Determinación de la Rigidez Dinámica de Fundaciones Superficiales Usando un Modelo Modal de Propagación de Ondas

El ajuste de la flexibilidad dinamica exacta de un semi-espacio homogeneo a traves de tecnicas de analisis modal experimental ha permitido la definicion de matrices de rigidez que pueden ensamblarse directamente con las matrices de estratos ubicados por encima del semi-espacio para formar matrices globales de rigidez de perfiles estratificados de suelo. Las matrices de los estratos que se utilizan se derivan de la formulacion de capas delgadas, cuya version original precisamente carece de capacidad para representar el comportamiento dinamico del semi-espacio que se ubica como ultimo estrato del perfil de suelos. La resolucion de un problema generalizado de autovalores del perfil completo permite expresar su respuesta dinamica a traves de una combinacion de modos de propagacion de ondas con importantes ventajas numericas respecto a la utilizacion directa de las matrices exactas. Este trabajo presenta como aplicacion del modelo modal propuesto la determinacion de la rigidez dinamica de discos infinitamente rigidos apoyados sobre la superficie de un semi-espacio homogeneo. La evaluacion de la rigidez dinamica de discos sobre perfiles estratificados de suelo requiere un reajuste de los parametros modales obtenidos del problema de autovalores que aun se encuentra en etapa de estudio. Las curvas de flexibilidad del semi-espacio homogeneo obtenidas por inversion de la rigidez dinamica se comparan con las presentadas en la bibliografia, y las obtenidas con el programa comercial SASSI cuya ejecucion involucra un tiempo de calculo considerable. Esto se debe a que este programa usa las matrices de rigidez exactas de los estratos y el semi-espacio, y la transformacion de la respuesta del dominio numero de onda al dominio espacial se realiza a traves de la aplicacion explicita de la Transformada de Hankel. Las versiones numericas requeridas para esta transformacion poseen un alto costo computacional y pueden arrastrar imprecisiones numericas que surgen por la integracion del producto de funciones cilindricas. El hecho de que la tecnica propuesta en este trabajo se base en la descomposicion modal de la respuesta permite que la transformacion de la contribucion de cada modo entre ambos dominios se realice analiticamente en forma exacta.