La presente investigación presenta la influencia en el comportamiento mecánico de un suelo proveniente del Caserío de Callampampa, Llama, Cajamarca al adicionar caucho triturado. Este suelo es arcilloso de baja plasticidad y sus parámetros físicos fueron determinados con los ensayos, tales como Análisis Granulométrico por medio del Hidrómetro (MTC E 109 -2016) y por Tamizado (MTC E 107 -2016, NTP 339.128) y la determinación del Límite Liquido, Límite Plástico e Índice de Plasticidad (NTP 339.129). El ensayo de Proctor Modificado (NTP 339.141), Corte Directo (NTP 339.171) se realizó como parte de la metodología con el fin de conocer los parámetros mecánicos de las muestras y explicar la influencia que causa el caucho triturado en la resistencia al esfuerzo de corte, la cohesión, ángulo de fricción, etc. Las muestras ensayadas fueron la del suelo natural (S100) y las mezclas con adición de caucho triturado en un 0.5%, 1.5%, 2.5% y 3.5%. Los resultados obtenidos indican que la densidad seca máxima que ofrece la mezcla adicionada con 3.5% de caucho triturado (S100/C3.5) se incrementa en un 1.76%, el contenido de humedad óptimo disminuye en un 5.75%, la resistencia al esfuerzo de corte se incrementa en un 35.2%, la cohesión aumenta en un 64% y el ángulo de fricción disminuye en un 9.1% respecto a la muestra S100. Por otro lado, para el ensayo de CBR (NTP 339.145) se tomó en cuenta los resultados obtenidos en los ensayos de Proctor Modificado para hallar los parámetros del suelo al esfuerzo de penetración y ver la viabilidad como terreno para una subrasante. Los porcentajes fueron 1.5%, 2.5% y 3.5% cuyos resultados son comparados respecto al suelo natural (S100). Los resultados obtenidos a 2mm de penetración con un 95% de M.D.S fue para un S100 de 3.3% y con la mezcla de S100/C3.5 se incrementa a 9.4%. En conclusión, el suelo arcilloso de baja plasticidad mejora sus propiedades mecánicas cuando se le adiciona caucho triturado. / The present investigation presents the influence on the mechanical behavior of a soil from the Caserio de Callampampa, Llama, Cajamarca by adding powder rubber. This soil is low plasticity clay and its physical parameters were determined with the tests, such as Granulometric Analysis by means of the Hydrometer (MTC E 109-2016) and by Screening (MTC E 107-2016, NTP 339.128) and the determination of the Limit Liquid, Plastic Limit and Plasticity Index (NTP 339.129). The Modified Proctor (NTP 339.141) and Shear Box (NTP 339.171) test was performed as part of the methodology in order to know the mechanical parameters of the samples and explain the influence caused by the crushed rubber in the shear strength, cohesion, friction angle, etc. The samples tested were that of natural soil (S100) and mixtures with the addition of crushed rubber at 0.5%, 1.5%, 2.5% and 3.5%. The results obtained indicate that the maximum dry density offered by the S100 / C3.5 mixture is increased by 1.76% with respect to the S100 sample and the optimum moisture content decreases by 5.75%. Likewise, the resistance to shear stress offered by the S100 / C3.5 mixture is increased by 35.2% compared to the S100 sample, cohesion increases by 64% and the friction angle decreases by 9.1%. On the other hand, for the CBR test the results obtained in the Modified Proctor tests will be required to find the parameters of the soil at the shear strength and see the viability as a terrain for a subgrade. The percentages were 1.5%, 2.5% and 3.5% whose results are compared with respect to natural soil. The results obtained from the 2 mm CBR of penetration with 95% of M.D.S was for an S100 of 3.3% and with the mixture of S100 / C3.5 it was increased to 9.4%. In conclusion, the clay floor of low plasticity improves its mechanical properties when crushed rubber is added. / Tesis

La presente investigación alcanza una alternativa de utilizar los muros de suelo reforzado como estribos de puente en la mina Cuajone situado en el departamento de Moquegua, con el objetivo de comprobar si es posible que estas estructuras soporten las altas cargas de los camiones mineros que transitan por los “Haul Road” de la mina. Luego, se desarrolla los procedimientos de diseño estructural del muro MSE con la metodología LRFD según la norma AASHTO. Finalmente, se verifica los resultados que se obtuvieron mediante el modelo y el análisis de los elementos finitos del diseño consolidado en el software PLAXIS y se presentan las conclusiones del caso. En primer lugar, está el capítulo introductorio, que presentar de manera resumida y cualitativa el tema de la tesis y las motivaciones del caso. Se desarrolla el problema planteado y finaliza esta sección con la descripción de los antecedentes históricos de los muros MSE, hipótesis, objetivos y alcances de la presente investigación. Asimismo, se describe de manera extendida los conceptos de los muros MSE, ventajas, desventajas, tipos de sistemas, tipos de refuerzo, tipos de paramentos y sus aplicaciones. Además, se presentan los pasos diseño de los muros como estribo de puente y el procedimiento del análisis sísmico de estos. Finalmente, se describen los conceptos del método de elementos finitos y el análisis del software PLAXIS. En el segundo lugar; se presentan el material y método, considerando el nivel y diseño de investigación, variables y técnicas que se emplearon para poder desarrollar de manera satisfactoria el argumento de la presente tesis. En el tercer lugar, se presentan los resultados de acuerdo a cada objetivo planteado. Al finalizar esta sección, se presentan los desplazamientos de muro MSE como estribo de puente modelado en el software PLAXIS, concluyendo con la afirmación o la negación de la hipótesis. Por último, se presenta las conclusiones, comentarios y recomendaciones de acuerdo al desarrollo y resultados de la presente investigación. / The present investigation achieves an alternative use of the reinforced soil walls as bridge abutments in the Cuajone mine in the department of Moquegua, with the objective that these structures bear the high loads of the mining trucks that transit through the "Haul Road" of the mine. Then, the structural design procedures of the MSE wall are followed with the LRFD methodology according to the AASHTO standard. Finally, the results obtained by means of the model and the analysis of the finite elements of the consolidated design in the PLAXIS software are verified and the conclusions of the case are presented. In the first place, there is the introductory chapter, the summary and qualitative presentation of the topic of the thesis and the motivations of the case. The problem raised and finalized in this section was developed with the description of the historical background of the MSE walls, hypotheses, objectives and scope of the present investigation. In the next chapter, we describe how to extend the concepts of MSE walls, advantages, disadvantages, types of systems, types of reinforcement, types of walls and their applications. In addition, the steps of the walls are presented as bridge abutment and the procedure of the seismic analysis of these. Finally, the concepts of the finite element method and the analysis of the PLAXIS software are described. In the second place; It presents the material and the method, the level and design of the research, the variables and the techniques used to successfully develop the argument of the present thesis. In the third place the results are presented according to each objective. At the end of this section, the displacements of the wall are presented as a work program in the PLAXIS software, concluding with the affirmation or denial of the hypothesis. Finally, the conclusions, comments and recommendations are presented according to the development and results of the present investigation. / Tesis

La presente tesis busca analizar y comparar los dos sistemas de muro de contención más importantes en el Perú: muros de gaviones y muros de suelo reforzado con el sistema terramesh. Para esto, se tomará el proyecto de mejoramiento de la carretera Choropampa-Cospán en la región de Cajamarca, donde se presentan tres tramos críticos debido a los constantes derrumbes y a la inestabilidad de taludes en dichas zonas ocasionado por las pendientes muy pronunciadas que se generarían si no se utilizase muros de contención. Para el diseño de muros de gaviones se utilizó la metodología ASD (Allowable Stress Design), el cual trabaja con un diseño por esfuerzos permisibles y utiliza un único factor de seguridad global; para ello se utilizó el programa Gawacwin. Para el diseño de los muros de suelo reforzado, se utilizó la metodología LRFD (Load And Resistance Factor Design). El cual trabaja con un diseño por la resistencia requerida y utiliza un factor de seguridad para la carga y otro factor de seguridad para la resistencia; para ello se utilizó el programa MSEW. Una vez diseñados ambos sistemas de muro de contención, se procedió a realizar un análisis comparativo técnico, en el cual se revisaron las características más importantes de cada sistema a la hora de la ejecución; y un análisis comparativo económico, en el cual se procedió a realizar un presupuesto referencial de cada uno de los sistemas tomando en cuenta los materiales a utilizar, la mano de obra, el movimiento de tierra y las actividades específicas a realizarse. Una vez obtenido los resultados correspondientes, se extrajo ratios comparativos que nos permitan obtener los costos por metro cuadrado de cada sistema y los costos por metro de altura. Al final de la investigación se concluye que los muros de suelo reforzado son más económicos para alturas mayores a cuatro metros, dando como resultado que en los tramos uno y dos se recomienden usar muros de gaviones, mientras que en el tramo tres se opte por un muro de suelo reforzado. / This thesis analyzes and compares the two most common retaining wall systems in Peru: gabion walls and reinforced soil walls with Terramesh system. For this comparison, the project “improvement of the Choropampa-Cospán road in the region of Cajamarca” was chosen, where there are three critical sections with problems of constant landslides and slope instability caused by slopes very pronounced that would be generated if no retaining walls were used. The design of gabion walls is done with ASD methodology (Allowable Stress Design), which works with allowable stress design and uses a single global safety factor; the Gawacwin program was used to do that design. The design of reinforced soil walls uses LRFD (Load and Resistance Factor Design) methodology, which works with a design by the required strength and uses a safety factor for loading and another safety factor for resistance; for this the MSEW program was used. Once both systems are designed, we proceeded to perform a technical comparative analysis with the most important features of each system at construction; and an economic comparative analysis using reference budget for each system, where we calculated the cost of the materials used, workers, earthwork and specific activities to be carried out. Once obtained the results, we look for comparative ratios that allow us to get the cost per square meter of each system and the cost per square meter of each height. At the end of the investigation we concluded that the walls of reinforced soil are more economical for heights over four meters, so in the sections one and two are recommended using gabion walls, while in the section three are recommended the construction of reinforced soil retaining wall. / Tesis

El concepto moderno de la técnica de suelo reforzado data de inicios de la década de los 60. En el tiempo en que esta práctica viene siendo empleada y estudiada, ha gozado de gran popularidad debido a sus relativos bajos costos en comparación con sistemas tradicionales equivalentes, el grado de fiabilidad del sistema, su aspecto y su diversidad arquitectónicos. En el año 2001, la Federal Highway Administration de Estados Unidos desarrolló el manual de diseño y construcción de muros TEM, actualmente FHWA-NHI-10-024 y FHWA-NHI-10-25, los cuales brindan instrucciones y recomendaciones para el diseño y construcción de estas estructuras, basados en las instrucciones de la norma AASHTO LRFD. Estas fuentes incluyen una serie de supuestos, entre los cuales se encuentra el asumir la base del muro como una cimentación equivalente. La norma AASHTO LRFD lo establece de la siguiente manera: “(…) se deberá asumir una cimentación equivalente cuya longitud sea la longitud del muro y cuyo ancho sea la longitud de la cinta de refuerzo al nivel de la fundación. Las presiones a soportar deberán ser modeladas empleando una distribución uniforme de carga en la base, aplicado en un ancho efectivo (B’= L-2e)”. AASHTO LRFD (2010). La presente investigación pretende analizar el modo como se realiza la transferencia de esfuerzos al suelo de fundación de un muro de suelo reforzado con el fin de verificar en que modo dicho supuesto es técnicamente correcto, así como analizar la posibilidad de reducir la extensión del refuerzo empleado por medio de una optimización del cálculo a través de un modelo más cercano a la realidad. Para ello, se pretende realizar un Análisis por Elementos Finitos empleando un Modelo Constitutivo que incorpore al modelo el comportamiento no-lineal del suelo, tanto para el material de relleno como para el suelo de fundación. / The modern concept of the reinforced earth technique dates to the early 1960s. In the time this practice has been used and studied, it has enjoyed great popularity due to its relatively low costs compared to equivalent traditional systems, the degree of reliability of the system, its architectural appearance and diversity. In 2001, the United States Federal Highway Administration developed the MSE wall design and construction manual, currently FHWA-NHI-10-024 and FHWA-NHI-10-25, which provide instructions and recommendations for the design and construction of these structures, based on the instructions of the AASHTO LRFD standard. These sources include a series of assumptions, among which is the assumption of the base of the wall as an equivalent foundation. The AASHTO LRFD standard states it as follows: “(…) An equivalent footing shall be assumed whose length is the length of the wall, and whose width is the length of the reinforcement strip at the foundation level. Bearing pressures shall be computed using a uniform base pressure distribution over an effective width (B ’= L-2e)”. AASHTO LRFD (2010). The present research aims to analyze the way in which stresses are transferred to the foundation soil of a reinforced soil wall to verify in which way that assumption is technically correct. As well as to analyze the possibility of reducing the extension of the reinforcement used, by means of an optimization of the calculation through a model closer to reality. To do this, it is intended to carry out a Finite Element Analysis using a Constitutive Model that incorporates the non-linear behavior of the soil into the model, both for the filling material and for the foundation soil. / Tesis

En la actualidad, se puede observar situaciones en las que el terreno sufre constantes cambios debido a factores climáticos, geológicos, sísmicos, y demás fenómenos naturales, provocando movimientos que ocasionan la falla del talud. Por lo cual, cada proyecto de ingeniería debe tener como objetivo principal velar por la integridad del usuario final, interviniendo de manera adecuada en un diseño óptimo para cada situación, ya que esto depende de las características, condiciones y necesidades propias de cada proyecto, no dejando de lado la logística, aérea o terrestre, necesaria. El proyecto de ingeniería en el cual se enfoca la tesis es la “Rehabilitación Integral del Ferrocarril Huancayo Huancavelica”, donde el tramo de estudio elegido es entre las estaciones Mariscal Cáceres y Acoria. Este tramo analizado presenta socavación y deslizamientos o flujos que incrementan paulatinamente debido a las vibraciones ocasionadas por el paso del tren, por agentes naturales y climáticos. También, se evidencia la ausencia de estructuras de soporte y la falta de mantenimiento constante en las progresivas km 86+154 al km 86+208. Este problema puede traer consigo la falta de acceso de pasajeros y/o transporte de mercancías y mineral, a los pueblos que une la línea ferroviaria. Frente a la problemática en mención, existen varias opciones de reforzamiento estructural para el mejoramiento de la capacidad portante del suelo e incluso desde una visión más general existen diferentes tipos de muros de contención. Por ende, una solución óptima frente a nuestra problemática es el uso de suelos reforzados con paramento de gavión como estructura de soporte y protección. El diseño de muro de suelo reforzado para el tramo estudiado se realizó considerando la teoría de equilibrio límite de la metodología de “Diseño por Esfuerzos Admisibles” (ASD - Allowable Stress Design) basada en las recomendaciones de la guía FHWA-NHI-00-043 y las consideraciones en el método de diseño de la “American Association of State Highway and Transportation Officials” (AASHTO). La metodología ASD consiste en evaluar la estabilidad externa e interna en todos los esfuerzos límites de resistencia, mientras que la estabilidad global y el desplazamiento vertical u horizontal se evalúan en los estados límites de servicio. Para el análisis de la estabilidad del muro se utilizó los softwares SLIDE (equilibrio límite) y PLAXIS (elementos finitos), en el cual se concluye que el diseño propuesto de muro de suelo reforzado para la estructura ferroviaria en el tramo estudiado es estable, ya que los valores de los Factores de Seguridad (F.S.) superan los valores mínimos y el desplazamiento horizontal no supera al valor máximo permitido recomendado por la Federal Highway Administration en la publicación FHWA-NHI-00-043. / At present, situations can be observed in which the terrain undergoes constant changes due to climatic, geological, seismic factor s, and other natural phenomena, causing movements that cause the slope to fail. Therefore, each engineering project must have as its main objective to ensure the integrity of the end user, intervening appropriately in an optimal design for each situation, since this depends on the characteristics, conditions, and needs of each project, without leaving aside the necessary air or ground logistics. The engineering project on which the thesis is focused is the "Integral Rehabilitation of the Huancayo Huancavelica Railway", where the section of study chosen is between the Mariscal Cáceres and Acoria stations. This section analyzed presents landslides or debris flow that gradually increase due to the vibrations caused by the passage of the train; furthermore, there is evidence of the absence of support structures and the lack of maintenance in the progressive km 86+154 to km 86+208. This problem brings with it the lack of access for passengers and/or transport of merchandise and minerals, to the towns that the railway line connects. Faced with the problem in question, there are several options for structural reinforcement to improve the bearing capacity of the soil and even from a more general view there are different types of retaining walls. Therefore, an optimal solution to our problem is the use of reinforced soil as a support structure. The design of the reinforced soil wall for the section studied was carried out considering the theory of limit equilibrium of the methodology of "Design by Allowable Stress Design" (ASD - Allowable Stress Design) based on the recommendations of the guide FHWA-NHI- 00-043 and the considerations in the American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) design method. The ASD methodology consists of evaluating the external and internal stability in all the resistance limit stresses, while the global stability and the vertical or horizontal displacement are evaluated in the service limit states. For the analysis of the stability of the wall, the software SLIDE (limit equilibrium) and PLAXIS (finite elements) were used, in which it is concluded that the proposed design of reinforced soil wall for the railway structure in the studied section is stable since the values ​​of the Safety Factors (FS) exceed the minimum values ​​and the horizontal displacement does not exceed the maximum allowed value recommended by the Federal Highway Administration in publication FHWA-NHI-00-043. / Tesis