Principio y aplicación
El ensayo crosshole mide la velocidad de las ondas sísmicas que viajan en horizontal entre perforaciones vecinas, según la ASTM D4428/D4428M. Una fuente baja por una perforación y geófonos triaxiales bajan por las contiguas, todos a la misma cota: de la distancia entre perforaciones y del tiempo de recorrido salen la velocidad de la onda de corte (Vs) y la de la onda de compresión (Vp), capa por capa. De Vs se deriva el módulo de corte a pequeñas deformaciones (G0 = ρ·Vs²), el parámetro de rigidez que el análisis dinámico exige, con precisión superior a la de los métodos de superficie.
Como el recorrido es corto y horizontal, el crosshole resuelve capas delgadas que los métodos de superficie no ven, incluso capas menos rígidas bajo capas rígidas.
Aplicaciones típicas: respuesta sísmica del terreno y clase de sitio, cimentaciones de máquinas vibratorias, presas y depósitos de relaves, evaluación de licuación, interacción suelo-estructura y estudios de vibración de metro e industria.
El ensayo en movimiento
Fuente y geófonos a la misma cota, el disparo y la onda de corte cruzando el terreno entre las perforaciones. La animación muestra la preparación, la medición de desviación, los registros con polaridad invertida y la construcción del perfil de Vs.
El ensayo por etapas
Perforaciones preparadas
Dos o tres perforaciones alineadas, separadas unos 3 m, reciben revestimiento de PVC cementado al terreno con lechada: el acople de la lechada es lo que garantiza una señal limpia.
Geometría corregida
Una sonda de verticalidad recorre cada perforación y mide su desviación con la profundidad; las distancias reales entre perforaciones se calculan cota a cota, como exige la ASTM D4428.
Disparo en la cota
La fuente de corte y los geófonos triaxiales, fijados contra la pared a la misma profundidad, registran el recorrido de la onda. Golpes de polaridad opuesta generan trazas espejadas que marcan la llegada de la onda S sin ambigüedad.
Perfil y módulos
La medición se repite cota a cota. De Vs = distancia corregida ÷ tiempo salen los perfiles de Vs y Vp y los módulos dinámicos G0, E0 y el coeficiente de Poisson.
Controles de calidad: revestimiento cementado con lechada para el acople al terreno, medición de desviación de todas las perforaciones con corrección de distancias por cota, fuente con polaridad reversible y disparo sincronizado por trigger, geófonos triaxiales fijados contra la pared e interpretación por especialista en geofísica.
Según ASTM D4428/D4428M
| Norma | ASTM D4428/D4428M (ensayo sísmico crosshole) |
|---|---|
| Arreglo | Dos o tres perforaciones alineadas, separadas unos 3 m, revestidas y cementadas |
| Vs | Velocidad de la onda de corte, por cota |
| Vp | Velocidad de la onda de compresión, por cota |
| Módulos dinámicos | G0 = ρ·Vs², E0 y coeficiente de Poisson dinámico (de la razón Vp/Vs) |
| Corrección geométrica | Distancias entre perforaciones corregidas por la medición de desviación |
| Informe | Metodología, perfiles de Vs y Vp y módulos por profundidad |
| Plazo típico | Según número de perforaciones y profundidad |
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Preguntas frecuentes sobre Ensayo Crosshole
¿Para qué sirve el ensayo Crosshole?
El ensayo crosshole mide la velocidad de las ondas sísmicas propagadas entre perforaciones, obteniendo el módulo de corte del suelo a pequeñas deformaciones (G0). Es el parámetro de rigidez dinámica que el proyecto sísmico y las cimentaciones de máquinas vibratorias exigen, con precisión superior a la de los métodos de superficie.
Crosshole, downhole y MASW, ¿cuál es la diferencia?
Todos miden velocidad de onda. Crosshole mide entre perforaciones (más preciso); downhole mide a lo largo de una perforación; MASW mide desde la superficie (sin perforación). La elección equilibra precisión, costo y acceso.
¿Para qué sirve el módulo G0?
Es la rigidez del suelo a pequeñas deformaciones, base para análisis dinámico: respuesta sísmica del terreno y cimentaciones de equipos vibratorios.
¿Por qué Vs importa más que Vp bajo el nivel freático?
Bajo el nivel freático la onda de compresión viaja por el agua de los poros y Vp tiende a quedar cerca de 1.500 m/s, reflejando el fluido y no el esqueleto del suelo. La onda de corte no se propaga en el agua: Vs sigue leyendo la rigidez del esqueleto sólido, por eso es el parámetro clave del ensayo.
¿Cuántas perforaciones exige el ensayo?
La ASTM D4428 admite el arreglo con dos perforaciones y recomienda tres en línea, separadas unos 3 m. Con tres perforaciones la velocidad sale del intervalo entre los dos receptores, lo que elimina el retardo del sistema de disparo y mejora la precisión.
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