arreglo tesis gen con pobl y muest

8/16/2019 Arreglo Tesis Gen Con Pobl y Muest

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FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TESIS

COMPARACION Y ANALISIS BIDIMENSIONAL DE LOS FACTORES DE

SEGURIDAD DE ESTABILIDAD DE TALUD POR LOS METODOS DE

BISHOP, JAMBU, SARMA Y PLAXIS EN RELACION CON LA

TOPOGRAFIA, LA INFILTRACION, LAS PROPIEDADES MECANICAS YLAS PROPIEDADES SISMICAS QUE CORRESPONDE AL TALUD DE LA

QUEBRADA DE SIPASPUCYO

Presentado por:

GARCÍA YÉPEZ, Carlos Enrique.

Para Optar el Título Profesional de

Ingeniero Civil. Asesor:

ING. VERA GALLEGOS, Ronald.

CUSCO – PERÚ

2015


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ii

DEDICATORIA.1.


3/33

iii

AGRADECIMIENTOS.2.


4/33

iv

RESUMEN.3.


5/33

v

ABSTRAC4.


6/33

vi

INTRODUCCION5.

La Quebrada Sipaspucyo del Distrito de Cusco es un conocido circuito principal

de dos carriles que permite el paso rápido (Vprom=40 km/h) de vehículos en

dirección Cusco – Anta evitando pasar durante horas punta del tráfico

directamente por la ciudad de Cusco por la diferentes vías estrechas que se

unen con esta vía. Durante los últimos años también está siendo objeto de

proyectos inmobiliarios y en especial una de las vías que dirige al futuro

aeropuerto de Chinchero, especialmente en la zona del Distrito de Cusco, por

lo que se debe empezar a hacer estudios profundos sobre la estabilidad local y

global del talud que corre paralelo a esta importante vía, teniendo en cuentaque son comunes los desprendimientos de partículas de grava en condiciones

estáticas del talud, resultando un peligro importante para los conductores y

peatones.

Para condiciones sísmicas será de gran importancia realizar análisis que

estimen el comportamiento del talud (fallas globales) que redunden en graves

pérdidas humanas y materiales.

Esta tesis demuestra que el tramo en estudio fallaría en condiciones sísmicasimportantes, poniendo en grave peligro vidas humanas y propiedades privadas

que recientemente están siendo construidas a 20m del pie del talud, por lo que

es necesario proponer soluciones de estabilización del talud de la Quebrada

Sipaspucyo en las zonas que lo requieran luego de un estudio profundo.

La propuesta corresponde a un movimiento masivo de tierras (reducción de la

pendiente y por lo tanto aumento del Factor de Seguridad) para la estabilidad

global y posteriormente la utilización de gaviones o muros de contención. Lateoría y ensayos de campo que se utilizaron para el análisis y diseño de esta

propuesta son explicados en los capítulos respectivos.

El presente trabajo también proporciona ratios de costos; deducidos

directamente del presupuesto, para poder tener una herramienta útil que

permita tomar decisiones en caso las autoridades correspondientes tomen la

determinación de realizar proyectos importantes que prevengan las perdidas

antes mencionadas.


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INDICE GENERAL.

DEDICATORIA. ................................................................................................... ii

AGRADECIMIENTOS. ....................................................................................... iii

RESUMEN. ........................................................................................................ iv

ABSTRAC ........................................................................................................... v

INTRODUCCION ............................................................................................... vi

CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. .......................................... 1

1.1 Identificación del Problema. .................................................................. 1

1.1.1

Descripción del Problema. .............................................................. 1

1.1.2 Formulación Interrogativa del Problema. ........................................ 1

1.2 Justificación e Importancia de la Investigación. .................................... 2

1.2.1 Justificación Técnica. ..................................................................... 2

1.2.2 Justificación Social. ........................................................................ 2

1.2.3 Justificación por Viabilidad. ............................................................ 2

1.2.4 Justificación por Relevancia. .......................................................... 3

1.3 Limitaciones de la Investigación. .......................................................... 3

1.4 Objetivo de la Investigación. ................................................................. 3

1.4.1 Objetivo General. ............................................................................ 3

1.4.2 Objetivos Específicos. .................................................................... 3

1.5 Hipótesis ............................................................................................... 4

1.5.1 Hipótesis General. .......................................................................... 4

1.5.2 Sub Hipótesis. ................................................................................ 4

1.6 Definición de Variables. ........................................................................ 4

1.6.1 Variables Independientes. .............................................................. 4 1.6.2 Variables Dependientes. ................................................................ 5

1.6.3 Cuadro de Operaciones de Variables. ............................................ 5

CAPITULO II MARCO TEORICO. ...................................................................... 6

1.7 Antecedentes a Nivel Internacional. ...................................................... 6

1.8 Aspectos Teóricos Pertinentes. ............................................................ 8

CAPITULOS III: METODOLOGIA. ................................................................... 18

1.9 Metodología de la Investigación. ......................................................... 18

1.9.1 Tipo de Investigación. ................................................................... 18


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ii

1.9.2 Nivel de la Investigación. .............................................................. 18

1.9.3 Método de la Investigación. .......................................................... 18

1.10 Diseño de la Investigación. .............................................................. 19

1.10.1 Diseño Metodológico. ................................................................ 19

1.10.2 Diseño de Ingeniería. ................................................................ 19

1.11 Población y Muestra. ....................................................................... 21

1.11.1 Población. ................................................................................. 21

1.11.2 Muestra. .................................................................................... 21

1.11.3 Criterios de Inclusión ................................................................. 22

1.12 Instrumentos. ................................................................................... 23

1.12.1 Instrumentos Metodológicos o Instrumentos de Recolección de

Datos. 23 1.12.2 Instrumentos de Ingeniería. ....................................................... 23

1.13 Procedimiento de Recolección de Datos. ........................................ 23

1.13.1 Procedimiento de Análisis de Datos. ......................................... 23

CAPITULO IV RESULTADOS. ......................................................................... 23

1.13.2 CAPITULO V DISCUSION. ....................................................... 23

GLOSARIO. ..................................................................................................... 23

CONCLUSIONES. ........................................................................................... 23

RECOMENDACIONES. ................................................................................... 23

REFERENCIAS. ............................................................................................... 23

ANEXOS. ......................................................................................................... 23


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iii

INDICE DE TABLA.

Tabla 1 ............................................................. ¡Error! Marcador no definido.2


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iv

INDICE DE ILUSTRACIONES.

Ilustración 1 Quebrada de SIPASPUCYO ....................................................................................... 1

Ilustración 3 Flujo grama del Diseño de Investigación. ............................................................... 20


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1

CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.1.

Identificación del Problema.1.1

1.1.1 Descripción del Problema.

En la ciudad del Cusco se tiene muchos antecedentes de deslizamientos en las

zonas de laderas ubicadas por los sectores de la vía Cusco Abancay como se

muestra en las imágenes entonces se desea comparar los factores de

seguridad y realizar una análisis bidimensional por los métodos de

estabilización de Bishop, Jambu, Sarma, usando también el software PLAXIS

para una corroboración de datos y poder aplicarlos en la estabilidad del talud

de la quebrada SIPASPUCYO sector COORCA

Ilustración 1 Quebrada de SIPASPUCYO

FUENTE: GOOGLE EARTH

1.1.2 Formulación Interrogativa del Problema.

1.1.2.1 Formulación interrogativa del Problema General.

¿Cómo se realizara la comparación y el análisis bidimensional de los factores

de seguridad por los métodos de Bishop, Jambu, Sarma y Plaxis y

relacionarlos con la topografía, los estudios de infiltración, las propiedades

mecánicas y las propiedades sísmicas que corresponde al talud de la quebrada

de SIPASPUCYO?


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2

1.1.2.2 Formulación interrogativa de los Problemas

Específicos.

¿Influirá la topografía del sector en la instabilidad del talud?

¿Determinara la infiltración del sector en el cálculo del factor de

seguridad por los métodos Bishop, Jambu, Sarma y Plaxis?

¿Cómo influirá las propiedades mecánicas de suelos del sector en la

determinación del factor de seguridad por los métodos Bishop, Jambu,

Sarma y Plaxis?

¿Cuál es la influencia de las propiedades sísmicas en el cálculo del

factor de seguridad por los métodos Bishop, Jambu, Sarma y Plaxis?

Justificación e Importancia de la Investigación.1.2

1.2.1 Justificación Técnica.

El estudio que se realiza para este sector pretende recuperar y reconstruir el

paisaje que se fue deteriorando con el pasar de años y además de brindar

seguridad en la vía, claro que también es un reto de ingeniería poder estabilizar

el sector, ya que se tiene una pendiente muy inclinada en el cual es necesariocontrolar la erosión ocasionada por agentes externos.

1.2.2 Justificación Social.

Los métodos o método a emplearse en la estabilización del talud ayudaran a

mejorar la calidad de vida de los pobladores que se encuentran en constante

riesgo por la falta de asistencia en la zona por la inaccesibilidad que se genera

y además que son los más beneficiados con la propuesta que se hará en este

estudio

1.2.3 Justificación por Viabilidad.

La accesibilidad al sector es muy factible por la cercanía a la vía principal y

además en el pie del deslizamiento también se tiene a considerar que es

accesible ya que no es ocupado por ningún poblador, además se tiene unos

árboles que se encuentra en la quebrada que dan apoyo para seleccionar los

puntos de descanso que se necesita.


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3

Los ensayos de laboratorio que se necesita para poder realizar la investigación

son factibles por los equipos que presenta la Universidad Andina del Cusco que

ayuda a poder realizar un estudio con más detenimiento.

1.2.4 Justificación por Relevancia.

Dentro del estudio que se realiza se encuentra comparaciones de métodos

exactos e inexactos y en este punto ayuda a que no todo método que se elija

pueda ser el correcto y ayudarnos a estabilizar un talud en emergencia, sino

también nos servirá el uso de software que ayudan en el proceso de resultados

pero no al objeto de análisis que es necesario antes de confiarnos en un

programa.

Limitaciones de la Investigación.1.3

En la zona de estudio se tiene mucho a considerar la topografía por lo cual nos

basaremos en un solo sector de la quebrada.

Los estudios de estabilización solo se realizara con los métodos de Bishop,

Jambu, Sarma y usaremos el software Plaxis para el análisis bidimensional

para la corroboración de datos.

Objetivo de la Investigación.1.4

1.4.1 Objetivo General.

Comparar y realizar el análisis bidimensional de los factores de seguridad por

los métodos de Bishop, Jambu, Sarma y Plaxis y relacionar con la topografía,

los estudios de infiltración, las propiedades mecánicas y las propiedades

sísmicas correspondientes al talud de la quebrada de SIPASPUCYO.

1.4.2 Objetivos Específicos.

a) Analizar la topografía del sector para verificar la influencia en la

inestabilidad.

b) Estudiar la infiltración en el sector para determinar si afectara en el

cálculo del factor de seguridad por los métodos Bishop, Jambu, Sarma y

Plaxis.


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4

c) Determinar las propiedades mecánicas de los suelos para determinar el

factor de seguridad por los métodos Bishop, Jambu, Sarma y Plaxis

d) Evaluar las propiedades sísmicas para el cálculo en el factor de

seguridad por los métodos Bishop, Jambu, Sarma y Plaxis

Hipótesis1.5

1.5.1 Hipótesis General.

La comparación y análisis bidimensional de los factores de seguridad por los

métodos Bishop, Jambu, Sarma y Plaxis, están directamente relacionados con

la topografía, los estudios de infiltración, las propiedades mecánicas y las

propiedades sísmicas correspondientes al talud del sector.

1.5.2 Sub Hipótesis.

a) La topografía del sector es influyente para determinar el factor de

seguridad por los métodos Bishop, Jambu, Sarma y Plaxis.

b) Los estudios de infiltración determinaran si hay inestabilidad y afectaran

al factor de seguridad por los métodos Bishop, Jambu, Sarma y Plaxis.

c) Las propiedades mecánicas de los suelos influyen en la determinación

del factor de seguridad por los métodos Bishop, Jambu, Sarma y Plaxis.

d) Las propiedades sísmicas determinaran si el factor de seguridad por los

métodos Bishop, Jambu, Sarma y Plaxis será lo suficiente para la

estabilidad.

Definición de Variables.1.6

1.6.1 Variables Independientes.

TOPOGRAFIA DEL SECTOR. Es una técnica de estudio que describe y

representa en un plano la superficie y los relieves del terreno. Dentro de los

cuales sus indicadores son:


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5

Distancia (m)

Cotas (m)

Area (m^2)

Pendiente (%)ESTUDIOS DE INFILTRACION. Es el paso de agua de la superficie al interior

del suelo. Su indicador en este caso es el índice de infiltración.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. Estudia la composición y

propiedades de la corteza terrestre. Sus indicadores son:

Contenido de humedad.

Granulometría de los suelos. Índice de plasticidad.

Clasificación de suelos (AASHTO – SUCS).

PROPIEDADES SISMICAS. Estudia el movimiento de la corteza terrestre por

los desplazamientos verticales y horizontales frente a movimientos sísmicos.

Su indicador será el coeficiente sísmico.

1.6.2 Variables Dependientes.

Cuadro de Operaciones de Variables.1.7


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CAPITULO II MARCO TEORICO.2.

2.1 Antecedentes a Nivel Internacional.2.1.1 EVALUACIÓN DE EFECTOS DE SUMERSIÓN EN LA

ESTABILIDAD DE TALUDES

Presentado por Xiangyue Li, Luis Emilio Rendón Díaz-Mirón, Joselina

Espinoza-Ayala que son ingenieros geotecnistas pertenecientes a Instituto

Mexicano de Tecnología del Agua

2.1.1.1 RESUMEN

Se presenta un estudio numérico sobre efectos de sumersión que afectan la

estabilidad de taludes. La sumersión es una condición hidráulica en la que

coinciden los niveles de agua dentro y fuera del cuerpo del talud. En los casos

estudiados, los factores de seguridad varían con el nivel de sumersión. Este

fenómeno se observa aun cuando los taludes están formados por materiales

granulares que obedecen a la ley de Mohr-Coulomb lineal. El análisis numérico

permite revelar las causas de dicho efecto. Los factores de seguridad alcanzan

su valor máximo en los taludes totalmente sumergidos, sean estos cohesivos o


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granulares. Los factores de seguridad mínimos no se observan en la sumersión

nula sino en una elevación intermedia.

2.2 Antecedentes a Nivel Nacional

2.2.1 ESTABILIZACIÓN DEL TALUD DE LA COSTAVERDE EN LA ZONA DEL DISTRITO DEBARRANCO

Presentado por Alan Raúl Granados López para la obtención del título

profesional de Ingeniero Civil en la Universidad Pontificia Católica del Perú el

año 2006

2.2.1.1 RESUMEN

Esta tesis se basa en la estabilidad de taludes de La Costa Verde que es un

conocido circuito de playas y autopista de dos carriles que permite el paso

rápido (Vprom=60 km/h) de vehículos en dirección norte – sur, evitando pasar

durante horas punta del tráfico directamente por la ciudad de Lima.

Esta tesis demuestra que el tramo en estudio fallaría en condiciones sísmicas

importantes (aceleraciones de suelo mayores a 0.27g), poniendo en grave

peligro vidas humanas y propiedades privadas que recientemente están siendo

construidas a 20m del pie del talud.

La propuesta corresponde a un movimiento masivo de tierras (reducción de la

pendiente y por lo tanto aumento del Factor de Seguridad) para la estabilidad

global y posteriormente la utilización de Geomallas y Geomantos que ayudarán

a la vegetalización de la zona mediante la siembra de césped en semilla sobre

una capa de suelo vegetal que será colocado sobre el conglomerado.

2.2.2 ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓNDE TALUDES MEDIANTE EL USO DE MUROSANCLADOS Y CALZADURAS EN LACONSTRUCCIÓN DE EDIFICACIONES

Presentado por GUSTAVO ADOLFO CABELLOS GAVIDIA para la obtención

del título profesional de Ingeniero Civil en la Universidad Pontificia Católica del

Perú el año 2012.


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8

2.2.2.1 RESUMEN.

El estudio parte haciendo una breve introducción en donde se describe la

normativa vigente y se presentan las obras en estudio. Estas obras cuentan

con dos y tres sótanos y medio respectivamente, con la idea de identificar apartir de cuántos sótanos resulta económicamente conveniente utilizar muros

anclados. Como parte del estudio se hizo un análisis de seguridad, evaluando

los principales peligros involucrados en cada procedimiento, en este caso se

obtuvieron resultados similares ya que en ambos casos se tiene actividades

como excavación masiva y perfilada que se consideran actividades de alto

riesgo.

2.3 Aspectos Teóricos Pertinentes.2.3.1 DEFINICION DE TOPOGRAFIA.

El objeto de estudio de la topografía se da en la cantidad suficiente de puntos

de control tanto horizontal y vertical que permita elaborar el plano topográfico

de una zona de estudio.

2.3.1.1 DEFINICIÓN DE TOPOGRAFÍA.

“Es la ciencia que determina las dimensiones y el contorno de la superficie dela tierra a través de la medición de distancias, direcciones y elevaciones”

(Cormac, 2005).

“La topografia tiene por finalidad determinar el contorno, dimensiones y

posicion relativa de una porcion limitada de superfici terrestre, sin tener en

cuenta la curvatura terrestre.” (Espartel., 1980)

La topografia se encarga de estudiar todo el conjunto de procedimientos par

determinar asi las posiciones de puntos sobre toda la superficie de la tierra por

medio de ángulos y demas elementos, a estos procedimientos se llamana

comúnmente levantamientos los cuales dan origen al plano que en es la

representacion de la superficie estudiada, la topografia se divide en tres

componentes basicos:

La planimetria, que se encarga de representar graficamente una porcion

de terreno sin tomar en cuenta las diferencias de las cotas.


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La altimetria, que se encarga de representar graficamente las diferencias

de niveles del terreno.

La topografia integral que esta encargada de representar graficamente

una porcion de terreno en funcio a las dos divisiones anteriormente yamencionadas.

“Es una rama de la ingenieria que se propone determinar la relacion relativa de

los puntos, mediante la recopilacion y procesamientos de las informaciones de

las partes fisicas del Geoide. La topografia se encarga de realizar mediciones

en una porcion de tierra relativamente pequeña. Las informaciones se obtienen

de instrumentos especializados en cartografia y/o a traves de las mediciones

realizadas sobre el terreno de levantamiento, completando esta informacion

con la aplicación de elementales procedimientos matematicos”. (Dueñas,

2010).

2.3.1.2 LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO.

“El metodo mas comun para la representacion de la topografia de un area

determinada es usar la s curvas de nivel. Una curva de nivel es una linea

imaginaria que conecta puntos de igual elevacion.” (Cormac, 2005)

Los levantamientos topograficos son medidas que efectuamos en el terreno de

estudio con el fin de obtener los datos necesarios para hacer la representacion

grafica del terreno en mencion.

“Los levantamientos topograficos producen mapas y planos de accidentes

naturales y hechos por el hombre. No existe una diferencia clara entre mapa y

plano, pero en general se acepta que en un plano los detalles quedan

dibujados a escala exacta, mientras que en un mapa muchas caracteristicas se

deben representar por simbolos a escala pequeña.” (Bannister., 2008)

2.3.1.3 ETAPAS DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO.

Reconocimiento del terreno y el plan del trabajo.

El trabajo de campo.

Trabajo de gabinete.


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2.3.1.4 EQUIPOS PARA LEVANTAMIENTOSTOPOGRAFICOS.

Hoy en dia existen diferentes instrumentos y equipos para poder realizar los

levantamientos topograficos, sin embargo no todos cuenta con la misma

precision y es por eso que se menciona alguno de ellos:

La wincha o cinta metrica.

El teodolito.

La estacion total.

El GPS Diferencial.

2.3.1.5 LA ESTACION TOTAL.

Se conoce con este nombre al equipo ya que integra todas las funiciones

realizadas por un teodolito y un medidor electronico de distancis y lo

microproces para realizar los calculos necesarios para la determinacion de las

coordenadas rectangulares de los puntos del terreno.

“Estacion total se menciona a la obtencion de promedios de mediciones

multiples angulares y de distancias por constantes de prisma, presionatmosferica y temperatura, correcciones por curvatura y refraccion terrestre,

reduccion de la distancia inclinada a sus componentes horizontal y vertical asi

como el calculo de las coordenadas de los puntos elevados.” (Cormac, 2005).

2.3.2 HIDROLOGIA.

El objeto principal del estudio hidrologia es estudiar las condiciones

hidrologicas imperantes y la forma como afecta a la zona de estudio, para ello

es necesario conocer los aspectos meteorologicos que ocurren en la zona

ademas de evaluar el area y sus caracteristicas de su capacidad de infiltracion

de la misma.

2.3.2.1 DEFINICION DE HIDROLOGIA.

La hidrologia es la ciencia natural que estudia al agua, su ocurrencia,

circulacion y distribucion en la superficie terrestre, sus propiedades quimicas y

fisicas y su relacion con el medio ambiente incluyendo a los seres vivos. La


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11

hidrologia proporciona al ingeniero o hidrologo, los metodos para resolver los

problemas practicos que se presentan en el diseño, la planeacion la operación

de sus estructuras hidraulicas.(BEJAR, 2002).

2.3.2.2 CICLO HIDROLOGICO.Se podría decir que el ciclo hidrológico es un conjunto de cambios que

experimenta el agua en la naturaleza en sus tres estados (solido, líquido y

gaseso), como en su forma (agua superficial y subterránea).

2.3.2.3 AGUA SUPERFICIAL.

Es el agua que discurre por la superficie del talud generalmente son

ocasionadas por el agua de lluvia.

2.3.2.4 PRECIPITACION.

Las precipitaciones se precipitaciones se producen gracias al vapor de agua

originado por la evaporación del agua de océanos, ríos, mares, plantas y

diversos seres vivos.

El vapor de agua se enfría, condensándose y tomando forma líquida. De esta

manera se forman las nubes, que finalmente son los agentes que provocan las

precipitaciones.

“toda forma de humedad que originándose en las nubes, llega hasta la

superficie terrestre de acuerdo con esta definición, las lluvias, las granizadas,

las garuas y las nevadas son formas distintas del mismo fenómeno de

precipitación.” (MORAN., 1989).

2.3.3 COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD.

El coeficiente de permeabilidad es una constante de proporcionalidadr elacionada con la facilidad de movimiento de un flujo a través de un medio

poroso. Existen dos métodos generales de laboratorio para determinar

directamente el coeficiente de permeabilidad de un suelo. Estos son los

llamados método de la cabeza constante y el método de la cabeza variable.

Ambos métodos se basan en el uso de la ley de Darcy. (Bowles, 1981)

Existen varios métodos para determinar el coeficiente de permeabilidad que se

mencionan a continuación.


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12

A. Métodos de laboratorio.

Permeámetro de carga constante.

A partir del ensayo edometrico o de consolidación.

A partir del ensayo de consolidación isotrópica en equipo triaxial.B. Métodos de campo.

Ensayo de nivel variable o método Porchet.

C. Métodos indirectos o de correlaciones.

A partir de la granulometría.

2.3.3.1 PERMEAMETRO DE CARGA CONSTANTE.

El equipo utilizado para este ensayo recibe el nombre de permeámetro, el cual

consiste en un cilindro acrílico. Este permeámetro cuenta con dos manómetros

con escala métrica utilizados para medir la perdida de carga. Están ubicados

en la parte central del cilindro a una distancia igual al diámetro del cilindro. El

equipo además cuenta con dos piedras porosas cilíndricas, tanto en su extremo

inferir como superior, las cuales son encargadas de contener la muestra y

evitar el transporte de partículas. Estas piedras tienen una permeabilidad

superior a la muestra de suelo, para evitar retrasar el drenaje. La norma ASTM

recomienda el uso de un resorte en la parte superior entre la tapa delpermeámetro y la piedra porosa, para asegurar que la muestra mantenga las

condiciones iniciales de densidad durante la saturación de la muestra. El

resorte no debe soportar cargas mayores a los 5Kg.

2.3.3.2 ENSAYOS DE NIVEL VARIABLE O METODOPORCHET.

Este método, consiste en un agujero cilíndrico, excavado en tierra, de radio y

profundidad constante, en el cuales se mide el descenso del nivel del agua

dentro del pozo a través del tiempo.” (Saez, 2003)

Las formulas para el calculo de la superficie por la cual el agua se infiltra es la

siguiente:

Y para calcular el coeficiente de permeabilidad se usa la siguiente expresión:


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Donde:

R: radio del orificio excavado en el suelo.

H: altura del agua en el orificio.

T1 y T2 : tiempos de los registros de H1 y H2 respectivamente.

Para proceder con el ensayo previamente se limpia con una pala la vegetación

de la superficie, en el lugar donde se realizara el orificio para el ensayo,

teniendo la precaucion de no alterar la estructura del suelo. A continuación, se

procede a excavar el orificio en el suelo con un diámetros y una altura

constante.

Una vez realizado el orificio en el suelo se procede a echar el agua en el suelo

y tomar datos como son tiempos inicial y altura inicial, para luego proceder con

la misma recolección de pare de datos (Tn;Hn).

Los ensayos se pueden realizar de tres formas distintas el primero es para el

cálculo del coeficiente de infiltración horizontal, esto se logra

impermeabilizando las bases del orificio para que el agua se infiltre por las

paredes; el segundo es para el cálculo del coeficiente de infiltración vertical,

esto se logra impermeabilizando las paredes del orificio de esta forma el agua

se infiltra por el fondo del orificio y la ultima es para el cálculo del coeficiente de

permeabilidad global que fue el que se usa en la investigación.

2.3.4 GEOLOGIA.

Esta ciencia que inicia en el siglo XX con el desarrollo de las obras publicas y

las consecuencias que estas traía, para evitar los deslizamientos en la

construcción de los canales y carreteras, fueron estos hechos que marcan el

nacimiento de los estudios en la geología aplicados a la ingeniería.

“En la actualidad las ciencias geológicas están adquiriendo mayor importancia

para enfrentar la escasez de materias primas y energéticas y los problemas

ambientales. Esto exige el conocimiento profundo de la geología del terreno y

el concurso de personal especializado en geología, geotecnia, geofísica y

geoquímica, entre otras disciplinas y profesiones”.(Escobar, 2002)


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14

2.3.4.1 DEFINICION DE LA GEOLOGIA.

Es la ciencia aplicada al estudio y solución de los problemas del medio

ambiente producidos como consecuencia de la interacción entre las actividades

humanas y el medio geológico. (Vallejo., 2002).

2.3.4.2 LITOLOGIA.

Desde el punto de vista litológico los materiales se clasifican de acuerdo a su

génesis o formación diferenciándose dos grupos de materiales diversos que

son: la roca y el suelo. Las rocas a su vez se clasifican de acuerdo a su origen.

(Diaz, 1998)

Fuente: (Diaz, 1998)

2.3.5 GEOTECNIA

La geotecnia siendo una ciencia global que abarca la mecánica de suelos y

conjuntamente aplicada con la hidráulica a los problemas de ingeniería que

tienen que ver con suelos ya sean consolidados o no, también tiene una

aplicación en lo que es la mecánica de rocas, que son estudios para determinar

las características físicas y mecánicas tanto de los suelos como de las rocas.


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2.3.6 ENSAYOS DE LABORATORIO.

2.3.6.1 ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO.

La determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas de

suelo.Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelo que

pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de

74 mm (N° 200). (Villanueva., 2014)

2.3.6.2 APARATOS.

Una balanza. Con sensibilidad de 0.1 g para pesar material

Tamices de malla cuadrada 75 mm (3"), 50,8 mm (2"), 38,1 mm (1½"),

25,4 mm (1"), 19,0 mm (¾"), 9,5 mm ( 3/8"), 4,76 mm (N° 4), 2,00 mm

(N° 10), 0,840 mm (N° 20), 0,425 mm (N° 40), 0,250 mm (N° 60), 0,106

mm (N° 140) y 0,075 mm (N° 200).

Se puede usar, como alternativa, una serie de tamices que, al dibujar la

gradación, dé una separación uniforme entre los puntos del gráfico; esta

serie estará integrada por los siguientes:

75 mm (3"), 37.5 mm (1-½"), 19.0 mm (¾"), 9.5 mm (3 /8"), 4.75 mm (N°

4), 2.36 mm (N° 8), 1.10 mm (N° 16), 600 mm (N° 30), 300 mm (N°

50),150 mm (N° 100), 75 mm (N° 200).

Estufa, capaz de mantener temperaturas uniformes y constantes hasta

de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).

Envases, adecuados para el manejo y secado de las muestras.

Cepillo y brocha, para limpiar las mallas de los tamices

2.3.6.3 ENSAYOS PARA LA OBTENCION DE LIMITELIQUIDO Y LIMITE PLASTICO.

El límite líquido de un suelo es el contenido de humedad expresado en

porcentaje del suelo secado en el horno, cuando éste se halla en el límite entre

el estado plástico y el estado líquido. El valor calculado deberá aproximarse al

centésimo. (Lucas, 2014)


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2.3.6.4 INSTRUMENTOS

Recipiente para Almacenaje. Una vasija de porcelana de 115 mm (4 ½”)

de diámetro aproximadamente.

Espátula. De hoja flexible de unos 75 a 100 mm (3" – 4”) de longitud y20 mm (¾") de ancho aproximadamente.

Aparato del límite líquido (o de Casagrande).

Acanalador.

Calibrador. Ya sea incorporado al ranurador o separado, de acuerdo con

la dimensión crítica "d" mostrada en la Figura 1, y puede ser, si fuere

separada, una barra de metal de 10.00 ± 0.2 mm (0.394” ± 0.008") de

espesor y de 50 mm (2") de largo, aproximadamente. Recipientes o Pesa Filtros. De material resistente a la corrosión, y cuya

masa no cambie con repetidos calentamientos y enfriamientos. Deben

tener tapas que cierren bien, sin costuras, para evitar las pérdidas de

humedad de las muestras antes de la pesada inicial y para evitar la

absorción de humedad de la atmósfera tras el secado y antes de la

pesada final.

Balanza. Una balanza con sensibilidad de 0.1 gr. Estufa. Termostáticamente controlado y que pueda conservar

temperaturas de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F) para secar la muestra.

2.3.6.5 ENSAYOS DE CORTE DIRECTO

El ensayo de corte directo permite encontrar los parámetros de resistencia de

un suelo (cohesión y ángulo de fricción). Equipo de Corte Directo Residual

Totalmente electrónico. Permite mayores deformaciones. Se usa en suelos

finos. (Villanueva., 2014)Este equipo aplica la presión normal por carga muerta a través de un brazo de

palanca que amplifica la carga de las pesas por diez. Para continuar con el

ensayo se debe seguir el siguiente procedimiento:

Colocar el brazo en posición horizontal con ayuda del nivel de burbuja. Para

que no se incline al colocar las pesas, ajustar la manivela al tope, cuidando

siempre Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI

mantener la horizontalidad del brazo.


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Una vez seguro poner las pesas que generarán la presión normal del ensayo,

que generalmente es 0,5 Kg/cm2, 1,0 Kg/cm2 o 1,5 Kg/cm2. Para este modelo

de equipo la carga que se coloca en el extremo equivale la décima parte de la

fuerza aplicada sobre el área (36 cm2) de la celda de corte.


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CAPITULO III: METODOLOGIA.3.

3.1 Metodología de la Investigación.

3.1.1 Tipo de Investigación.

La tesis a presentar que lleva como título “COMPARACIÓN DE LOS

MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN Y ANÁLISIS BIDIMENSIONAL DEL

FACTOR DE SEGURIDAD DE LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO DEL

DISTRITO DEL CUSCO” se presenta como:

TIPO CUANTITATIVO. Por la razón de que los datos se acercan a la realidad

de una manera objetiva y además que en su totalidad los datos son numéricosya que los parámetros son medibles y además se comparan para dar la

comprobación de las hipótesis.

DISEÑO NO EXPERIMENTAL. La razón es que no se manipula las variables

que se hallan ya que son datos objetivos para la investigación.

3.1.2 Nivel de la Investigación.

DESCRIPTIVO – CORRELACIONAR. Se menciona descriptivo ya queespecificamos las propiedades del suelo tal y como son en la realidad, sin

alteraciones y se recolecta información verídica como es en la topografía, datos

para la evaluación hidrológica y muestras reales de la zona para el estudio

geotécnico. Lo de correlacionar corresponde a que sea realiza comparación de

los diversos métodos de investigación con los resultados obtenidos.

3.1.3 Método de la Investigación.

MÉTODO HIPOTÉTICO – DEDUCTIVO. Ya que se aplica un tipo de lógica

deductiva en base a criterio y juicios que planteamos en un reconocimiento de

campo y luego de poder investigar realizamos un análisis para la estabilización

y con esto llegamos a la aprobación y desaprobación de nuestra hipótesis

planteada con los resultados obtenidos de la comparación de los métodos de

estabilización.


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19

3.2 Diseño de la Investigación.

3.2.1 Diseño Metodológico.

“Todo diseño cumple dos funciones: Permite comparar la o las hipótesis,permite al investigador interpretar los resultados mediante el análisis

estadístico, permite concebir de manera práctica y concreta la forma de

responder a la pregunta del problema y cubrir sus objetivos e intereses ”

(Sampieri, 2006)

NO EXPERIMENTAL – TRANSECCIONAL. Se le considera así a esta

investigación ya que no se manipula las variables como son las propiedades de

los suelos, los datos topográficos. Lo denominamos tran-seccional ya que laobtención de estos datos esta dado en un determinado momento describiendo

las características en ese instante y luego de calcular para determinar nuestras

variables las comparamos, es decir las correlacionamos para dar nuestras

conclusiones.

3.2.2 Diseño de Ingeniería.


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Ilustración 2 Flujo grama del Diseño de Investigación.

Fuente: Elaboración propia

DISEÑOINGENIERIL

UBICACION YRECONOCIMIENTODEL LUGAR DE LAINVESTIGACION.

RECOPILACION DEINFORMACION

EXISTENTE.

•DATOS:

•TOPOGRAFIA

•GEOTECNICO

•HIDROLOGICO

RECOLECCION DEDATOS DE CAMPO CON

REFERENCIA A:

PROCESAMIENTODE DATOS

•MODELAMIENTO

BIDIMENSIONAL Y

ANALISIS POR LOS

METODOS DE

ESTABILIZACION.

ANALISISI PARALA UBICACION DE

LA LINEA DE

FALLA.

•FINALIZACION DE

LA INVESTIGACION

COMPARACIONDE LOS

FACTORES DESEGURIDAD.


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3.3 Población y Muestra.

3.3.1 Población.

3.3.1.1 Descripción de la Población.La población se constituye por un sector de la quebrada de SIPASPUCYO del

Distrito de Cusco, y esto se limita a estudiar las características del suelo del

talud inestable.

3.3.1.2 Cuantificación de la Población.

La población cuantificada corresponde a las características de los suelos

encontrada en un área aproximada de 33,902.128 m²

3.3.2 Muestra.

3.3.2.1 Descripción de la muestra.

La muestra que se toma es de tipo censal, ya que la zona de estudio está

determinada por el sector de la quebrada y las muestras que se tiene se basa

en la norma CE 0.20 ESTABILIZACIÓN DE SUELOS Y TALUDES. Que indica

que la evaluación de las muestras será para identificar

Las propiedades mecánicas de los suelos

El comportamiento geodinámica del área.

El flujo del agua.

La geometría del talud.

Topografía del entorno.

3.3.2.2 Cuantificación de la Muestra.

Según los criterios de evaluación para la investigación se considera lo

siguiente:

Para el estudio de las propiedades mecánicas de los suelos se realizó 04

calicatas o puntos.


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Para lo que corresponde al comportamiento geodinámica del área se considera

01 evaluación geodinámica.

Para lo que corresponde la geometría del talud y la topografía del entorno se

considera 01 estudio topográfico detallado del sector.

3.3.2.3 Métodos de Muestreo.

El método es NO PROBABILÍSTICO, ósea el muestreo será INTENCIONAL O

DE CONVENIENCIA según el criterio del investigador, esto está tomado según

el Programa De Investigación Mínimo requerido para el estudio de mecánica de

suelos de la norma NTP E 050 de Suelos y Cimentaciones, ya que se

caracteriza por obtener las muestras representativas necesarias.

3.3.2.4 Criterios de Evaluación de Muestra.

Los criterios de evaluación se darán en función a la norma CE 0.20

ESTABILIZACIÓN DE SUELOS Y TALUDES lo cual hace mención a la

evaluación y métodos de ensayo de las muestras según la Norma Técnica

Peruana

3.3.3 Criterios de Inclusión

Los criterios a tomar son los siguientes:

Las calicatas solo corresponde al sector de la Quebrada de

SIPASPUCYO.

Se tomara los criterios de triangulación y las curvas de nivel para lo que

corresponde a la topografía del sector y la geometría del talud. La ubicación de los suelos solo están situados en el sector inestable del

talud de la quebrada de SIPASPUCYO.

El estudio de suelos solo se limita a un área aproximada de 33,902.128

m²


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3.4 Instrumentos.

3.4.1 Instrumentos Metodológicos o Instrumentos de

Recolección de Datos.

3.4.2 Instrumentos de Ingeniería.

3.5 Procedimiento de Recolección de Datos.

3.5.1 Procedimiento de Análisis de Datos.

CAPITULO IV RESULTADOS.4.

4.1.1 CAPITULO V DISCUSION.

GLOSARIO.5.

CONCLUSIONES.6.

RECOMENDACIONES.7.

REFERENCIAS.8.

ANEXOS.9.

arreglo tesis gen con pobl y muest

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