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.

Badillo, J. y Rodriguez, R. (1995). Mecánica de Suelos tomo II. México: Limusa, Mx 7a reimpresión.

Braja M, Das. (2001). Fundamentos de Ingeniería Geotecnia. California: Thomson Learning, Mx 2001.

Granados Lopez, A. (2006). Estabilización del Talud de la Costa Verde en la zona del distrito de Barranco. (Tesis, Pontificia Universidad Católica del Perú). Recuperado de http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/123456789/969/PACHECO_ZAPATA_ARTURO_TALUD_COSTA_VERDE.pdf?sequence=1

Medrano Castillo. (2007). Mecanica de Suelos II. México: instituto de Tehuacán.

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

http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/123456789/1065/URRUTIA_VARESE_PABLO_ELEMENTOS_FINITOS_TALUDES_MIRAFLORES.pdf?sequence=1

Kerguelen Argumedo, A. (2009). Análisis Probabilístico de estabilidad de taludes. (Tesis de Maestría, Universidad de los Andes). Recuperado de https://biblioteca.uniandes.edu.co/Tesis_22009_primer_semestre/775.pdf

Morales Cárdenas, M. (2009). Caracterización Geotécnica y determinación de

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

Suarez Díaz. (2011). Calculo del Factor de Seguridad de un Talud. Consultado el 15 de agos-to del 2015, de http://ocw.uis.edu.co/ingenieria-civil/estabilidad-de- taludes/clase4/factores_de_seguridad_equilibrio_limite.pdf

Romero Chojolan, M. (2011). Propuesta Metodológica para la Evaluación de Estabilización de Taludes y terraplenes en Proyectos de Carreteras. (Tesis Maestría, Universidad de San Carlos de Guatemala). Recuperado de http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_0222_MT.pdf

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