Survey of liquefaction structures induced by recent moderate earthquakes

Abstract

In April–May 1989, the eastern coastlands of Falcon State (Northwestern Venezuela) were affected by a seismic swarm of over 2000 weak shallow events located on the continental platform. Nevertheless two moderate earthquakes (mb 5.7 and 5.0) occurred during this swarm, [anicking inhabitants and producing scarce structural damage but frequent fissures, fractures and wall falls of house masonry in the mesoseismal area. The most relevant geological features observed in the mesoseismal area, as a consequence of these main events, are related to liquefaction of saturated sand-layers and are concentrated in the flood plains and delta of the Tocuyo river, located less than 20 km away from the epicentral area. Both shocks triggered liquefaction with ground acceleration values ranging between 0.1 and 0.3 g. The FUNVISIS Earth Sciences Workgroup carried out a prospect-pit survey across these features (sand boils and vent-fractures) to have a better understanding of this phenomenon and to evaluate the liquefaction potential of sand layers in the mesoseismal area. The liquefied material came to the surface from subsurficial silty-sand layers deposited in fluvio-deltaic environments and located between 0.2 and 4.0 m in depth. The pathways used by liquefied sands correspond to pre-existing crab burrows and soil fractures.

Résumé

Au cours d'une crise sismique de plus de 2000 événements localisés en mer, non loin de la côte de Falcon (Vénézuela nord-occidental), des phénomènes de liquéfaction des sols ont été déclenchés par deux secousses plus importantes atteignant des magnitudes de 5,7 et 5,0. Dans la zone épicentrale correspondant à ces deux événements majeurs, des effets géologiques spectaculaires ont été observés en surface à la suite de la liquéfaction de niveaux sableux saturés d'eau appartenant aux dépôts alluviaux de la plaine d'inondation et du delta du Río Tocuyo, distants de moins de 20 kilomètres des épicentres et à la faveur d'accélérations du terrain comprises entre 0,1 et 0,3 g. Par suite de l'intérêt de ces phénomènes de liquéfaction tant sur le plan géologique que sur celui du génie sismique, le Département des Sciences de la Terre appartenant à la Fondation Vénézuélienne de Recherche Sismologique (FUNVISIS) a procédé à l'excavation d'un certain nombre de fosses exploratoires qui ont permis de trancher les structures sédimentaires associées aux évidences de surface et ont conduit à mieux comprendre les mécanismes de ce phénomène et évaluer le potentiel de liquéfaction des niveaux sableux. Le matériel liquéfié est remonté en surface par des terriers de crabes et des fractures pré-existantes dans le sol à partir de niveaux de sables limoneux d'origine fluvio-deltaïque situés entre 0.2 et 4.0 m de profondeur.