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7.68. Dinámica de Suelos (Obligatorio)

7.68.1. Justificación ↑ Volver arriba

Dinámica de Suelos es una electiva avanzada de la línea de Ingeniería Geotécnica que extiende el marco estático de resistencia al corte y deformación desarrollado en Mecánica de Suelos II hacia el régimen de carga variable en el tiempo relevante para sismos y maquinaria vibratoria. El curso comienza con los fundamentos teóricos de los sistemas dinámicos de un grado de libertad y la propagación unidimensional de ondas a través de depósitos de suelo, y luego desarrolla las herramientas necesarias para caracterizar la sismicidad, procesar señales de movimiento fuerte y determinar las propiedades dinámicas de los suelos a partir de ensayos de laboratorio y campo. Esta base sustenta el análisis de la respuesta sísmica de sitio y la estabilidad sísmica de taludes, estructuras de retención y cimentaciones, y se aplica a dos problemas de diseño de escala marcadamente distinta: el diseño de cimentaciones para maquinaria vibratoria bajo cargas dinámicas de estado estacionario, y la evaluación, mitigación y análisis post-sísmico de la licuefacción del suelo, incluyendo la resistencia residual de suelos licuados. Como electiva de especialización posterior a Mecánica de Suelos I y II, el curso prepara a los estudiantes para realizar los análisis sísmicos geotécnicos requeridos en el ejercicio profesional en un país de alta sismicidad.

7.68.2. Objetivos Generales ↑ Volver arriba

1. Formular modelos dinámicos de un grado de libertad y ecuaciones de propagación unidimensional de ondas para caracterizar cómo viajan las ondas sísmicas a través de depósitos de suelo.
2. Caracterizar la sismicidad regional, clasificar sismos según sus consecuencias esperadas y procesar señales de movimiento fuerte para su uso en el análisis sísmico geotécnico.
3. Determinar las propiedades dinámicas de los suelos a partir de ensayos de laboratorio y campo para su uso en análisis de respuesta sísmica y licuefacción.
4. Realizar análisis de respuesta sísmica de sitio para estimar la amplificación del movimiento del terreno y los movimientos de diseño.
5. Analizar la estabilidad sísmica de taludes, estructuras de retención y cimentaciones mediante métodos pseudo-estáticos y basados en desempeño.
6. Diseñar cimentaciones de maquinaria vibratoria considerando la rigidez dinámica suelo-cimentación, la evitación de resonancia y las amplitudes de vibración permisibles.
7. Evaluar la susceptibilidad y el desencadenamiento de la licuefacción, evaluar sus efectos en estructuras e infraestructura, y seleccionar medidas de mitigación incluyendo el mejoramiento del terreno.
8. Evaluar la resistencia residual de suelos licuados y realizar análisis de estabilidad post-sísmico.

7.68.3. Contribución a los resultados (Outcomes) ↑ Volver arriba

ABET-1) Habilidad para identificar, formular y resolver problemas complejos de ingeniería aplicando principios de ingeniería, ciencias y matemáticas. (Usage)

ABET-2) Habilidad para aplicar el diseño en ingeniería y producir soluciones que satisfagan necesidades específicas considerando la salud pública, seguridad y bienestar, así como factores globales, culturales, sociales, ambientales y económicos. (Usage)

ABET-6) Habilidad para desarrollar y conducir experimentación apropiada, analizar e interpretar datos, y utilizar el criterio de ingeniería para obtener conclusiones. (Usage)

7.68.4. Contenido ↑ Volver arriba

7.68.4.1. Ingeniería Geotécnica Sísmica (42 horas) [Habilidades ABET-1,ABET-2,ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Kramer, 1996; Das, 1983; Prakash, 1981)

Temas

1. Sistemas dinámicos de un grado de libertad y propagación unidimensional de ondas en depósitos de suelo
2. Respuesta del sitio y amplificación del movimiento del terreno
3. Análisis de amenaza sísmica y movimientos del terreno de diseño
4. Susceptibilidad a la licuefacción y mecanismos desencadenantes
5. Relación de esfuerzos cíclicos y procedimientos de evaluación de licuefacción
6. Efectos de la licuefacción en estructuras e infraestructura
7. Propiedades dinámicas del suelo y ensayos de laboratorio
8. Diseño de cimentaciones para maquinaria vibratoria bajo cargas dinámicas
9. Métodos de mejoramiento del terreno para mitigar la licuefacción
10. Desplazamiento lateral y fallas por flujo
11. Asentamiento inducido sísmicamente y capacidad portante
12. Diseño basado en desempeño para ingeniería geotécnica sísmica

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Formular modelos de un grado de libertad y ecuaciones de propagación unidimensional de ondas para caracterizar la transmisión de ondas sísmicas a través de depósitos de suelo [Usar]
2. Explicar efectos de respuesta del sitio y características del movimiento del terreno [Familiarizarse]
3. Determinar movimientos del terreno de diseño para análisis sísmico geotécnico [Evaluar]
4. Evaluar susceptibilidad a la licuefacción usando datos de investigación de campo [Usar]
5. Calcular relaciones de esfuerzos cíclicos y evaluar el potencial de licuefacción [Evaluar]
6. Evaluar las consecuencias de la licuefacción en cimentaciones y estructuras [Familiarizarse]
7. Caracterizar propiedades dinámicas del suelo a partir de ensayos de laboratorio y campo [Usar]
8. Dimensionar cimentaciones de maquinaria considerando la rigidez dinámica suelo-cimentación, la evitación de resonancia y las amplitudes de vibración permisibles [Evaluar]
9. Seleccionar y diseñar métodos de mejoramiento del terreno para mitigar la licuefacción [Evaluar]
10. Predecir desplazamientos por desplazamiento lateral y potencial de falla por flujo [Usar]
11. Analizar asentamientos inducidos sísmicamente y capacidad portante reducida [Evaluar]
12. Implementar enfoques basados en desempeño para diseño geotécnico sísmico [Evaluar]

7.68.5. Referencias Bibliográficas ↑ Volver arriba

Kramer, S. L. (1996). Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice Hall.

Das, B. M. (1983). Fundamentals of Soil Dynamics. Elsevier.

Prakash, S. (1981). Soil Dynamics. McGraw-Hill.