UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA

El presente trabajo de investigación titulado “Evaluación del potencial de colapso en suelos derivados de cenizas volcánicas en el distrito de Calana - Tacna 2021” tiene como propósito prevenir daños a futuras construcciones en la zona. La evaluación del potencial de deslizamientos de tierra por cenizas volcánicas en el barrio de Calana se basa en los pocos estudios realizados en esta zona de la ciudad.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Descripción del Problema

Identificación del Problema
Caracterización del Problema
Variables de Investigación

Formulación del Problema

Interrogante Principal
Interrogantes Específicos

Justificación e Importancia de la Investigación
Objetivos

Objetivo General
Objetivos Específicos

Hipótesis

Hipótesis General
Hipótesis Especifica

¿Cuál es el potencial de colapso del suelo derivado de cenizas volcánicas en el distrito de Calana? Determinar el potencial de colapso en suelos derivados de cenizas volcánicas en el distrito de Calana.

MARCO TEÓRICO

Antecedentes de la Investigación

En un estudio realizado en Colombia se concluye que: los suelos de cenizas volcánicas tienen una alta capacidad de retención, y esto se ve afectado por diversos procesos en los que los minerales arcillosos se deshidratan irreversiblemente por desecación. En un estudio realizado en Venezuela se concluye que las principales causas del colapso del suelo, según el autor, son el aumento del grado de saturación y la separación de los enlaces de las partículas del suelo.

Bases Teóricas

Granulometría
Densidad In-situ
Contenido de Humedad
Peso Específico de Finos
Peso Unitario Mínimo y Máximo de Suelos
Límite Líquido (LL)
Límite Plástico
Índice de Plasticidad
Sistema de Clasificación de Suelos (SUCS)
Análisis Químico en Suelos
Corte Directo
Características de los Suelos Colapsables
Tipos de suelos Colapsables
Método de Ensayo de Colapso

La imagen muestra la ubicación de la muestra en el equipo de corte directo. En la Figura 12, puede ver la diferencia en la proporción de huecos en el proceso de prueba de colapso en comparación con una carga aplicada específica.

Definición de Términos

Mecánica de Suelos
Densidad In-situ
Muestra Inalteradas
Suelo Colapsable
Ceniza Volcánica
Índice de Colapso
Potencial de Colapso

Estos depósitos no representan estratificación y se presentan como una masa homogénea y sin estructura, pero a cierta distancia debajo de la superficie el depósito aparece más compacto y con la textura de la toba del ejemplar.

MARCO METODOLÓGICO

Tipo y Nivel de la Investigación

Tipo de Investigación
Nivel de Investigación

Población y/o Muestra de Estudio
Operacionalización de Variables
Técnicas e Instrumentos para la Recolección de Datos

Recopilación de Datos
Puntos Tomados para la Excavación de Calicatas
Nivel Freático
Muestreo del Material y Procedimiento en Laboratorio
Parámetros Importantes de la Investigación

Procesamiento y Análisis de Datos

La Figura 14 muestra uno de los puntos donde se excavaron los pozos. Cada pozo fue descrito individualmente con el nombre del proyecto y la fecha de la excavación, como se muestra en la Figura 17. La figura muestra la colocación de las muestras en el horno, donde posteriormente se determinará el peso seco de las muestras. obtener muestras.

Con el peso seco de cada una de las muestras se realizaron los cálculos correspondientes como se muestra en la Figura 20, donde pudimos obtener el contenido de humedad indicado en porcentaje. La figura muestra el lavado de una muestra de uno de los huesos, que posteriormente será secado en el horno y finalmente tamizado. Mediante este ensayo se determinó la resistencia al corte de las muestras de suelo investigadas, sometidas a fatiga y/o esfuerzos, simulando las ya existentes en el propio terreno debido a la aplicación de determinadas cargas.

RESULTADOS

Ensayos Estándar

Densidad In-situ
Límites de Atterberg
Peso Específico de Finos
Peso Unitario Mínimo y Máximo de Suelos
Análisis Granulométrico
Clasificación de Suelos S.U.C.S
Análisis Químico

En esta prueba, el volumen desplazado se determinó eliminando el aire de las muestras, donde luego de las diferencias de peso correspondientes y los respectivos cálculos, se obtuvieron los pesos específicos como se indica en la Tabla 11. Como se muestra en la Tabla 12, para cada uno de los pocillos, las densidades máxima y mínima obtenidas, las cuales se obtuvieron del promedio de las densidades de 3 muestras para cada caso. Mediante esta prueba se determinó cuantitativamente la distribución de tamaño de las partículas del suelo, la cual se obtuvo mediante el uso de tamices, como se muestra en la Tabla 13.

Como se puede observar en la Tabla 14, con base en los datos obtenidos en granulometría, se encontró que las muestras en todos los puntos del estudio se clasifican como arena limosa (SM). La tabla muestra los datos obtenidos por granulometría, los cuales se utilizaron para determinar la clasificación de los suelos estudiados. En el Cuadro 16 se muestran los análisis de las concentraciones de sales solubles, sulfatos solubles y cloruros solubles en el suelo para los cuales se utilizaron las normas técnicas peruanas 339.177, respectivamente.

Ensayos Especiales

Corte Directo
Potencial de Colapso

Con nuestros esfuerzos cortantes y esfuerzos normales se procedió a calcular la cohesión así como el ángulo de fricción, cuyos resultados se presentan en la Tabla 19. Como se indica en la Tabla 20, los valores de cohesión resultantes se redujeron al saturar el dichas muestras, mientras que los valores del ángulo de fricción aumentaron ligeramente. Luego de determinar que se trata de suelo grumoso mediante análisis preliminares, se comparará la existencia de colapsabilidad con los resultados obtenidos de la prueba de colapsabilidad.

A partir de las lecturas obtenidas, se encontraron las relaciones de vacíos para una carga aplicada dada como se describe en la Tabla 22 y Tabla 23, así como en la fase de saturación de la muestra para la misma carga, la diferencia en vacíos, que se usó para la correspondiente Cálculos del potencial de colapso. Para calcular el potencial de colapso se utilizó la ecuación (13), y con datos de las tablas de relación de huecos se realizaron los cálculos correspondientes, cuyos resultados se presentan en la Tabla 24. Considerando los intervalos establecidos por la norma técnica E .050 para suelo y cimientos, el promedio de los resultados de las muestras analizadas mediante la prueba de colapso denota que el suelo es un suelo de colapso moderado.

DISCUSIÓN

Análisis de Resultados

Ensayos Estándar
Ensayos Especiales
Relación del Potencial de Colapso

En nuestra investigación se determinó que el potencial de colapso para una carga de 1 kg/cm2 es del 2.02% y para una carga de 2 kg/cm2 es del 1.948%, lo que también representa un terreno de colapso moderado. Asimismo, se detalla que el valor dado de potencial de colapso de 1.51% para nuestra segunda hipótesis específica propuesta es relativamente cercano a lo obtenido en este estudio. En la investigación denominada “Influencia del contenido de sales solubles totales en el potencial de colapso de limos arenosos en la institución educativa César Augusto Cohaila Tamayo del distrito de Ciudad Nueva”, la cual hace un contraste con lo obtenido en esta investigación se determina que la La relación existente entre el potencial de colapso y la densidad seca es una relación inversamente proporcional como se muestra en la Figura 32, así mismo la relación existente del contenido de sales solubles totales directamente proporcional al potencial de colapso se obtuvo como se muestra en la Figura 33.

Para nuestro estudio, como se ve en la Tabla 25, los porcentajes de potencial de colapso aumentan a medida que disminuye su densidad seca y ocurre el efecto contrario: aumenta la densidad seca. De la misma manera, se ha encontrado que la relación entre las sales solubles totales y el potencial de colapso, como se muestra en la Tabla 26, es directamente proporcional, lo que indica que la presencia de ciertas cantidades de sales nos proporcionará una referencia del grado de colapso que existe en el suelo que necesitan ser estudiados. Las densidades secas utilizadas para calcular el potencial de colapso fueron recalculadas por el laboratorio del geoproyecto Hi, pero la variación con respecto a las densidades secas iniciales es mínima.

Mejoramiento de Suelos Derivados de Ceniza Volcánica

Humidificación previa: esta técnica es la forma de mitigación más utilizada, ya que es eficaz a un costo razonable. El inconveniente de esta técnica es que, para que sea suficientemente eficaz, debe combinarse con otras medidas como la humectación controlada y la compactación.

Correlación de Variables

Confiabilidad del Instrumento
Validez del contenido del instrumento

Se obtuvo un valor superior a 0,8, lo que indica que los datos de los resultados de la variable dependiente son confiables. Para comprobar el grado de correlación global entre las variables se utiliza la prueba de Kaiser-Meyer Olkin (KMO). Esto nos permite evaluar el grado en que cada una de las variables es predecible de las demás. La medición de esta prueba varía entre 0 y 1, y cuanto mayor sea el valor obtenido, mayor será el grado de correlación de las variables.

Para las variables independientes y dependientes se obtuvieron los valores detallados en la Tabla 29 y Tabla 30. , Indica que el instrumento es válido. KMO (Medida de Kaiser-Meyer-Olkin), para la variable independiente, tiene un valor de 0.867, y al ser mayor a 0.500 se demuestra que el instrumento es válido.

Prueba de normalidad

Según el artículo 35 del Capítulo VI PROBLEMAS ESPECIALES DE CIMENTACIÓN, de la Norma Técnica E.050 “Suelos y Cimentaciones” del R.N.E. Se recomienda a los tesistas en futuras investigaciones que si existen indicios de que el área de estudio es potencialmente colapsable, se debe poner énfasis en el estudio del contenido de sales solubles y densidad seca de estos suelos, ya que con ello, como posiblemente se vea en este tesis, se puede deducir cuál puede ser el grado o gravedad del colapso. Se recomienda que la Municipalidad Distrital de Calana considere los resultados de esta tesis para tomar la decisión de reemplazar el suelo de futuras edificaciones en la zona cuando se presente un colapso moderado, siguiendo el procedimiento de remoción total del suelo antes del inicio de la construcción y sustituirlo por un relleno controlado, suficientemente compactado según norma.

Caracterización y evaluación del potencial de colapso de ceniza volcánica para fines de cimentación superficial en el distrito Alto de la Alianza - Tacna - 2020. Determinación de los parámetros de resistencia al esfuerzo cortante del puesto de salud de intiorco de la asociación de vivienda 28 de agosto - Ciudad Nueva - tacña. Influencia del contenido de sales solubles totales en el potencial de colapso de limos arenosos en la Institución Educativa Cesar Cohaila Tamayo Nº 42250 del distrito de Ciudad Nueva-Tacna [Tesis de título profesional, Universidad Privada de Tacna].

Determinación de las propiedades físico-mecánicas del suelo en la zona de Piedra Blanca - Asociación El Centinela, Distrito de Calana, Departamento de Tacna. Cuáles son las propiedades físicas y químicas definitorias de los suelos derivados de cenizas volcánicas en el distrito de Calana.