Ingeniería Civil
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Item Caracterización de la curva esfuerzo-deformación de prismas de mampostería con bloques de concreto de 20x20x40 cm bajo carga axial(2023) Vargas Rodríguez, Víctor Andrés; González Beltrán, GuillermoEl presente estudio tiene como propósito Caracterizar la curva de esfuerzo-deformación que muestra el comportamiento en compresión axial de prismas de mampostería de concreto utilizando bloques de 200x200x400 mm por medio de pruebas experimentales para verificar si los valores específicos de diseño son adecuados. Para esto, se utilizaron prismas de mampostería conformados por bloques de concreto de 20 cm de espesor, clase A. morteros tipo M, N y S así como prismas con concreto de relleno y sin este (rellenos y vacíos) para un total de 6 combinaciones de prismas fallados a compresión; Relacionando la resistencia de los componentes con la resistencia del prisma e identificando el módulo de elasticidad y deformación ultima de los prismas. Los materiales que conforman los prismas cumplen con los valores de resistencia mínima indicados en el CSCR 10-14 y los datos generados en esta investigación permiten comparar los parámetros de diseño de la mampostería presentes en la normativa internacional con el comportamiento del material nacional utilizado. Los resultados obtenidos amplíen la muestra de datos de materiales nacionales para futuras investigaciones u otros proyectos que los requieran.Item Obtención del módulo de elasticidad, deformación última y la resistencia a la compresión en prismas de mampostería por medio de la curva esfuerzo-deformación de bloques de 12x20x40 cm bajo carga axial concéntrica(2023) Quirós Castro, Yoshua Daniel; Ramírez Villalba, AndreaEste estudio tiene como propósito determinar el comportamiento a compresión de la mampostería de concreto bajo carga axial concéntrica, por medio de la derivación de las curvas esfuerzo-deformación unitaria. A partir de estas curvas, se puede encontrar las propiedades mecánicas de resistencia a compresión, módulo de elasticidad y la deformación unitaria última de la mampostería hueca y rellena. Para esto, se utilizan prismas de mampostería conformados por bloques (completos) de concreto de 12 cm de espesor, clase A. Además, se incluyen las siguientes variables como parte del análisis: el tipo de mortero, prismas huecos y rellenos. En el caso de mortero se emplean los tipos M, S y N; por su parte, para los prismas rellenos se maneja una resistencia del concreto de relleno constante. Asimismo, se establece una correlación entre la resistencia de la mampostería, la resistencia de los bloques y la resistencia del mortero para ver la influencia que tienen estos resultados sobre la mampostería hueca y rellena. La información generada de esta investigación ampliará el registro experimental a nivel nacional, lo que permitirá establecer un comportamiento local de la mampostería, con mayor precisión, y así comparar los parámetros de diseño de la mampostería expuestos por la normativa internacional. A su vez, se busca que estos resultados sirvan de insumo para futuras actualizaciones del Código Sísmico de Costa Rica, específicamente para el capítulo de mampostería.Item Determinación de la curva esfuerzo-deformación de prismas de mampostería con bloques de concreto de 15x20x40 cm bajo la aplicación de cargas axiales concéntricas(2023) Sibaja Víquez, Steven Alberto; Ramírez Villalba, AndreaEl presente estudio tiene como finalidad determinar las principales propiedades mecánicas de la mampostería a nivel local, haciendo uso de bloques de 15x20x40 cm. Para la obtención de estas propiedades (resistencia a la compresión f’m, módulo de elasticidad Em y deformación unitaria) se fabricaron prismas de mampostería conformados por dos bloques completos de altura, considerando las siguientes variables: presencia o ausencia de concreto de relleno y morteros tipo M, S y N. Además de resumir los resultados experimentales, se procedió a plantear una correlación entre la resistencia a compresión de la mampostería, la resistencia de los bloques de concreto y la resistencia del mortero de pega con la finalidad de encontrar la influencia que tienen estos parámetros en las propiedades mecánicas de la mampostería. Se busca que los resultados obtenidos en el presente estudio incrementen la base de datos a nivel local en materia de mampostería, lo cual permitirá definir el comportamiento de la mampostería con mayor determinación, y de esta forma, establecer comparaciones con el CSCR 2010-14 y el TMS 402-16. Por otra parte, se busca que la información recopilada en el presente estudio sirva como insumo para el mejoramiento del capítulo de mampostería del Código Sísmico de Costa Rica.Item Prueba piloto de un sistema de pesaje dinámico basado en la deflexión vertical de un puente Bailey(2019) Carrillo Rojas, Wilberth Stif; Liu Kuan, Yi ChengEl trabajo consistió en la implementación de una prueba piloto para validar el método de pesaje dinámico de puentes mediante la medición de la deformación vertical de un puente modular. El método además de ser la primera vez que se implementa en el país, es la primera vez que se implementa mediante el análisis de imágenes digitales. Se midieron las líneas de influencia en campo del camión de prueba utilizado y de los demás camiones que transitaron por la estructura a la hora del muestreo. Se realizó la clasificación vehicular por rango de deformación y la eliminación del ruido producto de las vibraciones del puente por la velocidad de ruedo de los vehículos. Posteriormente se procedió a la calibración del modelo analítico 2D con las deformaciones estáticas de la estructura con la ubicación de los ejes del camión de prueba en puntos específicos capturados por medio de dos cámaras web. El modelo se calibró mediante la rigidez de las conexiones de las cuerdas inferior y superior para obtener un modelo que asemeje a la realidad de la estructura. Una vez calibrado el modelo 2D, se procedió a realizar la prueba de predicción de carga para diferentes tipos de vehículos para obtener el peso de esos vehículos a partir de la deformación que provocaron en la estructura.Item Caracterización de la curva esfuerzo-deformación de prismas de mampostería con bloques de concreto de 120 mm y 150 mm de espesor bajo carga axial concéntrica(2019) Núñez Sánchez, Bryan; González Beltrán, GuillermoEste proyecto pretende analizar el comportamiento de la curva esfuerzo-deformación en prismas de mampostería con bloques de concreto ensayados bajo compresión axial. Con estas, se extrae información importante como el módulo de elasticidad y deformaciones unitarias pico. Se confeccionaron 40 especímenes con distintas configuraciones tomando como variables el espesor de las unidades de mampostería (120 mm y 150 mm) y el tipo de mortero (N y S) en prismas huecos y rellenos. Los prismas fueron construidos y ensayados de acuerdo con la norma INTE C55 en el Laboratorio de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica (LanammeUCR). Se generó un montaje experimental con una estructura externa a los prismas con transformadores diferenciales de variación lineal ( ¿Linear Variable Differential Transformer¿ o LVDT) en una longitud controlada de 200 mm que permitiera la inclusión de un bloque de altura y una sisa, de manera que se pudiera obtener la deformación unitaria asociada a la carga aplicada y con esto poder plotear las curvas. Los resultados mostraron que para el montaje experimental es importante utilizar dispositivos de medición de deformaciones con una precisión mayor a 0,01 mm debido a que al inicio del ensayo, se dan deformaciones extremadamente pequeñas en la mampostería que pueden ser difíciles de captar. Además, se logró ver que, en apariencia, la rama descendiente en las curvas es extremadamente sensible a la rigidez del sistema. Por lo tanto, el comportamiento post pico se puede alcanzar solo si la rigidez del sistema es mucho mayor que la rigidez del prisma. Por último, la mayoría de las curvas muestran una falla repentina después de alcanzar la deformación unitaria pico debido a la liberación de energía almacenada en la máquina de prueba y puede ser corroborado por los modos de falla.Item Evaluación de la calidad constructiva de las capas de pavimento flexible mediante el control de la rigidez en obra(2016) Amén Muñoz, Sebastián; Loría Salazar, Luis GuillermoLa rigidez de las capas de pavimento está asociada a la relación que existe entre los esfuerzos aplicados y la deformación producto de los mismos esfuerzos. A su vez, esta rigidez está íntimamente ligada con las respuestas y deterioros de una carretera. En la actualidad, durante el proceso constructivo hay una continua verificación de la densidad de compactación, sin embargo, hay muchos casos en donde, posterior a la construcción se aprecia que el pavimento no tiene el desempeño estructural y funcional deseado, a pesar de satisfacer un control de densidad en el proceso constructivo. Es por este motivo que es imperativo llevar un control tanto de compactación como de rigidez. Como parte de este proyecto, se trabajó con tramos de la carretera Sifón ¿ La Abundancia, en Alajuela. Se realizaron ensayos de deflectometría utilizando tanto el Deflectómetro de Impacto como el Deflectómetro Liviano. Se utilizó el equipo sobre la carpeta asfáltica, sobre la base estabilizada con cemento y sobre la subbase granular, en las cuales se determinaron las deflexiones en campo y posteriormente se realizó un retrocálculo para determinar los módulos de cada capa. Se comparó los resultados de módulos en campo con los módulos de diseño y se concluyó que los módulos de las capas retrocalculados son significativamente mejores a los concebidos en el diseño. Finalmente, se comparó los valores de los módulos de capa con los porcentajes de compactación para determinar alguna tendencia entre ambas variables. Según los resultados obtenidos, no existe relación directa de la densidad de compactación con los módulos de las capas, pues en las estaciones medidas se obtuvo una densidad in situ uniforme, situación que no reflejaba la variabilidad en los módulos de capas.Item Análisis de estabilidad de taludes en suelos cohesivos considerando los desplazamientos(2011) Arroyo Castro, Houseman Miguel; Valverde Mora, Marco AntonioHistóricamente los análisis de estabilidad de taludes se han realizado mediante la metodología de equilibrio límite, a pesar de sus limitaciones, como el no cumplir con la compatibilidad de las deformaciones entre otras simplificaciones que asume dicha metodología. En la actualidad con el avance tecnológico, han surgido paquetes de análisis mediante la técnica de elementos finitos con gran potencial de aplicación en Ingeniería Civil. En este trabajo se comparan las metodologías de equilibrio límite y elementos finitos en el campo de la estabilidad de taludes y a su vez se analiza el efecto de las variables que intervienen en dichas metodologías sobre la estabilidad de taludes en suelos cohesivos de diferentes consistencias. Además se analizó la relación entre el factor de seguridad de un talud con edificaciones de hasta tres niveles (cargas) en la cresta, obtenido mediante equilibrio límite y mediante elementos finitos. Los análisis se realizaron utilizando el programa GeoStudio 2004. A partir de los resultados obtenidos se evalúa si el no cumplir con la compatibilidad de las deformaciones en los análisis es determinante, o si por el contrario la metodología de equilibrio límite es suficiente para garantizar la seguridad de una obra cercana a un talud, esto en cuanto al factor de seguridad se refiere. Además, se establecen recomendaciones para la distancia de retiro mínima de una obra, de forma tal que esta no sea afectada por la presencia de un talud con características geotécnicas similares a las utilizadas en este trabajo. También se obtuvieron correlaciones entre el factor de seguridad y las deformaciones producidas por las cargas modeladas. La importancia de este trabajo radica en establecer criterios que tomen en cuenta tanto la resistencia y la deformación del medio soportante, ya que ambos factores interactúan en el desempeño de una obra, esto apoyado en las herramientas ...Item Efectos de la sobre compactación en la resistencia y deformabilidad de suelos cohesivos(2012) Ulloa Leitón, Adrián Rogelio; Sáenz Aguilar, SergioLa compactación mecánica constituye un método comúnmente utilizado para el mejoramiento de suelos. Sin embargo, es común que en el campo no se lleve a cabo un control adecuado del proceso y se exceda la energía de compactación aplicada respecto a la recomendada. Esta investigación tiene como objetivo determinar la influencia que tiene la sobre-compactación en la resistencia y deformabilidad de tres tipos de suelos cohesivos, a través de pruebas prácticas de laboratorio. Además, este trabajo permite cuantificar el grado de afectación que estos suelos pueden sufrir en sus propiedades mecánicas a través del incremento gradual de la energía de compactación aplicada. Para estudiar las variaciones en la resistencia se realizaron ensayos de compresión inconfinada, corte directo y triaxiales UU sin saturar a muestras compactadas con diferentes energías específicas. Para analizar la deformabilidad de los materiales compactados, se ejecutaron ensayos de consolidación unidimensional. Con los resultados obtenidos se concluye que altos niveles de sobre-compactación pueden generar condiciones no deseables en el comportamiento mecánico de los suelos. La resistencia de los suelos no crece indefinidamente con la energía de compactación aplicada, sino más bien que tiende a disminuir cuando esta energía es excesivamente alta. Los efectos en la resistencia al cortante de los suelos se encuentran asociados a modificaciones en su estructura interna, y pueden ser apreciados a partir de los cambios en las relaciones peso-volumen (peso unitario seco, relación de vacíos, saturación) de las muestras compactadas bajo distintas energías específicas. De los ensayos de consolidación se tiene como comportamiento general que ante el aumento en la energía de compactación aplicada, se obtienen estructuras más deformables, donde los índices de compresibilidad y re-compresión de los materiales aumentan progresivamente.Item Análisis de estabilidad de taludes según la geometría de corte en suelos cohesivos(2015) Chaves Márquez, Diego Armando; Sáenz Aguilar, SergioA través de los años, los análisis de estabilidad de taludes se han llevado a cabo mediante la metodología de equilibrio límite, donde la principal limitación es el no cumplir con la compatibilidad de las deformaciones. Posteriormente, gracias a software especializado en la estabilidad de taludes, el uso de la metodología del elemento finito ha sido ampliamente utilizado, la cual contempla las deformaciones generadas en la masa de talud en estudio. En el presente trabajo se compara las metodologías de equilibrio límite y elementos finitos al estudiar la estabilidad de cuatro secciones típicas de cortes de talud. Estos cortes de talud se estudiaron para tres alturas de talud, con cuatro inclinaciones distintas de pendiente, tanto en una condición estática como una condición pseudoestática mediante el programa de GeoStudio 2007. Los resultados de estabilidad y deformación son analizados estadísticamente, definiendo las funciones que mejor se apegan a su comportamiento y a su valor de correlación (R2), para las relaciones entre los factores de seguridad y deformación, según la metodología empleada (equilibrio límite o elementos finitos) en cada uno de los cortes de talud analizados. Finalmente, los resultados obtenidos son comparados mediante dos normativas internacionales y la normativa nacional referente al Código Geotécnico de Taludes y Laderas de Costa Rica, para así identificar las secciones de corte de talud con mejores resultados de estabilidad y desplazamiento. La importancia del presente trabajo radica en identificar las secciones de corte de talud con mejor comportamiento en materia de estabilidad y desplazamientos, y poder comparar los resultados obtenidos mediante dos metodologías, apoyado en las herramientas computacionales disponibles en la actualidad como lo es GeoStudio 2007.