Análisis de los efectos de ISE en cimentaciones profundas bajo excitación sísmica: énfasis en cimentaciones de puentes

Abstract

It is a fact that Mexico will have continuous seismic activity due to its geographic location, emphasizing more the fact that the Pacific Coast of the Mexican territory is part of the fire belt due to the subduction of the Cocos plate to the North American plate. Therefore, the structures of the coastal states towards the Pacific Ocean are vulnerable to this phenomenon, for which they are forced to be designed considering seismic actions. One of them are vehicular bridges, which are generally slender, making it necessary to develop complete analyzes of all their elements; the foundation, that is its means of support. Due to the mechanical properties of the support medium, in the case of bridges usually a deep foundation is required, which is even more necessary if the strata of the soil on which it stands are not stiff (soft soil), therefore soil-structure interaction analysis is required to know the demands to which the foundation piles may be subjected along their length. To evaluate these demands there are different types of analysis that lead to exact or approximate results, the former can require great computational efforts and a lot of time. Performing an analysis in the frequency domain, a parametric analysis was carried out where all the parameters that influence the response of the seismic demand and the intervals of applicability are defined for each parameter, obtaining a complete analysis for the case of study.

Es un hecho de que México tendrá actividad sísmica continúa debido a su ubicación geográfica, enfatizando más el hecho de que la Costa del Pacífico del territorio mexicano forma parte del cinturón de fuego debido a la subducción de la placa de Cocos a la placa Norteamericana. Por lo que las estructuras de los estados costeros hacia el Océano Pacífico son vulnerables a tal fenómeno, por lo que se ven obligados a diseñarse considerando acciones sísmicas. Una de ellas son los puentes vehiculares que por lo general son estructuras esbeltas, resultando necesario desarrollar análisis completos de todos sus elementos; uno de ellos es la cimentación que es su medio de soporte. Debido a las propiedades mecánicas del medio de soporte, en el caso de los puentes, generalmente se requiere una cimentación profunda, lo cual es aún más necesario si los estratos del suelo sobre la cual se desplanta tienen poca rigidez y resistencia (suelo blando), por lo que se requiere de análisis de interacción suelo estructura para conocer las demandas a las que pudiesen estar sometidas las pilas de cimentación a lo largo de su longitud. Para evaluar estas demandas existen diferentes tipos de análisis que conducen a resultados exactos o aproximados, los primeros pueden demandar grandes esfuerzos computacionales y mucho tiempo. Haciendo un análisis en el dominio de frecuencia, se realizó un análisis paramétrico donde se describen todos los parámetros que influyen en la respuesta de la demanda sísmica y se definen los intervalos de aplicabilidad esperados para cada parámetro, obteniendo para el caso de estudio un análisis completo.