Machine Translated by Google
Respuesta sísmica del sitio lineal equivalente y no lineal de
Columnas de suelo unidimensionales
Versión 7.1
http://deepsoil.cee.illinois.edu/
1 de noviembre de 2024
MANUAL DEL USUARIO
Youssef MA Hashash
Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental
Universidad de Illinois en Urbana­Champaign
hashash@illinois.edu
Al hacer referencia al programa DEEPSOIL en una publicación (como artículos de revistas o conferencias,
o informes profesionales de ingeniería), utilice el siguiente formato de referencia
DEEPSOIL (2024, V7.1), Respuesta sísmica lineal equivalente y no lineal de columnas de suelo
unidimensionales, Manual del usuario. Junta Directiva de la Universidad de Illinois en Urbana­Champaign, Urbana, IL.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 1 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
TABLA DE CONTENIDO
1 Antecedentes e instalación del programa .................................................................................. 14
1.1
Acerca del Programa................................................................................................. 14
1.2
Un consejo y precaución .............................................................................................. 15
1.3
Desarrollo histórico.................................................................................................. 15
1.4
Instalación del programa.................................................................................................. 19
2 Organización del Programa............................................................................................................ 20
2.1
Pestaña Perfiles.................................................................................................................. 21
2.2
Pestaña Movimientos.................................................................................................................. 22
2.2.1 Corrección de la línea base .................................................................................................. 25
2.2.2 Métodos de cálculo de espectros de respuesta............................................................. 27
2.2.3 Cálculo del espectro de amplitud de Fourier y operación de suavizado ..................... 29
2.2.4 Intensidad de Arias............................................................................................................ 31
2.2.5 Duración significativa.................................................................................................. 31
2.2.6 Intensidad de Housner.................................................................................................. 31
2.2.7 Estimación de Kappa (κ) ................................................................................................ 31
2.2.8 Agregar nuevos movimientos de entrada.............................................................................. 32
2.3
Pestaña de análisis ................................................................................................................. 33
3 Flujo de análisis .............................................................................................................................. 34
3.1
Definición de análisis: Paso 1 de 5
..............................................................................
3.1.1 Análisis lineal............................................................................................................ 38
3.1.2 Análisis lineal equivalente ..................................................................................... 38
3.1.3 Deconvolución mediante análisis del dominio de frecuencia.................................................. 38
3.1.4 Análisis no lineal............................................................................................................ 40
3.2
Definición del perfil del suelo: Paso 2 de 5.......................................................................... 40
34
Machine Translated by Google
3.2.1 Prueba de un solo elemento............................................................................................. 43
3.2.2 Frecuencia máxima (solo para análisis del dominio del tiempo)................................... 43
3.2.3 Perfil de resistencia implícita (Paso 2)............................................................................ 45
3.2.4 Definición de semiespacio (lecho rocoso)............................................................................ 45
3.3
Paso 3 de 5: Selección de movimiento de entrada.............................................................. 47
3.4
Paso 4 de 5: Definición de amortiguamiento viscoso/de pequeña deformación .......................... 48
3.4.1 Formulación de amortiguamiento independiente de la frecuencia ....................................... 50
3.4.2 Tipos de formulación de amortiguamiento de Rayleigh........................................................... 50
3.5
Paso 5 de 5: Definición del control de análisis .................................................................. 51
3.5.1 Análisis del dominio de la frecuencia .................................................................................... 52
3.5.2 Análisis del dominio del tiempo............................................................................................. 53
3.6
Resultados .................................................................................................................... 55
3.6.1 Pestaña Gráficos de Historial de Tiempo ....................................................................................... 56
3.6.2 Pestaña Gráficos de Tensión­Deformación ....................................................................................... 56
3.6.3 Pestaña Gráficos espectrales .................................................................................................. 57
3.6.4 Pestaña Gráficos de perfil .............................................................................................. 58
3.6.5 Pestaña Fuerza Movilizada .............................................................................................. 59
3.6.6 Pestaña Animación de desplazamiento .............................................................................. 61
3.6.7 Pestaña Resumen de espectros de respuesta .................................................................... 61
3.6.8 Verificar pestaña Convergencia ........................................................................................... 61
3.6.9 Archivo de datos de salida .............................................................................................. 62
3.6.10
Archivo de entrada de salida I­soil/LSDYAN.................................................................. 62
4 Modelos de suelo............................................................................................................................ 63
4.1
Curvas de la columna vertebral.................................................................................................. 63
4.1.1 Hiperbólico / Hiperbólico dependiente de la presión (MKZ) ................................................ 63
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 3 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
4.1.2 Modelo cuadrático/hiperbólico generalizado (GQ/H) con control de resistencia al corte... 64
4.2
Comportamiento histerético (descarga­recarga)............................................................................. 65
4.2.1 Cada regla.................................................................................................. 65
4.2.2 Reglas de descarga y recarga sin masificación.................................................................... 65
4.3
Generación y disipación de presión de agua intersticial ....................................................... 67
4.3.1 Modelo Dobry/Matasovic para arena ................................................................................ 67
4.3.2 Modelo de Matasovic y Vucetic para arcillas.................................................................. 73
4.3.3 Modelo GMP (Green, Mitcher y Polito) para suelos sin cohesión.............................. 75
4.3.4 Modelo generalizado de generación de PWP basado en energía.................................................. 77
4.3.5 Modelo de Park y Ahn para arena .................................................................................. 77
4.3.6 Parámetros de degradación de la presión intersticial........................................................... 79
4.3.7 Disipación de la presión intersticial .............................................................................. 80
5 Generación automática de perfiles ................................................................................................. 81
5.1
Subdivisión de capas............................................................................................................ 81
5.2
Aleatorización............................................................................................................. 81
6 Estructura de salida de la base de datos ..................................................................................... 82
6.1
Estructura de la base de datos para la salida de los análisis.............................................................. 82
7 Ejemplos y tutoriales.................................................................................................................. 85
7.1
Ejemplo 1: Análisis lineal no amortiguado con resonancia............................................ 85
7.2
Ejemplo 2: Análisis lineal no amortiguado con lecho rocoso elástico .............................. 96
7.3
Ejemplo 3: Análisis lineal amortiguado con lecho rocoso elástico ................................. 103
7.4
Ejemplo 4: Análisis lineal equivalente con puntos discretos............................. 108
7.5
Ejemplo 5: Análisis no lineal (modelo de suelo MKZ con Masing Re/Unloading)
Comportamiento) 111
7.6
Ejemplo 6: Análisis no lineal (modelo de suelo GQ/H con recarga/descarga no lineal)
Comportamiento) 114
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 4 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
7.7
Ejemplo 7: Análisis no lineal / Multicapa, roca elástica, presión de agua intersticial
Generación y disipación.................................................................................................................. 124
7.8
Ejemplo 8: Análisis no lineal / Multicapa, roca elástica, presión de poro
Generación y disipación:.................................................................................................................. 133
7.9
Ejemplo 9: Análisis del dominio de frecuencia lineal equivalente / Multicapa, elástico
Perfil de roca y lodo de la bahía ........................................................................................................... 138
7.10
Ejemplo 10: Análisis no lineal / Perfil multicapa de roca rígida tipo "Isla del Tesoro"
142
7.11
Ejemplo 11: Análisis no lineal / Multicapa, Roca elástica, MRDF.................. 149
7.12
Ejemplo 12: Análisis no lineal con opción de generación automática de perfiles:.............. 154
7.13
Ejemplo 13: Análisis no lineal con perfil de suelo aleatorio: ......................... 163
7.14
Ejemplo 14: Análisis no lineal por perfil de suelo con varios modelos de suelo a diferentes
Capas: 170
8 Referencias.................................................................................................................................. 178
9 APÉNDICES ..................................................................................................................... 184
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 5 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
LISTA DE TABLAS
Tabla 3.1. Opciones de análisis disponibles en DEEPSOIL 7........................................................................... 36
Tabla 3.2. Identificadores de diferentes modelos de suelo en DEEPSOIL – Descripciones de modelos de suelo....... 37
Tabla 4.1 Modelos y parámetros disponibles de generación de presión de poro en exceso... 67
Tabla 4.2 Descripción de los parámetros del modelo Dobry/Matasovic..................................................... 68
Tabla 4.3: Parámetros de materiales para limos y arenas de baja plasticidad para Matasovic y Vucetic
(1993) Modelo de generación de presión de poro (de Carlton, 2014) ..................................................... 71
Tabla 4.4 Descripción de los parámetros del modelo Matasovic y Vucetic ........................................... 73
Tabla 4.5 Parámetros del material para la generación de presión de poro de arcilla de Matasovic y Vucetic (1995)
modelo (de Carlton, 2014) .............................................................................................................. 74
Tabla 4.6 Descripción de los parámetros del modelo GMP........................................................................... 75
Tabla 4.7 Descripción de los parámetros del modelo generalizado........................................................... 77
Tabla 4.8 Descripción de los parámetros del modelo de Park y Ahn........................................................... 78
Tabla 7.1 Análisis de propiedades y movimientos de entrada para el Ejemplo 1 ..................................................
85
Tabla 7.2 Análisis de propiedades y movimientos de entrada para el Ejemplo 2 .................................................. 96
Tabla 7.3 Análisis de propiedades y movimientos de entrada para el Ejemplo 3 ...............................................
103
Tabla 7.4 Análisis de propiedades y movimientos de entrada para el Ejemplo 4 ...............................................
108
Tabla 7.5 Análisis de propiedades y movimientos de entrada para el Ejemplo 5 ...............................................
111
Tabla 7.6 Análisis de propiedades y movimientos de entrada para el Ejemplo 6 ...............................................
115
Tabla 7.7 Parámetros del modelo PWP Dobry Arena­Vucetic para la capa de arena..................................... 125
Tabla 7.8 Parámetros del modelo GMP PWP para la capa de arena .............................................................. 133
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1. Ventana principal de DEEPSOIL y pestañas clave como (a) pestaña de análisis, (b) pestaña de movimientos y
(c) Pestaña Perfiles .............................................................................................................................. 20
Figura 2.2. Ventana de opciones de DEEPSOIL..................................................................................... 21
Figura 2.3. Visor de movimiento (opciones de clic derecho en Gráficos) .......................................................... 22
Figura 2.4. Visor de movimiento (Métricas y herramientas de movimiento)..................................................... 24
Figura 2.5 Vista de movimiento único ..................................................................................................... 25
Figura 2.6. Corrección de la línea base. .................................................................................................... 26
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 6 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Figura 2.7 Estimador Kappa............................................................................................................ 32
Figura 3.1. Paso 1/5: Elegir el tipo de análisis..................................................................................... 34
Figura 3.2. Elija el directorio de trabajo predeterminado........................................................................ 35
Figura 3.3. Ventana Resumen de entrada. .......................................................................................... 37
Figura 3.4. Parámetros del análisis de deconvolución............................................................................. 39
Figura 3.5. Análisis del dominio de frecuencia lineal equivalente complementario..................... 40
Figura 3.6. Definición del perfil de suelo: ventana Vista de tabla avanzada. ....................................... 42
Figura 3.7. Pestaña Propiedades de capa. ................................................................................................. 42
Figura 3.8 Ventana de prueba de un solo elemento............................................................................ 44
Figura 3.9. Gráfica del perfil del suelo. ....................................................................................................... 44
Figura 3.10. Definición de semiespacio: “Roca base”................................................................................... 46
Figura 3.11. Selección de movimiento de entrada............................................................................................. 47
Figura 3.12. Menú desplegable de herramientas. ....................................................................................... 49
Figura 3.13. Definición de amortiguamiento viscoso/de pequeña deformación.................................................... 49
Figura 3.14. Definición del control de análisis. .................................................................................... 51
Figura 3.15. Análisis en ejecución. .................................................................................................... 55
Figura 3.16. Resultados ­ Gráficos de historial temporal.................................................................................... 57
Figura 3.17. Resultados – Gráficos de tensión­deformación. ..................................................................................... 57
Figura 3.18. Resultados – Gráficos espectrales. ........................................................................................... 58
Figura 3.19. Resultados – Gráficos de perfil. .............................................................................................. 59
Figura 3.20. Resultados – Fuerza Movilizada. ........................................................................................... 60
Figura 3.21. Resultados – Animación de desplazamiento. .............................................................................. 60
Figura 3.22. Resultados – Resumen de espectros de respuesta. ..................................................................... 61
Figura 3.23 Pestaña Verificar Convergencia............................................................................................. 62
Figura 4.1 a) Carlton (2014), mejor ajuste que correlaciona Vs (m/seg) con el parámetro F del agua intersticial de Dobry
modelo de presión para arenas. b) Carlton (2014), mejor ajuste correlacionando FC (%) con los parámetros de Dobry
Modelo de presión de agua intersticial para arenas............................................................................................. 70
Figura 4.2 Correlación propuesta para estimar el parámetro de ajuste de curva F (Mei et al. 2015) ............ 72
Figura 4.3 Comparación de las curvas dadas por Matasovic (1993) y Vucetic (1992) (línea negra sólida)
líneas) para t, para diferentes valores de PI y OCR y las correlaciones presentadas (líneas rojas punteadas).
(Carlton, 2014).................................................................................................................................. 74
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 7 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Figura 6.1 Estructura de salida de DEEPSOIL V7.0.................................................................................... 84
Figura 7.1 Perfil del suelo del Ejemplo 1
.................................................................................................
85
Figura 7.2 Paso 1: Definición del tipo de análisis para el ejemplo 1A .................................................... 87
Figura 7.3 Paso 2: Definición del perfil del suelo para los ejemplos 1A y 1B............................................... 87
Figura 7.4 Paso 2: Definición del perfil del lecho rocoso en los ejemplos 1A y 1B
Figura 7.5 Paso 2: Diagrama de perfil de suelo para los ejemplos 1A y 1B
........................................
........................................................
88
88
Figura 7.6 Paso 3: Ventana de selección de movimiento de entrada para los ejemplos 1A y 1B................................... 89
Figura 7.7 Paso 4: Definición de amortiguamiento viscoso/de pequeña deformación para el ejemplo 1B.................... 89
Figura 7.8 Paso 5: Ventana de definición de control de análisis para el ejemplo 1A.................................... 90
Figura 7.9 Paso 5: Definición de control de análisis para el ejemplo 1B..................................................... 90
Figura 7.10 Resultados: Historiales temporales de aceleración, velocidad, desplazamiento e intensidad de Arias para
Ejemplo 1A .................................................................................................................................. 91
Figura 7.11 Resultados: Aceleración espectral amortiguada al 5%, espectro de amplitud de Fourier (FAS) y
Relación de amplitud de Fourier (FAS en la superficie del suelo dividida por FAS en el movimiento de entrada) para el ejemplo 1A
............................................................................................................................................................. 91
Figura 7.12 Resultados: Exportación de resultados de análisis mediante la opción Exportar a Excel.................... 92
Figura 7.13 Resultados: Salida de Excel para los resultados del análisis del ejemplo 1A.................................... 93
Figura 7.14 Resultados: Historiales temporales de aceleración, velocidad, desplazamiento e intensidad de Arias para
Ejemplo 1B................................................................................................................................. 94
Figura 7.15 Resultados: Aceleración espectral amortiguada al 5%, espectro de amplitud de Fourier (FAS) y
Relación de amplitud de Fourier (FAS en la superficie del suelo dividida por FAS en el movimiento de entrada) para el ejemplo 1B
............................................................................................................................................................. 95
Figura 7.16 Perfil del suelo del Ejemplo 2 .......................................................................................... 96
Figura 7.17 Paso 2: Definición del perfil del lecho rocoso para los ejemplos 2A y 2B........................................... 98
Figura 7.18 Resultados: Aceleración, velocidad, desplazamiento y Arias Int. Historias de tiempo para
Ejemplo 2A .................................................................................................................................. 99
Figura 7.19 Resultados: Aceleración espectral amortiguada al 5%, espectro de amplitud de Fourier (FAS) y
Relación de amplitud de Fourier (FAS en la superficie del suelo dividida por FAS en el movimiento de entrada) para el ejemplo 2A
....................................................................................................................................................................
100
Figura 7.20 Resultados: Aceleración, velocidad, desplazamiento y Arias Int. Historias de tiempo para
Ejemplo 2B................................................................................................................................. 101
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 8 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Figura 7.21 Resultados: Aceleración espectral amortiguada al 5%, espectro de amplitud de Fourier (FAS) y
Relación de amplitud de Fourier (FAS en la superficie del suelo dividida por FAS en el movimiento de entrada) para el ejemplo 2B
102
....................................................................................................................................................................
Figura 7.22 Perfil del suelo del Ejemplo 3
.................................................................................................
103
Figura 7.23 Resultado: Historiales de tiempo calculados (aceleración, velocidad, desplazamiento y arias)
Intensidad) para la capa 1 para el ejemplo 3A
.............................................................................................
104
Figura 7.24 Resultado: Aceleración espectral amortiguada del 5 % calculada para la capa 1 junto con la de
Movimiento de entrada para el ejemplo 3A.................................................................................................. 105
Figura 7.25 Resultado: Historiales de tiempo calculados (aceleración, velocidad, desplazamiento y arias)
Intensidad) para la Capa 1 para el Ejemplo 3B........................................................................................... 106
Figura 7.26 Resultado: Aceleración espectral amortiguada del 5 % calculada para la capa 1 junto con la de
Movimiento de entrada para el ejemplo_3B.................................................................................................. 107
Figura 7.27 Perfil del suelo del Ejemplo 4
.................................................................................................
108
Figura 7.28 Resultado: Historiales de tiempo calculados (aceleración, velocidad, desplazamiento y arias)
Intensidad) para la Capa 1 para el Ejemplo 4 .......................................................................................... 109
Figura 7.29 Resultado: Aceleración espectral amortiguada del 5 % calculada para la capa 1 junto con la de
Movimiento de entrada para el ejemplo 3A.................................................................................................. 110
Figura 7.30 Perfil del suelo del Ejemplo 5
.................................................................................................
112
Figura 7.31 Aceleración espectral amortiguada al 5% y espectro de amplitud de Fourier calculados en
Superficie del terreno para análisis no lineales y lineales equivalentes mediante ajuste de CC, MR y MRD
procedimientos junto con los de movimiento de entrada............................................................................ 113
Figura 7.32 Perfil del suelo del Ejemplo 6
.................................................................................................
114
Figura 7.33 Paso 1: Definición del tipo de análisis para el ejemplo 6. .................................................... 117
Figura 7.34 Paso 2: Definición del perfil del suelo para el ejemplo 6 ....................................................... 117
Figura 7.35 Paso 2: Entrada de resistencia al corte para la capa de suelo 1 .............................................................
118
Figura 7.36 Paso 2: Definición de la curva dinámica de Darendeli (2001) ....................................... 118
Figura 7.37 Paso 2: Aplicación de la opción “MRDF con factor de reducción UIUC” .................. 119
Figura 7.38 Paso 2: Ajuste del modelo GQ/H................................................................................. 119
Figura 7.39 Paso 2: Ajuste del modelo GQ/H y parámetros del modelo para la capa 1
Figura 7.40 Paso 5: Definición de control de análisis para el ejemplo 6
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 9 de 184
..................................
................................................
120
120
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Figura 7.41 Resultado: Historiales de tiempo calculados (aceleración, velocidad, desplazamiento y arias)
Intensidad) para la capa 1 mediante análisis no lineal (línea azul) y análisis lineal equivalente (línea roja)
métodos................................................................................................................................................. 121
Figura 7.42 Resultado: Aceleración espectral amortiguada del 5 % calculada para la capa 1 junto con la de
Movimiento de entrada mediante el método de análisis no lineal............................................................................. 122
Figura 7.43 Resultado: Aceleración espectral amortiguada del 5 % calculada para la capa 1 junto con la de
Movimiento de entrada mediante el método de análisis lineal equivalente.............................................................. 122
Figura 7.44 Paso 1: Definición del tipo de análisis para el ejemplo 7 .................................................... 126
Figura 7.45 Paso 2: Perfil del suelo en análisis no lineal con generación y disipación de PWP 127
Figura 7.46 Paso 2: Definición de parámetros para el modelo de generación y disipación de PWP de arena­
Vucetic/Buen Modelo ........................................................................................................................ 127
Figura 7.47 Paso 2: Definición del semiespacio .................................................................................... 128
Figura 7.48 Paso 2: Trazado del perfil del suelo ........................................................................................... 129
Figura 7.49 Paso 3: Historias temporales, FAS y aceleración espectral amortiguada del 5 % para el movimiento de Kobe
130
....................................................................................................................................................................
Figura 7.50 Resultados: Gráficos de perfil después de los análisis ....................................................................... 131
Figura 7.51 Resultados: Historiales temporales de aceleración, velocidad, desplazamiento e intensidad de Arias para
Ejemplo 7 para la Capa 1 (línea azul) y la Capa 3 (línea roja).......................................................... 131
Figura 7.52 Resultados: Gráficos de tensión­deformación para la capa 1 (línea azul) y la capa 3 (línea roja)............. 132
Figura 7.53 Resultados: Aceleración espectral amortiguada al 5%, espectro de amplitud de Fourier (FAS) y
Relación de amplitud de Fourier (FAS en la superficie del suelo dividida por FAS en el movimiento de entrada) para la capa 1
(línea azul) y Capa 3 (línea roja)................................................................................................. 132
Figura 7.54 Paso 2: Definición de parámetros para el modelo de generación y disipación de PWP de arena­
BPF................................................................................................................................................. 134
Figura 7.55 Resultados: Gráficos de perfil............................................................................................ 135
Figura 7.56 Paso 3: Historias temporales, FAS y aceleración espectral amortiguada del 5 % para el movimiento de Kobe
135
....................................................................................................................................................................
Figura 7.57 Resultados: Gráficos de tensión­deformación para la capa 1 (línea azul) y la capa 3 (línea roja)............. 136
Figura 7.58 Resultados: Aceleración espectral amortiguada al 5%, espectro de amplitud de Fourier (FAS) y
Relación de amplitud de Fourier (FAS en la superficie del suelo dividida por FAS en el movimiento de entrada) para la capa 1
(línea azul) y Capa 3 (línea roja)................................................................................................. 136
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 10 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Figura 7.59 Paso 2: Definición del perfil del suelo ................................................................................. 139
Figura 7.60 Paso 2: Definición del perfil del lecho rocoso en el ejemplo 9..................................................... 140
Figura 7.61 Paso 2: Trazado del perfil del suelo........................................................................................... 140
Figura 7.62 Resultados: Historias temporales calculadas (aceleración, velocidad, desplazamiento y arias)
141
Intensidad) para la capa 1 ..................................................................................................................................
Figura 7.63 Resultados: Aceleración espectral amortiguada del 5 % para la capa 1 (línea azul) y para la entrada
Movimiento (línea negra) .................................................................................................................... 141
Figura 7.64 Paso 1: Definición del tipo de análisis .......................................................................... 143
Figura 7.65 Paso 2: Definición del perfil del suelo (capa 1)................................................................. 144
Figura 7.66 Paso 2: Definición del perfil del lecho rocoso........................................................................... 144
Figura 7.67 Paso 2: Trazado del perfil del suelo........................................................................................... 145
Figura 7.68 Paso 3: Propiedades del movimiento de Kobe.......................................................................... 145
Figura 7.69 Paso 4: Definición de amortiguamiento viscoso/de pequeña deformación ................................. 146
Figura 7.70 Resultado: Historiales de tiempo calculados (aceleración, velocidad, desplazamiento y arias)
... 146
Intensidad) del análisis no lineal (línea azul) y lineal equivalente (línea roja) para la capa 1
Figura 7.71 Resultados: Aceleración espectral amortiguada del 5 % para la capa 1 mediante análisis no lineal... 147
Figura 7.72 Resultados: Aceleración espectral amortiguada del 5 % para la capa 1 mediante análisis lineal equivalente
148
....................................................................................................................................................................
Figura 7.73 Paso 1: Definición del tipo de análisis .......................................................................... 150
Figura 7.74 Paso 2: Definición del perfil del suelo (capa 1)................................................................. 150
Figura 7.75 Paso 2: Definición del semiespacio .................................................................................... 151
Figura 7.76 Paso 2: Gráficos de perfil de suelo........................................................................................... 151
Figura 7.77 Paso 4: Definición de amortiguamiento viscoso/de pequeña deformación .......................................... 152
Figura 7.78 Resultado: Historiales de tiempo calculados (aceleración, velocidad, desplazamiento y arias)
... 152
Intensidad) del análisis no lineal (línea azul) y lineal equivalente (línea roja) para la capa 1
Figura 7.79 Resultados: Aceleración espectral amortiguada del 5 % para la capa 1 mediante análisis no lineal... 153
Figura 7.80 Resultados: Aceleración espectral amortiguada del 5 % para la capa 1 mediante análisis lineal equivalente
....................................................................................................................................................................
153
Figura 7.81 Paso 1: Definición del tipo de análisis .......................................................................... 156
Figura 7.82 Paso 1: Entradas para la generación automática de perfiles .................................................... 156
Figura 7.83 Paso 2: Definición del perfil medio del suelo (para la capa 1) ................................................. 157
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 11 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Figura 7.84 Paso 2: Vista de tabla avanzada.................................................................................. 157
Figura 7.85 Paso 2: Definición del lecho rocoso como semiespacio elástico .................................................... 158
Figura 7.86 Paso 2: Subdivisión de cada espesor de capa y ajuste del modelo GQ/H a la capa 1...... 158
Figura 7.87 Paso 2: Gráficos de perfil de suelo........................................................................................... 159
Figura 7.88 Paso 5: Parámetros para análisis no lineales y lineales equivalentes........................ 159
Figura 7.89 Resultados: Aceleración, velocidad, desplazamiento y Arias Int. Historias de tiempo para
Análisis no lineal (línea azul) y análisis lineal equivalente (línea roja) ................................ 160
Figura 7.90 Resultados: Aceleración espectral amortiguada del 5 % para la capa 1 (línea azul) junto con la entrada
Movimiento (línea negra) del análisis no lineal.................................................................................. 161
Figura 7.91 Resultados: Aceleración espectral amortiguada del 5 % para la capa 1 (línea azul) junto con la entrada
Movimiento (línea negra) del análisis lineal equivalente.................................................................. 162
Figura 7.92 Paso 1: Especificación de la frecuencia máxima y definición de parámetros para
Espesor, VS y aleatorización de curvas dinámicas .................................................................................. 166
Figura 7.93 Paso 2: Propiedades de la capa 1 para la primera realización después de la aleatorización.... 167
Figura 7.94 Paso 2: Opciones de exportación para realizaciones de perfiles de sitio.................................... 167
Figura 7.95 Perfiles VS aleatorizados junto con su media logarítmica y 95% de confianza
Intervalo sobre la media logarítmica ..................................................................................................... 168
Figura 7.96 Paso 2: Trazado del perfil del suelo para la realización de perfiles..................................................... 168
Figura 7.97 Resultados: Aceleración, velocidad, desplazamiento y Arias Int. Historias de tiempo para
Análisis no lineal................................................................................................................................. 169
Figura 7.98 Resultados: Aceleración espectral amortiguada al 5%, espectro de amplitud de Fourier (FAS) y
Relación de amplitud de Fourier (FAS en la superficie del suelo dividida por FAS en el movimiento de entrada) para no lineal
Análisis.................................................................................................................................................. 169
Figura 7.99 Resultados: Aceleración espectral amortiguada del 5 % para la capa 1 (línea azul) junto con la entrada
Movimiento (línea negra) del análisis lineal equivalente.................................................................. 170
Figura 7.100 Paso 2: Propiedades básicas del suelo y ajuste del modelo GQ/H a las capas de relleno de roca (capa 1 como
representante)................................................................................................................................. 172
Figura 7.101 Paso 2: Asignación de material lineal a las capas del lecho rocoso.................................. 172
Figura 7.102 Paso 2: Eliminación de la formulación del factor de reducción para capas lineales de lecho rocoso...... 173
Figura 7.103 Paso 2: Propiedades básicas del suelo de las capas del lecho rocoso (capa 45 como representativa)... 173
Figura 7.104 Paso 2: Definición del semiespacio rígido........................................................................... 174
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 12 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Figura 7.105 Paso 2: Gráficos de perfil de suelo.................................................................................... 174
Figura 7.106 Resultados: Gráficos de tensión­deformación para la capa de suelo 1 (modelo GQ/H sin Masing)
Formulación de descarga/recarga (línea roja) y capa de suelo 43 (material de suelo elástico lineal (línea azul)175
Figura 7.107 Resultados: Aceleración, velocidad, desplazamiento y Arias Int. Historias de tiempo para
Capa 1 (línea roja) y Capa 43 (línea azul)................................................................................. 176
Figura 7.108 Resultados: Aceleración espectral amortiguada al 5%, espectro de amplitud de Fourier (FAS) y
Relación de amplitud de Fourier (FAS en la superficie del suelo dividida por FAS en el movimiento de entrada) para la capa 1
(línea azul) y Capa 43 (línea amarilla) ........................................................................................ 177
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 13 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
1 Antecedentes e instalación del programa
1.1 Acerca del Programa
DEEPSOIL es un programa de análisis de respuesta de sitio unidimensional que puede realizar: a) Análisis no lineal 1­D
Análisis del dominio del tiempo con y sin generación de presión de agua intersticial, b) lineal equivalente 1­D
análisis del dominio de frecuencia, incluyendo convolución y deconvolución, y c) tiempo lineal 1­D y
análisis del dominio de la frecuencia.
DEEPSOIL fue desarrollado bajo la dirección y por el Prof. Youssef MA Hashash y su
grupo de investigación. A lo largo de los años, varias generaciones de estudiantes contribuyeron al desarrollo
incluidos Duhee Park, Chi­Chin Tsai, Camilo Phillips, David R. Groholski, Daniel Turner,
Michael Musgrove, Byungmin Kim, Joseph Harmon, Ozgun Numanoglu, Maria Kontari, Hua
Shao, Okan Ilhan, Hao Chen, Guangchao Xing y Dylan Centella en la Universidad de Illinois en
Urbana­Champaign.
El programa se proporciona tal cual y el usuario asume la plena responsabilidad de todos los resultados. El uso
El programa DEEPSOIL requiere conocimientos de la teoría y los procedimientos para la evaluación sísmica del sitio.
Análisis de respuesta e ingeniería sísmica geotécnica. Se recomienda que el usuario revise
literatura relevante y buscar la experiencia adecuada para desarrollar aportes para el análisis y
interpretación de los resultados.
El desarrollo inicial de DEEPSOIL se basó en una investigación financiada en parte mediante Earthquake
Programa de Centros de Investigación de Ingeniería de la Fundación Nacional de Ciencias bajo el número de premio
EEC­9701785: Centro de Terremotos de Mid­America. Opiniones, hallazgos y conclusiones
Las recomendaciones expresadas en este material son las de los autores y no necesariamente reflejan
Las opiniones de la Fundación Nacional de Ciencias. Los autores agradecen este apoyo.
Al utilizar este programa, el/los usuario(s) aceptan indemnizar y defender a Youssef Hashash y a la
Universidad de Illinois contra todas las reclamaciones derivadas del uso del software y los resultados del análisis por parte de la
usuario(s), incluidas todas las reclamaciones de terceros relacionadas con dicho uso.
Consulte la licencia del programa para obtener información adicional.
DEEPSOIL implementa la biblioteca de álgebra lineal C++ Armadillo (Sanderson, 2010; Sanderson,
2016). Armadillo es un software de código abierto publicado bajo la Licencia Pública de Mozilla 2.0. A
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 14 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Una copia de esta licencia está disponible en https://www.mozilla.org/MPL/2.0/. Puede obtener una copia de
El código fuente de Armadillo en http://arma.sourceforge.net/download.html.
1.2 Un consejo y precaución
El uso adecuado de este programa de software requiere una experiencia y conocimientos importantes en un
Número de áreas que incluyen movimientos del terreno, caracterización del sitio, comportamiento sísmico de los suelos y
Modelado numérico. A menudo, puede requerirse un esfuerzo de equipo para desarrollar la información de entrada adecuada para el
Análisis e interpretación de los resultados del análisis. El uso adecuado del software es responsabilidad exclusiva de...
responsabilidad del usuario.
1.3 Desarrollo histórico
DEEPSOIL se ha estado desarrollando en la UIUC desde 1998. La motivación principal para el proyecto
El desarrollo de DEEPSOIL facilitó y continúa facilitando el análisis de la respuesta del sitio.
accesible a estudiantes, investigadores e ingenieros de todo el mundo y para apoyar las actividades de investigación en
UIUC.
En DEEPSOIL sostenemos que siempre es necesario realizar un análisis lineal equivalente (EL) en
En conjunción con análisis de respuesta de sitio no lineales (NL). Por lo tanto, DEEPSOIL, desde su creación,
ha incorporado ambas capacidades de análisis. La versión 6 de DEEPSOIL ofrece al usuario la opción de
Obtener automáticamente los resultados del análisis EL siempre que se seleccione un análisis NL, sin necesidad de
Desarrollar por separado un perfil EL.
Al igual que con cualquier desarrollo, DEEPSOIL se ha beneficiado de la investigación en la UIUC y de investigaciones más amplias.
colaboraciones. Para el lector interesado, una descripción detallada de muchas de las colaboraciones teóricas
Los avances y la literatura de referencia se pueden encontrar en las siguientes publicaciones:
▪ Hashash, YM, y Park, D. (2001). Movimiento sísmico unidimensional no lineal del terreno
Propagación en la ensenada del Mississippi. Ingeniería Geológica, 62(1), 185­206.
▪ Hashash, YM, y Park, D. (2002). Formulación de amortiguamiento viscoso y alta frecuencia
Propagación del movimiento en el análisis de respuesta no lineal del sitio. Dinámica del suelo y sismo.
Ingeniería, 22(7), 611­624.
▪ Hashash, YM, Tsai, CC, Phillips, C. y Park, D. (2008). Dependiente de la profundidad de la columna de suelo
Coeficientes sísmicos del sitio y mapas de riesgo para la ensenada superior del Misisipi. Boletín
de la Sociedad Sismológica de América, 98(4), 2004­2021. .
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 15 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
▪ Hashash, YMA, Phillips, C. y Groholski, D. (2010). "Avances recientes en modelos no lineales"
Análisis de la respuesta del sitio", Quinta Conferencia Internacional sobre Avances Recientes en
Ingeniería sísmica geotécnica y dinámica de suelos, artículo n.° OSP 4.
▪ Park, D. (2003) "Estimación de efectos de sitio sísmico no lineal para depósitos profundos del
Embalse de Mississippi", Tesis de doctorado. Departamento de Ciencias Civiles y Ambientales
Ingeniería. Urbana: Universidad de Illinois, pág. 311.
▪ Park, D., y Hashash, YM (2004). Formulación del amortiguamiento del suelo en el dominio temporal no lineal.
Análisis de la respuesta del sitio. Revista de Ingeniería Sísmica, 8(02), 249­274.
▪ Park, D., y Hashash, YM (2005). Evaluación de factores sísmicos del sitio en el Misisipi.
Embalse. I. Estimación de propiedades dinámicas. Dinámica de suelos y sismo.
Ingeniería, 25(2), 133­144.
▪ Park, D., y Hashash, YM (2005). Evaluación de factores sísmicos del sitio en el Misisipi.
Ensenada. II. Análisis probabilístico de peligrosidad sísmica con efectos de sitio no lineales. Suelo
Dinámica e Ingeniería Sísmica, 25(2), 145­156.
▪ Tsai, CC (2007). Respuesta sísmica del sitio y extracción del comportamiento dinámico del suelo a partir de
mediciones de matriz de fondo de pozo (tesis doctoral, Universidad de Illinois en Urbana­
Champaña).
▪ Tsai, CC y Hashash, YM (2008). Un nuevo marco que integra la matriz de fondo de pozo
Análisis de datos y respuesta del sitio para extraer el comportamiento dinámico del suelo. Dinámica del suelo y
Ingeniería Sísmica, 28(3), 181­197.
▪ Tsai, CC, y Hashash, YM (2009). Aprendizaje del comportamiento dinámico del suelo desde el fondo del pozo.
matrices. Revista de Ingeniería Geotécnica y Geoambiental, 135(6), 745­757.
▪ Phillips, C., y Hashash, YM (2008). Un modelo constitutivo simplificado para
Reducción del módulo de adaptación y curvas de amortiguamiento del suelo para el análisis de la respuesta no lineal del sitio. En
Ingeniería Sísmica Geotécnica y Dinámica de Suelos IV (pp. 1­10).
▪ Phillips, C., y Hashash, YM (2009). Formulación de amortiguamiento para la respuesta no lineal del sitio 1D
análisis. Dinámica de suelos e ingeniería sísmica, 29(7), 1143­1158.
▪ Groholski, DR, Hashash, YM, Kim, B., Musgrove, M., Harmon, J. y Stewart, JP
(2016). Modelo simplificado para la no linealidad y la resistencia a pequeñas deformaciones en un sitio sísmico unidimensional.
Análisis de respuesta. Revista de Ingeniería Geotécnica y Geoambiental, 142(9),
04016042.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 16 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
▪ Musgrove, M., Harmon, J., Hashash, YM y Rathje, E. (2017). Evaluación de la
Software DEEPSOIL en la ciberinfraestructura DesignSafe. Revista de Geotecnia y
Ingeniería Geoambiental, 143(9), 02817005.
La versión ejecutable de DEEPSOIL se desarrolló originalmente (alrededor de 1998­1999) como un programa MATLAB.
programa y (circa 1999) fue posteriormente rediseñado como un ejecutable basado en C para mejorar la capacidad computacional.
Eficiencia. Poco después se añadió una interfaz de usuario visual. Desde entonces, se han producido numerosos avances.
Se han añadido. A continuación, se enumeran algunos hitos importantes:
• DEEPSOIL v1.0: Primera versión de DEEPSOIL con un análisis lineal equivalente
Capacidad y un nuevo modelo hiperbólico dependiente de la presión en el análisis no lineal:
o La capacidad lineal equivalente se basó en el trabajo pionero de Idriss y Seed
(1968), y Seed e Idriss (1970) tal como se emplearon en el programa ampliamente utilizado SHAKE
(Schnabel, et al., 1972) y su versión más actual SHAKE91 (Idriss y Sun, 1992).
o El nuevo modelo hiperbólico dependiente de la presión introducido por Park y Hashash (2001)
Se emplea en el análisis no lineal. Este modelo extendió el modelo hiperbólico.
Introducido por Matasovic (1992) y se empleó en el código de respuesta del sitio no lineal
D­MOD, que a su vez era una modificación del Konder y Zelasko (1963)
Modelo hiperbólico. El modelo hiperbólico se empleó con los criterios de Masing.
Anteriormente en el programa DESRA de Lee y Finn (1975, 1978). El modelo hiperbólico
Fue propuesto originalmente por Duncan y Chang (1970), con numerosas modificaciones.
en otros trabajos como Hardin y Drnevich (1972) y Finn et al. (1977).
• DEEPSOIL v2.0­2.6:
o Se introduce la amortiguación de Rayleigh completa y extendida en DEEPSOIL (Hashash y Park,
2002; Park y Hashash, 2004) con una interfaz de usuario. Esto se basó en parte en Clough
y Penzien (1993) y los hallazgos de Hudson et al. (1994) implementados en el
Programa QUAD4­M. Se realizan desarrollos y modificaciones adicionales en
DEEPSOIL se benefició enormemente del proyecto de línea de vida PEER “Benchmarking de
Procedimientos de análisis de respuesta geotécnica del terreno no lineal (PEER 2G02)”.
• DEEPSOIL v3.0­3.7: Se realizaron mejoras adicionales en la interfaz de usuario, así como
Inclusión de la capacidad de generación/disipación de presión de agua intersticial.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 17 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
o Los modelos actuales de presión de agua intersticial empleados incluyen el mismo modelo introducido por
Matasovic (1992), Matasovic y Vucetic (1993, 1995) y empleados en el programa
D_MOD.
o El modelo de disipación actual utilizado en DEEPSOIL se deriva de consideraciones FDM.
• DEEPSOIL v3.5: Se introduce un nuevo modelo constitutivo del suelo para permitir una
correspondencia mejorada de la reducción del módulo objetivo y las curvas de amortiguamiento (Phillips y
Hachís, 2008).
o Se implementa una nueva funcionalidad en la interfaz de usuario que permite al usuario
Generar automáticamente parámetros de modelos hiperbólicos utilizando una variedad de métodos.
(Phillips y Hashash, 2008).
o DEEPSOIL v3.7: Se agrega un nuevo modelo de generación de presión de agua intersticial para arenas: el
Modelo GMP (Green et al., 2000), además de diversas mejoras en el usuario
interfaz, así como la capacidad de exportar datos de salida a un archivo de Microsoft Excel.
• DEEPSOIL v4.0: Reescritura completa de la interfaz de usuario de DEEPSOIL.
o DEEPSOIL se hizo compatible con múltiples núcleos, lo que permitió completar mucho más rápido los procesos por lotes.
análisis de modo.
o Se agregó un administrador de actualizaciones para notificar al usuario cuando hay versiones actualizadas de DEEPSOIL
estaban disponibles.
o Se agregaron un procesador de movimiento y un convertidor de movimiento PEER.
• DEEPSOIL v5.0: Actualizaciones de la interfaz de usuario y el motor computacional de DEEPSOIL.
o Se introdujo una nueva ventana de propiedades dinámicas con importantes mejoras de usabilidad.
o Primera versión de DEEPSOIL que admite de forma nativa Windows de 64 bits, lo que permite una ejecución más rápida
análisis y la capacidad de utilizar movimientos muy largos.
• DEEPSOIL v6.0: Reescritura completa del motor computacional y el usuario de DEEPSOIL
Interfaz desde cero, lo que resulta en un software significativamente más rápido. Numerosas novedades
Se introducen nuevas capacidades. Se introduce un nuevo flujo de trabajo de análisis.
• DEEPSOIL v6.1: Se agrega el modelo no lineal GQ/H a DEEPSOIL, lo que permite al usuario
para especificar la resistencia del suelo en un modelo hiperbólico generalizado.
• DEEPSOIL v7.0: La última versión de DEEPSOIL revisa el flujo de trabajo del programa y
Añade nuevas funciones. Las principales actualizaciones de la versión 7.0 incluyen:
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 18 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
o Subdivisión automática del perfil de suelo de entrada, para lograr una discretización adecuada en función de
frecuencia máxima propagada del objetivo.
o Capacidad para realizar mediciones de espesor de capa, velocidad de onda transversal y curva dinámica.
Aleatorizaciones para el perfil del suelo.
o Salida proporcionada en formato de base de datos relacional, lo que permite al usuario recuperar grandes cantidades
conjuntos de datos de manera eficiente.
o Interfaz de usuario renovada.
o Selección de idioma para múltiples usuarios.
o Vista/gráfica simultánea de múltiples movimientos.
1.4 Instalación del programa
Instalación de DEEPSOIL mediante la configuración:
• Configuración del sistema:
DEEPSOIL utiliza "." como símbolo decimal. Para la mayoría de los usuarios fuera de EE. UU., por favor...
Cambie "," por "." para la marca decimal en su sistema cuando utilice DEEPSOIL.
• Requisitos de hardware:
Procesador de 2 GHz o más rápido*
2 GB o más de RAM disponible
250 MB disponibles en el disco duro para la instalación
Los análisis paralelos requieren un procesador multinúcleo
• Requisitos de software:
Windows 7 o posterior
Microsoft .NET Framework 4.5.2 o posterior
Se requieren privilegios de administrador para la instalación.
• Instalación:
Ejecute “DEEPSOIL 7 Installer.exe” como administrador.
El instalador de DEEPSOIL detectará automáticamente si su sistema admite 64 bits.
instalaciones e instalar las bibliotecas adecuadas.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 19 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
2 Organización del programa
La interfaz gráfica de usuario de DEEPSOIL se compone de varios pasos para guiar al usuario a lo largo del proceso.
el proceso de análisis de respuesta del sitio como se ilustra en el cuadro de navegación que se muestra en la Figura 2­1,
se presenta al usuario al iniciar DEEPSOIL.
(a)
(b)
(do)
Figura 2­1. Ventana principal de DEEPSOIL y pestañas clave como (a) Pestaña de análisis, (b) Pestaña de movimientos y (c) Pestaña de
perfiles
En la parte superior izquierda, el usuario tiene la opción de elegir la pestaña “Análisis”, “Movimientos” o “Perfiles”.
Estas pestañas se analizan en la siguiente sección.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 20 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
La Figura 2­2 muestra la ventana Opciones. Se puede acceder a esta ventana haciendo clic en Opciones.
Menú. La ventana permite al usuario configurar el directorio de trabajo predeterminado, el directorio que contiene
los movimientos de entrada para su uso en los análisis, el directorio predeterminado en el que se guardan los perfiles,
Unidades e idiomas predeterminados, habilitar o deshabilitar la compatibilidad con múltiples núcleos, elegir el color del gráfico y el
Grosor de línea.
Figura 2­2. Ventana de opciones de DEEPSOIL.
2.1 Pestaña Perfiles
Los perfiles guardados se muestran en esta pestaña. El usuario puede seleccionar directamente un perfil e iniciar un nuevo análisis.
o modificar un archivo de análisis guardado.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 21 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
2.2 Pestaña de movimientos
DEEPSOIL contiene una pestaña de Movimientos que se puede usar para ver/procesar movimientos de entrada.
Para ver/procesar una moción, simplemente haga clic en la casilla de verificación de la moción relacionada. DEEPSOIL
generar historiales temporales de aceleración, velocidad, desplazamiento e intensidad de Arias, así como
espectro de respuesta y espectro de amplitud de Fourier para el movimiento seleccionado (Figura 2­3). En
En DEEPSOIL V7.0, se pueden visualizar varios movimientos simultáneamente (Figura 2­3). Una vez que el nuevo
Se selecciona el movimiento, el color del gráfico del movimiento anterior se vuelve gris y el nuevo movimiento
Se representa en azul. El tamaño relativo de los gráficos se puede ajustar haciendo clic en el icono gris.
Línea vertical y arrastrándola hacia la izquierda o la derecha. Además, opciones para acercar y alejar cada eje.
Para organizar los límites de los ejes disponibles para cada gráfico, de modo que la barra de desplazamiento aparezca una vez que el usuario
Mueve el cursor en cada eje, y los límites de los ejes se pueden configurar mediante esta barra de desplazamiento. Figura 2­3
muestra que las escalas lineales y logarítmicas en los ejes del espectro de amplitud y respuesta de Fourier
El espectro se puede seleccionar a través del menú emergente haciendo clic derecho.
Figura 2­3. Visor de movimiento (opciones con el botón derecho en Gráficos)
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 22 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Los parámetros de movimiento del suelo (PGA, PGV y PGD), paso de tiempo, frecuencia de Nyquist y número
Los puntos del movimiento del terreno seleccionado se pueden ver en Métricas y herramientas de movimiento en la
Parte inferior de la ventana (Figura 2­4). El menú emergente "Proceso" en Métricas de movimiento y herramientas
proporciona la opción de (i) estimación de kappa, (ii) corrección de línea de base, (iii) reducción de paso de tiempo, (iv)
Vista de gráfico tripartito y (iv) vista de movimiento único. El movimiento seleccionado se puede monitorear en un
ventana independiente utilizando la Vista de movimiento único (Figura 2­5). Esta ventana también proporciona al usuario
La opción de escalar linealmente el movimiento de entrada seleccionado en la pestaña Gráficos de Historial de Tiempo . El usuario es
Se proporcionaron dos opciones para escalar: escalar el movimiento original por un factor específico (escalar por) o escalar
El movimiento original a una aceleración máxima especificada (escala a). El método deseado puede ser
Seleccione la opción mediante la lista desplegable en la esquina superior derecha de la ventana. Haga clic en " Aplicar".
Botón para escalar el movimiento y recalcular los demás datos. Después de escalar, el usuario puede guardar el nuevo...
movimiento presionando el botón Guardar como . En la pestaña Gráficos espectrales , logaritmo­triángulo y rectangular con
Se proporcionan tipos de suavizado FAS de ancho de ventana especificado por el usuario y se puede utilizar el espectro de respuesta.
Calculado con cinco métodos diferentes: (i) Dominio de frecuencia, (ii) Integral de Duhamel, (iii) Duhamel
Integral con corrección de paso de tiempo (rellenado con ceros en el dominio de la frecuencia), (iv) Newmark Beta
Método, y (v) Método Beta de Newmark con corrección de paso de tiempo (rellenado con ceros en la frecuencia)
dominio). Los gráficos de amplitud y ángulo de fase de Fourier se presentan en la pestaña Gráficos de Fourier .
Los datos calculados también se proporcionan en tablas de datos a las que se puede acceder seleccionando Historial de tiempo
Pestañas Datos o Datos espectrales en la parte superior de la ventana.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 23 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Figura 2­4. Visor de movimiento (Métricas y herramientas de movimiento)
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 24 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Figura 2­5 Vista de movimiento único
2.2.1 Corrección de la línea base
De manera similar al visor de movimiento, la corrección de línea base se puede utilizar seleccionando un movimiento en el
lista y haciendo clic en la opción “Corrección de línea base” en Métricas de movimiento y herramientas.
DEEPSOIL puede realizar una corrección de línea base para cualquier movimiento de entrada (Figura 2­6). Al seleccionar un
movimiento de entrada y al hacer clic en la opción Corrección de línea base , aparece una nueva ventana que
muestra los historiales temporales de aceleración, velocidad y desplazamiento correspondientes a este movimiento.
Los movimientos que presentan historiales temporales de desplazamiento distintos de cero para la última parte del movimiento deben
ser corregidos. Los historiales temporales corregidos también se calculan y se presentan al usuario.
espectros de respuesta y espectros de amplitud de Fourier para el movimiento original y el corregido por línea base
También se proporcionan al usuario imágenes de movimiento. El usuario debe examinar cuidadosamente los espectros para
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 25 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Asegúrese de que el proceso de corrección de la línea base no altere significativamente el movimiento de entrada. La línea base...
El movimiento corregido se puede almacenar como un archivo definido por el usuario. El tamaño relativo de los gráficos puede...
se puede ajustar haciendo clic en la línea vertical gris y arrastrándola hacia la izquierda o la derecha. Arrastrando hacia la
La izquierda hace que los espectros de respuesta y los gráficos de espectros de amplitud de Fourier aumenten de tamaño, mientras que
Arrastrar hacia la derecha hace que los gráficos de historial de tiempo aumenten de tamaño, respectivamente.
La rutina de corrección de línea base en DEEPSOIL está adaptada de la rutina de corrección de línea base
incluido en el programa de procesamiento de movimiento BAP del USGS (Informe de archivo abierto del USGS 92­296A). El
La corrección de la línea de base se logra mediante los siguientes pasos:
1. Trunca ambos extremos del movimiento utilizando el primer y el último cruce por cero como límites.
2. Rellene el movimiento con ceros en ambos extremos.
3. Procesar el movimiento con un paso alto recursivo de segundo orden (frecuencia de corte de 0,1 Hz).
Filtro Butterworth con convolución en ambas direcciones en el dominio del tiempo.
4. Trunca el nuevo movimiento utilizando el último cruce por cero como límite.
Figura 2­6. Corrección de línea base.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 26 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
2.2.2 Métodos de cálculo de espectros de respuesta
La solución en el dominio de la frecuencia, el método β de Newmark y las soluciones integrales de Duhamel son las
Los tres métodos más comunes empleados para estimar la respuesta de un solo grado de libertad
Sistemas de grados de libertad (SDOF) y, por lo tanto, para calcular los espectros de respuesta. Se presenta una breve descripción.
para cada método para calcular la respuesta de los sistemas SDOF y resolver el equilibrio dinámico
ecuación definida como (Chopra, 1995; Newmark, 1959):
+
+=−
(2.1)
donde m, c y k son la masa, el amortiguamiento viscoso y la rigidez del sistema SDOF
respectivamente.
,
y son las aceleraciones relativas nodales, las velocidades relativas y las distancias relativas.
desplazamientos respectivamente y
es la aceleración excitante en la base del SDOF.
2.2.2.1 Solución en el dominio de la frecuencia
En la solución del dominio de la frecuencia, el movimiento de entrada del espectro de amplitud de Fourier (FAS) se modifica
mediante una función de transferencia definida como:
−
()=
2
donde fn es la frecuencia natural del oscilador calculada como =
relación calculada como =
(2.2)
( 2 − 2) − 2
1
2
√ ∕ y es la amortiguación
2√ . El uso de la solución en el dominio de la frecuencia requiere FFT (FFT rápida de Fourier)
Transforma) para moverse entre el dominio de la frecuencia, donde la función de transferencia del oscilador es
aplicado, y el dominio del tiempo, donde se estima la respuesta máxima del oscilador. Sobre la frecuencia
rango del movimiento del suelo, la solución en el dominio de la frecuencia es exacta.
2.2.2.2 Solución integral de Duhamel
El segundo método para calcular la respuesta de sistemas SDOF lineales interpola, comúnmente
Suponiendo una interpolación lineal, la función de excitación (−
) y resuelve la ecuación de movimiento
como la adición de la solución exacta para tres partes diferentes: (a) vibración libre debido a la inicial
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 27 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
condiciones de desplazamiento y velocidad, (b) una fuerza escalonada de respuesta (−
−
condiciones y (c) respuesta de la fuerza de rampa [− (
) con cero inicial
)∕ ]. La solución en términos de
+1
Las velocidades y desplazamientos se presentan en las siguientes ecuaciones:
"
=
′
+
+1
+ ′(−
) + ′(−
)
+1
=+
+1
+ (−
) + (−
(2.3)
(2.4)
+1 )
dónde:
=
(2.5)
2
− Δ ( √1 − −
( D ) + ( D )) ( D ))
=
(2.6)
Δ(1
2
=
1 { 2D
+ − Δ [( 1− 2
D
2
−
2 − 1
2
=
D
1 [1 −
D)
√1− 2 ) ( Δ ) −(1 +
(D)+
D
+−Δ(2−Δ
( D )]}
2
D
( D ))]
" =−
( D ))
" =−
√1 −
((Δ)−
=
1 {− D1
+−
D [( √1− 2
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
(2.8)
(2.9)
2
( √1 − − Δ
"
(2.7)
+
Δ √1 −
2)
(2.10)
2
( D )+
Página 28 de 184
( D ))
1
D
(2.11)
( D )]}
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
" =
1
(2.12)
2
Δ [1 − − Δ ( √1 −
( D ) + ( D ))]
2.2.2.3 Método de integración temporal β de Newmark en el análisis SDOF del dominio del tiempo
El tercer método es el método β de Newmark. Este método calcula la relación nodal.
velocidad
+1 y +1 desplazamientos en un tiempo i+1 utilizando las siguientes ecuaciones:
=
+1
+1
= + (∆ )
+ [(1 − )∆ ]
+(∆)
+ [(0,5 − )(∆ )
2]
(2.13)
+1
+ [ (∆ )
2]
(2.14)
+1
Los parámetros β y γ definen el supuesto de la variación de la aceleración a lo largo de un paso de tiempo (Δt)
y determinar la estabilidad y precisión de la integración del método. Una característica única
del supuesto de aceleración media (β = 0,5 y γ = 0,25) es que la integración es
Incondicionalmente estable para cualquier Δt sin amortiguamiento numérico. Por esta razón, la β de Newmark
El método con aceleración promedio se utiliza comúnmente para modelar la respuesta dinámica de un solo objeto y
sistemas de múltiples grados de libertad.
El método β de Newmark tiene errores numéricos inherentes asociados con el paso de tiempo de la entrada.
movimiento (Chopra, 1995; Mugan y Hulbe, 2001). Estos errores generan inexactitud en la solución.
Lo que resulta en una predicción errónea de la respuesta de alta frecuencia. Para determinar si el paso de tiempo de un movimiento...
es demasiado grande para ser utilizado directamente, el espectro de respuesta calculado con el método β de Newmark puede
compararse con los espectros de respuesta calculados por otros medios, con y sin paso de tiempo
Corrección en el visor/procesador de movimiento (ver sección 2.2).
2.2.3 Cálculo del espectro de amplitud de Fourier y operación de suavizado
Uno de los factores más importantes a considerar al evaluar los movimientos del terreno es la frecuencia
contenido. La medida más común del contenido de frecuencia es el espectro de amplitud de Fourier, que
Indica cómo se distribuye la amplitud del movimiento del suelo a través de diferentes frecuencias.
El cálculo del espectro requiere una transformación del movimiento del suelo desde el dominio del tiempo.
al dominio de la frecuencia. Esta transformación se denomina transformada de Fourier. En DEEPSOIL, la
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 29 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
La transformación se completa mediante una Transformada Rápida de Fourier (FFT). El espectro de Fourier resultante
Luego se utiliza para calcular el espectro de amplitud de Fourier utilizando las siguientes ecuaciones:
i
ser =
paso de tiempo
(2.15)
n
(2.16)
|F| i +=(imag(Ci))
√(real(Ci))2 2 paso de tiempo
donde fi es la i­ésima frecuencia, n es el número de puntos en la FFT, |F| i
es la amplitud de Fourier en
la i­ésima frecuencia, y Ci es la i­ésima amplitud y fase (en representación de números complejos) de
la FFT. La frecuencia máxima que puede contener el movimiento está determinada por la
paso de tiempo. Esta frecuencia máxima se denomina frecuencia de Nyquest y se calcula utilizando la
siguiente ecuación:
1
fNyquest =
2
(2.17)
paso de tiempo
DEEPSOIL también puede suavizar el espectro de amplitud de Fourier calculado para facilitar la interpretación.
más fácil al proporcionar una visión más clara del contenido general de frecuencia. DEEPSOIL utiliza un triángulo
Suavizado en el espacio logarítmico (también llamado suavizador de triángulo logarítmico). La rutina de suavizado en DEEPSOIL
utiliza una ventana de suavizado triangular deslizante en el espacio logarítmico y está adaptada de una rutina desarrollada
Por David Boore. Los pesos asignados a cada punto se basan en la distancia logarítmica desde el punto.
de interés. Actualmente, el ancho máximo de suavizado está establecido en 0,2. En cada frecuencia de la
Espectro Los pesos de la ventana de suavizado se calculan de la siguiente manera:
• Para frecuencias inferiores a la frecuencia actual:
Wi =
log10(i ∕ índice de límite inferior)
(2.18)
log10(índice actual ∕ índice de límite inferior)
• Para la frecuencia actual:
Wi = 1
(2.19)
• Para frecuencias superiores a la frecuencia actual:
Wi = 1 −
log10(i ∕ índice actual)
(2.20)
log10(índice de límite superior ∕ índice actual)
donde los índices de límite superior e inferior se determinan utilizando el ancho de ventana deseado y
índice de la frecuencia actual.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 30 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
2.2.4 Intensidad de Arias
La intensidad de Arias proporciona una medida de la intensidad del movimiento en función de la aceleración.
Se grafica en función del tiempo y se calcula utilizando la siguiente ecuación:
()=
2
(2.21)
2 ∫[ ( )]
0
donde g es la aceleración debida a la gravedad y a(t) es el historial de tiempo de aceleración.
2.2.5 Duración significativa
La duración significativa se define como el lapso de tiempo (en segundos) entre la ocurrencia del 5% y
95% de la intensidad total de Arias (sección 2.2.4). La duración significativa y su ubicación en el
Los historiales de tiempo de movimiento se pueden mostrar marcando la casilla en la parte inferior izquierda del visor de movimiento.
2.2.6 Intensidad de Housner
La intensidad de Housner (también conocida como intensidad espectral) proporciona una medida de la intensidad de
El movimiento en función de la velocidad espectral. Se grafica en función del tiempo. El diagrama de Duhamel...
El método integral se utiliza en el cálculo de los espectros de respuesta de aceleración para fines computacionales.
eficiencia, y se convierten en espectros de velocidad multiplicando los espectros por el correspondiente
Frecuencia angular. La intensidad de Housner se suele reportar como un valor único; sin embargo, DEEPSOIL
es capaz de proporcionar la intensidad de Housner como un historial de tiempo calculando el espectro de respuesta en
Cada punto de un registro de aceleración. La intensidad de Housner se calcula utilizando la siguiente
ecuación:
2.5
(2.22)
()=∑∫(,)
=0.1 0
Donde T es el período y ξ es el coeficiente de amortiguamiento. En DEEPSOIL, la intensidad de Housner se calcula.
suponiendo una relación de amortiguamiento del 5%.
2.2.7 Estimación de Kappa (κ)
DEEPSOIL incluye una herramienta para ayudar en la estimación del parámetro de atenuación de alta frecuencia κ.
Se accede a esta herramienta haciendo clic en Estimar Kappa en Métricas del proceso de movimiento y
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 31 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Herramientas en la ventana del procesador de movimiento. Para estimar κ, el usuario define dos frecuencias límite.
Luego, DEEPSOIL promediará el espectro de amplitud de Fourier (como se describe en la sección 2.2.3) y
Realizar una regresión lineal sobre el rango de frecuencias elegido por el usuario. El gráfico es entonces
actualizado para reflejar el rango de frecuencias elegido y la intersección de amplitud y κ resultante.
El usuario también puede trazar un valor κ fijo. La línea resultante se puede mover verticalmente especificando un
intersección de amplitud.
Una vez que se traza una línea de constante κ (ya sea por estimación o por especificación del usuario), se puede
Posicionado verticalmente de forma interactiva con la rueda del ratón. El usuario también puede
mostrar/ocultar el espectro de amplitud de Fourier promedio y trazar una leyenda haciendo clic derecho en el gráfico.
Figura 2­7 Estimador Kappa
2.2.8 Agregar nuevos movimientos de entrada
Se pueden agregar mociones a DEEPSOIL haciendo clic en el menú Archivo para seleccionar Nuevo y luego Moción .
La herramienta está diseñada para convertir movimientos del formato PEER “.AT2” al formato DEEPSOIL,
a través de un proceso totalmente automatizado. DEEPSOIL leerá el archivo PEER y determinará la
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 32 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Número de puntos de datos y el paso de tiempo. Se proporcionan opciones adicionales para la lectura de datos no PEER.
movimientos y deben configurarse según sea necesario. Si DEEPSOIL no puede completar la conversión, un mensaje
El cuadro se utiliza para notificar al usuario del fallo. Tras una conversión exitosa, el usuario recibe una notificación mediante un
cuadro de mensaje y el movimiento se agrega a la Biblioteca de movimientos.
También se pueden añadir animaciones manualmente. Esto se hace con un editor de texto capaz de generar archivos .TXT.
archivos. Para agregar una moción de entrada, ingrese los datos necesarios en el formato que se describe a continuación y guárdelos como
Un archivo .TXT en el directorio "Input Motion". El directorio predeterminado de Input Motion es: C:\Users\[User
Nombre]\Documentos\DEEPSOIL\Input Motions\. Si el usuario ha especificado un directorio diferente,
El archivo de movimiento de entrada debe colocarse en el directorio especificado por el usuario. El movimiento aparecerá entonces en
La lista de movimientos en la pestaña Movimientos . El movimiento añadido debe tener las siguientes propiedades:
• Las unidades del movimiento del suelo deben ser segundos y g.
• El formato deberá ser el siguiente:
el 1
vida 2
calle
fila: Número de puntos de datos y paso de tiempo (separados por 1 espacio)
y filas subsiguientes: tiempo y aceleración (separadas por 1 espacio)
Nota: Asegúrese de que el historial de tiempo de aceleración de entrada comience y termine con un valor cero.
Para evitar la deriva en los historiales de tiempo de velocidad/desplazamiento
2.3 Pestaña de análisis
Las opciones de la pestaña de análisis se analizan en detalle en la siguiente sección.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 33 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
3 Flujo de análisis
3.1 Definición de análisis: Paso 1 de 5
El primer paso del análisis requiere la selección del tipo de análisis. La Figura 3­1 ilustra el formato.
para el paso 1.
En la pestaña de introducción (Definición de análisis), el usuario debe elegir el método de análisis,
el tipo de solución (dominio de frecuencia de tiempo), el modelo de suelo predeterminado para todos los nuevos generados
Capas y la Fórmula de Re/Descarga Histerética Predeterminada para el análisis de SUELO PROFUNDO. En
Además, el usuario puede elegir si DEEPSOIL generará automáticamente perfiles para el
datos de entrada dados (generación automática de perfiles activada o desactivada), el sistema de unidades (inglés o métrico) como
así como el tipo de Análisis Complementarios que se puedan solicitar (Frecuencia Lineal Equivalente)
Dominio, Dominio de Frecuencia Lineal y Dominio de Tiempo Lineal). Finalmente, en la Etiqueta de Análisis, la
El usuario puede ver los identificadores, que son identificaciones que se incluyen en los resultados del análisis para ayudar a los usuarios.
Identifique el tipo de análisis del modelo de suelo que realizó DEEPSOIL (consulte la Tabla 3.2 para los modelos de suelo)
Descripciones).
Figura 3­1. Paso 1/5: Elija el tipo de análisis.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 34 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Nota: Antes de crear un nuevo perfil o abrir un perfil existente, se recomienda verificar
El directorio de trabajo predeterminado en el menú Opciones (Figura 3­2). Si se selecciona un directorio diferente
preferido, presione el botón Cambiar para abrir un explorador de carpetas y seleccionar el directorio preferido.
En la misma ventana, el usuario puede elegir las Unidades predeterminadas (Inglesas o Métricas), el Sistema predeterminado
El idioma, el núcleo múltiple, los colores de los gráficos y la opción de permitir que DEEPSOIL recopile
datos anónimos para mejorar la experiencia del usuario.
Figura 3­2. Elija el directorio de trabajo predeterminado.
En el método de análisis están disponibles las siguientes opciones
• Lineal
• Lineal equivalente
• No lineal
Dependiendo del método de análisis elegido por el usuario, diferentes tipos de solución, modelos de suelo predeterminados,
Las opciones predeterminadas de formulación de descarga/recarga histerética pueden estar disponibles.
Las combinaciones para cada método de análisis se presentan en formato tabular en la Tabla 3.1.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 35 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Tabla 3.1. Opciones de análisis disponibles en DEEPSOIL 7
Método de análisis
Modelo de suelo
Histerética
Poro
Presión
Re/descarga
Opciones
Formulación
Lineal
Frecuencia
­
y el tiempo
­
­
dominio
Equivalente
Frecuencia
• Ecuaciones cuadráticas generales/
• No cada uno
Lineal
dominio
Modelo hiperbólico
• Cada uno
Tiempo no lineal
dominio
­
(GQ/H)
• Generar excedentes
• Dependiente de la presión
Presión del agua intersticial
Kondner modificado
• Habilitar disipación
Zelasko (fiebre aftosa)
• Hacer la parte superior de
• Yee y otros (2013)
Perfil permeable
• Puntos discretos
• Hacer la parte inferior de
(Lineal Equivalente)
Perfil permanente.
• Definido por el usuario (UMAT)
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 36 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Tabla 3.2. Identificadores de diferentes modelos de suelo en DEEPSOIL – Descripciones de modelos de suelo
IDENTIFICACIÓN
Descripción del modelo
DS­FL0
Dominio de frecuencia lineal
DS­EL0
Dominio de frecuencia equivalente lineal ­ Puntos discretos
DS­EL1
Equivalente lineal en el dominio de la frecuencia ­ MKZ con reglas de Masing
DS­EL2
Dominio de frecuencia lineal equivalente ­ MKZ con reglas no Masing
DS­EL3
Dominio de frecuencia equivalente lineal ­ GQ/H con reglas de Masing
DS­EL4
Dominio de frecuencia equivalente lineal ­ GQ/H con reglas no Masing
DS­TL0
Dominio del tiempo lineal
DS­NL1
Dominio temporal no lineal ­ MKZ con reglas de Masing
DS­NL2
Dominio temporal no lineal ­ MKZ con reglas no Masing
DS­NL3
Dominio temporal no lineal ­ GQ/H con reglas de Masing
DS­NL4
Dominio temporal no lineal ­ GQ/H con reglas de Masing
­PWP0
Generación de presión intersticial sin disipación
­PWP1
Generación y disipación de la presión del agua intersticial: semiespacio permeable
­PWP2
Generación y disipación de presión de agua intersticial: semiespacio impermeable
Nota: Para revisar los parámetros de entrada, puede seleccionar el menú Resumen de entrada en cualquier momento.
La ventana Resumen de entrada (Figura 3­3) se puede ver en cualquier momento después de completar el paso 1. Nota:
Las pestañas solo aparecerán después de haber ingresado los parámetros correspondientes.
Figura 3­3. Ventana Resumen de entrada.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 37 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
3.1.1 Análisis lineal
Un modelo de análisis lineal (Lin) se puede resolver de las siguientes dos maneras:
­Dominio de frecuencia
­Dominio del tiempo
En ambos análisis de respuesta del sitio lineal, la rigidez máxima del suelo y una relación de amortiguamiento constante son
considerado a lo largo de toda la historia del tiempo.
3.1.2 Análisis lineal equivalente
El modelo lineal equivalente (EL) emplea un procedimiento iterativo en la selección de la fuerza cortante.
Propiedades del suelo, como el módulo y la relación de amortiguamiento, como se introdujo por primera vez en el programa SHAKE. Estas propiedades pueden
definirse por puntos discretos o definiendo los parámetros del suelo que definen la curva de la columna vertebral
uno de los modelos no lineales.
La opción de definir las curvas del suelo mediante puntos discretos solo es aplicable para el Equivalente
Análisis lineal. Para esta opción, G/Gmax y el coeficiente de amortiguamiento (%) se definen como funciones de
deformación cortante (%).
3.1.3 Deconvolución mediante análisis del dominio de frecuencia
Este enfoque es el mismo que los enfoques de análisis lineal equivalente en el dominio de la frecuencia, excepto
que el movimiento de entrada se puede aplicar en la superficie del suelo o en cualquier otro lugar de la columna de suelo.
Luego se calcula el movimiento de la roca correspondiente y se proporciona al usuario.
La deconvolución requiere la definición de un perfil de suelo. Se deben definir las siguientes propiedades:
para cada capa:
• Espesor
• Velocidad de onda transversal ( ) o módulo de corte inicial ( )
• Peso unitario
• Relación de amortiguamiento (%)
Para realizar la deconvolución,
1. Abra o cree un perfil de dominio de frecuencia (análisis lineal o lineal equivalente)
2. Ingrese la información solicitada en la tabla del paso 2a, como se muestra en la Figura 3­4.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 38 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
3. Se pueden agregar capas adicionales usando el botón Agregar capa . Capas no deseadas pueden
De manera similar se puede eliminar usando el botón Eliminar capa .
4. Seleccione la capa inferior y marque la casilla etiquetada Deconvolución cerca de la parte inferior de la
ventana
5. Especifique el punto de aplicación del movimiento del suelo seleccionando la capa adecuada en
la lista desplegable.
6. Utilice los botones circulares para seleccionar el tipo de movimientos de suelo que se generarán como salida.
7. Haga clic en Siguiente para avanzar al Paso 3 y seleccionar las ubicaciones para la salida y los movimientos que se realizarán.
deconvolucionado.
8. Haga clic en Siguiente para avanzar al Paso 5 y configurar los parámetros del dominio de frecuencia.
9. Haga clic en Analizar.
Figura 3­4. Parámetros del análisis de deconvolución.
El resultado de un análisis de deconvolución es un conjunto de movimientos con formato DEEPSOIL.
de la selección de salida, habrá un archivo llamado “Deconvolved ­ [nombre del movimiento].txt” que es el
Movimiento en la parte superior de la roca (parte inferior del perfil). Se generarán archivos adicionales para cada capa.
Se solicitará la salida y se llamará "Deconvolved ­ [nombre del movimiento] ­ capa [#].txt". Estos archivos
se puede utilizar directamente en DEEPSOIL.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 39 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Nota: La deconvolución no se puede realizar en el análisis del dominio del tiempo. Encontrar el movimiento en el
La parte inferior del perfil del suelo dado el movimiento en la superficie del suelo es un problema inverso en no lineal.
análisis que es complejo de resolver y que no se puede resolver con un simple cálculo de deconvolución.
3.1.4 Análisis no lineal
El análisis no lineal (NL) resuelve las ecuaciones de movimientos en el dominio del tiempo utilizando la ecuación β de Newmark.
método (implícito) o el método de Heun (explícito). Hay varios modelos de suelo disponibles para los usuarios.
Seleccione entre los resumidos anteriormente y en la Tabla 3.1. El análisis se puede realizar con o sin
Generación de presión de agua intersticial.
El usuario tiene la opción de obtener los resultados de respuesta del sitio utilizando el método lineal equivalente
automáticamente cada vez que se realiza un análisis de respuesta no lineal del sitio. Es muy recomendable
que los resultados de EL siempre se examinan cuando se realiza un análisis de NL. Esto puede hacerse mediante
marcando la casilla denominada Equivalente Lineal – Dominio de Frecuencia como se muestra en la Figura 3­5.
Figura 3­5. Análisis del dominio de frecuencia lineal equivalente complementario.
3.2 Definición del perfil del suelo: Paso 2 de 5
La ventana Definición del perfil del suelo (Figura 3­6) consiste en una visualización del perfil del suelo (Suelo
Gráfico de perfil), la sección Métricas del perfil del suelo y cualquiera de las dos pestañas: (a) Propiedades de capa
y (b)., Vista de tabla avanzada.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 40 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
El usuario puede definir las propiedades de cada capa del perfil del suelo (espesor, velocidad de onda transversal).
(VS) o Módulo de corte inicial (Gmax) y Peso unitario) utilizando una o ambas Propiedades de capa y
las pestañas de Vista de tabla avanzada .
Se pueden agregar capas adicionales usando el botón Agregar capa(s) . Las capas no deseadas también pueden...
eliminado utilizando el botón Eliminar capa(s) .
Si el usuario selecciona generar presión de agua intersticial durante el análisis (solo análisis no lineales),
Se deben especificar parámetros adicionales, incluido el modelo a utilizar y sus respectivos
Parámetros. Cada modelo y las entradas requeridas se analizan en detalle en la Sección 4.
La casilla de verificación Nivel freático se utiliza para elegir la profundidad del nivel freático haciendo clic en el menú desplegable.
Menú desplegable y selección de la capa sobre la que se ubicará el nivel freático. Vista de tabla avanzada
La pestaña muestra cada capa debajo del nivel freático cambiando el color de fondo a azul.
La ubicación del nivel freático afecta los cálculos solo cuando se introduce la presión dependiente
parámetros del suelo o realizar un análisis de tensión eficaz. La ubicación del nivel freático no...
influir en la solución del dominio de la frecuencia.
La pestaña Propiedades de capa (Figura 3­7) está dividida en cinco secciones: i. Propiedades del suelo actuales, ii.
la curva de referencia iii. el ajuste de la curva iv. los materiales guardados y v. otros archivos de materiales. En
En el lado derecho de la ventana se muestran los gráficos de G/Gmax, relación de amortiguamiento y resistencia al corte frente a corte.
Se muestran las deformaciones . Prueba de un solo elemento .
Los botones Capa anterior y Capa siguiente en la esquina superior derecha de la ventana se pueden usar para
seleccionar las capas. Alternativamente, el usuario puede hacer doble clic en la capa que desea modificar desde el
visualización en el lado izquierdo de la ventana.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 41 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Figura 3­6. Definición de perfil de suelo: ventana Vista de tabla avanzada.
Figura 3­7. Pestaña Propiedades de capa.
La pestaña Vista de tabla avanzada (Figura 3­6) resume los parámetros de entrada de cada capa a lo largo de
con la información generada desde la pestaña Propiedades de capa en formato tabular.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 42 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
El usuario debe especificar las propiedades típicas del suelo de cada capa en función del tipo de análisis que
Se seleccionó (Lineal, No Lineal, etc.). Los parámetros de entrada para cada modelo de suelo se discuten en
Capítulo 4.
3.2.1 Prueba de un solo elemento
La opción de Prueba de elemento único (Figura 3­8) se proporciona en la pestaña Propiedades de capa (Figura 3­7) en
Para probar el comportamiento del modelo de suelo para una trayectoria de deformación dada, el modelo de suelo se puede cambiar a cualquiera de
Opciones disponibles. Además, se pueden elegir diferentes modelos de amortiguación y opciones de presión de agua intersticial.
Seleccionado para evaluar el comportamiento de histéresis del suelo. La curva de la columna vertebral del suelo se puede trazar sobre
Bucle de histéresis. La Figura 3­8 muestra el comportamiento de la histéresis para la capa de suelo para la que el modelo de suelo MKZ
Y se adopta el modelo de amortiguación de tipo Masing.
3.2.2 Frecuencia máxima (solo para análisis del dominio del tiempo)
Al completar la definición del suelo y las propiedades del modelo, se muestra al usuario un gráfico de las
Frecuencia máxima en función de la profundidad de cada capa (Figura 3­9). Un gráfico de frecuencias máximas
Se muestran los valores (Hz) en función de la profundidad de todas las capas. La frecuencia máxima es la más alta.
que la capa puede propagarse y se calcula como: fmax = VS/4H, donde VS es la velocidad de la onda transversal
de la capa, y H es el espesor de la capa. Para aumentar el fmax, el espesor de la capa debe ser
disminuido. Esta comprobación se realiza únicamente para análisis del dominio temporal. Se recomienda que el
Las capas tienen la misma frecuencia máxima en todo el perfil del suelo, aunque esto no es obligatorio.
Para todas las capas, la frecuencia máxima generalmente debe ser un mínimo de 30 Hz.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 43 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Figura 3­8 Ventana de prueba de un solo elemento
Figura 3­9. Gráfico de perfil de suelo.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 44 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
3.2.3 Perfil de resistencia implícita (paso 2)
Al completar la definición del suelo y las propiedades del modelo, se muestra al usuario un gráfico de las
Resistencia implícita del perfil del suelo. La ventana proporciona tres gráficos para que el usuario los visualice: implícita
resistencia al corte versus profundidad, resistencia al corte implícita normalizada (resistencia al corte dividida por la resistencia al corte efectiva)
tensión vertical) en función de la profundidad, y el ángulo de fricción implícito en función de la profundidad (Figura 3­9). La fuerza cortante
La resistencia y el ángulo de fricción también se proporcionan en la tabla de la derecha para una inspección más detallada.
La resistencia al corte implícita se calcula a partir de las curvas de reducción del módulo ingresadas como parte del paso 2a.
En cada punto de la curva, la tensión cortante se calcula utilizando la siguiente ecuación:
=
2
(3.1)
donde, τ es la tensión cortante en el punto dado, ρ es la densidad de masa del suelo, VS es la onda cortante
velocidad en la capa dada, G es el módulo de corte en el punto dado, G0 es el módulo de corte en
0% de deformación cortante, γ es la deformación cortante en el punto dado.
Luego se grafica el valor máximo del esfuerzo cortante para la capa dada en la profundidad correspondiente.
a esa capa. Utilizando este valor máximo, se calcula el ángulo de fricción implícito utilizando el
siguiente ecuación:
=
(3.2)
−1 ( ′ )
¿Dónde está el ángulo de fricción?
"
es el esfuerzo cortante máximo calculado anteriormente, y
es
la tensión vertical efectiva en la profundidad media de cada capa.
Se recomienda al usuario que revise cuidadosamente los gráficos proporcionados. Si la fuerza o fricción implícita...
Si el ángulo de una capa particular se considera irrazonable, el usuario debe considerar modificar el módulo.
curva de reducción de la capa para proporcionar una resistencia implícita o un ángulo de fricción más realista.
3.2.4 Definición de semiespacio (lecho rocoso)
Como parte de la Definición del Perfil del Suelo, el usuario también debe definir las propiedades de la roca/semiespacio de
la parte inferior del perfil. Esto se puede hacer a través de la pestaña Propiedades de capa haciendo doble clic en
la última parte inferior del gráfico del perfil del suelo en el lado izquierdo de la ventana (Figura 3­10).
El usuario tiene la opción de seleccionar un semiespacio elástico o un semiespacio rígido. Un
La pantalla informativa (Información sobre las propiedades de las rocas) explica que un semiespacio elástico
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 45 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Se debe seleccionar si se utiliza un movimiento de afloramiento y se debe seleccionar un semiespacio rígido si
Se utiliza un movimiento interno. Si se utiliza un semiespacio elástico, el usuario debe proporcionar la fuerza cortante.
Velocidad de onda (o módulo), peso unitario y coeficiente de amortiguamiento del semiespacio. Si un semiespacio rígido...
se está utilizando, no se requieren parámetros de entrada.
En general, la velocidad de la onda transversal del lecho rocoso debe ser mayor que la del suelo suprayacente.
Perfil. Cabe señalar que el coeficiente de amortiguamiento del lecho rocoso no tiene efecto en los análisis del dominio temporal.
y solo un efecto insignificante en los análisis del dominio de la frecuencia, independientemente del valor especificado por el
usuario.
Las propiedades del lecho rocoso se pueden guardar dándole un nombre al lecho rocoso y presionando el botón Guardar lecho rocoso.
El nuevo lecho rocoso aparecerá en la lista de lechos rocosos guardados a continuación. Para usar un lecho rocoso guardado,
Seleccione el archivo del cuadro de lista y presione el botón Cargar .
Si el análisis incluye la generación y disipación de la presión del agua intersticial con un semiespacio permeable,
El usuario también tiene la opción de especificar el coeficiente de consolidación Cv para el semiespacio. Si
Si no se especifica ningún valor, DEEPSOIL utilizará el coeficiente de consolidación Cv de la última capa para
También el semiespacio. Si el usuario realiza un análisis del dominio de la frecuencia, la deconvolución puede
en lugar de un análisis directo. La deconvolución se analiza en la sección 3.1.3.
Figura 3­10. Definición de medio espacio: “Roca base”.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 46 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
3.3 Paso 3 de 5: Selección de movimiento de entrada
La selección de movimiento de entrada permite al usuario seleccionar y especificar el o los movimientos de entrada que se utilizarán en la
análisis. Los movimientos de entrada deben seleccionarse de la biblioteca de movimientos de entrada actual (a la que pertenece el
El usuario puede agregar mociones adicionales (ver sección 2.2.8). Las mociones se pueden seleccionar marcando la casilla
casilla de verificación correspondiente en la segunda columna de la ventana. Se pueden seleccionar todos los movimientos o
Se puede deseleccionar con el botón Seleccionar todo en la parte inferior de la lista de movimientos. Una vez seleccionado un movimiento,
DEEPSOIL calculará y graficará la aceleración, velocidad, desplazamiento, intensidad de Arias y
Historiales temporales de intensidad de Housner, así como el espectro de amplitud de Fourier y el espectro de pico
aceleración (Figura 3­11). Si se seleccionan varios movimientos, se puede resaltar uno solo en
las gráficas haciendo clic en ellas, ya sea en la lista de movimientos o en su columna en la tabla debajo de las gráficas.
El usuario puede utilizar el menú de herramientas desplegable en la parte inferior de la ventana (Figura 3­12) para cada
movimiento en el que se puede elegir una de las siguientes opciones: i. Estimar Kappa, ii. Línea base
Corrección, iii. Reducción de pasos de tiempo, iv. Mostrar gráfico tripartito y v. Vista de movimiento único. Finalmente,
El menú desplegable adicional Gráficos espectrales se puede utilizar para mostrar: a. un FAS suavizado, b. el
Integral de Duhamel, c. la Integral de Duhamel con corrección de paso de tiempo (rellenada con ceros en la frecuencia)
dominio) d. el método Beta de Newmark y e. el método Beta de Newmark con corrección de paso de tiempo
(rellenado con ceros en el dominio de la frecuencia).
Figura 3­11. Selección de movimiento de entrada.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 47 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
3.4 Paso 4 de 5: Definición de amortiguación viscosa/de pequeña deformación
El paso de Definición de Amortiguación Viscosa/de Pequeña Deformación aparece solo para los análisis del dominio del tiempo y permite
El usuario puede configurar la formulación de amortiguación viscosa y seleccionar los modos/frecuencias óptimos para la
Análisis (Figura 3­13). Esta ventana es exclusiva de DEEPSOIL y ayuda a controlar la introducción
de amortiguamiento numérico a través de la naturaleza dependiente de la frecuencia de la formulación de amortiguamiento viscoso.
Tenga en cuenta que cuando se seleccionan múltiples movimientos de entrada para un análisis, la amortiguación viscosa
La formulación y los modos/frecuencias seleccionados son los mismos para todos los movimientos de entrada seleccionados.
Se deben especificar las siguientes opciones:
• Tipo de matriz de amortiguación:
o Independiente de la frecuencia (recomendado)
o Amortiguación de Rayleigh
▪
1 modo/frecuencia.
▪ 2 modos/frecuencia (Rayleigh)
▪ 4 modos/frecuencia (Rayleigh extendido)
• Actualización de la matriz de amortiguación:
▪ Sí
▪ No
El usuario también puede presionar Trazar curva de amortiguación para generar un gráfico de la amortiguación normalizada.
Relación. Esta opción solo está disponible cuando la opción Amortiguación de Rayleigh está activada. Además, el usuario...
puede elegir si la matriz de amortiguamiento se recalculará en cada paso del análisis o no
Seleccionando el botón circular apropiado en la sección Actualización de la Matriz de Amortiguación . Finalmente, el usuario...
Puede trazar la solución del dominio de frecuencia y la solución del dominio del tiempo para el movimiento de su elección.
Utilizando los botones correspondientes de la sección Evaluación de Respuesta Lineal . Para más detalles sobre
En esta etapa, consulte el Ejemplo 6 del tutorial.
La formulación de amortiguamiento viscoso se utiliza para modelar el amortiguamiento de pequeñas deformaciones. El amortiguamiento viscoso
La formulación da como resultado una amortiguación dependiente de la frecuencia y puede introducir un efecto artificial significativo.
amortiguación. Por lo tanto, es importante seleccionar una formulación de amortiguación viscosa adecuada y
coeficientes correspondientes para reducir la amortiguación numérica (Hashash y Park, 2002; Park y
Hashash, 2004). Existen tres tipos de formulaciones de amortiguamiento de Rayleigh en DEEPSOIL, como se enumeran
A continuación. Sin embargo, se recomienda que la formulación de amortiguación independiente de la frecuencia sea
seleccionado para la mayoría de los análisis.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 48 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Cuando esté listo para continuar, haga clic en Siguiente.
Figura 3­12. Menú de herramientas desplegable.
Figura 3­13. Definición de amortiguamiento viscoso/de pequeña deformación.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 49 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
3.4.1 Formulación de amortiguamiento independiente de la frecuencia
Este procedimiento resuelve los valores propios y los vectores propios de la matriz de amortiguamiento y no requiere
especificación de modos o frecuencias. Esta formulación elimina muchas de las limitaciones de
La amortiguación de Rayleigh no aumenta considerablemente el tiempo de análisis requerido en la mayoría de las situaciones.
La explicación completa de la formulación de amortiguación se presenta en Phillips y Hashash, 2009.
3.4.2 Tipos de formulación de amortiguamiento de Rayleigh
•
Formulación simplificada de amortiguamiento de Rayleigh (1 modo/frecuencia)
Utiliza un modo/frecuencia para definir la amortiguación viscosa.
•
Formulación completa de amortiguación de Rayleigh (2 modos/frecuencias)
Utiliza dos modos/frecuencias para definir la amortiguación viscosa.
•
Formulación de amortiguación de Rayleigh extendida (4 modos)
Utiliza cuatro modos/frecuencias para definir la amortiguación viscosa.
En Park y col. se presenta una explicación completa de la formulación extendida de amortiguamiento de Rayleigh.
Hachís, 2004.
3.4.2.1 Selección de modos/frecuencias
Hay dos opciones disponibles para seleccionar modos. La primera opción es elegir los modos naturales.
(p. ej., 1.er y 2.º modo). La segunda opción es elegir las frecuencias para la amortiguación de Rayleigh.
directamente. La curva de amortiguamiento de Rayleigh resultante se puede visualizar presionando Mostrar Rayleigh
La amortiguación y la curva se mostrarán en la ventana inferior derecha. Tenga en cuenta nuevamente que la viscosidad
La amortiguación depende de la frecuencia. El objetivo del análisis en el dominio del tiempo es lograr la amortiguación viscosa.
lo más constante posible en frecuencias significativas.
3.4.2.2 Verificación de los modos/frecuencias seleccionados
La solución del dominio del tiempo utiliza la formulación de amortiguamiento de Rayleigh dependiente de la frecuencia, mientras que
Se sabe que el amortiguamiento viscoso real de los suelos es bastante independiente de la frecuencia. La frecuencia
La solución de dominio utiliza amortiguamiento viscoso independiente de la frecuencia. La idoneidad de la solución elegida...
Por lo tanto, los modos/frecuencias deben verificarse con la solución del dominio de frecuencia lineal.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 50 de 184
1 de noviembre de 2024
Machine Translated by Google
Presione el gráfico del dominio de frecuencia lineal. Los resultados de la solución del dominio de frecuencia lineal (Frecuencia
Los gráficos de relación vs. frecuencia y espectro de respuesta se mostrarán como curvas azules. El objetivo es elegir
los modos/frecuencias apropiados que se comparan bien con la solución del dominio de frecuencia lineal.
Introduzca los modos/frecuencias deseados. A continuación, pulse el botón "Verificar con Lin. Dominio del Tiempo".
Los resultados (en la misma ventana que la solución del dominio de frecuencia) se mostrarán como curvas rosas.
Elija los modos/frecuencias que concuerden bien con la solución del dominio de frecuencia lineal. Esto es
un procedimiento iterativo y los modos/frecuencias óptimos deben elegirse mediante ensayo y error.
3.4.2.3 Actualización de la matriz de amortiguamiento
Esta opción solo es aplicable para soluciones no lineales. Durante la excitación, la rigidez del suelo y la
Las frecuencias correspondientes a los modos naturales del perfil cambian en cada paso de tiempo. Los naturales
Los modos seleccionados se recalculan en cada paso de tiempo para incorporar el cambio en la rigidez y la
Se recalcula la matriz de amortiguamiento.
Esta función se habilita haciendo clic en la opción Actualizar matriz en Actualización de matriz de amortiguación
selección. Tenga en cuenta que el uso de esta función puede aumentar significativamente el tiempo necesario para completar una
análisis.
3.5 Paso 5 de 5: Definición del control de análisis
En esta etapa de análisis, el usuario puede especificar opciones que se utilizarán tanto para el dominio de frecuencia como para el dominio de la frecuencia.
o análisis del dominio del tiempo, así como definir la configuración de salida (Figura 3­14).
Figura 3­14. Definición de control de análisis.
Manual de usuario de DEEPSOIL V 7.1
Página 51 de 184
1 de noviembre de 2024