Maestría en Ingeniería - Geotécnia

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Parámetros de correlación para la estimación de la compactación de un material RAP a partir del penetrómetro de energía variable
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Paez Paez, Luis Rogelio; Murillo Feo, Carol Andrea
El aprovechamiento de materiales reciclados en infraestructura vial representa una estrategia prioritaria para reducir los impactos ambientales asociados a la explotación de agregados naturales. En este estudio se evaluó el comportamiento de un pavimento asfáltico reciclado (RAP) utilizando un penetrómetro de energía variable, con el fin de establecer correlaciones entre la resistencia dinámica en punta (qd1), el grado de compactación (ρd/ρd máx) y la resistencia mecánica determinada mediante el ensayo CBR. Igualmente, la investigación se desarrolló bajo tres condiciones de humedad (2%, 4,5% y 7%) y distintos niveles de energía de compactación. Los resultados evidenciaron tendencias lineales con altos coeficientes de determinación entre la resistencia dinámica en punta y los parámetros analizados. Con base en estas relaciones se formularon ecuaciones específicas para cada estado de humedad, así como un modelo integrado que permite estimar tanto el porcentaje de compactación como los valores de CBR en función de la resistencia en punta. Se concluye que el penetrómetro de energía variable constituye una alternativa eficiente y confiable para el control de calidad y la obtención de parámetros mecánicos, al permitir una estimación rápida y no destructiva. Asimismo, las correlaciones obtenidas evidenciaron un alto grado de ajuste estadístico, lo que respalda su aplicabilidad siempre que se emplee dentro de los rangos de humedad y energía considerados en este estudio. (Texto tomado de la fuente)
Determinación de la variabilidad espacial de la amenaza de deslizamientos inducidos por lluvia en modelación 3D a escala regional
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Torres Valverde, Tania Lorena; Rodríguez Pineda , Carlos Eduardo
Los deslizamientos de tierra constituyen uno de los peligros geológicos más relevantes, afectando ecosistemas, infraestructura y asentamientos humanos. Aunque existen diversas metodologías para evaluar la susceptibilidad a deslizamientos inducidos por lluvia, persiste una brecha en la implementación de enfoques probabilísticos que integren modelos de infiltración con suficiente realismo espacial a escala regional. Los modelos determinísticos siguen siendo herramientas esenciales para comprender la dinámica de los procesos de inestabilidad. TRIGRS permite simular la infiltración transitoria y el factor de seguridad en taludes infinitos, aunque su formulación unidimensional limita la representación de la complejidad topográfica y de los patrones espaciales de infiltración. Por su parte, Scoops3D ofrece un análisis tridimensional de la estabilidad, identificando superficies de falla más coherentes con la realidad geomecánica; sin embargo, requiere parámetros hidráulicos con alto grado de confiabilidad, especialmente en contextos donde la conductividad hidráulica presenta marcada variabilidad espacial y controla la generación de presiones de poro. En este marco, el presente estudio propone la herramienta integrada TRIGRS–SCOOPS–FOSM, que combina la representación transitoria de la infiltración con el análisis tridimensional de estabilidad mediante el método de Primer Orden–Segundo Momento, incorporando explícitamente la incertidumbre asociada a los parámetros hidráulicos. La metodología se aplica en la cuenca del río Sapuyes, en el departamento de Nariño (sur de Colombia), con el objetivo de evaluar la variabilidad espacial de la estabilidad de taludes inducida por lluvia y aportar información técnica para fortalecer la gestión del riesgo en regiones altamente susceptibles a movimientos en masa. (Texto tomado de la fuente)
Capacidad portante de cimentaciones superficiales en ladera
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Ferreira Borda, Ingrid Tatiana; Tapias Camacho, Mauricio Alberto; Geotechnical Engineering Knowledge and Innovation Genki
La determinación de la capacidad portante de cimentaciones superficiales en laderas representa una problemática importante ya que intervienen gran cantidad de factores, entre los que cabe mencionar la inclinación del talud, la influencia de los sismos, las condiciones del agua presente en la ladera, la geometría del terreno. El cálculo de esta capacidad de soporte del suelo realizado con la ecuación clásica de Terzaghi omite que en una ladera no hay terreno horizontal infinito, y aunque a lo largo de la historia se han creado factores de corrección para esa ecuación, la mayoría sólo modifican la formula incluyendo de alguna manera el ángulo de inclinación de la ladera y dejan de lado todo lo demás. En este trabajo se propone una metodología para estimar la capacidad portante en laderas mediante la determinación directa del esfuerzo último asociado a un mecanismo de falla. La formulación se desarrolla empleando el método del equilibrio límite y método del límite superior, permitiendo incorporar de manera explícita la geometría de la ladera, la presencia del agua y los efectos de las fuerzas pseudoestáticas. La metodología incluye un procedimiento sistemático de búsqueda del mecanismo crítico mediante la variación del ángulo inicial de la superficie de falla, identificando la configuración que produce el valor mínimo de esfuerzo último. Los resultados obtenidos evidencian que la capacidad portante en laderas es significativamente menor que la estimada mediante la formulación clásica para terreno horizontal. El método de límite superior proporciona valores más conservadores que el equilibrio límite, en concordancia con los fundamentos del análisis límite. La comparación con otros estudios realizados recientemente muestra tendencias similares, validando la metodología desarrollada, la cual constituye una alternativa racional para el análisis de cimentaciones superficiales en laderas, permitiendo una aproximación de cálculo más realista de la capacidad portante bajo condiciones geométricas y ambientales complejas. (Texto tomado de la fuente)
Desarrollo de curvas de serviciabilidad como herramienta para evaluar el deterioro del pavimento en un caso de vía concesionada en Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Niño Guzman, Laura Valentina; Beltrán Calvo, Gloria Inés; Agencia Nacional de Infraestructura (ANI); Grupo de Investigación en Geotecnia Gigun
El presente Trabajo Final de Maestría evalúa la evolución del deterioro funcional y superficial del pavimento en la Unidad Funcional 4 de la Concesión Alto Magdalena (Ruta Nacional 4509), mediante la construcción y análisis de curvas de serviciabilidad. La investigación integra los registros históricos de 15 campañas de auscultación semestral (2018-I a 2025-I) de los indicadores de desempeño: Índice de Regularidad Internacional (IRI), ahuellamiento, fisuras, baches y hundimientos. A partir de estos datos, se calculó el Índice de Serviciabilidad Presente (PSI) adaptando la metodología AASHTO (1993) y se segmentó el corredor en 11 sectores homogéneos según su comportamiento. Los resultados evidencian una discrepancia técnica entre el desempeño global y la integridad estructural localizada. Si bien el PSI promedio del corredor se mantiene en niveles de servicio “Bueno” a “Excelente” (PSI 4,1 en 2025), el análisis detallado reveló que este indicador no refleja las fallas críticas de seguridad existentes. Se identificó al año 2023 como un punto de inflexión en el deterioro, donde la efectividad del mantenimiento rutinario disminuyó frente a la fatiga del material. Específicamente, se demostró que los hundimientos constituyen la patología más severa (con profundidades de hasta 12 cm en puntos críticos), una condición que la ecuación tradicional del PSI no penaliza o no tiene en cuenta. Se concluye que, aunque la vía cumple contractualmente con los promedios de regularidad, existen tramos en alerta roja con posible inestabilidad geotécnica activa que requieren una intervención profunda. El estudio recomienda ajustar los modelos de gestión para incluir variables de penalización por deformación vertical y transitar de un esquema de conservación superficial a uno de rehabilitación focalizada en los sectores de vulnerabilidad identificados. (Texto tomado de la fuente)
Metodología para incluir los efectos de sitio en la evaluación de amenaza por deslizamientos a escala regional
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Quintero Pulgar, Luisa Fernanda; Rodríguez Pineda, Carlos Eduardo
Se propone una metodología para incluir los efectos de sitio en la evaluación de amenaza por deslizamientos a escala regional, asociados a la amplificación topográfica y la amplificación geológica dentro de la espacialización del detonante sísmico. El trabajo se realiza en las siguientes etapas: la estimación de aceleraciones esperadas corregidas por efectos de sitio (PGA corregida), la espacialización de la aceleración crítica, y la integración de estas dos variables para la evaluación de la amenaza por deslizamientos inducidos por sismo. La implementación de la metodología se realiza para el relieve del municipio de La Palma, Cundinamarca, mediante el uso de información geoespacial (DEM) y software de análisis en sistemas de información geográfica (QGIS). Como resultado y a partir de diferentes modelaciones realizadas, se definen los principios de aplicación de la metodología, y se establece un criterio de clasificación del grado de amenaza (muy alta, alta, media y baja) en función de la relación entre la aceleración crítica y la PGA corregida de la ladera. Se concluye que la metodología propuesta, basada en la corrección de PGA a través de la aplicación de modelos simplificados de amplificación topográfica (AFPS, 1995) y amplificación geológica (Pergalani, et al., 1999), así como en su respectiva comparación respecto a la aceleración crítica de las laderas a través de la metodología de Newmark, permite zonificar la amenaza de manera más precisa a escala regional y que, para los criterios de análisis adoptados, el espesor del estrato superficial y la frecuencia del evento sísmico asociado, son parámetros determinantes en los resultados. (Texto tomado de la fuente)
Influencia de la adición de cal en las propiedades físico - mecánicas y dinámicas de un suelo limoso estabilizado
(Universidad Nacional de Colombia, 2026-02-24) Camacho Olarte, Diego Andrés; Colmenares Montañez, Julio Esteban; Geotechnical Engineering Knowledge and Innovation Genki
Esta investigación evaluó el comportamiento físico-mecánico y dinámico de un suelo limoso proveniente de la vía que conecta el municipio de Chima con el municipio de Contratación, en Santander, mediante la adición de cal. El objetivo fue determinar el efecto de diferentes porcentajes de cal (3%, 6% y 9%) sobre el suelo estudiado, identificando el porcentaje óptimo que permita mejorar su resistencia y capacidad de soporte bajo condiciones estáticas y dinámicas. La metodología fue del tipo experimental e incluyó la caracterización físico-química y mineralógica del suelo natural mediante el análisis de 193 probetas con diferentes porcentajes de cal. Con estas probetas se realizaron ensayos de clasificación, resistencia a la compresión inconfinada, corte directo, consolidación, variación del pH, así como ensayos dinámicos como Bender Element, columna resonante y triaxial cíclico. Los resultados obtenidos mostraron una disminución significativa de la plasticidad y del potencial de expansión, así como una mejora en la resistencia, la cohesión aparente y el ángulo de resistencia al corte. Esto incrementa la capacidad de soporte, la rigidez, el módulo resiliente y el módulo de corte (G) del suelo limoso. Tras el análisis químico, se determinó que el porcentaje óptimo de cal es del 9%, siendo esta la alternativa que mejora el desempeño geotécnico del suelo estudiado. Por lo tanto, la estabilización con cal en suelos limosos con alto contenido de materia orgánica es viable, debido a la presencia de minerales reactivos que favorecen las reacciones puzolánicas del suelo. (Texto tomado de la fuente)
Comparación de metodologías de análisis de susceptibilidad por movimientos en masa aplicado en un área de la cuenca del río Bogotá
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Silva González, Paulo César; Avila Alvarez, Guillermo Eduardo
El presente trabajo desarrolla un análisis comparativo de metodologías aplicadas a la valoración de la susceptibilidad por procesos de remoción en masa en la cuenca alta del río San Cristóbal (Bogotá). El objetivo fue evaluar, bajo un mismo marco de referencia y condiciones homogéneas de información y escala (1:25.000), el comportamiento espacial y la capacidad predictiva de distintos enfoques de modelación. Se implementaron modelos estadísticos multivariados de carácter lineal (Regresión Logística y Análisis Discriminante Lineal), modelos de aprendizaje de máquina (K-Nearest Neighbors, Random Forest, XGBoost y LightGBM) y un modelo semi-cuantitativo multivariable tipo Mora–Vahrson (1994), basado en la ponderación estructurada de factores condicionantes y detonantes. Los modelos supervisados fueron evaluados mediante curvas ROC–AUC y métricas como precisión, sensibilidad y media armónica, mientras que el enfoque semi-cuantitativo fue analizado en términos de coherencia geomorfológica y correspondencia espacial con el inventario de eventos. Los resultados muestran que los modelos basados en árboles de decisión presentan el mejor desempeño predictivo y una mayor coherencia espacial en la delimitación de zonas de alta susceptibilidad. Los modelos lineales exhiben un comportamiento aceptable, aunque con menor capacidad para representar interacciones complejas entre variables, y KNN evidencia alta sensibilidad a la distribución local del inventario. El modelo Mora–Vahrson ofrece una zonificación conceptualmente consistente y técnicamente estructurada, aunque con menor capacidad de discriminación fina frente a los modelos calibrados estadísticamente. Las variables con mayor incidencia corresponden a la distancia a fallas, la distancia a redes hídricas, la geomorfología y la pendiente, factores que controlan de manera directa la dinámica hidrológica y estructural del terreno. La herramienta computacional desarrollada permitió integrar, comparar y validar los diferentes enfoques, constituyéndose en un apoyo técnico para la gestión del riesgo en cuencas con características similares. (Texto tomado de la fuente)
Comportamiento mecánico de un pilote tipo kelly, sometido a una prueba de carga estática utilizando la celda de carga osterberg (O-cell), mediante modelación numérica
(Universidad Nacional de Colombia, 2026-05-29) Cruz Rojas, Edwin Javier; Tapias Camacho , Mauricio Alberto; Geotechnical Engineering Knowledge and Innovation Genki
El objetivo de este trabajo final de maestría de profundización fue analizar y comparar el comportamiento de un pilote preexcavado tipo Kelly en los suelos de la Sabana de Bogotá D.C., sometido a una prueba de carga estática convencional y a una prueba de carga mediante una celda de carga Osterberg (O-cell), a través de modelación numérica mediante el método de los elementos finitos (FEM). El desarrollo del estudio se basó en la elaboración de un modelo geotécnico de un perfil de suelo ubicado en los depósitos lacustres de la Sabana de Bogotá. A partir de cálculos analíticos y de información obtenida de la literatura especializada, se determinaron los parámetros de resistencia por punta y por fricción, y se analizó el efecto del uso de la prueba de carga Osterberg (O-cell) mediante modelación numérica (FEM). Posteriormente, se compararon los comportamientos numéricos obtenidos a partir de la prueba de carga tipo Osterberg (O-cell) y de la prueba de carga convencional, lo que permitió calibrar un modelo geotécnico que se ajustó de manera más representativa a las interpretaciones numéricas de las pruebas de carga. Como resultado, se obtuvieron comparaciones entre los ensayos in situ y los resultados analíticos y numéricos, permitiendo una mejor comprensión del comportamiento real de los pilotes sometidos a cargas axiales, directamente asociado a las condiciones de suelo blando correspondientes a los depósitos lacustres de la ciudad de Bogotá. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación del envejecimiento a corto plazo generado en un asfalto colombiano modificado con polímero SBS durante el proceso de producción de la mezcla asfáltica en laboratorio
(Universidad Nacional de Colombia, 2026-05-29) Castillo Garcia, Juan Sebastian; Betancourt Cardozo, Ferney; Grupo de Investigación en Geotecnia Gigun
En este trabajo final de maestría se evaluaron los cambios físicos y fisicoquímicos que experimenta un asfalto base y asfalto modificado con polímero estireno-butadieno-estireno (SBS) en diferentes dosificaciones como consecuencia del envejecimiento a corto plazo (ECP). A partir del estudio de algunas de sus propiedades físicas y fisicoquímicas, se establecieron índices de envejecimiento orientados a cuantificar el efecto del ECP sobre el material. La investigación se realizó a partir a partir de modelos convencionales en laboratorio. Para el desarrollo experimental se seleccionó un asfalto 60-70 proveniente del Complejo Industrial de Barrancabermeja (CIB), así como agregados pétreos suministrados por la Compañía de Trabajos Urbanos (CTU), que certificó el cumplimiento de los requisitos para su uso en obra. El polímero fue suministrado por una empresa nacional (MPI) que provee al público asfaltos modificados, con el propósito de asegurar que el modificador empleado correspondiera a un insumo de uso habitual en la industria. En una primera etapa se determinaron algunas propiedades físicas y fisicoquímicas del asfalto base, que sirvieron como punto de referencia para el resto de la experimentación. Posteriormente, se optimizó el proceso de preparación del asfalto modificado y con apoyo de la metodología de las superficies de respuesta (MSR), se evaluaron algunas propiedades físicas del asfalto modificado en condición fresca y envejecida en laboratorio, variando el contenido de polímero (2.5%SBS, 5.0%SBS y 7.5%SBS) y la temperatura de fabricación (160°C, 175°C, 190°C). Se estableció que la condición óptima es 5.0%SBS preparado a 175°C. Una vez definidas las condiciones óptimas del asfalto modificado, se seleccionó una formulación representativa para cada nivel de dosificación y, en conjunto con los agregados pétreos, se aplicó nuevamente la metodología de las superficies de respuesta para comparar el diseño Marshall convencional con el enfoque basado en superficies de respuesta. Esta comparación permitió concluir que la MSR aporta una caracterización más integral para el estudio y análisis de mezclas asfálticas con asfaltos modificados. Se definió que la combinación óptima mediante esta metodología corresponde a 5,9% de SBS preparado a 175°C y 6,33% de asfalto en mezcla. Finalmente, el estudio de las propiedades fisicoquímicas se determinó mediante variación de índices por FTIR-ATR (Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy). El ECP se manifestó en el asfalto mediante cambios por endurecimiento físico y variaciones en la composición química. En términos generales, la tendencia de envejecimiento se evidenció en los índices estructurales asociados a la oxidación principalmente en aquellos donde se encuentras los grupos funcionales carbonilo, epóxido y sulfóxidos. (Texto tomado de la fuente)
Estudio del efecto del confinamiento lateral en la estabilidad de taludes
(Universidad Nacional de Colombia, 2026-05-27) Franco Botero, Santiago; Ávila Álvarez, Guillermo Eduardo; Modelación y análisis en geotecnia.
El análisis de estabilidad de taludes ha evolucionado desde métodos de equilibrio límite (LEM) hacia técnicas numéricas avanzadas, como el método de los elementos finitos (FEM). No obstante, por simplicidad, estos análisis se realizan comúnmente en dos dimensiones, lo que implica omitir el efecto del confinamiento lateral. Este trabajo evalúa la sensibilidad del factor de seguridad (FS) ante variaciones en el confinamiento lateral mediante modelación tridimensional con FEM, empleando el método de reducción de la resistencia (SRM). La metodología comprende tres fases: (i) análisis paramétrico sobre un modelo conceptual para evaluar el FS bajo distintas condiciones de confinamiento lateral representadas por coeficientes de empuje de tierras; (ii) retroanálisis de un deslizamiento real por variación de parámetros geotécnicos en modelos 2D y 3D; (iii) retroanálisis del mismo caso por variación del confinamiento lateral en el modelo 3D. Los resultados muestran que el FS es sensible al confinamiento lateral, pues varía de manera no lineal cuando cambian los coeficientes de presión de tierra desde Ka hasta Kp. Se encontró que el confinamiento puede variar la forma de la superficie de falla, pues bajo confinamiento insuficiente o excesivo, el mecanismo dominante deja de ser rotacional frontal y pasa a estar controlado por desequilibrios laterales. En el caso real analizado, los modelos 3D produjeron FS un 44% superior al 2D con los mismos parámetros, requiriéndose reducciones de c' y ∅’ para reproducir la falla. Adicionalmente, al aplicar la condición de empuje activo (Ka) como confinamiento lateral en el modelo 3D, se obtuvo un FS próximo a la unidad. En esta condición, el mecanismo de falla se desarrolló en los flancos del talud, siendo consistente con las observaciones de campo, donde el deslizamiento se originó en las zonas laterales del talud de estudio. (Texto tomado de la fuente)
Estudio de las propiedades hidráulicas y de retención de agua para una arena de origen aluvial estabilizada con un biopolímero
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-12-10) Castro Camargo, Andrés Felipe; Pineda Jaimes, Jorge Arturo; Geotechnical Engineering Knowledge and Innovation Genki
Este estudio experimental estudia la influencia de la Goma Xanthan (GX) sobre las propiedades hidráulicas y de retención de agua para una arena de origen aluvial. El estudio comparativo de la influencia del biopolímero se basó en seis (6) concentraciones másicas de Goma Xanthan (0.00%, 0.50%, 1.00%, 1.50%, 2.00% y 3.00%), revelando cambios sustanciales en el comportamiento del suelo. Además del enfoque principal en las propiedades hidráulicas y de retención de agua, se realizaron estudios complementarios centrados en las propiedades índice, micromorfología y el comportamiento mecánico, revelando interacciones significativas entre la arena y el respectivo biopolímero. Los resultados indican que la presencia de GX reduce significativamente los coeficientes de tanto en condiciones saturadas como no saturadas, con disminuciones de hasta tres órdenes de magnitud (𝟏𝟎^−𝟔 𝒎/𝒔 a 𝟏𝟎^−𝟗 𝒎/𝒔) en condiciones saturadas. La GX también incrementa la capacidad de retención de agua, elevando los contenidos gravimétricos de agua de saturación de 17.00% a 22.00% aproximadamente. Los valores de entrada de aire 𝑽𝑬𝑨 se elevaron entre 2 y 35 veces en comparación con la arena sin estabilizar, mientras que el contenido de agua residual aumentó de 0.03 a 0.07, según se encontró en las curvas de retención de agua. Los comportamientos encontrados infieren positivamente en el comportamiento mecánico del suelo. Una mayor retención de agua y una menor conductividad hidráulica promueven una cohesión verdadera aparente mediante la formación de una matriz polimérica que reduce la porosidad efectiva. Dicha matriz forma una compatibilidad directa entre el aumento en las propiedades de retención de agua y el aumento en la rigidez, como función del contenido de agua. En general, la matriz polimérica induce una estabilidad estructural, sugiriendo posibles aplicaciones de la GX como agente estabilizante de suelos al mejorar la resistencia al corte y a la erosión en condiciones de saturación parcial. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de materiales tipo RCD de Bogotá para diseñar losa de concreto en pavimento rígido
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Arevalo Rivera, Juan Pablo; Murillo Feo, Carol Andrea; Murillo Feo, Carol Andrea [0000249670]; Murillo Feo, Carol Andrea [0000-0001-9303-2869]; Murillo Feo, Carol Andrea [25646564000]
Los materiales tipo RCD, anteriormente conocidos como “escombros”, corresponden a los Residuos de Construcción y Demolición de estructuras de infraestructura civil, tal como lo establece la Resolución 0472 de 2017 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Se caracterizan por ser heterogéneos respecto a su composición dado que se pueden encontrar fragmentos de concreto, mampostería, cerámicas, ladrillo, vidrios, metales, mezcla asfáltica, PVC, entre otros; y además con variabilidad respecto los tamaños, formas y texturas. Este trabajo evalúa materiales RCD obtenidos en Bogotá para ser incorporados como material granular dentro de una mezcla de concreto hidráulico, teniendo en cuenta la variación de las propiedades físicas, de dureza, limpieza, durabilidad y geometría a medida que se combinan con agregados naturales en diferentes proporciones, 10%, 20% y 30%; tanto para la fracción fina (< 4.25 mm) como la fracción gruesa (> 4.25 mm). También se evalúan las propiedades mecánicas del diseño de mezcla para concreto hidráulico que se realice con cada proporción de RCD (resistencia a la compresión y a la flexión). La campaña experimental se ejecutó teniendo en cuenta los ensayos de laboratorio que contemplan las Especificaciones Técnicas 800-18 del Instituto de Desarrollo Urbano (IDU) y Artículo 500 del INVIAS y sus resultados se compararon con los requisitos máximos o mínimos que establece cada una de estas especificaciones dentro de diferentes propiedades. Así, se define si las combinaciones evaluadas cumplen o no con los requerimientos técnicos, y si son aceptables como para ser utilizados como agregado dentro de una mezcla para concreto hidráulico en un pavimento rígido. Se obtuvo como resultado que, la sustitución parcial de agregados RCD por materiales naturales en un concreto hidráulico tiende a afectar negativamente las propiedades de un agregado, así como el desempeño mecánico del diseño de mezcla; lo que concuerda con lo encontrado en la literatura revisada. Sin embargo, los resultados obtenidos para la fracción gruesa en los porcentajes de sustitución de 10% (AGR90+RCD10) y 20% (AGR80+20) cumplen con los requerimientos mínimos establecidos; y se define como 10% el porcentaje óptimo para trabajar dado que puede garantizar que el material cumpla con las especificaciones. Ahora, se puede considerar un mejoramiento en el tratamiento de los materiales reciclados desde el origen o desde la cantera con el fin de potenciar la calidad de estos materiales; aspectos como una etapa adicional en la clasificación y separación de elementos no deseables, o un proceso adicional de lavado retirando partículas disgregables y disminuyendo el porcentaje de materiales finos, el porcentaje de RCD a utilizar puede aumentar. (Texto tomado de la fuente)
Influencia de la rotación de los esfuerzos principales en las propiedades de arcillas con alto contenido de materia orgánica
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Lozano Ruiz, Yessica María; Colmenares Montañez, Julio Esteban; Tapias Camacho, Mauricio Alberto; Geotechnical Engineering Knowledge and Innovation Genki
En la práctica, el estudio del comportamiento mecánico de los suelos se realiza bajo la suposición de que es un material isotrópico y homogéneo, sin embargo, el suelo es un material creado por la naturaleza que es anisotrópico y no homogéneo, por lo tanto, es difícil entender su comportamiento. Esta anisotropía inherente es producto de su composición y procesos de formación, y tiene como consecuencia que el suelo tenga una dependencia direccional ante carga, es decir que tiene una respuesta diferente dependiendo de la dirección en que se aplique la carga, por lo anterior en el presente documento se presenta un estudio experimental de la influencia que tiene el cambio en la orientación de esfuerzos principales en las propiedades de resistencia de suelos arcillosos con alto contenido de materia orgánica como consecuencia de la anisotropía inherente del suelo. Se realizó una serie de ensayos Triaxiales variando la orientación de la muestra, en relación con el plano principal durante la consolidación unidimensional del suelo, con el fin de evaluar cómo influye la anisotropía en la resistencia a corte no drenado de los suelos: sobre muestras de materiales reconstituidos de caolín y muestras de caolín con 3 contenidos de materia orgánica diferentes. Se encontró que la rotación del esfuerzo principal tiene una mayor incidencia sobre la resistencia en el caolín con contenido de materia orgánica que en el caolín puro, evidenciando una reducción más marcada en la resistencia. Sin embargo, cuando el contenido de materia orgánica es muy elevado, el suelo tendió a comportarse de manera más isotrópica, de modo que la influencia de la anisotropía solo fue significativa hasta un cierto nivel de materia orgánica. (Texto tomado de la fuente).
Influencia del grado de meteorización en el comportamiento volumétrico de suelos alofánicos
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Castañeda Jaimes, Angela Marcela; Colmenares Montañez, Julio Esteban; Viveros Rosero, Livaniel; Castañeda Jaimes, Angela Marcela [0000000264772224]; Colmenares Montañez, Julio Esteban [0000000214850327]; Viveros Rosero, Livaniel [0000000229312097]; Castañeda Jaimes, Angela Marcela [Angela-Castaneda-9]; Colmenares Montañez, Julio Esteban [Julio-Colmenares-2]; Viveros Rosero, Livaniel [Livaniel-Viveros]; Geotechnical Engineering Knowledge and Innovation Genki
Evidencia experimental ha demostrado que el comportamiento mecánico de los suelos alofánicos no se explica adecuadamente con esquemas idealizados ni con clasificaciones típicas. En particular, la presencia de minerales “amorfos” y la evolución por meteorización modifican la fábrica y la estructura, condicionando su respuesta volumétrica bajo carga. Este estudio evaluó la influencia de la evolución química y mineralógica sobre el comportamiento volumétrico en un perfil de suelo en la localidad de Armenia–Quindío (Colombia). Se aplicaron técnicas de caracterización mineralógica y geoquímica (XRF, SEM-EDX y disolución selectiva) para establecer el grado de meteorización, complementando con propiedades índice. La respuesta mecánica se evaluó con ensayos de consolidación unidimensional en protocolos de carga lenta y rápida. Los resultados evidencian que la meteorización promueve el desarrollo de microporosidad, el aumento de la superficie específica y una redistribución de mesoporos hacia diámetros mayores. En términos volumétricos, los horizontes más meteorizados ofrecen mayor resistencia a la deformación en esfuerzos bajos gracias a su estructura, contrario al comportamiento de los menos meteorizados. No obstante, a esfuerzos elevados, los suelos más meteorizados experimentan una pérdida más súbita de resistencia. La compresibilidad secundaria aumenta de forma escalonada con el esfuerzo y el grado de meteorización; a bajos esfuerzos domina el colapso de contactos frágiles en suelos menos alterados, y a esfuerzos mayores se intensifica la fluencia en suelos muy meteorizados por deterioro estructural. Se concluye que integrar la caracterización químico–mineralógica con la respuesta mecánica no solo mejora la predicción del comportamiento del suelo, sino que permite identificar umbrales críticos de compresibilidad y pérdida de rigidez asociados a la meteorización, lo que aporta criterios prácticos para el diseño geotécnico. (Texto tomado de la fuente)
Influencia del proceso constructivo en el comportamiento mecánico de un pilote pre excavado en un suelo fluvio-lacustre de Bogotá usando elementos finitos
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Jiménez Santiago, César Felipe; Tapias Camacho, Mauricio Alberto; Geotechnical Engineering Knowledge and Innovation Genki
El procedimiento constructivo de pilotes genera cambios de esfuerzos en el suelo y, por ende, influye en el comportamiento de dicha cimentación. El objetivo de este trabajo fue determinar y analizar el comportamiento de un pilote pre excavado de concreto soportado con fluidos, en un suelo fluvio-lacustre de la ciudad de Bogotá al considerar su procedimiento constructivo y defectos asociados. Para ello, modelos de elementos finitos fueron realizados. Información del subsuelo y una prueba de carga bidireccional de referencia fueron utilizadas para calibrar un modelo numérico. Luego, los efectos/defectos constructivos del pilote fueron modelados en 110 casos de análisis. Las variables de estudio fueron: la excavación del pilote, el fluido de soporte usado, la limpieza defectuosa en la base del pilote y defectos en el concreto endurecido (concreto contaminado y disminución/aumento de una sección del pilote). Los casos de análisis permitieron cuantificar el comportamiento del pilote por medio de la capacidad de carga, la relación carga-desplazamiento, la transferencia de carga axial y de fricción unitaria. Efectos por excavación y la presencia de defectos en el concreto endurecido presentan mayor influencia en el comportamiento del pilote. Los resultados de capacidad relativa por punta y fuste del pilote mostraron que los efectos/defectos constructivos de pilotes pre excavados pueden ocasionar resistencias inferiores a las resistencias reducidas (o capacidades admisibles) normativas. Por ello, ábacos de capacidad relativa fueron realizados. Estos permiten ajustar el factor de reducción de resistencia o factor de seguridad por efectos/defectos constructivos para las condiciones específicas de estudio. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación del efecto del tipo de suelo y de la pendiente del terreno en la separación entre pilotes usados como elementos de contención de taludes
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Bernal Ramos, Leydy Tatiana; Ávila Álvarez, Guillermo Eduardo
Los pilotes empleados como sistemas de contención de taludes son ampliamente utilizados en el mundo y aun cuando existen modelos teóricos que buscan representar su comportamiento, los mismos requieren condiciones simplificadas y todavía se tiene incertidumbre respecto a múltiples aspectos de su comportamiento, en particular sobre la interacción suelo-pilote, y sobre los efectos que tienen en la separación entre pilotes variables como los cambios de material, los cambios de la pendiente, la presencia de agua y las restricciones en los desplazamientos. Esta investigación es la continuación de un trabajo final de maestría en geotecnia de la Universidad Nacional realizada por el estudiante Juan Sebastián Flórez (Flórez, 2024). La investigación consiste en la aplicación de un modelo de elementos finitos tridimensional orientado a evaluar la influencia de la variabilidad del material en profundidad y de la geometría del talud en el comportamiento de pilotes empleados como estructuras de contención. Para ello, se definieron variables independientes que permitieron la construcción del modelo inicial y, posteriormente, se establecieron etapas constructivas que posibilitaron el análisis de desplazamientos y esfuerzos en diferentes fases de la implementación de las estructuras. Los resultados obtenidos permitieron identificar los efectos derivados de incorporar variaciones en el modelo, tales como un material con mayor densidad y rigidez en profundidad, la inclusión un trasdós inclinado, la aplicación de sobrecarga, la incorporación de una viga cabezal o de un nivel freático; factores que fueron evaluados de manera independiente. Se identificaron variables que generan incrementos significativos en el desplazamiento de los pilotes, mientras que la respuesta de los esfuerzos se mantuvo coherente con los cálculos analíticos de referencia. Estos resultados se analizaron para separaciones equivalentes de dos, tres y cuatro veces el diámetro entre pilotes, así como para etapas constructivas que incluyen excavaciones hasta niveles de empotramiento de 85% y 70% de la longitud de los elementos. A partir del análisis, se presentan recomendaciones sobre la separación más conveniente de los pilotes y se hacen aportes sobre el comportamiento de los pilotes como elementos estructurales sometidos a fuerzas horizontales, los cuales pueden resultar de gran relevancia para su diseño en obras de estabilización de taludes. (Texto tomado de la fuente)
Aplicación de un modelo Random Forest en la evaluación de la susceptibilidad a deslizamientos bajo escenarios de cambio climático: un estudio de caso
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Durán Cáceres, Jehan Franco; Colmenares Montañez, Julio Esteban; Geotechnical Engineering Knowledge and Innovation Genki
La inestabilidad de laderas en los Andes colombianos se intensifica bajo el cambio climático, lo que exige cartografías de susceptibilidad con enfoque predictivo. En esta investigación se evaluó la susceptibilidad a deslizamientos en una zona conformada por los municipios de Quebradanegra y Útica (Cundinamarca) incorporando escenarios climáticos futuros. Se integraron 609 registros (303 deslizamientos y 306 pseudoausencias, es decir, puntos generados para representar áreas sin deslizamientos) sobre un área de 175 km^2, con predictores topográficos (elevación, pendiente y curvatura), climáticos (precipitación y temperatura, tanto históricas como proyecciones tomadas del modelo climático CNRM-CM6-1 del proyecto CMIP6, bajo el escenario SSP2–4.5 para 2050–2070) y geotécnicos (cohesión aparente y ángulo de resistencia al corte). Se entrenó un modelo Random Forest, aplicando técnicas de validación cruzada (k-fold), estimación interna del error (OOB) y validación espacial por bloques para garantizar robustez. El modelo alcanzó métricas de desempeño sobresalientes (AUC-ROC=0.98, F1=0.94, exactitud=0.95 y kappa=0.88), confirmadas mediante validación espacial (AUC=0.814 y OOB=0.96). La temperatura emergió como predictor dominante; en un análisis de sensibilidad, su exclusión redujo el desempeño del modelo (exactitud=0.80; F1=0.70; AUC=0.91). Los mapas proyectan un aumento del riesgo: las áreas clasificadas como “Alta” y “Muy alta” pasan del 41.4\% al 52.3\% del territorio (+10.9%), lo que implica una expansión hacia laderas medias y bajas. En conclusión, a escala regional, Random Forest ofrece predicciones robustas e interpretables, con variables climáticas dominando la señal espacial bajo SSP2–4.5. En síntesis, el modelo propuesto ofrece una base sólida para anticipar cambios en la distribución espacial del riesgo y respaldar decisiones estratégicas en ordenamiento territorial y reducción del riesgo. (Texto tomado de la fuente).
Dinámica de taludes inestables
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-12-14) Reinosa Guzmán, Juan Sebastián; Ávila Álvarez, Guillermo Eduardo
Este trabajo presenta una metodología para el análisis de la dinámica de taludes fallados, orientada a estimar su comportamiento en términos de desplazamiento, velocidad y aceleración. La propuesta se basa en un enfoque reológico, en el que la masa deslizada se representa como un sistema de tajadas interconectadas mediante modelos viscoelásticos, mientras que su interacción con la superficie de falla se modela mediante un esquema viscoplástico. La formulación empleada se fundamenta en el principio de trabajo y energía, lo que permite evaluar la evolución temporal del sistema ante distintas configuraciones geométricas —alturas de 10 m, 15 m y 20 m; e inclinaciones de 30°, 40° y 45°— así como frente a diferentes propiedades mecánicas del terreno, representadas mediante los parámetros de rigidez (E) y viscosidad (η). Se desarrollaron 60 simulaciones numéricas a partir de las cuales se estimaron la distancia de viaje, las velocidades máximas, las aceleraciones y la presión de impacto de la masa inestable. Los resultados fueron contrastados con relaciones teóricas y empíricas reportadas en la literatura (Yue, 2014; Moncayo & Ávila, 2022), evidenciando discrepancias cuya magnitud depende de la geometría del talud y de los parámetros reológicos adoptados. Además, se identificaron respuestas típicas de sistemas sobreamortiguados en escenarios de alta viscosidad, comportamiento que permite explicar tanto la geometría de las deformadas como la distribución interna de velocidades. El enfoque propuesto constituye una herramienta útil para la caracterización dinámica de masas inestables, con potencial aplicación en estudios de amenaza y riesgo geotécnico. (Texto tomado de la fuente).
Análisis geotécnico de la problemática de inclinaciones de edificios en la ciudad de Bogotá
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Gonzàlez Cuadros, Leidy Johana; Ávila Álvarez, Guillermo Eduardo
En la ciudad de Bogotá, los asentamientos diferenciales constituyen una problemática persistente que afecta la estabilidad estructural, la funcionalidad de las edificaciones, y la calidad de vida de sus habitantes. Con el fin de comprender sus causas, relaciones y consecuencias, esta investigación se orientó a la identificación, recopilación y análisis de información de 190 edificaciones con evidencias de asentamientos diferenciales, distribuidas en distintas zonas de la ciudad. La metodología integró análisis visual, consulta documental y procesamiento geoespacial mediante sistemas de información geográfica, lo que permitió georreferenciar los casos y contrastarlos con insumos técnicos como la zonificación geotécnica de la ciudad, la microzonificación sísmica y estudios recientes de subsidencia, con el fin de establecer patrones y posibles relaciones causales. Este enfoque, permitió identificar zonas de mayor concentración de afectaciones, así como patrones comunes de daños en las edificaciones analizadas, en función de características como la localización, la edad, el número de pisos o el sistema estructural. De esta manera, el estudio ofrece una visión integral de la problemática de la inclinación de las edificaciones en la ciudad y constituye una herramienta útil para la identificación de problemas que se han presentado en el pasado y para orientar mejoras en los procesos de diseño y construcción futuros. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de la durabilidad de las arenitas asfálticas de la mina Picalojo en Guaviare
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-12) Garzón Moreno, Luis Alejandro; Beltrán Calvo, Gloria Inés; Garzón Moreno, Luis Alejandro [0000000151823806]; Grupo de Investigación en Geotecnia Gigun
Este trabajo evalúa la durabilidad de las arenitas asfálticas naturales del yacimiento Picalojo, en el departamento del Guaviare, con el propósito de determinar su viabilidad de uso extensivo como material de construcción para capas de rodadura en vías terciarias de bajo tránsito. La evaluación de la durabilidad se centra en identificar cambios en las arenitas asfálticas y sus componentes, bajo tres escenarios: de referencia o material in situ, de largo plazo en pavimento en servicio y simulado bajo condiciones ambientales en el laboratorio. La metodología incluye, la caracterización física del componente bituminoso obtenido mediante separación por extracción, evaluando propiedades como penetración, ductilidad, punto de ablandamiento y gravedad específica y su variación con el tiempo y exposición a agentes ambientales, como indicadores de la durabilidad. Así mismo, incluye la caracterización petrográfica y mecánica de las arenas asfálticas, mediante ensayos de resistencia a la tracción indirecta y a la pérdida por desgaste en Máquina de Los Ángeles (Cántabro), evaluando los efectos del agua en las propiedades mecánicas. Los resultados muestran que, el desempeño mecánico de las arenas asfálticas tiende a incrementarse con el tiempo debido a cambios en el componente bituminoso y en procesos de cementación que provee en algunos casos el caolín presente en las arenitas asfálticas. También se encontró que, la ausencia de caolín en la matriz mineral aumenta considerablemente su vulnerabilidad a la humedad, comprometiendo la adhesión ligante-agregado bajo condiciones de saturación. Por el contrario, se evidenció que una mayor diversidad mineralógica mejora la estabilidad estructural y la adaptabilidad climática de la mezcla, optimizando la respuesta frente a cargas y entornos tropicales húmedos (Texto tomado de la fuente).

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