Facultad de Ingenierías Fisicomecánicas

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https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/8923

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Browsing Facultad de Ingenierías Fisicomecánicas by browse.metadata.advisor "Álvarez Lugo, Allex Eduardo"

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    Análisis exploratorio del comportamiento geomecánico de materiales granulares marginales compactados por el método giratorio
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-03-06) Vallejo Quintero, Sebastián; Álvarez Lugo, Allex Eduardo; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto; Rondón, José Alberto; Torrado Gómez, Luz Marina
    La investigación estudia experimentalmente el comportamiento geomecánico de cinco materiales granulares marginales (MGM) y un material de control tipo subbase granular, teniendo en cuenta contenidos de finos del 18% y 24% e índices de plasticidad (IP) de 8%, 12%, y 15%. La fase experimental incluyó la aplicación de un ciclo de secado-humedecimiento y la medición de rigidez y succión como determinaciones iniciales para la caracterización de los materiales. La primera fase del proyecto es la caracterización básica de los MGM partiendo de material de cantera de donde se toman gravas y arenas teniendo en cuenta la granulometría de la subbase granular SBG-38 establecida por el Instituto Nacional de Vías (INVIAS). Posteriormente se define la proporción de caolinita, bentonita y triturado en reemplazo del material fino original (proveniente de cantera) buscando variar el contenido de finos e IP objetivo de la subbase granular con respecto a la normativa INVIAS que especifica un valor máximo de 6%. Después, se compactan los materiales mediante el Compactador Giratorio Superpave (SGC) teniendo en cuenta la humedad óptima y la densidad máxima seca de cada MGM. Después se realiza la medición de rigidez (i.e., módulo resiliente) mediante el ensayo triaxial dinámico y se inicia el ciclo de secado-humedecimiento con el fin de medir rigidez y succión en cada estado de humedad. Los resultados sugieren que el material MGM 3 (que posee 18% contenido de finos y 15% de IP) y el material MGM 7 (24% de contenido de finos y 8% de IP) presentan las propiedades más cercanas de rigidez con respecto al material de control SBG-38 (8.5% contenido de finos y 0% de IP). A medida que se disminuyó la humedad en -2 y -1 puntos porcentuales, respecto a la humedad óptima de compactación, durante el ciclo de secado-humedecimiento, se evidenció que los valores de rigidez aumentaron para los MGM a excepción del material MGM 3. El material MGM 7 presenta mayores valores de succión y podría tener un mejor comportamiento en términos de rigidez y resistencia por contacto entre agregados. No obstante, el material MGM 7 presenta la mayor deformación plástica en la condición inicial del ciclo de secado-humedecimiento. Respecto a los resultados de deformación plástica, se concluye que se presenta un valor máximo en la condición inicial del ciclo de secado-humedecimiento, donde se evalúa el material a la humedad óptima de compactación, la cual a su vez presenta los menores valores de succión.
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    Estimación de los parámetros de respuesta estructural de pavimentos flexibles para vías terciarias mediante redes neuronales profundas
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-02-15) Velásquez Bueno, Brayan Andrés; Chio Cho, Gustavo; Álvarez Lugo, Allex Eduardo; Fajardo Ariza, Carlos Augusto; Orobio, Armando; Mejía Fajardo, Ángela Marcela
    Este proyecto tuvo como objetivo evaluar diferentes modelos de Aprendizaje Automático (en inglés Machine Learning), principalmente arquitecturas de redes neuronales profundas (RNP) para estimar parámetros de diseño estructural clásicos en pavimentos flexibles (deflexión superficial, deformación horizontal en el fondo del concreto asfáltico, y deformación vertical en la superficie de la subrasante). El proyecto se plasma en tres capítulos principales de este documento, que se encuentran publicados o en borrador para remisión a publicación, que contienen: (i) análisis de sensibilidad de las variables de diseño sobre los parámetros de respuesta estructural, teniendo en cuenta las diferentes estimaciones de una RNP uni-predictiva y comparación con los pesos de conexión de dicha red, (ii) RNP multipredictiva que realiza diferentes estimaciones para el análisis del comportamiento mecánico de las estructuras de pavimento flexible, y (iii) desarrollo una RNP más robusta comparando las bases de datos sintéticas utilizadas en los dos anteriores capítulos (6912 estructuras de pavimento modeladas en comparación de 108 y 1458 estructuras, respectivamente), contrastando las estimaciones con otros tres modelos de ML como lo fueron el random forest, gradient boosting y el soporte de vectores para regresión. Los resultados demuestran que la RNP, permite realizar las mejores estimaciones de los parámetros de respuesta estructural de pavimentos flexibles reflejados en las métricas evaluadas como el coeficiente de determinación (R2) y la raíz del error medio cuadrático (RMSE) (R2=0.999 y RMSE=0.0018) y evidencia la mejor capacidad de generalización con las diferencias porcentuales promedio obtenidas entre la RNP y los datos de la base de datos utilizada para validación del modelo de ML (menores al 5%).
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    Evaluación exploratoria de la caracterización mecánica e hidráulica de un material granular marginal a emplear en estructuras de pavimento
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-09-16) Gelves Galvis, Roymar Alberto; Álvarez Lugo, Allex Eduardo; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto; Castañeda Pinzón, Eduardo Alberto; Rondón, José Alberto
    En el desarrollo de proyectos de infraestructura vial se utilizan comúnmente materiales pétreos dentro de los cuales se encuentran las bases y subbases granulares. Estas deben cumplir con ciertos requisitos mínimos establecidos por la normatividad, los cuales pueden variar de un lugar a otro dependiendo de la especificación vigente en cada país y/o región. Sin embargo, existen ciertos materiales que por no cumplir alguno de dichos requisitos son denominados marginales, y no se podrían utilizar para el desarrollo de proyectos de infraestructura vial bajo dicha apreciación. Dado lo anterior, el desarrollo de este proyecto inició con la recolección de información de las especificaciones técnicas de diferentes agencias viales en el mundo para establecer los límites o rangos de dicha marginalidad de los materiales así como la búsqueda de precedentes en el estudio de este tipo de agregados marginales. Posteriormente en una fase preliminar del componente experimental se evaluó la afectación que tiene el método de compactación en la rigidez y la composición granulométrica de una probeta compactada por diferentes métodos utilizando un material granular marginal tipo subbase con el fin de obtener una visión preliminar que permita redireccionar futuros proyectos en el área. Dentro de los principales hallazgos se encontró en la revisión bibliográfica que la mayoría de las especificaciones concuerdan con los valores de desgaste en la máquina de los ángeles (50% máximo) e índice de plasticidad (6% máximo), mientras que parámetros como porcentaje de finos, límite líquido, y CBR no concuerdan para todas las especificaciones. Por otra parte la fase experimental mostró que las probetas disminuyeron aproximadamente de 30% a 40% su módulo cuando fueron sometidas a un proceso de humedecimiento, así mismo a través de ensayos granulométricos se estableció que todas las probetas independientemente del método de compactación presentaron variación en su granulometría luego de ser compactadas y ensayadas en el equipo triaxial.