Modelo de velocidades de la Cuenca de Santiago y estimación de su respuesta sísmica

Abstract

La alta tasa de ocurrencia de terremotos en Chile ha evidenciado zonas de alta amplificación sísmica dentro de la Cuenca de Santiago producto de las propiedades de los suelos superficiales y la geología local, enfatizando la necesidad de estudiar los efectos de las variaciones espaciales de velocidad de onda de corte en la repuesta sísmica de los suelos. Esta tesis elabora un modelo tridimensional de velocidades de onda de corte para la Cuenca de Santiago, utilizando mediciones de ruido sísmico ambiental, y a partir de este se elabora un modelo de diferencias finitas, para el cual se simula su repuesta sísmica considerando dos pulsos sísmicos polarizados en las orientaciones norte-sur y este-oeste. Esta investigación realiza campañas de exploración geofísica en las principales unidades de suelo de la Cuenca, con énfasis en el sector Noroeste, y a través de las metodologías de correlación cruzada de ruido sísmico, el método RayDec y razones espectrales H/V (HVSR), se obtienen perfiles de velocidad de onda de corte para cada punto medición, que permiten estimar el contacto suelo-roca en profundidad. Con la forma y frecuencias de las HVSR, se genera un mapa de zonas, el cual permite identificar las principales singularidades de los suelos de la Cuenca. Con los perfiles de velocidad de onda de corte de cada zona, se definen perfiles representativos, mediante los cuales se establece un basamento rocoso compatible con las frecuencias predominantes de los suelos y volúmenes de suelos asociados a cada uno con distintas velocidades de onda de corte. Utilizando un pulso de Dirac filtrado y polarizado en las orientaciones norte-sur y este-oeste como solicitación sísmica del modelo de velocidades, se simulan dos escenarios sísmicos con el código FDsim3D. La repuesta sísmica del modelo muestra que las Gravas de Santiago presentan una menor amplificación sísmica, producto de sus altos valores de velocidad de onda de corte y bajos contrastes de velocidad en profundidad, al contrario de los suelos Finos del Noroeste, los cuales son susceptibles a presentar mayores amplificación producto de la profundidad del basamento y de las variaciones laterales de velocidad de onda de corte. De forma parcial se pudo comprobar que el modelo predice valores relativos de intensidad en los suelos Finos del Noroeste similares a los obtenidos en eventos símicos reales registrados.