Herramientas para análisis por confiabilidad en geotecnia: Aplicación

En este trabajoseaplicaron los métodos FOSM y de las estimativas puntuales (MEP) en la evaluación de la probabilidad de falla contra deslizamiento de una estructura de contención. Entre otras conclusiones, se resalta que es necesario definir valores de referencia para determinar la probabilidad de falla aceptable en obras geotécnicas, ya que existe un vacío en este tema. Abstract In this work, in order to calculate the failure probability against sliding of a contention structure, FOSM and point estimates methods (PEM) were used. As a conclusion, it is highlighted that it is necessary to define values of acceptable failure probability in geotechnical design, because there is a void in this aspect

Herramientas para análisis por confiabilidad en geotecnia: La teoría

En este trabajo se analizan algunas de las fuentes de incertidumbre en los diseños geotécnicos como son la determinación de los parámetros mecánicos y las suposiciones realizadas para definir los modelos y teorías empleados. Posteriormente, se presentan y comparan tres técnicas probabilísticas para la evaluación de la incertidumbre en diversos procesos geotécnicos. Abstract In this work, many sources of uncertainty in geotechnical design as the estimation of mechanical parameters and the premises for models and theories are analyzed. Subsequently, three probabilistic tools for valuation of the uncertainty in many geotechnical processes are presented and compared

Herramientas para análisis por confiabilidad en geotecnia: La teoría

En este trabajo se analizan algunas de las fuentes de incertidumbre en los diseños geotécnicos como son la determinación de los parámetros mecánicos y las suposiciones realizadas para definir los modelos y teorías empleados. Posteriormente, se presentan y comparan tres técnicas probabilísticas para la evaluación de la incertidumbre en diversos procesos geotécnicos. Abstract In this work, many sources of uncertainty in geotechnical design as the estimation of mechanical parameters and the premises for models and theories are analyzed. Subsequently, three probabilistic tools for valuation of the uncertainty in many geotechnical processes are presented and compared

Comportamiento de una pista experimental de pavimento flexible con base estabilizada con cal

En este trabajo se presentan resultados de una investigación realizada para determinar las propiedades de deformabilidad de bases estabilizadas con cal a partir de ensayos de campo no destructivos. Se realizaron ensayos de placa estática y viga Benkelman en un tramo de prueba de pavimento flexible de 70m de longitud. Se usaron diferentes mezclas de suelo-cal y varios espesores de la estructura para evaluar el comportamiento del pavimento. A partir de los resultados de estos ensayos fueron realizados retroanálisis del comportamiento del pavimento. El método de los elementos finitos y el modelo elástico de esfuerzos y deformaciones en sistema de capas múltiples se usaron en los retroanálisis para estimar los módulos de deformabilidad de la base estabilizada con cal. Se concluye que la adición de cal mejora sustancialmente las propiedades de los pavimentos evaluados

Nuevas tendencias en el diseño de materiales y estructuras

El presente texto incluye temas como las nuevas herramientas para la modelación de diferentes problemas relacionados con la Ingeniería Civil; la implantación de un modelo matemático para el análisis dinámico no lineal de las viviendas prefabricadas, que permite simular el comportamiento histerético del sistema estructural de la vivienda a partir del comportamiento cíclico experimental; las herramientas de la inteligencia artificial (las redes neuronales) para la modelación de fenómenos complejos presentes en el comportamiento de algunos materiales, en este caso en tres arenas típicas y su relación esfuerzo-deformación; nuevos enfoques en el diseño de estructuras y materiales, nuevas tendencias de diseño tanto de las estructuras como en los materiales compuestos; una perspectiva sobre nuevos materiales compuestos o alternativos, que proponen materiales de origen natural combinados con materiales tradicionales en la industria de la construcción. Presenta una breve descripción de los materiales compuestos, tipo sándwich, y propone un nuevo compuesto a partir de conglomerados de material vegetal y ferrocemento. E incluye el estudio de los suelos residuales estabilizados con cal y se evalúa su comportamiento mecánico.PRÓLOGO............. 15 PRESENTACIÓN.............. 17 Primera parte Nuevas herramientas para la modelación de problemas en Ingeniería Civil Capítulo 1 APLICACIÓN DEL MODELO DE Bouc y Wen EN EL ANÁLISIS SÍSMICO DE VIVIENDAS PREFABRICADAS Daniel Alveiro Bedoya Ruiz 1.1 INTRODUCCIÓN.............. 21 1.2 AVANCES EN EL MODELO DE Bouc y Wen............. 23 1.3 SISTEMAS HISTERÉTICOS NO LINEALES............ 27 1.3.1 Ecuación de movimiento............ 30 1.3.2 Parámetros de forma de la histéresis............ 31 1.3.3 Disipación de energía............. 34 1.3.4 Rigidez, resistencia y estrangulamiento..............35 1.4 Identificación de sistemas y control.............. 37 1.5 APLICACIÓN DEL MODELO EN VIVIENDAS PREFABRICADAS............. 38 1.5.1 El modelo en casas prefabricadas de ferrocemento............. 41 1.5.2 Dinámica y comportamiento no lineal............. 44 1.6 CONCLUSIÓN............ 45 Capítulo 2 DETERMINACIÓN DE LA RELACIÓN CONSTITUTIVA DE LAS ARENAS USANDO REDES NEURONALES ARTI FICIALES (RNA) Hernán Eduardo Martínez-Carvajal - Márcio Muniz de Farias 2.1 INTRODUCCIÓN............ 51 2.2 MODELAMIENTO CONSTITUTIVO DE MATERIALES........... 53 2.3 MODELAMIENTO CONSTITUTIVO USANDO REDES NEURONALES ARTIFICIALES............. 55 2.4 LA BASE DE DATOS............ 56 2.5 LA ARQUITECTURA DE LA RED NEURONAL............... 58 2.6 RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN............. 60 2.7. CONCLUSIONES.............. 65 Segunda parte Nuevos enfoques en el diseño de materiales y estructuras Capítulo 3 Diseño por desplazamientos de pilares de puentes Matthew J. Tobolski - José I. Restrepo 3.1 INTRODUCCIÓN............ 69 3.2 ESPECTRO DEL DISEÑO............. 72 3.3 AMORTIGUAMIENTO............ 74 3.4 RESPUESTA INÉLASTICA............. 75 3.5 COMBINACIÓN DE FACTORES DE AMPLIFICACIÓN DE DESPLAZAMIENTO............. 79 3.6 CAPACIDAD DE DESPLAZAMIENTO............ 80 3.7 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO............ 85 3.8 OBJETIVO DE DESEMPEÑO DE SEGURIDAD DE LA VIDA.............. 86 3.9 OBJETIVO DE DESEMPEÑO DE FUNCIONAMIENTO INMEDIATO.............. 89 3.10 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS............. 92 3.11 ANÁLISIS PARAMÉTRICO............. 93 3.12 EXIGENCIA SÍSMICA Y DUCTILIDAD DE CURVATURA.............. 93 3.13 PROPORCIÓN DE LA ROTACIÓN RESIDUAL............. 94 3.14 DIÁMETRO Y ALTURA DE LA COLUMNA.............. 95 3.15 CONCLUSIONES.............. 98 3.16 APÉNDICE. EJEMPLO DE DISEÑO............... 99 Capítulo 4 UN NUEVO ENFOQUE PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO Héctor Guillermo Urrego Giraldo 4.1 INTRODUCCIÓN.............. 111 4.2 COMPORTAMIENTO DEL HORMIGÓN............. 113 4.3 COMPORTAMIENTO DEL ACERO.............. 115 4.4 CURVATURA.............. 117 4.5 EJEMPLO 1.............. 123 4.6 MÉTODO PROPUESTO............... 136 4.7 EJEMPLO 2............. 138 4.8 CONCLUSIONES............... 144 Capítulo 5 DESEMPEÑO SÍSMICO DE PÓRTI COS PLANOS DE ACERO CON EL SISTEMA KNEE-BRACING Ricardo León Bonett Díaz - Carolina López Toro 5.1 INTRODUCCIÓN.............. 147 5.2 MARCO CONCEPTUAL.............. 149 5.3 CRITERIOS PARA ESCOGER EL KNEE Y EL BRACE.............. 151 5.4 CASO DE ESTUDIO............. 153 5.5 INCORPORACIÓN DEL DISPOSABLE KNEE BRACING............. 165 5.6 EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD SÍSMICA............. 167 5.7 ANÁLISIS DE RESULTADOS.............. 172 5.8 CONCLUSIONES................ 176 Capítulo 6 TENDENCIAS EN EL DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTI CAS EN CALIENTE ¡MARSHALL vs SUPERPAVE! Carlos Rodolfo Marín Uribe 6.1 INTRODUCCIÓN.............. 179 6.2 DESCRIPCIÓN DE LAS METODOLOGÍAS DE DISEÑO............... 180 6.3 Algunas diferencias entre las dos metodologías.............. 190 6.4 DESARROLLO DE UN TRABAJO EXPERIMENTAL.............. 192 6.4.1 Selección de materiales............ 192 6.4.2 Obtención del porcentaje óptimo de asfalto........... 195 6.4.3 Caracterización mecánica y dinámica de las mezclas asfálticas............. 195 6.5 ANÁLISIS DE RESULTADOS.............. 203 6.6 CONCLUSIONES............... 204 Capítulo 7 EL EFECTO ARCO EN SUELOS John Mario García Giraldo 7.1 INTRODUCCIÓN............. 209 7.2 EL ARCO COMO FORMA ESTRUCTURAL.............. 210 7.2.1 Definición de arco.............. 210 7.2.2 Historia del arco como elemento estructural............. 211 7.3 F ORMAS DE ARCO............ 212 7.4 EFECTO DE LA GEOMETRÍA ESTRUCTURAL EN LA DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES EN EL INTERIOR DE UN ELEMENTO............. 215 7.4.1 Esfuerzos en un elemento estructural............. 215 7.4.2 Distribución de tensiones en el interior de un elemento estructural............. 216 7.5 GEOMETRÍAS ÓPTIMAS............... 219 7.6 ESTUDIO DEL EFECTO ARCO EN LOS SUELOS............ 220 7.6.1 Efecto de arco sobre una escotilla móvil (trapdoor).............. 220 7.6.2 Análisis del efecto arco en los suelos por Terzaghi en 1945........... 222 7.7 ANÁLISIS DEL EFECTO ARCO EN LOS SUELOS POR HANDY EN 1985.............. 226 7.8 ANÁLISIS DEL EFECTO ARCO EN LOS SUELOS POR HARROP EN 1989.............. 233 7.9 ANÁLISIS DEL EFECTO ARCO EN LOS SUELOS POR SALGADO EN 2002.............. 237 7.10 CONCLUSIONES............ 241 Tercera parte Nuevos materiales compuestos o alternativos Capítulo 8 MATERIALES COMPUESTOS A BASE DE FERROCEMENTO Y MATERIAL VEGETA L Daniel Alveiro Bedoya Ruiz - Juan Camilo Aldana Barrera - Leonardo Ávila Vélez 8.1 INTRODUCCIÓN.............. 247 8.2 MATERIALES COMPUESTOS.............. 249 8.2.1 Núcleo............. 252 8.2.2 Corteza estructural............. 253 8.2.3 Sistemas constructivos............ 254 8.3 COMPORTAMIENTO EXPERIMENTAL DE LOS COMPUESTOS DE FERROCEMENTO Y MATERIAL VEGETAL............. 255 8.3.1 Núcleo de material vegetal............ 256 8.3.2 Corteza de ferrocemento.............. 260 8.3.3 A. 3.3 paneles de ferrocemento con núcleo vegetal............. 261 8.4 CONCLUSIONES.............. 266 Capítulo 9 COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE SUELOS RESIDUALES ESTABILIZADO S César Augusto Hidalgo Montoya - Mario Alberto Rodríguez Moreno 9.1 INTRODUCCIÓN.............. 271 9.2 ESTABILIZACIÓN DE SUELOS CON CAL............. 273 9.3 PROPIEDADES RESILIENTES O RESILIENCIA............... 275 9.4 CARGAS EN EL PAVIMENTO.............. 276 9.4.1 Tipos de cargas que actúan............. 276 9.4.2 Duración de la carga cíclica............. 279 9.5 MÓDULO RESILIENTE............. 279 9.6 F ACTORES GENERALES QUE AFECTAN EL MÓDULO RESILIENTE............. 281 9.6.1 Factores que afectan el Mr de suelos finos............ 281 9.6.2 Factores que afectan el Mr de materiales granulares............ 284 9.7 ENSAYOS PARA DETERMINAR EL MÓDULO RESILIENTE.............. 286 9.8 CORRELACIONES............... 289 9.9 PROPIEDADES RESILIENTES DE SUELOS ESTABILIZADOS.............. 290 9.10 ENSAYOS DE LABORATORIO.............. 292 9.11 ANÁLISIS DE RESULTADOS............... 295 9.11.1 Compresión simple............ 296 9.11.2 Tracción indirecta............. 299 9.11.3 CBR............. 300 9.11.4 Módulo resiliente.............. 302 9.12 CONCLUSIONES.............. 30

Incertidumbre, vulnerabilidade y avaluación de riesgo debido a deslizamentos en carreteras

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e e Ambiental, 2013.O principal objetivo desta tese foi o de desenvolver metodologia para a avaliação do risco por movimentos de massa em rodovias localizadas em zonas tropicais montanhosas, incorporando técnicas para tomada de decisões em ambientes de incerteza e variabilidade geotécnica. Para isto foi efetuada uma revisão bibliográfica com o intuito de estabelecer o estado da arte do estudo de risco por movimentos de massa, analisando as metodologias mais usuais no mundo para, assim, identificar as variáveis que intervêm no risco por deslizamento de taludes em estradas e quantificar o seu grau de influência. A metodologia proposta considera dois cenários: o primeiro está definido para avaliações em estradas com uma história de movimentos de massa, e o segundo se orienta para avaliações de risco de estradas novas nas quais não existe informação estatística dos movimentos de massa. A ameaça, ou evento de risco, é incorporada no modelo, considerando que a falha pode ser produzida pela ação dos agentes deflagrantes: chuva e sismo, sendo utilizadas técnicas probabilísticas para análise da estabilidade de taludes e limiares de falha para as chuvas. A vulnerabilidade é determinada por meio de metodologia com atributos descritivos que consideram a exposição dos usuários da estrada. O risco é determinado como resultado da probabilidade anual de falha e as consequências em termos de mortes prováveis e perdas econômicas. A metodologia apresentada foi utilizada na avaliação do risco de uma estrada localizada no noroeste da Colômbia. Para este estudo de caso foi obtida informação de movimentos de massa e de chuvas para um período de quatro anos. Foram obtidos parâmetros de resistência ao cisalhamento e sua incerteza. Foi determinada a incerteza nos outros dados disponíveis para os modelos. Foi feita avaliação das relações entre chuva e escorregamentos em estradas de montanha, e também sobre o efeito da incerteza dos parâmetros de resistência ao cisalhamento de solos residuais sobre a estabilidade de taludes. O modelo elaborado permite estimar a probabilidade de ocorrência de deslizamentos considerando as incertezas dos parâmetros geotécnicos e dos fatores deflagrantes, como chuva e sismos, osresultados são consequentes com observações de campo e constituem subsídios e alternativaspara a modificação e definição de sistemas de gerenciamento de riscos por deslizamento em estradas e projetos lineares. ______________________________________________________________________________ ABSTRACTThe main objective of this thesis was to develop a methodology for assessing risk of landslides on roadways in mountainous tropical zones, including techniques for decision making in environments of uncertainty and geotechnical variability. A literature review was conducted in order to establish. The state of the art on risks of mass movements, analyzing the most common methodologies and identifying the variables involved in the landslide risk on road slopes and quantify the degree influence. The proposed methodology considers two scenarios: the first scenario is for assessments on roads with a history of mass movements, and the second is for risk assessments of new roadways where there is no statistical information of mass movements. The hazard is calculated as the probability of failure due to the action of trigger agents: rainfall and earthquakes. In calculating the probability of failure, probabilistic techniques and failure thresholds for rainfall were used. Vulnerability was determined by a method which uses descriptive attributes to considerate the expossure of roadway users. The risk is measured as the annual probability of death in the roadway due to landslides. The methodology presented was used in the risk assessment of a highway located in the northwest of Colombia. For this case study, information of landslides and rainfall for a period of four years was obtained. Shear strength parameters of soils and its uncertainty were obtained. It was estimated the uncertainty in the data available for the models. An assessment of the relationship between rainfall and landslides on mountain roads, and the effect of the uncertainty of the shear strength parameters of residual soils on slope stability was performed. The model developed to estimate the landslide risk considering the uncertainty of the geotechnical parameters and trigger factors like rainfall and earthquakes. The results are consistent with field observations and can be used in the modification and definition of risk management systems for landslides on roadways and linear projects. ______________________________________________________________________________ RESUMENEl principal objetivo de esta tesis fue desarrollar una metodología para la evaluación de riesgo por movimientos de masa en carreteras localizadas en zonas tropicales montañosas, incorporando técnicas para tomada de decisiones en ambientes de incertidumbre y variabilidad geotécnica. Para esto fue realizada una revisión bibliográfica con el propósito de establecer un estado del arte sobre riesgos por movimientos de masa, analizando las metodologías más usuales en el mundo e identificar las variables que intervienen en el riesgo por deslizamiento de taludes en carreteras e cuantificar su grado de influencia. La metodología propuesta considera dos escenarios: el primero está definido para evaluaciones en carreteras con una historia de movimientos de masa, y el segundo está orientado para evaluaciones de riesgo de carreteras nuevas en las cuales no existe información estadística de los movimientos de masa. La amenaza es calculada como la probabilidad de falla debido a la acción de los agentes detonantes lluvia y sismo. Para esto se usaron técnicas probabilísticas en la estabilidad de taludes y umbrales de falla para las lluvias. La vulnerabilidad es determinada por medio de una metodología que usa atributos descriptivos que considera la exposición de los usuarios de la carretera. El riesgo se determina como la probabilidad anual de muerte en carretera debido a movimientos de masa. La metodología presentada se utilizó en la evaluación del riesgo de una carretera localizada en el noroeste de Colombia. Para este caso de estudio se obtuvo información de movimientos de masa y lluvias para un período de 4 años. Se obtuvieron parámetros de resistencia al cortante de los suelos y su incertidumbre. Fue determinada la incertidumbre en los otros datos disponibles para los modelos. Se hizo una evaluación de las relaciones entre lluvia y movimientos de masa en carreteras de montaña y el efecto de la incertidumbre de los parámetros de resistencia al cortante de suelos residuales sobre la estabilidad de taludes. El modelo elaborado permite estimar el riesgo por deslizamientos considerando la incertidumbre de los parámetros geotécnicos e de los factores detonantes como lluvia y sismos con resultados consecuentes con observaciones de campo y los resultados pueden ser usados en la modificación y definición de sistemas de gestión de riesgos por deslizamiento en carreteras y proyectos lineales

Herramientas para análisis por confiabilidad en geotecnia: Aplicación Tools for reliability analysis in geotechnical engineering: Application

En este trabajoseaplicaron los métodos FOSM y de las estimativas puntuales (MEP) en la evaluación de la probabilidad de falla contra deslizamiento de una estructura de contención. Entre otras conclusiones, se resalta que es necesario definir valores de referencia para determinar la probabilidad de falla aceptable en obras geotécnicas, ya que existe un vacío en este tema.In this work, in order to calculate the failure probability against sliding of a contention structure, FOSM and point estimates methods (PEM) were used. As a conclusion, it is highlighted that it is necessary to define values of acceptable failure probability in geotechnical design, because there is a void in this aspect

Estimación de la amenaza por deslizamientos detonados por sismos y lluvia (Valle de Aburrá-Colombia)

En este artículo se presenta una estimación de la amenaza por deslizamientos detonados por sismos y lluvia en el Valle de Aburrá-Colombia, utilizando una plataforma de sistemas de información geográfica (SIG). Para esto se desarrolló un modelo que considera las características topográficas, geológicas, geotécnicas e hidrológicas de la zona en estudio. El modelo utilizado se basa en el modelo seudoestático de Newmark y utiliza un enfoque probabilista basado en la técnica del primer orden y segundo momento -FOSM-. El proceso calcula la probabilidad de que ocurra un deslizamiento dado que se presente un sismo que produzca una aceleración (Ah), considerando la incertidumbre de los parámetros geotécnicos y las condiciones de saturación del sueloThis article presents an estimation of the hazard by earthquake and rainfall triggered landslides in the Aburrá Valley-Colombia, using a platform for geographic information systems (GIS). For this, it was developed a model that considers the topography, geological, geotechnical and hydrological characteristics of the studied area. The model used is based on the Newmark’s pseudostatic model and uses a probabilistic approach based on the technique of first order and second moment -FOSM-. The process calculates the probability of occurrence of a landslide, triggered by an earthquake that produces an acceleration (Ah), considering the uncertainty of the geotechnical parameters and conditions of soil saturation.Em este artigo, é apresentada uma estimativa da ameaça de deslizamentos de terra causados por terremotos e chuva no Vale do Aburrá, Colômbia, através de uma plataforma de sistemas de informação geográfica (SIG). Para isso foi desenvolvido um modelo que considera as características topográficas, geológicas, geotécnicas e hidrológicas da área de estudo. O modelo utilizado é baseado no modelo seudoestático de Newmark e usa uma técnica probabilística com base na técnica da primeira ordem e segundo momento-FOSM-. O processo calcula a probabilidade de que ocorra um deslizamento dado que se apresente um tremor de terra, que produz uma aceleração (Ah) considerando a incerteza dos parâmetros geotécnicos e as condições de saturação do solo

ESTIMACIÓN DE LA AMENAZA POR DESLIZAMIENTOS DETONADOS POR SISMOS Y LLUVIA (VALLE DE ABURRÁ-COLOMBIA)

En este artículo se presenta una estimación de la amenaza por deslizamientos detonados por sismos y lluvia en el Valle de Aburrá-Colombia, utilizando una plataforma de sistemas de información geográfica (SIG). Para esto se desarrolló un modelo que considera las características topográficas, geológicas, geotécnicas e hidrológicas de la zona en estudio. El modelo utilizado se basa en el modelo seudoestático de Newmark y utiliza un enfoque probabilista basado en la técnica del primer orden y segundo momento -FOSM-. El proceso calcula la probabilidad de que ocurra un deslizamiento dado que se presente un sismo que produzca una aceleración (Ah), considerando la incertidumbre de los parámetros geotécnicos y las condiciones de saturación del suelo