Ingeniero Civil / El presente estudio comprende desde la conexión hasta la puesta en marcha del sistema de vibración uni-direccional APS 400, para facilitar su uso; describe las instrucciones de armado y operación, permitiendo la reproducción de señales periódicas y aleatorias, tanto en forma horizontal como vertical. Se incorporan también estudios que validan su funcionamiento, en base a ensayos experimentales que permiten caracterizar los límites operacionales físicos del equipo. Para que el vibrador reproduzca señales de forma coherente, se analizaron cerca de 300 registros de señales sinusoidales y el registro de Concepción (2010) reducido a un nivel tolerable por el equipo. Su desplazamiento generado fue analizado en el espacio del tiempo y mediante espectros de respuesta. Los resultados indican que la respuesta del equipo depende del ancho de banda del registro entrante, en particular, amplifica en forma distinta cada frecuencia de la señal de entrada, por lo que es incapaz de reproducir de forma exacta un registro aleatorio con un alto contenido de frecuencias. Otro eje importante del vibrador es su contribución como fuente activa en un ensayo de caracterización sísmica del suelo, para lo cual se analizaron registros de ondas superficiales generadas por la oscilación periódica del equipo a distintas frecuencias. Los resultados revelan que el vibrador posee energía insuficiente para visualizar información en frecuencias bajas. En definitiva el vibrador simula ondas de carácter periódico de forma coherente, por lo tanto su uso se limita a encontrar formas modales y períodos fundamentales de estructuras a escala reducida, quedando como opcional su uso en registros aleatorios o sintéticos, pero teniendo en consideración que la señal de entrada será amplificada en distinta magnitud para cada una de sus frecuencias. Con respecto a su uso en suelos se restringe a estudiar áreas pequeñas o singularidades y puede utilizarse en la obtención y cuantificación del amortiguamiento del suelo.

Ingeniero Civil de Minas / División El Teniente es un complejo minero-metalúrgico perteneciente a la Corporación Nacional del Cobre de Chile (CODELCO), las minas actuales permiten dar continuidad por los próximos 10 años. Para acceder a reservas que extienden la vida de la división por 40 años más la corporación aprobó el proyecto Nuevo Nivel Mina (NNM). Sin embargo, debido a un escenario geomecánico no anticipado, actualizaciones en planes de ejecución y una revisión del diseño han llevado al proyecto a una postergación de su puesta en marcha. En la actualidad, la incertidumbre en los plazos de ejecución del proyecto sigue siendo alta, debido a esto es necesario buscar estrategias de crecimientos alternativas para la explotación de las reservas del PNNM. En este estudio se construyen planes mineros alternativos que son sometidos a un análisis de riesgo que luego son comparados con el fin de recomendar uno de estos. Luego de aplicar la metodología, se pudo determinar que el plan asociado al escenario 1 bajo un análisis determinístico es el más atractivo económicamente. Sin embargo, postergar inversiones de infraestructura hace que los escenarios 2 y 3 sean competitivos. Al momento de considerar la incertidumbre del problema, se obtiene que el escenario 1 dejar de ser atractivo en términos de riesgo y económicos. Sin embargo, este presenta un aumento de $1,000 MUS al tener la opción de seguir por caminos alternativos. Por otro lado, el escenario 3 es el que ofrece un valor en riesgo más acotado en el caso de no considerar la opción de cambiar la estrategia global. / 27/7/2021

Magíster en Minería / La determinación de los componentes geométricos de un talud minero está basada en algún criterio de aceptabilidad del diseño en conjunto con los requerimientos de la operación minera. Normalmente el criterio de aceptabilidad está expresado en términos del factor de seguridad (FS) aceptable. Un problema que resulta interesante de estudiar es la determinación del impacto que se produce en la envolvente del rajo final, en el diseño minero de fases, en el programa de producción, y en la valorización de los planes mineros, al variar el factor de seguridad aceptable de los taludes pertenecientes a un rajo abierto. Como parte de la metodología, se realizó un análisis conceptual que permitiera entender los fundamentos geomecánicos para el cálculo del FS en un talud minero y el impacto en el beneficio económico y en la altura de la envolvente económica que se produce al considerar distintos factores de seguridad aceptables en un ejemplo en 2 dimensiones. Posteriormente, a través de un caso de estudio se determinó el efecto que se produce en todas la etapas del proceso de planificación minera al considerar distintos factores de seguridad aceptables. En el análisis conceptual, se concluyó que el criterio más apropiado para la determinación de la resistencia de un macizo rocoso perteneciente a un talud minero explotado a cielo abierto es el criterio de Hoek-Brown para el caso de un macizo rocoso perturbado (D=1). Como parte del ejemplo conceptual desarrollado, se obtuvo que en el escenario asociado a un FS aceptable de 1.2 tanto el beneficio económico como la altura de la envolvente económica fueron considerablemente mayores en relación al escenario asociado a un FS aceptable de 1.4. En el caso de estudio usado para este trabajo, la diferencia de altura de las envolventes económicas entre los escenarios asociados a distintos factores de seguridad aceptables fue prácticamente nula. De lo anterior se pudo concluir que las diferencias de alturas de las envolventes económicas al considerar distintos criterios de aceptabilidad van a depender de las características intrínsecas del modelo de bloques. Tanto en las etapas de optimización como de diseño minero se obtuvo que las principales diferencias entre los escenarios asociados a distintos factores de seguridad aceptables se presentaron en la razón estéril-mineral y en el beneficio marginal. Se pudo apreciar que la razón estéril-mineral aumenta a medida que se incrementa el FS aceptable, mientras que el beneficio marginal disminuye a medida que el FS aceptable es mayor. Además de obtener una disminución en el Valor Presente Neto y en las reservas mineras al considerar un factor de seguridad aceptable mayor con respecto a uno menor, se pudo concluir que el FS de los taludes de fases contiguas cuyas paredes no forman parte del rajo final fue considerablemente mayor al FS aceptable. A raíz de este resultado se puede plantear que existe la posibilidad de incrementar el ángulo de talud en aquellas paredes que no formen parte del rajo final.

Manifiesta que los factores que influyen en la interacción roca-suelo en los taludes de la carretera Longitudinal de la sierra tramo Cochabamba-Cutervo-Chiple, Cajamarca, Perú son; meteorización, humedad, y parámetros geotécnicos (peso unitario, cohesión, ángulo de fricción interna, límites de Atterberg). La investigación es en base a Geología, Geotecnia, Geomecánica rocasuelo, agua y Geofísica, que aplicados buscó conseguir la estabilidad de los taludes. La carretera evaluada por su clima, presenta dos sectores; (1) Clima seco Cochabamba-Cutervo a progresiva 61; (2) Clima caluroso húmedo Progresiva Chiple a progresiva 61. La cohesión del suelo a lo largo del sector de la carretera es diferente, que favorece que repten y colapsen proceso que interrumpe el normal del transporte de insumos y personas. El procesamiento de datos se hizo en tiempo real, información o datos que se acopio para determinas los parámetros geotécnicos insitu como; factor de seguridad estático, factor de seguridad pseudoestáticos, cálculos de carga admisible, carga única e hidrogeología. Las obras de arte se hicieron para canalizar las aguas y evitar que se filtren y proporciona los factores de corrección en diferentes ambientes para conseguir la estabilidad de los taludes. / Tesis

Ingeniero Civil / El uso de piques circulares como estructura de contención en suelos urbanos se ha vuelto común, entre otras cosas, debido al desarrollo de infraestructura subterránea. El diseño de este tipo de estructura es comúnmente realizado en base a teorías desarrolladas para muros de contención rígidos, planos e infinitamente largos, lo que corresponde a una simplificación que no se condice con la realidad de su comportamiento. Numerosos autores han estudiado de forma teórica la distribución del empuje sobre el sostenimiento de piques circulares, existiendo acuerdo en que las metodologías tradicionales de diseño sobreestiman su empuje activo. Sin embargo, dichas metodologías no hacen referencia a las deformaciones que se requieren para alcanzar dicha condición activa, ni consideran el método constructivo a utilizar. Según lo descrito, en este trabajo de título se estudia la influencia del método constructivo en la distribución del empuje del suelo sobre el sostenimiento de piques circulares. La metodología adoptada consiste en modelar numéricamente los piques Plaza Chacabuco y El Cortijo de la nueva Línea 3 de Metro de Santiago, considerando que para su construcción se utilizan los métodos constructivos Excavación secuencial (SEM) y Muro pantalla (MP). Esto permite observar las diferencias que generan en la magnitud y distribución del empuje al usar secuencias constructivas diferentes, en adición a las deformaciones que conllevan. Adicionalmente, los resultados obtenidos de los casos modelados se comparan con distintas teorías disponibles en la literatura, permitiendo analizar su validez en relación a las condiciones geométricas y geotécnicas consideradas en los modelos. Según lo anterior, al usar el método constructivo SEM se obtienen magnitudes de empuje menor a las que se alcanza con el método constructivo MP. Las diferencias son de un 20% para el pique Plaza Chacabuco y un 35% para El Cortijo, aproximadamente. De forma complementaria se tiene que las deformaciones radiales son mayores al usar el método constructivo SEM, lo que resulta consistente con las diferencias de empuje observadas. Sin embargo, las deformaciones observadas en los modelos numéricos no son suficientes para que se alcance la condición activa, lo que explica que las teorías desarrolladas para obtener el empuje activo en piques circulares no sean aplicables a los casos estudiados, observándose que el empuje obtenido numéricamente sea de un 10 a un 75% mayor al que se calculado de forma teórica. Finalmente, es importante mencionar que tanto la distribución del empuje como las deformaciones radiales reflejan los hitos constructivos que se producen durante la construcción, en especial aquellos que afectan de forma brusca las condiciones de confinamiento del suelo, por lo que se concluye que el método constructivo tiene un efecto apreciable tanto en la magnitud y distribución del empuje como en las deformaciones del suelo, de modo que considerar este factor en el proceso de diseño resulta favorable para la obtención de resultados más representativos, y diseños más eficientes.

Cuando se utilizan aguas de mala calidad en el riego, puede incrementarse el riesgo de salinización y sodificación del suelo y del acuífero subterráneo. Estos cambios pueden generar variaciones en el comportamiento mecánico del suelo frente al tráfico y la labranza. Las hipótesis planteadas fueron que la alteración química sufrida por los suelos regados con aguas de mala calidad, los hace menos compresibles y más resistentes al corte, provocando alteraciones en la recta de Coulomb y en la posición de la línea de estado crítico. Los objetivos fueron: desarrollar una metodología que permita evaluar la compresibilidad y resistencia al corte de los suelos; cuantificar la incidencia de la calidad del agua de riego en dichas propiedades, analizándolas en el marco de la teoría clásica de Mohr-Coulomb y del estado crítico y estimando su impacto agronómico. Se realizaron ensayos sobre 4 series de suelos que fueron regados artificialmente con aguas de distinta calidad. Se utilizaron 3 tratamientos. El tratamiento 1-5 (3) consistió en bañar al suelo tres veces con una solución de 1mmol/litro de salinidad y 5 de RAS. El 100-45 (3) resultó de tratar 3 veces al suelo con una solución de 100mmol/litro y 45 de RAS. En el tratamiento 100-45 (5) se realizaron 5 baños con la solución de 100mmol/litro y 45 de RAS. Los suelos fueron humedecidos al 23% de humedad y comprimidos hasta una tensión normal de 600 kPa. La respuesta de los suelos a las tensiones externas fue estudiada en el marco de la teoría clásica de Mohr-Coulomb y la teoría del Estado Crítico, incluyendo ensayos de compresión uniaxial y de corte directo a tensión normal constante. Durante la compresión se registró la altura de la muestra para poder calcular la densidad aparente. Luego de comprimidas, las muestras permanecieron 24 horas descargadas. Las muestras fueron cortadas a tres tensiones normales: 60, 240 y 480kPa. Durante el corte, además del esfuerzo cortante, se midió el desplazamiento horizontal y vertical d / Palancar, TC. (2007). Compresibilidad y resistencia al corte de suelos salinizados y sodificados por irrigación [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1939 / Palancia

La 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.

El presente trabajo se trata del análisis pseudoestático en un talud crítico de la Costa Verde ubicado en San Miguel cuyos resultados están acompañados de recomendaciones de metodologías de mejoramiento de la estabilidad. En ese sentido, en primer lugar, se ha hecho una revisión de los antecedentes históricos de la Costa Verde para tener una contextualización de su estado a través de los años, seguido a ello se han estudiado los principales tipos de falla y sucesos de desprendimiento de los últimos años. También, se ha estudiado diferentes estudios geotécnicos para poder sintetizar las diferentes caracterizaciones realizadas a la resistencia al corte de los materiales presente en los taludes. Finalmente, se han estudiado diferentes métodos de mejoramiento aplicados. En un segundo lugar, se ha definido un caso de estudio de talud crítico ubicado en el distrito de San Miguel, al cual se le ha determinado topografía y parámetros geotécnicos a partir de diferentes investigaciones. Con estos datos, el talud es analizado para obtener las superficies críticas de deslizamiento y sus factores de seguridad. Después de ello, con los resultados obtenido se han comentado sobre las propuestas de mejoramiento de sistema de banquetas y un sistema de mallas ancladas que pueden ser aplicables para aumentar la estabilidad en la sección. Finalmente, se presenta las principales conclusiones y recomendaciones del presente trabajo.

El diseño de la cimentación en suelos granulares, se realiza normalmente por asentamiento, debido a que el proceso de consolidación del suelo ocurre de manera muy rápida y, por lo tanto, los asentamientos se producen casi al mismo instante en el que se termina la construcción de una estructura. Asimismo, si bien, la normativa vigente en nuestro país (Norma E.050) establece valores de distorsión angular a partir de los cuales se calcula el asentamiento diferencial y total para las obras de construcción, dependiendo del tipo de obra y de la presencia de grietas, no especifica un método para diseñar las zapatas que cumplan con este asentamiento diferencial. Razón por lo cual, queda a criterio del ingeniero responsable elegir el método por el cual se diseñarán estas zapatas en suelos granulares. Entre ellos, encontramos una gran variedad de modelos para estimar asentamientos en suelos granulares, los cuales han sido desarrollados a partir de pruebas en los suelos, como la prueba de penetración estándar, cono de penetración, carga de placa, dilatómetro, etc. Por lo tanto, la presente investigación tiene como objetivo evaluar los resultados obtenidos al aplicar cinco métodos para el cálculo de asentamiento en suelos granulares. Para ello, se seleccionó cinco métodos que requieren resultados de pruebas de penetración estándar: Terzaghi, Peck & Mesri (1996), Meyerhof (1965), Parry (1971), Burland & Burbidge (1985), D’Apollonia & Asociados (1970), debido a que se cuenta con dichos resultados. Luego se definió los parámetros y valores requeridos para cada método, los cuales se obtuvieron del Estudio de Mecánica de Suelos de un proyecto elaborado con anterioridad. Con dicha información se pudo calcular los asentamientos por cada método en una de las zapatas del proyecto y se realizó la comparación entre ellos. Esta comparación se realizó asumiendo que el valor obtenido por el método de Terzaghi, Peck & Mesri (1996) es el más preciso, debido a que el diseño de la zapata evaluada se realizó aplicando este modelo. Finalmente, se puede concluir que el modelo de Meyerhof presentó la menor variación respecto al valor asumido (5%); mientras que el modelo de Parry presentó la mayor variación (69%). Respecto al modelo de Burland & Burbidge y D’Apollonia & Asociados presentaron una variación igual al 40% y 26%, respectivamente. Sin embargo, si el modelo de Burland & Burbidge hubiera considerado el factor 1.6 que recomendó tras su investigación, se obtendría como resultado una variación cercana a cero.

Debido 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.