Maestría en Geotecnia

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Análisis comparativo de las deformaciones de los suelos mediante teorías tradicionales y software de elementos finitos
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Remolina Manosalva, Jennifer Andrea; Torrado Gomez, Luz Marina
En este trabajo de aplicación se realiza un análisis comparativo de las deformaciones mediante teorías tradicionales y software de elementos finitos. Para la primera alternativa se tienen las teorías clásicas como las de Terzaghi, Meyerhof, Vesic, Hansen y Brinch – Hansen, para la segunda alternativa el uso de software de elementos finitos por medio de Plaxis 2D y 3D. Además de las deformaciones y la capacidad de carga a la que está sometido el suelo, y así poder comparar estos dos métodos para saber qué tan desfasados se encuentra el uno del otro. Este análisis se realizará para un caso en específico: ‘’ESTACIÓN 3’’, que consiste en la construcción de un muro en tierra armada, el cual presenta suelos arcillosos de compresibilidad media, plasticidad baja y presencia de nivel freático. Para la construcción de este muro en tierra armada se hizo control y registro de las deformaciones inmediatas por medio de topografía. Con el presente proyecto se busca comparar las deformaciones obtenidas mediante las ecuaciones teóricas y elementos finitos contra las deformaciones producidas por este tipo de suelos en la realidad. Finalmente, se realizó el análisis comparativo de las teorías y que diferencias cuantitativas se pueden obtener, dado que lo calculado teóricamente siempre es un aproximado y no un valor exacto, sobre todo cuando se tienen condiciones de consolidación.
Análisis comparativo de las deformaciones horizontales medidas con inclinómetros y el método de elementos finitos durante la construcción de un sistema de estabilización con pantallas ancladas, caso de estudio Proyecto de Vivienda Multifamiliar Andes
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Leon Carvajal, Nelson Ferney; Del Toro Rodriguez, Wilfredo
De acuerdo el numeral H-de Construcción Sismo Resistente NSR-10 durante construcción de excavaciones las deformaciones horizontales y verticales deben ser lo suficientemente pequeños de tal manera que no sobrepase el estado límite de servicio y evitar afectaciones a edificaciones adyacentes e infraestructura pública En el presente trabajo se hace un análisis comparativo de las deformaciones horizontales totales obtenidas producto del monitoreo con inclinómetros contra el modelo de elementos finitos en la construcción del sistema de soporte lateral diseñado para el tratamiento de la excavación del proyecto Andes 41 en la ciudad de Bucaramanga. El monitoreo se hizo durante la excavación y construcción del sistema de soporte lateral en donde se obtuvieron deformaciones horizontales totales y fueron comparadas con las obtenidas con Midas GTS-NX, software para el modelamiento con elementos finitos en el que se implementó el modelo Elastoplásticos Mohr Coulomb y el modelo Hiperbólico Duncan Chang con los que además se evaluó la relación del módulo de elasticidad con la deformación horizontal. Los parámetros geotécnicos requeridos por el modelo Mohr Coulomb fueron obtenidos mediante un análisis que toma en cuenta correlación de los parámetros elásticos con el ensayo SPT, ensayos reportados por el estudio de suelos y ensayos de laboratorio elaborados a partir de muestras obtenidas durante la excavación, finalmente se hizo una comparación con el fin de determinar el grado de correlación de las deformaciones obtenidas con instrumentación contra las obtenidas con modelamiento
Análisis comparativo del comportamiento de cimentaciones en suelos areno-limosos, caso de estudio proyecto Carrizal la nueva Girón
(Universidad Industrial de Santander, 2020) Cely Ávila, Víctor Javier Rafael Alejandro; Toro Rodriguez, Wilfredo Del
El crecimiento urbano del municipio de Girón apetecido por su alta extensión de terrenos inhabitados y gran parte de ellos con accesos viales idóneos para la construcción de edificaciones de viviendas multifamiliares, la conglomeración de zonas residenciales también se refleja en la densificación poblacional al igual que la concentración de esfuerzos en los suelos donde se cimientan estas edificaciones, un ejemplo claro es el proyecto Carrizal la Nueva Girón, donde se observan asentamientos en la cimentación y en su momento se realizan planes de contingencia para minimizarlos, de allí parte este estudio con el fin de analizar los asentamientos presentes en la torre #1 y con ellos los sistemas de cimentación utilizados. Este proyecto se realiza con el fin de estudiar el comportamiento de la cimentación inicial de la torre #1 del proyecto Carrizal la Nueva Girón junto con el recalce utilizando inyección de lechada de cemento que se implementó para mejorar las características de suelo donde se cimentó y se propondrá un sistema de cimentación con el fin de evitar estos asentamientos diferenciales, teniendo en cuenta la relación costo beneficio de cada una. Los criterios de evaluación se hicieron bajo estudios de campo y de laboratorios realizados previos y durante los procesos constructivos del proyecto.
Análisis de alternativas para la contención de la cabecera 35 de la pista del aeropuerto internacional Palonegro de la ciudad de Bucaramanga, departamento de Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Alvarez Carreño, Jorge Eliecer; Torrado Gomez, Luz Marina
El proyecto de aplicación consiste en el análisis geotécnico tendiente a analizar las diferentes alternativas de solución para la estabilización de la cabecera 35 del Aeropuerto Internacional Palonegro de Bucaramanga, teniendo en cuenta la geología, geomorfología de la zona y las características físico mecánicas del talud, con el objeto de mejorar las condiciones técnicas y de seguridad aeroportuaria, de acuerdo a normas FAA, ampliando el área y la geometría de la llave de giro de la cabecera 35. Dentro de los trabajos proyectados se realizó análisis de la información existente, el levantamiento topográfico georreferenciado, la determinación de la estratigrafía de los suelos por medio de sondeos, tomografías geo eléctricas y la caracterización de los parámetros de resistencia de los suelos encontrados en la zona, datos requeridos para realizar el modelo geotécnico y el cálculo de los factores de seguridad para cada uno de los métodos constructivos o modelos propuestos, en donde a la propuesta favorable técnicamente se le calculó el asentamiento, todo lo anterior utilizando software especializado. Una vez realizado el modelamiento geotécnico se procedió a analizar las diferentes alternativas de solución planteadas para la estabilización y escoger la alternativa técnica más viable para la construcción del muro de contención que garantice la estabilidad, el área y las normas internacionales de seguridad aeroportuaria, entrando el aeropuerto de Bucaramanga dentro
Análisis de alternativas para la mitigación del talud ubicado en el sector de La Fonda Paisa (pr 84+700 al pr 84+780)
(Universidad Industrial de Santander, 2020) Rey Palacios, Cristian Eduardo; Torrado Gomez, Luz Marina
El talud ubicado en el sector de la Fonda Paisa vía Floridablanca Piedecuesta presenta problemas de inestabilidad a causa del periodo de lluvias además de la geomorfología del sitio, causando desprendimiento de materiales a la vía y afectando la movilidad del sector. Para prevenir la amenaza a la seguridad de los transeúntes, surge la necesidad de ejecutar una investigación geotécnica de sitio para evaluar el deslizamiento producido con el fin de proponer alternativas de solución para la estabilización y/o mitigación del talud en estudio. Para este proyecto de aplicación se realizó un estudio el cual incluye el levantamiento topográfico y la caracterización geológica y geotécnica de la zona inestable donde se realizaron ensayos de campo y de laboratorio para la obtención de parámetros, los cuales permiten la conceptualización y modelamiento del talud para determinar los factores de seguridad empleando el software de elementos finitos SLIDE 6.0 del paquete de software de ROCSIENCE. Finalmente se plantearon y estudiaron dos alternativas para la estabilización del talud teniendo en cuenta aspectos técnicos y económicos de estas propuestas para su evaluación para lo cual se realizaron actividades como la cantidad y presupuesto de cada una de las soluciones y especificaciones técnicas de los ítems para cada una de ellas.
Análisis de alternativas y propuesta de estabilización del talud k71 entre el subsector San Alberto-San Roque del tramo f. Aguachica-La mata de la Ruta del sol.
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Montañez Gomez, Robinson Antonio; Del Toro Rodríguez, Wilfredo
El talud de PR 71+250 Œ PR71+700 en el subsector de San Alberto Œ San Roque del Tramo F, Aguachica Œ La Mata de la Ruta del Sol, carretera que comunica el interior del país y la costa norte de Colombia, se ha deslizado destruyendo las obras de protección existentes y dificultando la transitabilidad en época de lluvias por la generación de caída de rocas y detritos. Este talud presenta pendientes muy fuertes, amplias alturas, algunos negativos en la parte superior y formación de cárcavas de erosión, estos factores incidentes sumado a la falta de un drenaje adecuado y a las precipitaciones detonaron los deslizamientos del suelo aluvial. Los taludes están conformados por alternancias de suelos granulares y finos con estructura gravosoportada en matriz limo arenosa, siendo esta composición textural muy propensa a la erosionabilidad. Se analiza la conformación del talud existente y se realiza el análisis de estabilidad mediante modelos conceptuales y matemáticos para la proposición de obras que cumplan con el factor de seguridad requerido y que geotécnicamente tengan buen comportamiento en este tipo de taludes; además, se plantea la solución geotécnica mediante cobertura reforzada para el control de la erosión y un sistema de drenaje que controle los niveles de saturación.
Análisis de cimentación para vivienda campestre en el coluvión de La Leona sector de La Renta finca El Reposo Lebrija Santander
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Diaz Tanco, Luis Felipe; Del Toro Rodríguez, Wilfredo
Los coluviones son formaciones geológicas inestables que presentan retos importantes para su adecuada estabilización, en la mayoría de los casos estas formaciones cuentan con desplazamientos de volúmenes del orden de millones de metros cúbicos y con desplazamientos de unos centímetros día o centímetros mes. En las zonas tropicales del país es normal encontrar este tipo de formaciones en su mayoría en zonas rurales, por su característica de baja pendiente se encuentran siempre habitadas y desarrolladas en cultivos o pastoreo, esto genera que las poblaciones asentadas en un coluvión sean bajas, lo que no da cabida a desarrollar una estabilización completa del coluvión por su alto costo y su bajo impacto social. Por ende es necesario pensar en la posibilidad de estabilizar las viviendas de las personas que vivan en estas regiones y que a su vez se pueda garantizar una vivienda que sea competente y estable para su habitabilidad. Lo que genera la necesidad de presentar una solución a esta problemática; los coluviones por ser tan diversos el proyecto esta puntualizado al coluvión de la Leona, ubicado en el municipio de Lebrija, Santander. Al desarrollar los modelos se estimó la estabilidad del terreno de estudio, los modelos arrojaron las características del este coluvión, con los que se permite el modelamiento de algunos tipos de cimentaciones y estimar cual puede ser el adecuado para desarrollar. __
Análisis de estabilidad de taludes del corredor vial y pared lateral oriental de la mina "Caypa", en el municipio de Barrancas - departamento de La Guajira
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Arenas Calderon, Gonzalo Alonso; Del Toro Rodríguez, Wilfredo
El presente trabajo de aplicación, se realizó con el objeto de analizar los diferentes eventos de inestabilidad, que han venido afectando de manera sistemática, la pared lateral oriental de la Mina de carbón a cielo abierto, denominada CAYPA y su vía de acceso perimetral. De una manera práctica, sencilla y técnica, se proponen alternativas viables de solución y/o remediación que conlleven a garantizar de forma segura la estabilidad de la mina. La evaluación de inestabilidad registrada, se hizo a partir de las características geológicas de la zona, litología de la pared lateral y parámetros Geomecanicos de la estratificación encontrada. Adicionalmente se usaron, modelaciones estereográficas, análisis cinemático, estabilidad de equilibrio limite, parámetros de Mohr-Coulomb y con base en análisis de Elementos Finitos, de definieron los factores de seguridad actuales. Como resultado importante, se evidenció que la inestabilidad es consecuencia de avanzada meteorización de los taludes superiores, movimientos en masas activos y pérdida de la sección lateral de la vía. Estas situaciones, pueden ser remediadas en forma eficiente con el rediseño geométrico de los taludes en la pared oriental, la remoción del material ya fallado y y el aseguramiento la sección de la vía perimetral ampliando su sección trasversal. .
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
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 enaza, vulnerabilidad 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 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 de estabilidad del macizo rocoso de la formación mirador para la construcción de un túnel minero en la vereda la selva, corregimiento la don Juana, municipio de Bochalema, norte de Santander, Colombia
(Universidad Industrial de Santander, 2014) Arévalo Espinel, Juan Carlos; Celis Leguizamo, Hebenly
En este documento se presenta la estimación de la estabilidad para un túnel en roca que operará como parte de una excavación minera en la vereda la Selva, municipio de Bochalema, Norte de Santander, Colombia. Como consecuencia de las actividades de campo programadas para este proyecto, se obtuvo información geológica y geotécnica de la formación Mirador a partir de pruebas de laboratorio y levantamientos de campo a través de la falla la Regadera. En este trabajo se implementó una caracterización geomecánica mediante el RMR, el RQD, el Q de Barton y el GSI. Además se determinaron los parámetros del macizo rocoso por medio del ensayo esclerómetrico, de petrografía, compresión, tracción y ultrasonido. Para el diseño de la perforación, se calculó las dimensiones del túnel según el RMR de Bieniawski, la profundidad de daño en un macizo rocoso según Hoek & Brown y la orientación del túnel en el software Dips. Los parámetros de resistencia fueron calculados con el software Rocdata. Se calculó la concentración de esfuerzos y desplazamientos mediante el software Phase 2 y la estimación de los sostenimientos a partir del índice Q de Barton. Adicionalmente, para una mejor apreciación, se realizó un análisis de estabilidad estática y dinámica utilizando fortificación con pernos, lo que requirió el estudio de cuñas de techo del túnel mediante el software Unwedge y el diseño del factor de seguridad de los bloques potencialmente inestables.
Análisis de estabilidad por elementos finitos para la aplicación de método de explotación por paneles con pilar central en minería subterránea de oro en mina Sandra k
(Universidad Industrial de Santander, 2022-06-29) Becerra Orozco, Michel Kenny; Celis Leguízamo, Hebenly; Rondón, José Alberto; Contreras Castellanos, Julián Mauricio
En este proyecto se realizó la caracterización geomecánica de una excavación de la mina Sandra k a partir de ensayos de compresión inconfinada y martillo Schmidt por el método RMR y también se modelo por medio del software RS3 donde se obtuvo un desplazamiento de 2,7 m para una sección sin sostenimiento. Se propuso un reforzamiento de la excavación por medio de pilares centrales y cuando las aberturas de cámaras superen los cuatro metros, se debe realizar sostenimiento mixto en madera y elementos hidráulicos Hydrabol, los cuales son Jackpack de 0,6 x 0,6 m y Jackpot de 180 mm. Estos elementos hidráulicos convierten el tipo de sostenimiento en activo, ya que por sí sola la madera para labores subterráneas conforma los elementos de sostenimiento pasivos. Una vez aplicado el sostenimiento se garantiza la recuperación del panel inclinado del 95% del mineral, esto se evidencia en campo una vez finalizado el corte piloto de paneles inclinado en mina Sandra K propiedad de Gran Colombia Gold.
Análisis de estabilidad y diseño de obras de estabilización de puntos críticos del corredor vial panorama-la cumbre, en el municipio de Floridablanca
(Universidad Industrial de Santander, 2012) Pinto Martínez, Rene Alexander; del Toro Rodríguez, Wilfredo
La combinación de factores como el relieve, la geología, la historia tectónica, los regímenes de lluvia y la erosión, generan inestabilidad en los taludes. Para el caso de la infraestructura vial, la inestabilidad de los taludes y su falla, causan pérdidas de vidas humanas e importantes impactos económicos. El presente trabajo de aplicación, busca analizar y plantear soluciones a los problemas de inestabilidad en los Puntos Críticos del Corredor Vial Panorama Œ La Cumbre, del municipio de Floridablanca, y de esta forma coadyuvar a la adecuada operación de esta importante via local. Para tal fin se adelantaron las actividades de recopilación y análisis de la información topográfica y de exploración geotécnica; la caracterización físicoŒmecánica de los materiales, determinado los parámetros de resistencia de los suelos; el modelamiento del problema, estableciendo el grado de estabilidad a través de la evaluación del factor de seguridad; el planteamiento y análisis de alternativas de solución para la estabilización del talud; la evaluación de las alternativas y proponer la solución más conveniente. De acuerdo con los análisis realizados, se concluye que el corredor vial, se ve afectado por un fenómeno de remoción en masa clasificado como movimiento lento de ladera retrogresivo y rotacional, generado por el desplazamiento del coluvión sobre el estrato gravoso. Este fenómeno es incrementado por la infiltración del agua lluvia y la presencia de aguas subterráneas posiblemente provenientes del Acuífero Semiconfinado de La Cumbre. Las obras planteadas para la mitigación del movimiento en masa se enfocan en aumentar la resistencia del suelo por medio de subdrenajes; disminuir los esfuerzos actuantes en el talud a través del cambio de su geometría tendiendo éste a un ángulo menor y la remoción de la masa deslizada; y el aumentar los esfuerzos de confinamiento a través de obras de contención (muros de gravedad y pilotes).
Análisis de estabilidad y propuesta de alternativas de obras de mitigación para las viviendas ubicadas en el barrio Los Tamarindos en la comuna IV de Barrancabermeja
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Serrano Carranza, Camilo Andres; Toro Rodriguez, Wilfredo del
Durante el constante crecimiento de la población en Barrancabermeja mucha de las veces, es evidente la escases de lugares adecuados para los asentamientos humanos debido al sobrecosto de los terrenos baldíos, o en general de las viviendas existentes generados por el desarrollo de la industria del petróleo, obligando de esta manera a las personas que cuentan con menor capacidad adquisitiva a emplear lugares los cuales están menos adecuados para el desarrollo de sus viviendas, las cuales son ubicadas sobre terrenos no adecuados como llanuras de inundación de cuerpos hídricos (río Magdalena, o Ciénegas periféricas), también son empleadas con bastante frecuencia las laderas, en las cuales implementan rellenos no tecnificados con materiales de desechos y escombros para incrementar el área de construcción, o en la mayoría de los casos implementan cortes en estas laderas para conformar el espacio para sus viviendas. El empleo de estas prácticas (antrópicas) hacen que se modifiquen las condiciones naturales de estas laderas, alterando su estado de equilibrio generando de esta manera factores que condicionan la estabilidad de los taludes, otros factores que deben tenerse en cuenta en el momento de evaluar la estabilidad son los relacionados con la sismicidad propia de la zona y la hidrología del sector, los cuales se consideran como factores detonantes de inestabilidades en taludes. El presente trabajo de aplicación busca realizar un análisis de estabilidad, con el fin de aportar una alternativa de estabilización de las viviendas que se encuentran en la zona de talud y de equipamientos colectivos de la urbanización Tamarindos.
Análisis de los efectos de las vibraciones generadas por la maquinaria de construcción de anclajes activos en el comportamiento del suelo
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Alarcon Tarazona, Maria Angelica; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto; Buenahora Ballesteros, Carlos Andres; Bravo Molina, Luz Stella
Colombia es un país que en los últimos años ha venido presentando un crecimiento exponencial en la construcción de viviendas, producto del desarrollo que presenta nuestro país con el paso de los días. A raíz de la necesidad que surge actualmente de construir edificios de gran altura, debido al costo elevado de los terrenos aptos para la construcción, se da la necesidad de realizar bases estructurales significativamente profundas, con el fin de lograr capacidades portantes óptimas para el desarrollo de los proyectos; y como consecuencia el uso de procesos de estabilización de taludes. Debido a lo expuesto anteriormente se pretende estudiar el comportamiento del suelo debido a los efectos generados por el uso de la maquinaria de perforación en los anclajes activos. Dentro de los temas a tratar se presentarán varios sistemas de estabilización de excavaciones y además las principales características de los ensayos geofísicos. Adicionalmente, se realizarán una serie de ensayos en una obra que se encuentre en fase de construcción de los anclajes activos y con ello una serie de mediciones con ensayos geofísicos como son el REMI, MASW y tomografía eléctrica, para así determinar las afectaciones que puede generar la intervención del suelo producto de la construcción de anclajes activos. Finalmente, se realizará una simulación numérica en el programa PLAXIS 2D con el fin observar las deformaciones del suelo durante las diferentes fases de construcción de los anclajes activos.
Análisis de relación entre la compresión inconfinada y la prueba de penetración estándar (SPT) para la determinación de la capacidad de soporte de suelos
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Castro Irreño, Monica Johanna; Torrado Gomez, Luz Marina
En gran parte de las ocasiones, el tiempo constituye para el ingeniero un factor determinante para el estudio y diseños de una obra, con el fin de brindar soluciones efectivas y rápidas que a su vez resulten económicamente viables. Es por esto que se recurre a métodos que garanticen obtención de información geotécnica necesaria y válida para el desarrollo de los diseños mediante procesos de análisis y confiabilidad. El ensayo de compresión inconfinada y el ensayo de SPT se han convertido en ensayos importantes para la realización de caracterización del suelo. Ambos ensayos han venido evolucionando y han sido acogidos a nivel mundial para el estudio de la geotecnia. Cada ensayo tiene una metodología para su realización y una normatividad vigente. Para el caso de éste proyecto se utilizó las normas INVIAS versión 2013, donde se encuentran plasmados los pasos para su correcta realización. Este proyecto consistió en encontrar una correlación para la determinación de la capacidad de soporte de un suelo limo arenoso en función de los parámetros de N de SPT y compresión inconfinada a diferentes profundidades, permitiendo obtener información rápida y necesaria para la determinación de la capacidad de soporte de los suelos para poder ser utilizada en las cimentaciones y determinar la variabilidad de las propiedades del suelo. Los resultados obtenidos muestran una correlación en función exponencial, con un coeficiente de relación R de 0.9054, lo que indica una buena correlación.
Análisis del comportamiento geotécnico ante cargas sísmicas de la presa Latora de la Central Hidroeléctrica Sogamoso
(Universidad Industrial de Santander, 2022-03-31) Barragán Torres, José Ricardo; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto; Torrado Gómez, Luz Marina; Mendoza Rizo, Jorge Alejandro
El objetivo del presente estudio es la elaboración de un modelo de comportamiento sísmico de la presa Latora de la Central Hidroeléctrica Sogamoso para el análisis y validación de las condiciones de estabilidad de esta ante diferentes escenarios sísmicos; tema vital considerando la gran importancia de la central Sogamoso para el sistema energético del país así como el nivel de riesgo que representa una obra de tal magnitud para la comunidad, poblaciones e infraestructura aguas abajo teniendo en cuenta su localización en una zona de alta sismicidad. El modelo realizado en el software de elementos finitos PLAXIS 2D, fue basado en un sismo en específico, partiendo de información recopilada durante la etapa de construcción de la presa y datos recolectados de los acelerómetros instalados en esta, definiendo los modelos constitutivos que describieran de mejor manera el comportamiento dinámico de los llenos para finalmente realizar su calibración mediante la comparación de los registros de aceleración de los acelerómetros de la presa. Finalmente se obtuvo un modelo calibrado para el sismo especificado, logrando realizar el análisis dinámico y de estabilidad de la presa ante diferentes cargas sísmicas, logrando confirmar el cumplimiento de los factores de seguridad mínimos presentados por la NSR-10.
Análisis del efecto del ángulo de ataque de perforación en la estabilidad geomecanico de formaciones naturalmente fracturadas utilizando un modelo de elementos finitos
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Mantilla Hernández, Hernan Dario; Benjumea Royero, José Miguel
La perforación direccional de pozos de hidrocarburos en campos con formaciones fracturadas o laminadas se ha convertido en un reto para la industria del petróleo debido a la alta complejidad de las operaciones. Por tanto, la geomecánica de perforación, disciplina de la ingeniería competente para el análisis de dichos efectos, cumple un papel importante en la planeación y cálculos de ingeniería previos a la construcción de un pozo, permitiendo determinar una inestabilidad aceptable de la formación de roca asociada a la inclinación del pozo e inclinación de las fracturas naturales o laminaciones. En este trabajo se pretende analizar el efecto del ángulo de ataque de perforación en la estabilidad geomecánica de formaciones con fracturas naturales o con laminaciones, empleando un modelo de elementos finitos y el software de simulación Abaqus@. El análisis de los modelos de simulación, realizado en tres inclinaciones de perforación diferentes, permitió establecer relaciones, directas e indirectas entre el ángulo de ataque y la estabilidad del pozo. Se relacionaron variables de análisis como los esfuerzos compresivos y de corte, las deformaciones y la falla en las fracturas de la roca durante la perforación. Los resultados muestran que a mayores inclinaciones de perforación mayor puede llegar a ser la inestabilidad del pozo.
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 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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