Correlación entre velocidades de ondas de corte y número de golpes del SPT en arenas de la nueva ciudad de Olmos

Abstract

La Nueva Ciudad de Olmos es un proyecto ubicado en el distrito de Olmos, provincia y departamento de Lambayeque, dicho proyecto tiene como objetivo crear una ciudad planificada y autosostenible que pretende implantar criterios modernos de urbanismo, para ser replicados sistemáticamente en nuevos procesos de urbanización en el país. El proyecto en toda su extensión tiene como suelo de cimentación los depósitos eólicos del cuaternario reciente, característicos de la zona, conformado principalmente por arenas pobremente gradadas.

Como parte de las investigaciones geotécnicas se realizaron ensayos de medición de ondas superficiales en arreglo multicanal (MASW) y ensayos de penetración estándar (SPT), con la finalidad de obtener las velocidades de ondas de corte (Vs) y el número de golpes del SPT (N) respectivamente. Los ensayos MASW y SPT que están ubicados muy cercanos entre sí, se recopilaron y se recolectaron 156 valores de N y Vs para obtener una ecuación de correlación de la forma, V_S = A N^B, donde A y B se obtienen a partir de metodologías estadísticas de análisis de regresión lineal.

Las correlaciones que se trabajó en la presente tesis son: N – Vs (N y Vs obtenidos directamente de campo, sin corrección); N_60 – Vs (N corregido al 60% de energía del SPT); y N_60 – Vs, considerando la influencia de sobrecarga efectiva. Las correlaciones obtenidas en la presente tesis fueron comparadas con las correlaciones publicadas en los últimos 20 años por diferentes autores, para el caso de arenas.

La ecuación de correlación de N – Vs (sin corrección) es V_S = 142.59 N^0.222, y presenta una cierta variación con las curvas de correlación de los diferentes autores, probablemente, debido a la variabilidad de los equipos y procedimientos del ensayo SPT. La correlación propuesta se aproxima generosamente a las curvas de Esfehanizadeh et al. (2015) y Kirar et al. (2016).

V_S = 141.14 〖〖(N〗_60)〗^0.212 es la ecuación de correlación cuando N se corrige al 60% de energía, y se aproxima bastante bien a la curva propuesta por Pitilakis et al. (1999). Las Curvas de correlación propuestos por diversos autores tienden a ser muy cercanos entre sí, probablemente porque el valor de N se corrige al 60% de energía, indistintamente del procedimiento y el tipo de equipo de SPT.

Aplicando la técnica del análisis de regresión lineal múltiple se determinó la ecuación de correlación de N_60 – Vs, incorporando la influencia de sobrecarga efectiva. La ecuación obtenida, V_S = 168.35 〖〖(N〗_60)〗^0.163, se aproxima a la curva propuesta por Bellana (2009).

La validación del modelo se realizó mediante la gráfica de dispersión de datos y la prueba de significancia global, donde se concluye que existe una relación de linealidad entre la variable Vs y cualquiera de las variables regresoras N_60 y P_a/〖σ'〗_V. Así mismo se verificó que las variables regresoras no presentan problemas de multicolinealidad, es decir, no tienen una relación de linealidad. Los residuos fueron analizados mediante la gráfica cuantil – cuantil (Q - Q) y se verifica que presentan una distribución normal.

The New City of Olmos is a project located in the district of Olmos, the province and the department of Lambayeque, this project aims to create a planned and self-sustainable city that implements the current modes of urbanism, to be replicated systematically in the new processes Urbanization in the country The project in its entirety has the foundations of recent quaternary wind deposits, characteristic of the area, consisting mainly of poorly graded sands.

As part of the geotechnical investigations, tests of surface wave measurement in multichannel array (MASW) and standard penetration tests (SPT) were carried out, in order to obtain the cutting wave velocities (Vs) and the number of strokes of the SPT (N) respectively. The MASW and SPT tests that are located very close to each other, were collected and 156 values of N and Vs were collected to obtain a correlation equation of the form, V_S = A N^B, where A and B are obtained from methodologies statistics of linear regression analysis.

The correlations used in this thesis are: N - Vs (N and Vs obtained directly from the field, without correction); N_60 – Vs (N corrected to 60% SPT energy); and N_60 – Vs considering the influence of effective overload. The correlations obtained in this thesis were compared with the correlations published in the last 20 years by different authors, in the case of sands.

The correlation equation of N - Vs (without correction) is V_S = 142.59 N^0.222, and it presents a certain variation with the correlation curves of the different authors, probably due to the variability of the equipment and procedures of the SPT test. The proposed correlation generously approximates the curves of Esfehanizadeh et al. (2015) and Kirar et al. (2016).

V_S = 141.14 N^0.212 is the correlation equation when N corrects to 60% energy, and approximates quite well the curve proposed by Pitilakis et al. (1999). The correlation curves proposed by different authors tend to be very close to each other, probably because the value of N is corrected to 60% of energy, regardless of the procedure and the type of SPT equipment.

Applying the technique of multiple linear regression analysis, the correlation equation of N_60 - Vs was determined, incorporating the influence of effective overload. The obtained equation, V_S = 168.35 〖〖(N〗_60)〗^0.163, approaches the curve proposed by Bellana (2009).

The validation of the model was performed using the data dispersion graph and the global significance test, where it is concluded that there is a linearity relationship between the variable Vs and any of the return variables N_60 y P_a/〖σ'〗_V. Likewise, it was verified that the return variables do not present multicollinearity problems, that is, they do not have a linearity relation. The residuals were analyzed by means of the quantile - quantile graph (Q - Q) and it is verified that they present a normal distribution.