ENSAYOS DE REFRACCION SISMICAENSAYOS DE REFRACCION SISMICA

Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado Dr. Jorge E. Alva HurtadoDr. Jorge E. Alva Hurtado

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍÍAAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

SECCIÓN DE POST GRADO

INTRODUCCIONMETODO DE REFRACCION SISMICA SUPERFICIAL

EquiposProcedimiento de CampoInterpretación y Procesamiento de EnsayoMEDICION DE ONDAS P Y S EN POZOSProcedimiento del EnsayoAnálisis de la InformaciónAPLICACIONESCONCLUSIONES

EXPLORACIÓNGEOFÍSICA

GRAVIMÉTRICO

MAGNETOMÉTRICO

SISMOLÓGICO

ELÉCTRICO

GEOTÉRMICO

RADIOACTIVO

DIRECTA

REFLEJADA

V1

V2

i r

REFRACTADA

icic

REFLEXIÓN SÍSMICA

REFRACCIÓN SÍSMICA

PLANEACION

OPERACION YOBSERVACION

DE CAMPOPREPARACION

DELOS DATOS

ENSAYO DE REFRACCION SISMICA

INTERPRETACION DE

RESULTADOS

OPERACIÓN Y OBSERVACIÓN DE CAMPO

• DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE TENDIDO

• DETERMINACION DE LA GEOMETRÍA DE LOS PUNTOS DE IMPACTO

L

hL > 4h - 3h

1

shot shot shot shot shotshot

L/2 L/2 L/2 L/2

L

e : espaciamiento entre geófonos

shot

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Equipo de Registro

Esquema del Ensayo de Refracción Sísmica

Carga Explosiva

2,500 pie/seg

Trayectoria de losRayos Sísmicos

Sensores

5,400 pie/seg

9,100 pie/seg

Tiempos de Viajedel Primer Impulso

Tiem

po, m

seg

Distancia, pies

40

200

60

20

00 300 500100 400

Onda Hipotética Registrada por un Geófono en la Superficie de un Medio Elástico Homogéneo a Cierta Distancia de la Fuente

Onda R

Des

plaz

amie

nto Onda S

Tiempo

Onda P

Refracción de Trayectoria de los Rayos a Través de una Frontera entre Dos Medios Elásticos

α

Estrato 1

Velocidad = V1

Velocidad = V2

Estrato 2

Angulo Críticode Incidencia

r

α =

Fuente

90°

i

sen i sen Vosen r sen V1 =

Posiciones del Frente de Ondas en un Medio de Dos Estratos a tiempos t1, t2,...

DisparoFrente de

Ondast1t2

t3t4

t5t6t7t8

Xc

Caso Simple de Dos Estratos con Límites Planos y Paralelos y Carga Tiempo -Distancia Correspondiente

D 1 =X C

22V 1V-

V2V + 1

DISTANCIA

TIEM

PO

TIEMPO DEINTERSECCION,

DISTANCIA CRITICA, X C

v1

1

2v1

Ti

DISPARO

E

F G

H

D 1α

SIN = αv 1

2v(

1v

2v

t

X

Curva Tiempo - Distancia Para Estrato Superficial con Velocidad Menor que la del Aire.

TIEM

POT1

DISTANCIA

V2

1

1V1

1

Vaire = 1100 pie/seg

V1 = 600 pie/seg.

V2 = 5000 pie/seg.

SP

Vaire

Puntos Altos y Bajos Sobre Superficie de Roca

Superficie del Terreno

Tt

ROCA

Tt

Cambio en la Inclinación de la Superficie Refractaria

v2

1

v1

v2

v2a

v1

11

1

TtTt

Superficie del Terreno

ROCA

V1

V2

Canal en el Subsuelo

V2 +

1

Tt

Superficiede Terreno

ROCA

V1

V2

Tt

V2 (real)

V2 (real)

V2 (real)

V1 (real)V2 (real)

V1 (real)

V2 -

1

11

1

1

1

1

Falla en el Sub-Suelo

V1 < V3 < V2

Superficie de Terreno

V1

V2 V3

TtTt

V21

1

1

1

1

1

V2

V3

V3

V1

V1

Esquema del Ensayo de Medición en Pozos Ondas P y S

CILINDRODE GAS

REGULADOR

AMPLIFICADOR

MONITOR

MONITORDE DATOS

CARGA

TABLA

ONDAS S

TRANSDUCTOR DE 3 COMPONENTES

TUBO DECAUCHO

ONDAS P

POZO

ESTACA

MARTILLO

Registros de Ondas P y S

Tiempo (Seg.)

(Ondas P)

0. 00 0. 02 0. 04 0. 06 0. 08 0. 10 0. 12

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

15

17

18

19

2020.320.8

Prof

undi

dad

(m)

Tiempo (Seg.)

0. 00 0. 04 0. 08 0. 12 0. 16 0. 20 0. 2 4

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

15

17

18

19

2020.320.8

Prof

undi

dad

(m)

(Ondas S)Registros de Ondas P y S

VALORES PROMEDIOS DE Vp SEGÚN LA NORMAASTM-D5777

Descripciónpie/s m/s

Velocidad Vp

Suelo intemperizado

Grava o arena seca

Arena saturada

Arcilla saturada

Agua

Agua de mar

Arenisca

Esquisto, arcilla esquistosa

Tiza

Caliza

Granito

Roca metamórfica

800 a 2000

1500 a 3000

4000 a 6000

3000 a 9000

4700 a 5500

4800 a 5000

6000 a 13000

9000 a 14000

6000 a 13000

7000 a 20000

15000 a 19000

10000 a 23000

240 a 610

460 a 915

1220 a 1830

910 a 2750

1430 a 1665

1460 a 1525

1830 a 3960

2750 a 4270

1830 a 3960

2134 a 6100

4575 a 5800

3050 a 7000

Estación Portátil de Prospección Sísmica Smart-Seis S24 de 24 Canales (GEOMETRICS)

Martillo de 25 Martillo de 25 lbslbs. Utilizado Generalmente en L. Utilizado Generalmente en Lííneas Pequeneas Pequeññasas

Martillo de 75 Martillo de 75 kgkg, Utilizado en L, Utilizado en Lííneas de neas de Longitudes Mayores a 100 m. Longitudes Mayores a 100 m.

PreparaciPreparacióón de Explosivo para Generar una Onda Sn de Explosivo para Generar una Onda Síísmicasmica

ColocaciColocacióón de Explosivo para la Generacin de Explosivo para la Generacióón de la Onda Sn de la Onda Síísmicasmica

Disparo Producido por ExplosivoDisparo Producido por Explosivo

Uso de Calicatas para Determinar MUso de Calicatas para Determinar Móódulos de Cortedulos de Corte

ColocaciColocacióón de n de GeGeóófonosfonos en la Pared de la Calicataen la Pared de la Calicata

LLEGADA DE LAS ONDAS S

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30Milisegundos

Prof

undi

dad

(m)

Vs = 300 m/s

Vs = 630 m/s

Vs = 655 m/s

Vp = 630 m/s

Vp = 1550 m/s

Vp = 1890 m/s

shot 0105

Estrato Velocidades Poisson Módulo DensidadN° Vp (m/s) Vs (m/s) σ E d (T/m2) Gd (T/m2) (T/m3)1 630 300 0.35 44744.1 16530.6 1.82 1550 630 0.40 238319.0 85050.0 2.13 1890 655 0.43 263252.9 91933.9 2.1

Tendido de LTendido de Lííneas en Presas de Relavesneas en Presas de Relaves

Tendido de LTendido de Lííneas en Presas de Relavesneas en Presas de Relaves

ColocaciColocacióón de n de GeGeóófonosfonos en Taludes de Relavesen Taludes de Relaves

Línea : 08 - 01 Shot : 0804

Arch : 0 8 0 4

Stack = 1

LCF (Hz) = 100

HCF (Hz) = 25

Sampling = 0.250 ms

Length = 384 ms

Delay time (msec) = 0

Shot point coordinate :

x = 92.50 y = 0.0 z = 0.0

REFRACCIÓN SÍSMICATUNEL SAN FRANCISCO

FIGURA 1

Línea : 02 - 01 Shot : 01

Arch : 0 2 0 1

Stack = 11

LCF (Hz) = 100

HCF (Hz) = 25

Sampling = 0.250 ms

Length = 384 ms

Delay time (msec) = 0

Shot point coordinate :

x = 65.00 y = 0.0 z = 0.0

REFRACCIÓN SÍSMICAPRESA DE RELAVES CASAPALCA

FIGURA 2