Seismic parameter evaluation of gravel and sand samples subjected to stress using general purpose piezocrystals

Abstract

Se presenta el desarrollo e implementación de técnicas geofísicas altamente resolutivas basadas en Ia transmisión de ondas elásticas en gravas y arenas secas mediante el empleo de instrumental de bajo costo desarrollado para este estudio. Las técnicas fueron aplicadas en muestras de arenas y gravas a escala de laboratorio con diferentes grados de compactación. La adquisición de datos se efectuó utilizando piezocristales de muy bajo costo como emisores y receptores de señales, y otros dispositivos sencillos tales como microprocesadores TL084 como amplificadores analógicos. Como sismógrafo y convertidor A-D de las señales se empleó un osciloscopio Tektronix TDS 210 con capacidad de almacenamiento de datos en PC. Las muestras fueron sometidas a varios estados de esfuerzo con el propósito de simular profundidades crecientes. Se observó una correlación marcada entre las velocidades de propagación VP y los espectros de frecuencia con los esfuerzos efectivos aplicados que reflejaron el carácter inherentemente no-lineal de los contactos entre partículas, tal como lo describe el modelo hertziano. Durante el ciclo de descarga, los valores de VP fueron mayores que los correspondientes al ciclo inicial de carga, debido a Ia reubicación (y compactación) de los granos durante el mismo. Por consiguiente, es posible conocer el estado de compactación de las partículas en una muestra dada estudiando la propagación de ondas sísmicas, las cuales se calculan antes y después de Ia carga.

Keywords

• piezocristales
• esfuerzos efectivos
• ondas sísmicas
• palanca
• pulser
• osciloscopio