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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