Análisis de Ondas Superficiales Utilizando Modelos para la Rigidez Dinámica del Semi-Espacio Compatibles con la Formulación de Capas Delgadas

Este trabajo presenta dos modelos de propagacion de ondas para el semi-espacio que se asume como el estrato mas profundo de un perfil de suelo. Estos modelos resultan compatibles con la formulacion de capas delgadas utilizada para el ajuste de perfiles mecanicos de suelos a traves de tecnicas de analisis espectral de ondas superficiales. La respuesta en la superficie del perfil de suelo se calcula habitualmente en el dominio numero de onda k convirtiendose luego al dominio espacial a traves de la transformada de Hankel. La version analitica de esta transformada no resulta aplicable en casos practicos, por lo que suele recurrirse a implementaciones numericas que arrastran imprecisiones e implican un alto costo computacional. La ventaja mas relevante de la formulacion de capas delgadas es que permite pasar la respuesta del perfil entre ambos dominios en forma analitica a traves de la descomposicion modal de esta respuesta en diferentes patrones de onda. Esto se consigue a traves de una expansion polinomica en el numero de onda k2 de las matrices exactas de rigidez dinamica de los estratos, lo que a su vez permite resolver un problema generalizado de autovalores para expresar la respuesta como una combinacion de modos de propagacion. Esta expansion en k2 aplicada a la matriz exacta de rigidez del semi-espacio no produce buenos resultados, por lo que suele representarse este semi-espacio como un conjunto de estratos con espesor creciente en profundidad. Sin embargo, este artificio solo produce resultados razonables para el modo fundamental de propagacion de los perfiles normalmente dispersivos (rigidez creciente en profundidad), mientras genera una serie de modos espureos y no reproduce la respuesta estatica. Los modelos propuestos para el semi-espacio se basan en el ajuste modal de las componentes de la flexibilidad dinamica del semi-espacio en el dominio numero de onda k utilizando tecnicas de analisis modal experimental. El modelo designado formulacion κ1 reproduce satisfactoriamente la respuesta estatica y la contribucion de modos superiores de propagacion incluso para perfiles inversamente dispersivos. El modelo designado formulacion κ2 permite el calculo de la respuesta en el dominio espacial en forma analitica resultando adecuado para implementarse en tecnicas de ajuste de perfiles de suelo basados en el analisis de multiples modos de propagacion utilizando multiples transductores.