Determinación de parámetros geotécnicos por métodos geofísicos utilizando ondas sísmicas y resistividad geoeléctrica. caso: Quebrada Seca

Abstract

El objetivo de la presente tesis de investigación se basa en aplicar diferentes métodos geofísicos, Resistividad Geoeléctrica (Sondeo Eléctrico Vertical “SEV” y Tomografía Geoeléctrica “TE”) y Método Sísmico (Refracción Sísmica “RS” y Análisis Multicanal de Ondas Superficiales “MASW”), los resultados obtenidos permitirán determinar los parámetros geotécnicos en la zona de estudio y correlacionar con la sección geológica real en la Quebrada Seca, ubicada en el distrito de la Capilla, provincia General Sánchez Cerro en el Departamento Moquegua. La metodología a utilizar para el presente trabajo de investigación es: primero tomar datos topográficos, geofísicos y geológicos, seguidamente en gabinete estos datos serán analizados, procesados e interpretados y realizar la correlación (comparación) de los resultados de la geofísica con una sección geología real. Además, determinar los parámetros geotécnicos a partir de los datos de sísmica de refracción (ondas de cuerpo “Vp”), MASW (ondas de corte “Vs”) y la densidad de los materiales obtenidos en los ensayos de laboratorio. Se realizo un análisis de los datos en conjunto comparando distintos métodos geofísicos (eléctricos y sísmicos) y la correlación con la geología. La caracterización geológica permitió determinar características geomorfológicas, estratigráficas y estructurales más importantes de la zona de estudio, principalmente encontrando 4 horizontes litológicos que corresponden al pleistoceno (Cuaternario reciente) subrayasen a la Fm. Labra. Mediante la aplicación da la TGE se aprecia claramente los horizontes correspondientes al pleistoceno y que por debajo de estos se encuentra la Fm. Labra, esta correlaciona con los horizontes encontrados con el mapeo geológico, mientras que en los SEVs se correlaciona ambos y se construye una seudo sección de resistividad, en la cual se obtiene 3 horizontes geoeléctricos a partir de las resistividades que correlaciona con los horizontes y la roca sedimentaria de la Fm. Labra. El método de RS permitió determinar las características de los materiales a partir de la velocidad de las ondas compresionales (Vp) y se obtuvo los 3 horizontes o capas y para su correlación con la geología se utilizó tablas de diferentes autores (Tablas 10 al 15), mientras con el MASW se determinó la velocidad de ondas de corte (Vs) y en correlación con la geología e interpretación del tipo de suelo según las tablas IBC y la Norma Peruana E-030 (Tablas 8 y 9) se determinó 3 horizontes sísmicos con tipos de Suelo B y C. Se calcularon los parámetros geotécnicos (dinámicos) de los horizontes o capas del subsuelo, todos los cálculos se realizaron en base a RS, MASW y valores de densidad, tal como muestras las tablas 31 y 32, los cuales podrán ser utilizados por ingenieros civiles y geotécnicos para realizar futuras construcciones o fundaciones. Cabe resaltar que todos los métodos geofísicos han sido correlacionados con le geología.

The aim of this research is based on applying different geophysical methods, Geoelectric Resistivity (Vertical Electrical Sounding “SEV“ and Geoelectric Tomography “TGE“) and Seismic Method (Seismic Refraction “RS“ and Multichannel Analysis of Surface Waves “MASW“), the results obtained will determine the geotechnical parameters in the study area and correlate with a geological section in Quebrada Seca, located in La Capilla district, General Sánchez Cerro province in Moquegua Department. The methodology to be used for the research is: first to take topographic, geophysical and geological data, then in the cabinet these data will be analyzed, processed and interpreted and make the correlation (comparison) of the geophysics results with a geology section. In addition, determine the geotechnical parameters from the seismic refraction data (body waves “Vp“), MASW (shear waves “Vs“) and the density of the materials obtained in laboratory tests. The data analysis was carried out comparing different geophysical methods (electrical and seismic) and the correlation with geology. Geological characterization allowed determining the most important geomorphological, stratigraphic and structural characteristics of the study area and mainly finding 4 lithological horizons that correspond to Pleistocene (recent Quaternary) underline to Fm. Labra. Through the application of the TGE, the horizons corresponding to the pleistocene are clearly visible and that below this is the Fm. Labra, this correlates with the horizons found with the geological mapping, while in the SEVs both are correlated and a pseudo resistivity section is constructed, in the strand 3 geoelectric horizons are obtained from the resistivities which correlates with the horizons and the sedimentary rock of the Fm. Labra. The RS method allowed to determine the characteristics of the materials from the speed of the compressional waves (Vp) and the 3 horizons or layers were obtained and for its correlation with the geology tables of different authors were used (Tables 10 to 15) , while with MASW the speed of shear waves (Vs) was determined and in correlation with the geology and interpretation of the soil type according to the IBC tables and the Peruvian Standard E-030 (Tables 8 and 9) with which it is determined 3 seismic horizons and with soil types B and C. The geotechnical (dynamic) parameters of the horizons or subsoil layers were calculated, all calculations were made based on RS, MASW and density values, as shown in Tables 31 and 32, which may be used by civil engineers and geotechnical to carry out future constructions or foundations. It should be noted that all geophysical methods have been correlated with geology.