La Tesi s'emmarca en els estudis de risc sísmic que es duen a terme en Servei Geològic de Catalunya, la contribució d'aquest treball a aquests estudis ha consistit en la determinació precisa del moviment sísmic que es pot esperar en un emplaçament determinat, a partir de diferents mètodes de simulació numèrica y comparant els resultats amb dades reals. L'aplicació de tècniques de simulació numèrica permet analitzar les característiques del moviment sísmic del sòl i ajudar a la comprensió de les seves relacions amb els fenòmens de generació i propagació de les ones sísmiques. En aquesta Tesi es descriu breument la base teòrica de diferents mètodes de modelització del moviment del sòl, uns basats en conceptes que provenen del camp de la sismologia, no utilitzats fins ara al nostre país y altres, més utilitzats, que són propis del camp de la Dinàmica de sols. Es dedica especial atenció a la amplificació de les ones deguda a les característiques geològiques i geomètriques locals. La implementació d'un conjunt de programes basats en aquests mètodes ha permès aplicar-los a diferents casos concrets y comparar els resultats obtinguts amb dades reals. La aplicació de mètodes diversos al mateix problema concret ens ha permès tenir una visió més completa dels processos associats al moviment sísmic, visió que és enriquidora tant per el camp de la sismologia com de l'enginyeria sísmica.Els mètodes presentats s'han aplicat als següents casos concrets:- Modelització del moviment del sòl degut al sisme del 15/12/1991 de Ml=4.2, amb epicentre al sud de Barcelona, a les estacions de Poblet (3 components) i Vandellós (1 component) situades a una distància de 100 km de l'epicentre. S'estudia la influència del medi de propagació i dels paràmetres focals, obtenint-se un model d'estructura i uns paràmetres focals semblants als determinats a partir del mètode habitual basat en les primeres arribades de la fase P.- Modelització del moviment del sòl en diferents emplaçaments de la Vall d'Ashigara (Japó) a partir de dos sismes- fort i feble- considerant efectes de font puntual, del medi de propagació i de la geologia i topografia locals. Aquest estudi és el resultat de la nostra participació, junt amb el LGIT de Grenoble, en un exercici internacional de cal·libració de mètodes d'estimació d'efectes locals. La posterior comparació de les prediccions realitzades amb registres reals ha permès calibrar els mètodes i definir el seu rang de validesa.- Estudi de la influència de diferents paràmetres en la resposta el sòl i la seva dependència amb el nivell sísmic d'entrada (no linealitat) a partir dels registres obtinguts a la xarxa d'accelerògrafs SMART-1 de Taiwan. Paral·lelament a la observació s'apliquen diferents mètodes de modelització per verificar si les respostes del sòl observades poden ser predir-se. / This Thesis is produced in the framework of the seismic risk studies developed by the Geological Survey of Catalonia, the contribution of this work has been the seismic ground motion characterisation thought the application of different numerical simulation methods and comparing the synthetic results with real data. With the application of different numerical simulation techniques we can analyse the seismic soil response and to know their relations with the seismic wave generation and propagation.In this work, the theory of different 1D and 2D ground motion modelling methods are described, ones of them are seismological methods, used in this Thesis as a first time in our country, and the others are engineering methods, more usually used in our country. Special attention is done to the wave amplification in relation with the local geological and geometrical characteristics. A set of programs based on this methods have been implemented and they have been applied to several cases and the synthetic results compared with the real ones. The application of several methods to the same problem gives us to have a complete definition of the processes involved in the soil seismic motion, and is useful as much for the field of the Seismology like from the Seismic Engineering.The numerical methods have been applied to the following cases:- Ground motion numerical simulation for one Ml=4.2 earthquake, with epicentre in South Barcelona (15/12/1991), in Poblet station (3 components) and Vandellós (1 component), both at 100 km of distance form the epicentre. The influence of focal parameters and propagation have been studied and a good structural model and focal parameters obtained, similars to the obtained with classical methods.- Modelling of ground motion in different soil sites in Ashigara-Valley (Japan), considering two earthquakes (strong and moderate) a point source and a realistic structural and topographical model of the local sites. This study is the result of our participation, with the LGIT (Grenoble), in one international experiment for the calibration of numerical site effects estimation. The later comparison between predictions and real records in soil sites it allows the methods calibration and their validation.- Experimental study of the soil response and their dependency with the input ground motion in rock (possible non linear behaviour), in the Smart-1 accelerometer array in Taiwan. The empirical study is completed with a numerical one to verify if the observed behaviour can be predicted.

El riesgo sísmico es un concepto que considera la posibilidad de que se produzcan pérdidas de vidas humanas y pérdidas económicas debidas a la acción de un terremoto. Tiene dos componentes principales: la peligrosidad sísmica y la vulnerabilidad sísmica. Para evaluar la peligrosidad sísmica en un punto del territorio se deben considerar conjuntamente la peligrosidad regional y la peligrosidad local. El cálculo de la peligrosidad regional se basa en la estimación del movimiento del suelo producido por el mayor terremoto representativo de la sismicidad de una región o por la contribución de toda la sismicidad regional. La peligrosidad local considera los efectos de suelo, los efectos topográficos, o los efectos inducidos por los sismos como son los deslizamientos o la licuefacción. En la mayor parte de los terremotos destructivos recientes (Michocán en 1985, Loma Prieta en 1989, Kobe en 1995, Turquía en 1999) se ha observado la importancia de los efectos sísmicos locales, como por ejemplo la amplificación del movimiento del suelo debida a efectos de sitio, en la distribución de los daños.El principal objetivo de esta tesis doctoral es exponer y aplicar distintas técnicas y metodologías, tanto experimentales como de simulación numérica, para la evaluación de la peligrosidad sísmica a escala local, adaptadas a distintos grados o niveles de exigencia y para ámbitos con distintas densidades de población. A lo largo de este trabajo se han comprobado las ventajas e inconvenientes de la aplicación de estos métodos en ámbitos rurales y urbanos.En este trabajo se ha realizado un estudio de microzonación sísmica en dos zonas urbanas: la cubeta de Andorra la Vella y la ciudad de Málaga, y en una zona rural: el valle de la Cerdanya. Partiendo de los cálculos de la amplificación del movimiento del suelo en la cubeta de Andorra la Vella, el valle de la Cerdanya y la ciudad de Málaga se propone una metodología avanzada para el cálculo de la amplificación del movimiento del suelo debida a efectos locales, en términos de la intensidad macrosísmica y en términos de la aceleración espectral. Finalmente, se propone un conjunto de metodologías que respondan a distintos requerimientos o exigencias para la obtención de la microzonación o evaluación de la peligrosidad sísmica a escala local.Por otro lado, se ha aplicado el método de Newmark de cálculo de estabilidad de laderas para obtener la peligrosidad de desprendimientos activados por vibraciones del terreno producidas por voladuras. Los resultados obtenidos en este estudio se han aplicado como criterios de prevención durante la excavación de un túnel en el macizo rocoso del Roc del Dui, en el municipio de Queralbs situado en el Pirineo Oriental catalán. / This project is divided in two sections. The first one deals with seismic microzonation for urban and rural areas and the second one evaluates the slope stability under vibratory loads generated by blasting in a tunnel excavation.Seismic risk assessment considers the possibility of human and economic losses due to a seismic motion. This concept has two principal components: the seismic hazard and the seismic vulnerability. Regional and local seismic hazard must be considered to evaluate overall seismic hazard in a specific location. The regional seismic hazard can be calculated assuming a deterministic approach, the soil motion is produced by the largest representative earthquake of the region, or assuming a probabilistic approach that considers the contribution of the regional seismicity in the seismic motion. Local seismic hazard considers the soil effects, the topographic effects, or the induced effects due the seismic motion, as landslides or liquefaction. In most of the recent destructive earthquakes (e.g. Michocán 1985; Loma Prieta 1989; Kobe 1995; Turkey 1999) the high influence of seismic local effects, for example the soil motion amplification, has been observed in the damage distribution.One of the main goals of this doctoral dissertation (PhD) is to explain and to apply different experimental and numerical simulation methodologies for local seismic hazard evaluation, adapting different levels of priority for areas with different population densities. This work verifies advantages and disadvantages of the application of these methods in rural and urban areas.Seismic microzonation studies in urban zones has been performed in Andorra la Vella basin and in the city of Malaga. Microzonation for a rural area has been conducted in the Cerdanya valley. Based on the soil motion amplification calculations in the three pilot areas a more advanced methodology for amplification characterization due to local effects has been proposed, in terms of the macroseismic intensity and spectral acceleration. Finally, a set of seismic microzonation methodologies are proposed depending on different degrees of resolution, evaluation resources, and social requirements.The second main objective of this dissertation is to apply and to validate the Newmark's method for calculations of hillsides stability to obtain the susceptibility of rock falls activated by blasting vibrations. The results obtained have been applied as a criteria of prevention during the excavation at Roc del Dui tunnel rock mass, in the municipality of Queralbs located in the Oriental Catalan Pyrenees.