Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Análisis probabilístico aplicado a la estabilidad de los taludes de la costa verde en el distrito de Magdalena del Mar(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-23) Rivera Chanca, Gabriel Alejandro; Vicuña Ríos, Luis Diego; Zamora Beyk, Juan PabloEsta investigación tiene como finalidad analizar la estabilidad de los taludes de la Costa Verde en un tramo del distrito de Magdalena del Mar, a través del cálculo probabilístico de falla con el uso del método Monte Carlo mediante el software Slide V6.0. Según estudios anteriores, resulta importante conocer las propiedades de los suelos que componen los taludes, y su variación respecto al parámetro a obtener de cada material que interviene en el cálculo del factor de seguridad, ya que el método determinístico solo toma valores ideales y uniformes de estudios geotécnicos. Por ello, uno de los objetivos específicos y procedimientos a seguir consisten en seleccionar secciones de los taludes de la Costa Verde para el análisis, con sus respectivos parámetros determinísticos (peso unitario, ángulo de fricción, cohesión) y probabilísticos (media, desviación estándar, coeficiente de variación) para el análisis propuesto. En primer lugar, se obtuvieron los factores de seguridad convencionales por métodos de equilibrio límite, y posteriormente, la media de los factores de seguridad para un número de simulaciones mediante el método probabilístico indicado, calculando a partir de estos la probabilidad de falla de las secciones. Asimismo, con el software mencionado se procesaron los análisis bajo condiciones estáticas y pseudoestáticas. Finalmente, con los resultados se elaboraron mapas de riesgo para cada condición, interpretando en ellos la estabilidad que tiene el tramo en estudio, el cual viene presentando desprendimientos en los últimos años. De estos se concluye que el método probabilístico muestra una probabilidad de ocurrencia de falla que complementa el factor de seguridad del método determinístico.Ítem Texto completo enlazado Influencia de los parámetros estructurales en la conciliación geotécnica de taludes(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-09) Cornelio Curimania, Maria Angela; Cabello Robles, Oscar LuisLa presente tesis se orienta en determinar la influencia de los parámetros estructurales en la conciliación geotécnica de taludes. La conciliación es una de las actividades más importantes en el desarrollo de un proyecto minero pues permite la supervisión continua de los procesos durante el desarrollo de una operación, los cuales son analizados para proponer mejoras e implementarlos. Para desarrollar la conciliación de los taludes de forma correcta es necesario involucrar los parámetros estructurales propios de cada sector, ya que cada sector es diferente. En base a lo indicado, se realiza el presente estudio que abarca desde el análisis de los resultados de conciliación geotécnica de taludes, la identificación de los sectores que no cumplen con los indicadores claves de desempeño (KPI) de conciliación, el análisis de la información de campo recolectada durante el mapeo geotécnico estructural, análisis cinemático, el análisis probabilístico de caída de bloques de roca y el análisis de persistencia y espaciamiento de las principales estructuras. Los resultados de la conciliación geotécnica correspondiente al año entres 2021-2022 permitió identificar tres zonas de análisis, la zona 1, la zona 2 y la zona 3 correspondientes a la fase operativa 5A del tajo en estudio. Identificada las zonas se evalúa la información del mapeo geotécnico estructural realizadas en los tres sectores mencionados. Con dicha información se realiza el análisis cinemático en el software Dips, el cual permite determinar la probabilidad de ocurrencia de falla en las zonas. Posteriormente, se realiza el análisis probabilístico de caída de bloques de roca en las zonas de análisis con el software SBlock, este análisis considera la incertidumbre en la determinación de parámetros geotécnicos que se asumen y la heterogeneidad natural que tienen los macizos rocosos, por ello el análisis considera características estructurales adicionales al ángulo de buzamiento y dirección de buzamiento como el espaciamiento y persistencia, además se evalúa de forma individual las características de persistencia y espaciamiento. Por último, en base a los resultados, se presenta conclusiones respecto a la influencia de los parámetros estructurales en la Conciliación Geotécnica de Taludes.Ítem Texto completo enlazado Implementación del método de reducción de resistencia para el análisis de estabilidad de taludes(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-07-20) Huaman Cangalaya, Marycarmen; Lopez Bendezú, Marko AntonioEl análisis de estabilidad de taludes puede realizarse a través de diferentes metodologías. La selección de una técnica apropiada es un proceso muy importante en la evaluación de inestabilidades. Teniendo en cuenta que el Factor de Seguridad (FoS) es el índice principal para determinar qué tan cerca o lejos están los taludes de la falla. La utilización del Método de Equilibrio Limite (MEL) es aceptado como parte de la práctica profesional y es el método de análisis más utilizado en la evaluación de taludes. Sin embargo, esta metodología realiza simplificaciones a priori que no representan el comportamiento y deformación real de un talud. Las herramientas informáticas disponibles han permitido que el modelamiento numérico, mediante el Método de Elementos Finitos (MEF), puedan ser utilizados como opciones de análisis viables. La implementación del Método de Reducción de la Resistencia al Corte (MRR) permite estimar equivalencias (Factor de Reducción de Resistencia) a los factores de seguridad de taludes. En este trabajo se implementa el MRR dentro del programa comercial por MEF Abaqus® y se realiza la simulación del comportamiento de falla de taludes en dos casos hipotéticos. El modelamiento numérico verifica la utilización de las condiciones de contorno en modelos bidimensionales, las que fueron replicadas en un modelo tridimensional. Los resultados fueron comparados con los obtenidos por el MEL usando el Slide®. En general, los resultados obtenidos fueron similares para los casos analizados con ambas metodologías; sin embargo, se encontró que los resultados con el análisis MEF generaron valores más altos para el FoS en comparación con los obtenidos por MEL. Esto se debe principalmente a que el MEF, al ser un método más riguroso, considera las relaciones esfuerzo-deformación de los materiales, requiriendo una mayor cantidad de parámetros y menos simplificaciones en comparación al MEL. Aunque el MEL es considerado un método más conservador, la sinergia de ambos métodos es una fuente valiosa de verificación de la estabilidad de taludes y su interpretación del mecanismo de falla.Ítem Texto completo enlazado Proyecto de ampliación del dique de abrigo en el Puerto de Santa Cruz de La Palma(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-28) Espinoza Vilcatoma, Victor Fernando; Bravo Salomón, Luis HumbertoEl presente documento de tesis tiene como objetivo principal desarrollar integralmente el proyecto constructivo para la ampliación del dique de abrigo en el Puerto de Santa Cruz de La Palma, debido al incremento de demanda actual y futura de cruceros de gran eslora que atracan en dicha infraestructura. Para conseguir lo mencionado anteriormente, se elaboran los estudios previos del proyecto como base de partida para el diseño del dique. Entre estos estudios, se detallan el estudio de topografía y batimetría de la zona, para conocer la profundidad al interior del puerto, los estudios de geología y geotecnia, que determinan características iniciales recomendadas por la ROM 0.5-95, estudio clima marítimo en profundidades indefinidas, que identifica las alturas de ola más críticas para fuentes de datos en la red costera, exterior y conjunto de datos SIMAR, estudio del clima marítimo en punto objetivo, calcula la altura de ola a pie de dique para un periodo de retorno de 475 años resultando una altura de 7.32 metros, estudio de dinámica litoral y climatología de la zona. Posteriormente, se realiza el diseño en sección del dique vertical sobre la teoría de reconocidos autores en ingeniería marítima y se presentan tres alternativas en planta, con características distintas de orientación y longitud. A continuación, se establecen los criterios de selección, entre los que se identifica valoración económica, funcionalidad, aspectos constructivos, aspectos ambientales, entre otros, y se realiza la evaluación. El método de selección Pattern determina que la alternativa 2 es la más adecuada para el proyecto, prolongación de 150 metros del dique siguiendo la orientación actual. Finalmente, se complementa la información del proyecto constructivo con los apartados sobre procesos constructivos, presupuesto de ejecución y características del contratista, y se concluye que cumple con el objetivo principal de la tesis, enmarcado en la normativa española vigente.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo del uso de micropilotes de bambú y concreto para la estabilización de taludes(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-25) Basualdo Urbano, Angelica Patricia; Gallegos Perez, Jheru Naghyb; Sobrecases Martí, SalvadorUna de las opciones más empleadas para la estabilidad de taludes son los micropilotes de concreto, debido a sus ventajas constructivas, económicas y a sus competencias estructurales para brindar efecto antideslizamiento. Sin embargo, los materiales que constituyen estos elementos son conocidos por sus impactos negativos en el aspecto ambiental. Por este motivo, se presenta al bambú como un material con buenas características estructurales y ambientales para su posible empleo en la geotecnia como micropilote; por consiguiente, los objetivos principales de esta tesis son demostrar que el bambú es un elemento adecuado para su empleo como elemento estabilizador y que ante ciertas condiciones es una alternativa más beneficiosa ante los micropilotes de concreto. La metodología del presente trabajo de investigación propone un análisis comparativo entre las dos opciones, micropilotes de concreto y micropilotes de bambú, que se basa en el análisis geotécnico, estructural y mediante el sistema Choosing by Advantages (CBA), para que pueda ser evaluado no solo en aspectos técnicos, sino también en factores sociales, ambientales y económicos. En primer lugar, se establecen las propiedades físicas y mecánicas del bambú, provenientes de la revisión bibliográfica, puesto que es un material que presenta una gran variabilidad en sus propiedades. Posteriormente, se definen los casos de estudio en términos de propiedades mecánicas y elásticas del suelo, geometría del talud, disposición de los micropilotes de bambú y de concreto en cuestiones de espaciamiento, longitud, cantidad de filas y tipo de arreglo. Los casos de estudio definidos en base a la geometría de los taludes y sus propiedades del suelo deben estabilizarse empleando ambas alternativas y sus distintas formas de distribución, por lo que se realizan modelados 2D con las propiedades ya establecidas de ambos materiales con la finalidad de estabilidad cada uno de los taludes propuestos con ambas alternativas de refuerzo. Una vez obtenidos ejecutados los modelados 2D, se obtienen los factores de seguridad y los esfuerzos actuantes en los micropilotes, ya sean de bambú o concreto, con esta información se procede al análisis estructural de ambas propuestas para solo obtener los casos válidos tanto por estabilidad como por esfuerzos. Finalmente, con los diseños verificados, se procede a realizar el análisis técnico de los resultados obtenidos, donde los micropilotes de concreto resultan más competentes en todos los casos analizados. Por último, con esta información previa, se realiza el análisis CBA de los diversos factores propuestos para ambas alternativas con lo que se obtiene que los micropilotes de bambú son una propuesta económicamente viable, responsable con el medio ambiente y competente en términos técnico.Ítem Texto completo enlazado Análisis de estabilidad estática de un talud crítico en el distrito de Magdalena por el método de elementos discretos (DEM)(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-16) Aliaga Arana, Diego Alonso; Valderrama Cruz, Noelia VictoriaEn el presente trabajo de tesis, se analizará la estabilidad estática de una sección del litoral de la Costa Verde en el distrito de Magdalena, la cual fue evaluada previamente en la tesis del Ing. Javier Diaz. La sección estudiada en este documento corresponde al talud más crítico. Para realizarlo, se empleará el método de elementos discretos por medio del software Yade, de acceso libre, que opera a través de programación y simulaciones de modelos y escenarios. Para anticipar el riesgo del deslizamiento de suelos, existen distintos sistemas de análisis de estabilidad que pueden aplicarse a estructuras geológicas. El Método de Elementos Discretos (DEM) es uno de estos sistemas y Yade, al ser un programa aún desconocido en el Perú, resulta importante conocer su uso. Por otro lado, gracias al material bibliográfico existente respecto a la zona costera del Perú, es posible buscar y conocer las distintas propiedades físicas y mecánicas de sus taludes. Esto permite la validación del método. Lo que se busca con esta tesis es dar a conocer el sistema YADE en el Perú. Para conseguirlo, se inició investigando los experimentos existentes centrados en el análisis estático de taludes o en la implementación del DEM con el propósito de derivar una metodología adaptable al software Yade. Para que esto fuera posible, debían definirse las propiedades necesarias para generar el modelo, que fueran compatibles con la interfaz de Yade y que permitiesen un rendimiento óptimo en términos computacionales de la simulación. De cumplir el experimento con la condición de equilibrio tal y como cumplen los métodos de equilibrio límite, se acepta la eficiencia de la metodología y se podría aplicar en el análisis de otros taludes. Los resultados obtenidos se complementarán mediante la comparación con métodos aplicados en otros trabajos de análisis. Se ha elaborado un manual instructivo del software Yade y el procedimiento seguido con el fin de facilitar su estudio futuro. Para ejecutar el experimento, se realizará la demostración del uso del software Yade con ayuda de los datos obtenidos del análisis por métodos convencionales en el trabajo de la tesis del Ing. Javier Díaz. La metodología del programa consiste en el planteamiento de sistemas de partículas caracterizadas y el ensayo iterativo de simulaciones en escenarios controlados. Con ayuda de fórmulas de equilibrio, el programa efectuará el cálculo de las reacciones y el comportamiento resultante en los elementos. Teniendo esto en cuenta, se ensayarán modelos generados con distintos parámetros asumidos para hallar la combinación más eficiente en términos de tiempo de análisis y reacciones esperados.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo de soluciones de defensa ribereña para el puente Tahuamanu – Madre de Dios: sistema de gaviones y geo estructuras(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-10-30) Urteaga Huamán, Carlos Augusto; Zavala Rosell, Guillermo JoséEn la actualidad, una de las preocupaciones más recurrentes en la ingeniería civil es la erosión de taludes expuestos a la acción dinámica de flujos de agua de ríos y quebradas, más aún en aquellos donde se tiene estructuras importantes como puentes o carreteras. Ante ello, es de vital importancia conocer los diferentes sistemas de atenuación que se pueden implementar para mitigar la problemática expuesta y así proteger, de forma segura, los taludes colindantes a los ríos. En nuestro país, los sistemas de defensa ribereña se limitan, en su mayoría, a utilizar soluciones convencionales con material granular (grava), los cuales resultan eficientes y de rápida ejecución en sectores en donde se cuenta con dicho material. Sin embargo, existen zonas en donde el material granular es inexistente y ejecutar un sistema que tenga como material predominante la grava resulta económicamente inviable. El presente trabajo desarrolla el análisis comparativo de dos alternativas de solución de Defensa Ribereña para el Puente Tahuamanu: Sistema de Gaviones y Geo estructuras, tanto en el aspecto técnico como económico. De la evaluación y análisis realizado, se desarrolla la solución más viable en su etapa de diseño como en su ejecución. El objetivo principal de este trabajo es contribuir al desarrollo de nuevas alternativas de Defensa Ribereña con un sistema de geo estructuras. En primer lugar, se expone y evalúa los problemas de erosión y socavación que se presentan en las riberas del río Tahuamanu, analizando y describiendo las características principales de los suelos, flujos de agua y materiales predominantes en la zona de estudio. Luego de conocer a detalle la problemática presentada y las características del sector, se idealizan dos escenarios de posibles soluciones: Sistema de Gaviones y Geo estructuras, con la finalidad de desarrollar un análisis técnico y económico de ambas soluciones e identificar la solución más viable para atenuar la problemática presentada. Posteriormente, se describen las características más relevantes de las estructuras a implementar, su diseño y; finalmente, su proceso constructivo. Para culminar con el estudio realizado, se presenta un capítulo con el análisis de los resultados obtenidos y un último capítulo con las conclusiones y lecciones aprendidas durante el desarrollo de la presente tesis; en la cual se concluye que la solución más viable, tanto técnica como económica, es la implementación de un Sistema de Defensa Ribereña con Geo estructuras para proteger las riberas del río Tahuamanu en la zona de estudio.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 la estabilización de taludes mediante el uso de muros anclados y calzaduras en la construcción de edificaciones(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013-11-14) Cabellos Gavidia, Gustavo Adolfo; Brioso Lescano, Xavier MaxEn este trabajo se desarrolló un análisis comparativo entre dos procedimientos usados para la estabilización de taludes, uno corresponde al uso de calzaduras y el otro al de muros anclados. El estudio parte haciendo una breve introducción en donde se describe la normativa vigente y se presentan las obras en estudio. Estas obras cuentan con dos y tres sótanos y medio respectivamente, con la idea de identificar a partir de cuántos sótanos resulta económicamente conveniente utilizar muros anclados. Las comparaciones comienzan haciendo un resumen de cada procedimiento con el fin de identificar diferencias entre ambos procedimientos, este análisis sirve de base para realizar la comparación referente al planeamiento en donde se puede observar que el procedimiento de muros anclados en ambos casos resultó ser 16% y 33% más rápido que el de calzaduras en condiciones estándar. Por otro lado, para el análisis económico, se usaron los rendimientos y análisis de precios unitarios de la empresa EDIFICA, empresa ejecutora de ambas obras, con la finalidad de llegar a valores reales económicamente y poder hacer una mejor comparación. Los resultados obtenidos muestran un ahorro de 14% y de 41% para el caso de dos y tres sótanos y medio respectivamente, utilizando el procedimiento de muros anclados. Como parte del estudio se hizo un análisis de seguridad, evaluando los principales peligros involucrados en cada procedimiento, en este caso se obtuvieron resultados similares ya que en ambos casos se tiene actividades como excavación masiva y perfilado que se consideran actividades de alto riesgo. Finalmente, se realizó un análisis sobre el impacto causado en las viviendas aledañas; por un lado, el impacto durante la construcción en donde ambos procedimientos generan los mismos inconvenientes hacia los vecinos; y por el otro, un impacto futuro económicamente positivo asumiendo que el vecino construirá un edificio de similares características. En este sentido, se ahorraría todos los gastos involucrados en la estabilización de taludes pues ya estarían los sótanos construidos, ahorro mucho mayor a la eliminación del sistema de estabilización que se encontraría en el terreno propio.