Maestría en Geotecnia

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Análisis de estabilidad de un talud de lutitas de la formación paja en el municipio de Vélez, Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Castillo Martínez, Aldemar; Mendoza Rizo, Jorge Alejandro; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto; Velandia Patiño, Francisco Alberto
El presente trabajo expone las características geotécnicas para la estabilización de un talud de lutitas en el municipio de Vélez, departamento de Santander. La información recopilada para este trabajo, se obtuvo de dos (2) fuentes: la primera, correspondió a una visita de campo por parte del investigador, y la segunda fue la información recopilada en los estudios realizados por la Universidad Industrial de Santander en el proyecto “Estudio de amenaza, vulnerabilidad y riesgo por movimientos en masa del municipio de Vélez, departamento de Santander” (UIS-2015). Esta información contiene aspectos geológicos, geofísicos, hidrológicos, hidrogeológicos y geotécnicos, acompañados de datos de laboratorio. La caracterización de las propiedades geotécnicas de las lutitas es de gran importancia, dado que es un material geológico que predomina en diferentes sectores del territorio colombiano, en especial en la Cordillera Oriental. Muchos de los problemas geotécnicos presentes en las obras civiles (vías, presas, edificaciones, entre otras obras) de esta zona están asociados a la presencia de lutitas. En este trabajo se realiza el análisis geotécnico del talud teniendo en cuenta las características físicas y mecánicas, así como las alteraciones químicas. Algunas de las propiedades geotécnicas se ven afectadas por los procesos de meteorización. Las propiedades fisicomecánicas de las rocas y su comportamiento se pueden identificar mediante análisis de campo y laboratorio; estas propiedades a su vez se cargan en diferentes softwares, permitiendo realizar modelos simplificados de la realidad, los cuales permiten simular diferentes situaciones que se pueden presentar normalmente en un talud. Para este trabajo se emplearon los siguientes softwares: RocData 5.010, Dips 8.004 , Slide 9.008 y RS2 11.03, cada uno estos programas arrojan información muy importante para la toma de decisiones en la estabilización del talud, permitiendo definir los mecanismos más óptimos para la estabilización del talud en roca lutíticas.
Análisis del problema geotécnico en la orilla del río Magdalena en el municipio de San Pablo, departamento de Bolívar
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-17) Fiallo Mármol, Andrés Fabián; Celis Leguízamo, Hebenly; del Toro Rodríguez, Wilfredo; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto
Se analizó la margen del principal afluente de Colombia, río Magdalena a la altura del paso por el Municipio de San Pablo, Bolívar, la cual viene siendo erosionada por el flujo de la corriente de agua, este efecto dinámico del caudal sobre una parte de la orilla ha originado un proceso de deterioro en forma continua, afectando a las construcciones adyacente, se realizó para esto un análisis hidráulico de caudales para diferentes periodos de retorno, velocidades del flujo, socavación por transporte de partículas, de acuerdo al cambio de sección y perfil topográfico. Se realizó una búsqueda y recopilación de información, ensayos de campo, ensayos de laboratorio y estudios previos realizados en el área, para establecer el tipo de perfil geotécnico presente, se realizaron modelos hidráulicos en el software Hec-Ras y modelos geotécnicos en software Slide de Rocscience, para el análisis del perfil geotécnico y presiones de agua, se identificaron problemas de erosión, socavación e inestabilidad de la margen. Para esto se proponen dos alternativas de mitigación a los problemas identificados que aquejan la comunidad del municipio de San Pablo, modelados por medio del software Slide.
Análisis geotécnico y estudio de amenaza para urbanización en depósitos antrópicos de media ladera
(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-15) Machado Arias, Juan David; Contreras Castellanos, Julián Mauricio; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto; Torrado Gómez, Luz Marina
En el kilómetro 21 de la vía Bucaramanga- San Vicente de Chucuri, se encuentra un predio en el cual se desarrollará un complejo hotelero y recreacional, dicho predio está conformado por un relleno antrópico proveniente de material de excavación retirado de las obras de la vía alternativa, materiales que de acuerdo al orden y talud intervenido en las obras de vía sustitutiva fueron depositados sin un registro, lo cual hace que el material que conforma este relleno sea heterogéneo con compleja caracterización y un deposito en una media ladera, conformado por material coluvial que al tener contacto con el agua genera movimientos en masa, además este se encuentra al borde de la franja de protección del embalse Topocoro. Para la construcción de este complejo es necesario realizar los estudios y análisis de que permitan garantizar la estabilidad de las obras cumpliendo con los lineamientos de los diferentes códigos de construcción del país. Dentro de estos análisis se encuentran la evaluación de riesgos por movimientos en masa, donde se evalúa el peligro latente de que un evento físico de origen natural, o causado, o inducido por la acción humana presente causando la pérdida de vidas humanas, así como daños en la infraestructura. Esta evaluación permite cuantificar el nivel de peligro, peligro que es denominado como amenaza. En este estudio se analizará de manera detallada las características del suelo del lugar a intervenir, usando el retro cálculo de los estudios de la zona, se analizará la interacción de factores antrópicos y fenómenos naturales con la estabilidad del sitio usando software de modelos de elementos finitos y las obras construidas. Se determinarán actividades constructivas que permitirán determinar las obras requeridas para permitir el desarrollo del proyecto salvaguardando las vidas de los usuarios que disfruten del proyecto.
Estudio estabilización del talud final de la Mina “Abasticos” ubicada en los municipios de Cáqueza y Chipaque departamento de Cundinamarca
(Universidad Industrial de Santander, 2023-08-08) Vargas Forero, Mauricio; del Toro Rodríguez, Wilfredo; Torrado Gómez. Luz Marina; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto
La cantera “Abasticos” esta ubicada a 26 kilómetros de la vía Bogotá – Villavicencio su sector de explotación son los materiales pétreos como son: el Rajón y triturado o grava para construcción. La explotación de la mina se realiza por medio de frentes de trabajo conformado taludes que van desde dos metros hasta 30 metros de altura. Para el análisis del talud actual se tiene en cuenta que la matriz predominante es el macizo rocoso, conjunto formado por matriz rocosa y por discontinuidades, con un carácter heterogéneo, comportamiento dis - continuo y normalmente anisótropo. Se hace la caracterización del macizo rocoso con el levantamiento de las discontinuidades, ensayos de rocas y suelo. Y con el levantamiento topográfico de la cantera se saca el perfil estratigráfico y el talud a estudiar. Se realiza un modelo del talud con las condiciones de la cantera, se hace el análisis con ayuda del software Phase2.0 V8.0 (Rocscience*) dando como resultado para el estrato cuatro F.S.=0.54, estrato cinco F.S.=0.92 y para el estrato siete F.S.=0,82, las fallas más comunes son las de desprendimiento de rocas por volteo y cuña. Para encontrar la estabilidad del talud se hace varios modelos donde se varia la pendiente del talud (50°, 60°, 65°, 70°, 75° y 80°) con el fin de observar su comportamiento del macizo rocoso, el resultado obtenido es que la pendiente del talud es de 63° con unos factores de seguridad en el estrato 4 F.S=1.80, estrato cinco F.S.=1.82 y el estrato siete FS= 1.86. Finalmente, el diseño del talud final quedo con la parte superior con una pendiente de 45° (capa de suelo) altura de seis metros y seis metros de banca, seguida con unos taludes de pendiente de 63°, 15 metros de altura y una banca de seis metros.
Evaluación de la susceptibilidad de ocurrencia del fenómeno de licuación en depósitos de arenas del barrio Cardales del municipio de Barrancabermeja-Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-15) Bareño León, Neyer; del Toro Rodríguez, Wilfredo; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto; Rondón, José Alberto
El proyecto consiste en estudiar la susceptibilidad de ocurrencia del fenómeno de licuación en las arenas finas que comprenden los depósitos fluviales existentes en el barrio Cardales del municipio de Barrancabermeja, mediante métodos semi-empíricos y numéricos. La primera fase del proyecto es la caracterización básica del terreno mediante exploración geotécnica, utilizando métodos de perforación continua como el ensayo de penetración estándar SPT normalizado, con recuperación de muestra en la cuchara partida y métodos geofísico como ensayo de Ondas superficiales MASW, una vez terminada la exploración se realiza la caracterización de las muestras recopiladas en campo mediante ensayos de laboratorio, ensayos de granulometría, humedad natural, peso unitario, límites de plasticidad y corte directo cd, también se procede a la interpretación de los registros de velocidad de onda en los ensayos geofísicos MASW. Después de tener los resultados de laboratorio y registros de ensayos de campo se procede a estimar la susceptibilidad de ocurrencia de licuación mediante teorías semi-empiricas como la Relación de Tensiones Cíclicas (CSR) y Relación de Resistencia Cíclica (CRR), se estima mediante registros de SPT corregido y Mediante Velocidad de onda de corte Vs, para el análisis numérico se realizó mediante le modelo constitutivo UBC3D-PLM Constitutive Soil Model for Numerical Liquefaction Evaluation mediante el uso del sofware PLAXIS 2D. Con los resultados obtenidos en los diferentes métodos se procede a elaborar un cuadro comparativo de los resultados, el cual da como conclusión las ventajas y limitaciones de cada método, asimismo se presenta las recomendaciones geotécnicas para las cimentaciones futuras que se proyectan en esta zona y un mapa de amenaza por susceptibilidad a presentar fenómenos de licuación.
Modelación de la cimentación del puente Caño Salado por el método elementos finitos, vía Astilleros-Tibú, Corredor vial de La Paz, Departamento Norte de Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-15) Vergel Arévalo, Camilo Ernesto; Leguízamo Celis, Hebenly; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto; Rondón, José Alberto
El puente denominado Caño Salado ubicado en la vía Astilleros - Tibú presenta un alto grado de desgaste a causa del alto volumen de tráfico pesado y maquinaria del sector minero y petrolero de la zona, causando problemas en la movilidad y tiempo de espera para los transportadores. Para eliminar la problemática, aumentar la seguridad vial y el progreso del sector energético en la zona, surge la necesidad de llevar a cabo una investigación geotécnica del sitio del puente para evaluar la propuesta para la nueva cimentación de la estructura de acuerdo con las cargas que soportará el nuevo elemento y los efectos de socavación. Este proyecto de aplicación revisa y comprende el levantamiento topográfico, la caracterización geológica y geotécnica del área donde se proyecta la construcción del nuevo puente, los efectos hidráulicos y de socavación.
Propuesta de estabilización del talud ubicado en el K2+250 de la vía (Puerto Rico) que comunica los municipios de Toledo y Labateca del departamento Norte de Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2023-07-07) Lizcano Bautista, Henry; del Toro Rodríguez, Wilfredo; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto; Rondón, José Alberto
El presente trabajo de aplicación comprende la caracterización y análisis de estabilidad del talud inferior y superior, localizado en el K3+000 de la vía que comunica los municipios de Toledo y Labateca, desde un enfoque geológico y geotécnico. Por medio del software Slide y en cumplimiento de los factores de seguridad expuestos en la Norma NSR 10, se plantean alternativas para la estabilización del talud por medio de la modelación geotécnica y el diseño óptimo de obras hidráulicas adecuadas de acuerdo a las condiciones geológicas, geomorfológicas, geotécnicas del talud, así como las propiedades físicas y mecánicas del suelo como sistema de terrazas, implementación de zanjas y cunetas para sistema de drenaje, uso de anclajes y pernos, y finalmente incorporación de Biomantos para el revegetalización.

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