Ciencias con mención en Ingeniería Civil
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Item 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.Item Caracterización de arcillas expansivas y mitigación de riesgos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-06) Peralta Tingal, Sandra Paola; Cerrón Holgado, Kevin Leonardo; Cerrón Estévez, Nilger Luis; Carrasco Boza, Cesar Augusto; Quispe Arroyo, Kenyi Wilmar; Zamora Beyk, Juan PabloLa presencia de suelos arcillosos expansivos ocasiona problemas durante y después de una construcción, en el segundo caso se producen daños en la estructura que ocasionan grandes costos de reparación. Por ello, es importante conocer el comportamiento de este tipo de suelo a través de un análisis de sus características físicas, mecánicas y mineralógicas, además de métodos para reconocer la presencia y el potencial de expansión de la arcilla y así poder plantear la alternativa más adecuada para mitigar los riesgos asociados a este tipo de suelo. Para identificar la presencia de arcillas la norma E.050 de Suelos y Cimentaciones recomienda ensayos para identificar características físicas y mecánicas, otra forma de identificarlas es por medio de identificación mineralógica, además de métodos directos e indirectos. Todos los métodos se centran en determinar el potencial de hinchamiento de las arcillas expansivas que pueden ser bajo, medio, alto o muy alto. En base a este potencial se plantea si es mejor el reemplazo de suelo, el mejoramiento de suelo o simplemente evitar la construcción en dichas zonas por el peligro que representan. Además, al identificar los lugares en Perú con presencia de arcillas y revisar algunos casos y las soluciones empleadas ya sea a corto, mediano o largo plazo. Se concluyó que faltan estudios de suelos en diversos lugares del país, pero se sabe que las arcillas predominan principalmente en el norte. Y se sugiere buscar otras formas para mejorar el suelo con un menor costo e impacto ambiental, ya que el Manual de Carreteras (2014), para el caso de la subrasante, solo sugiere el uso de cal y cemento Portland.Item Sistemas de precarga para suelos arcillosos saturados(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-04-19) Felices Tineo, Lizeth Sofía; Burgos Pérez, María Valeria; Escalante Pillaca, George Henry; Castañeda Vasquez, Ángel Fernando; Campos Verdi, Piero Steve; Soto Dueñas, Milagros del PilarEl ser humano se enfrenta cada vez a mayores retos geotécnicos para construir estructuras, ya que las zonas geológica y geotécnicamente favorables son cada vez más escasas. Una de las técnicas más antiguas y que siguen siendo utilizadas para el mejoramiento del terreno es el uso de la precarga. El objetivo de la precarga en suelos blandos saturados es reducir el asentamiento cuando se lleva a cabo la construcción real en el sitio. Este objetivo se logra acelerando el proceso de consolidación de estos suelos, ejerciendo presiones e implementando medios para el drenaje de agua. En esta investigación se busca comparar los distintos tipos de precarga que son ejecutados en proyectos de ingeniería, los cuales son el sistema de precarga con material de relleno y con vacío. Este último tiene dos tipos: precarga con vacío con membrana hermética y precarga con vacío de dren a dren. Se recopila información de cada uno de estos sistemas, tanto en sus características propias y como su aplicación en distintas obras de ingeniería. Al finalizar, se presentan tablas comparativas de cada método, donde se detallan ventajas, aplicabilidad, desventajas y limitaciones.Item Estabilización de una subrasante arcillosa de baja plasticidad con cenizas de cáscara de arroz(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-15) Escobar Sulca, Juan Jesús; Quispe Sánchez, Giancarlo Djorkaef; Quispe Salazar, Fernando Raúl; Arana Soto, Jammy Bryan; Huarcaya Quiquia, Rosario Belén; Soto Dueñas, Milagros del PilarLas construcciones sobre subrasantes arcillosas son en algunos casos no recomendables debido a la inadecuada capacidad portante de este tipo de suelo para soportar las cargas de tránsito trasmitidas por la estructura de un pavimento. Ante ello, la estabilización de suelos es una técnica muy utilizada en la construcción de vías pavimentadas y vías no pavimentadas ubicadas sobre subrasantes pobres. Esto debido a que los métodos de estabilización permiten mejorar las propiedades ingenieriles y de durabilidad de las subrasantes. Entonces, esta investigación busca dar a conocer una técnica de estabilización de suelos a través del uso de cenizas de cáscara de arroz. Este agente estabilizador además de mejorar las propiedades mecánicas de una subrasante, al mismo tiempo representa una solución ecoamigable. Ello puesto que el uso de las cenizas de cáscara de arroz ayuda a minimizar la producción de desechos que se eliminarán al medio ambiente. Este trabajo de investigación consistió en el desarrollo de una revisión bibliográfica de estudios experimentales en donde se estabilizaron muestras de arcillas de baja plasticidad (CL) con diferentes porcentajes de cenizas de cáscara de arroz. Ello con el objetivo de identificar que propiedades ingenieriles mejoran en una arcilla con la aplicación de este agente estabilizador. Además, se determinó porcentajes de contenido óptimo de cenizas para las propiedades físicas, las propiedades mecánicas, las propiedades de resistencia y las propiedades hidráulicas en muestras de arcilla estabilizadas. Respecto a las propiedades físicas, los resultados muestran un incremento del límite líquido y una disminución del límite plástico conforme aumenta el porcentaje de cenizas de cáscara de arroz. Además, la gravedad específica del material estabilizado disminuye entre un 5% a 9% con el incremento del agente estabilizante. Las propiedades mecánicas de arcillas estabilizadas muestran un incremento de la capacidad portante CBR conforme se aumenta la presencia de cenizas de cáscara de arroz; sin embargo, luego del porcentaje óptimo, el cual es cercano al 15%, el valor máximo de CBR tiende a disminuir. De los ensayos de compactación tipo Proctor, se observó que conforme se incrementa las cenizas de cáscara de arroz, la máxima densidad seca (MDD) disminuye y el contenido óptimo de humedad (OMC) aumenta. Respecto a las propiedades de resistencia, de los ensayos de comprensión no confinada se obtuvo un contenido óptimo del 25% de cenizas de cáscara de arroz, luego del cual la resistencia a la comprensión tiende a disminuir. Lo mismo se observó de la recopilación bibliográfica de ensayos triaxiales llevados a cabo en muestras arcillosas estabilizadas con cenizas, en donde, el porcentaje óptimo fue del 25%, pasado este valor las propiedades resistentes como la cohesión y el ángulo de fricción disminuían. Finalmente, del análisis de las propiedades hidráulicas, se observó que, a mayores porcentajes de cenizas de cáscara de arroz, el coeficiente de permeabilidad tiende a disminuir debido a la cementación de las partículas de suelo que reduce la tasa de flujo en el suelo estabilizado. La investigación concluye que el uso de cenizas de cáscara de arroz como material estabilizante de subrasantes arcillosas demuestra ser una técnica muy apropiada y óptima debido al mejoramiento de las propiedades como la capacidad portante, el ángulo de fricción y la cohesión. Además, otras ventajas favorables es su disponibilidad y el menor impacto ambiental en comparación con otras técnicas de estabilización.Item Análisis comparativo de métodos para el cálculo del asentamiento de cimentaciones superficiales sobre suelo granular(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-06) Ramírez Gonzáles, Renzo Martín; Alva Melgarejo, Giancarlo; Falcón Cabrera, Alexis Bernabé; Polo Huamán, Pamela; Ortega Ramos, Erika Estefany; Anaya Infantes, John Steven; Zamora Beyk, Juan PabloPara el diseño de cimentaciones superficiales en suelos granulares es necesario controlar el asentamiento que pueden sufrir estas por acción de las cargas aplicadas. Por lo tanto, el problema geotécnico referido al cálculo de este parámetro se vuelve importante, y es necesario enfocarlo desde diversos puntos de vista en cuanto al método de solución a utilizar. Hoy en día, existen diversos métodos con los cuales es posible estimar el asentamiento de cimentaciones superficiales en suelos granulares, cada uno de estos con sus propias consideraciones, tanto en los parámetros de entrada que se utilizan como en el procedimiento de cálculo. En esta investigación, se analiza comparativamente los valores de asentamiento de una zapata cuadrada de 1m de lado cimentada en un estrato de suelo granular, ubicado en el distrito de La molina en Lima, obtenidos empleando cinco métodos analíticos (Elástico, Meyerhof, Terzaghi y Peck, Parry y Burland & Burbridge) y el método computacional utilizando el programa de elementos finitos Plaxis 2D (con el modelo constitutivo Mohr - Coulomb), considerando variaciones progresivas en las cargas aplicadas. De esta forma, se definen las principales diferencias entre los métodos estudiados, los cuales se refieren a la definición de parámetros de entrada, procedimiento de cálculo y la complejidad de la solución. Asimismo, se precisan tendencias en cuanto a la coincidencia entre los métodos analíticos con el computacional, teniendo en cuenta las diversas variables mencionadas anteriormente.