Ingeniería Civil

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Efecto de la humedad en el módulo resiliente de la subrasante
(2019) Navarro Cordero, Mónica Liseth; Aguiar Moya, José Pablo
A nivel nacional se busca mejorar los métodos de diseño de pavimentos utilizados tradicionalmente. Para lo cual es importante realizar investigaciones que permita a los ingenieros contar con parámetros y propiedades reales de los materiales que componen la estructura del pavimento, que generen diseños más ajustados a las condiciones en campo, que a su vez garanticen calidad, durabilidad y optimización de recursos. El objetivo de la presente investigación consiste en generar factores de ajuste que permitan cuantificar el efecto de la humedad en el Módulo Resiliente (Mr) de la subrasante, con el fin de realizar diseños de pavimentos acordes a las características de nuestro país. Para lograrlo se estudiaron tres suelos de diferentes puntos del país a los cuales se le realizaron los ensayos de relación de soporte de california (CBR, por sus siglas en ingles) y de deflectometría empleando el deflectómetro de impacto liviano (LWD, por sus siglas en inglés), comúnmente realizados en campo para determinar el módulo resiliente de la subrasante y se compararon con los resultados del ensayo de Mr en laboratorio, el cual se realizó a cinco porcentajes de humedad diferente, con el fin de analizar el efecto de la variación de la humedad en la rigidez del material. En los resultados obtenidos se observa una variación importante de Mr ante el incremento o disminución de la humedad en suelo, así como la dependencia de este parámetro del estado de esfuerzos, se calibraron por tanto modelos que consideran estas variables. Finalmente se logró demostrar con los resultados de la investigación, la importancia de considerar en el diseño de pavimentos valores de Mr más ajustados a las condiciones reales a las que se encuentran expuestos las carreteras de nuestro país.
Propuesta de modificación del ensayo existente de expansión libre para suelos no saturados
(2017) Esquivel Monge, Mario; Baltodano Goulding, Rafael Stace
Se propuso y ejecutó una modificación a la prueba ASTM D4546-Método C, con el fin de obtener la verdadera relación entre esfuerzo efectivo e hinchamiento que desarrollan los suelos de arcillas expansivas ante varios estados de humedad y carga axial. También se obtuvieron ciertas propiedades físicas y geotécnicas de las muestras. Bajo condiciones controladas de laboratorio, simultáneamente con la prueba de consolidación, se midió la succión matricial y la humedad en tres muestras de arcilla del oeste de San José. Además, de cada muestra se obtuvo su humedad natural, el grado de saturación, la granulometría, la densidad natural, la gravedad específica, los límites de consistencia y un análisis termogravimétrico. Se obtuvo satisfactoriamente la curva de expansión libre corregida por el esfuerzo de succión matricial, y se aplicó dicho resultado al diseño de un relleno de sustitución y de una cimentación profunda. El esfuerzo efectivo de la etapa de expansión libre es totalmente diferente al supuesto por la norma ASTM D4546. El incluir el esfuerzo de succión en el diseño de las estructuras geotécnicas modeladas, produjo resultados significativamente distintos que cuando dichos esfuerzos no fueron adecuadamente considerados.
"Estudio de tres suelos subnormales en relacion con obras de ingenieria"
(1980) Prada Arroyo, Gerardo; Méndez Soto, Oscar Julio
El objetivo de este proyecto es el estudio de tres suelos subnonnales en relación con obras de Ingeniería. Se profundiza en la investigaci6n de un suelo haloisítico por ser un material con características muy especiales, poco estudiado y que probablemente se encuentra con frecuencia, en las regiones volcánicas del país. Los suelos se analizaron por medio de ensayos de laboratorio que permitieron la identificación de sus propiedades físico-mecánicas para, con base en ellas, llegar a determinar el posible comportamiento del suelo como material de cimentación de estructuras, de cimentación vial y/o de préstamo. Se llegó a conclusiones y recomendaciones acerca de la cimentación de la estructura de una iglesia sobre un suelo haloisítico, de la cimentación de una carretera sobre una arcilla expansiva y, acerca del posible empleo de un material de tajo como base estabilizada con cemento y como capa de soporte de la losa de concreto de un pavimento rígido.
Propuesta de una nueva zonificación geotécnica de los suelos de la Gran Área Metropolitana de Costa Rica
(2021) Ureña Bruns, María Paula; Valverde Mora, Marco Antonio
El Código de Cimentaciones de Costa Rica cuenta con una zonificación geotécnica realizada por Bogantes (1999) en la cual se indica la presencia de tipos de suelos. El presente trabajo propone una nueva zonificación geotécnica con el objetivo ampliar y complementar la realizada por Bogantes, a lo largo del territorio de la Gran Área Metropolitana de Costa Rica. Para la elaboración de los nuevos mapas se realizó una base de datos compuesta de datos recolectados de estudios geotécnicos, como el Ensayo de Penetración Estándar (SPT), Límites de Atterberg y Humedad Natural, realizado por la empresa Ingeotec S.A. En total se recopiló la información de 938 proyectos y se analizó la información de 2180 perforaciones, donde la profundidad máxima alcanzada fue 16 m. Una vez recolectada la información se georreferenciaron los datos por medio del Sistema de Información Geográficos QGIS, misma herramienta utilizada para realizar las interpolaciones para generar los mapas geotécnicos. Se generaron mapas de espesor de suelo, consistencia del suelo, mapa de tipo de suelo y mapas de nivel freático en época seca y época lluviosa. Se determinó que la zona noreste de la GAM (Alajuela, los cantones de la provincia de Heredia, Moravia, Coronado, Goicochea, Montes de Oca, Curridabat, La Unión y hacía el norte de Cartago) se tiene presencia de limos y limos colapsables con consistencia de media a blanda, mientras que en la zona suroeste (sur de Alajuela, Santa Ana, Escazú, Alajuelita, Aserrí, Desamparados y al sur de Cartago) predominan las arcillas y arcillas expansivas, tal y como se conoce de la zonificación existente.
Efecto en el módulo resiliente producto del contenido de agua en subrasantes
(2021) Alfaro Varela, Priscilla; Ávila Esquivel, Tania
El objetivo de la presente investigación consiste en generar modelos matemáticos con los cuales se pueda predecir el valor del módulo resiliente (Mr) de las subrasantes a diferentes contenidos de humedad. Para lograrlo se estudiaron tres suelos de diferentes puntos del país los cuales corresponden a limos de alta y baja plasticidad. Se realizaron los ensayos de granulometría, límites de Atterberg, gravedad específica, proctor estándar y se determinaron las curvas características Suelo-Agua mediante el modelo propuesto por Chon kan (2017). El ensayo de Mr se realizó mediante el protocolo propuesto por Ávila (2017) para suelos de grano fino. Las succiones del ensayo se determinaron mediante el grado de saturación al que se encuentran sometidas las subrasantes, el cual se obtuvo del mapa de saturaciones del Lanamme (2021). En los resultados se observa que existe una alta dependencia entre el contenido de humedad (incorporado mediante la succión matricial) y el módulo de resiliencia en el limo de baja plasticidad. Para los limos de alta plasticidad no se evidencia tal comportamiento. Se realiza una base de datos donde se incorpora un cuarto suelo clasificado como arena limosa, analizado por Ávila (2017). A partir de los resultados obtenidos se proponen cuatro modelos, de predicción de Mr, clasificados según la plasticidad de los suelos. Para índices de plasticidad menores 15, los modelos predicen adecuadamente valores de módulo menores a 350000 kPa. Cuando el índice de plasticidad de los suelos es mayor a 15 se predicen adecuadamente valores de módulo menores a 270000 kPa. Se recomienda incluir diferentes tipos de suelos en los modelos con el fin de obtener modelos más precisos.
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 Lorena
En 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.
Plan de auscultación para algunas de las obras geotécnicas en la Ruta Nacional 35, tramo Sifón-La Abundancia
(2019) Cordero Arguedas, Juan Ignacio; Cordero Sandí, Marcia
Las obras geotécnicas que se diseñan para solucionar problemas de inestabilidad de taludes en proyectos carreteros representan una inversión económica considerable. Dichas obras deben garantizar la seguridad de los usuarios que atraviesan estas rutas. Una forma de monitorear el funcionamiento de estas soluciones geotécnicas es mediante la implementación de planes de auscultación, los cuales incluyen el uso de equipos y sistemas de instrumentación para medir las variables que controlan sus mecanismos de falla. La selección de estos dispositivos de instrumentación depende del tipo de estructura geotécnica que se quiera analizar, las características del entorno que la rodea y los mecanismos que controlan la falla de estas estructuras. El presente trabajo de investigación consiste en la creación de un plan de auscultación para tres sitios de investigación de la Ruta Nacional 35, específicamente en un tramo de la carretera Sifón ¿ La Abundancia. En primera instancia, se documentaron los elementos necesarios para poder llevar a cabo un plan de auscultación de obras geotécnicas. Se realizó una descripción del funcionamiento de los equipos de instrumentación que se identificaron como necesarios para cada sitio de investigación analizado. Además, se revisaron diferentes guías y manuales tanto a nivel nacional como internacional, los cuales proporcionan conceptos y criterios que se deben tomar en cuenta para la creación de planes de auscultación para proyectos constructivos, las variables que se deben monitorear según el tipo de obra y las características más importantes de los sistemas de instrumentación y monitoreo de uso convencional y aquellos que se utilizan con mayor frecuencia. Seguidamente, se realizó un inventario de los estudios geológicos y geotécnicos efectuados por la empresa D´GEO a lo largo del tramo de la carretera analizada con el objetivo de documentar ...
Diseño geotécnico de cimentaciones superficiales continuas sobre suelos estratificados
(2018) Sáenz Varela, Sergio Luis; Valverde Mora, Marco Antonio
La 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.
Comparación de valores de módulo resiliente en suelos de subrasante obtenidos por ensayos de campo y laboratorio
(2017) Chaves Hurtado, Sergio; Camacho Garita Edgar Roberto
Existe una variedad de metodologías para obtener valores de módulo resiliente de subrasante para diseño de estructuras de pavimento por medio de ensayos realizados en laboratorio o directamente sobre el suelo en sitio. Dependiendo de la metodología utilizada para la medición del módulo resiliente, se pueden obtener resultados diferentes para un mismo suelo. Por esta razón, se hace necesario establecer correlaciones para poder convertir los resultados generados por un equipo a resultados comparables con los demás equipos. A raíz de esto nace el objetivo de esta investigación que es relacionar valores de módulo resiliente obtenidos por distintas metodologías de ensayo en campo y en laboratorio. Se seleccionaron cinco sitios de estudio y para obtener los valores de módulo resiliente en campo se aplicaron los ensayos de deflectometría de impacto con el Falling Weight Deflectometer (FWD) y el deflectómetro de impacto liviano (LWD, por sus siglas en ingles). Además se obtuvo el valor de módulo resiliente a partir valores de CBR obtenidos de los ensayos con el cono dinámico de penetración (DCP, por sus siglas en ingles) y penetrómetro con anillo de carga. En laboratorio se obtuvo el valor de módulo resiliente por medio del ensayo triaxial cíclico. Los especímenes para este ensayo fueron remoldeados en laboratorio al contenido de humedad en sitio. Los suelos de subrasante encontrados en los cinco sitios de estudio de tipo MH (limos de alta plasticidad) y presentan gran porción de partículas finas. Los dos ensayos de penetración, DCP y penetrómetro con anillo de carga, mostraron muy buena concordancia entre ellos pero mostraron mala relación al compararse directamente con los resultados de laboratorio. Al considerar plasticidad, contenido de finos y contenido de humedad se obtuvo una mejor relación entre los ensayos de penetración y el ensayo de laboratorio. Se generó un modelo para corregir ...
Análisis de flujo en dos dimensiones de la ladera noroeste del Monumento Arqueológico Nacional Guayabo
(2015) Pineda Gamboa, Marco; Baltodano Goulding, Rafael
El objetivo del presente proyecto consistió en evaluar el comportamiento del agua a través de la ladera noroeste del Monumento Nacional Guayabo mediante un modelo de flujo en dos direcciones para reducir su efecto degradante en las estructuras existentes; e identificar los sitios donde el efecto degradante del agua en las estructuras restauradas es mayor. Como parte de la investigación se realizaron perforaciones exploratorias en la ladera que permitieron conocer como está estructurado el suelo. Se caracterizaron dos materiales de estratos cercanos a la superficie en laboratorio, de modo que se pudo conocer sus propiedades ñsicas, hidráulicas y su estado de energía ante ciclos de secado. Con base en estos resultados se elaboró un modelo de flujo calibrado con un balance hídrico y con perfiles litológicos del sitio, de modo que se plantearon varios escenarios de recarga y precipitación correspondientes a las mediciones realizadas en los pozos exploratorios perforados. El modelo cuantificó el caudal que pasa bajo la ladera hacia la zona restaurada y permitió conocer el comportamiento del agua subterránea y los puntos donde esta aflora a la superficie, contribuyendo con la escorrentía superficial. Por último, se identificaron zonas de riesgo en la zona restaurada, a partir del comportamiento del flujo modelado donde debe darse un manejo de la escorrentía superficial, ya que esta aumenta debido a la poca infiltración del agua en el suelo.

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