Piezocono sísmico (SCPTU)

La ventana Piezocono sísmico (SCPTU) (menú de la prueba, Piezocono sísmico (SCPTU)..., o Importar lecturas → Prueba sísmica SCPTU) reúne la parte sísmica de la prueba: tiempos de llegada de las ondas S (y P), interpretación, velocidades, Vs,eq y categoría de suelo según las NTC 2018 italianas. En la misma prueba quedan las lecturas del piezocono (qc, fs, u2), con las que se dibuja también el gráfico de síntesis CPTU.

Origen de los datos

• Registros de la centralita Pagani (Importar prueba Pagani (zip)...): el zip o la carpeta de la prueba, con una subcarpeta por profundidad que contiene los golpes GSL (izquierdo) y GSR (derecho) para las ondas S y, si existen, GSN (golpe vertical) para las ondas P. La centralita registra las trazas, no los tiempos: el programa filtra las señales, lee los tiempos de llegada y los muestra en los sismogramas para su control (ver Picking). Varios archivos de la misma dirección en una carpeta son varios golpes: se suman y se cuentan.
• Hoja de campo (Importar (Excel, Pagani)...): .xlsx, .xls o .csv con profundidades y tiempos de llegada ya leídos con otro programa. Se reconocen los encabezados, la distancia de la fuente (fila Offset), la distancia punta-geófono y las notas de adquisición.
• A mano o pegando desde Excel: columnas de entrada Prof. piezocono, Tiempo llegada S, Tiempo llegada P.

Las lecturas del piezocono (qc, fs, u2) se importan con Importar lecturas → Pagani TGAS (XML, Excel): además del XML del TGAS se lee la hoja Excel exportada por la centralita (fila Depth, Qc, Fs, U2, ..., profundidades en cm), incluido el nivel freático (Hydrostatic Line). Para tener CPTU y sísmica en la misma prueba, importe el archivo desde la ventana de lecturas de la prueba.

Parámetros

Parámetro	Significado
Distancia de la fuente al sondeo X	distancia horizontal entre la placa de golpeo y el varillaje. No está en los archivos Pagani: hay que escribirla.
Distancia punta - geófono	profundidad del geófono = profundidad de la punta − esta distancia. 0 para los archivos Pagani.
Peso específico medio	para G0 = ρ·Vs².
Sustrato	profundidad del sustrato (Vs ≥ 800 m/s) si está dentro de 30 m: H de Vs,eq.
Método de interpretación	Directo (sismoestratos) o Pseudo-intervalo.
Sismoestratos automáticos, límites	límites de los sismoestratos del método directo, encontrados por el programa o escritos a mano (ej. 7,2; 16,5).

Picking de los tiempos de llegada

En cada profundidad el golpe izquierdo (rojo, +) y el golpe derecho (azul, −) se superponen: al invertir el golpe se invierte la señal, por lo que las dos trazas están en oposición de fase y la primera llegada de la onda S está donde se separan. La marca negra es el tiempo de llegada elegido; la línea discontinua une las llegadas.

• Filtro pasa-banda 10-140 Hz de fase cero (ondas P: 20-400 Hz).
• Canal del geófono con la mayor coherencia entre profundidades contiguas (se puede cambiar).
• Primera llegada en la primera profundidad, luego tiempos por correlación de la forma de onda con la profundidad anterior; en naranja las llegadas poco coherentes.
• Clic izquierdo en una traza mueve la llegada (las profundidades siguientes se recalculan), clic derecho vuelve al automático, rueda zoom en los tiempos. Con Ondas: P se controlan igual las llegadas P.
• Golpe derecho guardado invertido por la centralita: algunas centralitas guardan el golpe derecho ya invertido. El programa lo reconoce por la correlación entre los dos golpes y muestra siempre el derecho con el signo físico; la elección se puede cambiar.
• Golpes por registro: si la centralita suma varios golpes en cada registro, indique su número. Sobre los sismogramas se leen los golpes por dirección y la relación señal/ruido (S/N) mínima; con menos de 3 golpes por dirección aparece un aviso.

Las trazas sumadas quedan guardadas en la prueba: con Revisar las llegadas... se vuelve a los sismogramas sin los archivos originales.

Métodos de interpretación

Profundidad del geófono z = profundidad de la punta − distancia punta/geófono, recorrido fuente-geófono L = √(z² + X²).

Método directo (sismoestratos)

Es el método para un solo receptor (el método diferencial vale con dos receptores). Cada tiempo se reduce a la vertical, tc = t·z/L, y en el diagrama tiempo corregido - profundidad (dromocrona) se identifican los sismoestratos de velocidad constante. En cada uno la recta de mínimos cuadrados tc = t0 + z/V da la velocidad del sismoestrato (Vs con ondas S, Vp con ondas P), con su R².

Con Sismoestratos automáticos los límites se encuentran dividiendo la dromocrona en tramos rectos de al menos 3 medidas; el número de tramos se elige con el criterio BIC, tomando como ruido mínimo la precisión del picking. Quitando la marca, los límites se escriben a mano.

Pseudo-intervalo

Como en las hojas de campo: velocidad del intervalo Vs = (L2 − L1)/(t2 − t1) entre medidas sucesivas, desde z = 0, L = 0, t = 0.

Resultados

• Vs,eq = H / Σ(hᵢ/Vsᵢ) (NTC 2018, §3.2.2), H = profundidad del sustrato si está dentro de 30 m, si no 30 m; categoría de suelo con la descripción de la tabla 3.2.II.
• G0 = ρ·Vs² y, con las ondas P, coeficiente de Poisson y E0 = 2·G0·(1 + ν).
• Pestañas Dromocronas, Perfil de velocidades, Sismogramas, Sismoestratos, Síntesis CPTU. Clic derecho en un gráfico: copiar o guardar la imagen.

Informe

El informe de la prueba contiene: gráfico de síntesis CPTU, parámetros y notas de adquisición, descripción del método, tabla de tiempos de llegada (medidos y corregidos, golpes por dirección, S/N), tabla de sismoestratos, Vs,eq y categoría, avisos, sismogramas apilados de las ondas S con los dos golpes en dos colores y los tiempos de llegada (y de las ondas P, si existen), dromocronas y perfil de velocidades.

Gráfico de síntesis CPTU

Para las pruebas con piezocono (lecturas u2) el programa dibuja la síntesis en una página: resistencia de punta corregida qt = qc + u2·(1 − a), relación de fricción Rf = fs/qt, presión intersticial u2 con la línea hidrostática u0, índice de comportamiento Isbt sobre las bandas de las clases y columna de las clases SBT (carta no normalizada de Robertson, 2010, 9 clases); con la prueba sísmica también el perfil de Vs con Vs,eq. La relación de áreas a es la del instrumento (0,80 si no está asignada).

Referencias

• Butcher A.P., Campanella R.G., Kaynia A.M., Massarsch K.R. (2005). Seismic cone downhole procedure to measure shear wave velocity - a guideline. ISSMGE TC10.
• ASTM D7400. Standard Test Methods for Downhole Seismic Testing.
• Robertson P.K. (2010). Soil behaviour type from the CPT: an update. 2nd International Symposium on Cone Penetration Testing.
• NTC 2018, §3.2.2 y tabla 3.2.II.

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