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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA
FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
PROYECTO DE TESIS
“ESTABILIDAD DE TALUDES EN LOS COSTES DEL
MANTENIMIENTO DE LA CARRETERA ASCENSION – PALCA
KILÓMETRO 5+000-6+000 - 2015”
Presentado por:CHANCHA CALDERÓN JULIO CESAR
Asesor:ING. ESPINOZA QUISPE, CARLOS ENRIQUE
HUANCAVELICA– PERÚ
2015
ÍNDICE
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
1.1. Fundamentación del problema 3
1.2. Formulación del problema 4
1.3. Objetivos 4
1.3.1. Objetivo general 4
1.3.2. Objetivo específico 4
1.4. Justificación del Estudio 4
1.5. Factibilidad del estudio 5
CAPÍTULO II: MARCO TEORICO
2.1. Antecedentes de la investigación 6
2.2. Bases teóricas 7
2.3. Formulación de la hipótesis 12
2.4. Definición de términos 12
2.5. Identificación de variables 13
2.6. Operacionalización de variables 13
CAPÍTULO III METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN
3.1. Tipificación de la investigación 14
3.2. Nivel de investigación 14
3.3. Método de investigación 14
3.4. Diseño de investigación 14
3.5. La población, muestra y muestreo 14
3.6. Técnicas e instrumento de recolección de datos 14
3.7. Técnicas de procesamiento y análisis de datos 14
3.8. Descripción de la prueba de hipótesis 15
3.9. Ámbito de estudio 15
CAPÍTULO IV ASPECTO ADMINISTRATIVO
4.1. Potencial humano 16
4.2. Materiales y equipos 16
4.3. Cronograma de actividades 16
4.4. Presupuesto 16
REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 18
ANEXOS
Matriz de consistencia
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 FUNDAMENTACION DEL PROBLEMA
Actualmente, en los taludes de distintos materiales en el tramo de la carretera
Ascensión – Palca kilómetro 5 a 6, se estudian de manera sistemática las posibles roturas
gobernadas por planos de debilidad del propio del talud, causando deslizamientos en la
carretera y generando costos en el mantenimiento de la misma.
Las formas de rotura que se estudian con más frecuencia son fallas de plana
(método de Culmann), taludes superficie de falla circularmente cilíndrica en condiciones
drenado y no drenado. Por lo tanto, se pueden aplicar las técnicas habituales de la
geotecnia para los suelos.
Estas técnicas de cálculo suelen basarse en métodos de equilibrio límite, El criterio
de rotura más extendido que se suele aplicar habitualmente es el de Mohr - Coulomb, con
modelos elastoplásticos o simplemente elásticos.
Este planteamiento cambia ante laderas naturales de mayor escala, o de mayor
inclinación de talud.
La estimación de la resistencia del talud es y ha sido objeto de múltiples
investigaciones. En esta investigación se emplea como criterio de rotura, el criterio
empírico de Mohr - Coulomb, incorporándose a un modelo constitutivo elastoplástico.
El análisis de la estabilidad de taludes no es tarea fácil. La variación de variables
como la estratificación de suelos y sus parámetros de resistencia cortante resulta
formidable. La infiltración a través del talud y la selección de una superficie de
deslizamiento potencial se agregan a la complejidad del problema.
La tarea de esta investigación es de determinar el factor un seguridad del talud de
acuerdo al ángulo de inclinación del talud.
Adicionalmente, con este criterio, la envolvente de rotura no es lineal por lo que se
genera una dificultad añadida en el cálculo del factor de seguridad frente a un
deslizamiento, debiendo realizar una linealización previa, con las posibles incorrecciones
que puede provocar. Frente a esa opción, cabe definir un nuevo factor de seguridad que
cumpla con la misión de cubrir las posibles incertidumbres en la estimación de la
resistencia del talud y evite la linealización.
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿De qué manera la estabilidad de Taludes influirá en el coste del mantenimiento de
la carretera Ascensión – palca, kilómetro 5+000-6+000, en el año 2015?.
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 OBJETIVO GENERAL
Determinar la influencia de la estabilidad de taludes en el coste del mantenimiento
de la carretera Ascensión – Palca, kilómetro 5+000-6+000, en el año 2015
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Determinar la influencia del sistema estabilidad de taludes en la dimensión mante-
nimiento rutinario del coste del mantenimiento de la carretera Ascensión – Palca,
kilómetro 5+000-6+000, en el año 2015
Determinar la influencia del sistema estabilidad de taludes en la dimensión mante-
nimiento periódico del coste del mantenimiento de la carretera Ascensión – Palca,
kilómetro 5+000-6+000, en el año 2015
1.4 JUSTIFICACIÓN
La Municipalidad Provincial de Huancavelica, de acuerdo al Instituto Vial
provincial de Huancavelica regido por el Provias Departamental, del ministerio de
Transporte y comunicaciones realizando mantenimientos periódicos a través de empresas
sin fines de lucro de la carretera Ascensión – Palca, la finalidad de esta investigación es
de garantizar el transito permanente en cualquier época del año, y dada la trascendencia
de la vía, al unir con zonas productivas, la presente trata de realizar un estudio de las
zonas con mayor riesgo de deslizamiento de taludes, y establecer una alternativa
funcional en la estabilización de taludes dentro de la región los que permitirá disminuir
en la vía los deslizamientos de suelo y roca, y con esto disminuir con el manteniendo de
la vía, y buscar soluciones emergentes con el objeto de garantizar la seguridad y
minimizar el costo de mantenimiento durante la vida útil de la vía.
1.5 FACTIBILIDAD DEL ESTUDIO
Cabe señalar que la presente investigación será factible porque se cuenta con todos
los recursos necesarios, así como el acceso directo a la información.
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES
PUELL (2005, p.10), el valor del coeficiente de seguridad de un talud se sobreestima
siempre y cuando se emplea la hipótesis de la ley de fluencia asociada tanto bajo un
criterio de rotura lineal, como bajo un criterio de rotura no lineal, su trabajo pretende
conocer la influencia del ángulo de dilatancia a la estabilidad general de taludes,
empleando para ello un criterio de rotura no lineal. También aporta nuevas herramientas
de cálculo para el análisis de estabilidad de taludes rocosos.
GRANADOS (2006, p.3), 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.
ING. SALAZAR (2008, p.16), se acudió a los gobiernos seccionales responsables de la
vía asignada, para obtener datos de inventario y monitoreo existentes y se elaboró una
lista de chequeo en el campo mediante recorrido a la carretera para verificar y
complementar datos de drenaje, afirmado, señalización y otros elementos constitutivos,
requeridos como insumo para el sistema a proponer. Las referencias de tráfico se tomaron
de información histórica de las instituciones.
ING. ALEJANDRO (2009, p.9), presenta una nueva metodología de análisis de
estabilidad de taludes que considera la variabilidad espacial y la incertidumbre de los
parámetros geotécnicos involucrados en el análisis. Los parámetros del suelo son tratados
como variables aleatorias con el propósito de modelar la condición incierta del suelo.
Para ING.RODRÍGUEZ (2011), Este ciclo “fatal” de la vía, afecta directamente a los
usuarios, los cuales ven reflejarse los daños de la vía en el aumento de los costos de
operación vehicular, de la misma manera, los recursos de las Instituciones
Administradoras de las redes viales, las cuales de no actuar en el momento justo y con
actividades necesarias, se ven obligadas a futuro a realizar mayores gastos para mantener
las vías en niveles de servicio aceptables, llegando a los extremos de realizar una
rehabilitación o reconstrucción dependiendo el grado de deterioro.
2.2 BASES TEÓRICAS:
FACTOR DE SEGURIDAD
El Factor de Seguridad es empleado por los Ingenieros para conocer cuál es el
factor de amenaza de que el talud falle en las peores condiciones de comportamiento para
el cual se diseña. Fellenius (1927) presentó el factor de seguridad como la relación entre
la resistencia al corte real, calculada del material en el talud y los esfuerzos de corte
críticos que tratan de producir la falla, a lo largo de una superficie supuesta de posible
falla:
FS=Resistencia al corteesfuerzocortante
En superficies circulares donde existe un centro de giro y momentos resistentes y
actuantes:
FS=Momento resistenteMomento actuante
Existen, además, otros sistemas de plantear el factor de seguridad, tales como la
relación de altura crítica y altura real del talud y método probabilístico. La mayoría de los
sistemas de análisis asumen un criterio de “equilibrio límite” donde el criterio de falla de
Coulomb es satisfecho a lo largo de una determinada superficie. Se estudia un cuerpo
libre en equilibrio, partiendo de las fuerzas actuantes y de las fuerzas resistentes que se
requieren para producir el equilibrio. Calculada esta fuerza resistente, se compara con la
disponible del suelo o roca y se obtiene una indicación del factor de seguridad.
Otro criterio es el de dividir la masa a estudiar en una serie de tajadas, dovelas o
bloques y considerar el equilibrio de cada tajada por separado. Una vez realizado el
análisis de cada tajada se analizan las condiciones de equilibrio de la sumatoria de fuerzas
o de momentos. (Jaime Suarez, 2002).
METODOS DE ANALISIS
a) Método de tablas o número de estabilidad
Para los taludes simples homogéneos, se han desarrollado tablas que permiten
un cálculo rápido del factor de seguridad. Existe una gran cantidad de tablas
desarrolladas por diferentes autores. La primera de éstas fue desarrollada por Taylor
en 1966. Desde entonces, han sido presentadas varias tablas sucesivamente por
Bishop y Morgenstern (1960), Hunter y Schuster (1968), Janbú (1968), Morgenstern
(1963), Spencer (1967), Terzaghi y Peck (1967) y otros. El uso de tablas no debe
reemplazar los análisis rigurosos, sino que puede servir de base de comparación de
los resultados, o para la evaluación rápida y general de las condiciones de
estabilidad. Las tablas dan una “idea” general del nivel de estabilidad de un talud.
Las tablas de mayor utilidad son las que se elaboran para áreas homogéneas,
específicas, locales con base en los análisis completos de estabilidad y debidamente
validadas en campo. (Jaime Suarez, 2002).
b) Método del talud infinito
Con frecuencia, en los deslizamientos de gran magnitud, la mayor parte de la
masa deslizada se mueve aproximadamente en forma paralela a la superficie del
terreno. La naturaleza del movimiento está controlada por algún elemento geológico
como una capa de roca o una capa de materiales poco resistentes. Si la longitud
relativa del deslizamiento es muy grande en relación con su espesor, la contribución
de la resistencia en la cabeza y el pie del deslizamiento, es menor comparada con la
resistencia del resto de la superficie de falla.
En las condiciones indicadas, se presenta una falla paralela a la superficie del
talud, a una profundidad somera y la longitud de la falla es mayor comparada con su
espesor. Este tipo de deslizamiento se puede analizar suponiendo un talud infinito.
El método del talud infinito es un sistema muy rápido y sencillo para
determinar el factor de seguridad de un talud, suponiendo un talud largo con una
capa delgada de suelo, en el cual, cualquier tamaño de columna de suelo es
representativo de todo el talud. Las suposiciones del método del talud infinito son las
siguientes: suelo isotrópico y homogéneo, talud infinitamente largo y superficie de
falla paralela al talud. El principal uso del método del talud infinito es la elaboración
de planos de amenaza a los deslizamientos mediante el uso de SIGs.
Para un talud uniforme y relativamente largo, en el cual el mecanismo de falla
esperado no es muy profundo, los efectos de borde son despreciables y el factor de
seguridad puede calcularse (para un talud infinito) a partir de una unidad de área con
base en el criterio Mohr - Coulomb.
Realizando una igualdad de fuerzas resistentes y actuantes, se obtiene la
siguiente expresión:
Simplificando para un talud seco de suelos sin cohesión (c’ = 0)
El método del talud infinito cumple condiciones para el equilibrio de fuerzas
y el equilibrio de momentos a pesar de que no se considera explícitamente, debido a
que las fuerzas son colineales y la fuerza normal actúa en el centro del bloque.
Este método es muy preciso para el análisis de los suelos estratificados, con
falla paralela a la superficie del terreno. (Jaime Suarez, 2002).
Fig. 01Talud Infinito
Fig.02 Factor De Seguridad Para El Talud Infinito
c) Método del bloque deslizante
El análisis de bloque puede utilizarse cuando existe a una determinada
profundidad, una superficie de debilidad relativamente recta y delgada. La masa que
se mueve puede dividirse en dos o más bloques y el equilibrio de cada bloque se
considera independientemente, utilizando las fuerzas entre bloques. No considera la
deformación de los bloques y es útil cuando existe un manto débil o cuando aparece
un manto muy duro sobre el cual se puede presentar el deslizamiento.
En el caso de tres bloques, la cuña superior se le llama cuña activa y las otras
dos, cuña central y pasiva, respectivamente. El factor de seguridad puede calcularse
sumando las fuerzas horizontales así:
Dónde:
= Fuerza pasiva producida por la cuña inferior.
= Fuerza activa producida por la cuña superior.
= Cohesión efectiva del suelo blando en la base del bloque central.
L = Longitud del fondo del bloque central.
W = Peso total del bloque central.
u = Fuerza total de poros en el fondo del bloque central.
= Fricción del suelo en el fondo del bloque.
Los valores de las presiones activas y pasivas se pueden obtener utilizando las
teorías de presión de tierras de Rankine o de Coulomb; teniendo en cuenta el valor de
la cohesión movilizada. Cuando hay dos bloques interrelacionados, se puede obtener
una expresión similar. (Jaime Suarez, 2002).
d) Método Ordinario o de Fellenius
Conocido también como método Sueco, método de las Dovelas o método
U.S.B.R. Este método asume superficies de falla circulares, divide el área de falla en
tajadas verticales, obtiene las fuerzas actuantes y resultantes para cada tajada y con la
sumatoria de estas fuerzas obtiene el Factor de Seguridad. Las fuerzas que actúan
sobre una dovela son:
a. El peso o fuerza de gravedad, la cual se puede descomponer en una tangente y
una normal a la superficie de falla.
b. Las fuerzas resistentes de cohesión y fricción que actúan en forma tangente a la
superficie de falla.
c. Las fuerzas de presión de tierras y cortante en las paredes entre dovelas, las cua-
les no son consideradas por Fellenius, pero sí son tenidas en cuenta en otros mé-
todos de análisis más detallados.
α = Angulo del radio del círculo de falla con la vertical bajo el centroide en cada
tajada.
W = Peso total de cada tajada.
u = Presión de poros =
b = Ancho de la tajada
C’, φ = Parámetros de resistencia del suelo.
e) Método de Bishop
Bishop (1955) presentó un método utilizando Dovelas y teniendo en cuenta el
efecto de las fuerzas entre las Dovelas.
La solución rigurosa de Bishop es muy compleja y por esta razón se utiliza
una versión simplificada de su método, de acuerdo a la expresión:
Dónde:
b = Ancho de la Dovela
W = Peso de cada dovela
C’,φ = Parámetros de resistencia del suelo.
u = Presión de poros en la base de cada dovela = x
α = Angulo del radio y la vertical en cada dovela.
Como se puede observar en la ecuación, el término factor de seguridad FS se
encuentra tanto en la izquierda como en la derecha de la ecuación; se requiere un
proceso de interacción para calcular el factor de seguridad.
El método simplificado de Bishop es uno de los métodos más utilizados
actualmente para el cálculo de factores de seguridad de los taludes. Aunque el
método sólo satisface el equilibrio de momentos, se considera que los resultados son
muy precisos en comparación con el método ordinario.
Aunque existen métodos de mayor precisión que el método de Bishop, las
diferencias de los factores de seguridad calculados, no son grandes. La principal
restricción del método de Bishop simplificado, es que solamente considera las
superficies circulares. (Jaime Suarez, 2002).
f) Método de Janbú
El método simplificado de Janbú se basa en la suposición de que las fuerzas
entre dovelas son horizontales y no tienen en cuenta las fuerzas de cortante. Janbú
considera que las superficies de falla no necesariamente son circulares y establece un
factor de corrección fo. El factor fo depende de la curvatura de la superficie de falla.
Estos factores de corrección son solamente aproximados y se basan en análisis de 30
a 40 casos.
En algunos casos, la suposición de fo puede ser una fuente de inexactitud en
el cálculo del factor de seguridad. Sin embargo, para algunos taludes la
consideración de este factor de curvatura representa el mejoramiento del análisis.
El método de Janbú solamente satisface el equilibrio de esfuerzos y no
satisface el equilibrio de momentos. De acuerdo con Janbú (ecuación modificada):
Dónde:
fo= depende de la curvatura de la superficie de falla
b = Ancho de la Dovela
W = Peso de cada dovela
C’,φ = Parámetros de resistencia del suelo.
u = Presión de poros en la base de cada dovela = x
α = Angulo del radio y la vertical en cada dovela.
(Jaime Suarez, 2002).
g) Método de Spencer
El método de Spencer es un método que satisface totalmente el equilibrio
tanto de momentos como de esfuerzos. El procedimiento de Spencer (1967) se basa
en la suposición de que las fuerzas entre dovelas son paralelas las unas con las otras,
o sea, que tienen el mismo ángulo de inclinación.
La inclinación específica de estas fuerzas entre partículas, es desconocida y se
calcula como una de las incógnitas en la solución de las ecuaciones de equilibrio.
Spencer inicialmente propuso su método para superficies circulares pero este
procedimiento se puede extender fácilmente a superficies no circulares. Spencer
plantea dos ecuaciones una de equilibrio de fuerzas y otra de equilibrio de
momentos, las cuales se resuelven para calcular los factores de seguridad F y los
ángulos de inclinación de las fuerzas entre dovelas θ.
Para resolver las ecuaciones F y θ, se utiliza un sistema de ensayo y error
donde se asumen los valores de estos factores (en forma repetitiva) hasta que se
alcanza un nivel aceptable de error.
Una vez se obtienen los valores de F y θ se calculan las demás fuerzas sobre
las dovelas individuales. El método de Spencer se considera muy preciso y aplicable
para casi todo tipo de geometría de talud y perfiles de suelo y es tal vez, el
procedimiento de equilibrio más completo y más sencillo para el cálculo del factor de
seguridad. (Jaime Suarez, 2002).
Fig.03 Análisis Del Angulo De Inclinación En El Método De Spencer
Fig.04 Análisis De Fuerzas Por Dovedas En El Método De Spencer
h) Método de Morgenstern y Price
El método de Morgenstern y Price (1965) asume que existe una función que
relaciona las fuerzas de cortante y las fuerzas normales entre dovelas.
Esta función puede considerarse constante, como en el caso del método de
Spencer, o puede considerarse otro tipo de función. La posibilidad de suponer una
determinada función para determinar los valores de las fuerzas entre dovelas, lo hace
un método más riguroso que el de Spencer.
Sin embargo, esta suposición de funciones diferentes tiene muy poco efecto
sobre el cálculo de factor de seguridad cuando se satisface el equilibrio estático y hay
muy poca diferencia entre los resultados del método de Spencer y el de Morgenstern
y Price. El método de Morgenstern y Price, al igual que el de Spencer, es un método
muy preciso, prácticamente aplicable a todas las geometrías y perfiles de suelo.
(Jaime Suarez, 2002).
i) Comparación de los diversos métodos
La cantidad de métodos que se utilizan, dan resultados diferentes y en
ocasiones, contradictorios los cuales son una muestra de la incertidumbre que
caracteriza los análisis de estabilidad.
Los métodos más utilizados por los ingenieros geotécnicos de todo el mundo,
son el simplificado de Bishop y los métodos precisos de Morgenstern y Price y
Spencer. Cada método da valores diferentes en el factor de seguridad.
Aunque una comparación directa entre los diversos métodos no es siempre
posible, los factores de seguridad determinados por el método de Bishop difieren
aproximadamente un 5% con respecto a soluciones más precisas. Mientras el método
simplificado de Janbú generalmente subestima el factor de seguridad hasta valores
del 30 y en algunos casos los sobreestima hasta valores del 5%. Esta aseveración fue
documentada por Freddlund y Krahn (1977). Los métodos que satisfacen el
equilibrio en forma más completa son más complejos y requieren de un mejor nivel
de comprensión del sistema de análisis. En los métodos más complejos y precisos
se presentan, con frecuencia, problemas numéricos que conducen a valores irreales
de F.S, por exceso o defecto.
Por las razones anteriormente expuestas, se prefieren los métodos más
sencillos y fáciles de manejar como es el método simplificado de Bishop. Todos los
métodos que satisfacen el equilibrio completo, dan valores similares del factor de
seguridad. No existe un método de equilibrio completo que sea significativamente
más preciso que otro. El método de Spencer es más simple que el de Morgenstern y
Price o el de Chen y Morgenster. Los métodos de Morgenstern son más flexibles
para tener en cuenta diversas situaciones de fuerzas entre dovelas; no obstante, se
debe tener en cuenta que la dirección de las fuerzas entre partículas en estos métodos,
no afecta en forma importante el resultado del factor de seguridad. El método de
Sarma, tiene ciertas ventajas en relación con los demás métodos, para el análisis
sísmico.
Comparación de los resultados del cálculo de factor de seguridad para varios
métodos. (Jaime Suarez, 2002).
2.3 FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS
Hipótesis General
El sistema estabilidad de taludes influirá favorable y significativamente en el coste
del mantenimiento de la carretera Ascensión – Palca, kilómetro 5+000-6+000, en el año
2015.
Hipótesis Específicas
a. El sistema estabilidad de taludes influirá favorable y significativamente en la dimen-
sión mantenimiento rutinario del coste del mantenimiento de la carretera Ascensión –
Palca, kilómetro 5+000-6+000, en el año 2015.
b. El sistema estabilidad de taludes influirá favorable y significativamente en la dimen-
sión mantenimiento periódico del coste del mantenimiento de la carretera Ascensión
– Palca, kilómetro 5+000-6+000, en el año 2015.
2.4 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS:
Acuífero libre: es aquel estrato o formación geológica permeable que permite la
circulación y el almacenamiento del agua subterránea por sus poros o grietas, que se
encuentra en directo contacto con la zona subsaturada del suelo. En este acuífero la
presión de agua en la zona superior es igual a la presión atmosférica, aumentando en
profundidad a medida que aumenta el espesor saturado.
Buzamiento: es el sentido u orientación de la inclinación de los estratos en
un relieve de plegamiento formado en rocas sedimentarias, que son las que se disponen
en forma de capas o estratos.
Otra definición de buzamiento es el ángulo que forma el plano a medir con respecto a un
plano horizontal, y debe ir acompañado por el sentido en el que el plano buza o baja.
Discontinuidad: representa planos y superficies de debilidad en el interior de la masa
rocosa, y esta viene subdivida en distintas unidades con el nombre de bloque o volumen
unitario de masa rocosa. Se definirán discontinuidades, con el interés de definir en
particular, la posición, orientación y morfología.
Dovela: En arquitectura e ingeniería civil, es un elemento constructivo que conforma un
arco y que puede ser de diferentes materiales, como ladrillo o piedra. Actualmente se
elaboran en hormigón (concreto) armado o pretensado.
En arquitectura clásica, la dovela es una pieza, normalmente de piedra, en forma de
cuña que componen el arco o la bóveda y se caracterizan por su disposición radial.
Falla: es una discontinuidad que se forma por fractura en las rocas superficiales de
la Tierra (hasta unos 200 km de profundidad) cuando las fuerzas tectónicas superan la
resistencia de las rocas.
Las superficies piezométricas: se representan mediante líneas virtuales que unen puntos
de igual valor del nivel (freático o piezométrico) en el acuífero estudiado.
Nivel freático: cota absoluta (en m sobre el nivel del mar) que corresponde a la parte
superior de saturación en un acuífero libre. Es una variable de significado puntual, pues la
cota del agua varía espacialmente en el terreno
Presión de poros: es la presión del agua que llena los espacios vacíos. Ocurre que
cuando esa presión llega a cierto valor, el suelo se vuelve inestable, debido a que las
partículas pierden cohesión entre sí.
Superficie freática: es la superficie que limita superiormente la zona saturada de un
acuífero libre.
2.5 IDENTIFICACIÓN DE VARIABLE
Estabilidad de taludes.
Mantenimiento de carretera.
2.6 DEFINICIÓN OPERATIVA DE VARIABLES E INDICADORES
Fuente: MECANICA DE SUELOS - JUAREZ BADILLO TOMO II (1995) y
MINISTERIO DE TRANSPORTE Y COMUNICACIONES (2011)
Variables Indicadores
Variable independiente
Estabilidad de taludes.
1. Factor de seguridad
Variable dependiente
Mantenimiento de carretera.
1. Mantenimiento rutinario.2. Mantenimiento periódico.
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
3.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
De acuerdo al fin que persigue: APLICADA; porque ya existe enfoques teóricos a
cerca de las variables.
Así como también se utiliza el tipo sustantivo: Descriptivo-explicativo, que nos
permitirá describir las variables y por ende nos ayudara a la explicación de dichas
variables, para el mejor entendimiento del problema de investigación.
La investigación corresponderá al tipo aplicada, porque parte de un marco teórico y
permanece en él; la finalidad radica en tomar las teorías o modificar las existentes, en
incrementar los conocimientos científicos o filosóficos, pero sin contrastarlos con ningún
aspecto práctico.
3.2 NIVEL DE INVESTIGACIÓN
La investigación es del nivel explicativa, Según Hernández Sampieri (2010, p.84)
Los estudios explicativos van más allá de la descripción de conceptos o fenómenos o del
establecimiento de relaciones entre conceptos; es decir, están dirigidos a responder por
las causas de los eventos y fenómenos físicos o sociales. Como su nombre lo indica, su
interés se centra en explicar por qué ocurre un fenómeno y en qué condiciones se
manifiesta, o por qué se relacionan dos o más variables.
3.3 MÉTODO DE INVESTIGACIÓN
El estudio utilizo los métodos Descriptivo, Estadístico y Bibliográfico.
Descriptivo porque nos permitirá describir a cada una de las variables de estudio;
Estadístico porque permitirá el procesamiento de datos estadísticos; Bibliográfico porque
se está en constante revisión bibliográfica.
3.4 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
El diseño que se utilizará para el presente trabajo de investigación corresponde al
diseño descriptivo correlacional, que según Sánchez y Reyes, (1996, p.79) consideran
que este diseño “…se orienta a la determinación del grado de relación existente entre dos
o más variables de interés en una misma muestra de sujetos…” y cuyo esquema es el que
sigue:
El esquema es el siguiente:
Dónde:
M = Muestra.
O1 = Observación de la variable 1.
O2 = Observación de la variable 2.
r = Correlación entre las variables de estudio.
3.5 POBLACION, MUESTRA Y MUESTREO:
3.5.1 Población
Según Oseda, (2008, p.120) “La población es el conjunto de individuos que
comparten por lo menos una característica.
Como la población objetivo de estudio, estará constituida 10 muestras que se
extraerán de los taludes por cada 20 metros, haciendo un total de 50 muestras.
3.5.2 Muestra
El mismo Oseda, (2008, p.121) menciona que:
La muestra es una parte pequeña de la población o un subconjunto de esta, que sin
embargo posee las principales características de aquella. Esta es la principal propiedad de
la muestra (poseer las principales características de la población) la que hace posible que
el investigador, que trabaja con la muestra, generalice sus resultados a la población.
Como la población objetivo de estudio, estará constituida 10 muestras que se
extraerán de los taludes por cada 20 metros, haciendo un total de 50 muestras se trabajara
con toda la población
3.6 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
En primer lugar, se tendrá en cuenta el diseño y elaboración del marco teórico,
donde se considerará las fichas bibliográficas, de resumen, de párrafo; que nos servirán
para estructurar el marco teórico referencial y conceptual de la presente investigación.
Las principales técnicas que se utilizará en este estudio serán:
- Estación total.
- Método sueco – Casagrande.
- Ensayo del triaxial.
- Método circulo de fricción
- Observación: ficha de observación directa e indirecta
3.7 TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS
3.7.1 Procesamiento
El análisis estadístico se llevará a cabo a través del Software Excel 2010,
AutoCAD 2014 y GeoStudio 2007 Slope/W; donde se considerará.
Los cálculos para los parámetros del suelo, como la densidad, cohesión, esfuerzo y
Angulo de fricción.
El Software y GeoStudio 2007 Slope/W, se modelara la sección del talud con
el AutoCAD 2014 y se exportara en el programa GeoStudio 2007 Slope/W y luego
se insertaran los datos de cohesión y ángulo de fricción y de densidad y el programa
nos hallara el factor de seguridad del Talud.
3.7.3 Limitaciones
Para el presente trabajo de investigación no se tendrá limitación alguna salvo
excepciones.
3.8 DESCRIPCIÓN DE LA PRUEBA DE HIPÓTESIS
Para la docimasia de la hipótesis se usará la estadística inferencial; precisamente la
Ji cuadrada; al nivel de confianza de 90% y al nivel de significancia del 10%(0,10).
3.9 ÁMBITO DE ESTUDIO
3.9.1 ÁMBITO: El ámbito de estudio comprende el distrito de Ascensión, provincia,
región de Huancavelica, cuya información que se recopilará será de la misma zona
en estudio.
3.9.2 PERIODO DE EJECUCION:
Inicio : Agosto 2015
Culminación : Diciembre del 2015
CAPITULO IV
ASPECTO ADMINISTRATIVO
4.1. POTENCIAL HUMANO
Egresado : CHANCHA CALDERON, JULIO CESAR
Asesor : ING. ESPINOZA QUISPE, CARLOS ENRIQUE
4.2. MATERIALES Y EQUIPOS
Estación total.
Método sueco – Casagrande.
Ensayo del triaxial.
Computadora
Impresora
4.3. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
ACTIVIDADES
A S O N D
Presentación y aprobación del Proyecto X
Ejecución del Proyecto X X X X X
Toma de muestras X X X X X
Análisis de muestras X X X X X
Caracterización X X X X X
Elaboración de informes final de la tesis X X X X X
Sustentación y Presentación de la tesis para su publicación X
FUENTE: propia
4.4 PRESUPUESTO
RECURSOS MATERIALES Y SERVICIOS
RECURSOS CANTIDADCOSTO
(S/.)
49. Material de escritorio
Papel Bond A4 de 70 g.
Lapiceros
Lápices
Grapas
CD-Room
Cuadernillos
Fólder
Corrector
Resaltador
Tinta de Impresión a color
Tinta de Impresión en negro
Papel Bond A2 de 70 g.
4 millares
10 unidades
4 unidades
4cajas
5 unidades
4 unidades
12 unidades
2 unidades
2 unidades
1 unidad
2 unidades
12 unidades
72.00
8.50
4.80
4.00
10.00
6.00
12.00
9.00
3.00
170.00
280.00
7.20
Subtotal 586.50
30.Bienes de consumo
Internet
Fotos
Fotocopias
Escaneados
Anillado
50 horas
Global
Global
Global
8 unidades
50.00
30,00
120,00
55,00
30,00
Encuadernación 10 unidades 100,00
Subtotal 385,00
21. Viáticos y fletes:
Movilidad
laboratorio
Alimentación
Otros
Global
Global
Global
250,00
200,00
168,00
90,00
Subtotal 708,00
Total 1 679,50
REFERENCIAS BIBILOGRAFICAS
William Lambe, T. y Robert Whitman. (1991). Mecánica de Suelos. North Carolina: Li-musa, Mx 6a reimpresión.
Crespo Villalaz, C. (1991). Mecánica de Suelos y Cimentaciones. México: Limusa, Noriega
editores.
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Braja M, Das. (2001). Fundamentos de Ingeniería Geotecnia. California: Thomson Learning, Mx 2001.
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Urrutia Varece, P. (2008). Análisis Dinámico de Estabilidad por elementos finitos de los talu-des de la costa verde ene le distrito de Miraflores. (Tesis, Pontificia Universidad Cató-lica del Perú). Recuperado de
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Angulos de talud en Yacimiento Franke. (Tesis, Universidad de Chile). Recuperado de http://www.tesis.uchile.cl/bitstream/handle/2250/103406/morales_m.pdf?sequence=3
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Según Lambe y Whitman, (1991, p.457) el estudio de estabilidad de un talud infinito
puede hacerse con la independencia de la altura del mismo, este hecho permite que la
estabilidad pueda analizarse, bidireccionalmente…La condición del talud infinitito
impone que las tensiones sobre cualquier cara del elemento sean independientes.
Según Crespo Villalaz, (1991, p.219) “…un talud de tierra no puede considerarse
estable indefinidamente, porque tarde o temprano la estabilidad que puede presentar se
pierde debido a los agentes naturales con presiones hidrostáticas, el intemperismo y la
erosión...”
Según Badillo, J. y Rodriguez, R., (1995, p.601).
Según Braja M, Das., (2001, p.343). “… Cuando Fs es igual a 1, el talud está en un
estado de falla incipiente. Generalmente, un valor de 1.5 para el factor de seguridad con
respecto a la resistencia es aceptable para el diseño de un talud estable…”
Según PUELL, (2005, p.10), el valor del coeficiente de seguridad de un talud se
sobreestima siempre y cuando se emplea la hipótesis de la ley de fluencia asociada tanto
bajo un criterio de rotura lineal, como bajo un criterio de rotura no lineal, su trabajo
pretende conocer la influencia del ángulo de dilatancia a la estabilidad general de taludes,
empleando para ello un criterio de rotura no lineal. También aporta nuevas herramientas
de cálculo para el análisis de estabilidad de taludes rocosos.
Según GRANADOS, (2006, p.3), 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.
Según Medrano Castillo. (2007).
ING. SALAZAR, (2008, p.16), se acudió a los gobiernos seccionales responsables de la
vía asignada, para obtener datos de inventario y monitoreo existentes y se elaboró una
lista de chequeo en el campo mediante recorrido a la carretera para verificar y
complementar datos de drenaje, afirmado, señalización y otros elementos constitutivos,
requeridos como insumo para el sistema a proponer. Las referencias de tráfico se tomaron
de información histórica de las instituciones.
ING. ALEJANDRO (2009, p.9), presenta una nueva metodología de análisis de
estabilidad de taludes que considera la variabilidad espacial y la incertidumbre de los
parámetros geotécnicos involucrados en el análisis. Los parámetros del suelo son tratados
como variables aleatorias con el propósito de modelar la condición incierta del suelo.
Para ING.RODRÍGUEZ, (2011), Este ciclo “fatal” de la vía, afecta directamente a los
usuarios, los cuales ven reflejarse los daños de la vía en el aumento de los costos de
operación vehicular, de la misma manera, los recursos de las Instituciones
Administradoras de las redes viales, las cuales de no actuar en el momento justo y con
actividades necesarias, se ven obligadas a futuro a realizar mayores gastos para mantener
las vías en niveles de servicio aceptables, llegando a los extremos de realizar una
rehabilitación o reconstrucción dependiendo el grado de deterioro.
ANEXO
Presentación y aprobación del Proyecto
Ejecución del Proyecto
Toma de muestras
Análisis de muestras
Caracterización
Elaboración de informes final de la tesis
Sustentación y Presentación de la tesis para su publicación
8/10/2015 8/30/2015 9/19/2015 10/9/2015 10/29/2015 11/18/2015 12/8/2015 12/28/2015
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES - DIAGRAMA GANTT
MATRIZ DE CONSISTENCIA