Resistencia a licuación de las arenas calcáreas de Cabo Rojo

Abstract

A large extension of the coastal beach deposits of Puerto Rico are comprised of calcareous sands. These sands are unique in terms of particle characteristics including mineralogy, shape, intraporosity, among others. The high seismicity of the island of Puerto Rico, coupled with its coastal environment, makes liquefaction an important design consideration for structures founded on these sands. This research entailed a detailed experimental program to study the liquefaction resistance of calcareous sands from southwestern Puerto Rico (Cabo Rojo). This investigation involved sand characterization, steady state line evaluation, and 31 undrained cyclic triaxial tests on isotropically consolidated reconstituted samples of calcareous sands, tested at three different densities and confining stresses. For comparison purposes, this study also involved eight tests on Ottawa # 20-30 silica sand. The results of this study have shown that the Cabo Rojo calcareous sands have a higher liquefaction resistance than the Ottawa silica sand tested under similar initial conditions. The research also revealed important differences in pore pressures generation and axial strain development.

Una gran extensión de los depósitos de playa de Puerto Rico está conformada por arenas calcáreas. Las partículas de estas arenas tienen características especiales en cuanto a su mineralogía, forma, porosidad interna, entre otras. La alta sismicidad de la isla de Puerto Rico, junto con su ambiente costero, hace que el análisis de licuación sea un parámetro fundamental en el diseño de estructuras civiles cimentadas sobre estas arenas. Esta investigación contiene un programa experimental detallado, con el fin de determinar la resistencia a licuación de arenas calcáreas del suroeste de Puerto Rico (Cabo Rojo). Este estudio involucró la caracterización de las arenas, evaluación de la línea de estado crítico, y 31 ensayos triaxiales cíclicos sin drenar sobre muestras de arenas calcáreas reconstituidas consolidadas isotrópicamente, ensayadas a 3 diferentes densidades y esfuerzos de confinamiento. Con fines de comparación, en este estudió también se hicieron ocho pruebas sobre la arena silícea Ottawa #20-30. Los resultados de este estudio mostraron que las arenas calcáreas de Cabo Rojo tienen una mayor resistencia a la licuación que las arenas de Ottawa, cuando fueron probadas bajo condiciones iniciales similares. Los resultados también revelaron diferencias importantes en cuanto a la generación de presiones de poros y desarrollo de la deformación axial.