Ingeniero Civil / Las necesidades de crecimiento de áreas como minería y obras civiles han forzado el uso cada vez más frecuente de materiales con partículas de gran tamaño en la construcción de sus geo-estructuras. La caracterización mecánica de estos macro materiales se determina actualmente con ensayos triaxiales de gran escala, los cuales admiten probetas de hasta 100 cm x 180 cm, ensayos in-situ o utilizando técnicas de escalamiento que permiten ensayar probetas que contengan tamaños de partículas admisibles para equipos triaxiales convencionales. Como el uso de triaxiales de gran escala o ensayos in-situ son de alto costo, tiempo y esfuerzo, los ensayos a probetas escaladas se presentan como una alternativa factible y rentable para los diseños actuales de ingeniería. De acuerdo con estudios anteriores (Gesche, De La Hoz y Dorador entre otros), el método de curvas paralelas u homotéticas es la técnica de escalamiento que mejor puede replicar el comportamiento de un suelo granular grueso, sin embargo, debido a una serie de limitaciones del método (contenido de finos, efecto del escalamiento en la dureza y forma de las partículas entre otros), aún se estudia su validez como método de representación de la resistencia de macro materiales. Por lo anterior, se ha propuesto y desarrollado el siguiente trabajo de forma de ampliar el nivel de entendimiento y rango de aplicabilidad de este método. En el presente trabajo se utilizó un material proveniente de una cantera de mármol negro para estudiar la validez del método de las curvas homotéticas al realizar ensayos triaxiales CID a confinamientos de 5, 10 y 20 [kgf/cm2], en donde el tamaño medio de la muestra escalada es aproximadamente 36 veces menor que el de la muestra original. Se estudió como influye la magnitud del escalamiento y el nivel de confinamiento cuando se intenta replicar la resistencia máxima de un suelo granular mediante granulometrías paralelas. Los resultados obtenidos muestran que para replicar la resistencia máxima, el índice de vacíos de ensayo del material escalado debe ser mayor que el del suelo original en una magnitud que crecerá a medida que el nivel de confinamiento sea mayor.

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Ingeniero Civil / El estudio detallado en el presente documento pretende dar a conocer una metodología para medir la resistencia al corte del suelo. A pesar de que no es nueva, no es tan utilizada en el país como los ensayos de laboratorio. Se conoce como Veleta de Corte Manual o Veleta de Corte. Los suelos estudiados tienen como material parental cenizas volcánicas. Es debido a este material que presentan características muy singulares. Por ejemplo, altas humedades naturales que son generadas por la alta capacidad de retención de agua. Esta propiedad es conferida por los minerales arcillosos Alofán e Imogolita, provenientes de la alteración en el tiempo del vidrio volcánico presente en la ceniza. Primero se realiza una campaña de extracción de muestras en la ciudad de Chillán hacia la cordillera, específicamente en la ruta N-55. Estas muestras son cuidadosamente manipuladas para evitar alteraciones durante su traslado, luego almacenadas en la cámara húmeda para intentar mantener su humedad natural. En la misma campaña de extracción, se procede a medir la resistencia al corte mediante la Veleta Manual. Se realiza este procedimiento en suelo inalterado, desde los lugares donde se extraen las muestras. Esto, con el fin de comparar las resistencias medidas por la veleta y la posteriormente determinada en laboratorio mediante la Compresión No Confinada (CNC). Se extraen 4 muestras diferentes para realizar esta comparación, específicamente Trumaos y Pómez Alofánicas. En todas las muestras que se logra comparar, la resistencia al corte obtenida con la Veleta Manual, es mayor que la obtenida mediante la Compresión No Confinada. Esta diferencia se debe a las condiciones de confinamiento impuestas en ambos casos. Para el primero, el confinamiento es el real, generado por el suelo colindante al sector de ensayo, en la CNC la presión de confinamiento es nula. Además, se comprueba en terreno que existe una dependencia entre la velocidad de rotación de la veleta y la resistencia que se determina con ésta. A mayor velocidad de rotación, mayor es la resistencia al corte del suelo. A partir de los resultados determinados en este trabajo, se propone agregar la metodología de la Veleta de Corte Manual a la práctica común de las exploraciones geotécnicas, favoreciendo la toma de decisiones en terreno. Esto cuando se trabaje en Suelos Alofánicos, pero pudiendo extenderse a otros suelos cohesivos.

Se presenta a la erosión de suelos como un problema latente alrededor del mundo, esta situación se agrava en los países en desarrollo por la falta de información actualizada, como es el caso del Perú. Por ello esta investigación tiene como objetivo plantear una metodología para cuantificar la tasa de erosión actual y futura a nivel nacional y escala de cuenca para así poder plantear lineamientos de regulación ante las pérdidas económicas que esta genera. El Capítulo 1 presenta la problemática, los objetivos y alcances de investigación. Además se detalla la metodología para llevar a cabo los fines propuestos, mostrando el producto del proceso de investigación (3 papers científicos). El Capítulo 2 presenta el primer paper titulado: On a RUSLE-based methodology to estimate hydraulic erosion rates at country scale in developing countries, que plantea una metodología para estimar la erosión de suelos a escala nacional ante un contexto de escases de información básica como ocurre en los países en desarrollo. Tiene como producto mapas de la tasa de erosión de suelos en el Perú para los años 1990, 2000 y 2010 a una resolución de 5km. El Capítulo 3 muestra el segundo paper cuyo título es: Sediment yield changes in the Peruvian Andes for the year 2030, cuyo objetivo es mostrar la significancia de la cantidad de sedimentos producidas en los Andes peruanos con una proyección al año 2030. Se evaluaron 2 escenarios adicionales, el primero que incluye el desarrollo de la actividad minera en el país y el segundo donde se presentan las áreas de protección ambiental. El Capítulo 4 está conformado por el tercer paper: On the need of erosion control regulatory framework in Peru, en el cual se detalla la importancia de una regulación en términos de erosión, basando esta afirmación en la pérdida económica inducida como fuente de contaminación no puntual. Tiene como casos de estudio la cuenca del río Santa y del río Jequetepeque. Esta estimación económica envuelve la pérdida de nutrientes y el costo por la eliminación de sedimentos en la cuenca. / Tesis

Memoria para optar al Título Profesional de: Ingeniero Agrónomo / La demanda por alimentos en la zona centro de Chile está aumentando y la superficie arable se expande rápidamente, donde incluso terrazas aluviales que se inundan ocasionalmente han sido habilitadas para sistemas de producción de monocultivo de maíz, los que reciben dosis altas de fertilización nitrogenada. Sin embargo, un monto significativo de nitrógeno (N) residual podría estar disponible en el suelo durante el periodo de barbecho (otoño-invierno), reflejando un riesgo alto de lixiviación de nitratos (NO3-N) durante eventos de precipitación o inundación que generen una percolación rápida de agua en el suelo. El objetivo de este estudio fue comparar la efectividad de cuatro métodos: barreno agrológico (T0), pozo de observación (T1), cápsulas de succión (T2) y un lisímetro de drenaje FullStopTM (T3) para monitorear la lixiviación de NO3-N durante el periodo otoño-invierno en un suelo aluvial de textura gruesa que ha sido habilitado para el cultivo de maíz. La comparación de los diferentes métodos mostró que los métodos T0 y T3 pueden ser usados para monitorear lixiviación de NO3-N en suelos de textura gruesa con alta variabilidad de precipitaciones intra e inter anuales; mientras que los métodos T1 y T2 no fueron apropiados para las condiciones del sitio. Se encontró una relación entre las concentraciones de NO3-N y sales solubles (Cl- y CE) sólo en las primeras mediciones luego del periodo seco estival. / In Central Chile demand for food is increasing and arable land is rapidly expanding even floodplain soils have been clear for maize cultivation. However, a significant amount of residual N may be still present in the soil in autumn-winter reflecting a high risk of nitrate-nitrogen (NO3-N) leaching during flush flooding events. This study compare the effectiveness of four different methods: soil coring (T0), observation well (T1), ceramic suction cup lysimeters (T2) and a capillary lysimeter FullStopTM wetting front detector (T3) for monitoring NO3-N leaching during autumn-winter in a typical coarse-textured alluvial floodplain soil that has been clear for maize cultivation. The comparison of different methods showed that T0 and T3 can be used for monitoring NO3-N leaching in floodplain coarse textured soils with a high intra-and inter annual precipitation variability; whereas T1 and T2 were not appropriated for site conditions. There was found correlation between NO3-N and soluble salt measurements (Cl- and EC) only in first measurements after the dry summer period.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / En Chile, la erosión de suelos constituye una problemática socioeconómica y medioambiental grave. Como resultado, varias prácticas de conservación se han aplicado para disminuir la degradación de las tierras. La eficacia de estas prácticas, particularmente a nivel edáfico, deben ser evaluadas en el tiempo. Este estudio realiza un análisis comparativo de algunas propiedades hidráulicas del suelo (es decir, retención y movimiento de agua) en dos microcuencas históricamente degradadas (microcuencas gemelas) localizadas en el sector de Alto Loica (Región Metropolitana de Chile). Prácticas de conservación de suelos, tales como zanjas de infiltración y forestación, fueron establecidas en una de las microcuencas en 1993, mientras que la otra se mantuvo sin prácticas de conservación. Cilindros de suelo inalterados de volumen conocido, así como muestras de suelo perturbadas de los primeros 5 cm de suelo se tomaron con el fin de determinar la densidad aparente, distribución del tamaño de partículas, contenido de gravas, materia orgánica y contenidos de agua del suelo a potenciales hídricos del suelo en el rango de 2,5 x10-4 a 0,4 Mpa. La conductividad hidráulica (k) a tres diferentes potenciales de agua del suelo, en los primeros 5 cm de suelo fue calculada basándose en las propiedades del suelo previamente determinadas mediante los programas computacionales SPAW y RETC. Además un análisis de variabilidad espacial de estas propiedades fue realizado para cada una de las microcuencas.

En la tesis se expone la comparativa entre los modelos de predicción de Perera et al. (2005) y el Modificado de Kovács (Aubertin et al., 2003), los cuales predicen la Curva Característica Suelo-Agua en base a los resultados de ensayos de granulometría o límites de Atterberg. La comparativa se ha realizado con cuatro muestras de suelo, de las cuales se han obtenido sus Curvas Características Suelo-Agua, a través de los modelos de predicción, y estas han sido comparadas eligiendo la Curva que mejor represente al tipo de muestra de suelo estudiado. Luego con la Curva Característica elegida para cada una de las muestras, se ha realizado un ajuste con el modelo de Fredlund & Xing (1994). Como resultado del ajuste se han obtenido cinco parámetros, los cuales se han usado como datos de entrada para realizar el modelo de infiltración en el programa SEEP/W. En el modelado, se presentan dos casos de estudio, el primero es el análisis del caudal de agua, aplicando propiedades del suelo no saturado, como su Curva Característica y Curva de conductividad hidráulica. En el segundo modelo, se ha realizado la evaluación con las propiedades del suelo en un estado saturado, aplicando los conceptos estudiados en la mecánica clásica para el suelo saturado. Finalmente, se han comparado los caudales de agua de ambos modelos en un mismo punto de estudio, ubicado dentro del botadero, obteniendo como resultado un menor caudal en el modelo con propiedades del suelo no saturadas.

La presente tesis consiste en demostrar la factibilidad técnica y económica de la aplicación del mejoramiento de suelos por compactación dinámica en un terreno de 100’052.37 m2 de superficie ubicado en Chilca – Cañete – Lima, este método radica en transmitir energía al suelo mediante ondas de impacto producidas tras la caída libre o semi caída de una masa entre 8 a 225 toneladas a una altura desde 15 a 40 metros de manera repetitiva. El objetivo del mejoramiento de suelos es conseguir una mejora en la presión admisible a 2.0 kg/cm2 y que el asentamiento diferencial tolerable no supere 2.5 cm en una estratigrafía compuesta en predominancia por arena mal graduada con presencia de limo y arcilla en contenidos variables y cuya densidad y tamaño de partícula van en aumento conforme a su profundidad. En el desarrollo de este trabajo se elabora un diseño de la técnica de compactación dinámica según el método propuesto por la Federal Highway Administration (FHWA) en su manual Dynamic Compaction y se comparan las variables obtenidas con los valores de masa, altura de caída, cantidad de impactos y distanciamiento entre huellas empleados en campo durante el proceso de ejecución. Asimismo, se estima un costo por m2 de la aplicación de la compactación dinámica según el caso en estudio y las condiciones in situ del proyecto específico. Finalmente, tras comparar los valores de resistencia por punta corregida (qt) de los ensayos de penetración con piezocono (CPTu) iniciales y posteriores al mejoramiento por compactación dinámica se verifica el incremento de la resistencia y el cumplimiento de los objetivos técnicos trazados

Los suelos arcillosos blandos son un problema para la industria de la construcción debido a su alta plasticidad y baja capacidad portante. Para mejorar estas condiciones existen diversas metodologías de carácter mecánico y químico. Estas últimas logran incrementar la resistencia, trabajabilidad y durabilidad del suelo empleando aditivos durante el proceso de estabilización. Para el caso del estudio escogido, carretera Canta Huayllay Km 57 – 59, el expediente técnico del proyecto propone un mejoramiento de subrasantes por el método de sustitución de suelos. Dicha alternativa pretende ser evaluada en la presente tesis comparándola con una propuesta de estabilización química con cal de obra, debido a que experiencias previas demuestran una mejora significativa en el comportamiento físico-mecánico de arcillas blandas mezcladas con cal. Por tal motivo, el objetivo de la presente tesis es estudiar el comportamiento de la mezcla suelo-cal de obra para ser empleada como subrasante de pavimento flexible, considerando la metodología de la National Lime Association (NLA). También, se analizan los cambios en los parámetros de consistencia y resistencia de la mezcla suelo-cal de obra con respecto al suelo natural. Por otro lado, se diseña un pavimento flexible empleando mejoramiento de subrasante por sustitución y por adición de cal de obra para un posterior análisis de espesores de las capas del pavimento. Se demuestra que se obtienen mejores resultados en todos los parámetros mencionados tras la adición de cal de obra a suelos arcillosos blandos en comparación de una estabilización mecánica por sustitución.