el suelo licuable. Los suelos ms susceptibles a este fenómeno ante ante evento eventos s dinmi dinmicos cos son las arenas arenas finas mal gradad gradadas as ! limos, limos, cuando se encuentran con baja compacidad relativa. ara que este fenómeno ocurra, el suelo debe estar saturado ! debe &aber presencia de niveles freticos altos cerca de superficie. Las características de los suelo suelos s donde donde &a ocurr ocurrido ido licua licuació ción n &an sido sido en su ma!orí ma!oría a conos conos aluvia aluviales les formad formados os por sedime sedimenta ntació ción, n, suelos suelos ubica ubicado dos s junto junto a las riberas de los ríos o en los l os bordes costeros La licu licuef efac acci ción ón
de
suel suelo o desc descri ribe be
el
comp compor orta tami mien ento to
de suelos suelos que, que,
esta estand ndo o suje sujeto tos s a la acci acción ón de una una fuerza extern externa a (carga (carga), ), en cierta ciertas s circunstancias pasan de un estado sólido a un estado líquido, o adquieren la consistencia de un líquido pesado. Es un tipo de corrimiento corrimiento,, provocado por la inestabilida inestabilidad d de un talud. talud . Es uno de los fenómenos fenómenos ms ms dramticos !
destructivos !, adems, ms pol"micos ! peor explicados que pueden ser inducidos en depósitos por acciones sísmicas.
Es ms probable que la licuefacción ocurra en suelos granulados sueltos saturados o moderadamente saturados con un drenaje pobre, tales como arenas sedimentadas o arenas ! gravas que contienen vetas de sedimentos impermeables.
#urante el proceso en que act$a la fuerza exterior, por lo general una fuerza cíclica sin drenaje, tal como una carga sísmica, las arenas sueltas tienden a disminuir su volumen, lo cual produce un aumento en la presión de agua en los poros ! por lo tanto disminu!e la tensión de corte, originando una reducción de la tensión efectiva.
Los suelos ms susceptibles a la licuefacción son aquellos formados por depósitos jóvenes (producidos durante el ;oloceno, depositados durante los $ltimos 5,555 a:os) de arenas ! sedimentos de tama:os de partículas similares, en capas de por lo menos ms de un metro de espesor, ! con un alto contenido de agua (saturadas).
eg$n cual sea la fracción de vacío inicial, el material del suelo puede responder ante la carga bien en un modo de ablandamiento inducido por deformación o
alternativamente
sufrir endurecimiento
inducido
por
deformación. En el caso de suelos del tipo ablandamiento inducido por deformación, tales como arenas sueltas, los mismos pueden alcanzar un punto de colapso, tanto en forma monótona o cíclica, si la tensión de corte esttica es ma!or que tensión de corte estacionaria del suelo. En este caso ocurre licuefacción de flujo, en la cual el terreno se deforma con una tensión de corte constante de valor reducido. i el terreno es del tipo endurecimiento inducido por deformación, o sea arenas de densidad moderadas a altas, en general no ocurrir una licuefacción por flujo. in
embargo, puede presentarse un ablandamiento cíclico a causa de cargas cíclicas sin drenaje, tales como cargas sísmicas. La deformación durante cargas cíclicas depender de la densidad del terreno, la magnitud ! duración de la carga cíclica, ! la magnitud de inversión de la tensión de corte. i es que ocurre una inversión de la tensión, la tensión de corte efectiva puede ser nula, en cu!o caso puede ocurrir el fenómeno de licuefacción cíclica.
Seed and Idi!! "1#$%& consideran que un suelo puede presentar licuación si2
El porcentaje en peso de partículas >5,55? mm es menor del ?@
LL>4?
A=LLB5,/
8 este criterio se le conoció como criterio c&ino.
Fig. 1 Definición del estado de licuación
IV.%. Caac'e(!'ica! de un !uelo con licuación
IV.%.1. Di!'i)ución del 'a*a+o del ,ano
Las arenas uniformemente graduadas, tienen ma!or probabilidad de licuarse (arenas limpias). Las arenas limosas ! gravas tambi"n son susceptibles a la licuefacción, bajo cargas cíclicas mu! severas.
IV.%.%. -ofundidad de la! a,ua! !u)'enea!
uede ocurrir licuefacción si existe agua subterrnea por debajo de los 4 m de profundidad, sólo en condiciones particularmente inestables se puede dar licuefacción por debajo de este nivel.
IV.%./. Den!idad 0 coe!ión de lo! !edi*en'o!
La licuefacción generalmente se manifiesta en suelos sueltos, saturados ! no co&esivos. i el suelo es denso &abr menos posibilidades de licuefacción. Los depósitos ms antiguos, en general son ms densos ! co&esivos. 8 ma!or densidad, se necesita ma!or presión intersticial para que se produzca la licuefacción.
IV.%.2. Oi,en del !uelo
El suelo depositado por procesos fluviales se sedimenta fcilmente ! sus granos tienen poca probabilidad de compactarse. En general la licuefacción se manifiesta en los sedimentos de grano fino, lacustres ! fluviales.
IV.%.3. -e!o del ecu)i*ien'o 0 4ofundidad del !uelo
Las tensiones entre las partículas aumentan a medida que se incrementa la presión del recubrimiento. 9ientras ma!or sea la tensión entre las partículas, menor ser la probabilidad de que ocurra la licuefacción. or lo general ocurre licuefacción a profundidades menores de 5 metros, rara vez llega a los ? metros de profundidad.
-+.6.C. A*4li'ud 0 duación de la 5i)ación el 'eeno La capacidad del suelo para resistir una vibración provocada por un sismo sin causar fallas, depende de la intensidad del movimiento del terreno, incluida tanto su amplitud como su duración. La licuefacción de suelos bajo condiciones de tensión provocadas por un terremoto puede ocurrir !a sea cerca del epicentro, durante terremotos peque:os o moderados o a cierta distancia en caso de terremotos moderados a severos.
IV./. Oi,en del 4oce!o de licuefacción del !uelo La licuefacción de los suelos es un proceso observado en situaciones en que la presión de poros es tan elevada que el agregado de partículas pierde toda la resistencia al corte ! el terreno su capacidad soportante. e producen en suelos granulares2
8renas limosas saturadas
8renas mu! finas redondeadas (loess)
8renas limpias
Dellenos mineros
#ebido a la gran cantidad de agua intersticial que presentan, las
presiones intersticiales son tan elevadas que un sismo, o una carga dinmica, o la elevación del nivel fretico, pueden aumentarlas, llegando a anular las tensiones efectivas. Esto motiva que las tensiones tangenciales
se
anulen,
comportndose
el
terreno
como
un
pseudolíquidoF. i bien los efectos de la licuefacción &an sido comprendidos desde &ace muc&o tiempo, los ingenieros ! sismólogos &an tenido un recordatorio sobre su relevancia a partir de los terremotos de /C7 ocurridos en *iigata, Gapón ! 8lasHa. El fenómeno tambi"n jugó un papel mu! importante en la destrucción del #istrito de la 9arina en an 'rancisco durante el terremoto de Loma rieta ocurrido en /1/.
Fig. 2 casos de licuación de suelos
Los estudios de la licuefacción sísmica de eed (/CC) llevaron a postular las siguientes condiciones2
•
i la presión de poros inducida por la acción dinmica o cíclica del terremoto alcanza el valor de la presión de confinamiento,
el
licuefacción inicial.
suelo
alcanzar
el
estado
de
•
i la arena sometida a acción cíclica alcanza el 65@ de deformación se alcanzar la licuefacción total.
IV.4.
Ti4o! de 4oce!o! licua)le!
IV.2.1. Aena! *o5edi6a! Las arenas movedizas se producen cuando una zona de arenas sueltas que est saturada con agua es agitada. 3uando el agua que se encuentra atrapada en el bloque de arena no puede escapar, se lic$a el suelo ! pierde la capacidad de soportar pesos. La arena movediza se puede formar por un flujo en ascenso de aguas subterrneas (como el que proviene de un manantial natural), o a causa de terremotos. En el caso de un flujo de agua subterrneo, la fuerza producida por el flujo de agua se contrapone a la fuerza de gravedad, produciendo la flotación de los granos de la arena. En el caso de terremotos, la fuerza de la sacudida puede aumentar la presión de aguas subterrneas próximas a la superficie, ! en el proceso licuar los depósitos de arena ! sedimentos de la superficie. En ambos casos, la superficie que se lic$a pierde resistencia, lo que desestabiliza a los edificios u otras estructuras que se encuentran en la superficie produciendo se inclinen o derrumben. Los sedimentos saturados pueden parecer sumamente sólidos &asta el instante en que un cambio en la presión del suelo o una sacudida disparan el proceso de licuefacción. dic&o proceso &ace que la arena forme una suspensión en la cual cada grano pasa a estar rodeado por una delgada película de agua. Esta configuración le otorga a las arenas movedizas, ! otros sedimentos licuados una textura esponjosa similar a la consistencia de un fluido. Los objetos que se encuentran envueltos en arenas movedizas se &undirn &asta el nivel en el cual el peso del objeto se iguale con el peso desplazado de la mezcla de arena ! agua ! el objeto IfloteI de acuerdo al principio de 8rquímedes.
IV.2.%. Acilla! 4ida!
Las llamadas arcillas rpidas o arcillas marinas, tambi"n conocidas en 3anad como arcillas de Leda o quicH cla!s, es un tipo particular de arcilla sumamente sensible, que al ser perturbada posee la tendencia a cambiar su estado desde uno relativamente rígido a un estado líquido. En reposo, las arcillas rpidas parecen un gel &idrosaturado. in embargo, si se toma un bloque de arcilla ! se le golpea, instantneamente toma la constitución de un fluido, mediante un proceso conocido como licuefacción espontnea. Las arcillas rpidas se comportan así porque, aunque son sólidas, tienen un altísimo contenido de agua, que puede ser de &asta un 15@. La arcilla retiene una estructura sólida a pesar de su alto contenido acuoso, porque la tensión superficial del agua mantiene IescamasI de arcilla unidas en una delicada estructura. 3uando la estructura se quiebra por un golpe, la arcilla cambia su estado ! se transforma en un fluido.
IV.2./. Coien'e! de 'u)ide6 Los corrimientos de tierra submarinos son corrientes de turbidez ! consisten del desplazamiento de sedimentos saturados por el agua que flu!en &acia las profundidades marinas. %n ejemplo de este fenómeno tuvo lugar durante el
IV.3.
Efec'o! de la licuación del !uelo
La licuefacción puede causar da:o a estructuras en varias maneras. Los edificios cu!os cimientos estn directamente en la arena que se lic$a experimentan una p"rdida de apo!o repentina, que resulta en el asentamiento
drstico
(asentamiento
diferencial)
(asentamiento del
edificio.
absoluto) La
e
licuefacción
irregular causa
asentamientos irregulares en el rea licuada, ! esto puede da:ar los
edificios ! romper los cables de servicio p$blico subterrneos donde los asentamientos diferenciales son grandes. Las tuberías de distribución de agua ! gas ! otros ductos pueden flotar ! desplazarse &acia la superficie. 'or$nculos de arena pueden entrar en erupción en los edificios a trav"s de bocas de conexión de servicios, con lo que el agua puede ingresar ! da:ar la estructura o sus sistemas el"ctricos. La licuefacción del suelo tambi"n puede causar colapsos de plataformas. Las reas de recuperación ambiental de suelo (rellenos sanitarios) son propensas a la licuefacción porque muc&as son recuperadas con relleno &idrulico, ! a menudo se asientan sobre suelos blandos que pueden amplificar la sacudida de los terremotos. La licuefacción del suelo fue un factor importante en la destrucción del #istrito 9arina de an 'rancisco durante el terremoto de Loma rieta en /1/.
IV.7.
8ICUEFACCIÓN INDUCIDA -OR SISMOS La licuefacción inducida por terremoto es uno de los principales contribu!entes al riesgo sísmico urbano. Las sacudidas &acen que aumente la presión de agua en los poros lo que reduce la tensión efectiva, ! por lo tanto disminu!e la resistencia al corte de la arena. i existe una corteza de suelo seco o una cubierta impermeable, el exceso de agua puede a veces surgir en la superficie a trav"s de grietas en la capa superior, arrastrando en el proceso arena licuada, lo que produce borbotones de arena, com$nmente llamados Ivolcanes de arenaI.
Los estudios de la licuefacción sísmica de eed (/CC) llevaron a postular las siguientes condiciones2
i la presión de poros inducida por la acción dinmica o cíclica del terremoto alcanza el valor de la presión de confinamiento, el suelo alcanzar el estado de licuefacción inicial.
i la arena sometida a acción cíclica alcanza el 65@ de deformación se alcanzar la licuefacción total.
eed and -driss (/16) propusieron la siguiente expresión para el clculo de la Delación de
sísmica de la capa de suelo, que junto con la Delación de Desistencia 3íclica (33D), la capacidad del suelo para resistir la licuación, son las dos variables de La resistencia a la licuación de suelos.
CSR = τav /σ´vo = 0.65μ (amax/g) (μσvo/σ´vo) rd
#onde av 8max
2es la tensión de corte promedio. 2aceleración pico &orizontal en la superficie del terreno generada por el sismo g 2es aceleración de la gravedad Mvo ! MNvo 2son las tensiones totales ! efectivas verticales respectivamente rd 2coeficiente de reducción de tensiones, debido a la flexibilidad del suelo.
La complejidad del fenómeno, pues adems de ser el resultado de una acción símica altamente variable, induce en el suelo un comportamiento fuertemente no lineal, con una fuerte degradación de las características mecnicas del suelo de cada ciclo determinada por la generación de presiones neutras en la muestra bajo acción sísmica.
IV.7.1. Onda! !(!*ica! Las ondas sísmicas son un tipo de onda elstica fuerte en la propagación de perturbaciones temporales del campo de tensiones que generan peque:os movimientos en las placas tectónicas.
i desplazamos un diapasón de su posición de equilibrio ! lo soltamos repentinamente, percibimos su sonido característico. Lo mismo sucede en la
En un terremoto se transmiten ondas que viajan por el interior de la tierra. iguen caminos curvos debido a la variada densidad ! composición del interior de la
centrales
o
de
cuerpo,
transmiten
los
temblores
preliminares de un terremoto, pero poseen poco poder destructivo. Las ondas de cuerpo son divididas en dos grupos2 ondas primarias ! secundarias.
IV.7.1.1.
Onda! 4i*aia! Las ondas primarias son ondas longitudinales, lo cual significa que el suelo es alternadamente comprimido ! dilatado en la dirección de la propagación. Estas ondas generalmente viajan a una velocidad .04 veces de las ondas secundarias ! pueden viajar a trav"s de cualquier tipo de material. +elocidades típicas son 445m=s en el aire, 7?5m=s en el agua ! cerca de ?555m=s en el granito.
IV.7.1.%.
Onda! !ecundaia! Las ondas secundarias son ondas transversales o de corte, lo
cual
significa
perpendicularmente
que a
la
el
suelo
dirección
es de
desplazado propagación,
alternadamente &acia un lado ! &acia el otro. Estas ondas pueden viajar $nicamente a trav"s de sólidos debido a que los líquidos no pueden soportar esfuerzos de corte. u velocidad es alrededor de ?1@ la de una onda primaria para cualquier material sólido. %sualmente la onda secundaria tiene ma!or amplitud que la primaria ! se siente ms fuerte que "sta.
IV.7.1./.
Onda! Ra0lei, 3uando un sólido posee una superficie libre, como la superficie de la tierra, pueden generarse ondas que viajan a lo largo de la superficie. Estas ondas tienen su mxima amplitud
en
la
superficie
libre,
la
cual
decrece
exponencialmente con la profundidad, ! son conocidas como ondas de Da!leig& en &onor al científico que predijo su existencia. La tra!ectoria que describen las partículas del medio al propagarse la onda es elíptica retrógrada ! ocurre en el plano de propagación de la onda. %na analogía de estas ondas lo constitu!en las ondas que se producen en la superficie del agua.
IV.7.1.2.
Onda! 8o5e Otro tipo de ondas superficiales son ondas de Love llamadas así en &onor del científico que las estudió. Estas se generan sólo cuando un medio elstico se encuentra estratificado, situación que se cumple en nuestro planeta pues se encuentra formado por capas de diferentes características físicas ! químicas. Las ondas de Love se propagan con un movimiento de las partículas, perpendicular a la dirección de propagación, como las ondas secundarias, sólo que, polarizadas en el plano de la superficie de la
de
Love
pueden
considerarse
como
ondas
superficiales IatrapadasI en la superficie. 3omo para las ondas de Da!leig&, la amplitud de las mismas decrece rpidamente con la profundidad. En general su existencia se puede explicar por la presencia del vacío o un medio de menor rigidez, tiende a compensar la energía generando este tipo especial de vibraciones.
IV.9.
EVA8UACIÓN DE 8A -OSIBI8IDAD DE OCURRENCIA DE8 -ROCESO DE 8ICUEFACCIÓN
Varios investigadores han recabado datos de sismos y han estudiado sitios en los que se han generado procesos de licuefacción y donde no, en distintas regiones y países del mundo. Con esta información se han generado metodologías de cálculo para evaluar la posibilidad que tiene una zona definida de generar procesos que lleven a la licuefacción. Los mtodos de evaluación más conocidos son los analizan las relaciones de tensiones cíclicas que generan lo sismos y los comparan con la relación de tensiones cíclicas que resisten los suelos donde se supone ocurrirá el sismo de dise!o. "el cociente de estas dos relaciones, se obtiene un coeficiente de seguridad que cuantifica la posibilidad de que ocurran procesos de licuefacción.
#ebemos destacar que cuando nos referimos a relaciones de tensiones cíclicas estamos &ablando de relacionar las tensiones de corte PtQ con las tensiones verticales efectivas en el mismo punto PsNvQ.
ara evaluar el proceso ! obtener el coeficiente de seguridad, se requieren realizar varios pasos de un proceso de clculo basado fundamentalmente en los ensa!os de < que realizamos en el campo.
8 continuación, damos en detalle, los pasos a seguir para evaluar el potencial de licuefacción de un suelo ante la avenida de una solicitación sísmica en un predio donde se construir una obra civil ! obtener los valores necesarios que nos permitan concluir con el clculo.
1: 4a!o; Dealizar la ma!or cantidad de investigaciones geot"cnicas para definir con propiedad la estratigrafía del sitio, como ser perforaciones, calicatas, ensa!os de <, ensa!os de cono, extracciones de muestras, etc. Ejecutar en forma complementaria los estudios de laboratorio que correspondan para conocer con propiedad en tipo de material que se trata, como ser2 ropiedades índices, los anlisis granulom"tricos por
lavado de las muestras, de forma de identificar perfectamente los materiales de los distintos mantos.
%: 4a!o; #acer un estudio detallado de las tensiones verticales totales
v
y de las tensiones verticales efectivas
$ para
v
cada nivel, tanto para los perfiles estudiados, en su condición inicial, como para los mismos perfiles luego de terminada la obra. "ebe tener en cuenta la posible fluctuación de los niveles de la napa de agua, para las distintas etapas del a!o. %demás, deberá considerar, la posible variación de la napa de agua luego de concluida la obra.
/: 4a!o; Dealizar la evaluación de la Delación de
IV.$.
8icuación de !uelo! en el -e< +arios investigadores &an recopilado información &istórica sobre los eventos sísmicos ms importantes que ocurrieron en el er$ desde el siglo +- &asta el presente (ilgado, /01). En esta ocasión se presentarn dos casos de terremotos relativamente recientes que indujeron licuación de suelos2 el evento de 3&imbote del 4de ma!o de /05 en la costa peruana ! los terremotos del 6/ de ma!o de //5 ! del 7 de abril de // en la región de 8lto 9a!o en el nororiente peruano.
IV.$.1. INTENSIDADES S=SMICAS OBSERVADAS > 8ICUACIÓN DE SUE8OS %n mapa de mximas intensidades sísmicas observadas (99) en el er$ fue presentado por 8lva ;urtado et al (/17). El mapa se basó en treinta mapas de isosistas de terremotos recientes e intensidades puntuales de terremotos &istóricos. El mapa representa el nivel de da:o independiente de la causa2 vibración de suelo, licuación, deslizamientos provocados por terremotos u otros. Este mapa se preparó como parte de un pro!ecto regional patrocinado por 3EDE-. (3entro Degional de ismología en 8m"rica del ur).
El mapa indica una alta actividad sísmica en la costa peruana debido a la subducción de la laca de *azca debajo de la laca uramericanaR una actividad sísmica moderada puede notarse en la Sona ubandina localizada en la selva nororiental, al este de la cordillera delos 8ndes. -ntensidades &asta fueron observadas en la costa del er$ en grandes reas, mientras que en la zona subandina la atenuación es ms alta, con intensidades altas en sitios específicos. La 'igura *T4 presenta la #istribución de las 9ximas -ntensidades ísmicas que Observadas en el er$.
%na revisión de la información &istórica de licuación de suelos en el er$ fue presentada por 8lva ;urtado (/14). La evidencia de licuación tal como, el desarrollo de volcancitos de arena ! lodo, la expulsión violenta de agua del terreno, presencia de agrietamiento intenso ! asentamiento diferencial debido a los eventos sísmicos se &a tomado en consideración. %n mapa del er$ que muestra diferencias entre las reas de licuación reales ! probables encontradas en la literatura fue recopilado ! es presentado en la 'igura *T7.
+eintisiete casos de licuación de suelos en el er$ fueron determinados. Los fenómenos ocurrieron en la costa, en las regiones monta:osas ! la selva norte. En la costa la licuación de suelo es generalizada debido a la ms alta sismicidad ! la existencia
de
ma!or
población
en
esta
parte del
er$.
Existe
una
correspondencia entre las intensidades ms altas ! la ocurrencia de licuación de suelo en el er$. e describirn ejemplos de terremotos que produjeron licuación de suelos en la costa ! la selva ! sus efectos.
8ICUACIÓN DE SUE8OS CAUSADA -OR E8 TERREMOTO DE 1#9? %no de los casos mejor documentados de licuación de suelos en el er$ es el pertinente al terremoto del 4 de ma!o de /05 en 3&imbote. La ciudad se localiza aproximadamente a 755 Um al norte de Lima, capital de er$. El 4 de ma!o de /05 un terremoto de magnitud 9sV0.1 ! profundidad focal de 7? Um ocurrió ?5 Hm mar afuera al oeste de 3&imbote. %n registro acelerogrfico del terremoto se obtuvo en Lima, con una mxima aceleración &orizontal de 5. g. *ing$n registro se obtuvo en 3&imbote. %na intensidad mxima de - en la escala de 9ercalli 9odificada fue observada. %n breve resumen de efectos de licuación en 3&imbote durante el terremoto del 4 de ma!o de /05 se presenta a continuación.
EricHsen et al (/05) ! lafHer et al (/0) indicaron que en 3asma, uerto 3asma, uerto 3asma ! cerca de la costa de 3&imbote, se produjo desplazamiento lateral del terreno causado por licuación de los depósitos deltaicos de pla!a. e observaron grietas sobre el terreno que afectaron las estructuras. La zona central de 3&imbote (3asco %rbano) era evidentemente un rea de licuación de suelos ! de densificación diferencial. En 3&imbote, 3asma ! a lo largo de la 3arretera anamericana se notó en la superficie subsidencia del terreno debido a la licuación.
3luff (/0) reportó fallas de terreno en 3&imbote debido a los depósitos de pla!a saturados ! sueltos. +olcanes de arena ! e!ección de agua se observaron en varias reas donde el nivel de agua estuvo cerca de la superficie. Kerg ! ;usid (/04)
verificaron la ocurrencia de licuación de suelo en la cimentación de la escuela 9undo 9ejor en 3&imbote.
3arrillo (/05) reportó asentamientos de los accesos de casi todos los puentes en la 3arretera anamericana ! asentamiento del
ortuario
de
3&imbote.
presentó
evidencias de licuación de arena saturada en la calle Elías 8guirre en 3&imbote. 9orimoto et al (/0) describieron la licuación de suelos en 3&imbote ! presentaron un mapa de distribución de grietas del terreno ! volcanes de arena ('igura *T4). En los pantanos ! terrenos bajos en depósito aluvial, se desarrolló licuefacción general con grietas debido a la densificación diferencial de depósitos de suelo. En depósitos aluviales se desarrolló licuación subsurperficial, generando grietas con volcanes de arena ! da:os a pozos.
8lvaW;urtado ! arra (//0) presentaron una evaluación del potencial de licuación de suelos para la ciudad de 3&imbote, basada en un programa extensivo de exploración de suelos ! el m"todo de evaluación del <3W7. e obtuvo una buena comparación de los lugares con potencial de licuación ! los efectos de suelo producidos por el terremoto de /05.
EFECTOS DE SUE8O CAUSADOS -OR 8OS TERREMOTOS DE 1##? > 1##1 El 6/ de ma!o de //5 ! el 7 de abril de //, dos terremotos moderados ocurrieron en la región nororiental del er$. 8 pesar de sus magnitudes relativamente bajas, la severidad del da:o fue alta debido al tipo de construcción ! condiciones del suelo existentes en las reas pobladas. La región se localiza en el *oreste del er$, con temperatura ! precipitación altas. Docas sedimentarias
de los
encuentran en las
eriodos
Gursico
monta:as cercanas !
a
3retceo se materiales del
cuaternario en el valle del río 8lto 9a!o. Los depósitos cuaternarios estn compuestos de suelos aluviales, coluviales,
fluviales ! residuales. 9o!obamba ! Dioja son las ciudades ms importantes en el rea. La región es cruzada por el río 9a!o, cu!as riveras estn compuestas de depósitos de arena licuable. e &a reportado efectos del terreno siguientes2 licuación de suelo, inestabilidad ! corrosión de suelos en los taludes, asentamientos
diferenciales,
amplificación
de
suelo
!
deslizamientos dentro del rea epicentral. e describen los efectos de licueción de suelo en la ciudad de 9o!obamba. (8lvaW ;urtado et al, //6).
El tipo de falla en el rea corresponde a pliegues ! fallas de empuje de alto ngulo que forman sistemas imbricadas. Estas fallas tienen menos inclinación con la profundidadR produciendo una estructura de empuje ! plegada. +arias de estas fallas tienen evidencia ! rastros visibles de actividad reciente. ueden verse escarpas al oeste del valle del 8lto 9a!o, así como tambi"n en los valles longitudinales ! unidades morfológicas desplazadas, típicas de fallas activas transcurrentes.
V.
CONC8USIONES V.1.
Las ma!ores situaciones en la que se presentan estos fenómenos son los terremotos, como !a se &a dic&o Pal aplicar fuerza extrema adquirió la consistencia de un líquido pesado como en un terremoto. Este fenómeno est principalmente, ms no exclusivamente, asociado con suelos saturados poco co&esivos.
V.%.
Este tipo de fenómenos cobran muc&os da:os estructurales ! en casos en los que no se prev" puede &aber &asta bajas &umanas, por esto es necesario tener ms materia en el estudio de este fenómeno.
V./.
La mitigación del da:o potencial debido a la licuefacción forma parte del campo de la ingeniera geotecnia ! de la mecnica de suelos.
V.2.
En las reas, en donde se conjugan las condiciones o factores indicados,
es
indispensables
realizar
estudios
de
detalle,
particularmente estudios geot"cnicos.
V.3.
3omo parte de un anlisis de riesgo sísmico, se debería seleccionar el emplazamiento ! analizar las características de nuevas obras, definir medidas para la prevención ! los resultados de los estudios representarlos grficamente en mapas de riesgos de licuefacción.
V.7.
La licuación de suelos &a ocurrido en la costa, en la sierra en la zona subandina del er$. La ma!oría de los casos ocurrieron en la costa, debido a la ma!or sismicidad ! población.
V.9.
Existe una correspondencia entre las reas de intensidades altas ! la ocurrencia de licuación de suelos en el er$. e presentaron dos casos uno en la costa ! el otro en el norWeste del er$.
VI.
BIB8IO@RAF=A . Dobertson, .U., and 'ear, 3.E. (//?). ILiquefaction of sands and its evaluation.I, roceedings of t&e st -nternational 3onference on Eart&quaHe Jeotec&nical Engineering,
C. 9ariano. (6550). licuación de suelos ! resistencia cíclica. 6C enero 657, de cribd itio Aeb2 &ttp2==es.scribd.com=doc=6?C0C05=licuacionW deWsuelosW!WresistenciaWciclicaWing
VII. -ANE8 FOTO@RFICO
Fig 7.1 Efectos de licuación de los suelos durante el terremoto de Niigata, Japón, 196!
Fig 7.2 Colapso de puente en "erremoto de #oma $rieta, %rea de la &a'(a, San rancisco en 19*9! ig 7.3 Colapso de puente en "erremoto de #oma $rieta, %rea de la &a'(a, San rancisco en 19*9!
Fig 7.4 casa de &lo+ues de concreto afectada por compactación diferencial
despla-amiento lateral de arena de plaa licuadas
Fig 7.5 .sentamiento diferencial en muros portantes /eredas en el centro de c'im&ote
Fig 7.6 da0o en la /ia ferrea c'im&ote'uallanca de&ido a compactación diferencial
despla-amiento lateral del terreno
