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In this paper, the application of a remote acquisition tool for sampling and measurement of discontinuities properties of rock masses, based on the interpretation of three-dimensional images, is evaluated. The applied method integrates a wide experimental plan in both, field and computer laboratory, to collect structural data such as orientation, persistence and spacing of discontinuities in a rock mass taken as a case study. Simultaneously, an intensive work of data collection in the field was carried out by conventional methodologies using compass and tape, for comparative purposes and statistical validation. The results allow to establish the advantages of using unconventional techniques, in terms of quality and quantity of information, as well as efficiency in terms of time spent for filed data collection. Through the semi-automatic analysis of three-dimensional images, geological mapping and objective characterization of discontinuities for geotechnical purposes were achieved, constituting a powerful tool with great potential for use in road and mining projects in Colombia., En este artículo, se evalúa la aplicación de una herramienta de adquisición remota para el muestreo y la medición de propiedades de las discontinuidades en macizos rocosos, basado en la toma e interpretación de imágenes tridimensionales. Metodológicamente, se integra un amplio plan experimental tanto en campo como en laboratorio computacional, para recopilar datos estructurales tales como la orientación, la persistencia y espaciamiento de discontinuidades presentes en un macizo rocoso tomado como caso de estudio. Paralelamente, se llevó a cabo un intenso trabajo de toma de datos en campo por metodologías convencionales de brújula y cinta, con fines comparativos y de validación estadística. Los resultados obtenidos permiten establecer las ventajas del uso de técnicas no convencionales, en términos de calidad y cantidad de información, así como de eficiencia en términos del tiempo requerido para el levantamiento de información en campo. Mediante el análisis semiautomático de imágenes tridimensionales se logró el mapeo geológico y la caracterización de discontinuidades para fines geotécnicos, constituyéndose en una herramienta poderosa con gran potencial de uso en proyectos viales y mineros en el medio colombiano.

Maintenance decisions of existing pavements are highly dependent on stiffness and deterioration conditions, throughout their operation. A methodology based on non-conventional fuzzy logic is proposed in this work to evaluate the structural, functional and deterioration conditions of pavements by Fuzzy Inference Systems (FIS). The developed systems, allowed representing expert knowledge and linguistic variables of subjective and qualitative nature, commonly used to describe the severity levels of deterioration, strength and stiffness; thus FIS can be involved into structural characterization of pavements. Analyses were conducted using a database obtained from field tests performed on several pavement systems of toll roads in Colombia. Information about layer thicknesses, magnitude and severity of structural distresses, parameters and indicators derived from deflection test and International Roughness Index measures (IRI) were used. Results were expressed linguistically to make easier the interpretation and understanding. Based on the high quality of results obtained, it seems reasonable to conclude that the proposed methodology could be used confidently for a pavement characterization and sectorization purposes, with low computational cost.

ResumenLas decisiones de conservación y la vida remanente de pavimentos en servicio, dependen en buena parte de la condición estructural que exhiben durante su operación. Con el ánimo de proveer una metodología que permita caracterizar el pavimento de manera rápida, con los niveles de detalle que se deseen, en este trabajo se plantean tres sistemas basados en la lógica difusa, para inferir la condición de rigidez y deterioro, así como las decisiones de conservación. Para esos fines, se utilizaron datos de auscultación no destructiva registrados en sistemas de pavimento de tres y cuatro capas, incluyendo estructuras tradicionales y estructuras invertidas (con capa de sub-base rigidizada). Las bases de datos incluyen información sobre magnitud y severidad de daños estructurales y parámetros e indicadores de rigidez, derivados de pruebas de deflexión por impacto. Los sistemas desarrollados, permitieron integrar directamente en la caracterización estructural de los pavimentos, tanto el conocimiento y criterios de expertos, como las variables de carácter subjetivo y cualitativo, que se utilizan comúnmente para describir los niveles de severidad del deterioro. Asimismo, permitieron expresar los resultados mediante palabras o adjetivos cuantificadores del lenguaje, facilitando su interpretación y comprensión. En virtud de los resultados alcanzados, resulta razonable concluir que los sistemas propuestos pueden utilizarse con confianza para evaluaciones rápidas y toma de decisiones a nivel global o detallado en corredores viales.AbstractThe remaining service life and maintenance decisions of existing pavements are highly dependent on stiffness and deterioration conditions throughout their operation. A non-conventional fuzzy logic based methodology is proposed in this work to address the stiffness-deterioration condition and conservation decisions, by means of three Fuzzy Inference Systems. Analysis were conducted using a database gathered from field tests performed on three and four layer pavement systems, that included traditional layer structuring and pavements having a subbase stiffer than their granular base. Information about layer thicknesses, magnitude and severity of structural distresses, and parameters and indicators derived from deflection testing by impulse load devices were used. The developed systems, allowed representing expert knowledge and linguistic variables of subjective and qualitative nature, commonly used to describe the severity levels of deterioration; thus they can be involved into structural characterization of pavements. Results were also expressed linguistically, to facilitate their interpretation and understanding. Based on the high quality of results obtained, it seems reasonable to conclude that the proposed systems could be used confidently for assessing and making decisions about pavement conservation, with low computational cost.

ilustraciones En el análisis de estabilidad cinemática en taludes en roca son varias las propuestas que se han perfeccionado, es el caso de los análisis con enfoque estadístico y probabilístico que permiten el estudio de la incertidumbre y variabilidad de los parámetros inherentes a la estabilidad como son la orientación de las discontinuidades y los parámetros de resistencia. La implementación de metodologías que presenten de forma gráfica la probabilidad de falla en taludes en roca no ha sido ampliamente desarrollada. En esta tesis se presenta una metodología para el cálculo de la probabilidad de falla con análisis de la variabilidad de orientación de discontinuidades y del ángulo de fricción de manera probabilística para diferentes mecanismos de falla en taludes en roca; con la aplicación de las funciones de densidad de probabilidad de variables se proyecta el cálculo de la probabilidad de falla mediante la probabilidad conjunta y la representación gráfica en 2D en herramientas normalmente usadas en el estudio de estabilidad cinemática como es la red estereográfica para los diferentes mecanismos de falla. Luego el análisis cinético de confiabilidad es presentado como complemento a la metodología con el cual se sugiere un tratamiento a través de probabilidad conjunta de variables específicas y la construcción de graficas 3D o volúmenes de probabilidad para cada mecanismo de falla a estudiar. Se desarrolla una herramienta de cálculo para este trabajo en lenguaje de programación Python en su aplicación PyCharm Community Edition y se implementa con datos de una mina a cielo abierto. (Texto tomado de la fuente) En el análisis de estabilidad cinemática en taludes en roca son varias las propuestas que se han perfeccionado, es el caso de los análisis con enfoque estadístico y probabilístico que permiten el estudio de la incertidumbre y variabilidad de los parámetros inherentes a la estabilidad como son la orientación de las discontinuidades y los parámetros de resistencia. La implementación de metodologías que presenten de forma gráfica la probabilidad de falla en taludes en roca no ha sido ampliamente desarrollada. En esta tesis se presenta una metodología para el cálculo de la probabilidad de falla con análisis de la variabilidad de orientación de discontinuidades y del ángulo de fricción de manera probabilística para diferentes mecanismos de falla en taludes en roca; con la aplicación de las funciones de densidad de probabilidad de variables se proyecta el cálculo de la probabilidad de falla mediante la probabilidad conjunta y la representación gráfica en 2D en herramientas normalmente usadas en el estudio de estabilidad cinemática como es la red estereográfica para los diferentes mecanismos de falla. Luego el análisis cinético de confiabilidad es presentado como complemento a la metodología con el cual se sugiere un tratamiento a través de probabilidad conjunta de variables específicas y la construcción de graficas 3D o volúmenes de probabilidad para cada mecanismo de falla a estudiar. Se desarrolla una herramienta de cálculo para este trabajo en lenguaje de programación Python en su aplicación PyCharm Community Edition y se implementa con datos de una mina a cielo abierto. Maestría Magíster en Ingeniería - Geotecnia Análisis de confiabilidad y riesgos asociados al entorno geotécnico

ilustraciones, gráficas, tablas La construcción de una perforación horizontal dirigida (PHD) tiene tres (3) etapas principales: la elaboración del túnel piloto, el ensanchamiento de la perforación al diámetro requerido y la instalación de la tubería. Las actividades mencionadas generan en el suelo esfuerzos y deformaciones en los cuales influye el efecto de arco, la profundidad de la cobertura del suelo sobre la PHD y la presión de los lodos de perforación. En el trabajo desarrollado para el análisis de la construcción de una PHD se emplea el programa de computador Plaxis 3D, el cual cuenta con un módulo para la evaluación de túneles, lo que facilita la idealización y la modelación de las PHD. Mediante este módulo el usuario de Plaxis puede analizar una secuencia de pasos de construcción que se repite a lo largo de la perforación en un número de secciones seleccionadas. Por medio de estos pasos se puede analizar la excavación y la estabilización de una PHD, mediante la eliminación secuencial de volúmenes de suelo y la aplicación de una presión estabilizante sobre las paredes de la excavación, las cuales representan el avance de la PHD y el empleo de los lodos de perforación respectivamente. Las evaluaciones realizadas se basan en nueve (9) modelos de análisis mediante elementos finitos en tres dimensiones (3D), los cuales combinan tres (3) arenas de diferente resistencia al corte (compacidad) y tres (3) magnitudes diferentes de la presión de lodos aplicada sobre las paredes de la PHD. Además, se evaluaron dos (2) variables geométricas: el diámetro, incluyendo el túnel piloto y (2) diámetros de ensanchamiento, y la profundidad de la PHD variable, empleando el eje de la perforación inclinado 8° con respecto a la horizontal. La influencia de estas variables y su relación con el efecto de arco es evaluada mediante el análisis de los desplazamientos verticales y horizontales, y de los esfuerzos verticales totales en la clave, la batea y la pared de la perforación. (Texto tomado de la fuente). The construction of a horizontal directional drilling (HDD) has three (3) main stages: the excavation of the pilot tunnel, the expansion of the drilling hole to the required diameter and the installation of the pipe. The mentioned activities generate stresses and deformations in the soil which are influenced by the arching effect, the depth of the soil cover above the HDD and the pressure of the drilling fluid (mud). In the present study, the Plaxis 3D computer program is used for the analysis of the construction of a HDD. Plaxis has a module for the evaluation of tunnels, which facilitates the idealization and modelling of the HDD. Using this module, the Plaxis user can analyse a sequence of construction steps that is repeated throughout the borehole in several selected sections. Through those steps of analysis, the excavation and stabilization of a HDD can be examined by means of the sequential removal of volumes of soil and the application of a stabilizing pressure on the walls of the excavation, which represent the advance of the HDD and the use of drilling mud respectively. The evaluations carried out here are based on nine (9) three-dimensional (3D) finite element analysis models, which combine three (3) sands of different shear strength (density) and three (3) different magnitudes of mud pressure applied on the walls of the PHD. In addition, two (2) geometric variables were evaluated: including the pilot tunnel diameter and (2) underreaming diameters, and a variable PHD depth, using the borehole axis tilted 8° below the horizontal. The influence of those variables and their relationship with the arching effect is evaluated by analysing the vertical and horizontal displacements, and the total vertical stresses in the crown, the invert and the springline (wall) of the drilling hole. Incluye anexos Maestría Magíster en Ingeniería - Geotecnia Modelación y análisis en geotecnia

ilustraciones, fotografías, gráficas, tablas Los agregados pétreos juegan un papel fundamental en el comportamiento de los pavimentos, ya que aportan en mayor medida la resistencia a los diferentes esfuerzos a los cuales son sometidos, y a su vez en volumen constituyen un porcentaje entre el 95% y 75% de los materiales utilizados para su fabricación. Por lo anterior mejorar las técnicas utilizadas para la caracterización de estos materiales naturales, es fundamental al momento de buscar el comportamiento optimo, antes los diferentes niveles de esfuerzos a los cuales son sometidos normalmente. En la práctica común la medición de parámetros importantes en el comportamiento de los pavimentos, como lo son la forma, la angularidad y la textura; se realizan a través de mecanismos indirectos, o de forma cualitativa a través de comparación visual con parámetros definidos. Con el objetivo de mejorar la medición de parámetros microestructurales y de forma de los agregados, se procedió mediante imágenes de agregados tomados mediante microscopio y técnicas de procesamiento de imágenes, a desarrollar procedimientos para la medición de los parámetros microestructurales y de forma susceptibles de cuantificación. Encontrando factible la medición de: área, perímetro, relación de radio, redondez, circularidad, solidez, forma y angularidad. (Texto tomado de la fuente). Stone aggregates play a fundamental role in the behavior of pavements, since they provide greater resistance to the different efforts to which they are subjected, and in turn, in volume, constitute a percentage between 95% and 75% of the materials. used for its manufacture. Therefore, improving the techniques used for the characterization of these natural materials is essential when seeking optimal behavior, before the different levels of stress to which they are normally subjected. In common practice, the measurement of important parameters in the behavior of pavements, such as shape, angularity and texture; they are performed through indirect mechanisms, or qualitatively through visual comparison with defined parameters. With the aim of improving the measurement of microstructural parameters and the shape of the aggregates, we proceeded by means of images taken by means of a microscope and image processing techniques, to develop procedures for the measurement of microstructural parameters and in a way that could be quantified. Finding feasible the measurement of: area, perimeter, radius ratio, roundness, circularity, solidity, shape and angularity. Incluye anexos Maestría Magíster en Ingeniería - Geotecnia Relaciones constitutivas de suelos, rocas y materiales afines

ilustraciones, gráficas, tablas El comportamiento cinemático de un talud rocoso esta supeditado de manera primaria a las propiedades geométricas de las discontinuidades en macizos rocosos de poca altura (alrededor a 100 metros de alto). Un método numérico que es capaz de simular estas propiedades es el de las redes de fracturas discretas (DFN). Los parámetros primarios que son necesarios para la modelación de una DFN son: dirección, tamaño, porcentaje de terminación e intensidad de las discontinuidades. En esta investigación, se explora qué tan susceptible es un modelo de DFN ante la presencia de datos que direccionalmente clasifican como discordantes, para esto fue necesario la elaboración de un código escrito en Matlab que permite estudiar estos datos utilizando criterios estadísticos, tomados de la estadística direccional en coordenadas esféricas. Adicionalmente se propone una metodología que plantea una manera de analizar e interpretar este tipo de información y de esta forma, poder evaluar el nivel de representación de las discontinuidades simuladas respecto a las condiciones que tienen las mismas in-situ para tres casos de estudio, utilizando un equipo de fotogrametría de corto alcance para la caracterización de las fracturas. Finalmente se proponen una serie de temas que pueden ser considerados en futuras investigaciones relacionadas con este tema de investigación. (Texto tomado de la fuente). The kinematic rock slope behavior is subject mainly to joint geometric properties in rock masses of low height (around 100mhigh). TheDiscrete FractureNetwork (DFN) is a numerical method that can simulate this kind of property. The primary properties that are necessary for modeling a DFN are the following: orientation, fracture length, termination percentage, and fracture intensity. This research, try to prove how sensitive is a DFN model when it has directional outlier data, because of this, it was necessary to write a code in Matlab that is able to study this data using statistical analysis of spherical data. Also, this research proposes a methodology based on how to handle this kind of information and in this way, evaluate how representative is the joint simulation respect to in-situ rock joint in three study cases, using close-range photogrammetric equipment. Finally, it is proposed a set of topics that could be considered in future research. Universidad Nacional de Colombia Incluye anexos Maestría Magíster en Ingeniería - Geotecnia Modelación y análisis en geotecnia

ilustraciones, fotografías, tablas En este trabajo, se estudian los cambios que sufren los agregados durante los procesos de producción industrial (voladura, reducción de tamaños con martillo hidráulico, y trituración primaria hasta terciaria), mediante técnicas petrográficas no convencionales como complemento a los análisis físico-mecánicos que se realizan tradicionalmente en la evaluación de materiales de construcción. Para esos fines, se seleccionaron tres fuentes de materiales pétreos cercanos a Bogotá como casos de estudio (canteras Une, El Cajón y Mosquera), se recopilaron muestras de materiales después de cada proceso productivo, se estableció la litología de cada fuente y se elaboraron muestras para análisis petrográficos y para determinar propiedades físico-mecánicas en laboratorio. Como resultado de este trabajo, se evidencian cambios en los materiales con el avance de las etapas de conminución, los cuales guardan alguna relación con el comportamiento mecánico: se encontraron cambios en la fábrica representados por rotura de los granos y fisuramiento; así mismo, variaciones en la proporción de clastos, matriz y poros, con tendencia a la disminución de la resistencia a la compresión simple ante el incremento de la matriz. Con la inspección bajo el microscopio también se logra confirmar que la litología y composición minera-lógica, asociadas a la génesis las fuentes, inciden en los cambios de los rasgos microestructurales y texturales de los materiales sometidos a los procesos productivos. Finalmente, se establece que los materiales pétreos pueden presentar un comportamiento físico-mecánico heterogéneo dentro de un mismo yacimiento en respuesta a los procesos industriales, siendo necesario una caracterización integral de estos para evaluar su desempeño. En esa dirección y conforme a las experiencias logradas, este trabajo aporta una metodología que permite involucrar los análisis petrográficos con las caracterizaciones rutinarias de laboratorio para materiales de carretera. (Texto tomado de la fuente) In this work, the changes suffered by the aggregates during industrial production processes (blasting, size reduction with hydraulic hammer, and primary to tertiary crushing) are studied, using non-conventional petrographic techniques, as a complement to the physical mechanical analyzes that are traditionally performed in the evaluation of building materials. For these purposes, three sources of materials near Bogota were selected as cases of study (Une, El Cajón and Mosquera quarries); samples of materials were collected after each production process; the lithology of each source was established, and samples were prepared for petrographic analysis and to determine physical-mechanical properties in the laboratory. As a result of this work, changes in the materials were evidenced with the advancement of the comminution stages, which are related in some way to the mechanical behavior: changes in the fabric, repre-sented by breakage of the grains and cracking, variations in the proportion of clasts, matrix, and pores, with a tendency to decrease the resistance to simple compression with the increase of the matrix. Inspections under the microscope also confirms that the lithology and mineralogical composition, associated with origin of the quarries, influence changes in the microstructural and textural features of the materials subjected to the production processes. Finally, it is observed that materials can present a heterogeneous physical-mechanical behavior within the same mine in response to industrial processes, requiring a more comprehensive characterization to evaluate their performance. In this sense and according to the experience achieved, this work provides a methodology that allows involving petrographic analyzes with routine laboratory characterizations for road materials. (Text taken from source) MinCiencias con código Hermes 25249 y Código QUIPU 201010024093 Estudios de geotecnia y geología para materiales pétreos Maestría Magíster en Ingeniería - Geotecnia La metodología usada en este trabajo se desarrolló mediante la búsqueda de información secundaria, la selección de fuentes de materiales como casos de estudio, la realización de trabajos de campo para recuperación de muestras, el diseño de la fase experimental en laboratorio, la preparación del material para ensayos y la respectiva caracterización física, geotécnica y petrográfica Relaciones constitutivas de suelos, rocas y materiales afines Los estudios y ensayos presentados en este trabajo se realizaron en los laboratorios de geotecnia y geociencias de la Universidad Nacional de Colombia

Ilustraciones Gráficas Tablas Fotografías ilustraciones, fotografías, gráficas, mapas, micrografías, tablas Se estudia la incidencia de la mineralogía de agregados pétreos sobre la adhesividad con el bitumen en mezclas asfálticas, considerando la utilidad que esta información puede proporcionar al campo ingenieril, para el uso óptimo de los materiales de construcción. El estudio incluye la caracterización física, mecánica y petrográfica de los agregados pétreos recolectados en tres fuentes diferentes de materiales para la construcción, y de mezclas asfálticas tipo MDC-19, fabricadas con éstos. Usando un mismo contenido de asfalto para todos los casos, se construyeron 57 especímenes de concretos asfálticos, tanto para la evaluación de su desempeño en etapa de diseño, como para su caracterización petrográfica, la cual se realizó sobre 18 secciones delgadas y 9 bloques pulidos. Los análisis detallados incluyeron técnicas de estereomicroscopía, difracción de rayos X y microscopía de luz transmitida. Así mismo, se realizó un análisis de adherencia detallado a partir de fotomicrografías tomadas a través del microscopio polarizador, lo cual permitió cuantificar el porcentaje y grado de cubrimiento de los agregados y sus minerales constituyentes, al interactuar con el asfalto. Adicionalmente, se apreciaron otras características del concreto, como la porosidad, la forma de los agregados, el contacto con el asfalto, la impregnación y textura del mastic. De este modo, se identificaron algunas relaciones e indicios de las características texturales más favorables, así como la presencia de minerales poco deseados en los agregados que impiden una buena interacción y adherencia con el asfalto. (Texto tomado de la fuente) The incidence of stone aggregate mineralogy on the adherence with bitumen in asphalt mixtures is studied here, considering the usefulness that this information can provide to the engineering field, for the optimal use of construction materials. The study includes the physical, mechanical and petrographic characterization of aggregates collected from three different material sources, and asphalt concretes prepared from MDC-19 mixtures. Using the same asphalt content, 57 concrete specimens were built to assess both their performance in the design stage, as for the petrographic characterization, carried out on 18 thin sections and 9 polished blocks. Analyzes included stereomicroscopy techniques, X-ray diffraction and transmitted light microscopy. Likewise, a detailed adherence analysis was carried out from photomicrographs taken through the polarizing microscope, which allowed to quantify the percentage and degree of coverage of aggregates and their constituent minerals, when interacting with the asphalt. Additionally, other fconcrete characteristics, such as porosity, aggregate shape, impregnations and mastic texture, were observed. In this way, some relationships and indications of the most, favorable textural characteristics were identified, as well as the presence of desired mineralogical contents for a good interaction and adherence within the mixture. Incluye anexo Maestría Magíster en Ingeniería - Geotecnia Relaciones constitutivas de suelos, rocas y materiales afines Análisis geotécnicos con base estudios petrográficos de mezclas asfálticas

En los últimos años, se ha incrementado notablemente la búsqueda de nuevos yacimientos de petróleo y gas a nivel mundial, debido a la constante demanda de fuentes de energía para el desarrollo industrial y el aumento de la población. Lo anterior implica la generación de un volumen importante de residuos sólidos de perforación petrolera en el futuro. Si bien la industria ha desarrollado muchos procesos y tecnologías para reducir al mínimo la generación de desechos y disponer de forma más segura y económica los residuos que se puedan generar, los volúmenes tienden a incrementarse. Por tal motivo, este trabajo final de maestría busca evaluar el aprovechamiento potencial de los ripios o cortes de perforación petrolera, aplicado al área de construcción de vías terciarias, planteando una opción económica para el mejoramiento de suelos de bajas características mecánicas en zonas apartadas del país y contribuyendo a la disminución del impacto ambiental de dichos residuos. En la investigación se utiliza material de cortes de perforación petrolera sometidos al tratamiento térmico mecánico (TCC) en forma de ceniza, como un agente de mejoramiento para suelos arcillosos de baja plasticidad, predominantes en la zona de La Primavera y Santa Rosalía en el departamento del Vichada. Adicionalmente, con base en la experiencia exitosa encontrada en otro trabajo final de maestría, se ha considerado la adición de Silicato de Sodio para mejorar las propiedades de la mezcla ceniza - Suelo. En el plan de ensayos, se consideró la caracterización básica de cada uno de los materiales empleados; así como la evaluación de resistencia y durabilidad de probetas compactadas y curadas a 0, 7 y 14 días, teniendo en cuenta las condiciones climáticas de humedad relativa y temperatura propias de la región, para encontrar la mezcla de mejor comportamiento mecánico. Abstract: In recent years, the search for new oil and gas deposits worldwide has increased, due to the high demand for energy sources needed by industrial development and population growth. The foregoing implies considering a significant volume of solid waste from oil and gas drilling in the future. However, in the last decade, the industry has developed many processes and technologies to minimize waste generation and to dispose them safely and economically. This work, exposes a potential use of drill cuttings applied to tertiary roads construction, proposing an economic option to improve soils of low mechanical characteristics in remote areas of the country, contributing to reduce environmental impacts of wastes. For that purpose, oil drilling cuttings subjected to mechanical heat treatment (TCC) were used as an improvement agent for low plasticity clayey soils found around the towns of La Primavera and Santa Rosalía, at the state of Vichada. Based on successful experiences of pararell investigations of this work, it has also been considered the addition of Sodium Silicate to improve some properties of Drilling Cuttings - Soil mixtures. In the experimental plan, basic characterization tests on each material used were conducted as well as strength and durability evaluation of compacted and cured samples at 0, 7 and 14 days, considering typical climate conditions of temperature and humidity in the region. Finally, an optimum combination of soil-silicate-cuttings is selected, in terms of mechanical behavior. Maestría

Aunque el desempeño de los concretos asfálticos usados en obras viales, suele depender del arreglo que logren los componentes, es decir a las partículas de agregado y los vacíos englobados dentro del ligante bituminoso, este aspecto no se evalúa dentro de los controles rutinarios de calidad. El objetivo principal de este trabajo final de maestría, es profundizar en el conocimiento de las características de la micro y macro estructura de mezclas asfálticas, utilizando herramientas petrográficas y de análisis de imagen. Se busca identificar aquellos aspectos asociados con la estructura interna, que puedan tener una incidencia desfavorable en el comportamiento a mediano y largo plazo en mezclas asfálticas compactadas. Para este estudio, se contó con microfotografías de secciones delgadas y bloques pulidos de concretos asfálticos, tomadas en una investigación previa. Se seleccionaron en total 40 imágenes tomadas sobre muestras en bloques pulidos de concretos asfálticos, las cuales se analizaron mediante el Software Motic 2.0, a nivel micro y macroscópicos. En el concreto se logró identificar aspectos como segregación, problemas de interacción entre agregado y asfalto evidenciados mediante falta de cubrimiento y adherencia, tamaño y distribución de vacíos con aire entre otros. Igualmente, en las cerca de 400 partículas de agregados observadas, se identificaron y cuantificaron aspectos relevantes, tales como tamaños de partículas, proporción de partículas alargadas, características de forma: esfericidad y redondez, textura superficial, angulosidad, porosidad y microfisuras. En cada caso, se definieron los criterios de medición más convenientes para comparación según las especificaciones que le corresponden. Las mediciones realizadas fueron consignadas en una base de datos que incluye cuatro de las imágenes más representativas para el proceso. Dentro de los resultados encontrados se pudo establecer que, para la mayoría de los casos, una imagen no es representativa de cada bloque pulido por lo que las mediciones no se pueden realizar de forma aislada, sino que se requiere considerar todas las microfotografías de una misma área. Uno de los aportes valiosos de este trabajo, es el avance hacia la determinación, cada vez más cuantitativa, de rasgos micro y macro estructurales de agregados y concretos asfálticos, considerados nocivos para su buen funcionamiento durante vida útil en una obra vial. Como producto final, se proporcionó una metodología que resume los pasos seguidos para el análisis de las imágenes de bloques pulidos; esta metodología puede seguirse con confianza para evaluaciones similares de concretos asfálticos y sus materiales constitutivos, tanto en procesos de producción de mezclas, de construcción durante obra o en evaluaciones de pavimentos en servicio. Abstract: Although the of the asphalt concrete performance used in road infrastructure, usuall y depends on the arrangement of the components achieve, it means the aggregated particles and the emptiness of the comprises within the bituminous binder, this aspect it is not evaluated in the ordinary quality control. The main objective of this Master’s final paper is to go deeper in the knowledge of the characteristics of the micro and macro structure of the asphalt mix, using petrography tools and the image analysis. It seeks to identify those aspects associated with the inner structure, which could ha ve unpromising impact in the behavior in medium and long term of the compacted asphalt mixes. For this study, we counted with micro - photography of thin sections and refined blocks of asphalt concretes, taken in a previous research. A total amount of 40 ima ges were selected, taken on samples of refined blocks, which were analyzed through the Motic 2.0 software, in a micro and macroscopic level. In the concrete we were able to identify aspects like segregation, interaction problems between the aggregated and the asphalt evinced for the lack of covering and adhesion, size and distribution of the emptiness with air among others. In the same way, in the almost 400 particles of aggregated observed, relevant aspects were identified and quantified, such as particl es size, amount of the extended particles, shape characteristics: sphericity and roundness, surface texture, angularity, porosity and micro cracks. In every case, the most convenient measure standards were defined for the comparison according to the belon ging instructions. The measures were recorded in a data base including four of the most representative images for the process. Within the found results it could be established that, for most cases, one image it is not representative for each refined block, for that reason the measures could not be done in an isolated way, but it is required to consider all the micro - photography of the same area. One of the most valuable contributions of this study is the progress towards the determination, even more quantit ative, of micro and macro characteristics of the aggregated and asphalt concretes, considered dangerous for its good performance during the lifetime in a road work. As a final product, it was given a methodology that resumes all the followed steps for the analysis of the images of the refined blocks; this methodology can be followed trustily for similar evaluations of asphalt concretes and its constitutive materials, as in mix production processes, construction of the work or evaluations about the asphalt in service. Maestría

Uno de los aspectos clave para prevenir la falla en taludes rocosos, es la definición de un modelo de análisis que represente de la mejor manera la alta variabilidad de las propiedades y características geológicas y geotécnicas de los macizos rocosos. Las aproximaciones convencionales basadas en la mecánica del continuo, no logran representar de manera adecuada la complejidad impuesta por esta variabilidad ni por la presencia de discontinuidades, que inducen movimientos como rotación, desplazamiento y desprendimiento de bloques. Para abordar estos dos problemas de discontinuidad y de variabilidad en taludes a nivel de banco en explotación minera a cielo abierto, en este trabajo se plantea una metodología de análisis, combinando aproximaciones basadas en elementos discretos con conceptos de confiabilidad y probabilidad. En el planteamiento metodológico de este trabajo, se contó con datos de un talud minero real, de modo que la metodología propuesta fuera validable a través de un caso de estudio. Los métodos de elementos discretos permitieron considerar la naturaleza discontinua de un macizo rocoso, modelado como un sistema de bloques; este método tiene en cuenta los cambios que sufren los contactos mientras los bloques interactúan ante alguna solicitación. En particular se seleccionó el análisis de deformaciones discontinuas (DDA), basado en el cálculo de desplazamientos a partir de ecuaciones de equilibrio. Con el ánimo de lograr mayor eficiencia en términos computacionales, se efectuó un análisis previo para seleccionar aquellas variables críticas o sensibles, mediante dos técnicas diferentes para efectos de validación: método central de diferencias finitas y Análisis de Componentes Principales (ACP). Estos análisis mostraron que la inclinación de talud, el buzamiento y la separación de la discontinuidad subparalela a la cara del talud seleccionado, tienen mayor influencia en los resultados de estabilidad. Por su parte, el análisis realizado con el método de los estimativos puntuales, permitió tener una aproximación de los niveles de confiabilidad, considerando el efecto de la incertidumbre asociada con la variabilidad de los parámetros de entrada, en los resultados de las modelaciones realizadas con DDA. Para este análisis se establecieron 8 combinaciones de los parámetros aleatorios identificados como de mayor sensibilidad en las modelaciones. Un paso muy importante, fue la definición de la función de comportamiento adecuada, la cual se estableció a partir de la velocidad de movimiento del talud en el evento de que se presente la falla durante la modelación con DDA. Finalmente con los valores de velocidad, se realizó el análisis de confiabilidad y se determinó una probabilidad de falla del talud estudiado. Maestría

Resumen A pesar de que en las últimas décadas, el gobierno colombiano a través del Ministerio de Transporte et al., (2006), IDU (2011) e INVIAS (2013), han venido desarrollando e implementando especificaciones técnicas y metodologías orientadas al mantenimiento, reparación y rehabilitación de las vías pavimentadas a nivel nacional y distrital; se advierte que estas medidas no han sido suficientes para contrarrestar las problemáticas asociadas a los pavimentos rígidos, entre las que se encuentra el agrietamiento del concreto. Para mitigar este tipo de problemáticas, a nivel internacional se ha promovido el estudio de diferentes métodos de autorreparación a través de la adición de cepas bacterianas, que favorezcan la precipitación de cristales de carbonato de calcio (CaCO3) como una posible alternativa para el relleno y sellado de fisuras en el concreto. En este trabajo se plantean dos objetivos esenciales: primero, realizar una aproximación al estado del arte sobre diferentes métodos que pueden permitir la “Autorreparación de fisuras en concreto rígido para pavimentos mediante la adición de bacterias bioprecipitadoras de carbonato de calcio”, como una posible alternativa para la reparación, mantenimiento y durabilidad de las estructuras de pavimento en concreto. En segundo lugar, se busca formular un diseño experimental que sirva como marco de referencia para realizar investigaciones sobre métodos biológicos de autorreparación de concreto en la Universidad Nacional de Colombia, factibles de aplicarse en nuestro medio. Para ello, inicialmente se realizó una revisión teórica y conceptual sobre los principales aspectos que intervienen en el proceso de autorreparación de fisuras en concreto mediante la adición de bacterias bioprecipitadoras de carbonato de calcio (CaCO3). Igualmente, se realizó una recopilación bibliográfica sobre diferentes artículos científicos que evalúan la efectividad de diferentes bacterias bioprecipitadoras de carbonato de calcio (CaCO3) en la autorreparación de fisuras, mediante pruebas de resistencia a la compresión, flexión y tracción, permeabilidad y absorción de agua. Con base en las experiencias previas, se planteó una propuesta de diseño experimental que incluyó: la selección de materiales y cepas bacterianas; diseño de mezcla, preparación de muestras con y sin adición de bacterias; realización de pruebas físicas, mecánicas y microscópicas, que permitan evaluar la eficiencia del método de autorreparación estudiado y aproximación de los costos para un eventual desarrollo de la propuesta “Diseño experimental sobre métodos biológicos de autorreparación del concreto”. Abstract. Over the last few decades, the Colombian government, through the ministry of transport et al, (2006), IDU (2011) e INVIAS (2013), have developed and implemented specific techniques and methodologies used for the repairing and upgrading of paved roads, both on national and district roads. It is noted that these measures have not been enough to counteract the problems associated with rigid pavements, including concrete cracking. To mitigate this type of problem, the study of different self-healing methods has been promoted internationally through the addition of bacterial strains, favoring the precipitation of calcium carbonate crystals (CaCO3) as a possible alternative for the filling and sealing cracks in concrete. In this study two essential objectives are propose: firstly, to make an approximation to the state of the art on different methods that will allow the "Self-healing of cracks in concrete on rigid pavement through the addition of bio-precipitating calcium carbonate bacteria", as a possible alternative for the repair, maintenance and durability of concrete pavement structures. Secondly, it is intended to formulate an experimental design that serves as a support point for research on biological methods of self-healing concrete at the National University of Colombia, feasible to be applied in our environment. For this, initially a theoretical and conceptual review was carried out on the principals aspects involved in the process of self-healing of cracks in concrete through the addition of bioprecipitating calcium carbonate (CaCO3) bacteria. Also, a bibliographical compilation was carried out on different scientific articles that evaluate the effectiveness of different bioprecipitating calcium carbonate (CaCO3) bacteria, in the self - healing of cracks, through tests of strength compression, flexure and traction, permeability and water absorption. Based on the previous experiences, a proposal of experimental design was proposed that includes the selection of materials and bacterial strains, the design of mixture, preparation of samples with and without addition of bacteria and physical, mechanical and microscopic tests that allow to evaluate the efficiency of the self-healing method studied. Maestría

En este trabajo final de maestría, se propone una metodología para la gestión de pavimentos flexibles en servicio, basada en los conceptos de la lógica difusa. Considerando que las decisiones de mantenimiento y conservación para un pavimento, están directamente relacionadas con su condición o estado estructural y funcional, se proponen sistemas de inferencia difusos (SID) que permiten evaluar la rigidez, deterioro, condición estructural y funcional del pavimento; con el propósito de recomendar estrategias de mantenimiento, conservación y rehabilitación. Los sistemas desarrollados se basaron en estructuras de pavimento convencionales con tres capas: subrasante, granulares y asfáltica. Para la evaluación de los modelos propuestos se emplearon datos de exploración no destructiva ejecutada en tres tramos de vías a concesionar en Colombia. Esta información incluyó mediciones de daños superficiales, deflectometría y mediciones del Índice de Regularidad Internacional (IRI). Con el fin de que los sistemas propuestos fueran representativos de la práctica en nuestro medio, los resultados se expresaron en términos lingüísticos, los cuales son de uso común en la evaluación de pavimentos. Los sistemas desarrollados permitieron representar el conocimiento experto y variables de naturaleza subjetiva, los cuales pueden ser empleados para una caracterización más completa de la condición estructural y funcional de pavimentos en servicio. Con base en los resultados obtenidos, se puede concluir que la Lógica Difusa puede ser empleada como una herramienta para optimizar el proceso de evaluación de condición de pavimentos, la determinación de sectores de comportamiento homogéneos y la toma de decisiones de mantenimiento y conservación, ya que permite la sistematización del conocimiento experto y de la práctica profesional. Abstract: This final work proposes a methodology for management of existing flexible pavement, based on Fuzzy Logic concepts. Considering that decision making processes, related to conservation and maintenance of existing pavements, are directly related to structural and functional condition, Fuzzy Inference Systems – FIS are proposed to evaluate stiffness, deterioration, structural condition and functional condition, in order to recommend maintenance, conservation and rehabilitation strategies. The developed system was based on conventional three layers pavement structures: subgrade, granular layers and asphalt concrete layer. To evaluate the proposed model, non-destructive test data along three sections of toll roads in Colombia was used. The information included measurements of surface damage, surface deflections and International Regularity Index (IRI). With the aim that the proposed systems were representative of the practice in our country, the results were expressed in linguistic terms of a subjective nature, which are commonly used in the pavement evaluation. The developed systems allowed representing expert knowledge and variables of subjective nature, so they can be used for further characterization of the structural and functional condition of flexible pavements. Based on the results obtained, it can be concluded that Fuzzy Logic can be used as an optimization tool for the pavement condition evaluation, the determination of homogeneous sectors and the decision making about maintenance and conservation strategies, since it allows the systematization of expert knowledge and professional practice. Maestría

En el presente trabajo se evaluaron las características hidráulicas de mezclas asfálticas abiertas, por medio de la interpretación de los parámetros eléctricos obtenidos del ensayo de espectroscopia de impedancia electroquímica EIS. La principal motivación para la realización del trabajo consistió en explorar nuevas herramientas de caracterización del comportamiento hidráulico de este tipo de materiales, ya que los métodos actuales son intuitivos en su mayoría y suponen las características de la estructura interna de las mezclas asfálticas. Para esos fines, se efectuó un amplio trabajo experimental que incluyó la elaboración de muestras de mezcla asfáltica preparada y compacta bajo condiciones controladas en laboratorio. Sobre estas muestras se realizaron pruebas de caracterización física, mecánica y de espectroscopia de impedancia electroquímica. La interpretación de los resultados de la técnica EIS con los ensayos de caracterización básica, proporcionó información acerca de la estructura interna de las mezclas asfálticas, lo que permitió conocer de manera más acertada aquellos parámetros que afectan la permeabilidad, tales como conectividad, contenido, tamaño y forma de los poros. Como resultado de los análisis, se demostró de manera exitosa, la relación existente entre el comportamiento eléctrico de las mezclas asfálticas con la capacidad que tienen para el drenaje; así mismo facilitó el reconocimiento de los parámetros que afectan la permeabilidad en un medio poroso, asociado a la estructura interna de las mezclas asfálticas. En conclusión, la técnica de espectroscopia de impedancia electroquímica mostró ser una herramienta útil y con un gran potencial de aplicación para evaluar el comportamiento hidráulico de mezclas asfálticas abiertas durante procesos de diseño y producción de mezclas, que incluso, promete ser útil para controlar la eficiencia del drenaje durante la vida útil en los llamados pavimentos drenantes. Abstract. In the present work the hydraulic characteristics of open asphalt mixtures were evaluated through the interpretation of the electrical parameters obtained from the EIS electrochemical impedance spectroscopy test. The motivation of the work was to explore new tools to characterize the hydraulic behavior of this type of material, since most of the current methods are intuitive and often assume the characteristics of the internal structure of the asphalt mixtures. For these purposes, extensive experimental work was carried out, including the preparation of samples from prepared and compacted asphalt mixtures under controlled conditions in the laboratory. On these samples, physical, mechanical and electrochemical impedance spectroscopy tests were carried out. The interpretation of the results of the EIS technique with the basic characterization tests provided information about the internal structure of the asphalt mixtures, which allowed to know more correctly those parameters that affect the permeability, such as connectivity, content, size and shape of the pores. As a result of the analyzes, the relationship between the electric behavior of the asphalt mixtures and the capacity of the drainage system was successfully demonstrated; Also facilitated the recognition of the parameters that affect the permeability in a porous medium, associated with the internal structure of the asphalt mixtures. In conclusion, the technique of EIS has proved to be a useful tool with a great potential application to evaluate the hydraulic behavior of open asphalt mixtures during design and production processes of mixtures, which even promises to be useful to control the efficiency of the drainage during the useful life in the calls draining floors. Maestría

El cambio climático es un comportamiento diferente y continuo de las variables observables, con el que se relacionan fenómenos naturales extremos y/o intensivos que pueden forjar daños o desastres en ecosistemas y afectar asentamientos humanos, infraestructura, entre otros. En el territorio colombiano se espera un incremento en la temperatura media de entre 1.5°C y 2.5°C, y variaciones en las precipitaciones de entre el 10% y el 30% en el periodo 2011 – 2100. Por otro lado, la infraestructura carretera colombiana tiene una participación del 70% dentro de los servicios de transportes del país, con inversiones de más de 6 billones de pesos anuales, siendo un actor de alta relevancia en la economía nacional. Este trabajo se enfoca en el análisis del impacto del cambio climático en la red vial primaria colombiana - RVP, realizando una investigación dirigida en establecer el estado del arte en lo concerniente a normatividad, problemática y metodologías de adaptación de redes viales carreteras frente al cambio climático. Igualmente se consultan y exponen los escenarios de clima futuro en Colombia y la evaluación de la vulnerabilidad actual de la RVP. Finalmente se identifican vulnerabilidades de la infraestructura a problemas geotécnicos relacionados con el cambio climático y se plantean lineamientos geotécnicos que puedan resultar útiles y aplicables para la formulación de guías y metodologías de adaptación frente al cambio climático de la red vial carretera primaria colombiana, todo lo anterior en el marco del Plan Vías CC, vías compatibles con el Clima. Palabras clave: Cambio Climático, variables geotécnicas, infraestructura carretera, vulnerabilidad, adaptación. Abstract. Climate change is a different and continuous behavior of observable variables, related to extreme and / or intensive natural phenomena that can cause damages or disasters in ecosystems and affect human settlements, infrastructure, among others. In Colombia, an increase of 1.5 °C to 2.5°C in the average temperature and variations in rainfall between 10% and 30% are expected in the period 2011 - 2100. On the other hand, 70% of the country's transportation services are managed by road infrastructure, with investments of more than 6 billion pesos annually, being a highly relevant player in the national economy. This work is focused on the analysis of the impact of climate change on the Colombian primary road network - CPRN, carrying out a research focused on establishing the state of the art in terms of regulations, problems and methodologies for adapting road networks to change climate. At the same time, future climate scenarios in Colombia and current vulnerability of the CPRN are consulted and exposed. Finally, infrastructure vulnerabilities to geotechnical problems related to climate change are identified. Also, some geotechnical guidelines, that may be useful and applicable to formulate methodologies for adaptation to climate change in the CPRN, are proposed; all within the framework of the Climate Compatible roads Plan (Plan Vías CC). Keywords: Climate Change, geotechnical variables, road infrastructure, vulnerability, adaptation. Maestría