Caracterización de Arenas y Gravas con Ondas Elásticas

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x : vector solución de velocidades (o lentitudes) x0: vector de datos iniciales (ia) y (=tmedido): datos medidos de tiempo. e: vector de errores entre tiempos experimentales y calculados. xviii
RESUMEN Este trabajo de investigación presenta el desarrollo e implementación de técnicas geofísicas altamente resolutivas basadas en transmisión de ondas elásticas mediante el empleo de instrumental de bajo costo, desarrollado específicamente para la misma. Se aplican las técnicas a muestras de arenas y gravas en escala de laboratorio. En el capítulo 1 se estudian los conceptos generales sobre suelos y ondas sísmicas que se aplican luego en la investigación. Además de un repaso de los suelos y sus propiedades, se introduce a la Teoría de Propagación de Ondas Elásticas y las simplificaciones necesarias para su aplicación al resto del trabajo. El capítulo 2 tiene por objetivo describir, diseñar y construir los elementos que servirán como emisores y receptores de ondas sísmicas. Para ello se analiza el comportamiento de los piezocristales caracterizándolos a fin de evaluar la posibilidad de utilización para los ensayos posteriores de tomografía. Con los transductores e instrumental construidos en el capítulo anterior; en el capítulo 3 se estudia la transmisión de ondas en varias muestras clasificadas de arenas y gravas extraídas en el Río San Juan, provincia homónima, sometidas a estados de carga variable simulando profundidades crecientes en subsuelo. Además se analiza el comportamiento de los transductores a elevadas presiones, determinándose en todos los casos las velocidades de propagación y longitudes de onda típicas de las muestras. En el capítulo 4 se implementan diversos métodos iterativos de inversión para tomografía por crosshole por tiempo de viaje y se desarrolla uno nuevo basado en el cálculo variacional. Se comparan resultados mediante el empleo de modelos teóricos simulados. En el capítulo 5 se estudian métodos de inversión matricial directos utilizando la matriz pseudo-inversa en base al contenido de información de los elementos unitarios (pixeles) que componen el dominio. Se aborda el problema del contenido de información en el dominio cross-hole y se implementa una nueva alternativa dividiendo el dominio en pixeles irregulares. En vez de disponer de información desigual en elementos iguales; se tendrá idéntica información en pixeles de distinto tamaño. Se analizan los métodos de inversión con las dos formas de división del dominio. xix
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