Carrera de Ingeniería Civil

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Esta colección contiene tesis y trabajos de investigación conducentes a la obtención de un Título Profesional de la Carrera de Ingeniería Civil de la USIL.

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  • Publicación
    Acceso abierto
    Estabilización de suelos tropicales bajo la metodología MCT con aditivos químicos para la capa de afirmado de la vía PE-5SA DV- Cana Edén - Provincia de Satipo - Departamento de Junín
    (Universidad San Ignacio de Loyola, 2023) Portuguez Marin, Marinalda Solange; Salvador Santos, Nancy; Lazo Lázaro, Guillermo
    Este trabajo de investigación aplica la metodología MCT para conocer las propiedades mecánicas e hidráulicas del suelo para su clasificación, tomando en cuenta que está diseñada para ser aplicada en suelos tropicales con fines de estudios viales. Se consideran propiedades constitutivas del suelo que no son tomadas en cuenta por la metodología tradicional AASHTO y SUCS para clasificar los suelos. La metodología MCT incorpora la ejecución de ensayos en miniatura que facilita la clasificación de estos suelos finos tropicales. Establece el grado de compactación y la resistencia mecánica del material. Incorpora ensayos especiales como el Mini-MCV y pérdida de masa por inmersión. Con este conocimiento, caracteriza y determina el tipo de suelo, agrupando a los mismos en suelos de omportamiento lateríticos y suelos de comportamiento no lateríticos. Sin embargo, también existen algunas variedades de suelos tropicales que dentro de la carta de clasificación del Dr. Nogami, se encuentran en la frontera de dos tipos de suelos, adoptando características de ambos grupos señalados. Con referencia a los ensayos especiales de Mini-Proctor y Mini-CBR, éstos pueden ser correlacionados para obtener resultados en términos Proctor y CBR, aplicando una serie de ecuaciones propuestas por Nogami (1972). Los ensayos mencionados anteriormente revalidan que los suelos lateríticos mantienen una estabilidad mecánica e hidráulica, pudiendo ser aplicados como material de capa de pavimento, no necesitando ser sustituidos por un material granular selecto de préstamo como relleno de la fundación. Sumado a esto, se aplicaron aditivos químicos al material, el que contribuye a acrecentar las propiedades mecánicas del suelo, como la capacidad de soporte CBR y reducir la expansión, además de ser diseñados para ser aplicados en suelos de partícula fina. En esta investigación se estudiaron 5 muestras representativas del suelo que pertenecen a la vía PE-5SA DV- Cana Edén - Provincia de Satipo - Departamento de Junín. Estos materiales clasifican por MCT como arenas lateríticas (LA), laterítico arenoso (LA’) y no laterítico arenoso (NA’). En su mayoría las muestras clasificadas como suelos lateríticos se encuentran en condición de frontera, adoptando algunas características de suelos no lateríticos como es el caso de la expansión. Las muestras clasificadas como lateríticas fueronestabilizadas en las siguientes series: dosificación de aditivo organosilano + cemento hidráulico. Una segunda serie fue preparada incorporando al material aditivo compuesto por aceite sulfonado + cemento hidráulico. Y la tercera serie sólo estabilizando con cemento hidráulico. Referido sólo al problema de la expansión, los resultandos muestran que la estabilización con organosilano + cemento hidráulico contribuye en la reducción de la expansión de manera significativa en comparación con la serie preparada incorporando como estabilización el aditivo a base de aceite sulfonado + cemento hidráulico. Esto fundamentalmente se debe a que el organosilano es un aditivo nanotecnológico que actúa siliconizando las partículas a nivel nanométrico para impermeabilizar el suelo. Con respecto a la respuesta por capacidad de soporte, los resultados de CBR y resistencia a la compresión simple de los suelos estabilizados se ve la diferencia reflejada en el valor del espesor resultante para la capa de afirmado. Esta condición es posible evaluarla a partir de establecer diversas solicitaciones de tráfico y diferentes valores de soporte CBR de la subrasante. Se reporta que los espesores de afirmado de los suelos estabilizados con cemento hidráulico no presentan diferencias significativas en comparación con los resultados encontrados contra el suelo natural laterítico compactado. Sin embargo, al aplicar al suelo un aditivo organosilano + cemento hidráulico o al aplicar al suelo aceite sulfonado + cemento hidráulico se aprecian diferencias significativas en el espesor de capa de afirmado resultante, comparados con los resultados de sólo el suelo natural compactado. Por otro lado, al comparar los resultados de los suelos estabilizados con aditivo organosilano + cemento hidráulico contra la estabilización con aceite sulfonado + cemento hidráulico, en términos de espesor de capa la diferencia resulta no ser de gran importancia, encontrando una diferencia de 5 cm. Por lo tanto la fortaleza principal que se encuentra al establecer estos tres escenarios de estabilización de suelos tropicales finos de comportamiento laterítico: uno estabilizado con organosilanos, el segundo estabilizado con aceites sulfonados y el tercero con cemento hidráulico solamente, más allá que en términos de soporte los estabilizados nanométricamente con organosilanos y con aceites sulfonados ofrezcan una alta resistencia al compararlo a este mismos suelos laterítico sin estabilización química, sin embargo, entre ambas estabilizaciones químicas se encuentra que la utilización de organosilanos atiende de forma adicional el importante problema de control de los cambios de volumen por efectos del clima y agua, propios de suelos arcillosos, estableciendo un control adecuado de las expansiones y contracciones del material como capa de pavimentos, condición que concluye la selección del aditivo organosilano y la explicación consecuente de este comportamiento de interacción con suelos de comportamiento laterítico, a favor de la estabilidad cumple con la función de reduciendo la expansión del material de manera eficiente.
  • Publicación
    Acceso abierto
    Desarrollo de viviendas sostenibles considerando los aspectos técnicos económicos, en la provincia de Puerto Inca, Huánuco.
    (Universidad San Ignacio de Loyola, 2023) Panduro Castro, Eisin Wilfredo; Rodríguez Mogollón, Wilder Orlando
    El presente trabajo de investigación se basó en la problemática del uso masivo de materiales convencionales tales como el cemento, arena, piedra y fierro; los cuales generan un alto índice de contaminación al medio ambiente, durante su fabricación, construcción y eliminación. Por ello, se plantea el desarrollo de viviendas sostenibles a base de materiales y técnicas sostenibles, teniendo en consideración el uso de la madera, un sistema de bombeo solar, la reutilización de aguas de lluvia, la eliminación adecuada de excretas y el uso de la eficiencia solar con el fin de evaluar su factibilidad técnica y económica. El trabajo evalúa las consideraciones de diseño sismoresistente que toda vivienda requiere, adicional a ello considera otros aspectos técnicos y económicos. La zona en estudio es la Provincia de Puerta Inca y la muestra fue tanto probabilística como incidental. El procedimiento consta de cuatro etapas, recolección de data, análisis de datos, evaluación y diseño técnico, finalmente el análisis de costos. Los resultados demostraron que el uso de la madera como material sismoresistente aporta una distorsión máxima de 0.0092. En cuanto a las redes de agua, un sistema de bombeo solar de 12 V con un panel solar de 150 watts es la alternativa más viable en el proyecto, por otro lado mediante la captación de aguas de lluvia existe un aporta del 37% para el consumo no potable. El biodigestor de 600 lt propuesto reduce costos de servicio de desagüe en S/. 161.35. Asimismo, el diseño bioclimático propuesto genera una reducción en consumo energético del 46.90%, dando valor a la eficiencia solar. Por último, se obtuvo un 18.32% de reducción en cuanto a costos constructivos. Concluyendo que la propuesta es óptima y fomenta el desarrollo sostenible del país.
  • Publicación
    Acceso abierto
    Determinación de los parámetros geotécnicos de la grava de Lima del acantilado de la Costa Verde, distrito de Barranco, empleando las curvas homotéticas.
    (Universidad San Ignacio de Loyola, 2023) Wong Rodríguez, Eduardo San; Dávila Mamani, Kevin Edgar; Contreras Fajardo, Raúl Iván
    La presente tesis consiste en aplicar la metodología de las curvas homotéticas para la estimación de parámetros geotécnicos de suelos granulares localizados en la Costa Verde – Barranco. Mediante esta metodología, y teniendo de base estudios previos realizados sobre los suelos anteriormente descritos, se verificaron los parámetros geotécnicos mediante ensayos triaxiales no consolidados no drenados. Estos parámetros corresponden al ángulo de fricción, Cohesión, y Densidad Seca de los suelos ensayados. Así mismo se discute y verifica la similitud entre estos parámetros obtenidos y el de los estudios previos realizados, los cuales, y en su totalidad utilizan Ensayos Triaxiales Consolidados No Drenados, y Ensayos de Corte Directo a gran escala. Siendo nuestra metodología la descrita anteriormente una herramienta efectiva y económica para la determinación de parámetros geotécnicos necesarios para futuros análisis de estabilidad de taludes en los acantilados. Finalmente, se concluyó que la metodología de las curvas homotéticas aplicada en la granulometría del suelo del acantilado de la Costa Verde (distrito de Barranco) ayuda a determinar los parámetros geotécnicos en suelos gravosos, resultados que pueden ser escalados y utilizados para otros modelos de análisis a lo largo de todas sus secciones.
  • Publicación
    Acceso abierto
    Análisis estructural de un muro de contención de concreto armado para la estabilización del talud de la carretera Oyón Ambo tramo II en el tramo Km 208+200 al Km 208+235 en la provincia de Pasco desvío Chancay
    (Universidad San Ignacio de Loyola, 2023) Hurtado Panéz, Geanmarco Aníbal; Hospinal Gutiérrez, Carlos Ernesto; Díaz Figueroa, Miguel Augusto
    El objetivo de la presente investigación es el análisis estructural y diseño del muro de contención en voladizo de concreto armado para el sostenimiento de talud en la provincia de Pasco, desvío Chancay, en la carretera Oyón-Ambo tramo II, en el km 208+200 al kilómetro 208+235. Se emplean los métodos de Coulomb, Rankine y Mononobe-Okabe (influencia del sismo), tomando como referencia la geometría brindada por la bibliografía de diversos autores. Para el cálculo estructural se usó el programa SAP 2000 en el que se modelaron todas las fuerzas presentes en el muro de contención, así como los parámetros de resistencia del suelo y las propiedades de los materiales, obteniendo así los esfuerzos que presenta la estructura y los momentos y fuerzas cortantes para el diseño. Debido a que el cálculo de la estabilidad al volteo, deslizamiento y la resistencia del suelo depende de la geometría del muro y esta, a su vez, de un proceso iterativo en el cual se busca modificar dicha geometría con el fin de cumplir los criterios de estabilidad, se optó por la creación de una hoja de Excel en la que se compararon los resultados obtenidos con los que el programa SAP 2000 proporcionó. Los criterios tomados para el análisis y el diseño estructural están acordes a los diferentes autores tomados como referencia y al "Reglamento Nacional de Edificaciones", específicamente las Normas E.030 (Diseño sismorresistente), E.050 (Suelos y cimentaciones), E. 060 (Concreto Armado), la "Norma Técnica Peruana" CE.0.20 (suelos y taludes), requisitos del Reglamento para Concreto Estructural (ACI 318S) y el Manual de carreteras: Túneles, muros y obras complementarias.
  • Publicación
    Acceso abierto
    Propuesta de diseño de pavimento rígido para la rehabilitación de la vía Carapongo, Lurigancho-Chosica, Lima
    (Universidad San Ignacio de Loyola, 2023) Aquije Flores, Yessenia Alexandra; Lazo Lázaro, Guillermo
    A diciembre del 2014, el MTC indicó que un 75% de la Red Vial Nacional está pavimentada, un 21.9% más que julio del 2011con una proyección del 85% hacia el 2016.Por su parte, la red vial departamental un 14% solo se encuentra pavimentada y en la red vecinal/rural solo un 2% se encuentra pavimentada. Dentro del 2%, se encuentra la Av. Carapongo (zona de estudio) en el distrito de Lurigancho del departamento de Lima. Con la construcción de una carretera, se logra el mejoramiento de la calidad de vida de las personas, ya que una vía pavimentada permite un mejor tránsito vehicular que facilita el transporte tanto a comerciantes como público en general. Es decir, el desarrollo económico de una localidad o país está intrínsicamente relacionado con el mejoramiento de su Infraestructura Vial. Sin embargo, el alto déficit de vías pavimentadas y el mal mantenimiento de las vías pavimentadas, nos demuestra la inadecuada gestión y evaluación de las diferentes alternativas de pavimentación. Un ejemplo de ello se puede observar en la Av. Carapongo, donde se ha observado fallas en el pavimento como grietas en bloque y ahuellamiento, ocasionando un bajo nivel de servicio. En ese sentido, la presente investigación propone desarrollar un diseño de pavimento rígido para la vía en estudio(2.5km), con la finalidad que la entidad responsable analice esta alternativa, ya que el pavimento rígido proporciona un bajo costo de operación y mantenimiento a la entidad responsable de estas vías y a su vez genera una a mejor experiencia al usuario, a diferencia de un pavimento flexible. El desarrollo de la presente investigación se clasifica en tres puntos: Descripción del problema del proyecto (problema principal y problemas secundarios); el desarrollo del expediente técnico (evaluación del entorno, alcances de la propuesta y la normatividad empleada); y la propuesta de diseño (memoria de cálculo, presupuesto, metrados, cronograma, especificaciones técnicas y lista de insumos). Del análisis de la situación problemática, se pudo observar que el tramo en estudio presenta fallas en el pavimento debido a la falta de mantenimiento y a las acciones inadecuadas de los establecimientos (restaurantes, lubricentros, ferreterías,etc) que están alrededor de la vía, facilitando así el deterioro de la carpeta asfáltica. Previo al diseño del pavimento, se realizaron ensayos de campo y de laboratorio; tales como excavación de calicatas, densidad de campo, proctor modificado, CBR, ensayo de resistencia a la compresión y a la flexión; donde los resultados de estos ensayos son algunos de las variables del diseño del pavimento rígido. Cabe resaltar que no se realizó un estudio de tráfico, ya que se ha tomado como referencia el estudio de tráfico del expediente técnico “Reconstrucción de la Avenida Carapongo desde el puente Huachipa hasta la calle N°4 (tramos 1-919 y 1-920), distrito de Lurigancho, provincia de Lima y departamento de Lima”. Respecto a la propuesta de diseño, mediante la ayuda del nomograma de AASHTO se obtuvo un espesor de subbase de 6in y con el programa de AASHTO 93 se obtuvo un espesor de losa de concreto de 7.2in. Los cuales cumplen con el espesor mínimo de la Norma. Considerando las partidas y materiales necesarios en un proyecto de pavimento rígido, se estableció un presupuesto total de 4’736,109.45 soles. Mientras que la programación de ejecución abarca un total de 200 días calendarios aproximadamente. Finalmente se presentan planos, en los que se plasman el tramo en estudio y la sección típica que corresponde, así como sus respectivos detalles.