Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Análisis analítico y numérico de la capacidad de carga de un pilote en función del ángulo de fricción y profundidad de empotramiento del suelo de apoyo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-20) Prado Huarancca, Marko Aldair; López Bendezú, Marko AntonioA lo largo de la historia de la ingeniería geotécnica, hubo soluciones analíticas dedicadas al cálculo de la capacidad de carga de los suelos que sirven como apoyo a los pilotes, a pesar de que muchos de ellos son el resultado de una sucesión de estudios en la misma época, cada uno posee sus propias particularidades como la asunción de un modo de falla en particular a cada método y la asunción de parámetros geotécnicos que eran complicados de obtener debido a las complicaciones tecnológicas de la época donde fueron postuladas. Debido a la existencia de softwares comerciales en la actualidad es posible modelar y analizar casi cualquier problema geotécnico con una respuesta aceptable ante lo que realmente sucedería en el campo de trabajo, sin embargo, no queda claro las diferencias entre las soluciones simplificadas. En la presente tesis se utiliza el método de elementos finitos para analizar un pilote aislado cargado axialmente y comparar los resultados con soluciones analíticas de mayor aceptación en el medio del diseño de cimentaciones profundas como lo propuesto por Meyerhof, Terzaghi, Brinch-Hansen, Caquot & Kerisel y Skempton. Una variable crucial que afecta la resistencia que ofrece el pilote es la profundidad efectiva de empotramiento en el depósito de suelo rígido. Por lo tanto, se analiza la influencia del diámetro y la relación de empotramiento del suelo de apoyo del pilote aislado.Ítem Texto completo enlazado Evaluación de la capacidad portante de suelos reforzados con geoceldas con diferentes soluciones analíticas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-16) Vargas Zavaleta, Aldo Isaac; López Bendezú, Marko AntonioLos suelos de poca resistencia plantean un desafío considerable en la ingeniería civil debido a sus complejas características y propiedades físico-químicas, caracterizadas por baja resistencia y alta compresibilidad. En este contexto, los geosintéticos surgen como una solución efectiva al interactuar positivamente con los suelos y mejorar sus propiedades de manera más rentable. Este estudio se enfoca en la evaluación de la capacidad portante de suelos reforzados con geocelda para suelos no aptos para construcción. La evaluación de la capacidad portante se realiza mediante soluciones analíticas y compara los resultados de la misma con respecto a un ensayo experimental descrito en el caso de estudio A. Por otra parte, se realiza una comparación del diseño de una base reforzada con diferentes geosintéticos, tanto técnica como económica, para una zapata continua, incluyendo geotextil, geomalla y geocelda. Los datos sobre las características del suelo de cimentación y del material de relleno son mencionados en el caso de estudio B. Además, se realiza un análisis paramétrico para evaluar el impacto de los geosintéticos en el aumento de la capacidad portante frente a variaciones en la presión aplicada transmitida por la zapata. En la parte final de la tesis, se presentan algunas conclusiones y recomendaciones sobre el desarrollo de la investigación.Ítem Texto completo enlazado Análisis numérico de un terraplén soportado por columnas de grava en suelos arcillosos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-11) Liñán Luna, Víctor Arturo; López Bendezú, Marko AntonioEn la historia de la ingeniería civil, en especial la geotécnica, las arcillas blandas representan una dificultad para los diferentes proyectos que se presentan. Esta dificultad yace en las propiedades mecánicas complejas a comparación de otros tipos de suelo como las arenas. Como solución, existen diversos tipos de mejoramientos de suelo, que consiste en el refuerzo del estrato o estratos a tratar con la finalidad de mejorar las propiedades geotécnicas. Uno de estos métodos es el de la intrusión de columnas de grava. Pese a ser un método muy difundido, no existe un consenso sobre la formulación y teoría del grado de mejora, en especial de suelos problemáticos como las arcillas blandas. En la presente tesis se utiliza el método de los elementos finitos para estudiar un escenario de un terraplén soportado en un suelo arcilloso. Para este método se usa el software comercial Abaqus®. Además, se utiliza el modelo constitutivo Cam Clay Modificado para simular el comportamiento del suelo arcilloso. Asimismo, se analiza el nivel de mejora respecto a un suelo sin refuerzo. Luego, se compara los valores obtenidos por el análisis de elementos finitos con los valores obtenidos mediante la solución analítica, como el presentado por Priebe, Castro y el presentado por el Ministerio de Fomento de España. También, se analiza la influencia de los parámetros geométricos y geotécnicos de la configuración de las columnas de grava.Ítem Texto completo enlazado Análisis de estabilidad en términos de esfuerzo efectivo (ESA) y no drenados (USA), para los casos estático, pseudoestático y postsísmico y análisis de sensibilidad para una hipotética presa de relaves(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-07-13) Guillermo Ibarra, Alan Cristian; López Bendezú, Marko AntonioHoy en día las regulaciones y normativas nacionales e internacionales demandan a las empresas mineras mayor exigencia en el diseño, construcción, operación y control de las estructuras para el almacenamiento de relaves debido al riesgo y daño social, ambiental y económico que representa una eventual falla. La tesis tiene como objetivo evaluar la estabilidad física de una presa hipotética para almacenamiento de relaves mediante un análisis en término de esfuerzos efectivos (ESA) y un análisis en términos de esfuerzos no drenados (USA), siguiendo el enfoque propuesto por Ladd (1991). La investigación crea un antecedente de un estudio geotécnico para futuros análisis y los parámetros utilizados para este caso aplicativo fueron obtenidos en base a un proyecto con características similares al caso de estudio. A partir de la definición de las condiciones de análisis han sido definidos los parámetros de resistencia al corte para los materiales que conforman la presa seleccionada. Se presenta una discusión y análisis de los resultados de los factores de seguridad obtenidos para la condición estática, pseudoestática y post-sismo, considerando las fallas circular y no circular, siguiendo los criterios establecidos por las guías de diseño internacionales como CDA y ANCOLD. Los factores de seguridad obtenidos muestran que el aspecto que más influye en el valor de los FS son los parámetros de resistencia del suelo relacionado con el tipo de comportamiento que desarrollara el material al momento de la falla, pudiendo ser drenado o no drenado.Ítem Texto completo enlazado Estudio sobre el comportamiento de consolidación de arcillas blandas en la construcción secuencial de un terraplén(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-07-13) Bedon Salvador, Alvaro Sebastián; López Bendezú, Marko AntonioLas arcillas blandas han significado un reto para la ingeniería civil, ya que presentan características y propiedades físicas-químicas complejas a diferencia de otro tipo de suelos, como las arenas. Sus principales problemas radican en su baja resistencia y su alta compresibilidad. Esto, además, combinado con la presencia de agua ocasiona grandes asentamientos en largos periodos de tiempo debido a los procesos de consolidación primaria y secundaria que se producen en las arcillas, los cuales pueden dañar severamente una estructura. El estudio tiene como objetivo principal realizar un análisis sobre el comportamiento de consolidación de suelos blandos para una construcción secuencial de un terraplén, mediante un análisis numérico por el Método de Elementos Finitos (MEF) y compararlo con el tradicional método analítico de consolidación unidimensional aplicando la teoría de Terzaghi y el monitoreo de la instrumentación de campo de un terraplén de prueba construido en el Bypass Ballina ubicado en Nueva Gales del Sur realizado por Huang et al. (2006), el cual presenta un suelo arcilloso blando muy extendido en el área de la construcción. Para la arcilla se utilizó el modelo constitutivo Cam-Clay Modificado (MCC) que esta implementado en el programa comercial de MEF Abaqus®. Los datos utilizados son basados en los datos de campo y los resultados de las pruebas de laboratorio del terraplén presentadas por Huang et al. (2006). Además, se explica y describe de manera clara los procedimientos para realizar un adecuado análisis numérico y el modelo MCC sobre la consolidación de arcillas blandas. En el análisis realizado se determina el comportamiento de las arcillas blandas, esto es: el asentamiento a largo plazo y la disipación del exceso de presión de poros. Palabras clave: arcillas blandas, consolidación, Cam-Clay Modificado, construcción secuencial terraplén, método de los elementos finitos.Ítem Texto completo enlazado Estudio comparativo de la influencia de aditivos químicos y rellenos en la efectividad de la estabilización de suelos orgánicos con cemento(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-04) Chauca Reyes, Wilson Giancarlos; López Bendezú, Marko AntonioLas turbas son una forma de suelos extremadamente blandos, que a diferencia de los suelos minerales, poseen características diferentes que las formas en que las fórmulas y estudios se aplican sobre ellos son diferentes. Su baja resistencia, elevada deformación, alta compresibilidad, potencial de descomposición, elevada acidez, alta humedad y alta permeabilidad, hacen que estos suelos sean un problema para la ingeniería geotécnica al momento de planificar un proyecto. Las turbas pueden ser estabilizadas con cemento ya que entre todos los demás aglutinantes es el que ha resultado ser más efectivo. Sin embargo, por la misma complejidad de la turba, en ocasiones se necesitan grandes cantidades se cemento para poder estabilizarla, pudiendo volver un proyecto insostenible económicamente y ecológicamente. Por lo tanto, elegir un método de curado correcto y adicionalmente agregar otros aditivos y/o rellenos pueden mejorar la efectividad de una estabilización de turbas. Esta investigación documental se ha basado en recolectar información académica sobre estabilización de turbas con cemento, para así poder relacionar y comparar los métodos más eficaces para estabilizar suelos de turba en función al tipo de turba estabilizada. La recopilación documental mostró que, efectivamente, la aplicación de otros aditivos y rellenos en conjunto con el cemento muestran mejoras notables a comparación de utilizar solo cemento como único aglutinante. Así mismo, tener en cuenta el método de curado a utilizar es importante en la efectividad pues estos son un reflejo de lo que se aplicaría en campo, siendo el curado en aire y el curado húmedo con sobrecarga los métodos más efectivos. Es así que un suelo tan problemático como la turba puede ser estabilizada efectivamente sin la necesidad de utilizar cemento en grandes cantidades si se conocen bien sus propiedades y si se elige bien el método de curado y que aditivos y/o rellenos son los más eficaces.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo, experimental y numérico de un pilote de acero sometido a carga horizontal(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-09) Sánchez Farfán, Patricio Gonzalo; Peña Camerano, Mario Andrés; López Bendezú, Marko AntonioUn pilote se ve afectado por diferentes solicitaciones de cargas (vertical, horizontal y momentos). La investigación analiza un pilote bajo una carga horizontal con los métodos analíticos/numéricos y un ensayo de campo. El ensayo para analizar comportamiento experimental fue realizado en Chilca, donde el ensayo de carga a escala real proporciona una base sólida para la comprensión del problema. El pilote cilíndrico, de acero A572 grado 50 de 24” de diámetro (½” de espesor). La profundidad enterrada del pilote es de 8.80 m y la carga lateral se aplica a una distancia de 0.40 m de la superficie. El ensayo siguió los lineamientos de la norma ASTM D3966. La caracterización geotécnica del sitio fue realizada en conjunto con la empresa. Con los ensayos de campo SPT y refracción sísmica se obtuvieron las propiedades mecánicas del suelo. Las propiedades del pilote de acero son conocidas por tratarse de un acero normalizado. Con estos datos se realizaron los análisis. Los cálculos analíticos y numéricos se compararon con las mediciones experimentales a través de gráficas de desplazamientos y momentos flexionantes a lo largo del pilote. El método de curvas p-y (Matlock y Reese) proporciona resultados aproximados y modela adecuadamente la distribución de cargas laterales y desplazamientos del pilote. El Método de Elementos Finitos (MEF) con el programa comercial Abaqus® se usa como herramienta para solucionar el problema. El modelo constitutivo elastoplástico de Mohr Coulomb es usado para analizar el comportamiento del suelo. El MEF modela la interacción suelo-pilote y simula aceptablemente bien el desplazamiento del pilote bajo la acción de la carga lateral. Finalmente, fue realizado un análisis paramétrico con el fin de conocer la influencia de los parámetros del suelo y pilote para entender mejor las respuestas del problema.