Una aplicación de la Tomografía de Refracción Sísmica (TRS), el ensayo MASW y la Tomografía de Resistividad Eléctrica (TRE) para la determinación del perfil del suelo y los parámetros dinámicos en el casco urbano del municipio de Tocancipá, Cundinamarca

An application of Seismic Refraction Tomography (SRT), the MASW test and Electrical Resistivity Tomography (ERT) for the determination of the soil profile and dynamic parameters in the urban area of the municipality of Tocancipá, Cundinamarca

Este estudio presenta la aplicación de los métodos geofísicos indirectos de Tomografía de Refracción Sísmica (TRS), Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW, por sus siglas en inglés) y Tomografía de Resistividad Eléctrica (TRE) en dos sectores del municipio de Tocancipá, Cundinamarca, Colombia. El alcance de este trabajo fue la clasificación del tipo de suelo según la velocidad de onda cortante promedio de los 30 primeros metros (VS30) y la obtención de los parámetros dinámicos del suelo como Poisson, peso unitario, Rigidez, Young y Bulk que son útiles en la caracterización geotécnica y como insumo para estudios detallados de Amenaza, Vulnerabilidad y
Riesgo. Estos parámetros son calculados a partir de los valores de velocidad sísmica tipo P (VP) y tipo S (VS). La metodología contó con las fases de adquisición, procesamiento e interpretación de 6 secciones de Tomografía de Refracción Sísmica, 6 perfiles de Análisis
Multicanal de Ondas Superficiales y 5 secciones de Tomografía de Resistividad Eléctrica. En la zona de estudio se identificó una primera capa de suelo residual arcilloso, seguida por una capa de textura areno-gravosa y, finalmente, un basamento cretácico fracturado correspondiente a la Formación Labor Tierna (K2t). El Vs30 calculado indicó suelos muy densos o rocas blandas (Tipo C según NSR-10). Los parámetros dinámicos mostraron un aumento con la profundidad, sugiriendo mayor grado de compactación y mejora en las propiedades geomecánicas de los materiales. La integración de los métodos sísmicos y geoeléctrico permitió una caracterización detallada del subsuelo, superando las limitaciones intrínsecas de cada técnica por separado.

This study presents the application of indirect geophysical methods, specifically Seismic Refraction Tomography (SRT), Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW), and Electrical Resistivity Tomography (ERT), in two sectors of the municipality of Tocancipá, Cundinamarca, Colombia. The scope of this work was to classify the soil type according to the average shear wave velocity of the first 30 meters (VS30) and to obtain dynamic soil parameters such as Poisson's ratio, unit weight, stiffness, Young's ratio, and Bulk’s modulus, which are useful in geotechnical applications and as input for detailed hazard, vulnerability, and risk studies. These parameters are calculated from the P-type (VP) and S-type (VS) seismic velocity values obtained through Seismic Refraction Tomography and Multichannel Analysis of Surface Waves tests, respectively. The methodology included the acquisition, processing, and interpretation of
six Seismic Refraction Tomography sections, six Multichannel Analysis of Surface Waves profiles, and five Electrical Resistivity Tomography sections. In the study area, a first layer of clayey residual soil was identified, followed by a sandy-gravelly layer, and finally, a fractured Cretaceous basement corresponding to the Labor Tierna Formation (K2t). The calculated VS30 indicated very dense soil or soft
rocks (Type C according to NSR-10). The dynamic parameters showed an increase with depth, suggesting a greater degree of compaction and an improvement in the geomechanical properties of the materials. The integration of seismic and geoelectric methods allowed for a detailed characterization of the subsoil, overcoming the intrinsic limitations of each technique separately.