PROSPECCIONES GEOFISICAS MASW Y H/V Actividad 1.4 Junio...

PROSPECCIONES GEOFISICAS MASW Y H/V Actividad 1.4 Junio 2015

Esta publicación ha sido producida con el apoyo de la Unión Europea. El contenido de esta publicación es la responsabilidad de François Bretaudeau (BRGM), Myriam Belvaux (BRGM) y Julio Bautista (SGN) y no reflejan necesariamente las opiniones de la Unión Europea.

Prospecciones geofísicas MASW y H/V

“Estudio de la amenaza sísmica y vulnerabilidad física del Gran Santo Domingo”

Actividad 1.4

BRGM/RC-64625-FR Junio 2015

Prospecciones geofísicas MASW y H/V

“Estudio de la amenaza sísmica y vulnerabilidad física del Gran Santo Domingo”

Actividad 1.4

BRGM/RC-64625-FR Junio 2015

F. Bretaudeau (BRGM), M. Belvaux (BRGM), J. Bautista (SGN)

Vérificateur :

Nom : Jaime Abad

Date : 08/07/2015

Approbateur :

Nom : Olivier Bouc

Date : 10/07/2015

En l’absence de signature, l’original signé est disponible aux Archives du BRGM.

Le système de management de la qualité et de l’environnement est certifié par AFNOR selon les normes ISO 9001 et ISO 14001.

I

M 003 - AVRIL 05

Palabras clave: geofísica, MASW, H/V, microzonificación, Santo Domingo, República Dominicana.

En bibliografía, este informe será citado de la siguiente manera:

Bretaudeau F., Belvaux M., Bautista J. (2015) – Prospecciones geofísicas MASW y H/V. “Estudio de la amenaza sísmica y vulnerabilidad física del Gran Santo Domingo” - Actividad 1.4. BRGM/RC-64625-FR, 63 p., 72 fig., 2 tablas. © BRGM, 2015, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l’autorisation expresse du BRGM.

Prospecciones geofísicas MASW y H/V – Amenaza sísmica Gran Santo Domingo

BRGM/RC-64625-FR (Actividad 1.4) 5

Resumen

Este informe intermedio entra dentro del marco del Proyecto “Estudio de la amenaza sísmica y vulnerabilidad física del Gran Santo Domingo” y más concretamente de la Actividad 1.4: “Generación de estudio de microzonificación sísmica y efectos de sitio a partir de las áreas de intervención definidas en 8 municipios”

Este informe presenta específicamente los resultados de la campaña geofísica MASW realizada en el Gran Santo Domingo en octubre y noviembre 2014. El método sísmico MASW permite una estimación de perfiles de velocidades de las ondas de cizallamiento Vs de las primeras decenas de metros del subsuelo. En total 57 bases de medidas sísmicas MASW fueron realizadas por el BRGM con el apoyo del SGN, en su mayoría a proximidad de un sondeo con análisis geotécnico. Una primera comparación con los resultados de sondeos disponibles en marzo 2015 confirmó la coherencia de los resultados geofísicos.

Adicionalmente, entre enero y mayo 2015 se realizan 430 registros de vibraciones ambientales distribuidos en 209 sitios para obtener cocientes espectrales H/V. La campaña fue conducida por el SGN con la supervisión del BRGM. Los valores obtenidos pueden servir como indicador de la frecuencia predominante del sitio en cada punto de medición. Algunos resultados preliminares muestran curvas H/V variables con una indicación de la ausencia o presencia de efectos de sitio litológicos y de las frecuencias de resonancia observadas. El tipo de respuesta y su distribución geográfica se utilizarán para evaluar la coherencia con la geología y la geotecnia, con el fin de distinguir microzonas homogéneas en cuanto a su comportamiento frente a condiciones sísmicas regionales.



Índice

1. Introducción ....................................................................................................................... 11

2. Método MASW .................................................................................................................... 13

2.1. METODOLOGÍA ........................................................................................................... 13

2.2. RESULTADOS .............................................................................................................. 18

2.2.1. San Cristóbal ....................................................................................................... 21

2.2.2. San Gregorio de Nigua ........................................................................................ 25

2.2.3. Bajos de Haina .................................................................................................... 26

2.2.4. Santo Domingo Oeste .......................................................................................... 28

2.2.5. Santo Domingo Oeste – Los Alcarrizos ................................................................ 31

2.2.6. Distrito Nacional ................................................................................................... 33

2.2.7. Santo Domingo Norte .......................................................................................... 42

2.2.8. Santo Domingo Este ............................................................................................ 47

3. Método H/V ......................................................................................................................... 55

3.1. METODOLOGÍA ........................................................................................................... 55

3.2. RESULTADOS .............................................................................................................. 56

3.2.1. Tratamiento de registros ...................................................................................... 58

3.2.2. Ejemplos de curvas H/V ....................................................................................... 58

4. Conclusiones ..................................................................................................................... 61

5. Bibliografía ......................................................................................................................... 63


8 BRGM/RC-64625-FR (Actividad 1.4)

Lista de Figuras

Figura 1 : Central de adquisición sísmica................................................................................................... 13

Figura 2 : Línea de geófonos ...................................................................................................................... 13

Figura 3 : Fuente sísmica a una extremidad de la línea de geófonos ....................................................... 13

Figura 4 : Sismogramas grabados en el sitio 13 – DN-04 .......................................................................... 14

Figura 5 : Sismogramas grabados en el sitio 10 – SC-05 .......................................................................... 14

Figura 6 : Diagrama de dispersión obtenido en el sitio 13 – DN-04 ........................................................... 15

Figura 7: Diagrama de dispersión obtenido en el sitio 10 – SC-05 ............................................................ 15

Figura 8 : Curvas de dispersión medida (puntos negros) con barras de incertidumbre, y curva calculada en el medio invertido (rojo). Sitio 13 – DN-04 ............................................................................................ 17

Figura 9 : Curvas de dispersión medida (puntos negros) con bara de incertidumbre, y curva calculada en el medio invertido (rojo). Sito 10 – SC-05. Aqui se representan las curvas de los 3 primeros modos. ..... 17

Figura 10 : Perfil de velocidad Vs invertido. Sitio 13 – DN-04................................................................... 17

Figura 11 : Perfil de velocidad Vs invertido. Sitio 10 – SC-05 ................................................................... 17

Figura 12 : Localización de las medidas geofísicas MASW realizadas en la zona de estudio. El fondo del plano es la carta geológica a escala 1/50.000. .......................................................................................... 20

Figura 13 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 24 – SC-01 ........................................... 21






Figura 22 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 17 – SGN-01 ........................................ 25

Figura 23 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 18 – SGN-02 ........................................ 25

Figura 19 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 16 – BH-01 ........................................... 26



Figura 24 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 1 – SDO-01 .......................................... 28

Figura 25 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 19 – SDO-02 ........................................ 29

Figura 26 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 0 – SDO-03 .......................................... 29



Figura 29 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 49 – LA-01 ............................................ 31



Figura 32 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 62 – DN-01 ........................................... 33

Figura 33 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 28 – DN-02 ........................................... 34



Figura 34 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 36 – DN-03 ............................................ 34










Figura 44 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 8 – DN-13 .............................................. 39






Figura 50 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 42 – SDN-01 ......................................... 43







Figura 57 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 39 .......................................................... 46

Figura 58 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 48 – SDE-01 ......................................... 47

Figura 59 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 7 – SDE-02 ........................................... 48










Figura 69 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 43 .......................................................... 53

Figura 70: Equipo sismológico de medición Tromino 3G. ........................................................................... 55

Figura 71: Localización de las medidas geofísicas H/V realizadas en la zona de estudio. El fondo del plano es la carta geológica a escala 1/50.000. ........................................................................................... 57



Figura 72: Ejemplos de curvas H/V obtenidas. (a) ausencia de pico de resonancia ; (b) resonancia a baja frecuencia 0.4 Hz y posiblamente otra amplificacion menos marcada ; (c) resonancia a baja frecuencia 0.5 Hz y posiblamente otra amplificacion debil ; (d) resonancia muy bien marcada (3 Hz) - formacion de dolina en el barrio Julieta Morales DN. ....................................................................................................... 59

Lista de tablas

Tabla 1 : Localización de las medidas MASW en el Gran Santo Domingo. .............................................. 19

Tabla 2 : Distribución de las medidas H/V según municipio. ..................................................................... 56



1. Introducción

Este informe intermedio entra dentro del marco del Proyecto “Estudio de la amenaza sísmica y vulnerabilidad física del Gran Santo Domingo” y más concretamente de la Actividad 1.4: “Generación de estudio de microzonificación sísmica y efectos de sitio a partir de las áreas de intervención definidas en 8 municipios”.

Este informe presenta específicamente los dos tipos de investigación geofísica desarrollados en el estudio:

- una campaña geofísica MASW realizada en octubre y noviembre 2014 (capitulo 2). El método sísmico MASW permite una estimación de perfiles de velocidades de las ondas de cizallamiento VS de las primeras decenas de metros del subsuelo.

- una campaña geofísica H/V realizada entre enero y mayo 2015 (capítulo 3). El método H/V o método Nakamura permite identificar los emplazamientos de efectos de sitio litológicos y evaluar la(s) frecuencia(s) de resonancia del sitio.

Las ubicaciones de las medidas sísmicas MASW y H/V coinciden mientras sea posible a los sondeos con análisis geotécnicos realizados durante el Proyecto (entre septiembre 2014 y febrero 2015).

Para cada método, la primera parte del capítulo describe la metodología utilizada para la adquisición de los datos sísmicos y el procesamiento de esos datos. La segunda parte, en el caso del MASW, presenta para cada punto de los municipios estudiados los resultados en términos de perfiles de velocidad Vs con las curvas de dispersión asociadas. Por lo que concierne al H/V, la segunda parte presenta primeras interpretaciones de cocientes espectrales; el tratamiento global de todos los registros será parte del análisis futuro de los efectos de sitio litológicos en el Gran Santo Domingo.



2. Método MASW

2.1. METODOLOGÍA

Los métodos basados en la dispersión de ondas de superficie para la determinación de las velocidades de ondas de cizallamiento representan una alternativa interesante en relación a los métodos de perforación frecuentemente usados en geotécnica. El método de análisis espectral de ondas de superficie (MASW) ha sido usado en Santo Domingo con la finalidad de determinar el perfil vertical de velocidad de ondas de cizallamiento VS.

PUESTO EN PRÁCTICA

El material utilizado para efectuar las medidas sísmicas de ondas de superficie está compuesto de:

una central de adquisición sísmica de varios canales – Figura 1

un juego de geófonos – Figura 2

una fuente de impulsos – Figura 3

Figura 1 : Central de adquisición sísmica

:

Figura 2 : Línea de geófonos

Figura 3 : Fuente sísmica a una extremidad de la línea de geófonos



Se ha usado para este estudio una central de adquisición Geode (Geometrics) de 24 canales con 24 geófonos de frecuencia propia 10 Hz. La fuente sísmica utilizada fue el impacto de una masa de 8 kg acelerada contra una tabla de plástico puesta en el suelo. Por una parte, una pequeña distancia entre geófonos permite una mejor calidad de las señales. Por otra parte, la precisión del cálculo de la velocidad depende de la distancia máxima entre la fuente y el último geófono. Además, un dispositivo de adquisición más grande permite investigar a mayor profundidad. Sin embargo, la distancia máxima utilizable se ve limitada por el espacio disponible en cada sitio así como por la fuerte atenuación de las ondas sísmicas en el subsuelo que no permite obtener datos utilizables a larga distancia. En consecuencia, la elección del espaciamiento de los geófonos es un compromiso entre la resolución espacial, la incertidumbre de la velocidad de fase, la configuración del sitio, el ruido sísmico ambiental y la respuesta local del subsuelo. En este estudio, la distancia entre geófonos se fijó en 2 m. En cada base MASW fueron realizados tiros en el centro y de cada lado del dispositivo. En cada posición se realizaron varios tiros con el objeto de sumar los datos y disminuir el nivel de ruido ambiente. La distancia fuente-geófono máxima fue de 51 m. En varios sitios se presentó la oportunidad de doblar el dispositivo y utilizar 48 trazas, es decir, una distancia fuente-geófono máxima más grande, y así mejorar la estimación de las velocidades de fase.

En las Figuras 4 y 5 están presentados dos ejemplos de datos gravados en dos puntos diferentes con la fuente posicionada a 5 m de la traza 1:

Sitio 13 – sondeo DN-04 : Dolina (Santo Domingo Distrito Nacional)

Sitio 10 – sondeo SC-05 : Coluviones y formación San Cristóbal (San Cristóbal)

:

Figura 4 : Sismogramas grabados en el sitio 13 – DN-04

Figura 5 : Sismogramas grabados en el sitio 10 – SC-05



DISPERSIÓN DE ONDAS DE SUPERFICIE

Las ondas de superficie se propagan paralelamente a la superficie del terreno y son las más energéticas. En el caso de un medio cuyas propiedades elásticas varían con la profundidad, la velocidad de las ondas de superficie varía con la longitud de onda y en consecuencia con la frecuencia. Ese efecto es denominado dispersión. Según la frecuencia en cuestión, las ondas de superficie contienen entonces información sobre los medios cruzados entre la superficie y la profundidad máxima de penetración de los distintos métodos. Al analizar la dispersión de estas ondas, es posible obtener información sobre los valores de parámetros físicos a distintas profundidades. Los diagramas de dispersión para los puntos de tiro presentados en las figuras 4 y 5 se presentan en la figuras 6 y 7. El máximo de energía (en blanco) a cada frecuencia en el diagrama de dispersión proporciona las curvas de dispersión. En la figura 6 se ve el modo fundamental. En la figura 7 se ven el modo fundamental y también varios modos superiores. La curva de dispersión, así como sus barras de errores, se extraen a continuación del diagrama para ser invertidas.

Figura 6 : Diagrama de dispersión obtenido en el sitio 13 – DN-04

Figura 7: Diagrama de dispersión obtenido en el sitio 10 – SC-05



INVERSIÓN DE CURVAS DE DISPERSIÓN

La inversión de las curvas de dispersión tiene por objeto encontrar el perfil vertical de velocidad de las ondas S. Las curvas de dispersión reales, comparadas con las curvas de dispersión sintéticas calculadas a partir de un modelo a priori, conducen a residuos de velocidad de fase. El modelo inicial está compuesto de capas de terreno definidas por cuatro tipos de parámetros: la potencia de cada capa, su densidad y su velocidad de las ondas P y S. Las velocidades de las ondas S y los grosores de las capas pueden ser obtenidos por inversión de curvas de dispersión. Las velocidades de las ondas P pueden ser determinadas por análisis de las ondas refractadas y la densidad puede estimarse a partir de los datos geológicos disponibles en la zona de estudio. Sin embargo, como la velocidad Vp tiene poca influencia en la dispersión de la onda de Rayleigh, las curvas de dispersión dependen esencialmente de las velocidades de las ondas S y de la potencia. Por lo tanto, una estimación aproximada de las velocidades de las ondas P o de la densidad tendrá una influencia mínima sobre la curva de dispersión. En nuestro estudio, los parámetros del modelo inicial se calculan automáticamente a partir de los valores de la velocidad de fase. Bajo la hipótesis de un medio elástico y de un coeficiente de Poisson de 0.38, se utilizaron las relaciones siguientes:

VS = Vph*1.1 (1)

VP = 2.4 *Vs (2)

= 2.5 – 0.0002*(4000 – VP). (3)

La estimación de la profundidad de penetración de las ondas de superficie se basa en una relación empírica encontrada en la literatura especializada (Park et al., 1999; Xia et al., 2003):

Z= 0.53 Vph / f, (4)

donde f es la frecuencia de las ondas de superficie.

La información establecida por las ondas de superficie no permite invertir simultáneamente durante una misma iteración las velocidades y potencias de capa. Varias estrategias son posibles. En este estudio las potencias de capas se escogen empíricamente a partir de las curvas de dispersión, y solo se invierten las velocidades.

Se utiliza un método opuesto linearizado para obtener las velocidades de las ondas S. Durante las iteraciones, las velocidades de cada capa se invierten sucesivamente de tal modo que ajusten una curva sintética de dispersión a los datos reales. Los resultados obtenidos muestran un buen acuerdo entre los datos y los valores calculados (figuras 8 y 9).

Los modelos de velocidad asociados a estas curvas de dispersión se presentan en las figuras 10 y 11.

En general, sólo el modo fundamental se puede extraer sin ambigüedades de los datos. En algunos sitios la identificación de modos superiores es más fácil (ejemplo del sitio 10 – sondeo SC-05 figuras 7 y 9). La inversión de varios modos es posible y permite obtener más precisión especialmente en la resolución de las capas superficiales. La estrategia utilizada en este estudio consiste en hacer la inversión de modo fundamental, y luego introducir los modos superiores en la inversión, utilizando el primer resultado como modelo a priori.



Figura 8 : Curvas de dispersión medida (puntos negros) con barras de incertidumbre, y curva

calculada en el medio invertido (rojo). Sitio 13 – DN-04

Figura 9 : Curvas de dispersión medida (puntos negros) con barra de incertidumbre, y curva

calculada en el medio invertido (rojo). Sito 10 – SC-05. Aquí se representan las curvas de los 3

primeros modos.

Figura 10 : Perfil de velocidad Vs invertido. Sitio 13 – DN-04

Figura 11 : Perfil de velocidad Vs invertido. Sitio 10 – SC-05



2.2. RESULTADOS

En octubre-noviembre 2014, se realizaron en total medidas MASW en 57 puntos diferentes del Gran Santo Domingo. Las localizaciones de las medidas geofísicas realizadas se pueden ver en la Figura 12 conjuntamente con los sondeos geotécnicos. La Tabla 1 lista los puntos GPS (coordenadas en proyección WGS84, UTM19N) de las bases MASW.

Indice X

WGS84 (UTM 19N)

Y WGS84

(UTM 19N) Municipio

Proximidad con sondeo

0 393903 2041841 SDO SDO-03

1 394692 2039765 SDO SDO-01

2 413307 2042463 SDE SDE-06

3 413941 2046302 SDE SDE-09

4 407014 2047819 SDE SDE-11

5 408444 2043407 SDE SDE-04

6 410452 2044826 SDE SDE-03

7 410621 2048130 SDE SDE-02

8 406560 2042217 DN DN-13

9 407630 2041943 SDE SDE-05

10 382926 2034635 SC SC-05

11 413330 2048016 SDE SDE-10

13 399715 2043485 DN DN-04

14 398574 2042478 DN DN-07

15 397827 2041034 DN DN-11

16 389960 2035350 BH BH-01

17 388851 2032617 SGN SGN-01

18 388370 2032721 SGN SGN-02

19 394724 2041200 SDO SDO-02

20 390935 2037928 BH BH-02

21 383627 2036186 SC SC-04

22 383036 2037900 SC SC-02

23 381398 2036872 SC SC-06

24 382210 2035932 SC SC-01

25 402167 2049060 SDN SDN-03

26 404957 2051845 SDN SDN-07

27 408761 2050843 SDN SDN-08

28 404671 2047104 SDN SDN-02

31 392599 2047877 LA LA-02

32 395178 2044926 SDO SDO-05

34 406052 2043726 DN -

35 403351 2041769 DN DN-14

36 403896 2045563 DN DN-03

37 402120 2042692 DN DN-15

38 404256 2048782 SDN -

39 404509 2050176 SDN -



40 400591 2051173 SDN SDN-04

41 401987 2050238 SDN SDN-05

42 408412 2048127 SDN SDN-01

43 408366 2048520 SDN -

44 415098 2043011 SDE SDE-07

45 415043 2044224 SDE SDE-08

46 406949 2044788 DN DN-18

48 406753 2046943 SDE SDE-01

49 393345 2049068 LA LA-01

50 389794 2047547 LA LA-03

51 396284 2048789 DN DN-17

52 397970 2047269 DN -

53 400510 2038710 DN DN-08

54 398863 2038170 DN DN-09

55 384241 2037642 SC SC-03

56 393585 2042462 SDO SDO-04

57 396478 2038678 DN -

58 393151 2038146 BH BH-03

60 399571 2042336 DN DN-10

61 399900 2044123 DN -

62 404275 2042923 DN DN-01

Tabla 1 : Localización de las medidas MASW en el Gran Santo Domingo.

En las páginas siguientes, presentamos los resultados de inversión (curvas de dispersión y perfil de velocidad VS) de cada sito, por municipio : 1) San Cristóbal, 2) San Gregorio de Nigua, 3) Bajos de Haina, 4) Santo Domingo Oeste, 5) Los Alcarrizos, 6) Distrito Nacional de Santo Domingo, 7) Santo Domingo Norte, y 8) Santo Domingo Este.

En la mayoría de los sitios se ha hecho la base MASW y también el sondeo geotécnico en la misma zona. Los indicios de base MASW (0 a 62) y el código del sondeo geotécnico asociado se resumen en los tableros asociados a cada zona de la ciudad. Algunas bases MASW no tienen sondeo asociado, o tienen un sondeo un poco alejado. Esa información está presentada igualmente en los comentarios de las tablas.



Figura 12 : Localización de las medidas geofísicas MASW realizadas en la zona de estudio. El fondo del plano es la carta geológica a escala 1/50.000.

DISTRITO NACIONAL SANTO DOMINGO ESTE

SANTO DOMINGO NORTE

BAJOS DE HAINA

LOS ALCARRIZOS

SANTO DOMINGO OESTE

SAN GREGORIO DE NIGUA

SAN CRISTOBAL



2.2.1. San Cristóbal

San Cristóbal

Ind MASW

CODIGO sondeo

Litología Descripción del sitio Comentarios

24 SC-01 Fm San Cristóbal Politécnico LOYOLA - cerca del play

22 SC-02 Llanuras Madre Vieja Norte (rio)

55 SC-03 Llanuras Madre Vieja Norte (C/ Sánchez)

21 SC-04 Llanuras Madre Vieja Sur (borde del play)

10 SC-05 Fm San Cristóbal / coluvión Sainagua, Madre Vieja Sur, cementerio municipal

23 SC-06 Fm Yanigua I Detrás Fortaleza Vieja

Figura 13 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 24 – SC-01



2.2.2. San Gregorio de Nigua

San Gregorio de Nigua

Ind MASW

CÓDIGO sondeo


17 SGN-01 Fm Isabela inf Play multideporte / hospital

18 SGN-02 Llanuras terreno grande borde del río Dispositivo de 48 trazas

Figura 19 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 17 – SGN-01

Figura 20 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 18 – SGN-02



2.2.3. Bajos de Haina

Bajos de Haina

Ind MASW

CÓDIGO sondeo


16 BH-01 Fm Los Haitises Zona Industrial de Haina

20 BH-02 Fm Yanigua II Piedra Blanca - Autopista Sánchez

58 BH-03 Llanuras Quita Sueño (Haina) Dispositivo de 48 trazas

33 xxx

Puerto de Haina Puerto de Haina - no acceso posible

Figura 21 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 16 – BH-01




2.2.4. Santo Domingo Oeste

Santo Domingo Oeste

Ind MASW

CÓDIGO sondeo


1 SDO-01 Fondo de valle Autopista 6 de Noviembre (cerca peaje)

19 SDO-02 Terrazas Engombe

0 SDO-03 Fm Yanigua I Camino Hermanas Mirabal

56 SDO-04 Llanuras / Yanigua I Play La Riviera, Rio Haina

32 SDO-05 Fm Yanigua I Alameda - Parque “Tierra Llana”

30 SDO-06 Fm Los Haitises Av. Luperón - Aeropuerto Herrera Aeropuerto Herrera - no MASW

Figura 24 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 1 – SDO-01



2.2.5. Santo Domingo Oeste – Los Alcarrizos

Santo Domingo Oeste - Los Alcarrizos

Ind MASW

CÓDIGO sondeo


49 LA-01 Fm Yanigua I Aut. Duarte

31 LA-02 Fm Yanigua I Prox. Aut. Duarte - zona nueva (play en construcción) Dispositivo de 48 trazas

50 LA-03 Fm Yanigua I Prox. Zona Franca Dispositivo de 48 trazas

Figura 29 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 49 – LA-01



2.2.6. Distrito Nacional

Santo Domingo - Distrito Nacional

Ind MASW

CÓDIGO sondeo


62 DN-01 Fm Isabela sup Edif. Juan Pablo Duarte (EL HUACAL)

28 DN-02 Llanuras Parque - zona industrial - calle Isabela Dispositivo de 48 trazas

36 DN-03 Fm Los Haitises Zona Mercado Moderno - C/ Mejía con 19

13 DN-04 Dolina play cerca 'Pricesmart'

57 DN-05 Fm Isabela sup Parque Mirador Sur

61 DN-06 Fm Los Haitises UNPHU Kennedy / Churchill MASW entre DN-06 y DN-02

Dispositivo de 48 trazas

14 DN-07 Dolina C/ Núñez de Cáceres (IBI)

53 DN-08 Fm Isabela inf C/ Núñez de Cáceres - parqueo Feria Ganadera

54 DN-09 Fm Isabela inf Av. 30 de Mayo, Después METALDOM

60 DN-10 Dolina Av. G.M. Ricart con Dr. F.A. Defilló (INCE)

15 DN-11 Dolina Parque Los Restauradores

34 DN-12 Fm Los Haitises Parque Enriquillo

8 DN-13 Fm Isabela inf / playa Parque Montesino

35 DN-14 Fm Isabela inf UASD

37 DN-15 Fm Los Haitises C/ R.A. Sánchez, Frente embajada Italia

52 DN-16 Fm Yanigua I Prox. Av. Rep. De Colombia, zona embajada USA MASW lejos de la perforación

51 DN-17 Fm Yanigua I Palma Real, Los Girasoles, Detrás del cementerio

46 DN-18 Llanuras Parqueo Cancha La Ciénaga - borde Ozama

47 DN-19 Llanuras

CANCELADO

Figura 32 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 62 – DN-01




2.2.7. Santo Domingo Norte

Santo Domingo Norte

Ind MASW

CÓDIGO sondeo


42 SDN-01 Llanuras Parque Restauradores / rio Ozama Dispositivo de 48 trazas

29 SDN-02 llanuras La Isabela, Zona Parque Industrial Cancelado - cerca al 28-DN02

25 SDN-03 Llanuras Rio - Parque Mirador Norte

40 SDN-04 Fm Yanigua I Los Guaricanos - cerca tanque

41 SDN-05 Fm Yanigua I Los Guaricanos, Sector Los Viajes

38 SDN-06 Fm Yanigua I Calle bajo de la parada de metro

26 SDN-07 Fm Yanigua I Villa Mella, C/ Maria Trinidad Sánchez

27 SDN-08 Fm Yanigua I Sabana Perdida / Av. Audenauer - parque cerca play

39 - Fm Yanigua I Metro G. Gilbert No perforación - entre SDN-07 y SDN-

06



Figura 50 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 42 – SDN-01





Figura 57 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 39



2.2.8. Santo Domingo Este

Santo Domingo Este

Ind MASW

CÓDIGO sondeo


48 SDE-01 Llanuras Play a 10 m del río - barrio

7 SDE-02 Fm Yanigua I Parque Los Pinos "El Cachón"

6 SDE-03 Fm Los Haitises Calle Club de Leones / c.20

5 SDE-04 Fm Isabela sup Faro a Colón Dispositivo de 48 trazas

9 SDE-05 Fm Isabela inf La Marina, Av. España Dispositivo de 48 trazas

2 SDE-06 Fm Isabela inf Calle 3ra

44 SDE-07 Fm Isabela sup Calle Las Damas

45 SDE-08 Fm Los Haitises Residencial Regina, C/ Mirador del Este

3 SDE-09 Fm Los Haitises Play de Baseball, Mendoza

11 SDE-10 Fondo endorreico / Yanigua I Av. del progreso - Zona Franca - frente iglesia

4 SDE-11 Fm Yanigua I Calle José María Cabral Dispositivo de 48 trazas

43 - Fondo endorreico / Yanigua I C/ Francisco Alberto Caamaño No perforación

Figura 58 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 48 – SDE-01



Figura 69 : Curvas de dispersión y perfil de velocidad Vs – Sitio 43



3. Método H/V

3.1. METODOLOGÍA

Numerosas técnicas teóricas, numéricas o instrumentales han sido desarrolladas para estimar los efectos de sitio litológicos (p.e. Borcherdt, 1970). Las técnicas experimentales recurren generalmente a un lugar de referencia, es decir, un lugar rocoso que no amplíe el movimiento sísmico. No obstante, un sitio rocoso puede no estar presente en todas las zonas estudiadas, lo que puede generar errores en las estimaciones de los efectos de sitio. Es por esta razón que las técnicas más recientes no requieren un lugar de referencia (Lermo y Chávez-García, 1993). Una de estas técnicas consiste en partir del registro del ruido ambiental de fondo para calcular el registro espectral entre las dos componentes horizontales y la componente vertical: se trata del método denominado generalmente método H/V o método Nakamura (Nakamura, 1989). Para la adquisición de registros de vibración ambiental se requieren equipos triaxiales que presenten curvas de respuesta plana en velocidad. En este estudio se emplearon equipos Micromed Tromino 3G de origen italiano (Figura 70).

Figura 70: Equipo sismológico de medición Tromino 3G.

Los principios físicos aplicados por este método no están actualmente bien delimitados. Sin embargo, numerosas experiencias han comparado este método con los métodos clásicos y han mostrado su capacidad de evaluar la frecuencia propia del sitio así como, en conjunción con los otros datos, los efectos de sitio propiamente dichos (Lachet y Bard, 1994; Field y Jacob, 1995). La explicación más comúnmente admitida es la siguiente: Se parte de un modelo muy simple constituido de una capa blanda (a menudo sedimentaria) cubriendo un semi-espacio homogéneo. El ruido de fondo es generado por las fuentes próximas como el tráfico urbano y compuesto de ondas de superficie. Solamente los componentes horizontales son amplificados por las reflexiones en las interfases de las capas subyacentes, mientras que la componente vertical de ruido de fondo contiene el registro de las fuentes del ruido. Se supone también que la base de la capa sedimentaria no es afectada por las ondas de superficie.

Por tanto, para obtener una pseudo-función de transferencia con ayuda del ruido de fondo eliminando la influencia de la fuente, se divide el espectro de la componente horizontal por el



espectro de la componente vertical (de ahí el nombre H/V). Este cociente da con una buena precisión la frecuencia de resonancia fundamental de sitio (o frecuencia propia).

En definitiva, la realización de una campaña de medidas puntuales H/V permite, una primera aproximación, determinando en cada punto de medida la frecuencia propia del suelo.

Cuando la geometría del lugar puede asimilarse a un medio monodimensional se puede relacionar el grosor de una capa sedimentaria blanda (teniendo un fuerte contraste de impedancia con el substrato rocoso) con su frecuencia de resonancia fundamental f0 mediante la expresión:

04 f

VH s

con H : potencia media de la capa movible,

sV : velocidad media de propagación de ondas S sin la capa movible,

0f : frecuencia de resonancia fundamental de la capa movible.

3.2. RESULTADOS

La campaña de mediciones de ruido ambiental fue realizada por el Servicio Geológico Nacional (SGN) con la supervisión del BRGM. El equipo Tromino del SGN fue utilizado durante toda la campaña, que duró desde el final de enero hasta el final de mayo 2015, con el préstamo del equipo Tromino BRGM durante un mes.

Se realizaron mediciones de microvibraciones de 20 minutos cada una, a una tasa de muestreo de 128 Hz, en los ocho municipios del Gran Santo Domingo y San Cristóbal. Para la toma de datos en terreno, los equipos fueron orientados según el norte magnético y la ubicación de cada punto fue controlada por un GPS. Los puntos de medición se ubicaron en las inmediaciones de los sondeos geotécnicos y dos mediciones fueron sistemáticamente realizadas en cada sitio para garantizar la coherencia del resultado.

Se han realizado 209 puntos de medidas H/V en la zona de estudio. En la Tabla 2 se aprecia un resumen con la totalidad de señales en cada sector. Sus emplazamientos aparecen en la Figura 71 conjuntamente con los sondeos geotécnicos y las medidas MASW.

Municipio Número

San Cristóbal 14

San Gregorio de Nigua 4

Bajos de Haina 14

Santo Domingo Oeste 21

Los Alcarrizos 4

Distrito Nacional 85

Santo Domingo Norte 36

Santo Domingo Este 31

Total 209

Tabla 2 : Distribución de las medidas H/V según municipio.



Figura 71: Localización de las medidas geofísicas H/V realizadas en la zona de estudio. El fondo del plano es la carta geológica a escala 1/50.000.

DISTRITO NACIONAL SANTO DOMINGO ESTE

SANTO DOMINGO NORTE

BAJOS DE HAINA

LOS ALCARRIZOS

SANTO DOMINGO OESTE

SAN GREGORIO DE NIGUA

SAN CRISTOBAL



3.2.1. Tratamiento de registros

Para el análisis de los registros y la obtención de las frecuencias H/V se utilizó preferentemente el programa GeoPsy, software de código abierto para la investigación y aplicación geofísica. Nacido durante el proyecto europeo SESAME, ha proporcionado las herramientas para el procesamiento de vibraciones ambientales con caracterización de sitio. En la página web [http://www.geopsy.org/], se encuentra una sección con toda la documentación necesaria, para apoyar a los usuarios del software. A modo de comparación, se utilizó también el programa Grilla, nativo de Micromed Tromino, para el análisis de los registros y la obtención de los valores (test con diferentes valores de parámetros de cálculo).

Durante el análisis GeoPsy se calcula la razón espectral para la dirección NS y EO y el promedio geométrico de ambos. El proceso incluye: segmentación del registro completo en ventanas de 120 segundos, aplicación de ventana y suavizamiento del espectro de Fourier. Posteriormente se busca y se anota de forma automática la frecuencia para el máximo valor de H/V en una ventana de 0.1 a 20 Hz (esto quiere decir que no se consideran en la selección valores de frecuencia menores que 0.1 Hz o mayores que 20 Hz).

3.2.2. Ejemplos de curvas H/V

Las pocas curvas H/V ya tratadas muestran categorías distintas (Figura 72):

- Curvas con picos de resonancia muy bien marcados, que parece corresponder a frecuencias entre 3 y 6 Hz, en zonas de fondos de dolina del Distrito Nacional;

- Curvas de cocientes H/V de baja amplitud, con picos poco marcados a frecuencias entre 0.3 y 0.6 Hz;

- Curvas planas sin pico significativo (excepto una posible amplificación a frecuencias menores que 0.6 Hz) en la zona costera (Fm La Isabela).



(a) (b)

(c) (d)

Figura 72: Ejemplos de curvas H/V obtenidas. (a) ausencia de pico de resonancia ; (b) resonancia a baja frecuencia 0.4 Hz y posiblamente otra amplificacion menos marcada ; (c) resonancia a baja frecuencia 0.5 Hz y posiblamente otra amplificacion debil ; (d) resonancia muy bien marcada (3 Hz) - formacion de

dolina en el barrio Julieta Morales DN.



4. Conclusiones

El objetivo de este estudio es la evaluación de la amenaza sísmica local del Gran Santo Domingo. Con este fin, el BRGM, con el apoyo del SGN, ha realizado una campaña de medidas geofisicas, adoptando los medios determinados por las guías metodológicas existentes (Bard et al., 1995; DRM, 2004; Mihalic et al., 2011; MEOS, 2011) en la realización de microzonificación sísmica.

Las distribuciones por municipio de las varias prospecciones conducidas durante las fases de adquisición de datos aparecen listadas a continuación:

Municipio Sondeos

geotécnicos Perfiles MASW

Curvas H/V

San Cristóbal 6 6 14

San Gregorio de Nigua 2 2 4

Bajos de Haina 3 3 14

Santo Domingo Oeste 6 5 21

Los Alcarrizos 3 3 4

Distrito Nacional 22 18 85

Santo Domingo Norte 9 8 36

Santo Domingo Este 12 12 31

Total 63 57 209

Este informe resume los resultados obtenidos al final de la prospección geofísica MASW y presenta los perfiles de velocidad VS obtenidos en 57 sitios diferentes en las áreas de San Cristóbal, San Gregorio de Nigua, Bajos de Haina, Santo Domingo Oeste, Santo Domingo Este, Santo Domingo Norte, Los Alcarrizos y el Distrito Nacional. Una primera comparación con los resultados de sondeos geotécnicos disponibles en marzo 2015 confirmó la coherencia de los resultados geofísicos.

En cuanto al método H/V, algunos resultados preliminares muestran curvas H/V variables con una indicación de la ausencia o presencia de efectos de sitio litológicos (de menor a mayor grado) y de las frecuencias de resonancia observadas. El tipo de respuesta y su distribución geográfica se interpretarán durante la fase de análisis de les effectos de sitio litológicos para evaluar la coherencia con la geología y la geotecnia, con el fin de distinguir microzonas homogéneas respecto a su comportamiento frente a las condiciones sísmicas regionales.



5. Bibliografía

Bard P.Y., Czitrom C., Durville J.L., Godefroy P., Meneroud J.P., Mouroux P., Pecker A. (1995) - Guidelines for Seismic Microzonation Studies Published by Delegation of Major Risks of the French Ministry of the Environment-Direction for Prevention, Pollution and Risks, 50p.

Borcherdt R.D. (1970) - Effects of local geology on ground motion near San Francisco Bay, Bull. Seism. Soc. Am., 60, 29-61.

DRM (2004) - Seismic microzonation for municipalities, Manual, World Institute for Disaster Risk Management: 140 pp, http://www.koeri.boun.edu.tr/depremmuh/eski/MERM%20Manual.pdf.

Field E.H. and K.H. Jacob (1995) - A comparison and test of various site-response estimation techniques, including that are not reference-site dependent, Bull. Seism. Soc. Am., 85, 1127-1143.

Hermann R.B. (1996) - Computer program in seismology: an evolving tool for instruction and research, Seismological Research Letter 84(6): pp 1081-1088.

Lachet C. and Bard P.Y. (1994) - Numerical and theoretical investigations on the possibilities and limitations of Nakamura’s technique, J. Phys. Earth, 42, 377-397.

Lermo J. and F.J. Chávez-García (1993) - Site effect evaluation using spectral ratios with only one station, Bull. Seism. Soc. Am., 83, 1574-1594.

MEOS (2011) - Seismic Microzonation Manual, Geoscience Division, Ministry of Earth Science, India: 233 p., http://www.moes.gov.in/writereaddata/files/seismic_mcrozonation_manual.pdf.

Mihalic S., Ostric M., Krkac M. (2011) – Seismic microzonation: A review of principles and practice, Geofizica, 28, 5-20.

Nakamura Y. (1989) - A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface, QR of RTR1, 30, 1, 25-32.

Park C.B., Miller R.D., Xia J. (1999) - Multichannel analysis of surface waves, Geophysics 64(3), 800-808.

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Stockwell J. W., Cohen J. K. (2003) - The CWP/SU: Seismic Unix Release 37: a free package for seismic research and processing. Center for Wave Phenomena, Colorado School of Mines.

Xia J., Miller R.D., Park C.B., Tian G. (2003) - Inversion of high frequency surface waves with fundamental and higher modes, Journal of Applied Geophysics 52(1): pp 45-57.

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http://www.moes.gov.in/writereaddata/files/seismic_mcrozonation_manual.pdf

Centre scientifique et technique Direction Risques et Prévention

3, avenue Claude-Guillemin BP 36009 – 45060 Orléans Cedex 2 – France – Tél. : 02 38 64 34 34

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