Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Uso de geofísica en el análisis de cimentaciones para su aplicación en la NTE E.050-18 suelos y cimentaciones.(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-10-18) Solórzano Morales, Michaelle Pierina; Zegarra Pellanne, Jorge Víctor JoséLa presente investigación se efectuó por la importancia de los estudios geofísicos en la actualidad en la prospección del suelo con fines de su aplicación e inclusión en la Norma Técnica de Edificaciones E.050 Suelos y cimentaciones (2018) para edificaciones y otras obras. La metodología empleada se basó en el estado del arte de las bases teóricas de los tipos de ondas estudiadas para la determinación de los parámetros físicos obtenidos mediante la variedad de métodos geofísicos. Seguidamente, se estudiaron los tipos de métodos geofísicos mayormente empleados en las prospecciones aplicadas en estudios de suelos para cimentación, considerando las aplicaciones de estos métodos para determinar las propiedades del suelo. Se efectuó la revisión bibliográfica de los métodos geofísicos que se emplean habitualmente a nivel nacional e internacional aplicados a suelos y cimentaciones, habiéndose determinado cuáles métodos son los más empleados. Además, se revisó la combinación de métodos geofísicos utilizados en los estudios geotécnicos para determinar parámetros diferentes, los cuales se complementan para los fines de estudio requeridos. También se verificó el complemento de las prospecciones geofísicas con los ensayos de exploración directa geotécnica (SPT, CPTu, entre otros.). Se analizaron las normas de diferentes países, referidas a los estudios geofísicos aplicados a la geotecnia, en las exploraciones de suelos, habiéndose encontrado una basta información de la aplicación de los métodos geofísicos. Las exploraciones geofísicas en estas normas son bastante amplias en algunos países como en: Inglaterra, EE. UU., España, México, Chile, Costa Rica, entre otros. En la mayoría de estas normas se indica que los estudios geofísicos deben complementarse con los estudios de exploración directa para una adecuada interpretación de las propiedades del suelo. Finalmente, se realizaron las propuestas producto de esta investigación. Se propone adicionar un artículo, el cual se base en la inclusión de los métodos geofísicos en la NTE E.050 Suelos y cimentaciones, agregar las Tablas N.°5 (Ensayos Geofísicos), con la descripción de los ensayos y sus respectivas normativas o referencias, y N.°6 (Aplicaciones de los ensayos geofísicos) con los parámetros obtenidos de cada método. Finalmente, se propone el ítem 15.5.4, con la cuantificación de las prospecciones geofísicas dada la importancia de las edificaciones en una investigación geotécnica.Ítem Texto completo enlazado Aplicación del ensayo MASW para la determinación de las velocidades de ondas de corte y correlaciones con el ensayo CPT(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-13) Rebata López, Christian Jhosimar; Zegarra Pellanne, Jorge Víctor JoséEn la actualidad, conocer las propiedades del suelo, sin tener información previa del terreno en estudio, ha cobrado valor a través de los métodos geofísicos, especialmente en las obras de ingeniería civil. Las propiedades geofísicas están relacionadas con las propiedades geotécnicas mediante la velocidad de onda de corte (VS), estas relacionan al módulo de corte (G), módulo de elasticidad (E), módulo de Poisson (), densidad (), etc. Por ello, la velocidad de onda de corte (VS) es una de las propiedades que ha sido estudiada en las últimas décadas con mayor detalle, y es de vital importancia para el diseño sismo resistente de las estructuras. La velocidad de onda de corte es de vital importancia en evaluaciones del potencial de licuación, amplificaciones del suelo y clasificación sísmica del sitio (Kramer, 1996). Los métodos geofísicos para investigaciones del terreno fueron desarrollados entre los años 1999 y 2000, empezando con el método del Spectral Analysis of Surface Waves (SASW) por los ingenieros y científicos del Kansas Geological Survey (KGS); no obstante, en la actualidad el ensayo Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) es más aceptado debido a sus ventajas sobre su predecesor (SASW) (Park et al., 1999). La presente tesis tiene como fin determinar perfiles de velocidad de onda de corte en función de la profundidad; para ello, pretende dar un conocimiento en la metodología del método MASW, explicando sus tres partes principales, a través de la metodología planteada: adquisición de datos de campo, análisis de dispersión y el análisis de inversión (Park et al. 1999). Para dicho fin, se toma como caso de estudio tres lugares ubicados en Europa: dos de ellos en Francia (Grenoble y Cadarache) y el último en Italia (Mirandola), lugares de donde se tiene información disponible de campo (esta información fue revisada y descargada, de libre acceso, en la página web interpacific.geopsy.org.). Para el desarrollo del trabajo se presenta primero las bases teóricas donde se apoya el método MASW, que son el análisis de dispersión mediante la aplicación del método de cambio de fase (phase-shift method) y el proceso de inversión mediante la aplicación del método de la matriz de rigidez (stiffness matrix method); así mismo, de los casos de estudio, se concluye la importancia de analizar varios casos, debido a que la metodología planteada es una metodología no determinista; para ello, se presentará la influencia de algunos parámetros de entrada, para los modelos de tierra plana empleados, cuando estos varían, y se demostrará la sensibilidad del error (misfit) cuando se varía el número de capas usados en los modelos. Además, a modo de complementar los resultados del método de MASW, se añaden las bases teóricas de las metodologías invasivas del terreno, tales como el CPT (cone penetration test); así como una relato de su literatura desde sus orígenes en la década de 1950 en la Universidad de Delft en Holanda, los parámetros obtenidos del mismo ensayo; así mismo, presentar la literatura disponible sobre la relación con el perfil de velocidad que es posible generar mediante correlaciones de diversos autores expertos en geotecnia; entre ellos, para el desarrollo de la tesis, se explicarán brevemente las correlaciones, a través de las ecuaciones planteadas por los siguientes autores: Hegazy & Mayne (1995), Piratheepan (2002), Mayne (2006), Robertson (2009) y McGann et al. (2015).Ítem Texto completo enlazado Diseño de pilotes helicoidales para el soporte de la cimentación de una torre de alta tensión(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-02-11) Anfossi Canales, Giovanni Manuel; Zegarra Pellanne, Jorge Víctor JoséActualmente al evaluar las opciones de cimentación para una torre de alta tensión se suelen utilizar sistemas tradicionales de concreto armado. Esto representa un problema, pues en condiciones geográficas demandantes, como es el caso de la mayoría de líneas de transmisión, el costo de esta partida se eleva considerablemente y, en algunos casos, los tiempos de construcción pueden extenderse. En esta tesis se plantea el uso de un sistema de pilotaje novedoso en Perú, el de pilotes helicoidales, fabricados de acero, con representación de la marca Chance™. Se obtuvieron valores de ensayos en campo realizados por M&M CONSULTORES, requeridos para el diseño del sistema, cumpliendo con proveer la capacidad de carga axial a compresión y a tracción requeridas por la torre de alta tensión evaluada en Tarapoto. Posterior a esto, se realizó el diseño de una zapata convencional de concreto armado y con el apoyo de las empresas EMIN GEOESTRUCTURAS y GRAÑA Y MONTERO, se pudo obtener un costo para ambos sistemas y así poder establecer una comparación económica.Ítem Texto completo enlazado Diseño geotécnico de 1 km de túnel para la linea 2 de la red básica del metro de Lima y Callao(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-01-22) Chirinos Verano, Rodrigo Alfonso; Zegarra Pellanne, Jorge Víctor JoséEste proyecto consiste en el diseño geotécnico de 1 km de longitud del túnel del Metro de Lima Línea 2. El diseño contempla tres metodologías de excavación y sostenimiento, las cuales se analizarán y diseñarán a detalle: 1 Metodología NATM/SEM o también conocida como Nuevo Método Austriaco Modificada para túneles en suelos que comprende la excavación por métodos convencionales, dividido en una primera etapa de sostenimiento con una estructura metálica revestida de concreto proyectado y una segunda etapa de revestimiento con concreto armado; 2 Metodología Cut&Cover, la cual está diseñada para el tramo de la estación de pasajeros y comprende una serie de estructuras como muros, placas y losas de concreto armado excavados por etapas y finalmente 3 Metodología TBM, esta última es la excavación mecanizada por medio de un Hidroescudo (Tunnel Boring Machine de presión de lodos especializada para excavación en suelos) con colocación de un anillo prefabricado de dovelas de concreto armado como sostenimiento/revestimiento. Para el análisis del comportamiento del suelo con estas estructuras, se ha hecho uso del programa Plaxis 3D y 2D basándose en los datos obtenidos del Expediente de Factibilidad de la Red Básica del Metro de Lima y Callao Línea 2 realizado por PROINVERSION. Una vez completado el análisis de deformaciones y esfuerzos se culminó el proyecto detallando las estructuras finales y completando los planos.Ítem Texto completo enlazado Análisis de estabilidad de taludes de suelos de gran altura en la mina Antapaccay(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-01-31) Mendoza Loayza, Joel Arturo; Zegarra Pellanne, Jorge Víctor JoséEl presente trabajo de tesis lleva como título “Análisis de estabilidad de taludes de suelos de gran altura en la mina Antapaccay”. Este proyecto de fin de carrera será desarrollado con la asesoría del ingeniero Jorge Zegarra Pellane, docente de la PUCP. Los taludes que se estudiaron son de la mina Antapaccay que se encuentra ubicada en la provincia de Espinar, región Cusco, a más de 4 100 msnm. Este proyecto es una unidad productora de concentrados de cobre. La mina Antapaccay realiza las explotaciones a tajo abierto por lo que los análisis de estabilidad de taludes son indispensables en cualquiera de las fases de minado. Esta tesis se limitó al análisis de taludes de suelos que se encuentran en la parte superficial del tajo y superan los 100 metros de profundidad. Los objetivos son determinar los parámetros de diseño de los taludes que se construirán en suelos. Estos taludes son considerados de gran altura debido a que la profundidad efectiva de excavación o desnivel supera los 100 metros. Para ello, se realizaron los análisis de estabilidad en condiciones estáticas y pseudoestáticas considerando valores variables de poropresión (Ru) para los suelos debido al desconocimiento de la ubicación exacta de la línea piezométrica. Los análisis fueron ejecutados para la tercera fase del plan de minado. Para ello las secciones fueron obtenidas por medio de software Minesight, las cuales se exportaron al AutoCAD para después ingresarlas al software Slide v6.0. En este último se realizaron todos los análisis de estabilidad empleando el método de equilibrio límite. Los parámetros geotécnicos de estratos de los suelos presentes en las secciones fueron obtenidos a partir de los resultados de los ensayos de densidad y corte directo. A partir de los resultados de los análisis, se definieron los parámetros más óptimos de diseño de taludes con el fin de reducir los riesgos de deslizamientos.Ítem Texto completo enlazado Estabilización del talud de la Costa Verde en la zona del distrito de Magdalena(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-07-19) Díaz Venero, Javier; Zegarra Pellanne, Jorge Víctor José; Olcese Franzero, Manuel AlbertoEn el presente trabajo se analizan los problemas de estabilidad del talud en un tramo de 500 m de la Costa Verde en el distrito de Magdalena, cerca del límite con el distrito San Miguel, presentándose alternativas de solución y dos diseños para la estabilización de problemas específicos. Se hace una recopilación de información, además de un trabajo de campo, de manera de contar con los suficientes datos y así poder dar un enfoque de la situación del talud. Como primer paso se realizó un levantamiento topográfico de la superficie del talud, sectorizando el talud en secciones transversales al eje de la pista cada 50 m, para luego realizar la descripción geológica y geotécnica de zona. En el capítulo de estabilidad de taludes, se hizo un “back analysis” para obtener juegos de valores para los parámetros resistentes del suelo conglomerado (material predominante en el talud) debido a que se tiene poca certeza acerca de los valores exactos de estos parámetros. También se evalúo la influencia de un lente de material fino en la estabilidad del talud y la influencia de un movimiento de tierras en el factor de seguridad. Asimismo, se hace una evaluación de la caída de cantos rodados a lo largo del tramo, ya que es el principal problema que se presenta. Con toda esta información se procede a realizar un catálogo de falla en el que se especifican los problemas que presenta el talud y se enumeran los agentes que causan inestabilidad. Definidos éstos, se plantean diferentes formas de estabilización, analizando como antecedente el desempeño de soluciones construidas anteriormente en el tramo y los alrededores. Finalmente se diseñan dos métodos de estabilización, que están principalmente avocados a solucionar el problema de la caída de cantos rodados: uno que consiste de una malla metálica hexagonal de doble torsión sobre el talud y el segundo que es un arreglo de tierra armada con una pantalla estática ubicada al pie del talud. Si bien es cierto, ambas soluciones son del tipo pasivas, la que mejor resultados presenta es la malla hexagonal de doble torsión, que mediante el uso de anclajes por sectores, también da solución al problema de la inestabilidad del relleno en la zona superior del talud y encausa derrumbes.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo de diez ecuaciones dinámicas de hincado de pilotes(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-07-11) Portugal Quevedo, Victor Hugo; Zegarra Pellanne, Jorge Víctor JoséEl presente proyecto de investigación presenta la evaluación detallada de las penetraciones obtenidas de 10 ecuaciones dinámicas de hincado de pilotes para definir los rangos de aplicación de cada una de estas. Para ello fue necesario crear un repertorio casuístico amplio, el cual permitió establecer aquellos parámetros de confiabilidad. Las fórmulas analizadas fueron las de Hiley, Código de Edificaciones de Canadá, Engineering News Record, Delmag, Bénabencq, Eytelwein, Goodrich, Gates, Código Unificado de Edificaciones de la Costa del Pacífico y Janbu, las cuales utilizaron pilotes de madera, acero y concreto, así como 5 tipos de martillos de hincado para definir las penetraciones a ser evaluadas.Ítem Texto completo enlazado Manual de construcción e instalación de pilotes según la práctica de empresas especializadas en el Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-03-19) Rodríguez Villegas, Mayra Alejandra; Torpoco Huayllani, Freddy Adrián; Zegarra Pellanne, Jorge Víctor JoséEste estudio tiene como uno de sus principales objetivos presentar la variedad de empresas que existen en el Perú que puedan resolver la necesidad del uso de pilotes en un proyecto y recomendar el proceso de construcción de estos en función al tipo de suelo según las condiciones de obra. Por otro lado, también se analiza la factibilidad de utilizar cimentaciones profundas como herramientas de sostenimiento de terreno. Finalmente, el estudio contempla la descripción de las pruebas de calidad de carga e integridad que se ofrecen en nuestro medio y que deben realizarse de forma obligatoria (Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, 2006).Ítem Texto completo enlazado Procedimientos de interpolación en el cálculo de asentamientos sobre suelos granulares usando el método de schmertmann(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-03-19) Cier Honores, Roberto Jesús; Zegarra Pellanne, Jorge Víctor JoséUno de los métodos más conocidos en el cálculo de asentamientos sobre suelos granulares es el método de Schmertmann. Este propone la obtención del valor del asentamiento a partir del uso del gráfico del factor de influencia de la deformación unitaria, el cual describe la variación de la deformación unitaria debido a la carga aplicada sobre la zapata a lo largo de la profundidad. Este gráfico tiene una configuración para el caso de zapatas cuadradas y otro para el caso de zapatas corridas, y plantea una interpolación lineal de los valores pico del gráfico y de la profundidad de influencia para obtener el asentamiento en una zapata. El principal objetivo de esta tesis ha sido determinar la validez de la interpolación lineal que Schmertmann plantea en su método de cálculo de asentamiento sobre suelos granulares para zapatas rectangulares, ya que este procedimiento es impreciso. Para tal fin, se llevó a cabo una serie de cálculos de asentamiento de manera manual con el método de Schmertmann y con las modificaciones planteadas por diversos autores. Estos valores se han comparado con los obtenidos a través de métodos computacionales por el software Plaxis 3D Foundation y haciendo uso del modelo constitutivo Hardening Soil. Se analizaron en total 17 casos de zapatas rectangulares de ancho constante de 2.4 m apoyadas sobre un estrato uniforme de arena limosa de parámetros calibrados a través del software y el modelo constitutivo anteriormente mencionados, sometidas a una carga constante de 200 kN/m2. Adicionalmente, se evaluó la variación de la deformación unitaria a partir de la construcción de las gráficas del factor de influencia planteado por Schmertmann. Los valores de asentamiento obtenidos a través del método computacional describen una variación no lineal, diferente a la planteada por Schmertmann. No obstante, los valores de asentamiento obtenidos por el método de Schmertmann difieren poco de los obtenidos por medio del método computacional, por lo que se puede inferir que la interpolación lineal del método de Schmertmann resta precisión al mismo. Se espera que futuras investigaciones puedan confirmar los resultados obtenidos en esta tesis a fin de establecer una metodología más precisa para el procedimiento de interpolación. PALABRAS CLAVE: Asentamiento, zapata rectangular, interpolación lineal, Plaxis 3D Foundation, Hardening Soil Model.Ítem Texto completo enlazado Pavimentos rígidos reforzados con fibras de acero versus pavimentos tradicionales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-07-04) Montalvo Guevara, Marco Eduardo; Zegarra Pellanne, Jorge Víctor JoséEl fin este documento es presentar el concreto reforzado con fibras como alternativa de solución para mejorar el comportamiento del concreto; ya que sus diversas aplicaciones hacen que sea uno de los productos más solicitados por las ventajas que aportan al concreto. Las principales mejoras que proporciona la adición de fibras al concreto son la disminución de fisuras en la contracción plástica como endurecida y la resistencia a tracción aumenta de manera considerable. La necesidad de ahorrar costos, aumentar la calidad y optimizar los materiales hace que se realicen investigaciones sobre distintos aditivos que se le añaden al concreto como acelerantes de fragua, incorporadores de aire, reductores de agua, superplastificantes, impermeabilizantes, entre otros; como también el tipo de refuerzo que complementa al concreto como varillas de acero, mallas electrosoldadas, fibras de acero, entre otros. El uso del concreto fibroreforzado se viene dando cada vez más en nuestro país, se utiliza desde los pavimentos rígidos hasta el reforzamiento de estabilidad en túneles, haciéndolo uno de los materiales con mayor demanda en los diferentes campos de la ingeniería. Este documento se enfocará en realizar comparación entre pavimentos de concreto simple, pavimentos de concreto reforzado con mallas de acero y el pavimento de concreto reforzado con fibras de acero, comparando la metodología de diseño, los esfuerzos teóricos, su procedimiento constructivo y los precios unitarios en cada una de las situaciones. Para finalizar se realizará un ejemplo utilizando un proyecto real, en el cual se verificará que el concreto reforzado con fibras de acero es la mejor opción.