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Consiste en la determinación de los espectros de Fourier de las componentes horizontales y de la vertical de registros de vibraciones ambientales, obtenidos con un velocímetro o un acelerógrafo triaxial. A partir de ellos se obtiene la razón H/V (cociente espectral), que es considerado por el autor (Nakamura, 1989) como la función de transferencia aproximada de los estratos del suelo sobre el basamento. Al contarse con dos componentes horizontales, H suele ser considerado como el promedio de los espectros en el plano horizontal.

El método H/V parte de la hipótesis que las vibraciones ambientales están compuestas por varios tipos de ondas y considera que estas son similares horizontal y verticalmente en el basamento. Al propagarse por las distintas capas del suelo, las vibraciones en componente horizontal son amplificadas debido a multirreflexiones de la onda S. Esto es válido si en estas vibraciones predominan ondas Rayleigh y su elipticidad es casi unitaria, lo que generalmente sucede en medios estratificados, donde hay un contraste significativo entre las impedancias de las capas de suelo y del basamento (figura 1). El método ha sido ampliamente utilizado y se dispone de una exhaustiva lista de recomendaciones para su aplicación (Bard et al., 2004).

El pico máximo observado en la razón espectral corresponde al período fundamental de vibración del sitio (T0).

Una vez identificado el periodo fundamental, es posible clasificar el sitio a partir de correlaciones ya establecidas, según la siguiente tabla:

Clases de sitio
Periodo natural del sitio To(s)
Promedio de las
velocidades de onda
cortante (m/s)
Equivalencia con la
clasificación del NEHRP
S I (roca/suelo rígido)
T0 < 0,2
Vs30 > 600
A+B
S II (suelo firme)
0,2 = T0 < 0,4
300 < Vs30 = 600
C
S III (suelo medio)
0,4 = T0 < 0,6
200 < Vs30 = 300
D
S IV (suelo blando)
T0 = 0,6
Vs30 = 200
E

Esto sirve como un procedimiento preliminar de clasificación y para tener un criterio inicial sobre el tipo de suelo existente en un emplazamiento específico.

En caso de que la razón espectral tenga una forma muy plana y con valores de H/V cercanos a la unidad, se considerará que el sitio corresponde a condición de roca o a un suelo competente.

Dado a que esta técnica da mejores resultados en el tanto exista un contraste significativo entre impedancias de los suelos (impedancia = densidad*velocidad de onda cortante, Kramer, 1996), puede ocurrir que no sobresalga un periodo específico de los demás debido a que el medio sea muy homogéneo hasta el basamento, por lo que en estos casos se podría afirmar que el depósito de suelo es competente (firme).



Figura 1.

Premisas:
  • Se tienen en cuenta los efectos de las ondas Rayleigh.
  • Los efectos de las ondas Rayleigh son iguales en la componente horizontal y en la vertical. De ahí se establece STT.
  • Como SHB/SVB es aproximadamente igual a la unidad, STT se obtiene de la razón espectral entre la componente horizontal y la vertical.

Las figuras 2 y 3 muestran resultados de la aplicación de esta técnica en dos sitios distintos. En la fig. 2 se presenta una razón H/V bastante plana y con una amplificación cercana a 1,0, típica de un sitio con un bajo o nulo contraste de impedancias entre capas y la presencia de un suelo competente, posiblemente tipo S1. La fig. 3 muestra por el contrario una H/V con un pico bien definido cerca de 2 Hz (0,5 s de periodo) con una amplificación asociada de 9, lo que probablemente implica la presencia de un suelo tipo S3. Las altas amplificaciones observadas en frecuencias inferiores a 0,6 Hz se pueden deber a la presencia de viento excesivo.





Figura 2. Razón espectral plana.





Figura 3. Razón espectral con pico evidente.

Referencia:

  • Bard, P. Y. (coord.) (2004). Guidelines for the implementation of the H/V spectral ratio technique on ambient vibration measurements, processing and interpretation. Sesame European research project (WP12-Deliverable D23.12).
  • Kramer, S. L. (1996). Geotechnical earthquake engineering. Prentice-Hall. New Jersey.
  • Nakamura, Y. (1989). A method of dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface. Quart. Rep. Railways Tech. Res. Inst. 30, 25-33.

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