En la actualidad, conocer las propiedades del suelo, sin tener información previa del terreno en estudio, ha cobrado valor a través de los métodos geofísicos, especialmente en las obras de ingeniería civil. Las propiedades geofísicas están relacionadas con las propiedades geotécnicas mediante la velocidad de onda de corte (VS), estas relacionan al módulo de corte (G), módulo de elasticidad (E), módulo de Poisson (), densidad (), etc. Por ello, la velocidad de onda de corte (VS) es una de las propiedades que ha sido estudiada en las últimas décadas con mayor detalle, y es de vital importancia para el diseño sismo resistente de las estructuras. La velocidad de onda de corte es de vital importancia en evaluaciones del potencial de licuación, amplificaciones del suelo y clasificación sísmica del sitio (Kramer, 1996). Los métodos geofísicos para investigaciones del terreno fueron desarrollados entre los años 1999 y 2000, empezando con el método del Spectral Analysis of Surface Waves (SASW) por los ingenieros y científicos del Kansas Geological Survey (KGS); no obstante, en la actualidad el ensayo Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) es más aceptado debido a sus ventajas sobre su predecesor (SASW) (Park et al., 1999). La presente tesis tiene como fin determinar perfiles de velocidad de onda de corte en función de la profundidad; para ello, pretende dar un conocimiento en la metodología del método MASW, explicando sus tres partes principales, a través de la metodología planteada: adquisición de datos de campo, análisis de dispersión y el análisis de inversión (Park et al. 1999). Para dicho fin, se toma como caso de estudio tres lugares ubicados en Europa: dos de ellos en Francia (Grenoble y Cadarache) y el último en Italia (Mirandola), lugares de donde se tiene información disponible de campo (esta información fue revisada y descargada, de libre acceso, en la página web interpacific.geopsy.org.). Para el desarrollo del trabajo se presenta primero las bases teóricas donde se apoya el método MASW, que son el análisis de dispersión mediante la aplicación del método de cambio de fase (phase-shift method) y el proceso de inversión mediante la aplicación del método de la matriz de rigidez (stiffness matrix method); así mismo, de los casos de estudio, se concluye la importancia de analizar varios casos, debido a que la metodología planteada es una metodología no determinista; para ello, se presentará la influencia de algunos parámetros de entrada, para los modelos de tierra plana empleados, cuando estos varían, y se demostrará la sensibilidad del error (misfit) cuando se varía el número de capas usados en los modelos. Además, a modo de complementar los resultados del método de MASW, se añaden las bases teóricas de las metodologías invasivas del terreno, tales como el CPT (cone penetration test); así como una relato de su literatura desde sus orígenes en la década de 1950 en la Universidad de Delft en Holanda, los parámetros obtenidos del mismo ensayo; así mismo, presentar la literatura disponible sobre la relación con el perfil de velocidad que es posible generar mediante correlaciones de diversos autores expertos en geotecnia; entre ellos, para el desarrollo de la tesis, se explicarán brevemente las correlaciones, a través de las ecuaciones planteadas por los siguientes autores: Hegazy & Mayne (1995), Piratheepan (2002), Mayne (2006), Robertson (2009) y McGann et al. (2015).

En la costa norte del Perú en la región de La Libertad sobre la cuenca baja del río Jequetepeque el cultivo intensivo del arroz sobre los lechos fluviales del río, ha inducido debido a la inundación permanente el empobrecimiento de nutrientes, la compactación y salinización del suelo. En el presente trabajo, se evaluó mediante el estudio de suelos a través de métodos tradicionales de análisis la fertilidad de aquellos destinados al cultivo del arroz. El estudio comprende análisis físicos de textura, densidad aparente y humedad, y químicos de pH, conductividad eléctrica, materia orgánica, contenidos de nitrógeno, carbono inorgánico, relación C/N, concentración de cationes (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) solubles e intercambiables, capacidad de intercambio catiónico, cloruros, carbonatos, sulfatos y fosfato disponible. El muestreo se realizó cuando los suelos se hallaban con cultivos inundados (febrero 2012) y antes de la preparación de los suelos para la siembra (agosto 2013). Adicionalmente, se tomaron muestras de agua en la bocatoma de distribución de agua para regadío y en la desembocadura del río Jequetepeque durante el segundo muestreo. Las muestras del margen izquierdo del río tienen un alto porcentaje de arena, mientras que las del margen derecha tienen un alto porcentaje de limo, en ambos muestreos. La densidad y la porosidad de los suelos tienen valores óptimos para el desarrollo de las raíces. La cantidad de materia orgánica tuvo un porcentaje alto, el pH varía de 7,5 a 8,34; los suelos son medianamente básicos y básicos. Los valores del CIC muestran una relación directa con la textura de los suelos, los de menor contenido de arcilla (menor de 19,0%) tienen valores entre 4,63 y 5,67 cmol de carga(+)/kg, y los de composición franco limosa muestran valores entre 10,09 - 14,25 cmol de carga(+)/kg. Los valores para NTOTAL para el periodo de inundación fueron ligeramente mayores que para las muestras tomadas en suelos sin preparar. En cuanto a los valores obtenidos para la relación C/N, las muestras tomadas en terrenos inundados presentan valores por debajo de la relación 20:1 lo que indica una disposición de N-NH4+ y N-NO3- . Por otro lado, la mayor parte de las muestras tomadas en el periodo previo a la preparación del suelo muestran valores de relación C/N superiores a 30:1. Esto indica que el nitrógeno ha sido inmovilizado (Ninorg a Norg) durante el proceso de descomposición inicial. Los suelos muestran salinización en diferentes grados, más al calcular el porcentaje de sodio de intercambio (PSI), ninguna de las muestras clasificó como suelo sódico. En cuanto a los aniones, los cloruros mantienen un valor promedio en los puntos analizados en ambos muestreos, el porcentaje de carbonatos determinado da una clasificación de medianamente y fuertemente calcáreos. Los aniones sulfato se mantienen en un rango estrecho de valores para las muestras de suelo en ambas fechas de muestreo. La muestra de agua proveniente de la bocatoma presenta carácter básico y la concentración de iones sulfato es mucho mayor que en las muestras de agua recogidas en la desembocadura. Para esta última, la muestra tiene carácter medianamente básico con una concentración de iones cloruro mucho mayor que en la bocatoma. Los valores de SAR para evaluar la calidad del agua en ambas muestras, nos indican que de ser utilizadas como agua de riego existe un riesgo de ligero a moderado a salinizar o sodificar el suelo. En base a los resultados encontrados; los suelos presentan las condiciones necesarias de abastecedores de nutrientes a los cultivos de arroz. Sin embargo, se reconoce un desequilibrio en el ecosistema debido a la acumulación salina, un riesgo moderado de la calidad de aguas de riego. Es necesario desarrollar y establecer técnicas agrícolas para el mejoramiento y mantenimiento de la fertilidad de los suelos por medios con un mínimo impacto ambiental como por ejemplo: combatir la degradación del suelo mediante el uso de especies leguminosas arbustivas o arbóreas propias de la zona, para que ayuden en el enriquecimiento del suelo con nutrientes esenciales. / Tesis

El litoral es uno de los ecosistemas que exhiben mayor dinamismo en la naturaleza. La actividad humana es un factor determinante para dicha dinámica, ya que está relacionada a la infraestructura de protección, puertos o edificaciones en dicha zona. Por ende, conocer los procesos morfodinámicos del cambio y tendencias sobre las medidas de cambio costero es una de las metas actuales de la ingeniería. Para tal fin, el presente trabajo busca describir el estado del arte de la dinámica costera y caracterizar los procesos de cambio del litoral peruano mediante un análisis númerico del cambio de posición de las costas. Con uso de la metodología descrita, se analizaron tres casos de estudio en el Perú, las cuales son costas cercanas a Paita, Lima y Matarani. Para dicho análisis, se usaron imágenes satelitales, plataformas GIS y programas de análisis númerico con los que se obtuvo espectros de variación de la señal costera que ayudan a medir la variabilidad del cambio costero. Dentro de los resultados obtenidos, se encontró un comportamiento autosimilar (fractales) en escalas pequeñas de hasta 1 km. Mientras que, en escalas mayores, la variablidad creció hasta una escala que puede ser denominada como la escala característica de la costa, la cual tiene un tiempo de estabilización asociado en el que se puede afirmar que la costa llega a un estado de equilibrio. Asimismo, se encontró que los procesos dinámicos que predominan en los litorales analizados están relacionados con escalas características de gran longitud (mayores a las de 1 km). Por tal motivo, se deben aunar esfuerzos para seguir en esta línea de investigación, a partir de cual se puede llegar a definir la forma de evolución de una línea costera. / Tesis

En las últimas décadas, las áreas rurales en el Perú han estado cambiando debido a la introducción y desarrollo de nuevas actividades económicas como la minería. Esta es una actividad que genera cambios físicos que se manifiestan en la cobertura del suelo y pueden ser estudiados mediante la geomática. Se entiende por cobertura del suelo a aquella cobertura, ya sea física o biológica, que se observa sobre la superficie de la tierra, y que, desde un sentido estricto, debe ser confinada a la descripción de la vegetación y de los elementos de origen antrópico (Anderson et al. 1976, Di Gregorio y Jansen 2005). El área de estudio comprende el distrito de Cajamarca, ubicado en la provincia y departamento del mismo nombre, al norte del Perú. Abarca una extensión de 380.5 km2 y alberga la explotación minera aurífera más importante del país: Yanacocha. El objetivo de esta investigación fue identificar la extensión y el cambio en la cobertura del suelo en el distrito de Cajamarca entre 1987 y 2004, que sirva como información de base para futuros planes de desarrollo. La metodología estuvo basada en el uso de la geomática: percepción remota y SIG. Se utilizó una imagen Aster de 2004 de 15 m. de resolución y una imagen Landsat TM de 1987 de 30 m. de resolución, que fue remuestreada a 15 m; en un trabajo de campo para identificar las principales coberturas y en la adopción del Land Cover Classification System (LCCS) de la FAO. Como resultado, el área de estudio ha experimentado un cambio en la cobertura del suelo, en la red hidrográfica y vial. El área total que ha experimentado cambios en la cobertura del suelo es de 17086 has., que representa el 44.9% del distrito. El mayor cambio es la transformación de cultivos a vegetación herbácea rala ya que ocupan el 21% del área con cambios. Igualmente, la transformación de pasto natural a vegetación herbácea rala, que representa el 13.6% del área con cambios, hacen que ésta última sea la unidad de cobertura que más se incrementó. La cubierta vegetal que ha sido transformada a área de extracción representa el 17.8% del área de estudio. Asimismo, ha comprometido a siete microcuencas en las que han desaparecido 1819.7 has. de pasto natural, vegetación arbustiva, cultivos, pasto cultivado y plantación forestal. / Tesis

Determina los valores de la permeabilidad mediante ensayos hidráulicos in situ tipo Lugeon y Lefranc en el eje de las presas y el portal de entrada al túnel de derivación y el eje del conducto forzado de las centrales hidroeléctricas Limacpunco, Ttio y Capiri del Complejo Hidroeléctrico Araza ubicado en la cuenca del Río Araza. Realiza la interpretación de los gráficos de Presión Efectiva (PEF) vs Q (l/min/m), para determinar los valores de permeabilidad en el portal de entrada del túnel derivación de las tres centrales hidroeléctricas. / Tesis

En la presente tesis de investigación, se identificó un problema medioambiental causado por el tipo de drenaje que se tiene en los pavimentos rígidos y flexibles. Como solución se propone los pavimentos permeables que son parte de la filosofía SuDS. Para poder verificar que el pavimento permeable es viable se desarrolló puntos claves de comparación con los pavimentos rígidos y flexibles en el estacionamiento del aeropuerto de Jauja. Algunos datos tomados en consideración fueron extraídos de tesis con investigaciones similares, para así poder determinar cuál de estos tres pavimentos es el más adecuado para el lugar de estudio. Se empezó revisando los conceptos y características de cada pavimento. Una vez completados todos los conceptos, se pasó a diseñar cada tipo de pavimento basándonos en la Norma AASHTO 93 y ACI 330R - 08. Una vez realizado el diseño, se procedió a evaluar los valores obtenidos de acuerdo a los valores mínimos que nos brinda cada norma para poder tener los espesores correctos. Además, se determinaron puntos de comparación como, por ejemplo, mantenimiento, costos, reciclabilidad, resistencia a la compresión y flexión, entre otros para los tres tipos de pavimento. Estos criterios se evaluaron de acuerdo a un método de puntuación estructurado por los autores, donde se le asignan puntajes a cada pavimento. Estos criterios, a la vez, tiene un peso ponderado según su importancia. Finalmente, se logró determinar qué tipo de pavimento es el que se adecúa mejor a este estacionamiento, obteniendo al pavimento permeable como la mejor opción para dicho lugar. De esta manera se logró evaluar las hipótesis que se planteó.

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

El presente informe detalla el proceso de elección de la técnica de mejoramiento de suelos, el diseño, estudio económico y proceso constructivo de un proyecto ejecutado por una empresa especialista en soluciones geotécnicas y en el cual la autora del presente trabajo, tuvo una participación activa desde el inicio de la relación comercial con el cliente, la realización de la propuesta técnica y económica, ejecución y la finalización del proyecto. Se buscó mostrar la viabilidad técnica, económica y, sobre todo, constructiva, de la solución propuesta como alternativa de mejoramiento de suelo que mejor se adapta a la necesidad y características del proyecto. Debido a la existencia de edificaciones susceptibles cercanas al área de trabajo, era de vital importancia elegir una solución que, además de cumplir con el alcance del proyecto, minimice riesgos de afectación a las construcciones vecinas durante el proceso constructivo. Para ello, se dividió el trabajo en cinco capítulos. El primer capítulo describe los antecedentes del proyecto, los objetivos del trabajo y detalla la participación del bachiller. El segundo capítulo describe la metodología de elección de la solución y detalla las técnicas de mejoramiento de suelos elegidas. El tercer capítulo muestra el desarrollo del proyecto desde el inicio, planificación y propuesta económica, ejecución, seguimiento y el cierre. El cuarto capítulo muestra las conclusiones del trabajo y finalmente, el último capítulo muestra la bibliografía utilizada para la realización del mismo.

Aún con los constantes avances en la industria de la construcción, existen puntos clave que continúan siendo relevantes en la toma de decisiones para el diseño y ejecución de un proyecto. Puntos como la selección de un suelo apropiado para cada tipo de proyecto. Ahora bien, uno de los principales impedimentos está relacionado a no poder obtenerse un suelo adecuado que permita garantizar la estabilidad y durabilidad que se requiere. Si a esta problemática le añadimos que, la constante demanda en infraestructura a nivel mundial exige a su vez un incremento en la demanda del hormigón, cuya producción contribuye en la emisión de gases de efecto invernadero y alternativas como la implementación de impresión 3D aplicada a la industria de la construcción introduce varios retos de ingeniería desde el punto de vista de los materiales. La búsqueda de una manera apropiada de estabilizar el suelo, así como poder generar la capacidad de auto-reparación en los elementos impresos, se traduce en una necesidad que requiere pronta atención. Esta tesis propone el desarrollo de una metodología para estabilizar el suelo y para auto-reparar matrices empleadas en impresión 3D catalizadas por la enzima ureasa. De los resultados adquiridos para la estabilización de suelos, la evaluación de durabilidad frente a la erosión por agua nos indicó que la mezcla de suelo modificado con CaCl2-urea con concentración equimolar de 1 M y solución enzimática de 5 U, presenta una pérdida de masa de sólo el 18.35 %, en comparación con la erosión completa de la muestra en el agua en el caso de la mezcla de suelo con agua. Por su parte, el ensayo de compresión indicó que el uso de una solución enzimática afectó negativamente a las propiedades mecánicas del material con un nivel de resistencia a la compresión inferior de 35.5 % con respecto al de las muestras no estabilizadas. Por otro lado, los resultados adquiridos luego del proceso de reparación para el caso de matrices de suelo muestran que los defectos intervenidos se pudieron rellenar casi por completo, aunque se evidencia la presencia de erosión debido a la inestabilidad de la propia matriz de suelo frente al contenido líquido propio de la solución enzimática. Lo cual no se evidencia en matrices cementicias, donde los defectos se repararon sin evidencia de erosión. Finalmente, el ensayo de compresión en las muestras auto-reparadas indicó que, el uso de una solución enzimática afectó negativamente a las propiedades mecánicas de matrices de suelo. Esto debido a la erosión mencionada con anterioridad al aplicarse la solución enzimática directamente. Por su parte, el uso de una solución enzimática logra mantener las propiedades mecánicas de matrices cementicias, donde se alcanza un valor idéntico en resistencia a la compresión con respecto al de las muestras intervenidas. / Even with the constant advances in the construction industry, there are crucial points that continue to be relevant in the decision-making process for the design and execution of a project. Points such as the selection of an appropriate soil for each type of project. However, one of the main impediments is related to not being able to obtain adequate soil to guarantee the required stability and durability. If we add to this problem that the constant demand for infrastructure worldwide requires an increase in the demand for concrete, whose production contributes to the emission of greenhouse gases, and alternatives such as the implementation of 3D printing applied to the construction industry introduce several engineering challenges from the point of view of materials. The search for an appropriate way to stabilize the soil, as well as to be able to generate the capacity of self-healing in the printed elements, translates into a need that requires early attention. This thesis proposes the development of a methodology to stabilize soil and to self-repair matrices used in 3D printing catalyzed by the enzyme urease. From the results acquired for soil stabilization, the evaluation of durability against water erosion indicated that the soil mixture modified with CaCl2-urea with equimolar concentration of 1 M and 5 U enzyme solution, presents a mass loss of only 18.35 %. In comparison with the complete erosion of the sample in water in the case of the soil-water mixture. The compression test indicated that the use of an enzyme solution negatively affected the mechanical properties of the material with a level of compressive strength 35.5 % lower than that of the non-stabilized samples. On the other hand, the results obtained after the repair process for the case of soil matrices show that the intervened defects could be almost filled, although the presence of erosion is evidenced due to the instability of the soil matrix itself against the liquid content of the enzymatic solution. This is not evident in cementitious matrices, where the defects were repaired without evidence of erosion. Finally, the compression test on the self-repaired samples indicated that the use of an enzyme solution negatively affected the mechanical properties of soil matrices. This was due to the previously mentioned erosion when the enzyme solution was applied directly. However, the use of an enzymatic solution did not show a significant increase in the mechanical properties of cementitious matrices, where an identical value in compressive strength was achieved with respect to that of the treated samples.

En esta tesis se presenta un procedimiento para el análisis de tuberías enterradas sometidas a un deslizamiento de suelo del tipo lateral, mediante la simulación por software de elementos finitos. Para desarrollar el mencionado procedimiento, se realizó inicialmente un estudio de los diferentes modelos analíticos y computacionales relacionados con el análisis de tuberías enterradas. Con el estudio de los métodos analíticos, se seleccionó el método de Kennedy para la realización del análisis de una tubería enterrada que es afectada por un deslizamiento de suelo lateral. Posteriormente, mediante el estudio de los métodos computacionales, se realizó la simulación del mismo problema tratado en el cálculo analítico utilizando el software de elementos finitos ANSYS Mechanical, el problema estudiado considera los efectos del deslizamiento lateral del suelo sobre la tubería enterrada. Los resultados obtenidos mediante simulación fueron comparados con los obtenidos por medios analíticos para su validación. Por lo que el modelo de elementos finitos desarrollado puede ser implementado para la ubicación de zonas críticas en tuberías de gran longitud afectadas por fallas del suelo. Luego de realizada la simulación se procede al análisis de resultados, para lo cual se presentan gráficas que muestran el comportamiento de la tubería a lo largo del tramo analizado. En la simulación se usó un caso real, una tubería enterrada de acero API 5L X70 de diámetro exterior 0,3556m (14”) con un espesor de 0.0048m sometida a un deslizamiento lateral del suelo de 0,7m. Los ángulos de falla estudiados son de 0°,45° y 90° con respecto a la posición inicial de la tubería. Al analizar los resultados, se tiene que la zona crítica a lo largo de la tubería se encuentra en el plano de falla del suelo.