Seismic soil liquefaction is a recurring phenomenon that may cause significant damage to infrastructure during earthquakes and that in turn may also cause injuries and even fatalities. This phenomenon has been widely studied by researchers, and for its study the laboratory characterization of behavior of sands when subjected to cyclic loading is very important. One of the approaches for this kind of studies is through the calculation of the energy that is dissipated by the soil when it is subjected to cyclic loading. One of the hypotheses for utilizing these energy methods states that the cumulative dissipated energy required in a soil to reach failure only depends on the initial state of the sample (relative density and initial vertical effective stress) and should be reasonably constant and independent of the loading amplitude and waveform applied to the sample. This thesis work seeks to evaluate the validity of this hypothesis. Also, based on this hypothesis, it seeks to develop a simplified methodology to predict failure of sands when subjected to general cyclic loading, performing only simple harmonic tests. The hypothesis for the development of this methodology is that there is a relationship between the initial state of the sample and the cumulative dissipated energy to failure in cyclic simple shear test. To reach these goals, over 250 uniform and non-uniform constant volume cyclic simple shear tests were performed on Ottawa 20/30 sand, and the dissipated energy to failure was measured in each of these tests. The experimental program showed that the measured cumulative dissipated energy to failure was reasonably constant for the same initial sample conditions, but with some variability inherent to geotechnical laboratory testing. As expected, the cumulative dissipated energy increased with increasing initial stress level and relative density. Also, a simplified method to predict the dissipated energy to failure of a sample subjected to general cyclic loading, based on a multivariable regression performed on a simplified set of laboratory results, is presented, and it is next validated with two independent data sets. In both cases the method was found to yield reasonable predictions of failure of sands when subjected to complex and irregular cyclic shear loading. / La licuefacción sísmica del suelo es un fenómeno recurrente que puede causar daños significativos a la infraestructura durante los terremotos, y que también puede causar lesiones e incluso muertes. Este fenómeno ha sido ampliamente estudiado por los investigadores, y para su estudio es muy importante la caracterización del comportamiento de las arenas en el laboratorio, cuando se someten a esfuerzos cíclicos. Este tipo de estudios se pueden realizar calculando la energía disipada por el suelo cuando éste es sometido a cargas cíclicas. Una de las hipótesis para utilizar estos métodos de energía establece que la energía disipada acumulada requerida para alcanzar la falla en un suelo solo depende del estado inicial de la muestra (densidad relativa y esfuerzo efectivo vertical inicial) y que debe ser razonablemente constante e independiente de la carga, amplitud y forma de onda aplicada a la muestra. Este trabajo de tesis busca evaluar la validez de esta hipótesis. Asimismo, con base en esta hipótesis, se busca desarrollar una metodología simplificada para predecir la falla de arenas cuando se someten a cargas cíclicas generales, realizando únicamente ensayos armónicos simples. La hipótesis para el desarrollo de esta metodología es que existe una relación entre el estado inicial de la muestra y la energía disipada acumulada hasta la falla en el ensayo cíclico de corte simple. Para alcanzar estos objetivos, se realizaron más de 250 ensayos de corte simple cíclico a volumen constante, uniformes y no uniformes, en arena Ottawa 20/30, y se midió la energía disipada hasta la falla en cada uno de estos ensayos. El programa experimental mostró que la energía disipada acumulada medida hasta la falla fue razonablemente constante para las mismas condiciones iniciales de la muestra, pero con cierta variabilidad inherente a las pruebas geotécnicas de laboratorio. Como se esperaba, la energía disipada acumulada aumentó con el aumento del nivel de esfuerzo inicial y la densidad relativa. Además, se presenta un método simplificado para predecir la energía disipada hasta la falla de una muestra sujeta a carga cíclica general, basado en una regresión multivariable realizada en un juego simplificado de resultados de laboratorio, y luego se valida con dos juegos de datos independientes. En ambos casos, se encontró que el método proporcionaba predicciones razonables de falla de arenas cuando se sometían a cargas cíclicas de corte irregulares y complejas.

El ser humano se enfrenta cada vez a mayores retos geotécnicos para construir estructuras, ya que las zonas geológica y geotécnicamente favorables son cada vez más escasas. Una de las técnicas más antiguas y que siguen siendo utilizadas para el mejoramiento del terreno es el uso de la precarga. El objetivo de la precarga en suelos blandos saturados es reducir el asentamiento cuando se lleva a cabo la construcción real en el sitio. Este objetivo se logra acelerando el proceso de consolidación de estos suelos, ejerciendo presiones e implementando medios para el drenaje de agua. En esta investigación se busca comparar los distintos tipos de precarga que son ejecutados en proyectos de ingeniería, los cuales son el sistema de precarga con material de relleno y con vacío. Este último tiene dos tipos: precarga con vacío con membrana hermética y precarga con vacío de dren a dren. Se recopila información de cada uno de estos sistemas, tanto en sus características propias y como su aplicación en distintas obras de ingeniería. Al finalizar, se presentan tablas comparativas de cada método, donde se detallan ventajas, aplicabilidad, desventajas y limitaciones.

Caracterizar y comprender el comportamiento de un suelo resulta muy complejo debido a sus características heterogéneas y anisotrópicas. Por ello, se plantean modelos constitutivos para representar este comportamiento a base de parámetros mecánicos de resistencia y elasticidad. Cuanto más importante sea el proyecto, más datos confiables necesitará; es decir, mayor número de parámetros. En el caso de suelos granulares, resulta más compleja la obtención de parámetros confiables debido a la dificultad de obtener muestras inalteradas o poco alteradas para realizar ensayos triaxiales. Esta investigación busca plantear métodos alternativos para este propósito y evaluar en qué casos deberá ser importante realizar ensayos triaxiales en arenas. Los parámetros que se utilizarán son aquellos empleados en el modelo básico constitutivo Mohr Coulomb: ángulo de fricción, ángulo de dilatación, módulo de Young y relación de poisson. Para determinar estos parámetros, la investigación se enfocó en los ensayos CPTu, DMT, PMT, Down-Hole y el ensayo triaxial CD. Si bien estos ensayos in situ logran determinar los parámetros de resistencia y elásticos para suelos arenosos, siempre deben estar acompañados de pruebas en las que se obtengan muestras como el ensayo SPT o perforaciones. Finalmente, para proyectos de edificación, el empleo de estos ensayos dependerá de los alcances y del tipo de cimentación a emplear. En este caso, la cimentación será superficial y no va a ser necesario obtener parámetros muy detallados; sin embargo, si el proyecto requiriera de cimentaciones profundas por problemas en el suelo arenoso como la licuefacción, sería importante determinar los parámetros mecánicos con los métodos anteriormente planteados debido a su mayor confiabilidad.

La geotecnia es una rama necesaria para el diseño de cimentaciones, por lo que es esencial conocer las características y parámetros geotécnicos del suelo donde se va a cimentar un proyecto. Para obtener estos, es necesario aplicar una serie de ensayos al suelo inalterado con el objetivo de poder semejar el comportamiento in-situ que este tendría; sin embargo, la obtención de muestras inalteradas en suelos de este tipo resulta ser una tarea casi imposible debido a la ausencia de cohesión y la soltura de las arenas, por lo que para este tipo de suelo es recomendable usar los llamados “ensayos in-situ”. Existe una múltiple variedad de este tipo de ensayos, algunos de los cuales se vienen desarrollando desde muchos años atrás. En la presente investigación, se realizó la revisión de literatura para desarrollar y describir cinco (5) métodos que permitan obtener parámetros geotécnicos para suelos arenosos y se presentan correlaciones necesarias para que sean aplicables a dicho tipo de suelo. Los cinco métodos con las características antes mencionadas son los siguientes: El Penetrómetro Dinámico de Cono (DCP), el cual utiliza un martillo con caída libre que hinca un cono de acero y proporciona una medida de la resistencia a la penetración; el Ensayo de Penetración de Cono o Piezocono (CPT), que consiste en hincar a presión un cono de acero cuya punta tiene un ángulo de 60°, con sensores para medir presiones, resistencias entre otros parámetros; el Presiómetro Ménard (PMT), que es un dispositivo que ejerce presión radial contra el suelo circundante y se lleva un registro de presión contra deformación; el Dilatómetro Plano de Marchetti (DMT), el cual consiste en una paleta afilada de acero, la cual posee una membrana circular de acero en una de sus caras y, una vez que alcanza la profundidad deseada, se hace una prueba de carga lateral con el objetivo de obtener parámetros que sirvan para hacer una predicción de los asentamientos del suelo; finalmente, la técnica de Refracción de Microtremores (ReMi) utiliza un tendido lineal con doce o más geófonos y se registra tanto vibración ambiental (microtremores) como superficial (impactos, vehículos, etc.). Este método permite separar las ondas de Rayleigh de otras ondas elásticas y determina la variación de la velocidad de onda de corte a profundidad con la que se puede caracterizar un perfil estratigráfico y estimar asentamientos. A partir de los métodos desarrollados, se describieron formas para poder obtener los parámetros geotécnicos en suelos arenosos y sus aplicaciones ingenieriles. Además, se comentó la factibilidad de estos ensayos a proyectos del medio local cimentados sobre suelo arenoso, para finalmente elaborar las conclusiones más relevantes en base a lo obtenido y criticar los beneficios o limitaciones que cada ensayo presenta.

La estabilización de suelos de subrasante mediante la aplicación de productos asfálticos no goza de una difusa extensión en Perú al momento de ejecutar proyectos de pavimentación en suelos arcillosos. Ello se atribuye, principalmente, al limitado número de investigaciones experimentales que sustenten su aplicación, traduciéndose en una significativa variabilidad en las propiedades de los especímenes de suelo arcillosos estabilizados con productos asfálticos. En adición, agentes estabilizadores alternativos como la cal y el cemento han sido objeto de un mayor número de investigaciones en diversos tipos de arcillas, donde se ha demostrado su eficaz capacidad de modificación sobre las propiedades físicas y mecánicas, tales como la densidad aparente (densidad bulk), los límites de consistencia y la CBR (California Bearing Ratio - Relación de Soporte California). La aplicación de los agentes estabilizadores antes mencionados contribuye a la preparación del suelo de subrasante para la conformación de un pavimento, viéndose su elección considerablemente influenciada por los costos asociados tanto a la aplicación como al transporte hacia la ubicación del proyecto. El propósito principal de este trabajo de investigación consiste en examinar las variaciones en las propiedades físicas y mecánicas de un suelo de subrasante tras la aplicación de un producto asfáltico (emulsión asfáltica). La dosificación específica que se requiere se determina mediante el procedimiento "Diseño de Mezclas Asfálticas en Frío" (Asphalt Institute, 1997) modificado por la Universidad de Illinois. Las muestras, obtenidas de suelos de la ciudad de Cajamarca (en su mayoría, arcillas de mediana plasticidad), y una emulsión asfáltica catiónica de rotura lenta (CSS-H1) comercial adecuada para el tipo de suelo empleado y para el propósito de estabilización, se sometieron a ensayos en el Laboratorio de Mecánica de Suelos (LMS) de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP); y se realizaron comparaciones esquemáticas entre los resultados obtenidos de las muestras en estado natural y aquellas tratadas con el agente asfáltico. Finalmente, se realiza la verificación de que la subrasante modificada haya alcanzado un valor de soporte CBR superior al 6%, indicado en el Capítulo III: Componentes de la Infraestructura del Camino perteneciente al “Manual MC-05-14 Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos” (MTC, 2014) como aquel que permita constituir la primera capa de la estructura de pavimento. Posterior a ello se analiza la influencia de dicha aplicación en el presupuesto de materiales para diversas configuraciones de espesores de pavimento; evaluándose la variación del costo por metro cuadrado y la influencia de la dosificación del agente emulsivo obtenida al momento de desarrollar el diseño de mezcla.

El documento digital no refiere asesor / Comprende los fundamentos y técnica para la utilización de caliza en la corrección de acidez de suelos para la productividad agraria particularmente en los lugares de la Amazonía peruana donde la precipitación fluvial y la humedad ambiental son intensas y sus suelos tienen acidez. De las observaciones se ha obtenido que la aplicación de la secreción calcárea bajo la forma de harina de caliza es una cantidad igual a la acidez cambiable fue suficiente para elevar el pH y determinar la acidez que presentaban las muestras de suelos, anulándose ek efecto del aluminio cambiable. Asi mismo se encontró que el tamaño de partículas calizasde mayor eficacia fueron las correspondientes a la fracción -60 +100 Mallas (Tyler), en un tiempo relativamente corto. Proyectando los resultados anteriores, la zona muestreada requiere un suministro promedio, efectuándose la edición anual o bianual (según los análisis edafológicos). En el Perú no existen centros industriales de producción de harina de caliza para fines agrarios, pues la explotación y la producción de cal están destinadas casi totalmente para fines de obras civiles y obras de abastecimiento. Se plantea la instalación de una planta productora de harina de caliza para actividades agrícolas en dos plantas una de trituración en Agua Caliente - río Pachitea y otra de molienda en Pucallpa. / Tesis

El análisis de estabilidad de taludes puede realizarse a través de diferentes metodologías. La selección de una técnica apropiada es un proceso muy importante en la evaluación de inestabilidades. Teniendo en cuenta que el Factor de Seguridad (FoS) es el índice principal para determinar qué tan cerca o lejos están los taludes de la falla. La utilización del Método de Equilibrio Limite (MEL) es aceptado como parte de la práctica profesional y es el método de análisis más utilizado en la evaluación de taludes. Sin embargo, esta metodología realiza simplificaciones a priori que no representan el comportamiento y deformación real de un talud. Las herramientas informáticas disponibles han permitido que el modelamiento numérico, mediante el Método de Elementos Finitos (MEF), puedan ser utilizados como opciones de análisis viables. La implementación del Método de Reducción de la Resistencia al Corte (MRR) permite estimar equivalencias (Factor de Reducción de Resistencia) a los factores de seguridad de taludes. En este trabajo se implementa el MRR dentro del programa comercial por MEF Abaqus® y se realiza la simulación del comportamiento de falla de taludes en dos casos hipotéticos. El modelamiento numérico verifica la utilización de las condiciones de contorno en modelos bidimensionales, las que fueron replicadas en un modelo tridimensional. Los resultados fueron comparados con los obtenidos por el MEL usando el Slide®. En general, los resultados obtenidos fueron similares para los casos analizados con ambas metodologías; sin embargo, se encontró que los resultados con el análisis MEF generaron valores más altos para el FoS en comparación con los obtenidos por MEL. Esto se debe principalmente a que el MEF, al ser un método más riguroso, considera las relaciones esfuerzo-deformación de los materiales, requiriendo una mayor cantidad de parámetros y menos simplificaciones en comparación al MEL. Aunque el MEL es considerado un método más conservador, la sinergia de ambos métodos es una fuente valiosa de verificación de la estabilidad de taludes y su interpretación del mecanismo de falla.

Esta investigación tiene como finalidad analizar la estabilidad de los taludes de la Costa Verde en un tramo del distrito de Magdalena del Mar, a través del cálculo probabilístico de falla con el uso del método Monte Carlo mediante el software Slide V6.0. Según estudios anteriores, resulta importante conocer las propiedades de los suelos que componen los taludes, y su variación respecto al parámetro a obtener de cada material que interviene en el cálculo del factor de seguridad, ya que el método determinístico solo toma valores ideales y uniformes de estudios geotécnicos. Por ello, uno de los objetivos específicos y procedimientos a seguir consisten en seleccionar secciones de los taludes de la Costa Verde para el análisis, con sus respectivos parámetros determinísticos (peso unitario, ángulo de fricción, cohesión) y probabilísticos (media, desviación estándar, coeficiente de variación) para el análisis propuesto. En primer lugar, se obtuvieron los factores de seguridad convencionales por métodos de equilibrio límite, y posteriormente, la media de los factores de seguridad para un número de simulaciones mediante el método probabilístico indicado, calculando a partir de estos la probabilidad de falla de las secciones. Asimismo, con el software mencionado se procesaron los análisis bajo condiciones estáticas y pseudoestáticas. Finalmente, con los resultados se elaboraron mapas de riesgo para cada condición, interpretando en ellos la estabilidad que tiene el tramo en estudio, el cual viene presentando desprendimientos en los últimos años. De estos se concluye que el método probabilístico muestra una probabilidad de ocurrencia de falla que complementa el factor de seguridad del método determinístico.

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

Determina la empleabilidad del sistema microdron-multirotor potenciado como alternativa para obtener ortofotomapas que cumplan las especificaciones técnicas elaboradas por las instituciones técnicas oficiales del gobierno peruano. Describe la propuesta metodológica para generar ortofotomapas a partir de imágenes aéreas obtenidas con microdron-multirotor. Identifica los componentes básicos del microdron-multirotor para su uso y aplicación en el caso de estudio. Determina el grado de precisión y exactitud de la plataforma dron en referencia a puntos GPS de orden mayor. Determina los valores GSD teórico y su respectiva verificación mediante una actividad experimental controlada a varias alturas de vuelo. Desarrolla la propuesta metodológica en el estudio caso correspondiente a las playas del distrito de Barranco para una escala de 1:1000. / Tesis