FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL. TESIS EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. Presentado por: Bach. SHIRLEY ZENAIDA BUSTAMANTE CORRIDO. Bach. CARLOS ENRIQUE GARCÍA YÉPEZ. Para Optar el Título Profesional de INGENIERO CIVIL. Asesor: Mgt. Ing. Víctor Chacón Sánchez. CUSCO – PERÚ 2018 i Dedicatoria. Dedico el presente trabajo de investigación fundamentalmente a mis padres Fortunato y Vilma, mi hermana Paola, por ser el motor y pilar fundamental en mi vida, quienes con su amor, trabajo y sacrificio me brindan apoyo incondicional y fortaleza para salir adelante. A mi abuela Fidelia por ser mi más gran ser querido, quien siempre confió en mí sin dudar, a toda mi familia por impulsarme en todo momento. Shirley Zenaida Bustamante Corrido. A mis padres por su ayuda incondicional y siempre preocuparse en que sea una mejor persona cada día, los docentes y amigos por sus buenos deseos. Carlos Enrique Garcia Yepez. ii Agradecimientos Agradezco a Dios por permitirme llegara hasta hoy. A mi familia, que en todo momento me ha brindado su apoyo para alcanzar mis metas y trazar nuevas. Así mismo mi más sincero agradecimiento a la Universidad Andina del Cusco, a la Escuela profesional de ingeniería civil, por permitirme ser profesional, a todos mis docentes por su dedicación y empeño al impartirme sus conocimientos. Mi gratitud especial para el Mgt. Ing. Víctor Chacón Sánchez y el Ing. Edson Salas Forton; Asimismo a todos los ingenieros por su constante apoyo a lo largo del desarrollo de la investigación Shirley Zenaida Bustamante Corrido. Agradezco a mis padres por el constante apoyo. A los ingenieros que nos apoyaron brindándonos su tiempo para poder realizar esta investigación. Carlos Enrique Garcia Yepez. iii Resumen La presente investigación fue desarrollada en el Departamento del Cusco, Provincia y Distrito del Cusco, tuvo como objetivo evaluar el factor de seguridad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo, en función a la topografía, estudios de infiltración y propiedades mecánicas de los suelos. Para tal efecto se realizó el levantamiento topográfico de la zona de estudio con el objetivo de determinar la representación gráfica de la misma, así mismo el ensayo de infiltración in situ (Ensayo de permeabilidad – Porchet (MINVU, 19996)), para conocer la propiedades físico mecánicas de los suelos se realizaron 06 calicatas desplazadas uniformemente a lo largo de la zona de estudio, donde realizamos los siguientes ensayos: Contenido natural de humedad del suelo, ensayo granulométrico, límites de consistencia (limite líquido, limite plástico, índice de plasticidad), clasificación de suelos por el método SUCS, ensayo de corte residual, penetración dinámica ligera. Para alcanzar el objetivo de la investigación procedimos a realizar el cálculo del factor de seguridad en tres tramos según la superficie de falla del talud por el método Bishop Simplificado debido a que esta es una falla circular a la cual simulamos y se asemeja más a la realidad. Finalmente, después de realizar el cálculo del factor de seguridad, determinamos que el talud en las condiciones que se encontró es inestable. Para la estabilización del talud se presenta una propuesta como aporte a esta investigación que es la estabilización con muro gaviones ya que este es más flexible para el proceso constructivo y la mejora del factor de seguridad incrementando su valor aparte de que permite el drenaje de las aguas pluviales. iv Palabras claves: Factor de seguridad, método Bishop Simplificado, calicatas, límites de consistencia, clasificación de suelos por el método SUCS, ensayo de corte residual, Penetración Dinámica Ligera, talud, superficie de falla. v Abstract The present research was developed in the Department of Cusco, Province and District of Cusco, the main goal was to evaluate the slope safety factor corresponding to the Sipaspucyo stream, according to the topography, hidro-infiltration studies and mechanical properties of the soils. For this purpose, the topographic study was done in this area in order to determine the graphic representation of the same, as well as the in situ infiltration test (Permeability Test - Porchet (MINVU, 19996), knowing the soils physical mechanical properties, we did 06 pits displaced uniformly throughout the study area, where we did the following tests: Natural moisture content of the soil, granulometric test, consistency limits of (liquid limit, plastic limit, plasticity index) , soil classification by the SUCS method, residual cutting test, light dynamic penetration. To achieve the investigation goal, we proceeded to calculate the safety factor in three sections, according to the geological fault surface of the slope, using the Bishop Simplified method. Finally, after the safety factor calculation performance, we find out that the slope in the conditions is unstable. For the slope stabilization proposal is presented as a contribution to this investigation. Keywords: Safety factor, Simplified Bishop method, test pits, consistency limits, soil classification by the SUCS method, residual cut test, Light Dynamic Penetration, slope, failure surface, geological fault. vi Introducción “Evaluación del factor de seguridad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo, en función a la topografía, estudios de infiltración y propiedades mecánicas de los suelos”, es una investigación que pertenece al área de geotecnia dentro de la Ingeniería Civil; la cual se realizó en la Ciudad del Cusco. En la Quebrada Sipaspucyo del Distrito de Cusco se encuentra la vía de dos carriles que permite el paso rápido de vehículos con dirección Cusco – Abancay, evitando así el paso en horas punta directamente por la ciudad de Cusco. Durante los últimos años la vía viene siendo saturada debido a que se viene incrementando el parque automotor así como la ejecución de proyectos inmobiliarios en la zona, estas razones entre otras están ocasionando la inestabilidad de esta quebrada donde se emplaza la vía antes indicada, por lo que se debe empezar a hacer estudios profundos sobre la estabilidad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo; Así mismo muchos pobladores de la zona vienen utilizando la quebrada como un botadero de desmonte y basura, incrementando los desprendimientos de partículas de grava en condiciones estáticas del talud, resultando un peligro importante para los conductores y peatones. La presente investigación fue realizada en el Departamento del Cusco, Provincia y Distrito del Cusco, tuvo como objetivo evaluar el factor de seguridad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo, en función a la topografía, estudios de infiltración y propiedades mecánicas de los suelos. Así mismo esta tesis demuestra que el tramo en estudio fallaría en las condiciones que actualmente se encuentra, poniendo en grave peligro vidas humanas y propiedades privadas que recientemente están siendo construidas a 60m promedio del pie del talud, ya que se vii realizó el cálculo del factor de seguridad en la superficie de falla ubicando tres tramos (extremo derecho, extremo izquierdo y centro de la superficie de falla) obteniendo inestable en cada cálculo. En cuanto a su elaboración, consistió en la visita a campo para la toma de muestras, así mismo en la realización de ensayos in situ y de laboratorio, para posteriormente evaluar en gabinete el factor de seguridad en función de la topografía, estudios de infiltración y propiedades mecánicas de los suelos. El estudio realizado permitió conocer los valores del factor de seguridad lo cual confirma la inestabilidad de talud observada en la zona de estudio, el presente estudio también nos permitió identificar que la zona en estudio está conformada por una variedad de suelos. La investigación está compuesta de seis capítulos: El capítulo I referido a la identificación del problema, justificación e importancia, limitaciones, objetivos. En el capítulo II se incluye los antecedentes tales como investigaciones referidos al estudio de la estabilidad de taludes, marco teórico, hipótesis y definición de variables. En el capítulo III hace referencia a la metodología y diseño de la investigación, descripción de la población y muestra, instrumentos metodológicos y de ingeniería, proceso de recolección de datos y análisis de datos. En el capítulo IV y V se muestran los resultados de la investigación y su interpretación. Finalmente constan las conclusiones, recomendaciones, referencias y anexos. Adicionalmente a esta investigación se realizó la propuesta de estabilización del talud, como aporte a la investigación. viii Índice general Dedicatoria. ................................................................................................................................. i Agradecimientos ......................................................................................................................... ii Resumen .................................................................................................................................... iii Abstract ...................................................................................................................................... v Introducción .............................................................................................................................. vi Índice general .......................................................................................................................... viii Índice de tablas. ......................................................................................................................... xi Índice de figuras ....................................................................................................................... xv Identificación del problema. ........................................................................................ 2 Descripción del problema. ........................................................................................... 2 Formulación interrogativa del problema. ..................................................................... 3 Justificación e importancia de la investigación. .......................................................... 4 Justificación técnica. .................................................................................................... 4 Justificación social. ...................................................................................................... 4 Justificación por viabilidad. ......................................................................................... 5 Justificación por relevancia. ......................................................................................... 5 Limitaciones de la investigación. ................................................................................ 6 Objetivo de la investigación. ....................................................................................... 6 Objetivo general. .......................................................................................................... 6 Objetivos específicos. .................................................................................................. 6 2 CAPITULO II: MARCO TEÓRICO ........................................................................... 9 Antecedentes de la tesis. .............................................................................................. 9 Antecedentes a nivel nacional ...................................................................................... 9 Antecedentes a nivel internacional............................................................................. 12 Aspectos teóricos pertinentes. ................................................................................... 13 Talud. ......................................................................................................................... 13 Topografía. ................................................................................................................. 22 Estudios de infiltración .............................................................................................. 24 Propiedades físico mecánica de los suelos ................................................................. 27 Factor de seguridad: ................................................................................................... 58 Hipótesis .................................................................................................................... 61 Hipótesis general. ....................................................................................................... 61 Sub hipótesis. ............................................................................................................. 61 Definición de variables. ............................................................................................. 61 ix Variables independientes. .......................................................................................... 61 Variables dependientes............................................................................................... 62 Cuadro de operación de variables. ............................................................................. 64 3 CAPITULO III. METODOLOGÍA ........................................................................... 66 Metodología de la investigación ................................................................................ 66 Enfoque de la investigación ....................................................................................... 66 Nivel o alcance de la investigación ............................................................................ 66 Método de la investigación ........................................................................................ 66 Diseño de la investigación ......................................................................................... 67 Diseño metodológico ................................................................................................. 67 Diseño de ingeniería. .................................................................................................. 68 Población y muestra ................................................................................................... 69 Población .................................................................................................................... 69 Muestra. ...................................................................................................................... 69 Criterios de inclusión ................................................................................................. 70 Instrumentos .............................................................................................................. 72 Instrumentos metodológicos o instrumentos de recolección de datos. ...................... 72 Instrumentos de ingeniería. ........................................................................................ 79 Procedimientos de recolección de datos. ................................................................... 82 Levantamiento topográfico. ....................................................................................... 82 Estudio de infiltración. ............................................................................................... 91 Ensayo de humedad.................................................................................................... 98 Ensayo de análisis granulométrico por tamizado. .................................................... 104 Ensayo de los límites de consistencia. ..................................................................... 114 Ensayo de corte directo ............................................................................................ 127 Ensayo cono Sowers (ASTM STP 399) ................................................................... 139 Procedimiento de análisis de datos. ......................................................................... 148 Levantamiento topográfico. ..................................................................................... 148 Estudio de infiltración. ............................................................................................. 155 Contenido de humedad. ............................................................................................ 161 Análisis granulométrico por tamizado. .................................................................... 168 Límites de consistencia. ........................................................................................... 177 Corte directo. ............................................................................................................ 187 Ensayo de cono Sowers. ........................................................................................... 196 Análisis de datos para el cálculo del factor de seguridad......................................... 206 4 CAPITULO IV: RESULTADOS ............................................................................ 215 De la topografía del terreno. .................................................................................... 215 x De los estudios de infiltración ................................................................................. 216 Respecto a los tipos de suelo encontrados en la zona de estudio. ........................... 216 Del factor de seguridad ............................................................................................ 218 CAPITULO V: DISCUSIÓN ................................................................................................. 220 Glosario .................................................................................................................................. 222 Conclusiones .......................................................................................................................... 226 Recomendaciones ................................................................................................................... 229 Referencias ............................................................................................................................. 231 Anexos .................................................................................................................................... 233 Apéndice A ............................................................................................................................. 248 Apéndice B ............................................................................................................................. 276 xi Índice de tablas. Tabla 1 Ubicación Geográfica .................................................................................................... 3 Tabla 2 Símbolos para la clasificación SUCS .......................................................................... 33 Tabla 3 : Sistema de clasificación de suelos por SUCS ........................................................... 34 Tabla 4: Factores de seguridad para obras de ingeniería a proyectarse. .................................. 56 Tabla 5 : Cuadro de operacionalizacion de variables ............................................................... 64 Tabla 6: Cuadro de ensayos a desarrollarse para el análisis de la quebrada Sipaspucyo. ........ 70 Tabla 7: Formato N° 1 toma de datos para levantamiento topográfico.................................... 72 Tabla 8: Formato N° 2 Ensayo de infiltración. ........................................................................ 73 Tabla 9: Formato N° 3 Ensayo de contenido natural de humedad. .......................................... 74 Tabla 10: Formato N° 4 Ensayo granulométrico ..................................................................... 75 Tabla 11 : Formato N° 5 Ensayo de límites de consistencia .................................................... 76 Tabla 12 : Formato N° 5 Ensayo de corte directo residual ...................................................... 77 Tabla 13 : Formato N° 6 Ensayo de cono Sowers.................................................................... 78 Tabla 14 : Instrumentos de ingeniería para la toma de datos topográficos y de infiltración. ... 79 Tabla 15 : Instrumentos de ingeniería para la toma de datos en ensayos de contenido de humedad y granulometría. ........................................................................................................ 80 Tabla 16 : Instrumentos de ingeniería para la toma de datos en ensayos de límites de consistencia y corte directo. ..................................................................................................... 81 Tabla 17 : Instrumentos de ingeniería para la toma de datos en ensayos de oscultación in situ con cono Sowers y SPT. .......................................................................................................... 82 Tabla 18 : Toma de Datos, puntos 01 – 39 ............................................................................... 85 Tabla 19 : Toma de Datos, puntos 41– 80 ................................................................................ 86 Tabla 20 : Toma de Datos, puntos 81 – 118 ............................................................................. 87 Tabla 21 : Toma de Datos, puntos 119 – 156 ........................................................................... 88 Tabla 22 : Toma de Datos, puntos 157 – 194 ........................................................................... 89 Tabla 23 : Toma de Datos, puntos 195 – 233 ........................................................................... 90 Tabla 24 : Toma de Datos, puntos 234 – 250 ........................................................................... 91 Tabla 25: Toma de datos, ensayo de infiltración (ubicación 01) ............................................. 94 Tabla 26 : Toma de datos, ensayo de infiltración (ubicación 02) ............................................ 95 Tabla 27 : Toma de datos, ensayo de infiltración (ubicación 03) ............................................ 96 Tabla 28 : Toma de Datos, Ensayo de Infiltración (ubicación 04)........................................... 97 Tabla 29: Toma de Datos Ensayo de Humedad C-01 ............................................................ 101 Tabla 30: Toma de Datos Ensayo de Humedad C-02 ............................................................ 101 Tabla 31 : Toma de Datos Ensayo de Humedad C-03 ........................................................... 102 Tabla 32 : Toma de Datos Ensayo de Humedad C-04 ........................................................... 102 xii Tabla 33 : Toma de Datos Ensayo de Humedad C-05 ........................................................... 103 Tabla 34 : Toma de Datos Ensayo de Humedad C-06 ........................................................... 103 Tabla 35: Toma de datos, ensayo granulométrico C-01 ......................................................... 108 Tabla 36 : Toma de datos, ensayo granulométrico C-02 ........................................................ 109 Tabla 37 : Toma de datos, ensayo granulométrico C-03 ....................................................... 110 Tabla 38: Toma de datos, ensayo granulométrico C-04 ......................................................... 111 Tabla 39: Tomad de datos, ensayo granulométrico C-05, E-01 ............................................. 112 Tabla 40 : Toma de datos, ensayo granulométrico C-05, E-02 .............................................. 113 Tabla 41: Toma de datos, ensayo granulométrico C-06 ......................................................... 114 Tabla 42: Toma de datos, ensayo de límites de consistencia C-01 ........................................ 121 Tabla 43 : Toma de datos, ensayo de límites de consistencia C-02 ....................................... 122 Tabla 44 : Toma de datos, ensayo de límites de consistencia C-03 ...................................... 123 Tabla 45: Toma de datos, ensayo de límites de consistencia C-04 ........................................ 124 Tabla 46 : Toma de datos, ensayo de límites de consistencia C-05 E-01 .............................. 125 Tabla 47 : Toma de datos, ensayo de límites de consistencia C-05 E-02 .............................. 126 Tabla 48 : Toma de datos, ensayo de límites de consistencia C-06 ....................................... 127 Tabla 49: Toma de Datos para el ensayo de corte directo, C-02, muestra 01 ........................ 134 Tabla 50 : Toma de Datos para el ensayo de corte directo, C-02, muestra 02 ....................... 135 Tabla 51 : Toma de Datos para el ensayo de corte directo, C-02, muestra 03 ....................... 136 Tabla 52 : Toma de Datos para el ensayo de corte directo, C-06, muestra 01 ....................... 137 Tabla 53 : Toma de Datos para el ensayo de corte directo, C-06, muestra 02 ...................... 138 Tabla 54 : Toma de Datos para el ensayo de corte directo, C-06, muestra 03 ...................... 139 Tabla 55: Toma de datos para el ensayo cono Sowers, C-01 ................................................ 142 Tabla 56: Toma de datos para el ensayo de cono Sowers, C-02 ........................................... 143 Tabla 57: Toma de datos para el ensayo de cono Sowers, C-03 ........................................... 144 Tabla 58 : Toma de datos para el ensayo de cono Sowers, C-04 .......................................... 145 Tabla 59: Toma de datos para el ensayo de cono Sowers, C-05 ........................................... 146 Tabla 60 : Toma de datos para el ensayo de cono Sowers, C-06 .......................................... 147 Tabla 61 : Datos procesados del levantamiento topográfico de los puntos 1 – 39................ 149 Tabla 62 : Datos procesados del levantamiento topográfico de los puntos 41 – 80.............. 150 Tabla 63 : Datos procesados del levantamiento topográfico de los puntos 81 – 118............ 151 Tabla 64: Datos procesados del levantamiento topográfico de los puntos 119 – 156 .......... 152 Tabla 65 : Datos procesados del levantamiento topográfico de los puntos 119 – 194.......... 153 Tabla 66 : Datos procesados del levantamiento topográfico de los puntos 119 – 233 .......... 154 Tabla 67 : Datos procesados del levantamiento topográfico de los puntos 234 – 250.......... 155 Tabla 68: Análisis de datos, ensayo de infiltración (ubicación 01)....................................... 157 Tabla 69: Análisis de datos, ensayo de infiltración (ubicación 02)....................................... 158 xiii Tabla 70: Análisis de datos, ensayo de infiltración (ubicación 03)....................................... 159 Tabla 71 : Análisis de Datos, Ensayo de Infiltración (ubicación 04) .................................... 160 Tabla 72 : Análisis de datos ensayo de humedad C-01 ......................................................... 163 Tabla 73 : Análisis de datos ensayo de humedad C-02 ......................................................... 164 Tabla 74 : Análisis de datos ensayo de humedad C-03 ......................................................... 165 Tabla 75 : Análisis de datos ensayo de humedad C-04 ......................................................... 166 Tabla 76: Análisis de datos ensayo de humedad C-05 .......................................................... 167 Tabla 77 : Análisis de datos ensayo de humedad C-06 ......................................................... 168 Tabla 78 : Análisis de datos, ensayo granulométrico C-01 ................................................... 170 Tabla 79 : Análisis de datos, ensayo granulométrico C-02 ................................................... 171 Tabla 80 : Análisis de datos, ensayo granulométrico C-03 ................................................... 172 Tabla 81 : Análisis de datos, ensayo granulométrico C-04 ................................................... 173 Tabla 82 : Análisis de datos, ensayo granulométrico C-05 ................................................... 174 Tabla 83 : Análisis de datos, ensayo granulométrico C-05, E – 02 ...................................... 175 Tabla 84 : Análisis de datos, ensayo granulométrico C-06 ................................................... 176 Tabla 85 : Cálculo del límite líquido gráficamente. .............................................................. 179 Tabla 86: Análisis de datos para el ensayo límite líquido y límite plástico, C-01 ................ 180 Tabla 87 : Análisis de datos para el ensayo límite líquido y limite plástico, C-02 ............... 181 Tabla 88 : Análisis de datos para el ensayo límite líquido y limite plástico, C-03 ............... 182 Tabla 89 : Análisis de datos para el ensayo límite líquido y limite plástico, C-04 ............... 183 Tabla 90 : Análisis de datos para el ensayo límite líquido y límite plástico, C-05 ............... 184 Tabla 91 : Análisis de datos para el ensayo límite líquido y límite plástico, C-05, .............. 185 Tabla 92 : Análisis de datos para el ensayo límite líquido y límite plástico, C-06 ............... 186 Tabla 93: Análisis de datos para el ensayo de corte directo residual, C-02, muestra 01 ...... 189 Tabla 94 : Análisis de datos para el ensayo de corte directo residual, C-02, muestra 02 ..... 190 Tabla 95 : Análisis de datos para el ensayo de corte directo residual, C-02, muestra 03 ..... 191 Tabla 96: Análisis de Datos para el ensayo de corte directo residual, ángulo de fricción y cohesión .................................................................................................................................. 192 Tabla 97: Análisis de datos para el ensayo de corte directo residual, C-06, muestra 01 ...... 193 Tabla 98: Análisis de datos para el ensayo de corte directo residual, C-06, muestra 02 ...... 194 Tabla 99: Análisis de datos para el ensayo de corte directo residual, C-06, muestra 03 ...... 195 Tabla 100: Análisis de datos para el ensayo de corte directo residual, ángulo de fricción y cohesión. ................................................................................................................................. 196 Tabla 101: Equivalencia entre “N” del cono Sowers y “N” del SPT a la misma profundidad. ................................................................................................................................................ 198 Tabla 102: Datos de los ensayos PDL y SPT (datos de los martillos) .................................. 198 Tabla 103: Análisis de datos para el ensayo de cono Sowers con correlación con el ensayo de SPT, C-01 ............................................................................................................................... 200 xiv Tabla 104 : Análisis de datos para el ensayo de cono Sowers con correlación con el ensayo de SPT, C-02 ............................................................................................................................... 201 Tabla 105: Análisis de datos para el ensayo de cono Sowers con correlación con el ensayo de SPT, C-03 ............................................................................................................................... 202 Tabla 106: Análisis de datos para el ensayo de cono Sowers con correlación con el ensayo de SPT, C-04 ............................................................................................................................... 203 Tabla 107: Análisis de datos para el ensayo de cono Sowers con correlación con el ensayo de SPT, C-05 ............................................................................................................................... 204 Tabla 108: Análisis de datos para el ensayo de cono Sowers con correlación con el ensayo de SPT, C-06 ............................................................................................................................... 205 Tabla 109: Calculo del factor de seguridad (Corte A-A) ...................................................... 210 Tabla 110 : Calculo del factor de seguridad (Corte B –B) .................................................... 211 Tabla 111 : Calculo del factor de seguridad (Corte C- C)..................................................... 212 Tabla 112 : Valores de las pendientes más críticas del talud en estudio ............................... 215 Tabla 113 : Datos para los perfiles y el FS elegido. .............................................................. 218 xv Índice de figuras Figura 1 : Mapa de ubicación de la quebrada de Sipaspucyo .................................................... 2 Figura 2 : Quebrada Sipaspucyo ................................................................................................ 3 Figura 3 : Vista del talud que forma parte de un terraplén ....................................................... 13 Figura 4 : Nomenclatura de taludes .......................................................................................... 14 Figura 5 : Deslizamiento o movimiento en masa típico, con diversas partes .......................... 15 Figura 6 : Proceso de deterioro en macizos rocosos ................................................................ 16 Figura 7 : Procesos de desprendimiento de bloque por gravedad ............................................ 17 Figura 8 : Proceso de desprendimiento de bloques rodando. ................................................... 17 Figura 9 : Volteo o inclinación de materiales residuales.......................................................... 19 Figura 10 : Esquema de un proceso de reptación ..................................................................... 19 Figura 11 : Deslizamiento en suelos blando ............................................................................. 20 Figura 12: Deslizamientos rotacionales ................................................................................... 20 Figura 13: Deslizamiento traslacional. ..................................................................................... 21 Figura 14 : Tipos de Flujos ...................................................................................................... 22 Figura 15 : Curva granulométrica representada en el diagrama de Lambe .............................. 29 Figura 16: Representación gráfica de la ecuación de Coulomb. .............................................. 36 Figura 17 : Curvas esfuerzo corte-desplazamiento en un ensayo de Corte directo .................. 40 Figura 18 : Envolvente de falla de las resistencias pico y residual. ......................................... 41 Figura 19: Esfuerzos totales y efectivos. σ ´ (efectivo) = σ (total) - µ .................................... 43 Figura 20: Dirección de los esfuerzos principales en la falla de un talud. ............................... 44 Figura 21 : Envolvente de falla y circulo de Mohr................................................................... 45 Figura 22: Detalle de la caja de ensayo de corte directo .......................................................... 46 Figura 23 : Características del equipo Cono Sowers – Punta cónica ....................................... 48 Figura 24 : Resistencia a la Penetración de Cono .................................................................... 49 Figura 25: Martillo: peso de 63.5± 0,5 Kgf. ............................................................................. 50 Figura 26 : Cuchara toma muestras del equipo para SPT ........................................................ 51 Figura 27: Diseño de Ingeniería. .............................................................................................. 68 Figura 28 : Inicio de la toma de puntos para el levantamiento topográfico ............................. 83 Figura 29 : Colocado de BM para el colocado de otro punto de referencia ............................. 83 Figura 30 : Toma de puntos (mosqueo). .................................................................................. 84 Figura 31 : Ubicación e instalación del equipo de infiltración................................................. 92 Figura 32 : Excavación y colocación del tubo de ensayo......................................................... 92 Figura 33 : Colocación del tubo de ensayo y toma de datos (tiempo y altura) ........................ 93 Figura 34 : Pesado de los recipientes. ...................................................................................... 98 xvi Figura 35: Colocado y pesado de las muestras a ser ensayadas. .............................................. 99 Figura 36 : Colocación de la muestra para el secado en horno a temperatura constante (110° ± 5° C) ......................................................................................................................................... 99 Figura 37 : Pesado de las muestras retiradas del horno .......................................................... 100 Figura 38 : Obtención de muestra y pesaje. ........................................................................... 104 Figura 39 : Lavado de muestra y secado en el horno a temperatura constante (110° ± 5° C). ................................................................................................................................................ 105 Figura 40 : Pesado del material luego del lavado ................................................................... 105 Figura 41 : Tamizada de las muestras. ................................................................................... 106 Figura 42 : Pesado del material retenido en cada tamiz ......................................................... 106 Figura 43: Ordenamiento de partículas por tamaño. .............................................................. 107 Figura 44: Obtención de muestra para el ensayo de límites de consistencia ......................... 115 Figura 45: Preparación y calibración de la copa de Casagrande ............................................ 116 Figura 46: Colocación de la muestra en la copa Casagrande y ranurado de la misma. ......... 116 Figura 47 : Muestra ranurada en la copa de Casagrande. ....................................................... 117 Figura 48: Obtención de la muestra de la copa Casagrande. ................................................. 118 Figura 49 : Pesado de las muestras para posteriormente ponerlas al horno ........................... 118 Figura 50: Toma de muestra de la pasta. ................................................................................ 119 Figura 51: Rollitos cilíndricos de 3mm de diámetro y 5 cm de longitud. .............................. 119 Figura 52: Recipientes metálicos debidamente identificados, para ser colocados en el horno por 24 horas. ........................................................................................................................... 120 Figura 53 : Muestra moldeada cuidadosamente. ................................................................... 128 Figura 54 : Moldeado de muestra. ......................................................................................... 129 Figura 55: Toma de dimensiones de la caja de corte. ........................................................... 129 Figura 56: Colocación de la muestra dentro de la caja de corte. ........................................... 130 Figura 57 : Deformimetro ajustado ....................................................................................... 130 Figura 58 : Tornillos retrocedidos de la caja de corte ........................................................... 131 Figura 59 : Peso del bloque de carga a la mitad superior de la caja de corte ........................ 131 Figura 60: Fijación en cero del deformimetro horizontal y vertical...................................... 132 Figura 61: Toma de lecturas del deformimetro de carga....................................................... 132 Figura 62 : Remoción de muestra de suelo. .......................................................................... 133 Figura 63: Preparación de la calicata a prospectar ................................................................ 140 Figura 64: Marcación de zona de oscultacion. ...................................................................... 141 Figura 65: Ubicación del equipo del ensayo cono Sowers. ................................................... 141 Figura 66 : Deformación Horizontal ..................................................................................... 188 Figura 67 : Curvas de correlación entre N de cono Sowers y N de SPT............................... 197 Figura 68 : Comparación del factor de seguridad vs pendiente ............................................ 215 Figura 69 : Valores de infiltración para los puntos explorados ............................................. 216 xvii Figura 70 : Clasificación de suelos en cada calicata. ............................................................ 217 Figura 71 : Factor de seguridad vs coeficiente de uniformidad de los suelos. ...................... 217 Figura 72 : Factor de seguridad vs clasificación de suelos. .................................................. 218 Figura 73 : Factor de seguridad vs pendiente. ....................................................................... 227 Figura 74 : Factor de seguridad vs clasificación de suelos. .................................................. 228 Figura 75 : Vista frontal de la zona de estudio (Quebrada de Sipaspucyo). ......................... 233 Figura 76 : Presencia de deslizamientos en el talud de estudio............................................. 233 Figura 77: Evidencia de basura y material de desmonte arrojado al talud en estudio. ......... 234 Figura 78 : Vista Panorámica de la zona de estudio.............................................................. 235 Figura 79: Levantamiento topográfico de la zona de estudio. .............................................. 236 Figura 80 : Vista en planta del talud en estudio. ................................................................... 236 Figura 81 : Oscultaciones realizadas C-01 ............................................................................ 237 Figura 82 : Oscultaciones realizadas C-06 ........................................................................... 237 Figura 83 : Elaboración del ensayo Granulométrico de la muestra. .................................... 238 Figura 84 : Tamizaje del material lavado ............................................................................. 238 Figura 85: Trituración de la muestra para realizar el ensayo de Limite Plástico. ................ 239 Figura 86: Selección y posterior trituración de la muestra. .................................................. 239 Figura 87 : Elaboración de ensayos en laboratorio. ............................................................. 240 Figura 88 : Humedecimiento de la muestra para posterior moldeo – Ensayo Corte Directo. ................................................................................................................................................ 240 Figura 89: Elaboración de la muestra para el Ensayo de Corte Directo............................... 241 Figura 90: Moldeo de muestra para el ensayo de Corte Directo. ......................................... 241 Figura 91 : Muestra ensayadas, Ensayo Corte Directo. ....................................................... 242 Figura 92 : Ensayo PDL, en la calicata C - 3 ....................................................................... 242 Figura 93 : Obtención de muestra, C-5 ................................................................................ 243 Figura 94 : Ubicación de la calicata C- 2 ............................................................................. 243 Figura 95 : Calicata ubicada al pie del talud. ....................................................................... 244 Figura 96 : Pendiente pronunciada presente en el talud. ...................................................... 244 Figura 97 : Elaboración del ensayo Contenido de Humedad. .............................................. 245 Figura 98 : Ensayo PDL en la calicata C -3 ......................................................................... 245 Figura 99: Difícil acceso para la elaboración de las ocultaciones. ....................................... 246 Figura 100 : Elaboración del ensayo PDL con cono Sowers en la calicata C – 2 ................ 246 Figura 101 : Vista de la vía aledaña a la zona de estudio (Vía Cusco - Abancay) . ............. 247 Figura 102: Elaboración del ensayo PDL en la calicata C - 5 .............................................. 247 1 CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2 1 CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. Identificación del problema. Descripción del problema. En la actualidad uno de los aspectos críticos, que incide sobre el comportamiento de la estabilidad de taludes es la presencia de deslizamientos, es así que en la ciudad del Cusco se tiene muchos antecedentes de deslizamientos en las zonas con presencia de taludes ubicadas por los sectores de la vía Cusco-Abancay. El paso de vehículos es peligroso, debido al colapso continuo de la parte baja de la carpeta de rodadura existente en el sector de investigación (Quebrada de Sipaspucyo), ya que la topografía, infiltración y propiedades mecánicas de los suelos, al parecer influyen en el deslizamiento del talud inferior de la vía quitándole el soporte al muro ocasionando su volcamiento. | Figura 1 : Mapa de ubicación de la quebrada de Sipaspucyo Fuente: Elaboración Propia Google Earth 3 Figura 2 : Quebrada Sipaspucyo Fuente: Elaboración propia Tabla 1 Ubicación Geográfica Descripción Coordenadas Norte 8’503,000 – 8’503,120 Este 175,640 – 175,680 Altitud 3484 m.s.n.m Fuente: Elaboración propia – Levantamiento topográfico Formulación interrogativa del problema.  Formulación interrogativa del problema general. ¿Cómo influirá la evaluación del factor de seguridad del Talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo, en función a la topografía, estudios de infiltración y propiedades mecánicas de los suelos?  Formulación interrogativa de los problemas específicos. Problema específico N° 1: ¿Con respecto a que parámetro influirá la topografía en la evaluación del factor de seguridad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo? 4 Problema específico N° 2: ¿Afectaran los resultados de los estudios de infiltración en la evaluación del factor de seguridad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo Problema específico N° 3: ¿Cómo influirán las propiedades mecánicas de suelos en la evaluación del factor de seguridad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo? Problema específico N° 4: ¿Modificando la topografía del talud correspondiente a la Quebrada de Sipaspucyo mejorara el factor de seguridad? Justificación e importancia de la investigación. Justificación técnica. El estudio que se realiza para este sector pretende brindar seguridad en la vía (Cusco – Abancay), además de ser un reto de ingeniería lograr estabilizar el talud del sector de investigación. La zona de estudio presenta una pendiente muy inclinada con ángulos de inclinación entre 38° y 48°, es así que actualmente se viene deslizando con mayor intensidad, generando peligro latente para los pobladores de la zona como para los usuarios de la vía. Justamente el fin de la investigación es realizar evaluar el factor de seguridad del talud recolectando datos in situ para determinar los agentes que son la infiltración, la propiedades mecánicas de los suelos y la topografía del sector que influyen en la inestabilidad del mismo. Justificación social. En primera instancia con la presente investigación se incrementa a los conocimientos de los estudiantes de la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Andina del Cusco. El método a emplearse en la estabilización del talud ayudara a mejorar la calidad de vida de los pobladores que se encuentran en constante riesgo por la falta de asistencia en la zona, por la inaccesibilidad que se genera y además que son los más beneficiados con la propuesta que 5 se hará en este estudio, pretendiendo así disminuir el riesgo de colapso del talud determinando el factor de seguridad en los diferentes cortes y además de incrementando los factores de seguridad con la propuesta de solución que son los gaviones para su estabilización. Justificación por viabilidad. La presente investigación es llevada a cabo teniendo en cuenta los siguientes aspectos: Acceso a información: Nos enfocamos en parámetros tales como topografía, estudios de infiltración y estudios de mecánica de suelos; Tales parámetros se encuentran estipulados en textos, lo cual se contrasta con los datos obtenidos en campo. Ensayos: Los ensayos de laboratorio que se necesita para poder realizar la investigación son factibles en cualquier laboratorio de nuestra ciudad. Acceso al sector: La accesibilidad al sector de investigación, así como el ingreso al talud es accidentada aun así factible, por la cercanía a la vía principal, además que no es ocupado por ningún poblador y se tiene zonas arbóreas en la quebrada que dan apoyo para seleccionar los puntos de descanso que se necesita. Economía: Los estudios, ensayos y equipos requeridos se encuentran al alcance del presupuesto realizado antes de realizar la investigación. Justificación por relevancia. La obtención de resultados en la investigación permite tener una mejor visión de los parámetros más influyentes en el talud de estudio, al tener estos datos se puede verificar si lo propuesto como solución es la más adecuada. Al tener los resultados de la investigación estos se pueden consensuar con las entidades pertinentes para ponerlos en práctica y ejecutar un proyecto cuyo fin principal es mitigar los riesgos que en la actualidad incrementan día a día. 6 Limitaciones de la investigación. En la zona de estudio se tiene mucho a considerar la topografía por lo cual nos basaremos en un solo sector de la quebrada (superficie de falla) realizando el levantamiento topográfico con estación total. Los estudios de infiltración se realizara mediante del ensayo en campo de Porchet. Las propiedades mecánicas de los suelos se realizaran los ensayos granulométricos por tamizado, el ensayo para los límites de consistencia y clasificación de suelos por el método de SUCS en la copa de Casagrande, el ensayo con la máquina de corte directo residual y el ensayo de cono Sowers (ASTM STP 399). Por lo que los cálculos están limitados por los métodos y exploración y ensayos descritos en el capítulo III. La evaluación del factor de seguridad será calculada por el método de Bishop Simplificado. El estudio de estabilización no está considerado dentro del objetivo de la investigación. Objetivo de la investigación. Objetivo general. Evaluar el factor de seguridad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo, en función a la topografía, estudios de infiltración y propiedades mecánicas de los suelos. Objetivos específicos.  Objetivo específico N° 1: Determinar el parámetro con que influye la topografía para la evaluación del factor de seguridad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo.  Objetivo específico N° 2: Obtener los resultados de los estudios de infiltración para determinar si afectaran en la evaluación del factor de seguridad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo. 7  Objetivo específico N° 3: Verificar si las propiedades mecánicas de los suelos influirán en la evaluación del factor de seguridad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo.  Objetivo específico N° 4: Determinar si modificando la topografía del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo mejorara el factor de seguridad. 8 CAPITULO II MARCO TEÓRICO 9 2 CAPITULO II: MARCO TEÓRICO Antecedentes de la tesis. Antecedentes a nivel nacional Antecedente N° 01 Tesis de pre grado, título: Evaluación de terrenos inestables en el sector Picchu - Sipaspucyo Autor: Zunilda Verbeño Estrada, Juan Carlos Bravo Gudiel y Luis Castro Prieto Farfan para la obtención del título profesional de Ingeniero Civil en la Universidad Nacional San Antonio Abad Del Cusco el año 1999. Resumen: La investigación se basa en hacer uso del proyecto DUTI (Detección y Utilización de terrenos inestables) usando sus modelos y procedimientos en los cuales se realizan estudios topográficos, geológico, hidrológico, sismicidad y estudios complementarios de interés como son el análisis de estabilidad de taludes y el análisis de vulnerabilidad en los diversos elementos de la zona de estudio, estos estudios preliminares ayudaron en la investigación para poder presentar una carta de alerta con respecto a los fenómenos de inestabilidad de terrenos y también una carta de gestión donde se muestra una lista de los sectores inestables. Aporte de la investigación: Ayudo con los análisis de estabilidad para deslizamiento identificados pero no con respecto a nuestra zona de estudio sino en partes aledañas a nuestro sector de deslizamiento. Según el análisis de vulnerabilidad recomienda la zonificación y habilitación urbana de los terrenos inestables en las zonas aledañas a la quebrada de Sipaspucyo el cual en comparación según los años de estudio el riesgo incremento debido al incremento poblacional en el sector. Se analizó los diferentes métodos para poder calcular el agrietamiento o desplazamiento de los deslizamientos graduales que se tiene en la zona de acuerdo a un punto de referencia que 10 aplicables a nuestro sector de estudio determinaría mayor tiempo de estudio por lo que lo analizamos pero sería para un periodo de estudio más largo. Antecedente N° 02 Tesis de pre grado, título: Estabilización del talud de la Costa Verde en la zona del Distrito de Barranco Autor: Alan Raúl Granados López para la obtención del título profesional de Ingeniero Civil en la Universidad Pontificia Católica del Perú el año 2006. Resumen: Esta tesis se basa en la estabilidad de taludes de la Costa Verde que es un conocido circuito de playas y autopista de dos carriles que permite el paso rápido (V prom=60 km/h) de vehículos en dirección norte – sur, evitando pasar durante horas punta del tráfico directamente por la ciudad de Lima. Esta tesis demuestra que el tramo en estudio fallaría en condiciones sísmicas importantes (aceleraciones de suelo mayores a 0.27g), poniendo en grave peligro vidas humanas y propiedades privadas que recientemente están siendo construidas a 20m del pie del talud. La propuesta corresponde a un movimiento masivo de tierras (reducción de la pendiente y por lo tanto aumento del Factor de Seguridad) para la estabilidad global y posteriormente la utilización de Geomallas y Geomantos que ayudarán a la vegetalización de la zona mediante la siembra de césped en semilla sobre una capa de suelo vegetal que será colocado sobre el conglomerado. Aporte de la investigación: Se analizó como trabajaba la estabilización de taludes por el modelamiento del software Geo Slope en el cual se tomaron en cuenta las cargas aplicadas encima del talud que son edificaciones y se verifico los factores de seguridad y las posibles líneas de falla según el ángulo de corte. Analisis que fue de gran ayuda para poder 11 considerarlo en nuestra tesis, en especial el método que se usó para estabilizar, que fue el uso de geomallas reforzadas que solo mejoraron en este caso el desprendimiento de material rocoso que es causado por el intemperismo y las condiciones sísmicas que sucede en la zona en diferentes suceso que podría ocurrir anualmente. Cabe indicar que este método de estabilización no es compatible con el talud en estudio por las características topográficas (pendiente pronunciada). Antecedente N° 03 Tesis de pre grado, título: Análisis comparativo de la estabilización de taludes mediante el uso de muros anclados y calzaduras en la construcción de edificaciones. Autor: Gustavo Adolfo Cabellos Gavidia para la obtención del título profesional de Ingeniero Civil en la Universidad Pontificia Católica del Perú el año 2012. Resumen: El estudio parte haciendo una breve introducción en donde se describe la normativa vigente y se presentan las obras en estudio. Estas obras cuentan con dos y tres sótanos y medio respectivamente, con la idea de identificar a partir de cuántos sótanos resulta económicamente conveniente utilizar muros anclados. Como parte del estudio se hizo un análisis de seguridad, evaluando los principales peligros involucrados en cada procedimiento, en este caso se obtuvieron resultados similares ya que en ambos casos se tiene actividades como excavación masiva y perfilada que se consideran actividades de alto riesgo. Aporte de la investigación: La presente tesis de investigación presenta un análisis de vulnerabilidad con un diagrama IPER (Identificación de Peligros y Evaluación de Riesgos) para medir el riesgo estabilizando taludes por el método de muros anclados y el de calzaduras. La presente investigación nos ayuda a considerar la manera de comprobar los diferentes métodos de estabilización haciendo un análisis de vulnerabilidad del talud con un diagrama 12 IPER y ver cuál es la mejor alternativa de solución para poder estabilizar el talud en estudio comparando los riesgos y el análisis de costos. Antecedentes a nivel internacional. Tesis de pre grado, título: Evaluación de efectos de sumersión en la estabilidad de taludes Autor: Xiangyue Li, Luis Emilio Rendón Díaz-Mirón, Joselina Espinoza-Ayala ingenieros geotecnistas pertenecientes a Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Resumen: Se presenta un estudio numérico sobre efectos de sumersión que afectan la estabilidad de taludes. La sumersión es una condición hidráulica en la que coinciden los niveles de agua dentro y fuera del cuerpo del talud. En los casos estudiados, los factores de seguridad varían con el nivel de sumersión. Este fenómeno se observa aun cuando los taludes están formados por materiales granulares que obedecen a la ley de Mohr-Coulomb lineal. El análisis numérico permite revelar las causas de dicho efecto. Los factores de seguridad alcanzan su valor máximo en los taludes totalmente sumergidos, sean estos cohesivos o granulares. Los factores de seguridad mínimos no se observan en la sumersión nula sino en una elevación intermedia. Aporte de la investigación: La investigación nos aporta un análisis de los factores de seguridad y como varían a distintos niveles de sumersión, además considera el análisis para estabilización de taludes con materiales cohesivos y finos compactados. Nos ayudó a saber cómo varían los factores de seguridad en suelos cohesivos friccionantes y en taludes granulares con diferentes ángulos de inclinación del talud. 13 Aspectos teóricos pertinentes. Talud. Se entiende por talud a cualquier superficie inclinada respecto de la horizontal que hayan de adoptar permanentemente las estructuras de tierra. No hay duda que el talud constituye una estructura compleja de analizar debido a que en su estudio coinciden los problemas de mecánica de suelos y de mecánica de rocas, sin olvidar el papel básico que la geología aplicada desempeña en la formulación de cualquier criterio aceptable. (Matteis, Agosto 2003, pág. 3) Un talud es cualquier superficie inclinada con respecto a la horizontal adoptando esa posición de forma temporal o permanente y con estructura de suelo o de roca. (Pinto, 2015, pág. 10) Cualquier superficie inclinada respecto a la horizontal que haya adoptado una estructura de suelo. (Angelone, 2010, pág. 3) Es una masa de tierra que no es plana, sino que representa una pendiente o cambios significativos de altura. Según la literatura técnica se define como ladera cuando su conformación actual tuvo origen a un proceso natural y se define a talud cuando se conformó de manera artificial. (Diaz, Julio 1998, pág. 3) Figura 3 : Vista del talud que forma parte de un terraplén Fuente: Suarez Díaz, 1988 14 En el talud se definen los siguientes elementos constitutivos: Altura: Es la distancia vertical entre el pie y la cabeza, la cual se presenta claramente definida en taludes artificiales, pero es complicada de cuantificar en las laderas debido a que el pie y la cabeza no son accidentes topográficos bien marcados. Pie: Corresponde al sitio de cambio brusco de pendiente en la parte inferior. Cabeza o escarpe: Se refiere al sitio de cambio brusco de pendiente en la parte superior. Altura de nivel freático: Distancia vertical desde el pie del talud o ladera hasta el nivel de agua medida debajo de la cabeza. Pendiente: Es la medida de la inclinación del talud. Puede medirse en grados, en porcentaje o en relación m/1, en la cual m es la distancia horizontal que corresponde a una unidad de distancia vertical. Ejemplo: Pendiente: 45º, 100%, o 1H: 1V. Figura 4 : Nomenclatura de taludes Fuente: Suarez Díaz, 1988 A. Tipos de taludes - Naturales: Son formados por la naturaleza a través de la historia geológica. - Artificiales: Necesitan de la intervención del hombre y son ejecutados para construir: carreteras, represas ferrocarriles, etc. “taludes, cortes, terraplenes. Cuando se va a 15 construir taludes en presas de enrocamiento o de tierra, es de gran cuidado el diseño de talud, ya que si la represa falla se las poblaciones aguas abajo. (Das, 2003) B. Nomenclatura de los procesos en movimiento: Los procesos geotécnicos activos de los taludes y laderas corresponden generalmente, a movimientos hacia abajo y hacia afuera de los materiales que conforman un talud de roca, suelo natural o relleno, o una combinación de ellos. Los movimientos ocurren generalmente, a lo largo de superficies de falla, por caída libre, movimientos de masa, erosión o flujos. (Das, 2003) Figura 5 : Deslizamiento o movimiento en masa típico, con diversas partes Fuente: Braja M. Das, 2003 C. Etapas de los procesos de falla. La clasificación de deslizamientos pretende describir e identificar los cuerpos que están en movimiento relativo. Las clasificaciones existentes son esencialmente geomorfológicas y solamente algunas de ellas introducen consideraciones mecánicas o propiamente geológicas. Se consideran cuatro etapas diferentes en la clasificación de los movimientos: a. Etapa de deterioro o antes de la falla donde el suelo está intacto. 16 b. Etapa de falla caracterizada por la formación de una superficie de falla o el movimiento de una masa importante de material. c. La etapa post-falla que incluye los movimientos de la masa involucrada en un deslizamiento desde el momento de la falla y hasta el preciso instante en el cual se detiene totalmente. d. La etapa de posible reactivación en la cual pueden ocurrir movimientos que pueden considerarse como una nueva falla, e incluye las tres etapas anteriores (Diaz, Julio 1998) Figura 6 : Proceso de deterioro en macizos rocosos Fuente: Suarez Díaz, 1988 D. Tipos de movimientos de masas en el talud. Desprendimientos: En los desprendimientos de una masa de cualquier tamaño se desprende de un talud de pendiente fuerte, a lo largo de una superficie, en la cual ocurre ningún o muy poco desplazamiento de corte y desciende principalmente, a través del aire por caída libre, a saltos o rodando. (Figuras 7 y 8). (Diaz, Julio 1998) 17 Figura 7 : Procesos de desprendimiento de bloque por gravedad Fuente: Suarez Díaz, 1988 Figura 8 : Proceso de desprendimiento de bloques rodando. Fuente: Suarez Díaz, 1988 El movimiento es muy rápido y extremadamente rápido y puede o no, ser precedido de movimientos menores que conduzcan a la separación progresiva o inclinación del bloque o masa de material. 18 La observación muestra que los movimientos tienden a comportarse como caídos de caída libre cuando la pendiente superficial es de más de 75 grados; En taludes de ángulo menor generalmente, los materiales rebotan y en los taludes de menos de 45 grados los materiales tienden a rodar. Los “caídos de roca” corresponden a bloques de roca relativamente sana, los caídos de residuos o detritos están compuestos por fragmentos de materiales pétreos y los caídos de tierra corresponden a materiales compuestos de partículas pequeñas de suelo o masas blandas. Vuelcos: Este tipo de movimiento consiste en una rotación hacia adelante de una unidad o unidades de material térreo con centro de giro por debajo del centro de gravedad de la unidad y generalmente, ocurren en las formaciones rocosas (Ilustración 8). Las fuerzas que lo producen son generadas por las unidades adyacentes, el agua en las grietas o juntas, expansiones y los movimientos sísmicos. La inclinación puede abarcar zonas muy pequeñas o incluir volúmenes de varios millones de metros cúbicos. (Diaz, Julio 1998) Reptación: La reptación consiste en movimientos muy lentos a extremadamente lentos del suelo sub superficial sin una superficie de falla definida. Generalmente, el movimiento es de unos pocos centímetros al año y afecta a grandes áreas de terreno (Figura 9). Se le atribuye a las alteraciones climáticas relacionadas con los procesos de humedecimiento y secado en suelos, usualmente, muy blandos o alterados. La reptación puede preceder a movimientos más rápidos como los flujos o deslizamientos. (Diaz, Julio 1998) 19 Figura 9 : Volteo o inclinación de materiales residuales Fuente: Suarez Díaz, 1988 Figura 10 : Esquema de un proceso de reptación Fuente: Suarez Díaz, 1988 Deslizamientos: Son movimientos que se producen al superarse la resistencia al corte del material y tienen lugar a lo largo de una o varias superficies o a través de una franja relativamente estrecha del material. (Figura 9) Generalmente las superficies de deslizamiento 20 son visibles o pueden deducirse en forma razonable. El movimiento puede ser progresivo, o sea, que no se inicia simultáneamente a lo largo de toda, la que sería, la superficie de falla. Figura 11 : Deslizamiento en suelos blando Fuente: Suarez Díaz, 1988 Los deslizamientos pueden obedecer a procesos naturales o a desestabilización de masas de tierra por el efecto de cortes, rellenos, deforestación, etc. (Diaz, Julio 1998) Deslizamientos rotacionales: Tienen lugar a lo largo de una superficie de deslizamiento interna, de forma aproximadamente circular o cóncava. El movimiento tiene una naturaleza más o menos rotacional alrededor de un eje dispuesto en forma paralela al talud. Figura 12: Deslizamientos rotacionales Fuente: Suarez Díaz, 1988 21 Deslizamientos traslacionales: en el deslizamiento de traslación el movimiento de la masa se desplaza hacia fuera o hacia abajo, a lo largo de una superficie más o menos plana o ligeramente ondulada y tiene muy poco o nada de movimiento de rotación o volteo (Figura 12). La diferencia importante entre los movimientos de rotación y traslación está principalmente, en la aplicabilidad o no de los diversos sistemas de estabilización. Figura 13: Deslizamiento traslacional. Fuente: Suarez Díaz, 1988 Sin embargo, un movimiento de rotación trata de auto estabilizarse, mientras uno de traslación puede progresar indefinidamente a lo largo de la ladera hacia abajo. Flujo: En un flujo existen movimientos relativos de las partículas o bloques pequeños dentro de una masa que se mueve o desliza sobre una superficie de falla. Los flujos pueden ser lentos o rápidos (Figura 14), así como secos o húmedos y los puede haber de roca, de residuos o de suelo o tierra. 22 Figura 14 : Tipos de Flujos Fuente: Suarez Díaz, 1988 Topografía. El objeto de estudio de la topografía se da en la cantidad suficiente de puntos de control tanto horizontal y vertical que permita elaborar el plano topográfico de una zona de estudio. A. Definición de topografía. “Es la ciencia que determina las dimensiones y el contorno de la superficie de la tierra a través de la medición de distancias, direcciones y elevaciones” (Marccormac, 2003). “La topografia tiene por finalidad determinar el contorno, dimensiones y posicion relativa de una porcion limitada de superfici terrestre, sin tener en cuenta la curvatura terrestre.” (Espartel, 1980) La topografia se encarga de estudiar todo el conjunto de procedimientos par determinar asi las posiciones de puntos sobre toda la superficie de la tierra por medio de ángulos y demas elementos, a estos procedimientos se llamana comúnmente levantamientos los cuales dan origen al plano que en es la representacion de la superficie estudiada, la topografia se divide en tres componentes basicos: La planimetria, que se encarga de representar graficamente una porcion de terreno sin tomar en cuenta las diferencias de las cotas. 23 La altimetria, que se encarga de representar graficamente las diferencias de niveles del terreno. La topografia integral (combinacion de planimetria y altimetria) que esta encargada de representar graficamente una porcion de terreno en funcio a las dos divisiones anteriormente ya mencionadas. “Es una rama de la ingenieria que se propone determinar la relacion relativa de los puntos, mediante la recopilacion y procesamientos de las informaciones de las partes fisicas del Geoide. La topografia se encarga de realizar mediciones en una porcion de tierra relativamente pequeña. Las informaciones se obtienen de instrumentos especializados en cartografia y/o a traves de las mediciones realizadas sobre el terreno de levantamiento, completando esta informacion con la aplicación de elementales procedimientos matematicos”. (Dueñas, 2010) B. Levantamiento topografico. “El metodo mas comun para la representacion de la topografia de un area determinada es usar las curvas de nivel. Una curva de nivel es una linea imaginaria que conecta puntos de igual elevacion.” (Marccormac, 2003) Los levantamientos topograficos son medidas que efectuamos en el terreno de estudio con el fin de obtener los datos necesarios para hacer la representacion grafica del terreno en mencion. “Los levantamientos topograficos producen mapas y planos de accidentes naturales y hechos por el hombre. No existe una diferencia clara entre mapa y plano, pero en general se acepta que en un plano los detalles quedan dibujados a escala exacta, mientras que en un mapa muchas caracteristicas se deben representar por simbolos a escala pequeña.” (Bannister, 2008). 24 C. Etapas del levantamiento topografico. - Reconocimiento del terreno y el plan del trabajo. - El trabajo de campo. - Trabajo de gabinete. D. Equipos para levantamientos topograficos. Hoy en dia existen diferentes instrumentos y equipos para poder realizar los levantamientos topograficos, sin embargo no todos cuenta con la misma precision y es por eso que se menciona alguno de ellos: - La wincha o cinta metrica. - El teodolito. - La estacion total. - El GPS Diferencial. La estacion total es un equipo que integra todas las funiciones realizadas por un teodolito y un medidor electronico de distancias y los microprocesa para realizar los calculos necesarios para la determinacion de las coordenadas rectangulares de los puntos del terreno. “Estacion total se menciona a la obtencion de promedios de mediciones multiples angulares y de distancias por constantes de prisma, presion atmosferica y temperatura, correcciones por curvatura y refraccion terrestre, reduccion de la distancia inclinada a sus componentes horizontal y vertical asi como el calculo de las coordenadas de los puntos elevados.” (Marccormac, 2003) Estudios de infiltración A. Precipitación. Las precipitaciones se precipitaciones se producen gracias al vapor de agua originado por la evaporación del agua de océanos, ríos, mares, plantas y diversos seres vivos. 25 El vapor de agua se enfría, condensándose y tomando forma líquida. De esta manera se forman las nubes, que finalmente son los agentes que provocan las precipitaciones. …“toda forma de humedad que originándose en las nubes, llega hasta la superficie terrestre de acuerdo con esta definición, las lluvias, las granizadas, las garuas y las nevadas son formas distintas del mismo fenómeno de precipitación.” (Moran, 2010) B. Coeficiente de permeabilidad. El coeficiente de permeabilidad es una constante de proporcionalidad relacionada con la facilidad de movimiento de un flujo a través de un medio poroso. Existen dos métodos generales de laboratorio para determinar directamente el coeficiente de permeabilidad de un suelo. Estos son los llamados método de la cabeza constante y el método de la cabeza variable. Ambos métodos se basan en el uso de la ley de Darcy. (Bowles J. L., 1981) Existen varios métodos para determinar el coeficiente de permeabilidad que se mencionan a continuación. a) Métodos de laboratorio.  Permeámetro de carga constante.  A partir del ensayo endometrico o de consolidación.  A partir del ensayo de consolidación isotrópica en equipo triaxial. b) Métodos de campo.  Ensayo de nivel variable o método Porchet.  Métodos indirectos o de correlaciones.  A partir de la granulometría. 26 Ensayos de nivel variable o método Porchet. Este método, consiste en un agujero cilíndrico, excavado en tierra, de radio y profundidad constante, en el cuales se mide el descenso del nivel del agua dentro del pozo a través del tiempo.” (Saez, 2003) Las formulas para el calculo de la superficie por la cual el agua se infiltra es la siguiente: 𝑺 = 𝝅 ∗ 𝑹(𝟐𝑯+ 𝑹) (Lagos, 2012) Y para calcular el coeficiente de permeabilidad se usa la siguiente expresión: 𝑹 𝟐𝑯𝟏 + 𝑹 𝒇 = − 𝑳𝒏( ) (Lagos, 2012) 𝟐(𝑻𝟐 − 𝑻𝟏) 𝟐𝑯𝟐 + 𝑹 Donde:  R: radio del orificio excavado en el suelo.  H: altura del agua en el orificio.  T1 y T2: tiempos de los registros de H1 y H2 respectivamente. Para proceder con el ensayo previamente se limpia con una pala la vegetación de la superficie, en el lugar donde se realizara el orificio para el ensayo, teniendo la precaución de no alterar la estructura del suelo. A continuación, se procede a excavar el orificio en el suelo con unos diámetros y una altura constante. Una vez realizado el orificio en el suelo se procede a echar el agua en el suelo y tomar datos como son tiempos inicial y altura inicial, para luego proceder con la misma recolección de pare de datos (Tn;Hn). (Lagos, 2012) Los ensayos se pueden realizar de tres formas distintas el primero es para el cálculo del coeficiente de infiltración horizontal, esto se logra impermeabilizando las bases del orificio para que el agua se infiltre por las paredes; el segundo es para el cálculo del coeficiente de infiltración vertical, esto se logra impermeabilizando las paredes del orificio de esta forma el agua se infiltra por el fondo del orificio y la ultima es para el cálculo del coeficiente de permeabilidad global que fue el que se usa en la investigación. 27 Propiedades físico mecánica de los suelos A. Análisis granulométrico por tamizado. Es determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas de suelo. Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de 74 mm (N° 200). Un analisis granulometrico es la clasificacion de los suelos para usos de ingenieria y se toma de manera universal y que ademas uno de los criterios de acepatibilidad de suelos para cualquier tipo de obra de construccion sobre el suelo es la granulometria. (Bowles J. L., 1981) Los procesos de tamizado no provee informacion de sobre la forma de los granos de suelo ya sean redondeados o angulares ya que solo da informacion de los granos que pasaron la malla. Según la guía para el procedimiento de tamizado para el análisis granulométrico se pueden tomar como mallas la malla cuadrada 75 mm (3"), 50,8 mm (2"), 38,1 mm (1½"), 25,4 mm (1"), 19,0 mm (¾"), 9,5 mm ( 3/8"), 4,76 mm (N° 4), 2,00 mm (N° 10), 0,840 mm (N° 20), 0,425 mm (N° 40), 0,250 mm (N° 60), 0,106 mm (N° 140) y 0,075 mm (N° 200). Como también se puede usar, como alternativa, una serie de tamices que, al dibujar la gradación, dé una separación uniforme entre los puntos del gráfico; esta serie estará integrada por los siguientes: 75 mm (3"), 37.5 mm (1-½"), 19.0 mm (¾"), 9.5 mm (3 /8"), 4.75 mm (N° 4), 2.36 mm (N° 8), 1.10 mm (N° 16), 600 mm (N° 30), 300 mm (N° 50),150 mm (N° 100), 75 mm (N° 200). (MTC, 2000) La informacion obtenida del analisis granulometrico es presentada en un cuadro de representacion logaritmica para los tamaños de particulas, en donde el porcentaje que pasa tambien considerado como el porcentaje de mas finos es conciderada como la ordenada en la escala natural. 28 Una vez realizado la curva de distribucion se conoce los diamtros caracteristicos tales como D10, D85, D60, etc. La letra “D” corresponde al tamaño de grano o diametro aparente, y el sub indice al porcentaje del material mas fino. (MTC, 2000) 29 Figura 15 : Curva granulométrica representada en el diagrama de Lambe Fuente (Badillo, 2010) 30 a) Coeficiente de uniformidad. Es un indicador del la variacion de rango del tamaño de los granos presentes. Es en tal caso que un valor grande en el parametro Cu indica que los diametros D60 y D10 varian en tamaños apreciables, pero tampoco indica que haya un vacio en la gradacion. (Bowles J. L., 1981) 𝐷60 𝐶𝑢 = 𝐷10 Donde D60 es el tamaño donde el 60% del peso del suelo sea igual o menor y D10 que tambien llamado por Hazen el diametro efectivo, es el tamaño tal que sea mayor o igual que el 10% en peso del suelo. Para los suelos con Cu < 3 se consideran muy uniformes e incluso las arenas naturales muy uniformes presentan un Cu < 2. (Bowles J. E., 1981) b) Coeficiente de concavidad. Representa una medida de la forma de la curva entre el D60 y el D10. 𝐷230 𝐶𝐶 = 𝐷60 ∗ 𝐷10 donde el coeficiente de curvatura o concavidad varai entre 1 y 3 en los suelos bien graduados. (Badillo, 2010) B. Limites de consistencia. Los limites de consistencia nacen a partir de la plasticidad del suelo que se define como una propiedad de un material por la cual es capaz de soportar deformaciones rapidas, sin rebote elastico, sin variacion volumetrica apreciable y sin desmoronarse ni agrietarse. (Badillo, 2010) A medida que el contenido de agua decrese un suelo tiende a ser plastico o puede estar en los siguientes estados de consistencia que los define Atterberg. - Estado liquido, con propiedades y apariencia de una suspension. 31 - Estado semiliquido, con propiedades de un fluido viscoso. - Estado plastico, en el que el suelo se comporta plasticamente. - Estado semisolido, el suelo tiene la apariencia de un solido, pero con disminucion de volumen cuando se somete al secado. - Estado solido, el volumen del suelo no varia con el secado. De estos estados se puede definir los limites liquido y plastico, que por conclusion se da lo siguiente. Limite liquido, es el estado donde se en encuentra la frontera entre los estados semiliquido y plastico. Limite plastico, es el estado donde se encuentra la frontera entre los estados plastico y semisolido. El límite líquido de un suelo es el contenido de humedad expresado en porcentaje del suelo secado en el horno, cuando éste se halla en el límite entre el estado plástico y el estado líquido. El valor calculado deberá aproximarse al centésimo. (Lucas, 2014) La diferencia de los valores entre el limite liquido y limite plastico es llamado como el indice plastico, que se relaciona con la cantidad de arena añadida, que se considera como como una parametro a definir en la plasticidad. 𝐼𝑃 = 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃 C. Clasificación de los suelos. Hay dos sistemas de clasificación de suelos de uso común para propósitos de ingeniería. 1) el Sistema Unificado de Clasificación del suelo (SUCS o USCS) que se utiliza para casi todos los trabajos de ingeniería geotécnica; 2) el sistema de clasificación AASHTO que se usa por la construcción de carreteras y terraplenes. 32 Ambos sistemas utilizan los resultados del análisis granulométrico y la determinación de los límites de Atterberg para determinar la clasificación del suelo. Las fracciones texturales del suelo son: grava, arena, limo, arcilla. A un suelo que comprende uno o más de estos componentes se le da un nombre descriptivo y una designación que consta de letras o números y letras. Estas letras dependen de las proporciones relativas de los componentes y de las características de plasticidad del suelo. (Borselli, 2017) a) Sistema de clasificacion según SUCS. El Sistema Unificado de Clasificación del suelo (USCS o SUCS) se basa en el sistema de clasificación desarrollado por Casagrande durante la Segunda Guerra Mundial. Con algunas modificaciones fue aprobado conjuntamente por varias agencias de gobierno de los EE.UU. en 1952. Refinamientos adicionales fueron hechas y actualmente está estandarizado como la norma ASTM D 2487-93. Se utiliza en los EE.UU. y gran parte del mundo para trabajos geotécnicos que no sean los caminos y carreteras. Los suelos de un sistema unificado se designan por un símbolo de dos letras: el primero considera que el principal componente de la tierra, y la segunda describe informaciones de la curva granulometrica o características de plasticidad. Por ejemplo: la arena pobremente graduada se denomina SP y arcilla con baja plasticidad es CL. SUCS – USCS: se utilizan los símbolos de cinco letras: - G por grava (gravel) - S por arena (sand) - M por limo (silt) - C por arcilla (clay) - por suelos organico (organic soil) - P for turba (peat soils) Para la clasificación SUCS, se debe tomar en cuenta lo siguiente: 33 Regla 1: Si menor del 50% del suelo pasa la malla No. 200 (0.075 mm), el suelo es de grano grueso, y la primera letra será G o S. Regla 2: Si más del 50% pasa la malla No. 200(0.075 mm), el suelo es de grano fino y la primera letra será M o C. Regla 3: Arenas y gravas limpias (con menos del 5% que pasa la malla No. 200): se les da una segunda letra P si están mal graduadas o W si bien graduadas. Arenas y gravas, con más de 12% en peso que pasa la malla No. 200: se les da una segunda letra M si son limosas o C, si son arcillosos. Arenas y gravas que tienen entre 5 y 12%: se dan clasificaciones dual como SP-SM. Limos, arcillas y suelos orgánicos se les da la segunda letra H o L para designar a la plasticidad de alta o baja. (Borselli, 2017) Las normas específicas para la clasificación se describen detalladamente en la norma ASTM D 2487 (Ver Tabla 2). Tabla 2 Símbolos para la clasificación SUCS Fuente (Borselli, 2017) 34 Tabla 3 : Sistema de clasificación de suelos por SUCS Fuente: (Bowles, 1981) 35 D. Resistencia al esfuerzo cortante Los suelos, como cualquier material, bajo ciertas solicitaciones, se comportarán como materiales elásticos, pero en muchas veces tendrá deformaciones mayores de las normales, por lo que será un factor predominante el considerar la plasticidad del suelo. El suelo puede presentar diversos tipos de fallas tales como: disgregamiento, deslizamiento en líneas de rotura o fluencia plástica. La resistencia al esfuerzo cortante está representada por la ecuación de Coulomb. (Bowles J. E., 1981) En la que: τ = Resistencia al corte del suelo. C = Cohesión del suelo. σ0 = Esfuerzo normal intergranular. Φ = Ángulo de fricción interna del suelo, el cual se supone que es constante. La cohesión puede ser definida como la adherencia entre las partículas del suelo debida a la atracción entre ellas, producidas por sus fuerzas intergranulares. El ángulo de fricción interna es función de la uniformidad de las partículas del suelo, del tamaño y la forma de los granos y de la presión normal. La utilización de la ecuación de Coulomb no condujo siempre a diseños satisfactorios de estructuras de suelo. La razón para ello no se hizo evidente hasta que Terzaghi publicó el principio de esfuerzos efectivos σ = σ ´ + u. Pudo apreciarse entonces que, dado que el agua no puede soportar esfuerzos cortantes sustanciales, la resistencia al corte de un suelo debe ser resultado únicamente de la resistencia a la fricción que se produce en los puntos de contacto entre partículas; la magnitud de ésta depende sólo de la magnitud de esfuerzos efectivos que soporta el esqueleto de suelo. Por tanto, cuanto más grande sea el esfuerzo efectivo normal a 36 un plano de falla potencial, mayor será la resistencia al corte de dicho plano. Entonces si se expresa la ecuación de Coulomb en términos de esfuerzos efectivos, se tiene: τf = c ´ + σ ´ tanϕ En la cual los parámetros c´ y φ´ son propiedades del esqueleto del suelo, denominadas cohesión efectiva y ángulo de fricción efectiva, respectivamente. Puesto que la resistencia al corte depende de los esfuerzos efectivos del suelo, los análisis de estabilidad se harán entonces en términos de esfuerzos efectivos. Sin embargo, en ciertas circunstancias el análisis puede hacerse en términos de esfuerzos totales y por lo tanto, en general, se necesitará determinar los parámetros de resistencia al corte del suelo en esfuerzos efectivos y en esfuerzos totales. Es decir, los valores de c´, φ´ y c, φ. Estos se obtienen, a menudo en ensayos de laboratorio realizados sobre muestras de suelo representativas mediante ensayo de corte directo (ASTM D-3080-72) o el ensayo de compresión triaxial (ASTM D-2850-70). a) Ecuación de Coulomb Figura 16: Representación gráfica de la ecuación de Coulomb. Fuente: Suarez Díaz, 1988 37 Ecuación de Coulomb para suelos saturados. La modelación o representación matemática del fenómeno de falla al cortante, en un deslizamiento, se realiza utilizando las teorías de la resistencia de materiales. Las rocas y los suelos al fallar al cortante, se comportan de acuerdo con las teorías tradicionales de fricción y cohesión, según la ecuación de Coulomb: (Para suelos saturados) Donde: τ = Esfuerzo de resistencia al corte c´ = Cohesión o cementación efectiva σ = Esfuerzo normal total µ = Presión del agua intersticial o de poros En la Figura 16 se muestra la representación gráfica de la ecuación de Coulomb. El análisis de la ecuación de Coulomb requiere conocer los parámetros, el ángulo de fricción y cohesión, los cuales se consideran como propiedades intrínsecas del suelo. La presencia del agua reduce el valor de la resistencia del suelo que depende de las presiones internas o de poros de acuerdo con la ecuación de Coulomb, en la cual el factor µ está restando al valor de la presión normal total. A la presión resultante, se le conoce con el nombre de presión efectiva σ´. σ´ (Presión efectiva) = σ - µ φ´ =Angulo de fricción para presiones efectivas. c´ = Cohesión para presiones efectivas. 38 Ecuación de Coulomb para suelos no saturados Cuando el grado de saturación es mayor del 85%, se puede utilizar la ecuación de Coulomb para suelos saturados. Sin embargo, para suelos con saturación menor del 85%, se deben aplicar los principios de la mecánica de suelos no saturados (Fredlund y Rahardjo, 1987). Para el caso de suelos no saturados, la ecuación de Coulomb se expresa de la siguiente forma (Fredlund y Morgenstern 1977). Donde: σn = esfuerzo normal total ua = Presión en el aire de los poros uw = presión en el agua de los poros, la cual comúnmente es negativa. φb = ángulo de fricción igual a la pendiente de la curva de succión matricial (ua – uw) contra resistencia al cortante τ cuando (σn – ua ) se mantiene constante. El ángulo de fricción efectiva φ2 permanece igual para todos los valores de succión. φb es generalmente igual o menor que φ´ y se puede obtener en ensayos triaxiales o de corte directo no saturados (Huat y otros, 2005). Para realizar estos ensayos se requiere realizar modificaciones a los equipos de laboratorio convencionales. = cohesión aparente debida a la succión = succión matricial El criterio de falla tiene dos variables de esfuerzos (σn – ua ) y (ua – uw). En la ecuación para suelos no saturados, cuando ua = uw la ecuación es idéntica a la ecuación original de Mohr-Coulomb para suelos saturados. Algunos programas de computador tienen en cuenta esta transición al modificarse las condiciones de saturación (Cornforth, 2005). 39 b) Parámetros fundamentales. - Angulo de fricción Este parámetro es una representación matemática del coeficiente de rozamiento: 𝑇𝑎𝑛𝜙 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑅𝑜𝑧𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 Como se representa de esta manera también depende de algunos factores importantes como son los siguientes:  El tipo de mineral que los constituye.  Según el tamaño de los granos, ya que a mayor tamaño, entonces 𝑐 es mayor.  Según la forma de los granos ya que incrementa el valor de 𝜙 cuando las partículas son angulosas.  El valor de 𝜙 es mayor en suelos gradados que en los suelos uniformes.  La densidad es otra ya que el ángulo de fricción también aumenta cuando esta es mayor.  En las presiones normales cuando estas incrementan el ángulo de fricción disminuye. Los factores que también afectan son la permeabilidad, las condiciones de pre consolidación. (Diaz, Julio 1998) - Cohesión. Como se sabe es una medida de la cementación o la adherencia entre las partículas del suelo, en donde la usamos para representar la resistencia al cortante producida por la cementación ya que esta representa la resistencia a la tensión. El valor de la cohesión puede valer cero siempre y cuando los suelos sean granulares en los cuales no haya adherencia y por lo tanto sean llamados como suelos friccionan tés o suelos no cohesivos. Cuando en los suelos ocurre la succión de agua en los poros, se produce adherencia por las fuerzas capilares y esta cohesión aparente llega a desaparecer con la saturación. - Resistencia pico 40 Esta es la máxima resistencia del suelo al corte cuando aún no ha sido fallado y por lo tanto el punto más alto al de la curva de esfuerzos y por lo tanto esta resistencia en la estabilidad de taludes se asume en toda la superficie de falla en la cual han alcanzado deformaciones mayores. La modelación de la resistencia pico en el análisis de la estabilidad, asume que la resistencia pico se obtiene simultáneamente a lo largo de toda la superficie de falla; sin embargo, algunos puntos en la superficie de falla han alcanzado deformaciones mayores que otros (en un fenómeno de falla progresiva) y asumir que la resistencia pico actúa simultáneamente en toda la superficie de falla puede producir errores en el análisis. Figura 17 : Curvas esfuerzo corte-desplazamiento en un ensayo de Corte directo Fuente: Duncan y Wright 2005 - Resistencia residual. Es la resistencia al corte que posee el material después de haber ocurrido la falla. Skempton (1964) observó que en arcillas sobre consolidadas, la resistencia calculada en el análisis de deslizamientos después de ocurridos, correspondía al valor de la resistencia residual y recomendó utilizar para el cálculo de factores de seguridad, los valores de los parámetros obtenidos para la resistencia residual φr y Cr. 41 La resistencia residual en los suelos cohesivos se debe tener en cuenta cuando existe una superficie previa de corte donde han ocurrido desplazamientos en el pasado y en suelos licuables, expuestos a sismos de gran magnitud. Figura 18 : Envolvente de falla de las resistencias pico y residual. Fuente: Suarez Díaz, 1988 Como se muestra en el grafico la perdida de resistencia en el momento en que falla, se relaciona directamente con la disminución de la cohesión y además el ángulo de fricción disminuye un poco. Una variación significativa entre la resistencia pico a la residual se da en los suelos frágiles. Pero en el caso de los suelos dúctiles la resistencia pico y la residual tiende a ser similares. - Presión de poro. La presión de poro no es más que la presión del agua dentro de los poros del suelo que disminuye los esfuerzos normales efectivos entre las partículas. Es el caso que en los suelos no saturados la tensión del agua en los poros intenta unir las partículas, y en el caso de suelos saturados la presión del agua produce que las partículas se traten de separar y de esta manera disminuye la resistencia a la fricción. 42 La presión de poros tiende a aumentar en los taludes en la época de lluvia y disminuye en temporada de sequía y además de que su variación se da más en la cuesta del talud que en el pie del talud. - Condiciones drenadas y no-drenadas Condición drenada Se dice que una condición es drenada cuando el agua es capaz de fluir hacia afuera o hacia adentro de la masa del suelo, si es sometida a una carga y no se producen presiones de poros. Esto se debe a que el agua puede moverse libremente, al aumentar o disminuir el volumen de vacíos como respuesta a un cambio en las condiciones de carga. (Diaz, Julio 1998) Condición no-drenada Se dice que una condición es “no-drenada” cuando el agua no es capaz de fluir en el momento en el cual el suelo está sometido a una carga y se produce entonces la presión de poros Esto se debe a que el agua no se puede mover libremente como respuesta a la tendencia al cambio del volumen de vacíos por acción de la carga. (Diaz, Julio 1998) - Esfuerzos totales y efectivos. Esfuerzos efectivos. Típicamente, el esqueleto de partículas puede transmitir esfuerzos normales y de corte por los puntos de contacto entre las partículas y el agua a su vez, puede ejercer una presión hidrostática igual en todas las direcciones. Los esfuerzos ejercidos por el esqueleto solamente se conocen como esfuerzos efectivos y a los esfuerzos hidrostáticos del agua se les denomina “presión de poros”. Los esfuerzos efectivos son los que controlan el comportamiento del suelo al cortante y no los esfuerzos totales. (Suarez Díaz, 1988) 43 Figura 19: Esfuerzos totales y efectivos. σ ´ (efectivo) = σ (total) - µ Fuente: Suarez Díaz, 1988 Esfuerzos totales. En este tendremos la suma de todos los esfuerzos como el contacto entre las partículas, las transmitidas por la presión de poros en el agua y el área de sólidos y vacíos. (Diaz, Julio 1998) Esfuerzo total = esfuerzo efectivo + presión de poros c) Circulo de Mohr. Este método es usado para representar los resultados de los ensayos de corte en suelos, en donde la envolvente del círculo representa el estado de los esfuerzos en el momento de la falla a la cortante ya que en este se dan los valores del esfuerzo máximo y mínimo que son los esfuerzos principales. En el siguiente diagrama se muestra la correcta interpretación de la falla cortante en un talud, en el cual se tiene la dirección de los esfuerzos principales en la superficie de falla donde 𝜎1 es vertical en la parte superior de la falla y horizontal en la parte inferior. 44 Figura 20: Dirección de los esfuerzos principales en la falla de un talud. Fuente: Suarez Díaz, 1988  Envolventes de falla El círculo de Mohr se emplea para representar o describir la resistencia al cortante de los suelos, utilizando la envolvente de falla Mohr – Coulomb, lo cual equivale a que ha alcanzado la combinación crítica de los esfuerzos a la falla. Los puntos de la envolvente de falla corresponden a los esfuerzos que producen falla al cortante. Los esfuerzos por encima de la envolvente de falla, no pueden existir. La envolvente de falla Mohr - Coulomb generalmente es una línea curva que puede representarse en la forma: Donde: s = Resistencia al cortante σ´ = Esfuerzo normal efectivo A y b = Constantes 45 En la práctica normal de ingeniería, generalmente, esta curva se define como una recta aproximada dentro de un rango seleccionado de esfuerzos (Figura 21), en el cual: 𝑆 = 𝑐′ + 𝜎′𝑇𝑎𝑛𝜙′ Donde: S = Resistencia al cortante. 𝜎′ = Esfuerzo normal efectivo. 𝑐′= Cohesión (intercepto del eje de resistencia) 𝜙′= Angulo de fricción (Pendiente de la envolvente) Figura 21 : Envolvente de falla y circulo de Mohr Fuente: Suarez Díaz, 1988 d) Ensayos de laboratorio.  Ensayo de corte directo. En este caso se coloca la muestra en una caja cuadrada o circular partida por la mitad, después esta es colocada para que una de las mitades se mueva con respecto a la otra, y es donde la 46 muestra se rompe a lo largo del plano entre las dos mitades. Es de esta manera que se obtiene la resistencia al corte y que además es simple y económico. La ventaja que tiene es la velocidad de ejecución y que además se pueden hacer varias pruebas en corto tiempo y también la resistencia al corte se puede medir en un plano predeterminado con una orientación dada. Figura 22: Detalle de la caja de ensayo de corte directo Fuente: Suarez Díaz, 1988 Tamaño de la muestra Para este caso se toma en cajas cuadradas con dimensiones de 60mm o 100mm ya que: el tamaño máximo de la partícula de suelo determina el espesor de la muestra (Cheung, 1988) El espesor de la muestra debe ser al menos seis veces el tamaño máximo de los granos de suelo y no menos de 12.5mm. (Norma ASTM D3080). (Cheung, 1988) Recomienda que una caja cuadrada de 100mm y un espesor de 44mm son adecuados para ensayar unos suelos residuales de granito, en donde el tamaño máximo del grano fuese de 8 mm. e) Ensayos de campo Exploración con métodos de penetración dinámica. 47 La Prueba de Penetración Estándar (SPT) tiene sus raíces en la observación empírica de golpes por la medida de la unidad de introducción de un tubo. El método del SPT requiere de un equipo mecanizado para levantar y dejar caer una masa 140 lb y una altura de 30 pulg. Los numerosos métodos que se han desarrollado para minimizar el uso del SPT, tales que puedan ser operados a mano y se puedan utilizar en espacios confinados, excluyen el uso de un dispositivo mecanizado como el SPT.  Ensayo con cono Sowers (ASTM STP 399) Uno de los dispositivos más populares fue el desarrollado por el profesor George Sowers en 1959 para la exploración de campo y la evaluación de cargas de las zapatas cuadradas superficiales cargadas durante la fase de la construcción. El Cono Sowers ilustrado en la Figura 23, usa una masa de acero de 15 lb (6.8 kilos) con una caída de 20” para golpear una base y penetrar un cono de 45º con un diámetro de 1.5”, fijo a la tubería de perforación de 1 3/8”, que ha sido asentado en el fondo del agujero perforado manualmente con una posteadora. El dispositivo se ha utilizado extensivamente en la región de sur-este de los EE.UU.y ha estado calibrado con resultados estándares del SPT. (Atala Abad, 2011) Características del equipo: - Un martillo de 15 lb de peso - Altura de caída 20 pulgadas - Una punta cónica de 60° de inclinación y 1.5” de diámetro (Alva Hurtado, 2017) 48 Figura 23 : Características del equipo Cono Sowers – Punta cónica Fuente: (Alva Hurtado, 2017) Instrucciones de funcionamiento La prueba de penetración se realiza en el fondo de un agujero barrenado a mano generalmente de 3” a 6” de diámetro. Verificar el agujero a la profundidad deseada del ensayo teniendo cuidado de no remover mayor material solo lo suficiente y no pasar del nivel deseado. Usar el material de la posteadora para identificar y clasificar visualmente el suelo. Baje suavemente el martillo y tuberías llevando la punta al fondo de la perforación. Cerciorarse de la plomada, y que el cono este embebido 2”. dentro del agujero imperturbado. 49 La experiencia ha demostrado que el Cono Sowers se puede utilizar con eficacia en perforaciones a profundidades de 4.5 a 6 m. Más allá de estas profundidades llega a ser muy incómodo para manejar las tuberías a mano. También las correlaciones no se han verificado para mayores profundidades, donde las pérdidas de energía en los empalmes del hilo de rosca y la inercia de la tubería no se han considerado. Correlaciones con el cono Sowers Las correlaciones originales de Sowers se muestran en la Figura 24 Por supuesto, correlación similar se podría desarrollar para los suelos de otras regiones y diferente origen geológico. Figura 24 : Resistencia a la Penetración de Cono Fuente (Atala Abad, 2011) 50  Ensayo de penetración estándar. De forma resumida, la realización del ensayo es la siguiente figura. Maza Guía H=76,2 cm Varillaje Sondeo Cuchara SPT Figura 25: Martillo: peso de 63.5± 0,5 Fuente (DevincenKzig, f2. 004) Se ejecuta un taladro hasta la cota deseada y en el fondo del mismo se introduce una toma muestras de dimensiones estándar que consta de tres elementos: zapata, tubo bipartido y cabeza de acoplamiento con el varillaje. Se hinca él toma muestras o cuchara SPT en el terreno 60 cm, contando en número de golpes necesarios para hincar tramos de 15 centímetros. La hinca se realiza mediante una maza de 63,5 kg (140 libras) que cae desde una altura de 76,2 cm (30 pulgadas) en una cabeza de golpeo o yunque, lo que corresponde a un trabajo teórico de 0,5 kJ por golpe. La lectura del golpeo del primer y último tramo no se tiene en cuenta, por posible alteración del suelo o derrumbes de las paredes del sondeo en el primer caso y por posible compactación en el segundo. Los valores de golpeo de los tramos centrales de 15 cm sumados conducen al parámetro N30SPT o NSPT, denominado también resistencia a la penetración estándar. 51 Cuando el terreno es muy resistente se detiene la prueba por rechazo, anotando la penetración realizada y el número de golpes correspondiente. La prueba se puede dar por finalizada cuando:  Cuando se aplican 50 golpes para un tramo de 15 cm.  Cuando se aplican 100 golpes en total.  Cuando no se observa penetración alguna para10 golpes. En estos casos resulta prudente insistir en el golpeo pues bien podría tratarse de un bolo o grava gruesa La toma muestras permite además recoger una muestra alterada del suelo que posibilita su identificación. Normalmente esta muestra se introduce en un recipiente o bolsa en los que se indican en una etiqueta, además de los datos de la obra, sondeo, profundidad, fecha, etc., los valores de golpeo obtenidos (Devincenzi, 2004). Figura 26 : Cuchara toma muestras del equipo para SPT Fuente (Devincenzi, 2004) En la en la figura se presenta un esquema de la cuchara SPT. En suelos con gravas suele sustituirse la zapata por una puntaza cónica maciza de 60º, denominada puntaza ciega. Aplicabilidad de la prueba El ensayo SPT es por naturaleza simple y puede ser intercalado con facilidad en cualquier sondeo de reconocimiento. Puede ejecutarse en casi cualquier tipo de suelo, incluso en rocas blandas o meteorizadas. 52 Los resultados de la prueba, difundida ampliamente en todo el mundo, se correlacionan empíricamente con las propiedades específicas in situ del terreno. La gran mayoría de datos y correlaciones corresponden a terrenos arenosos. La presencia de gravas complica la interpretación, cuando no impide su realización. En resumen, el ensayo resulta apropiado para terrenos en los que predomina la fracción arena, con reserva tanto mayor cuanto mayor es la proporción de la fracción limo-arcilla o de fracción grava (Devincenzi, 2004). - Factores condicionantes y desencadenantes de los movimientos de estabilidad de taludes. El agua. Constituye el agente natural de mayor incidencia como factor condicionante y desencadenante en la aparición de inestabilidades. Aguas subterráneas. Se consideran como tales, las corrientes y niveles subterráneos y el agua distribuida en el interior de la red de fracturación de un macizo rocoso o de forma intersticial en los suelos, que condicionan la estabilidad de los mismos. La absorción del agua de infiltración produce una continua expansión y contracción de los suelos, en períodos alternantes de lluvia y sequía, que varía las características resistentes de los mismos. Lluvia. Constituye un factor desencadenante de inestabilidades, contribuyendo a aumentar la acción de diversos factores condicionantes: meteorización, acción de las aguas subterráneas, etc. Cuando el régimen de lluvias es torrencial, el agua caída se canaliza en zonas deprimidas causando acciones similares a las corrientes de agua. 53 Deslizamientos por actividad volcánica. Algunos de los más grandes deslizamientos ocurridos, están relacionados con la actividad volcánica. Previamente a la erupción de los volcanes, se producen generalmente sismos frecuentes de pequeña magnitud relacionados con el ascenso de masas de magma debajo del volcán. Los deslizamientos pueden estar relacionados físicamente con la erupción y coinciden con grandes explosiones en la cima del volcán. Actividad biológica. Tiene especial interés las acciones que ejerce la vegetación en sus aspectos positivos y negativos. La cubierta vegetal, a través de sus raíces ayuda a mantener la estabilidad de los taludes debido a que sirve de unión entre los componentes del suelo. También la vegetación contribuye al drenaje, absorbiendo parte del agua contenida en el terreno y atenúa la degradación superficial del mismo. En su aspecto negativo, existen raíces capaces de disgregar el terreno u desplazar bloques de magnitud considerable, debido a sus efectos mecánicos en grietas y fisuras, actuando como cuñas. Actividad humana. Dos de las actividades más importantes son la Minería y las Obras Civiles las cuales generan cambios drásticos en la forma natural de la rasante realizando cortes o desbanques considerables para realizar asentamientos de viviendas y proliferación de drenajes anti técnicos, la actividad humana que se deriva como un factor directo, constituye una de las causas con mayor incidencia en los movimientos de los taludes. (Diaz, Julio 1998) Excavaciones. Constituyen uno de los factores desencadenantes de la desestabilización del talud más desarrollados debido a la necesidad de las mismas en las obras civiles como vialidad, túneles. 54 Producen una variación del estado de equilibrio del terreno, que se traducen en planos de potenciales deslizamientos, desequilibrio de masas, etc. Sobrecargas. Es el resultado del incremento de peso debido a diversos tipos de construcciones sobre el terreno natural. También puede producirse por el peso del agua infiltrada en el terreno, como consecuencia de fugas en conducciones de alcantarillado, canales, etc. - Prevención, estabilización y diseño. El objetivo principal de un estudio de estabilidad de taludes es el de establecer medidas de prevención y control para reducir los niveles de amenaza y riesgo. (Diaz, Julio 1998) Métodos de prevención de deslizamientos:  Disuasión con medidas coercitivas  Planeación del uso de la tierra  Códigos técnicos  Aviso y alarmas  F.S. = Momento resistente / Momento actuante Métodos de control de masa en movimiento. Se construyen abajo del deslizamiento una vez que se ha iniciado, entre los que se anotan:  Bermas  Trincheras  Estructuras de retención  Cubiertas de protección Métodos de estabilización: - Conformación del talud o ladera: - Remoción de materiales en la cabeza del talud, abatimiento de pendiente, terraceo de superficie 55 - Recubrimiento de la superficie - Control de agua superficial y subterránea - Estructuras de contención: Berma de roca en la base del deslizamiento, muros de contención y en tierra armada, pilotes, anclajes y pernos, pantallas ancladas. - Mejoramiento del suelo - Recubrimiento de la Superficie. Mediante el recubrimiento de la superficie, se trata de impedir la infiltración o la ocurrencia de fenómenos superficiales de erosión, o refuerzan el suelo más sub- superficial. El recubrimiento puede consistir en elementos impermeabilizantes como el concreto lanzado o elementos que refuercen la estructura superficial del suelo como la hidrosiembra. Entre los métodos más usuales para el tratamiento de la superficie de taludes expuestos tenemos:  Recubrimiento propiamente dicho de la superficie  Conformación de la superficie  Sellado de grietas superficiales  Sellado de juntas y discontinuidades  Cobertura vegetal, árboles, arbustos y pastos Escoger el factor de seguridad es una decisión de mucha importancia para las obras de ingeniería a proyectarse, en el caso de taludes se recomiendan los siguientes factores de seguridad mínimos, que constan en la Tabla 4. 56 Tabla 4: Factores de seguridad para obras de ingeniería a proyectarse. Caso Factor de Seguridad Si se puede ocurrir la pérdida de vidas humanas al fallar el 1.7 talud. Si la falla puede producir la pérdida de más de 30% de la 1.5 inversión de la obra específica o pérdidas considerables importantes. Si se pueden producir pérdidas económicas no muy 1.3 importantes. Si la falla del talud no causa daños. 1.2 Fuente: (Diaz, Julio 1998) Métodos de diseño de taludes  Método de Culmana para taludes naturales.  Circulo de fricción. Aplicado para rellenos de gran altura en carreteras.  Método de fellenius para presas de tierra.  Método de Bishop.  Método de Spencer donde el FS en menor.  Método de Jambu considera cualquier superficie de ruptura no circular.  Método de Morgestern and Price es el método general. - Causa de movimiento de taludes en suelos cohesivos y no cohesivos. Suelos no cohesivos: Suelos granulares o arenas puras, la superficie de falla es plana. Los taludes construidos sobre macizos no cohesivos, serán estables si el ángulo de inclinación del talud es menor que el ángulo de fricción interna de la arena, o sea el ángulo de fricción interna natural de la arena en equilibrio plástico. (Diaz, Julio 1998) Suelos cohesivos: Superficie de falla es curva o circular por lo tanto el análisis en la estabilidad del talud se aplicarán los métodos de diseño de “estabilidad de talud”. 57 En suelos cohesivos con taludes muy inclinados la falla ocurre a lo largo de superficies circulares restringidas a una zona superficial de espesor. La superficie del talud puede tener planos de ruptura rectos, estos pueden ser sustituidos para el estudio práctico por superficies de ruptura circulares o de espirales logarítmicas. (Diaz, Julio 1998). Método de dovelas simplificado de Bishop. Este método corresponde a una solución mas refinada en donde el efecto de las fuerzas sobre los lados de cada dovela es representado, en la siguiente ilustración se mostrara el polígono de fuerza para el equilibrio de la n-ésima dovela. Figura 29: Método de dovelas de Bishop simplificado a) Fuerzas que actúan sobre la n-esima dovela b) Polígono de fuerzas de equilibrio Fuente: Introduccion a la Ingenieria Geotecnica BraJam M DAS. 58 En el cual siguiendo a las formulas explicadas por dicho método. Según las formulas se puede explicar que el FS expresado en ambas ecuaciones indica que el procedimiento es de ensayo error para poder asi encontrar el valor del FS en el cual investigamos un numero de superficies de fallas para encontrar la falla critica que proporciona el factor de seguridad minimo. Factor de seguridad: Relación entre valores máximos de resistencia (corresponden a la resistencia de los suelos) y las grandezas o valores que provocan el movimiento. El factor de seguridad en un punto del talud depende del plano de falla considerado. Y el FS a lo largo de una superficie de falla es el que toma en cuenta la tensión cortante disponible y la tensión cortante al equilibrio, es decir la suma de todas las fuerzas actuantes. La remediación de un deslizamiento o de un talud inestable, generalmente no es una estabilización total y definitiva, sino relativa y en ciertas condiciones, provisional. Ante esta realidad, es importante determinar hasta donde se debe llegar en el proceso de remediación. Cornforth (2005) explica que los factores de seguridad razonables y la magnitud de la estabilización deben determinarse teniendo en cuenta los siguientes factores: • El tamaño del deslizamiento. Teniendo en cuenta que es mucho más difícil modelar en forma precisa un deslizamiento pequeño que uno de gran magnitud, el factor de seguridad para remediación de un deslizamiento pequeño, debe ser superior al de un deslizamiento de gran tamaño. 59 Igualmente, el costo para subir el factor de seguridad en un deslizamiento grande, puede ser muy alto, lo cual en ocasiones, conduce a conclusiones incorrectas acerca de que los deslizamientos grandes no se pueden estabilizar. Lo que ocurre es que, en un deslizamiento grande, es más difícil subir el factor de seguridad y cualquier aumento en el factor de seguridad tiene un efecto importante en la estabilidad. • El tipo de movimiento. En los movimientos masivos de masas rígidas, las técnicas de estabilización son más efectivas que en los movimientos blandos tipo flujo de lodos, etc. En los movimientos de suelos rígidos se pueden consideran factores de seguridad menores que en movimientos de flujo. • La magnitud de los estudios realizados. Si la información recolectada en los estudios es muy completa y confiable, se pueden permitir factores de seguridad menores que en los casos en los cuales la información es escasa y la incertidumbre es mayor. • El potencial de consecuencias. En los casos en los cuales las consecuencias del deslizamiento involucran un riesgo grande de vidas humanas o propiedades, se requieren factores de seguridad mayores, por ejemplo, tomar una decisión, con base en el análisis de la totalidad de los factores involucrados . Para cierto tipo de obras, los códigos pueden especificar un valor mínimo exigido para el factor de seguridad. Por ejemplo, para las estructuras de contención, la AASHTO (2001) exige los siguientes factores de seguridad de estabilidad de taludes: FS ≥ 1.3 para cargas estáticas si está involucrado un hospital o una escuela, los factores de seguridad deben ser mayores FS ≥ 1.1 para carga sísmica con K de 0.5 A que en el caso de un campo deportivo. 60 • La experiencia del profesional con los suelos del sitio. Cuando se tiene experiencia previa confiable del comportamiento real de los suelos, se pueden permitir factores de seguridad menores que cuando se desconoce el comportamiento real de los materiales. • Posibilidad de ocurrencia de eventos extremos. Si en el análisis no se tuvieron en cuenta los eventos extremos, se deben incluir factores de seguridad mayores ante la ocurrencia de estos fenómenos. En algunas ciudades, los códigos geotécnicos especifican factores de seguridad mínimos, los cuales se deben cumplir por ley. Estos factores, generalmente, varían desde 1.15 a 1.5 y es común especificar factores de seguridad de 1.3 para las cargas estáticas. (Diaz, Julio 1998) a) Valores de factores de seguridad:  =1 Equilibrio.  <1 Seguridad cuestionable.  1-1.25 Inestable.  1.25-1.40 Seguridad Relativa.  =1.50 Satisfactorio para taludes  =1.50 Satisfactorio para taludes de presas de tierra o enrocamiento. El factor de seguridad para la superficie de falla, se compone con un FSmin =1.5 - FS=1: equilibrio, tiende a la falla. - FS>1: relativamente estable. - FS<1: inestable. b) Análisis de estabilidad de taludes. La Estabilidad de un talud en ingeniería se define en términos de un factor de seguridad (FS), obtenido de un análisis matemático de estabilidad. El modelo debe tener en cuenta la mayoría de los factores que afectan la estabilidad. Estos factores incluyen geometría del talud, 61 parámetros geológicos, presencia de grietas de tensión, cargas dinámicas por acción de sismos, flujo de agua, propiedades de los suelos. (Diaz, Julio 1998) Hipótesis Hipótesis general. La evaluación del factor de seguridad del talud correspondiente a la Quebrada de Sipaspucyo influirá directamente en función de la topografía, estudios de infiltración y propiedades mecánicas de los suelos. Sub hipótesis.  Sub hipótesis N° 1: La pendiente es el parámetro que influirá dentro de la topografía para la evaluación del factor de seguridad correspondiente al talud de la quebrada de Sipaspucyo.  Sub hipótesis N° 2: Los resultados de los estudios de infiltración si afectaran en el análisis a evaluación del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo  Sub hipótesis N° 3: Las propiedades mecánicas de los suelos del talud influyen notablemente en la evaluación del factor de seguridad del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo  Sub hipótesis N° 4: Al modificar la topografía del talud correspondiente a la quebrada de Sipaspucyo se mejora el del factor de seguridad. Definición de variables. Variables independientes.  VI 1. Topografía 62 Descripción: La topografía es la ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de la superficie de la Tierra, con sus formas y detalles, tanto naturales como artificiales. Indicadores: Altitud (m), Longitud (m), Latitud (m)  VI 2. Estudios de Infiltración Descripción: La infiltración es el proceso por el cual el agua penetra desde la superficie del terreno hacia el suelo. En una primera etapa satisface la deficiencia de humedad del suelo en una zona cercana a la superficie, y posteriormente superado cierto nivel de humedad, pasa a formar parte del agua subterránea, saturando los espacios vacíos. Indicadores: Índice de infiltración (cm/seg)  VI 3. Propiedades mecánicas de los suelos. Descripción: Se definen como las propiedades del suelo relacionada con la reacción elástica y rígida del mismo al aplicársele una fuerza. Indicadores: Contenido de humedad (%), Granulometría de los suelos (%), Índice de plasticidad (%), Peso específico del suelo (gm/cm3), Angulo de fricción (°), Esfuerzos normales (kg/cm2), Esfuerzos cortantes (kg/cm2), Cohesión, Clasificación de los suelos. Variables dependientes.  VD 1. Factor de Seguridad Descripción: El coeficiente de seguridad (también conocido como factor de seguridad) es el cociente entre el valor calculado de la capacidad máxima de un sistema y el valor del requerimiento esperado real a que se verá sometido. Indicadores: 63 •FS min =1.5 • FS=1: equilibrio, tiende a la falla., • FS>1 : relativamente estable • FS<1 : inestable. 64 Cuadro de operación de variables. Tabla 5 : Cuadro de operacionalizacion de variables INSTRUMENTO TIPO NOMBRE DEFINICIÓN NIVEL INDICADOR UND. S  Altitud,  Cotas Metros Guías de Compuesta por el relieve de la zona con X1: Topografía  Coordenadas UTM  Norte, Este Metros observación de las características.  Pendiente  Inclinación. Grados sexagesimales Laboratorio. Es la capacidad de absorción que tienen Guías de X2: Estudios de  Coeficiente de los suelos para filtrar y retener el agua  Velocidad de infiltración. cm/hr. observación de infiltración del talud. Infiltración proveniente de las lluvias. Laboratorio.  Contenido de humedad Porcentaje.  Índice de plasticidad. Adimensional .  Peso específico del suelo tn/m3 X3: Propiedades Son propiedades físicas que caracterizan  Angulo de fricción grados sexagesimales. Guías de Mecánicas de los al sector en estudio, las cuales describen  Granulometría de los  Esfuerzos normales kPa. observación de Suelos. el comportamiento del suelos al aplicarle suelos  Esfuerzos cortantes kPa. Laboratorio. una fuerza.  Clasificación de los  Cohesión kPa. suelos Clasificación SUCCS Es el que toma en cuenta la tensión  Equilibrio.  FS min =1.5 Métodos de cortante disponible y la tensión cortante  Equilibrio que tiende a Y1: Factor de seguridad  FS=1 estabilización por al equilibrio, es decir la suma de todas las falla. Adimensional del talud.  FS>1.5 Bishop fuerzas actuantes en el plano.  Relativamente estable.  FS<1.5 Simplificado  Inestable Fuente: Elaboración propia DEPENDIENTE INDEPENDIENTE 65 CAPITULO III METODOLOGÍA 66 3 CAPITULO III. METODOLOGÍA Metodología de la investigación Enfoque de la investigación Según (Hernandez, Fernandez, & Baptista, 2010, pág. 105) de acuerdo al enfoque el tipo de Investigación es Tipo Cuantitativo. Por la razón de que los datos se acercan a la realidad de una manera objetiva y además que en su totalidad los datos son numéricos ya que los parámetros son medibles y además se comparan para dar la comprobación de las hipótesis. Nivel o alcance de la investigación Para (Roberto Hernandez Sampieri C. F., 2010, pág. 110), el nivel de investigación es Descriptivo – Correlacional. Se menciona descriptivo ya que especificamos las propiedades del suelo tal y como son en la realidad, sin alteraciones y se recolecta información verídica como es en la topografía, datos para la evaluación hidrológica y muestras reales de la zona para el estudio geotécnico. Lo de correlacionar corresponde a que sea realiza comparación de los resultados de la investigación. Método de la investigación Se emplea el método científico, porque se debe llegar a una conclusión a partir de una idea Método Hipotético – Deductivo. Ya que se aplica un tipo de lógica deductiva en base a criterio y juicios que planteamos en un reconocimiento de campo y luego de poder investigar realizamos una evaluación para la estabilización y con esto llegamos a la aprobación y desaprobación de nuestra hipótesis planteada con los resultados obtenidos de la comparación de los métodos de estabilización utilizados. (Hernández, 2014). 67 Diseño de la investigación Diseño metodológico El diseño es no experimental ya que no se manipula las variables como son las propiedades de los suelos, los datos topográficos que son característicos en el momento de realizar los ensayos y pruebas estas son características de la zona. Lo denominamos tran-seccional ya que la obtención de estos datos esta dado en un determinado momento describiendo las características en ese instante y luego de calcular para determinar nuestras variables las comparamos, es decir las correlacionamos para dar nuestras conclusiones. (Roberto Hernandez Sampieri C. F., 2010) 68 Diseño de ingeniería. Figura 27: Diseño de Ingeniería. Fuente: Elaboración propia 69 Población y muestra Población Descripción de la población. La población se constituye por un sector de la quebrada de Sipaspucyo del Distrito de Cusco, y esto se limita a estudiar las características del suelo del talud inestable. Según el determinado cuadrante establecido por las coordenadas UTM. Cuantificación de la población. La población cuantificada corresponde a las características de los suelos encontrada en un área aproximada de 33,902.128 m² . Muestra. Descripción de la muestra. La muestra que se toma es de tipo censal, ya que la zona de estudio está determinada por el sector de la quebrada y las muestras que se tiene se basa en la norma CE 0.20 Estabilización de suelos y taludes. Que indica que la evaluación de las muestras será para identificar  Las propiedades mecánicas de los suelos  El comportamiento geodinámica del área.  El flujo del agua.  La geometría del talud.  Topografía del entorno. Cuantificación de la muestra. Según los criterios de evaluación para la investigación se considera lo siguiente:  Para lo que corresponde la geometría del talud y la topografía del entorno se considera 01 estudio topográfico detallado del sector.  Para los estudios de infiltración dentro del sector se realizó 04 pruebas.  Para el estudio de las propiedades mecánicas de los suelos se realiza 06 calicatas o puntos.  Para determina una posible línea de falla se considera ensayos de penetración estándar en 06 puntos del talud. 70 Métodos de muestreo. El método es no probabilístico, ósea el muestreo será intencional o de conveniencia según el criterio del investigador, esto está tomado según el programa de investigación mínimo requerido para el estudio de mecánica de suelos de la norma NTP E 050 de Suelos y Cimentaciones, ya que se caracteriza por obtener las muestras representativas necesarias. Criterios de evaluación de muestra. Los criterios de evaluación se darán en función a la norma CE 0.20 Estabilización de suelos y taludes lo cual hace mención a la evaluación y métodos de ensayo de las muestras según la Norma Técnica Peruana para lo cual se realizará la siguiente toma de datos para los siguientes ensayos: Tabla 6: Cuadro de ensayos a desarrollarse para el análisis de la quebrada Sipaspucyo. ENSAYOS NORMATIVIDAD O MÉTODO Topografía Infiltración Método de Porchet Propiedades mecánicas de los suelos - Humedad MTC E 108 - 2000 - Granulometría MTC E 107 – 2000, ASTM D 422 MTC E 110 & E 111 – 2000, ASTM D 423 - Límites de consistencia & D 424 - Corte directo MTC E 107 – 2000, ASTM D 422 Descripción de procedimiento del fabricante - Ensayo Cono Sowers (Durgham Geo Slope Indicator) - Ensayo de Penetración ASTM D 1586 estándar (SPT). Fuente: Elaboración propia Criterios de inclusión Los criterios a tomar son los siguientes: - Las calicatas solo corresponden al sector de la Quebrada de Sipaspucyo. 71 - Las calicatas tienen una dimensión de 1.00m x 1.20m y con una profundidad mínima de 4.00m en suelos blandos y de 2.50m en terreno rocoso. - Se tomará los criterios de triangulación y las curvas de nivel para lo que corresponde a la topografía del sector y la geometría del talud. - Las ubicaciones de las calicatas solo están situadas en el sector inestable del talud de la quebrada de Sipaspucyo. - El estudio de suelos solo se limita a un área aproximada de 14,883.243 m² según los datos topográficos tomados. - Para las pruebas de Penetración Estándar se tomaron en la base del talud de manera que se pueda oscultar para determinar la línea de falla. 72 Instrumentos Instrumentos metodológicos o instrumentos de recolección de datos. Tabla 7: Formato N° 1 toma de datos para levantamiento topográfico FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA TESIS: QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. REALIZADO: Ubicación: Pagina: Fecha: Punto Norte (m) Este (m) Elevación (m) Descripción 1 2 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Fuente: Elaboración propia 73 Tabla 8: Formato N° 2 Ensayo de infiltración. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. ENSAYO DE PERMEABILIDAD - PORCHET (MINVU, 1996) Realizado Ensayo: por: Fecha: Ubicación: Calicata Radio ( R )= Cm Cápacidad de infiltracion(f): Altura (H)= Cm 𝑅 2 1 +𝑅 Superficie de infiltracion inicial: 𝑓 = ∗ ( ) 2 ∗ (𝑡2 − 𝑡1) 2 2+𝑅 𝑆 = ∗ 𝑅 ∗ (2 +𝑅) S = 0 Cm^2 Volumen Nivel Tiempo Tiempo f Infiltracion Infiltracion 2H+R (Cm) Infiltrado (Cm) (Min) (Seg) (Cm/s) (mm/hr.) (cm/hr.) (Cm^3/s) PROMEDIO GRÁFICA DE INFILTRACIÓN 2.5 0 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 Tiempo (min) Series1 Logarítmica (Series1) Fuente: Elaboración propia INFILTRACION (cm/hr.) 74 Tabla 9: Formato N° 3 Ensayo de contenido natural de humedad. UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. CONTENIDO DE HUMEDAD PARA MUESTRAS DE SUELO Realizado Ensayo: por: Fecha: Ubicación: Muestra N° N° de recipiente (gr.) Peso del recipiente (gr.) Peso del recip. + muestra húmeda (gr.) Peso del recip. + muestra seca (gr.) Peso del agua (gr.) Peso de la muestra seca (gr.) Contenido de humedad (%) PROMEDIO VALORES DE CONTENIDO DE HUMEDAD 2.5 0 0.00 0.00 0.00 PROMEDIO MUESTRA Fuente: Elaboración propia CONTENIDO DE HUMEDAD (%) 75 Tabla 10: Formato N° 4 Ensayo granulométrico UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO Realizado Ensayo: por: Fecha: Ubicación: MUESTRA : Codigo : Estrato : Peso de la Muestra: (gr.) CLASIFICACIÓN SUCS: inicial : PROF. (m.): desp de lavar : Abertura del Tamiz PesoP Reestoenido Peso Retenido Pasante Tamiizz mm.. Re(tgern)ido CCororrergeidgoi d(gor) % % 3" 76.20 0.00 2" 50.80 0.00 1" 25.40 0.00 3/4" 19.05 0.00 3/8" 9.53 0.00 1/4" 6.35 0.00 # 4 4.75 0.00 # 8 2.38 0.00 # 16 1.19 0.00 # 30 0.59 0.00 # 50 0.30 0.00 # 100 0.15 0.00 # 200 0.07 0.00 cazuela 0.0 0.00 0.00 100 D60 D30 D10 D60 0.000 0.000 0.000 100 60 90 0.000 0.000 0.000 0.000 60 80 0.000 0.000 0.000 0.000 0 0.000 0.000 0.000 0.000 60 70 0.000 0.000 0.000 D30 0.000 0.000 0.000 100 30 60 D60 0.000 0.000 0.000 0.000 30 50 0.000 0.000 0.000 0.000 0 0.000 0.000 0.000 0.000 30 40 0.000 0.000 0.000 D10 30 D30 0.000 0.000 0.000 100 10 0.000 0.000 0.000 0.000 10 20 0.000 0.000 0.000 0.000 0 0.000 10 10 D10 0 100.00 10.00 1.00 0.10 0.01 0.00 Diametro de los tamices (mm) D60 D30 D10 Cu Cc GRAVA ARENA FINOS VºBº Fuente: Elaboración propia % que pasa 76 Tabla 11 : Formato N° 5 Ensayo de límites de consistencia UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. LIMITES DE CONSISTENCIA Y CLASIFICACIÓN DE SUELOS POR EL MÉTODO SUCS Realizado Ensayo: por: Fecha: Ubicación: Calicata: Fuente: Elaboración propia 77 Tabla 12 : Formato N° 5 Ensayo de corte directo residual UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. ENSAYO DE CORTE DIRECTO RESIDUAL Realizado Ensayo: por: Fecha: Ubicación: Calicata: Muestra : Pozo : PROF. (m.): TIPO ----> Circular Carga (kgf) = A 1 2 30+A1*X +A2*X +A3*X Diametro = cm A0 = Area = cm2 A1 = Altura = cm Ensayo Nº A2 = Volumen = cm3 A3 = Peso = gr D: Lect. Lec. Lec. Deform. Area Carga Tot. Def. Def. carga carga Muestra S/muestra Vertical 2 div (X) kg mm cm Kpa 1.000 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 0 0.5 1 1.5 DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL CAMBIO DE VOLUMEN 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0 0.5 1 1.5 DEFORMACION UNITARIA Fuente: Elaboración propia Dh x 10-2 pulg. CARGA 78 Tabla 13 : Formato N° 6 Ensayo de cono Sowers UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. ENSAYO DE CONO SOWERS Realizado por: Ensayo: Fecha: Ubicación: Calicata: Cono T ipo Penetrómetro Sowers Peso de Martillo W (kg) Altura de Caída H (cm) Área de Punta A (cm2) Espesor de Hinca E (cm) Profundidad Numero de golpes del Cono Sowers 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.00 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.50 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.00 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.50 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.00 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.50 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4.00 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.50 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.00 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.50 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.00 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.50 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 7.00 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.50 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 8.00 8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.50 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 9.00 9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.50 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 ### 10 Fuente: Elaboración propia 79 Instrumentos de ingeniería. Para la toma de datos topográficos, el estudio de infiltración, como el estudio de mecánica de suelos y otros ensayos se usaron los siguientes instrumentos. Tabla 14 : Instrumentos de ingeniería para la toma de datos topográficos y de infiltración. PRUEBA O IMAGEN DE INSTRUMENTO ESPECIFICACIONES ENSAYO REFERENCIA Equipo de estación Trípode, estación total marca total. TOPCON ES-105 y prismas Instrumento para geo referenciar el GPS levantamiento topográfico. Libreta de Libreta para anotación del bosquejo, BM, topografía calicatas y ensayos realizados en campo Cámara Para el panel fotográfico 13Mpx Regla Instrumento de medición de 30cm Recipiente Para poder evitar la pérdida de agua por los cilíndrico hueco costados con diámetro de 25cm Instrumento de medición cronológica con cronometro medición de seg y micras de segundo. Instrumentos para la excavación de los Pico y pala agujeros. Fuente: Elaboración propia Infiltración Topografía 80 Tabla 15 : Instrumentos de ingeniería para la toma de datos en ensayos de contenido de humedad y granulometría. PRUEBA O INSTRUMENTO ESPECIFICACIONES IMAGEN DE REFERENCIA ENSAYO Estudio De Mecánica De Suelos Instrumentos necesarios para la Pico y pala excavación de los puntos de estudio Horno con capacidad de elevar la Horno eléctrico temperatura max de 110°C. Instrumento para el calcular el peso en Balanza electrónica gramos con sensitividad de 0.1g. Recipientes metálicos para poder Recipientes recepcionar las muestras. Juego de tamices de la malla 3", 2", 1½", Tamices 1", ¾", 3/8"), N° 4, N° 10, N° 20, N° 40, N° 60, N° 140 y N° 200. Balanza de medición de peso en kilos y Balanza electrónica con precisión de dos decimales. Recipientes metálicos para poder Recipientes recepcionar las muestras. Horno con control de temperatura Horno eléctrico adecuado. Fuente: Elaboración propia Granulometría Ensayo de Humedad Calicatas 81 Tabla 16 : Instrumentos de ingeniería para la toma de datos en ensayos de límites de consistencia y corte directo. PRUEBA O INSTRUMENTO ESPECIFICACIONES IMAGEN DE REFERENCIA ENSAYO Estudio De Mecánica De Suelos Instrumento calibrado para la Copa de casa grande determinación del número de golpes a revolución constante. Probeta gradada en mililitros para poder Probeta graduada agregar agua en cantidades graduadas Lamina de vidrio esmerilada para poder Lamina de vidrio realizar los rollos de arcilla para el límite plástico. Instrumento para el calcular el peso en Balanza electrónica gramos con sensibilidad de 0.1g. Horno con control de temperatura Horno eléctrico adecuado. Recipientes metálicos para poder Recipientes. recepcionar las muestras. Máquina para poder medir la Máquina de corte deformación que se produce en una directo muestra en función a esfuerzos normales y cizallantes. Instrumento de medición cronológica Cronometro con medición de seg y micras de segundo. Moldeador es para poder tallar la Molde muestra. Fuente: Elaboración propia Corte Directo Límites De Consistencia 82 Tabla 17 : Instrumentos de ingeniería para la toma de datos en ensayos de oscultación in situ con cono Sowers y SPT. PRUEBA O INSTRUMENTO ESPECIFICACIONES IMAGEN DE REFERENCIA ENSAYO Estudio De Mecánica De Suelos Con el objeto de llegar a mayores Instrumento de profundidades y obtener -a través de Ensayo Cono correlaciones- propiedades de Sowers resistencia mecánica, se han realizados ensayos con cono Sowers Con fines de determinación de parámetros de resistencia mecánica; in situ, en el lugar de emplazamiento de la estructura proyectada. El ensayo de penetración estándar o SPT (del Equipo de SPT inglés standard penetration test), es un tipo de prueba de penetración dinámica, empleada para ensayar terrenos en los que se quiere realizar un reconocimiento geotécnico. Fuente: Elaboración propia Procedimientos de recolección de datos. Levantamiento topográfico. a) Equipos utilizados  Estación Total Marca TOPCON ES-105  GPS marca GARMIN  Prisma y porta prisma  Radios de Comunicación  Trípode  Libreta de campo  Laptop para el procesamiento de datos Ensayo de Penetración Estándar Penetración Dinámica Ligera 83 b) Procedimiento Para poder llevar a cabo el levantamiento topográfico se realizó lo siguiente: 1. Se inició con el reconocimiento del terreno ubicando los posibles accesos, planificando como se iría avanzando en la toma de puntos teniendo en cuenta la visibilidad que tendría nuestra estación para coordinar los puntos de cambio. Figura 28 : Inicio de la toma de puntos para el levantamiento topográfico Fuente: Elaboración propia 2. Se inició el levantamiento poniendo nuestro BM o punto base al frente de nuestro talud (Quebrada de Sipaspucyo), luego se realizó la programación de la estación con otro punto de referencia. Figura 29 : Colocado de BM para el colocado de otro punto de referencia Fuente: Elaboración propia. 84 3. Se desplazaron los prismas a lo largo de la vía Cusco – Abancay tomando puntos en cada lado de la vía, después se continuó recorriendo el talud completamente, tomando los puntos en los sectores más representativos y con mayor ámbito de influencia, hasta poder ubicar el máximo puntos en el deslizamiento, en la parte inferior e intermedia también se tomó puntos de investigación. Figura 30 : Toma de puntos (mosqueo). Fuente: Elaboración propia. 4. Se continuo con el procesamiento de datos que se tomaron en la quebrada para mostrar un panorama digital la quebrada con el levantamiento topográfico y ubicar los puntos en donde se realizaron las ocultaciones y ensayos. 85 c) Toma de datos Tabla 18 : Toma de Datos, puntos 01 – 39 FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA TESIS: QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. Carlos Enrique Garcia Yepez REALIZADO: Shirley Zenaida Bustamante Corrido Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo, Distrito del Cusco Pagina: 1 Fecha: 17/12/2017 Punto Norte (m) Este (m) Elevación (m) Descripción 1 8502998.001 175623.975 3519.940 BM - 01 2 8503052.212 175594.809 3525.565 BM - 02 4 8503034.999 175656.979 3490.383 Riachuelo 6 8503032.995 175655.470 3490.244 Riachuelo 7 8503033.380 175665.122 3489.776 Riachuelo 8 8503031.753 175665.337 3489.977 Riachuelo 9 8503031.804 175655.068 3490.251 Riachuelo 10 8503041.300 175654.088 3500.068 Flanco Derecho Inferior 11 8503042.016 175666.809 3498.421 Cuerpo Principal 12 8503034.622 175651.624 3490.636 CALICATA N° 4 13 8503044.450 175648.781 3506.728 Flanco Derecho Superior 14 8503051.597 175667.180 3505.710 Cuerpo Principal 15 8503035.053 175663.406 3490.053 CALICATA N° 5 16 8503049.731 175644.060 3513.869 Talud rocoso 17 8503030.203 175679.947 3489.199 CALICATA N° 6 18 8503063.817 175668.779 3514.980 Flanco Derecho Inferior 19 8503065.358 175647.702 3528.545 Talud rocoso 20 8503070.040 175672.304 3520.317 Cuerpo Principal 21 8503061.859 175649.243 3525.845 Talud rocoso estable 22 8503038.024 175685.427 3494.888 Flanco Izquierdo 23 8503059.180 175649.527 3523.470 CALICATA N° 3 24 8503042.759 175682.957 3498.074 Flanco Izquierdo 25 8503068.212 175676.964 3518.599 CALICATA N° 2 Ensayo Porchet 26 8503049.090 175683.207 3502.803 Flanco Izquierdo 27 8503055.103 175685.058 3506.920 Flanco Izquierdo 28 8503073.168 175669.450 3523.047 Flanco Derecho Inferior 29 8503066.795 175657.459 3525.469 Arbol Flanco Derecho 30 8503060.605 175686.933 3510.674 Flanco Izquierdo 31 8503073.172 175669.471 3523.006 Flanco Derecho Inferior 32 8503061.255 175687.121 3511.189 Flanco Izquierdo 33 8503076.126 175669.870 3525.545 Muro de Contencion 34 8503065.995 175690.166 3515.053 Flanco Izquierdo 35 8503078.756 175678.747 3526.457 Muro de Contencion 36 8503070.397 175692.196 3518.402 Flanco Izquierdo 37 8503072.989 175669.830 3522.720 Flanco Derecho Inferior 38 8503073.386 175676.781 3522.666 Cuerpo Principal 39 8503072.486 175693.133 3520.524 Flanco Izquierdo Fuente: Elaboración propia. 86 Tabla 19 : Toma de Datos, puntos 41– 80 FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA TESIS: QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. Carlos Enrique Garcia Yepez REALIZADO: Shirley Zenaida Bustamante Corrido Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo, Distrito del Cusco Pagina: 2 Fecha: 17/12/2017 Punto Norte (m) Este (m) Elevación (m) Descripción 41 8503069.285 175676.396 3519.308 Cuerpo Principal 42 8503067.660 175669.368 3518.190 Flanco Derecho Inferior 43 8503076.427 175693.431 3522.861 Flanco Izquierdo 44 8503062.637 175666.173 3513.881 Flanco Derecho Inferior 45 8503062.181 175674.338 3513.916 Cuerpo Principal 46 8503078.731 175692.543 3524.161 Flanco Izquierdo 47 8503057.027 175664.507 3509.615 Flanco Derecho Inferior 48 8503058.867 175673.161 3511.786 Cuerpo Principal 50 8503081.041 175693.071 3525.979 Escarpe Principal 51 8503082.393 175689.776 3526.736 Escarpe Principal 52 8503081.894 175686.547 3527.633 Escarpe Principal 53 8503052.694 175662.526 3505.962 Flanco Derecho Inferior 54 8503051.724 175673.796 3506.718 Cuerpo Principal 55 8503046.976 175658.315 3501.991 Flanco Derecho Inferior 56 8503044.310 175674.728 3502.127 Cuerpo Principal 57 8503041.944 175657.747 3498.372 Flanco Derecho Inferior 58 8503038.838 175675.173 3498.212 Cuerpo Principal 59 8503037.219 175657.094 3494.470 Flanco Derecho Inferior 60 8503033.953 175678.546 3492.744 Base del Deslizamiento 61 8503072.005 175658.389 3528.745 Flanco Derecho Superior 62 8503075.634 175666.469 3528.938 Flanco Derecho Superior 63 8503037.193 175663.234 3493.063 Base del Deslizamiento 64 8503030.288 175677.030 3489.249 Riachuelo Flanco Derecho 65 8503077.565 175674.044 3529.191 Muro de Contencion 66 8503080.184 175682.249 3529.358 Escarpe Principal 68 8503081.892 175693.412 3530.286 Escarpe Principal 69 8503077.695 175695.818 3530.152 Escarpe Principal 70 8503034.780 175652.676 3490.500 Riachuelo Flanco Izquierdo 71 8503031.657 175651.288 3490.565 Riachuelo Flanco Derecho 72 8503033.667 175643.223 3490.792 Riachuelo Flanco Izquierdo 73 8503030.021 175644.803 3491.388 Riachuelo Flanco Derecho 74 8503068.782 175702.066 3521.632 Bosque de Talud Estable 75 8503031.656 175636.290 3491.545 Riachuelo Flanco Izquierdo 76 8503026.816 175635.958 3491.973 Riachuelo Flanco Derecho 77 8503065.225 175699.098 3518.292 Bosque de Talud Estable 78 8503025.879 175623.238 3492.587 Riachuelo Flanco Derecho 79 8503029.306 175624.961 3492.128 Riachuelo Flanco Izquierdo 80 8503062.996 175692.939 3517.163 CALICATA N° 1 Ensayo Porchet Fuente: Elaboración propia. 87 Tabla 20 : Toma de Datos, puntos 81 – 118 FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA TESIS: DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. Carlos Enrique Garcia Yepez REALIZADO: Shirley Zenaida Bustamante Corrido Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo, Distrito del Cusco Pagina: 3 Fecha: 17/12/2017 Punto Norte (m) Este (m) Elevación (m) Descripción 81 8503062.768 175688.180 3517.010 Flanco Izquierdo 82 8503028.649 175609.337 3493.699 Riachuelo Flanco Izquierdo 83 8503066.762 175691.893 3520.153 Flanco Izquierdo 84 8503010.497 175594.736 3494.534 Riachuelo Flanco Izquierdo 85 8503008.138 175596.393 3494.711 Riachuelo Flanco Derecho 86 8503070.521 175694.189 3523.308 LIM 87 8503008.611 175581.350 3497.464 Drenaje del Riachuelo 88 8503004.461 175582.697 3497.518 Drenaje del Riachuelo 89 8503072.762 175695.020 3525.814 Escarpe Principal 90 8503032.867 175630.191 3494.088 Talud Estable 91 8503023.309 175605.619 3495.333 Riachuelo Flanco Izquierdo 92 8503059.738 175692.288 3514.637 Bosque de Talud Estable 93 8503026.297 175601.165 3499.132 Talud Estable 94 8503036.989 175625.862 3499.823 Talud Estable 95 8503057.210 175686.750 3512.430 Escarpe Principal 96 8503029.143 175596.275 3503.430 Talud Estable 97 8503040.326 175621.545 3505.995 Talud Estable 98 8503032.744 175593.207 3508.207 Talud Estable 99 8503045.684 175615.687 3512.772 Talud Estable 100 8503031.867 175586.076 3512.388 Talud Estable 101 8503050.156 175617.043 3518.074 Talud Estable 102 8503054.525 175617.012 3521.981 Talud Estable 103 8503035.241 175581.609 3518.600 Talud Estable 104 8503053.100 175690.187 3508.891 Bosque de Talud Estable 105 8503056.860 175612.200 3525.992 Talud Estable 106 8503041.377 175578.571 3524.572 Talud Estable 107 8503050.846 175684.736 3507.221 Escarpe Principal 108 8503051.036 175591.822 3525.075 Cabeza de Talud Estable 109 8503033.934 175569.965 3523.827 Cabeza de Talud Estable 110 8503046.644 175684.136 3503.163 Escarpe Principal 111 8503034.066 175571.393 3523.728 Cabeza de Talud Estable 112 8503021.840 175558.610 3522.965 Cabeza de Talud Estable 113 8503045.878 175686.514 3501.206 Bosque de Talud Estable 114 8503015.213 175557.454 3521.739 Cabeza de Talud Estable 115 8503004.216 175554.475 3520.616 Cabeza de Talud Estable 116 8503043.360 175683.730 3499.732 Escarpe Principal 117 8502995.422 175558.139 3520.293 Cabeza de Talud Estable 118 8502988.346 175562.756 3520.402 Cabeza de Talud Estable Fuente: Elaboración propia. 88 Tabla 21 : Toma de Datos, puntos 119 – 156 FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA TESIS: DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. Carlos Enrique Garcia Yepez REALIZADO: Shirley Zenaida Bustamante Corrido Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo, Distrito del Cusco Pagina: 4 Fecha: 17/12/2017 Punto Norte (m) Este (m) Elevación (m) Descripción 119 8503043.836 175686.503 3498.599 Ensayo Infilttracion Porchet 120 8502980.837 175577.596 3520.407 Cabeza de Talud Estable 121 8502983.669 175570.821 3520.255 Cabeza de Talud Estable 122 8503040.686 175687.433 3495.940 Bosque de Talud Estable 123 8502984.927 175612.323 3520.158 Cabeza de Talud Estable 124 8502979.278 175588.782 3520.385 Cabeza de Talud Estable 125 8503039.995 175691.534 3493.727 Escarpe de Base de Talud 126 8502972.876 175625.769 3520.508 Borde de la Calzada 127 8502980.449 175615.103 3520.531 Borde de la Calzada 128 8502977.238 175597.466 3520.697 Borde de la Calzada 129 8502967.522 175598.635 3521.072 Borde de la Calzada 130 8502979.217 175576.715 3520.308 Borde de la Calzada 131 8502969.410 175576.064 3521.056 Borde de la Calzada 132 8502989.133 175559.208 3520.650 Borde de la Calzada 133 8502982.538 175552.587 3521.521 Borde de la Calzada 134 8503010.800 175549.977 3521.430 Borde de la Calzada 135 8503006.571 175540.730 3522.263 Borde de la Calzada 136 8503033.279 175543.348 3523.196 Borde de la Calzada 137 8503034.622 175555.130 3522.567 Borde de la Calzada 138 8503048.662 175573.898 3524.000 Borde de la Calzada 139 8503055.146 175589.099 3524.866 Borde de la Calzada 140 8503063.926 175585.250 3525.041 Borde de la Calzada 141 8503063.342 175617.831 3526.216 Borde de la Calzada 142 8503072.135 175613.902 3526.260 Borde de la Calzada 143 8503052.758 175660.468 3505.006 Flanco Derecho Inferior 144 8503068.967 175636.868 3527.066 Borde de la Calzada 145 8503050.490 175658.039 3504.622 Flanco Derecho Inferior 146 8503075.461 175660.394 3528.192 Borde de la Calzada 147 8503048.181 175656.060 3502.973 Flanco Derecho Inferior 148 8503081.208 175680.431 3529.051 Borde de la Calzada 149 8503089.563 175678.894 3529.139 Borde de la Calzada 150 8503085.742 175696.627 3529.653 Borde de la Calzada 151 8503093.827 175694.634 3529.822 Borde de la Calzada 152 8503045.174 175655.834 3501.504 Flanco Derecho Inferior 153 8503081.110 175696.795 3530.685 Poste de Alumbrado 154 8503043.064 175653.481 3502.487 Flanco Derecho Inferior 155 8503070.783 175657.139 3528.542 Poste de Alumbrado 156 8503089.310 175673.709 3529.387 Poste de Alumbrado Fuente: Elaboración propia. 89 Tabla 22 : Toma de Datos, puntos 157 – 194 FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA TESIS: DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. Carlos Enrique Garcia Yepez REALIZADO: Shirley Zenaida Bustamante Corrido Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo, Distrito del Cusco Pagina: 5 Fecha: 17/12/2017 Punto Norte (m) Este (m) Elevación (m) Descripción 157 8503068.600 175654.677 3528.479 Flanco Derecho Superior 158 8503079.576 175635.561 3528.080 Poste de Alumbrado 159 8503044.383 175652.037 3504.225 Flanco Derecho Inferior 160 8503058.734 175653.840 3521.085 Flanco Derecho Superior 161 8503059.957 175618.948 3526.243 Poste de Alumbrado 162 8503044.252 175650.020 3505.832 Flanco Derecho Superior 163 8503067.619 175593.306 3525.835 Poste de Alumbrado 164 8503047.920 175577.345 3524.304 Poste de Alumbrado 165 8503050.364 175647.861 3513.268 Flanco Derecho Superior 166 8503030.764 175562.456 3523.188 Poste de Alumbrado 167 8503012.291 175551.720 3521.237 Poste de Alumbrado 168 8502986.731 175564.819 3520.264 Poste de Alumbrado 169 8502978.704 175589.535 3520.141 Poste de Alumbrado 170 8502985.075 175629.248 3519.924 Poste de Alumbrado 171 8503113.757 175698.749 3550.089 Talud Estable Encima de la Via 172 8503127.872 175692.766 3565.013 Talud Estable Encima de la Via 173 8503108.708 175681.102 3549.136 Talud Estable Encima de la Via 174 8503122.116 175678.419 3568.334 Talud Estable Encima de la Via 175 8503119.709 175662.760 3571.495 Talud Estable Encima de la Via 176 8503101.459 175661.025 3548.961 Talud Estable Encima de la Via 177 8503120.395 175648.647 3573.199 Talud Estable Encima de la Via 178 8503101.625 175643.182 3551.520 Talud Estable Encima de la Via 179 8503121.353 175633.300 3570.754 Talud Estable Encima de la Via 180 8503097.749 175624.691 3552.341 Talud Estable Encima de la Via 181 8503115.150 175618.281 3567.771 Talud Estable Encima de la Via 182 8503094.820 175612.354 3549.869 Talud Estable Encima de la Via 183 8503108.927 175604.797 3564.306 Talud Estable Encima de la Via 184 8503090.070 175597.721 3547.864 Talud Estable Encima de la Via 185 8503098.982 175602.812 3554.432 Talud Estable Encima de la Via 186 8503085.162 175603.614 3542.016 Talud Estable Encima de la Via 187 8503100.134 175617.692 3553.658 Talud Estable Encima de la Via 188 8503089.532 175619.086 3543.419 Talud Estable Encima de la Via 189 8503099.874 175629.744 3554.320 Talud Estable Encima de la Via 190 8503090.628 175629.013 3542.673 Talud Estable Encima de la Via 191 8503103.697 175642.585 3553.348 Talud Estable Encima de la Via 192 8503095.103 175641.607 3544.822 Talud Estable Encima de la Via 193 8503086.361 175619.792 3540.543 Talud Estable Encima de la Via 194 8503081.043 175615.688 3534.823 Talud Estable Encima de la Via Fuente: Elaboración propia. 90 Tabla 23 : Toma de Datos, puntos 195 – 233 FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA TESIS: DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. Carlos Enrique Garcia Yepez REALIZADO: Shirley Zenaida Bustamante Corrido Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo, Distrito del Cusco Pagina: 6 Fecha: 17/12/2017 Punto Norte (m) Este (m) Elevación (m) Descripción 195 8503078.055 175603.311 3535.998 Talud Estable Encima de la Via 196 8503047.373 175584.826 3524.758 Carpa de Almacen 197 8503050.451 175583.582 3524.841 Carpa de Almacen 198 8503045.104 175581.774 3524.833 Carpa de Almacen 199 8503043.107 175578.758 3524.679 Carpa de Almacen 200 8503033.841 175568.756 3523.856 Carpa de Almacen 201 8502973.859 175545.747 3522.422 Viviendas 202 8502964.756 175574.550 3521.515 Poste de Alumbrado 203 8502964.246 175573.361 3521.303 Poste de Alumbrado 204 8502991.828 175731.576 3518.981 BM - 03 206 8503078.999 175705.038 3530.626 Bosque de Talud Estable 207 8503086.751 175725.738 3531.883 Bosque de Talud Estable 208 8503070.037 175707.049 3523.342 Bosque de Talud Estable 209 8503078.715 175728.151 3523.980 Bosque de Talud Estable 210 8503063.512 175706.315 3518.549 Bosque de Talud Estable 211 8503061.588 175709.421 3516.228 Bosque de Talud Estable 212 8503072.834 175730.648 3518.076 Bosque de Talud Estable 213 8503060.208 175711.887 3513.624 Bosque de Talud Estable 214 8503057.369 175713.973 3510.050 Bosque de Talud Estable 215 8503067.588 175731.067 3513.971 Bosque de Talud Estable 216 8503052.231 175721.397 3503.546 Bosque de Talud Estable 217 8503059.312 175731.323 3507.629 Bosque de Talud Estable 218 8503044.511 175723.382 3497.232 Bosque de Talud Estable 219 8503051.485 175735.322 3501.680 Bosque de Talud Estable 220 8503038.679 175723.553 3491.155 Bosque de Talud Estable 221 8503042.912 175735.861 3495.252 Bosque de Talud Estable 222 8503032.766 175725.516 3487.423 Bosque de Talud Estable 223 8503039.284 175735.250 3489.661 Bosque de Talud Estable 224 8503034.024 175736.267 3486.603 Bosque de Talud Estable 225 8503026.905 175725.806 3486.162 Riachuelo Flanco Derecho 226 8503029.934 175726.412 3485.945 Riachuelo Flanco Izquierdo 227 8503035.283 175720.693 3486.615 Riachuelo Flanco Izquierdo 228 8503030.642 175716.228 3486.483 Riachuelo Flanco Derecho 229 8503037.122 175710.376 3486.833 Riachuelo Flanco Izquierdo 230 8503034.377 175708.975 3487.124 Riachuelo Flanco Derecho 231 8503032.113 175700.158 3488.088 Riachuelo Flanco Derecho 232 8503039.180 175702.498 3487.351 Riachuelo Flanco Izquierdo 233 8503029.954 175692.481 3488.549 Riachuelo Flanco Derecho Fuente: Elaboración propia. 91 Tabla 24 : Toma de Datos, puntos 234 – 250 FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA TESIS: DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. Carlos Enrique Garcia Yepez REALIZADO: Shirley Zenaida Bustamante Corrido Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo, Distrito del Cusco Pagina: 7 Fecha: 17/12/2017 Punto Norte (m) Este (m) Elevación (m) Descripción 234 8503032.301 175688.718 3488.225 Riachuelo Flanco Izquierdo 235 8503038.433 175693.495 3490.246 Base de Talud Escarpado 236 8503040.923 175693.278 3493.314 Base de Talud Escarpado 237 8503038.801 175689.167 3494.477 Base de Talud Escarpado 238 8503036.692 175688.452 3493.380 Base de Talud Escarpado 239 8503035.489 175686.609 3493.502 Flanco Izquierdo 240 8503040.703 175684.841 3496.293 Flanco Izquierdo 241 8503033.545 175684.794 3493.638 Base de Talud Escarpado 242 8503033.874 175680.018 3493.292 Base de Talud Escarpado 243 8503038.953 175675.175 3498.216 Base de Talud Escarpado 244 8503034.602 175673.429 3493.792 Base de Talud Escarpado 245 8503040.425 175670.490 3498.034 Ensayo de Infiltacion 246 8503036.781 175667.685 3493.902 Base de Talud Escarpado 247 8503031.724 175666.378 3489.786 Riachuelo Flanco Derecho 248 8503034.524 175665.918 3489.786 Riachuelo Flanco Izquierdo 249 8503032.245 175673.308 3489.226 Riachuelo Flanco Izquierdo 250 8503030.416 175672.417 3489.390 Riachuelo Flanco Derecho Fuente: Elaboración propia. Estudio de infiltración. a) Equipos utilizados.  Pico.  Badilejo  Cinta métrica metálica  Tubo de 12 cm de diámetro.  Agua con colorante  Cronometro. 92  Formato N° 02 para toma de datos. b) Procedimiento. 1. Seleccionamos un sector representativo para realizar el ensayo y explanando este sector, humedeciendo el pequeño sector de manera que se encuentre regularmente saturado. Figura 31 : Ubicación e instalación del equipo de infiltración Fuente: Elaboración propia. 2. Se realizó la excavación de forma circular y para colocar el tubo que se usó para realizar el ensayo de infiltración y se toma profundidades variables en diferentes sectores de acuerdo a la facilidad con que se pueda realizar la excavación. Figura 32 : Excavación y colocación del tubo de ensayo Fuente: Elaboración propia. 93 3. Se colocó el tubo, junto a ello la cinta métrica para su medición y luego se llenó con agua y se tomó las medidas cuando el agua iba bajando de acuerdo a ciertos tiempos establecidos arbitrariamente de manera que se puedan tomar las alturas referenciales. Figura 33 : Colocación del tubo de ensayo y toma de datos (tiempo y altura) Fuente: Elaboración propia. 4. Luego de tomar los datos estos deben ser convertidos en caso del tiempo de minutos a segundos, el de la altura de centímetros a milímetros. 94 c) Toma de datos. Tabla 25: Toma de datos, ensayo de infiltración (ubicación 01) UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. ENSAYO DE PERMEABILIDAD - PORCHET (MINVU, 1996) Realizado Garcia Yepez, Carlos Enrique Ensayo: CALICATA 1 por: Bustamante Corrido, Shirley Zenaida Fecha: 19/12/2015 Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo Calicata 2 con cilindro Radio ( R )= 6 Cm Cápacidad de infiltracion(f): Altura (H)= 39.50 Cm 𝑅 2 1 +𝑅 Superficie de infiltracion inicial: 𝑓 = ∗ ( ) 2 ∗ (𝑡2 − 𝑡1) 2 2+𝑅 𝑆 = ∗ 𝑅 ∗ (2 +𝑅) S = 1602.21 Cm^2 Volumen Nivel Tiempo Tiempo f Infiltracion Infiltracion 2H+R (Cm) Infiltrado (Cm) (Min) (Seg) (Cm/s) (mm/hr.) (cm/hr.) (Cm^3/s) 39.50 0.00 0.000 85 0 0 37.10 0.50 30.000 80.2 9.0478 0.0058128 209.26 20.925987 35.25 1.00 60.000 76.5 3.4872 0.0047233 170.04 17.003799 33.76 1.50 90.000 73.52 1.8724 0.0039733 143.04 14.303975 32.40 2.00 120.000 70.8 1.2818 0.0037698 135.71 13.571452 30.50 3.00 180.000 67 1.1938 0.0027583 99.30 9.9299486 29.00 4.00 240.000 64 0.7069 0.0022905 82.46 8.2457165 25.80 8.00 480.000 57.6 0.7540 0.0013170 47.41 4.7412232 24.00 10.00 600.000 54 0.3393 0.0016135 58.08 5.8084669 21.70 15.00 900.000 49.4 0.2890 0.0008903 32.05 3.2052104 20.40 20.00 1200.000 46.8 0.1225 0.0005407 19.46 1.94642 18.60 25.00 1500.000 43.2 0.1357 0.0008004 28.82 2.8815375 16.50 30.00 1800.000 39 0.1319 0.0010228 36.82 3.6820386 15.00 35.00 2100.000 36 0.0808 0.0008004 28.82 2.8815375 14.00 40.00 2400.000 34 0.0471 0.0005716 20.58 2.0577029 PROMEDIO 2.1080 3.02E-03 79.4179 7.9418 GRÁFICA DE INFILTRACIÓN 25 20 15 10 y = -4.19ln(x) + 15.975 5 0 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 Tiempo (min) Series1 Logarítmica (Series1) Fuente: Elaboración propia. INFILTRACION (cm/hr.) 95 Tabla 26 : Toma de datos, ensayo de infiltración (ubicación 02) UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. ENSAYO DE PERMEABILIDAD - PORCHET (MINVU, 1996) Realizado Garcia Yepez, Carlos Enrique Ensayo: CALICATA 2 por: Bustamante Corrido, Shirley Zenaida Fecha: 07/12/2017 Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo Calicata 2 con cilindro Radio ( R )= 6 Cm Cápacidad de infiltracion(f): Altura (H)= 45.45 Cm 𝑅 2 1 +𝑅 Superficie de infiltracion inicial: 𝑓 = ∗ ( ) 2 ∗ (𝑡2 − 𝑡1) 2 2+𝑅 𝑆 = ∗ 𝑅 ∗ (2 +𝑅) S = 1826.594 Cm^2 Volumen Nivel Tiempo Tiempo f Infiltracion Infiltracion 2H+R (Cm) Infiltrado (Cm) (Min) (Seg) (Cm/s) (mm/hr.) (cm/hr.) (Cm^3/s) 45.45 0.00 0.000 96.9038218 0 0 44.30 0.50 30.000 94.6 4.3426 0.0024061 86.62 8.6621338 43.25 1.00 60.000 92.50740306 1.9722 0.0022369 80.53 8.0527686 42.44 1.50 90.000 90.87068641 1.0284 0.0017851 64.26 6.4264345 41.91 2.00 120.000 89.81777902 0.4962 0.0011655 41.96 4.1956298 40.23 3.50 210.000 86.45001341 0.9069 0.0012739 45.86 4.5859888 39.29 4.50 270.000 84.58327966 0.3910 0.0010915 39.29 3.9293568 37.63 7.00 420.000 81.25565316 0.4480 0.0008027 28.90 2.8898072 35.56 10.00 600.000 77.11346561 0.3904 0.0008720 31.39 3.1393488 33.64 15.00 900.000 73.27302482 0.2413 0.0005109 18.39 1.8390739 30.31 20.00 1200.000 66.62369171 0.3133 0.0009513 34.25 3.4247623 28.01 35.00 2100.000 62.02000095 0.1240 0.0002387 8.59 0.8592398 26.01 45.00 2700.000 58.02845286 0.0836 0.0003326 11.97 1.1974225 24.12 55.00 3300.000 54.23909813 0.0649 0.0003377 12.16 1.2155659 21.06 75.00 4500.000 48.12132029 0.0769 0.0002992 10.77 1.0770902 PROMEDIO 1.1352 1.35E-03 36.7819 3.6782 GRÁFICA DE INFILTRACIÓN 10 7.5 5 y = -1.504ln(x) + 6.7732 2.5 0 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 Tiempo (min) Series1 Logarítmica (Series1) Fuente: Elaboración propia. INFILTRACION (cm/hr.) 96 Tabla 27 : Toma de datos, ensayo de infiltración (ubicación 03) UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. ENSAYO DE PERMEABILIDAD - PORCHET (MINVU, 1996) Realizado Garcia Yepez, Carlos Enrique Ensayo: CALICATA 3 por: Bustamante Corrido, Shirley Zenaida Fecha: 07/12/2017 Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo Calicata 2 con cilindro Radio ( R )= 6 Cm Cápacidad de infiltracion(f): Altura (H)= 45.00 Cm 𝑅 2 1 +𝑅 Superficie de infiltracion inicial: 𝑓 = ∗ ( ) 2 ∗ (𝑡2 − 𝑡1) 2 2+𝑅 𝑆 = ∗ 𝑅 ∗ (2 +𝑅) S = 1809.55737 Cm^2 Volumen Nivel f Infiltracion Infiltracion Tiempo (Min) Tiempo (Seg) 2H+R (Cm) Infiltrado (Cm) (Cm/s) (mm/hr.) (cm/hr.) (Cm^3/s) 45.00 0.00 0.000 96 0 0 43.00 0.50 30.000 92 7.5398 0.0042560 153.21 15.3214612 41.50 1.00 60.000 89 2.8274 0.0033152 119.35 11.9347946 40.00 1.50 90.000 86 1.8850 0.0034289 123.44 12.3440665 38.60 2.00 120.000 83.2 1.3195 0.0033100 119.16 11.9159814 37.00 3.00 180.000 80 1.0053 0.0019610 70.60 7.05972837 35.00 5.00 300.000 76 0.7540 0.0012823 46.16 4.61639649 33.00 8.00 480.000 72 0.4712 0.0009011 32.44 3.24403328 32.25 10.00 600.000 70.5 0.1414 0.0005263 18.95 1.89480683 29.00 15.00 900.000 64 0.4084 0.0009673 34.82 3.48226655 27.00 20.00 1200.000 60 0.1885 0.0006454 23.23 2.32338676 25.50 25.00 1500.000 57 0.1131 0.0005129 18.47 1.8465586 24.00 30.00 1800.000 54 0.0942 0.0005407 19.46 1.94641997 22.00 40.00 2400.000 50 0.0942 0.0003848 13.85 1.38529874 20.50 50.00 3000.000 47 0.0565 0.0003094 11.14 1.11375727 PROMEDIO 1.8169 2.22E-03 57.4493 5.7449 GRÁFICA DE INFILTRACIÓN 17.5 15 12.5 10 7.5 5 y = -3.221ln(x) + 12.054 2.5 0 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 -2.5 Tiempo (min) Series1 Logarítmica (Series1) Fuente: Elaboración propia. INFILTRACION (cm/hr.) 97 Tabla 28 : Toma de Datos, Ensayo de Infiltración (ubicación 04) UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. ENSAYO DE PERMEABILIDAD - PORCHET (MINVU, 1996) Garcia Yepez, Carlos Enrique Ensayo: CALICATA 4 Realizado por: Bustamante Corrido, Shirley Zenaida Fecha: 07/12/2017 Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo Calicata 2 con cilindro Radio ( R )= 6 Cm Cápacidad de infiltracion(f): Altura (H)= 44.50 Cm 𝑅 2 1 +𝑅 Superficie de infiltracion inicial: 𝑓 = ∗ ( ) 2 ∗ (𝑡2 − 𝑡1) 2 2+𝑅 𝑆 = ∗ 𝑅 ∗ (2 +𝑅) S = 1790.707813 Cm^2 Volumen Nivel f Infiltracion Infiltracion Tiempo (Min) Tiempo (Seg) 2H+R (Cm) Infiltrado (Cm) (Cm/s) (mm/hr.) (cm/hr.) (Cm^3/s) 44.50 0.00 0.000 95 0 0 42.50 0.50 30.000 91 7.5398 0.0043017 154.86 15.48625863 40.85 1.00 60.000 87.7 3.1102 0.0036938 132.98 13.29753857 39.60 1.50 90.000 85.2 1.5708 0.0028920 104.11 10.4113676 38.65 2.00 120.000 83.3 0.8954 0.0022553 81.19 8.119038478 37.00 3.00 180.000 80 1.0367 0.0020211 72.76 7.27594461 35.00 5.00 300.000 76 0.7540 0.0012823 46.16 4.616396495 33.00 8.00 480.000 72 0.4712 0.0009011 32.44 3.244033276 32.30 10.00 600.000 70.6 0.1319 0.0004909 17.67 1.767237707 28.50 15.00 900.000 63 0.4775 0.0011390 41.00 4.100235052 27.00 20.00 1200.000 60 0.1414 0.0004879 17.56 1.75644591 25.50 25.00 1500.000 57 0.1131 0.0005129 18.47 1.846558598 24.00 30.00 1800.000 54 0.0942 0.0005407 19.46 1.946419966 22.00 40.00 2400.000 50 0.0942 0.0003848 13.85 1.38529874 20.50 50.00 3000.000 47 0.0565 0.0003094 11.14 1.113757267 PROMEDIO 1.7764 2.11E-03 54.5475 5.4548 GRÁFICA DE INFILTRACIÓN 17.5 15 12.5 10 7.5 5 y = -3.066ln(x) + 11.46 2.5 0 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 -2.5 Tiempo (min) Series1 Logarítmica (Series1) Fuente: Elaboración propia. INFILTRACION (cm/hr.) 98 Ensayo de humedad a) Equipos utilizados • Horno con control de temperatura adecuado • Balanza • Recipientes para humedad (aluminio) • Utensilios para manipulación de recipientes • Otros utensilios b) Procedimiento. De acuerdo a la Norma NTP 339.127 (ASTM D-2216). 1. Pesamos una cápsula de aluminio. Identificándola adecuadamente. Figura 34 : Pesado de los recipientes. Fuente: Elaboración propia. 99 2. Colocamos una muestra representativa de suelo húmedo en la cápsula, pesamos y anotamos el peso del recipiente más el del suelo húmedo. Figura 35: Colocado y pesado de la s muestras a ser ensayadas. Fuente: Elaboración propia. 3. Después de pesar la muestra húmeda más el recipiente, colocamos la muestra en el horno. Figura 36 : Colocación de la muestra para el secado en horno a temperatura constante (110° ± 5° C) Fuente: Elaboración propia. 100 4. El suelo debe secarse en el horno a una temperatura de 110 ± 5·C, en un período de horneado de 12 a 18 horas (durante la noche), hasta que la muestra se encuentra en estado de peso constante y dicho peso se registró como el del suelo seco más el del recipiente. Usando la misma balanza para todas las mediciones de peso. Figura 37 : Pesado de las muestras retiradas del horno Fuente: Elaboración propia. 101 c) Toma de datos. Tabla 29: Toma de Datos Ensayo de Humedad C-01 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. CONTENIDO DE HUMEDAD PARA MUESTRAS DE SUELO Realizado Garcia Yepez, Carlos Enrique Ensayo: CALICATA 1 por: Bustamante Corrido, Shirley Zenaida Fecha: 14/12/2017 Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo Muestra N° muestra 01 muestra 02 muestra 03 N° de recipiente (gr.) Peso del recipiente (gr.) 18.88 18.74 18.21 Peso del recip. + muestra húmeda (gr.) 59.64 71.04 69.84 Peso del recip. + muestra seca (gr.) 58.46 69.6 68.59 Peso del agua (gr.) Peso de la muestra seca (gr.) Contenido de humedad (%) PROMEDIO Fuente: Elaboración propia. Tabla 30: Toma de Datos Ensayo de Humedad C-02 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. CONTENIDO DE HUMEDAD PARA MUESTRAS DE SUELO Realizado Garcia Yepez, Carlos Enrique Ensayo: CALICATA 2 por: Bustamante Corrido, Shirley Zenaida Fecha: 14/12/2017 Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo Muestra N° muestra 01 muestra 02 muestra 03 N° de recipiente (gr.) Peso del recipiente (gr.) 18.42 10.5 9.24 Peso del recip. + muestra húmeda (gr.) 62.92 60.71 62.54 Peso del recip. + muestra seca (gr.) 57.22 52.87 55.36 Peso del agua (gr.) Peso de la muestra seca (gr.) Contenido de humedad (%) PROMEDIO Fuente: Elaboración propia. 102 Tabla 31 : Toma de Datos Ensayo de Humedad C-03 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. CONTENIDO DE HUMEDAD PARA MUESTRAS DE SUELO Realizado Garcia Yepez, Carlos Enrique Ensayo: CALICATA 3 por: Bustamante Corrido, Shirley Zenaida Fecha: 14/12/2017 Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo Muestra N° muestra 01 muestra 02 muestra 03 N° de recipiente (gr.) Peso del recipiente (gr.) 8.92 8.75 9.01 Peso del recip. + muestra húmeda (gr.) 54.30 76.63 71.45 Peso del recip. + muestra seca (gr.) 52.92 74.50 69.04 Peso del agua (gr.) Peso de la muestra seca (gr.) Contenido de humedad (%) PROMEDIO Fuente: Elaboración propia. Tabla 32 : Toma de Datos Ensayo de Humedad C-04 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. CONTENIDO DE HUMEDAD PARA MUESTRAS DE SUELO Realizado Garcia Yepez, Carlos Enrique Ensayo: CALICATA 4 por: Bustamante Corrido, Shirley Zenaida Fecha: 14/12/2017 Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo Muestra N° muestra 01 muestra 02 muestra 03 N° de recipiente (gr.) Peso del recipiente (gr.) 8.34 8.88 8.89 Peso del recip. + muestra húmeda (gr.) 57.15 71.88 69.7 Peso del recip. + muestra seca (gr.) 53.88 68.1 66.01 Peso del agua (gr.) Peso de la muestra seca (gr.) Contenido de humedad (%) PROMEDIO Fuente: Elaboración propia. 103 Tabla 33 : Toma de Datos Ensayo de Humedad C-05 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. CONTENIDO DE HUMEDAD PARA MUESTRAS DE SUELO Realizado Garcia Yepez, Carlos Enrique Ensayo: CALICATA 5 E-1 por: Bustamante Corrido, Shirley Zenaida Fecha: 14/12/2017 Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo Muestra N° muestra 01 muestra 02 muestra 03 N° de recipiente Peso del recipiente (gr.) 8.43 8.69 8.94 Peso del recip. + muestra húmeda (gr.) 60.14 66.52 69.70 Peso del recip. + muestra seca (gr.) 57.22 63.06 66.20 Peso del agua (gr.) Peso de la muestra seca (gr.) Contenido de humedad (%) PROMEDIO Fuente: Elaboración propia. Tabla 34 : Toma de Datos Ensayo de Humedad C-06 UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL TESIS: EVALUACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD DEL TALUD CORRESPONDIENTE A LA QUEBRADA DE SIPASPUCYO, EN FUNCIÓN A LA TOPOGRAFÍA, ESTUDIOS DE INFILTRACIÓN Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SUELOS. CONTENIDO DE HUMEDAD PARA MUESTRAS DE SUELO Realizado Garcia Yepez, Carlos Enrique Ensayo: CALICATA 6 por: Bustamante Corrido, Shirley Zenaida Fecha: 14/12/2017 Ubicación: Quebrada de Sipaspucyo Muestra N° muestra 01 muestra 02 muestra 03 N° de recipiente Peso del recipiente (gr.) 8.55 7.52 8.41 Peso del recip. + muestra húmeda (gr.) 40.62 48.77 41.69 Peso del recip. + muestra seca (gr.) 35.54 42.22 36.20 Peso del agua (gr.) Peso de la muestra seca (gr.) Contenido de humedad (%) PROMEDIO Fuente: Elaboración propia. 104 Ensayo de análisis granulométrico por tamizado. a) Equipos utilizados.  Juego de tamices para el estudio granulométrico de acuerdo a la NTP-339.128 - ASTM- D4318.  Balanza, con sensibilidad de 0.1% del peso de la muestra  Cepillo metálico  Recipientes de plástico para separar las muestras  Brocha para limpiar los restos de suelo en los tamices Muestra La cantidad de suelo ensayada fue lo más cercano a 1 kilogramo, entiéndase que el agregado grueso se mezcla con el agregado fino. b) Procedimiento 1. Obtención de una muestra representativa del material a ensayar, para la investigación se realizó el método del cuarteo, para luego pesarlas. Figura 38 : Obtención de muestra y pesaje. Fuente: Elaboración propia. 105 2. Lavamos del material a ensayar con agua potable a través de la malla Nº 200 con el fin de retirar las partículas finas que se encuentren impregnadas a las partículas más grandes. Figura 39 : Lavado de muestra y secado en el horno a temperatura constante (110° ± 5° C). Fuente: Elaboración propia. 3. Colocamos del material resultante del lavado en el horno por un periodo de 24 horas. Posterior a ello, volvimos a realizar el pesaje del material para conocer la cantidad de material perdido durante el lavado. Figura 40 : Pesado del material luego del lavado Fuente: Elaboración propia. 106 4. Se tamizo el material a través del juego de tamices ( 3", 2", 1", 3/4", 3/8", 1/4", Nº 4, Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50, Nº 100, Nº 200, cazuela), estos deben estar ordenados de forma descendente del tamaño de criba, para ello se movió los tamices de un lado a otro y recorriendo circunferencias de forma que la muestra se mantenga en movimiento sobre la malla. Debe comprobarse al desmontar los tamices que la operación está terminada; esto se sabe cuándo no pasa más del 1 % de la parte retenida al tamizar durante un minuto, operando cada tamiz individualmente. Las partículas apresadas en la malla, las separamos con un cepillo y reunimos con lo retenido en el tamiz. Figura 41 : Tamizada de las muestras. Fuente: Elaboración propia. 5. Pesar el material retenido en cada uno de los tamices. Figura 42 : Pesado del material retenido en cada tamiz Fuente: Elaboración propia. 107 6. Finalmente se calcularon los datos correspondientes a los pesos retenidos, porcentajes retenidos y porcentajes que pasan. Figura 43: Ordenamiento de partículas por tamaño. Fuente: Elaboración propia.