Fundamentals of Soil Dynamics and Earthquake Engineering – Bharat Bhushan Prasad – 1st Edition

Este texto presenta esencialmente los fundamentos de la dinámica del suelo y la ingeniería sísmica para estudiantes, profesores jóvenes e ingenieros y consultores en ejercicio. El libro es el resultado de varios largos años dedicados al desarrollo del texto. La vinculación del autor en el campo de la docencia, la orientación de la investigación y la prestación de servicios de consultoría en ingeniería geotécnica durante este período, ha brindado la oportunidad de desarrollar el texto. El texto describe las características fundamentales de la dinámica de suelos y la ingeniería sísmica, una nueva disciplina de la ingeniería civil que también se conoce popularmente como ingeniería sísmica geotécnica. El texto es una síntesis de varias disciplinas como la geología, la geofísica y la sismología de ingeniería, la teoría clásica de vibraciones junto con el análisis de probabilidad y confiabilidad.

El tema es universal y multidimensional, multidisciplinario donde se mezclan principios físicos y geofísicos, teoremas matemáticos y buenas prácticas de ingeniería. Los terremotos se conocen desde hace siglos y este texto es otro paso en los esfuerzos humanos para construir diseños resistentes a los terremotos, que en última instancia minimizarán la pérdida de vidas y propiedades. Este libro de texto está destinado esencialmente a estudiantes universitarios de último año en ingeniería civil y arquitectura para un curso de Estudios de interacción suelo-estructura, y también cubre el curso de Dinámica del suelo e ingeniería sísmica para estudiantes de postgrado de ingeniería civil que se especializan en el área de Dinámica del suelo.

Este libro también pretende proporcionar información valiosa a los consultores geotécnicos profesionales que se dedican a la investigación, el análisis y el diseño sísmico de estructuras de contención de tierra. El texto se ampliará para cubrir los requisitos de los ingenieros de cimentaciones. Para los profesores también es una guía de referencia útil, para la preparación de sus conferencias y para el diseño de cursos cortos en ingeniería geotécnica sísmica. El objetivo final del autor es presentar los conceptos básicos de la dinámica del suelo y la ingeniería sísmica como un primer curso para los estudiantes que no tienen experiencia previa en teoría de vibraciones o dinámica de sistemas elásticos.

Con el fin de presentar las interacciones suelo-estructura de una manera sofisticada, ha surgido una nueva demanda de rigor en el análisis. Este texto se aborda a sí mismo adoptando un enfoque que es matemáticamente lo más riguroso posible, al mismo tiempo que intenta proporcionar un alto grado de comprensión física de los principios de la dinámica del suelo y su aplicación a la ingeniería sísmica. Como este tema se desarrolla muy rápido, se ha intentado excluir dichos análisis, conclusiones y recomendaciones, que no se verifican en la práctica o son de naturaleza dudosa. Solo se han incluido aquellas teorías que son universalmente aceptables y respaldadas por el código IS u otros códigos y prácticas relevantes a nivel internacional.

El Capítulo 1 introduce los parámetros básicos de la dinámica del suelo y la ingeniería sísmica. Este capítulo presenta una revisión histórica de los terremotos pasados y su efecto en las estructuras que conducen a la pérdida de vidas y propiedades. En resumen, este capítulo presenta los desafíos de las amenazas sísmicas en la India, así como en el contexto mundial. Los conceptos básicos y los fundamentos de la sismología se han presentado en el Capítulo 2 para permitir una descripción general del espectro completo de terremotos, su tamaño, intensidad y magnitud, así como el daño potencial.

Suponiendo que los lectores no tengan antecedentes formales de teoría de vibraciones o dinámica de sistemas elásticos, los capítulos 3 y 4 presentan los principios básicos de las vibraciones y sus aplicaciones prácticas. El Capítulo 5 introduce la propagación de ondas en medios de suelo, propagación de deformaciones, cambio de volumen en términos de compresión y distorsiones. Se ha presentado el tratamiento detallado del análisis de una, dos y tres dimensiones de la propagación de ondas de cuerpo, así como la propagación de ondas de superficie. El capítulo 6 contiene las propiedades dinámicas del suelo y las leyes constitutivas. Los aspectos experimentales de la dinámica del suelo son muy importantes ya que la dinámica del suelo es específica de la ubicación, lo que es muy diferente del acero o el hormigón. El capítulo 7 presenta la teoría dinámica del empuje de la tierra.

En la teoría clásica de la elasticidad, el análisis de tales estructuras de retención largas en comparación con la sección transversal presenta un caso clásico de problema de elasticidad de deformación plana. Sin embargo, en condiciones dinámicas durante los terremotos, las estructuras de contención están sujetas a movimientos dinámicos y, en consecuencia, debido al movimiento del suelo, la presión dinámica del suelo se vuelve muy importante. En el Capítulo 7 se ha presentado la evaluación del empuje dinámico del suelo y las deformaciones (deslizamiento y vuelco) de las estructuras de contención. El Capítulo 8 describe las características del fuerte movimiento del suelo y sus mediciones, que son de gran interés para los ingenieros. El diseño sismorresistente adecuado requiere la estimación del nivel de fuerte movimiento del suelo al que están sujetas las estructuras.