Ingeniería Civil
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Item Diseño de obras geotécnicas en proyectos hidroeléctricos de América Central(2017) Ulloa Leitón, Adrián Rogelio; Monge Sandí, Ana LorenaSe presenta a continuación la compilación de los cuatro trabajos realizados en los cursos de Taller Aplicado de Maestría, los cuales se presentan como capítulos individuales de este documento. En el primer taller se desarrolló el tema "Propuesta de estabilización de taludes y análisis de capacidad de soporte para las cimentaciones de un puente en un proyecto hidroeléctrico", el cual tuvo como objetivo principal proponer un sistema de estabilización de taludes y realizar un análisis de capacidad de soporte y asentamientos elásticos para las cimentaciones de un puente de 235 m de longitud sobre el embalse del Proyecto Hidroeléctrico Chucás, ubicado en Atenas, Alajuela, Costa Rica En el capítulo 2 se presenta el tema "Diseño de un túnel de conducción para una central hidroeléctrica, en Waslala, Nicaragua", donde se detalla el proceso de diseño del soporte temporal de un túnel de 580 metros de longitud y 3.1 m de diámetro en sección de herradura. Se presenta además la implantación y diseño de las excavaciones de los portales de entrada y salida del mismo. En el capítulo 3 se describirá el proceso de diseño de una pantalla de impermeabilización auxiliar para una presa de gravedad construida en el año 2015 en la provincia de Chiriquí, en Panamá. La misma fue planteada como un sistema de reforzamiento de la pantalla original, la cual presenta deficiencias en su funcionamiento, ya que se tienen zonas de la presa con filtraciones importantes y sub presiones por encima de los niveles admisibles en la fundación. Finalmente, en el capítulo 4 se presenta el diseño realizado de un sistema de protección contra caída de rocas en el sector del canal colector del Proyecto Hidroeléctrico Chucas. Con las obras propuestas en este último trabajo, se busca evitar accidentes, daños y posteriores reparaciones en el edificio de casa de máquinas (área de compuertas) y en la losa de piso del canal colector de esta central hidroeléctrica.Item Túneles falsos y su aplicación a carreteras de montaña en Costa Rica(2021) Arias Infante, Isaac Rodrigo; Valverde Mora, Marco AntonioEl objetivo principal que motivó este trabajo de investigación fue el evaluar la posibilidad de emplear túneles falsos en dos carreteras de montaña de Costa Rica, tomando como casos de análisis un tramo de la ruta nacional (RN) 32 y 27, respectivamente. La importancia radica en valorar una posible solución para disminuir los riesgos a los usuarios y los costos al país, causados por los problemas de estabilidad en estos puntos. La investigación se desarrolló en cuatro fases: 1) Recolección de información acerca de la teoría de los túneles falsos, 2) Caracterización de las rutas nacionales y determinación de tramos vulnerables, 3) Selección del túnel falso que mejor se adapta a la condiciones de cada ruta mediante la metodología de evaluación multicriterio (EMC) y 4) Análisis económico de la implementación del túnel falso cada tramo de estudio. A partir de este proceso, se resuelve que el túnel falso que mejor se adapta a la condiciones estudiadas del tramo de la RN-32 es el túnel falso de avalancha y de la RN-27 es el túnel falso de concreto pretensado con capa de amortiguamiento de llantas. Además, se concluye que es económicamente viable construir túneles falsos para resolver los problemas de estabilidad de taludes que presentan ambos tramos analizados.Item Efecto del Pavimento Asfáltico Reciclado (RAP) en las características mecánicas de las bases estabilizadas con cemento(2021) Abarca Cascante, Pablo Arturo; Salas Chaves, Mauricio JoséEn la presente investigación se evaluó el efecto en las características mecánicas de las bases estabilizadas con cemento hidráulico (BEC) al utilizar material asfáltico perfilado como agregado granular. Se evalúa el desempeño a la compresión de bases estabilizadas generadas a partir de 3 distintas muestras de material asfáltico perfilado (RAP) y una muestra de material de base granular virgen. El desarrollo experimental se divide en 2 estudios de resistencias a la compresión. El primer estudio se basa en el cálculo de un diseño de mezcla patrón que es utilizado por todas las combinaciones de mezcla de las 3 muestras de material asfáltico. El diseño de mezcla patrón se realiza para un porcentaje de 25% de RAP y se aplican los mismos criterios de diseño para las combinaciones de 0%, 40%, 50%, 60%, 75% y 100% de este material en la matriz de agregados granulares. Los resultados de este estudio indican que a mayor contenido de RAP se obtienen valores menores de resistencia a la compresión y de absorción, comprometiendo la integridad de la BEC. En el segundo estudio se evalúa la demanda de cemento necesaria para lograr obtener resultados aceptables de resistencia a la compresión al utilizar un contenido de material asfáltico de 75%. Los resultados indican que se requiere un contenido de cemento cercano al 6% del peso seco total de la mezcla, es decir cerca de un 60% más que la mezcla patrón utilizada para el primer estudio de resistencias a la compresión.Item Evaluación del desempeño del concreto lanzado ya colocado en taludes, mediante ensayos destructivos y no destructivos(2021) Vargas Vargas, Laura; Cordero Sandí, MarciaEl objetivo de la presente investigación fue el evaluar, mediante ensayos destructivos y no destructivos, el desempeño del concreto lanzado en varios taludes ya construidos en Costa Rica. Este permite conocer la condición actual, junto con posibles patologías, de la pantalla de concreto lanzado; y con ello determinar que tanto han cambiado sus características con respecto a las condiciones de diseño originales o a las pautas que rigen la normativa nacional e internacional en cuento a concreto lanzado. Como parte del trabajo se realizó un estudio de artículos, tesis y normativas nacionales e internaciones que se enfocan en el concreto lanzado; posteriormente, se ejecutaron ensayos destructivos y no destructivos en cada talud tales como: extracción de núcleos, número de rebote de concreto endurecido, profundidad de carbonatación, evaluación visual de fisuras, falla a compresión uniaxial, ensayo petrográfico y el ensayo de determinación de densidad, absorción y vacíos en el concreto. Al obtener los resultados, se eligieron las variables más significativas y con ellas se realizó un análisis multicriterio haciendo uso de los porcentajes de error provenientes de comparar los datos obtenidos con las normativas. Este análisis arrojó que tanto el talud de Tarbaca como el de Heredia presentan porcentajes de error relativamente bajos, menores a 40%, excepto en el caso de la carbonatación, siendo esta una patología ya avanzada en ambas cubiertas de concreto; para el caso del talud de LANAMME, de igual forma presenta bajos porcentajes de error, menores a 40%, pero en este caso es el espesor de capa la variable que afecta su evaluación final. Con la información recopilada se presenta una propuesta de metodología para aplicar en otros taludes de Costa Ricca, junto con conclusiones y recomendaciones aplicables a los tres taludes en estudio.Item Bases estabilizadas con cemento y cal(1983) Altamirano Monge, José Luis; Arce Jiménez, MarioLa investigación se divide en dos partes: la primera presenta el fundamento teórico de la estabilización de suelos con cemento y cal y la segunda consiste en un estudie de laboratorio de las propiedades principales de los suelos estabilizados. En los primeros tres capítulos se exponen aspectos tales como las reacciones entre el suelo y el aditivo, los suelos apropiados para ser estabilizados, propiedades típicas de los suelos estabilizados y los métodos para seleccionar el tipo de aditivo y la cantidad adecuada. En el cuarto capítulo se describen brevemente las pruebas de laboratorio necesarias para la caracterización de los suelos. En el capítulo 5 se realiza un análisis de la influencia de factores tales como contenido de aditivo, contenido de finos y edad de cura en las siguientes propiedades: densidad máxima, resistencia a compresión y módulo de deformación.Item Capacidad de soporte en suelos estratificados; Diseño de tablestacado para la estabilización temporal de una torre ; Diseño de un bloque rígido con micropilotes como cimentación de un poste autoportante en Puntarenas ; Diseño de un sistema de columnas de grava para el mejoramiento de suelos en un proyecto geotérmico(2018) Cruz Lizano, Karol; Monge Sandí, Ana LorenaEn el presente documento se integran los cuatro talleres aplicados elaborados entre los años 2014 al 2017, que forman parte del Plan de Estudios de la Maestría Profesional en Ingeniería Geotécnica. Los temas y el objetivo general de cada uno de los Proyectos Profesionales elaborados con asesoría académica son los siguientes: Taller Aplicado 1: Capacidad de soporte en suelos estratificados. El objetivo general del Taller 1 es analizar el diseño de una cimentación superficial y sus respectivos asentamientos en suelos estratificados utilizando diferentes metodologías. En el Capítulo 1 se presenta el desarrollo del tema. Taller Aplicado II: Diseño de tablestacado para la estabilización temporal de una torre. El objetivo general del Taller II es diseñar el sistema de estabilización temporal mediante el uso de tablestacado para una torre de transmisión la cual se encuentra ubicada en una zona de alto riesgo por deslizamiento. en la localidad de Tres Equis de Turrialba. En el Capítulo II se presenta el desarrollo del tema. Taller Aplicado III: Diseño de un bloque rígido con micropilotes como cimentación de un poste autoportante en Puntarenas. El objetivo general del Taller 111 es diseñar la cimentación de un poste autoportante mediante el uso de un bloque rígido complementado con micropilotes el cual se encuentra ubicado en una zona de alto potencial de licuefacción, en Ja provincia de Puntarenas. En el Capítulo III se presenta el desarrollo del tema. Taller Aplicado IV: Diseño de un sistema de columnas de grava para el mejoramiento de suelos de un proyecto geotérmico. El objetivo general del Taller IV es diseñar un sistema de columnas de grava para el mejoramiento de suelos en un Proyecto Geotérmico, con el fin de garantizar el asentamiento máximo permitido por algunas estructuras a construir; para el caso de análisis debe ser como máximo 1 cm. En el Capítulo se presenta el desarrollo del tema.Item Diseño geotécnico de cimentaciones superficiales continuas sobre suelos estratificados(2018) Sáenz Varela, Sergio Luis; Valverde Mora, Marco AntonioLa construcción de cualquier edificación está acompañada por el diseño geotécnico de las cimentaciones. Según la formación geológica de los diversos sitios de fundación se presenta una gran variabilidad en cuanto a las propiedades de deformabilidad y resistencia de los suelos estratificados. Actualmente, existen una serie de métodos para obtener la capacidad de soporte en este tipo de materiales; sin embargo, poseen una serie de limitaciones y se aplican solamente a casos muy específicos. En el presente trabajo se analiza la aplicabilidad de los métodos de equilibrio límite y de elementos finitos para obtener la capacidad de soporte de cimentaciones superficiales continuas sobre suelos estratificados. Se utiizó el método Sarma 73 para análisis de equilibrio límite, ya que se trata de un método riguroso que no requiere de un proceso iterativo. Para los análisis de elementos finitos se utilizó el programa SIGMA/W. Este último método permite además conocer las defomarciones que se obtiene para cada uno de las presiones analizadas. Esta investigación logró comprobar la aplicabilidad de los métodos de equilibrio límite y elementos finitos como poderosas herramientas para el diseño geotécnico de cimentaciones superficiales continuas en medios heterogéneos. Se presenta además un programa de fácil uso y que utiliza el método de Sarma 73 para el cálculo de factor de seguridad relacionado con una presión de hundimiento, para medios bicapa.Item Análisis de estabilidad en el 22 km de la RN 209 San Ignacio de Acosta-San José, sector conocido como "La Vuelta Hundida"(2018) Fallas Araya, Josette Elena; Cordero Sandí, MarciaDesde hace más de 10 años en el kilómetro 22 de la Ruta Nacional 209, San Ignacio de Acosta-San José, se presenta un hundimiento en la carretera, bien definido por el agrietamiento que se genera, el cual interrumpe el tránsito en la vía. Se presentaron 2 eventos particulares que mantuvieron cerrada la vía por más de 4 días, al presentarse un daño estructural severo en la carretera, específicamente el Huracán Tomas en el 2010 y la Tormenta Nate en 2017. La solución que hasta el momento se ha implementado en el sitio corresponde a la nivelación de la carpeta asfáltica, sin embargo el problema persiste, por lo que se planteó analizar la estabilidad del sector. Se realizó la caracterización meteorológica y geológica del sitio, mostrando el régimen de precipitación y las formaciones geológicas predominantes en el sitio. Se realizó la caracterización física y mecánica, por medio de ensayos de laboratorio y campo, se identificaron principalmente dos estratos de suelo, esencialmente categorizados como arenosos, y un tercer y cuarto estrato caracterizados por medio de geofísica, como materiales de buenas características mecánicas. Empleando el programa ArcGIS y con la topografía de detalle se obtuvo el modelo de elevación digital y se identificó el perfil más crítico y representativo del sitio. Se realizó el modelo geotécnico y con el programa GeoStudio se analizó la estabilidad bajo la metodología de equilibrio límite de Morgenstern & Price, para la condición drenada, en el caso estático y pseudoestático, variando la profundidad del nivel freático y la zona de salida de la superficie de falla. Se obtuvo factores de seguridad que indican estabilidad en el terreno con superficies de falla no compatibles con lo visto en sitio, por lo que se describe el mecanismo de falla considerando el comportamiento de los compuestos del material. La superficie de falla finalmente ...Item Evaluación del aspecto de la topografía de laderas naturales, y su influencia sobre la estabilidad de taludes en suelos residuales de Costa Rica(2012) Chaves Vargas, César Andrés; Vargas Monge, WilliamEste estudio plantea y verifica la hipótesis de que el aspecto u orientación de la superficie influye sobre la estabilidad de las laderas naturales conformadas por suelos residuales en nuestro país. Se propone también como hipótesis que el aspecto está determinado por la dirección de los vientos alisios y la geotectónica de Costa Rica. La verificación de la hipótesis fue realizada mediante el análisis de la topografía digitalizada de Costa Rica en los sistemas de información geográfica ArcView y ArcGIS. Para el análisis del aspecto de todo el país se utilizó la topografía digital con escala 1:200.000 del Instituto Geográfico Nacional (IGN) y para otros análisis se utilizaron las topografías digitales con escalas 1:50.000 y 1:10.000 del IGN y 1:25.000 de la Comisión Terra, del Ministerio de Ambiente, Energía y Telecomunicaciones (MINAET). Se crearon modelos de elevación digitales, con base en una red irregular de triángulos (TIN) y en una superficie hidrológicamente correcta {TIR). En primera instancia, se analizó y determinó la influencia de la escala, el tamaño de celda y el tipo de modelo sobre los resultados. Se encontró que el método TIR es más adecuado para el análisis del aspecto y que Ja escala es determinante del tamaño de celda óptimo. Se verificó Ja coincidencia de ,la distribución del aspecto de una misma área a través de las escalas. Se analizó Ja distribución del aspecto de todo el país y se encontró que las direcciones (acimuts) predominantes del aspecto de Costa Rica son 45° (rumbo N45ºE) y 225° (rumbo S45ºW). Esto confirma una relación aparente entre los máximos y la dirección predominante de los vientos alisios en el país. Adicionalmente, se presentan máximos relativos en 0°-180º (N-S) y 135°-315° (SW-SE). Se analizó el rumbo de las fallas geológicas del país según Denyer, Montero y Alvarado (2009) y se demostró que ...Item Asentamientos en la ciudad de Santiago de Puriscal debidos al abatimiento del nivel freático(2012) Corrales Jiménez, Gabriel Jesús; Sáenz Aguilar, SergioSantiago de Puriscal está afectado por un deslizamiento que ha provocado daños importantes en su infraestructura y que representa un riesgo constante, al tener potencial para provocar el colapso de la ciudad, en caso de un evento sísmico o de lluvias torrenciales. En trabajos anteriores se llegó a la conclusión de que la solución más apta para su estabilización, consiste en la implementación de galerías filtrantes para abatir el nivel freático y aumentar así la resistencia cortante del suelo. Sin embargo, un abatimiento del nivel freático causa un aumento en los esfuerzos efectivos del suelo, lo que provoca asentamientos por consolidación. El propósito de este trabajo fue realizar una estimación de los asentamientos que se producirían al aplicar esta solución al deslizamiento, proyectar los asentamientos a través del tiempo y elaborar mapas para representar su distribución en la ciudad. Los datos utilizados para realizar los cálculos de asentamientos fueron obtenidos a partir de informes de perforaciones hechos por distintas empresas e instituciones, y de los resultados de ensayos de laboratorio, de donde se obtuvieron los parámetros de compresibilidad de las capas superficiales de distintos puntos de la ciudad. Las muestras para estos ensayos fueron extraídas de sitios cercanos a las perforaciones, de forma que fueran representativas de la capa más superficial de los sitios de perforación, para posteriormente calcular los asentamientos en todo el espesor de la capa compresible, realizando ajustes basados en los valores de NSPT de las perforaciones. Las proyecciones de los asentamientos en el tiempo se realizaron en los mismos puntos que los cálculos de asentamientos, a partir de los coeficientes de consolidación de los sitios de muestreo más cercanos. Los mapas de la distribución de los asentamientos fueron elaborados con el Sistema de Información Geográfica ArcGIS, ...
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