Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Uso de biopolímeros en el control de asentamientos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-10-24) Jaime Monge, Diego Andree; Diaz Rojas, Daniel Gustavo; Aguilar Estación, Christian Anthony; Ovalle Sánchez, Jhofrant Mariano; Alvarado Osorio, Pablo Josué; Zavala Rosell, Guillermo JoséLos asentamientos que presentan algunos suelos debido a factores que relacionan las propiedades físicas y mecánicas de este, son problemas que han estado presentes desde hace mucho tiempo en el sector de la construcción. Por ello, se han estudiado diversas técnicas de distintos tipos, como físicas (compactación del suelo) o químicas (uso de cal o cemento) en la búsqueda de fortalecer el suelo y mejorar su comportamiento con fines constructivos. Estas últimas técnicas generan una gran cantidad de contaminantes y emisión de CO2 desde su elaboración y su utilización puede afectar al funcionamiento del suelo y el ambiente. Debido a esto, ha crecido el interés de analizar otras sustancias que puedan servir para mejorar las propiedades geotécnicas del suelo. Ante ello, aparecieron los biopolímeros como alternativa económica y ecológica que brindan grandes beneficios a los suelos, optimizando sus propiedades físicas, como su porosidad, y mecánicas, como la resistencia a la compresión. Por ello, en la presente investigación se recopilaron las principales características de los biopolímeros más utilizados en el mercado, tales como la goma Xantana, goma Gellan, goma Agar, goma Guar, la caseína y el betaglucano, y se analizaron los diversos resultados obtenidos por distintos autores que realizaron ensayos de laboratorio aplicados a suelos tratados con biopolímeros. Posteriormente, se hizo una discusión de resultados para cada uno de los ensayos y se mencionó cómo estos se relacionan con el control del asentamiento. Finalmente, a partir de los ensayos estudiados se determinó que el uso de biopolímeros en el tratamiento del suelo mejora sus propiedades físicas y mecánicas, lo cual conlleva en una reducción de los asentamientos. Además, se brindaron recomendaciones donde se resaltó como el precio de los biopolímeros ha bajado, por lo que se les debería tomar en cuenta como material a utilizar en obras reales y se enfatiza que se realicen mayores investigaciones donde se incluyan otros factores que simulen ambientes más reales y no se limite a ambientes controlados en un laboratorio.Ítem Texto completo enlazado Comparación del pavimento permeable con los pavimentos rígidos y flexibles para la mejora del drenaje en el estacionamiento del aeropuerto de Jauja(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-06-27) Artica Salazar, Deyvi Jhonathan; De La Cruz Cruz, Josue Aldair; Zavala Rosell, Guillermo JoséEn la presente tesis de investigación, se identificó un problema medioambiental causado por el tipo de drenaje que se tiene en los pavimentos rígidos y flexibles. Como solución se propone los pavimentos permeables que son parte de la filosofía SuDS. Para poder verificar que el pavimento permeable es viable se desarrolló puntos claves de comparación con los pavimentos rígidos y flexibles en el estacionamiento del aeropuerto de Jauja. Algunos datos tomados en consideración fueron extraídos de tesis con investigaciones similares, para así poder determinar cuál de estos tres pavimentos es el más adecuado para el lugar de estudio. Se empezó revisando los conceptos y características de cada pavimento. Una vez completados todos los conceptos, se pasó a diseñar cada tipo de pavimento basándonos en la Norma AASHTO 93 y ACI 330R - 08. Una vez realizado el diseño, se procedió a evaluar los valores obtenidos de acuerdo a los valores mínimos que nos brinda cada norma para poder tener los espesores correctos. Además, se determinaron puntos de comparación como, por ejemplo, mantenimiento, costos, reciclabilidad, resistencia a la compresión y flexión, entre otros para los tres tipos de pavimento. Estos criterios se evaluaron de acuerdo a un método de puntuación estructurado por los autores, donde se le asignan puntajes a cada pavimento. Estos criterios, a la vez, tiene un peso ponderado según su importancia. Finalmente, se logró determinar qué tipo de pavimento es el que se adecúa mejor a este estacionamiento, obteniendo al pavimento permeable como la mejor opción para dicho lugar. De esta manera se logró evaluar las hipótesis que se planteó.Ítem Texto completo enlazado Análisis de la influencia de la ejecución de pantallas para proyecto de soterramiento de la autopista A5 en Madrid(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-01-10) Obregón Cuzcano, Jesús Francisco; Zavala Rosell, Guillermo JoséLa construcción en las ciudades más grandes del mundo ha ido creciendo año a año, por lo que la necesidad de obras de gran envergadura que faciliten la comunicación en dichas ciudades es de vital importancia para su crecimiento. Bajo esta premisa, se pueden ver grandes construcciones y nuevos proyectos que se tiene para la ciudad de Madrid, los cuales se emplazan en zonas densamente pobladas. Estas zonas pueden ser afectadas por la ejecución de dichas obras, ya sea por las maquinarias que se utilicen o el mismo proceso constructivo. Por esta razón, en la presente tesis, se abarca el análisis de las afecciones que puede ocasionar la obra “Soterramiento de la Autovía A5” en una edificación aledaña a esta. Para evaluar dichas afecciones se propone un plan de auscultación para evitar infortunios como pérdidas humanas y económicas, en el cual se abarca un estudio previo y continuo de las edificaciones, basado en visitas a la edificación en cuestión; además de un control topográfico que indique los movimientos de la edificación en todas las fases del proceso constructivo de la obra. Los datos tomados de dicho control se comparan con un pronóstico de movimientos, el cual es obtenido de la ponderación de una serie de escenarios propuestos en Plaxis, donde se varía las propiedades del suelo. Se propone una serie de umbrales de control, los cuales son rangos que indican las actuaciones que se deben tomar a partir de los movimientos de la edificación. Finalmente, en las conclusiones se indica que el factor más influyente en la modelización de los escenarios en el módulo de elasticidad, el cual debe corroborarse con muestras in situ para validar el estudio.Ítem Texto completo enlazado Ensayos especiales de laboratorio en suelos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-28) Caparachin Vilca, Steisy Graciela; Aquino Chumbile, Kevin Gunter; Patiño Padilla, Rodrigo José; Portal Espino, Jared Fernando; Yeckle Damian, Jose Stefano; Zavala Rosell, Guillermo JoséLa geotecnia es una de las ramas de la ingeniería civil. Uno de sus campos de interés es el diseño de las cimentaciones de los diversos proyectos que se ejecuten. Para la realización de estos diseños, es fundamental determinar las características del suelo y los parámetros geotécnicos que definen su comportamiento como material de cimentación y construcción. Para obtener estos parámetros, se realizan múltiples ensayos de laboratorio tradicionales. En la actualidad, debido a los avances tecnológicos, es posible realizar ensayos de laboratorio de mecánica de suelos más avanzados en lo referente a precisión con la que se obtienen los parámetros geotécnicos de interés. Existe un amplio número de ensayos modernos, los cuales se vienen desarrollando, en la mayoría de los casos, desde hace menos de 25 años. Para el presente trabajo, se realizó una búsqueda de información sobre cinco (5) ensayos que permiten determinar múltiples parámetros geotécnicos para diversos tipos de suelos. Los ensayos seleccionados para esta investigación son el ensayo triaxial con trayectorias de esfuerzos, el ensayo triaxial cíclico, el ensayo de consolidación a deformación constante, el ensayo de consolidación inducida por flujo y el ensayo de consolidación incremental. Para cada uno de los ensayos, se revisó el estado del arte de su aplicación en investigaciones geotécnicas reales y se realizó una descripción general del ensayo, de los equipos utilizados y del procedimiento estándar a seguir. Además, se detallaron los parámetros geotécnicos que pueden obtenerse con cada ensayo. Para ello, se enunciaron las ecuaciones matemáticas planteadas por otros autores. Asimismo, se explicó la aplicación a la ingeniería de cada uno de los ensayos y se compararon los ensayos modernos con sus contrapartes tradicionales. Finalmente, sobre la base de la investigación realizada, se formularon las conclusiones principales sobre cada uno de los ensayos. Entre ellas, destacan la necesidad de realizar adaptaciones a equipos tradicionales (o reemplazarlos) para poder ejecutar los ensayos especiales, la capacidad de estudiar variables geotécnicas bajo condiciones de ensayo y ejecución que no serían posibles con los ensayos tradicionales, y que los ensayos especiales no suelen reemplazar íntegramente a sus contrapartes tradicionales por diferencias notorias entre parámetros obtenibles.Ítem Texto completo enlazado Geosintéticos: tipos, usos, medición y utilización de sus propiedades índice y de interacción con el suelo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-11) Aguilar Herrera, Joyce Lissette; Montenegro Rios, Naysha Verónica; Pauccar Navarrete, Dayana Elizabeth; Luna Torrejón, Ricardo Miguel; Todco Gutierrez, Edgard Jean Piere; Zavala Rosell, Guillermo JoséLos geosintéticos tienen un elevado número de aplicaciones en la ingeniería geotécnica y su uso se incrementó en los últimos años, esto puede ser explicado por el avance tecnológico de estos y la economía que ellos brindan. Por eso, el presente trabajo de investigación consiste en la descripción de los tipos de geosintéticos, las funciones que cumplen y el uso que se les puede dar en proyectos de ingeniería. Además, se explican algunas de propiedades índice y de interacción con el suelo más importantes en el diseño de los mismos, así como los ensayos necesarios para obtener dichos parámetros. Este trabajo resulta importante ya que menciona las características de cada tipo de geosintético, que son necesarias para el proceso de planificación, análisis y diseño de proyectos de ingeniería civil, geotecnia, entre otros. El objetivo principal de la presente investigación es explicar las funciones y propiedades de los geosintéticos aplicables en obras civiles. Para ello, se aplica una metodología de estudio de caso que consiste en la revisión de fuentes académicas confiables y documentos de empresas relacionadas al rubro de la ingeniería geotécnica. Finalmente, como se detalla en la sección de conclusiones, se menciona que los geosintéticos pueden ser aplicados según la función que se desea cumplir, y la elección del tipo de geosintético a usar depende del análisis según las propiedades, el tipo de proyecto, aspectos económicos, entre otros.Ítem Texto completo enlazado Estudio comparativo de metodologías de análisis de licuación de suelos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-10) Avilés Farfán, Gonzalo Benjamín; Grados Trujillo, Darío Augusto; Ochoa Pérez, José Gonzalo; Pariona Palomino, César Gustavo; Vite Heredia, Arom Neil; Zavala Rosell, Guillermo JoséDebido a que la licuación de suelos es un fenómeno que ocurre en varias partes del Perú, surge la necesidad de emplear métodos de análisis de licuación de suelos. Sin embargo, son muy numerosos, por lo que una comparación entre estos es útil para determinar si uno u otro resulta más conveniente dado un cierto escenario particular. Por tanto, el objetivo de este trabajo de investigación es el de realizar un análisis comparativo entre cuatro métodos de licuación de suelos. Específicamente, se busca presentar los cuatro métodos seleccionados, evaluar el potencial de licuación para un suelo dado y comparar los resultados obtenidos y parámetros empleados. Los métodos seleccionados fueron los de: R.W. Boulanger e I. M. Idriss (2014), Kayen R. et al. (2013), Eurocódigo 8 – AENOR (2011) y Cetin et al. (2016). El caso de estudio será para un suelo ubicado en territorio peruano, en específico, en la ciudad de Juliaca en Puno, y para dos sismos: uno esperable en la zona y otro cuya ocurrencia es muy improbable. Se analiza de esta manera para observar cómo varían los métodos con la magnitud y aceleración de un sismo. En este análsis comparativo se encuentra que el método de Cetin et al. (2016) es el más confiable de utilizar, por ser el que considera más variables; mientras que el del Eurocódigo 8 – AENOR (2011) es el más práctico de usar al ser parte de una norma. Además, para sismos fuertes (factores de seguridad de licuación bajos) los métodos tienden a asemejarse para estratos licuables y las curvas basadas en el número de golpes N del ensayo SPT tienen la misma forma, a diferencia del método que emplea la velocidad de ondas de corte. La variabilidad de las propiedades del suelo utilizado, complican el análisis de resultados final en cuanto a la búsqueda de relaciones. Sin embargo, es posible obtener diferencias numéricas cuantificables y cualitativas entre cada uno de los métodos.Ítem Texto completo enlazado Evaluación de la influencia de la interacción suelo-estructura en el margen de seguridad estructural de un pórtico 2D sobre zapatas superficiales en arenas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-31) Valdivia Ruiz, Luis Alberto; Zavala Rosell, Guillermo José; Pando López, Miguel ÁngelActualmente, la omisión de las deformaciones del suelo durante el proceso de análisis estructural de edificaciones se ha convertido en una práctica usual en el Perú que desestima el efecto de la ISE en el margen de seguridad de los elementos estructurales diseñados. Esto se debe a que la fundación usualmente es modelada como nodos sin libertad de movimiento, hecho que puede concluir en un diseño poco conservador. El objetivo de esta investigación es determinar el impacto de la ISE en el margen de seguridad de los elementos estructurales de un pórtico de 4 niveles, diseñado de forma convencional y cimentado sobre arena medianamente densa a densa. La tesis se sustenta en el comportamiento compresible del suelo, descrito inicialmente por Kondner (1963) mediante una relación hiperbólica entre el asentamiento y el esfuerzo aplicado en una zapata, y el procedimiento metodológico desarrollado por Picón & Ruiz (2019), que introduce la ISE en un pórtico plano en base a estudios de Li & Liu (2012) y el método de Winkler (1867). La metodología utilizada insertó la ISE en un pórtico diseñado frente a cargas de gravedad mediante dos procedimientos independientes, un proceso sistematizado de aplicación de ISE y una progresión creciente de distorsiones angulares aplicadas sobre la zapata más cargada. Por último, el impacto de la interacción fue determinado tras analizar la variación de parámetros de seguridad de flexión, corte y carga axial (RM, RV y RP) entre los estados inicial y final. En conclusión, en relación al primer procedimiento, la ISE resulta determinante en la integridad estructural a flexión de las vigas del pórtico analizado en particular, asimismo, el impacto crítico del fenómeno es más evidente al término del segundo procedimiento, donde α2=1/500 disminuye de forma alarmante el margen de seguridad.Ítem Texto completo enlazado Análisis y aplicabilidad en el mercado peruano de los métodos más usados y las nuevas metodologías en el cálculo de asentamientos de zapatas en arcillas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-12) Guedes del Pozo, Rodrigo Fernando; Quispe Rojo, Roberto Manuel; Ancajima Bernal, Alex Paul; Mogollon Jimenez, Sebastian; Campos Mallqui, Kevin Elvis; Zavala Rosell, Guillermo JoséEn el presente trabajo se explica los diferentes tipos de asentamientos generados en una zapata sobre arcilla y se resalta las peculiaridades e importancia de cada uno. A su vez, se describen los daños que pueden ejercer estos asentamientos a la estructura y se contextualiza las condiciones sobre las que la respuesta de la arcilla a esta carga de la cimentación es variada. Por ello, se presenta una variada cantidad de fórmulas usadas y propuestas para el cálculo de los asentamientos de zapatas en arcillas. Dichas formulas se detallan y describen identificando sus requerimientos y condiciones bajo las cuales fueron planteadas. Este punto es importante ya que saber los requerimientos que presenten, así como las condiciones bajo las que se diseñaron ayuda a elegir la correcta o más idónea al momento de requerir el cálculo de asentamientos de zapatas en zarcillas para algún proyecto. Dentro de los métodos evaluados se verán asentamientos inmediatos, por consolidación primaria y por consolidación secundaria. Sabiendo que estamos evaluando para arcillas se toma en mayor consideración el asentamiento por consolidación primaria. Como una de las principales conclusiones del trabajo se tiene que para elegir el mejor método de cálculo se debe tener en cuenta varios factores técnicos, así como económicos, a su vez se debe tener en cuenta el riesgo del diseño para decidir si los esfuerzos extras requeridos para usar métodos más modernos valdrán la pena para el proyecto. Mediante la masificación y difusión de los nuevos métodos se podrá elevar la calidad de los trabajos, así como generar que se sean económicamente factible su uso y registro de información más detallada.Ítem Texto completo enlazado Análisis dinámico de una presa de relaves del tipo eje central en FLAC2D – Caso estudio(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-12) Torres Quiroz, Paola; Zavala Rosell, Guillermo JoséEl objetivo principal del estudio es evaluar el comportamiento de una presa de relaves con recrecimientos del tipo eje central ante la solicitación de cargas sísmicas. La presa alcanzará aproximadamente 90 m de altura, estará cimentada directamente en roca competente y estará conformada por una presa de arranque y cinco recrecimientos. La principal razón de realizar este análisis fue la de verificar la respuesta de la presa ante la ocurrencia del fenómeno de licuefacción en los relaves ubicados aguas arriba del eje de la presa, de modo tal que la contención de los relaves no se vea comprometida ante un evento sísmico. Para lograr el objetivo del estudio se realizó un análisis de deformaciones permanentes inducidas por sismo en el programa de diferencias finitas FLAC 8.0, utilizando modelos constitutivos no lineales como UBCHYST y PM4Silt. Para este fin fue necesaria la ejecución de un programa completo de ensayos especiales para los relaves que serán descargados en el depósito. Además, se utilizaron tres registros sísmicos de terremotos ocurridos en el Perú: (1) Lima, 1974; (2) Moquegua 2001 y (3) Pisco, 2007. Estos registros fueron ajustados al espectro del sismo MCE de acuerdo a los criterios de diseño de la presa. Para la configuración final de la presa se obtuvieron desplazamientos horizontales en la cresta de 0,30 a 1,00 m, y verticales entre 0,50 a 0,80 m. En los bancos intermedios los desplazamientos horizontales estuvieron en el rango de 0,60 a 1,00 m, y los verticales en el rango de 0,20 a 0,30 m. Estos resultados indicarían que podría haber deslizamientos superficiales en los bancos de la presa ante la ocurrencia del evento sísmico de diseño, por lo que será necesario realizar trabajos de remediación locales. Además, no se observan deformaciones cortantes en el cuerpo de la presa que indique la generación de un mecanismo de falla global hacia aguas arriba o agua abajo de la presa. Finalmente, y de acuerdo a los criterios de análisis considerados, se espera que no haya pérdida en la contención de los relaves ante la ocurrencia del sismo de diseño. Adicionalmente, se verificó el comportamiento postsismo de la presa considerando la reducción de la resistencia en las zonas de relaves licuadas, sin embargo, no se obtuvieron deformaciones significativas adicionales a las generadas por el sismo.Ítem Texto completo enlazado Métodos in-situ de obtención de parámetros de resistencia al corte en arcillas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-10) Sulca Marro, Elsa Gabriela; Becerra Quispe, Nilton Diego; Almora Alvarez, Oscar Benjamín; Echevarría Cabrera, Diego Andrei; Montufar Canal, Kevin Andre; Zavala Rosell, Guillermo JoséLos parámetros de resistencia al corte en arcillas son determinantes para obtener el valor de la capacidad portante del suelo y, por ende, en la elaboración de estudios geotécnicos previos a cualquier proyecto de edificaciones o infraestructura. Debido a la habitual presencia de suelos arcillosos en el territorio peruano, existe la obligación de evaluar métodos para la obtención de los parámetros antes mencionados que, aunque involucran la realización ensayos de laboratorio, comprenden también métodos in-situ, cuya demanda es cada vez mayor. Por ello, el presente trabajo de investigación pretende exponer y comparar diversos métodos in-situ que permiten obtener parámetros de resistencia la corte en arcillas, los cuales podrían ser más adecuados para determinar las propiedades del terreno debido a la menor alteración del mismo presente en los ensayos de laboratorio, en vista de la dificultad que significa la extracción de muestras verdaderamente inalteradas. La metodología de la investigación aquí seguida incluye la revisión de fuentes bibliográficas como journals de geotecnia en bases de datos como ASTM y ASCE, de donde también se ha extraído la normativa existente de algunos ensayos tratados en el desarrollo de la investigación y otras fuentes en línea de empresas y profesionales relacionados a la realización de ensayos geotécnicos para describir su procedimiento, los parámetros obtenidos y las limitaciones de cada ensayo. Luego, se comparan los métodos in-situ, con énfasis en la resistencia al corte no drenada Su y se analiza la viabilidad de estos métodos en un proyecto de centro educativo en el distrito limeño de Puente Piedra. Por último, se elaboran las conclusiones de la investigación, donde se resuelve que existen discrepancias entre los resultados obtenidos por cada ensayo in-situ para el valor de Su respecto a ensayos de laboratorio, como la compresión triaxial. Adicionalmente, se señala que el ensayo CPTu es el más óptimo considerando el tiempo y dinero invertido para la realización del ensayo, ofreciendo además una mayor cantidad de parámetros que el resto de ensayos tratados en la investigación.
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