Samuel Felipe Mollepaza Tarazona

Título

EVALUATION OF SEISMIC SITE RESPONSE OF SUBMARINE CLAY CANYONS: CENTRIFUGE MODELING

Orientador(es)

Márcio de Souza Soares de Almeida
Maria Cascão Ferreira de Almeida

               

Resumo

As características morfológicas dos cânions submarinos modificam significativamente a amplitude, duração e o conteúdo de frequências dos movimentos sísmicos de campo livre do solo. Esta tese examina a influência destas características morfológicas através de uma série de ensaios sísmicos centrífugos em modelos de argila de caulim com ângulos de inclinação de 15°, 30° e 45°. Estes ensaios foram realizados na centrífuga geotécnica de braço do IFSTTAR, na França, sob uma aceleração de 40g, aplicando, por meio de uma mesa vibratória embarcada, um conjunto de excitações dinâmicas, variando a amplitude e o conteúdo de frequência. A resposta dos modelos de cânions em argila foi monitorada por meio de acelerômetros e transdutores de poropressão. Ensaios de caracterização em voo foram realizados em cada modelo de argila por meio de “bender elements” e ensaios de penetração T-bar antes da aplicação das excitações sísmicas. A presente pesquisa prova que a forma topográfica do cânion pode afetar substancialmente os valores de pico e o conteúdo de freqüência dos movimentos de campo livre ao longo da superfície do talude. As excitações sísmicas de baixa intensidade e os conteúdos de frequências junto com a freqüência dominante do depósito do solo podem causar substancial amplificação. Além disso, a redução do módulo de cisalhamento e o aumento correspondente no amortecimento tendem a aumentar o período fundamental do sítio.

Abstract

Morphological features of submarine canyons significantly modify the amplitude, duration and frequency content of free-field seismic ground motions. This thesis examines the influence of these morphological features through a series of seismic centrifuge tests on kaolin clay models with canyon sloping angles of 15°, 30° and 45°. These tests were performed in the IFSTTAR geotechnical beam centrifuge, in France, under an acceleration of 40g by applying, trough an embarqued shaking-table, a set of dynamic excitations, varying the amplitude and the frequency content. The response of the clay canyon models was monitored by means of accelerometers and pore pressure transducers. In-flight characterization was performed on each clay model with bender element and T-bar penetration tests prior to the application of seismic excitations. The present research proves that the topographic shape of the canyon can substantially affect peak values and the frequency content of the free-field motions along the slope surface. The low intensity seismic excitations and frequency content along with the dominant frequency of the soil deposit can cause substantial amplification. In addition, higher intensity motions tend to move away from the fundamental site period due to reduction in the shear modulus and increased damping caused by increasing shaking intensities.

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