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 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 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 Simulación del hincado de un pilote individual en un suelo granular por el Método Acoplado Euleriano - Lagrangiano(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-12-07) Vicente Alvarez, Michael Stephan; López Bendezú, Marko AntonioEl hincado de pilotes es un método de instalación de pilotes en el cual, por medio de martillos o impulsoras vibratorias, estos son introducidos dentro del suelo mediante golpes o vibrado, hasta llegar a un estrato del suelo lo suficientemente resistente ante las cargas de la edificación que soporta. El principal problema que se percibe en el proceso de hincado de pilotes es la presencia de deformaciones grandes en el suelo. Estas ocurren cuando se obtienen deformaciones unitarias mayores al 10% en el suelo. Asimismo, al realizar simulaciones numéricas, estas se perciben cuando la geometría del modelo cambia en su totalidad. Las deformaciones grandes causan distorsiones en la discretización elegida para el elemento suelo. Por tanto, es necesario emplear un método numérico que permita solucionar dicho problema. Investigaciones numéricas empleando el Método de Elementos Finitos (MEF) han demostrado ser una fuente confiable para simular problemas geotécnicos en los que se perciben deformaciones grandes. Simulaciones empleando los MEF, apoyados por la formulación acoplada Euleriana-Lagrangiana (CEL), permiten obtener resultados similares a los obtenidos de pruebas experimentales. La formulación CEL hace uso de las ventajas de las formulaciones Lagrangiana y Euleriana para evitar problemas de distorsión de la discretización. En el presente trabajo se simuló el comportamiento del suelo ante el hincado de un pilote. Se empleó el modelo constitutivo de Mohr-Coulomb para describir a un suelo granular, mientras que el pilote fue descrito como un elemento elástico. Ambos elementos fueron acoplados mediante la formulación CEL, en donde se empleó la fricción de la penalidad para describir la interacción suelo-pilote. Con esto, se buscó representar de manera óptima el proceso de instalación del pilote. Con esto, se obtuvo las resistencias unitarias de fricción y en la punta en el pilote individual, así como se cuantificó los esfuerzos y deformaciones que sufre el suelo granular al ser sometido al hincado de un pilote. Posteriormente, se comparó los resultados obtenidos mediante las simulaciones numéricas con resultados analíticos propuestos por diversos autores.