Part-based Deep Facial Representation
3.3 Pose-invariant Patch Selection
La OPS, (et al., 2003) sostiene, que la probabilidad de ocurrir terremotos está determinada por la sismicidad de la región, cuyas amenazas sísmicas locales o propias de un sitio dependen de la estructura geotécnica del área. Además, precisa varias amenazas sísmicas locales que pueden poner en peligro las construcciones, como densificación, licuefacción, flujos, deslizamientos y amplificación de las vibraciones del terreno.
Kramer, (et al., 2004), define que el término licuefacción es usado para describir un rango de fenómenos en los cuales la resistencia y la rigidez de un depósito de suelos se reducen debido a un aumento de la presión de poros. Aunque es posible que la licuefacción se produzca por cargas estáticas, es más comúnmente inducida por cargas cíclicas.
Precisa también, que antes de un terremoto, la presión de poros se mantiene relativamente baja. Sin embargo, durante un terremoto se puede generar un incremento de esta presión hasta el punto donde las partículas pueden moverse fácilmente unas con respecto a otras.
Por su parte Greene, (et al., 1994), las acciones en el suelo que producen licuefacción son las siguientes: las ondas sísmicas, principalmente las ondas de corte, en su paso a través de los estratos de suelos granulares
saturados, distorsionan la estructura granular y causan el reordenamiento de los grupos sueltos de partículas, como muestra la figura 2.1, debido a la tendencia de los suelos sueltos a densificarse. Este reordenamiento de las partículas produce un incremento en la presión de poros bajo condiciones no drenadas.
Figura 2.1: Esquema que ilustra el proceso de licuefacción. Fuente: GREENE, et al., 1994.
Nota: Las deformaciones de corte (indicadas por las flechas grandes) inducidas por un terremoto distorsionan la estructura granular causando el reordenamiento de las partículas sueltas como indica la flecha curvada.
De la Figura anterior, Troncoso, (1992) afirma que lo anterior se produce debido a que la alta frecuencia a la que se suceden los ciclos de carga y descarga sísmicos impide que el agua encerrada en los poros de un suelo drene y que se produzcan cambios de volumen, razón por la cual se generan incrementos de presiones en el agua. En general, la magnitud de los incrementos de las presiones de poros, es igual a la magnitud de las tensiones deviatóricas multiplicada por el coeficiente de Skempton, de acuerdo a la siguiente expresión:
∆𝑢 = 𝐴 ∙ ∆(𝜎
1− 𝜎
3)
Dónde:∆𝑢
= incremento de la presión de poros.𝐴
= coeficiente de Skempton.Debido a que el coeficiente de Skempton es un parámetro característico de la estructura del suelo y, por lo tanto, está relacionado con el módulo de corte, se puede anticipar que variará durante la ocurrencia de un sismo. Toda variación de la presión de poros implica un cambio en la tensión efectiva y, como consecuencia, un cambio en el módulo de corte. Si la presión de poros aumenta en un ciclo de carga, el módulo de corte disminuye y, en consecuencia, el incremento de presión correspondiente a un siguiente ciclo de carga será mayor que el anterior, y así sucesivamente, en un proceso de progresivo deterioro. (Troncoso, 1992)
Sitharam, (et al., 2004) en la figura 2.2 (a) muestra la variación de la tensión deviatórica y la relación de presión de poros con el número de ciclos para un suelo de densidad relativa inicial de 30 % ensayado con una deformación de corte cíclica de 0,46 % en un ensayo triaxial cíclico de deformación controlada. La presión de poros aumenta a medida que se aplica la deformación cíclica y se acerca al valor de la presión de confinamiento inicial de 100 kPa, que corresponde a una relación de presión de poros de 100 %, a los 14 ciclos.
Figura 2.2 Gráficos obtenidos de ensayos cíclicos.
Fuente: (SITHARAM, GOVINDARAJU, & SRIDHARAN., 2004).
Nota: (a) variación de la tensión deviatórica y de la relación de presión de poros con el número de ciclos, (b) curvas de resistencia cíclica
Además, indica que el incremento de la presión de poros genera la disminución de la tensión efectiva, la cual finalmente se reduce a cero cuando la relación de presión de poros es igual a 100 %. Tal estado de la muestra se conoce como licuefacción, que es un estado en que el suelo pierde su resistencia al corte. La figura 2.2 (b) representa la resistencia cíclica en términos de la deformación de corte cíclica, en función del número de ciclos necesarios para iniciar la licuefacción, para dos densidades relativas diferentes. (Sitharam, 2004)
Troncoso, (1992) afirma que la disminución de las tensiones efectivas, causada por aumentos de las presiones de poros, puede tener graves consecuencias para estructuras fundadas sobre suelos que sufran este deterioro, debido a que la capacidad soportante y la compresibilidad del suelo son directamente dependientes de las tensiones efectivas, como muestran las ecuaciones de resistencia al corte y de módulo de compresibilidad:
𝜏 = 𝑐 + 𝜎 ∙ tan ∅
𝐸 = 𝐾√𝜎
Dónde:𝑐
= cohesión, en un suelo no cohesivo c = 0.∅
= ángulo de fricción interna.𝐸
= función dependiente de la deformación.Por tanto, un edificio puede sufrir fallas de fundaciones o asentamientos excesivos debido a aumentos de las presiones de poros provocados por solicitaciones sísmicas, aun antes de producirse licuefacción.
Dado que la presión de poros puede aumentar en forma progresiva en sucesivos ciclos de carga y descarga, como los ocurridos durante un sismo, se sigue que la resistencia al corte puede disminuir en forma también progresiva. En un suelo no cohesivo, la resistencia al corte es directamente proporcional a la tensión efectiva:
𝜏 = 𝜎′ tan ∅
Por lo tanto, la condición límite, cuando la presión de poros tiende al valor de la tensión total, será según Troncoso, (1992):
lim 𝜏 = lim 𝜎′ tan ∅ = 0
𝑢 → 𝜎
Ya que:
𝜎
′= 𝜎 − 𝑢
Es decir, la resistencia al corte tenderá a cero. Esto significa que, en esta condición límite, el suelo puede comportarse como un fluido y, por lo tanto, perder su capacidad soportante, escurrir como una masa líquida viscosa o ejercer presiones hidrostáticas sobre estructuras apoyadas o enterradas en el suelo. Este fenómeno se denomina licuefacción. (Troncos, 1992)
Asimismo, Seed R.B. (et al., 2003) definen la licuefacción, termino “clásico” de licuefacción cíclica, como la pérdida significativa de la resistencia y rigidez debido a la generación cíclica de la presión de poros, en comentario a la “sensibilidad” de la perdida de resistencia debido a un esfuerzo cortante mono tónico y/o reacomodo como resultado de un gran desplazamiento unidireccional mono tónico cortante”.
Por ello, la definición más apropiada y concisa para la licuefacción de suelos ha sido el objeto de un continuo debate dentro de la ingeniería geotécnica. Ante la diversidad de definiciones se han observado los siguientes términos que se repiten en la mayoría de los aportes de los autores citados anteriormente:
Carga dinámica.
Incremento de presión de poros.
Perdida del esfuerzo cortante.
Y considerando las definiciones de la OPS (2003), Kramer (2004), Troncoso (1992), Sitharam (2004), Greene (1994), Liquefaction Resistance of Soil: Summary Report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshop on evaluation of Liquefaction Resistance Soils (2001), Seed R.B. (2003), podemos sintetizar para la presente investigación: