Ingeniero Civil / El presente trabajo de título busca determinar los efectos de sitio ocurridos en la ciudad de Valdivia producto del terremoto del 22 de mayo de 1960. Los principales objetivos son: 1) recolectar antecedentes históricos de los daños ocurridos en el terremoto, 2) caracterizar geomorfológica y geotécnicamente la ciudad de Valdivia con antecedentes bibliográficos, y 3) estudiar la aplicabilidad del método de las razones espectrales H/V con registros de vibraciones ambientales para reconocer las zonas más dañadas durante el terremoto. El trabajo contempla la elaboración de un mapa geológico y de perfiles transversales dentro de la ciudad, asociándoles un modelo de velocidad de ondas de corte. Además, se elaboró un mapa de daños de la ciudad, relacionados a las diferentes estructuras existentes en esa época, y las causas principales de sus daños. Finalmente, se elaboró un mapa de los periodos obtenidos con la metodología H/V según su lugar de medición. Según lo anterior, los daños ocurridos durante el terremoto están concentrados, principalmente, en las zonas de relleno artificial, siendo los asentamientos excesivos de las fundaciones la principal causa de destrucción de las estructuras presentes. Además, gran parte de los daños menores estuvieron asociados a deficiencias en la estructuración o construcción de las viviendas, tales como materiales defectuosos, fundaciones en mal estado, o la combinación de albañilería no confinada con madera, entre otras cosas. Con respecto a los resultados obtenidos con el método de razones espectrales H/V, existe una variación en los periodos predominantes del suelo, obteniéndose periodos cercanos a 0,7 segundos en sectores donde la roca se encuentra a menor profundidad, y periodos de hasta 1,5 segundos en sectores donde la roca está más profunda. A pesar de esto, no es claro una relación directa entre el daño y los sectores de mayor periodo. Tampoco es evidente si ocurrió efecto de sitio en la zona, ya que, por la poca variedad de estructuras en Valdivia durante el sismo, no se pudo conocer el comportamiento de estructuras de mayores periodos. Se verifica que las estructuras pequeñas de madera y los edificios de hasta siete pisos de hormigón, como el edificio Prales, respondieron bien a las solicitaciones sísmicas.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Este trabajo de título tiene por objetivo estudiar el comportamiento sísmico de perfiles de suelos de espesores menores a 30 metros y perfiles que poseen una inclusión de alta o baja velocidad de onda de corte. Para ello, se analizaron 19 estaciones sismológicas de la red japonesa KiK-net, de las cuales 4 poseen una inclusión de alta o baja velocidad, 11 tienen espesores menores a 30 metros y 4 cumplen con ambas características. Además, se consideró dentro del estudio la estación de Llolleo, estudiada por Sáez et al. (2018). Estas estaciones se caracterizan por tener un perfil de velocidades conocido a partir de ensayos downhole y por tener un acelerómetro en superficie y otro más profundo que en basamento rocoso. En cada una de estas estaciones, se obtuvieron razones espectrales a partir de registros sísmicos, calculadas como la razón entre las componentes horizontales en superficie y las horizontales en la base (HS/HB) y razones espectrales entre las componentes horizontales y la vertical en superficie (HS/VS). Estas razones espectrales fueron comparadas con la función de transferencia teórica obtenida mediante la teoría unidimensional de propagación de ondas de corte SH, concluyendo que las frecuencias predominantes obtenidas a partir de HS/HB y HS/VS difieren de la obtenida teóricamente. Al evaluar el coeficiente de correlación r de Pearson, se concluye que las diferencias en forma entre la función de transferencia teórica y las razones espectrales son mayores en los depósitos que poseen una inclusión de velocidad. Por otro lado, las frecuencias predominantes obtenidas con las razones espectrales HS/HB y HS/VS coinciden en 13 de las 19 estaciones analizadas, a pesar de que el sensor en la base no se encuentra exactamente en la interfaz entre el suelo y la roca. En los depósitos donde se presentan similitudes entre las razones espectrales HB/VB y HS/VS, se encontró un patrón que consiste en tener un estrato de suelo rígido, seguido de uno flexible el cual coincide con la profundidad que requiere tener el depósito para que la frecuencia predominante coincida con la teórica y bajo este un estrato de suelo más rígido, siendo más común este patrón en los perfiles de suelo con inclusión de alta velocidad. Por otro lado, se evaluó la clasificación sísmica que utiliza la norma NCh433 y se comparó con la propuesta por Idini et al. (2016), observándose que depósitos de suelo que tienen la misma clasificación según la norma NCh433, presentan clasificaciones distintas según la propuesta de Idini et al. (2016).

Para estimar la respuesta sísmica de la Cuenca de Santiago se empleó el método de las razones espectrales en superficie H/V, o método de Nakamura, que utiliza el cociente de los espectros de movimientos horizontales y verticales de vibraciones ambientales medidos en superficie. Dentro de la cuenca, se realizaron más de 250 medidas de 15 minutos de duración en diferentes sitios, y se elaboró una clasificación de los depósitos de suelos basada en las frecuencias fundamentales y en las características de las razones espectrales obtenidas. De acuerdo a estos resultados se identificaron cuatro tipos de razones espectrales cuya distribución depende principalmente de las propiedades geotécnicas de los depósitos de suelos y la profundidad del basamento rocoso. En el caso de sectores compuestos por sedimentos rígidos como gravas, el método presenta limitaciones y no fue posible identificar frecuencias fundamentales. Asimismo, teniendo en cuenta que la respuesta en la superficie de un depósito de suelos depende de la fuente y de la trayectoria de propagación de las ondas sísmicas, se analizaron más de 100 registros de aceleraciones, correspondientes a 43 sismos de magnitud superior a 4.5, de tipo interplaca, intraplaca y superficiales. Estos sismos se midieron en siete estaciones sismológicas ubicadas sobre diferentes depósitos de suelos dentro de la Cuenca de Santiago y se analizaron mediante espectrogramas normalizados con el objetivo de determinar las frecuencias predominantes en los registros de aceleraciones. Los resultados indican que la mayoría de los sismos de tipo interplaca, después del peak de aceleraciones, inducen frecuencias predominantes similares a las frecuencias fundamentales obtenidas mediante el método de Nakamura, no así los sismos intraplaca de profundidad intermedia, que generan movimientos en frecuencias mayores. Se confirma que la respuesta sísmica observada en la cuenca de Santiago depende de las características de cada sitio, como las propiedades geotécnicas de los depósitos de suelos y la profundidad del basamento rocoso. Adicionalmente, a través de este estudio quedó de manifiesto que el tipo de sismo solicitante (interplaca, intraplaca o superficial) es un factor que también controla la respuesta de sitio.

Ingeniero Civil / El objetivo de este trabajo es estudiar los efectos de sitio en 35 estaciones sismológicas de la Región de Tarapacá, analizando registros del terremoto de Iquique 2014, otros eventos de menor magnitud y vibraciones ambientales. A partir de los resultados, se logra determinar la distribución de amplificaciones sísmicas en la región y mejorar el entendimiento del comportamiento de los suelos ante futuros eventos sísmicos. En este trabajo se calculan razones espectrales H/V de vibraciones ambientales medidas con sismógrafos de banda ancha, acelerógrafos y sismógrafos uniaxiales, que permiten obtener la frecuencia predominante del depósito de suelos. También, se calculan espectros de respuesta normalizados, razones espectrales H/V y espectros de respuesta normalizados con respecto a una estación de referencia a partir de registros de aceleración de eventos de magnitud superior a 5. Los resultados de este estudio confirman que una gran cantidad de estaciones se emplaza sobre suelos rígidos o afloramientos rocosos que se caracterizan por tener razones espectrales planas calculadas a partir de vibraciones ambientales y sismos. Las estaciones emplazadas sobre depósitos de suelos se encuentran principalmente en la ciudad de Iquique, sobre depósitos eólicos o marinos, y en la depresión intermedia, principalmente en las ciudades de Huara, Pozo Almonte y Pica, sobre secuencias sedimentarias. Estos depósitos de suelo tienen poca profundidad y un alto contraste de impedancia con el basamento rocoso. Las razones espectrales de vibraciones ambientales y sismos tienen frecuencias predominantes entre 1 y 8 Hz que coinciden con los peaks de los espectros de respuesta. Estos resultados concuerdan con mapas geológicos, perfiles de velocidad de onda de corte y microzonificaciones propuestas por otros estudios. En algunas de estas estaciones también se detecta una disminución de la frecuencia predominante durante el terremoto de Iquique 2014 que puede atribuirse a la degradación de rigidez de los suelos a grandes deformaciones. Finalmente, a partir de la comparación de resultados de acelerógrafos y sismógrafos de banda ancha, se desestima el uso de ruido de aceleración para el cálculo de razones espectrales H/V por la baja sensibilidad de los acelerógrafos ante vibraciones del suelo.