Interacción fracturamientos sismicidad en zonas de subsidencia

Abstract

RESUMEN Actualmente muchas ciudades experimentan afectaciones debido a un problema geológico-antropogénico-geotécnico llamado subsidencia. Tal es el caso para la ciudad de Aguascalientes, la cual está localizada dentro de un valle aluvial y fluvial que, con el paso del tiempo y debido a la sobreexplotación de aguas subterráneas, ha experimentado hundimientos de la elevación natural del terreno debido al reacomodo de partículas, lo que se ha manifestado por la generación de asentamientos diferenciales y de discontinuidades (fallas y grietas) en la superficie. Estas discontinuidades generan afectaciones a los bienes inmuebles localizados sobre o cerca a la traza de dichas discontinuidades. Al estudiar dicho fenómeno es posible determinar que el terreno experimenta modificaciones en sus propiedades mecánicas, por lo que surge la interrogante de si dichas modificaciones generan algún cambio en las propiedades dinámicas del subsuelo, y en consecuencia en el peligro sísmico de la zona. Para responder esta interrogante se propuso un estudio de caracterización de las velocidades de onda de cortante del terreno afectado por fallas y fracturas. Se utilizaron métodos eléctricos y sísmicos para dicha caracterización, específicamente los métodos utilizados fueron: sondeos eléctricos verticales, calicatas eléctricas y tomografías eléctricas resistivas para localizar las zonas de la traza de las discontinuidades, y multi-análisis de ondas superficiales 1D para determinar las velocidades de cortante asociadas a las zonas afectadas por las discontinuidades. Los métodos eléctricos nos permitieron observar los anchos de afectación que genera cada discontinuidad, esto con el fin de centrar la aplicación de métodos sísmicos a dichas áreas, complementando la caracterización con mediciones adicionales fuera de las trazas o ancho de afectación de las discontinuidades, para contrastar y comparar los valores de Vs de las zonas afectadas con las no afectadas. Los resultados indican que el valor de Vs muestra un decremento solo en la zona de brecha de la discontinuidad para fallas asociadas a subsidencia; mientras que en fracturamientos debidos a paleocauces, se observa una anomalía de una estructura más compleja debido a la heterogeneidad de los materiales y de la estratigrafía característica de un paleocauce.

ABSTRACT Currently many cities are affected by a geological-anthropogenic-geotechnical problem called subsidence. Such is the case for the city of Aguascalientes, which is located within an alluvial and fluvial valley that, with the passage of time and due to the overexploitation of groundwater, has experienced subsidence of the natural elevation of the land due to the rearrangement of particles, which has been manifested by the generation of differential settlements and discontinuities (faults and cracks) on the surface. These discontinuities generate effects on real estate located on or near the trace of said discontinuities. When studying this phenomenon, it is possible to determine that the terrain experiences modifications in its mechanical properties, which is why the question arises as to whether these modifications generate any change in the dynamic properties of the subsoil, and consequently in the seismic danger of the area. To answer this question, a characterization study of the shear wave velocities of the ground affected by faults and fractures was proposed. Electrical and seismic methods were used for said characterization, specifically the methods used were: vertical electrical soundings, electrical test pits and resistive electrical tomography to locate the areas of the trace of the discontinuities, and multi-analysis of surface waves 1D to determine the velocities of shear associated with the areas affected by the discontinuities. The electrical methods allowed us to observe the widths of affectation generated by each discontinuity, this in order to focus the application of seismic methods to these areas, complementing the characterization with additional measurements outside the traces or width of affectation of the discontinuities, to contrast and compare the Vs values of the affected areas with the unaffected ones. The results indicate that the value of Vs shows a decrease only in the gap zone of the discontinuity for faults associated with subsidence; while in fractures due to paleo-channels, an anomaly of a more complex structure is observed due to the heterogeneity of the materials and the characteristic stratigraphy of a paleo-channel.