Mejoramiento de las Propiedades Físicas y Mecánicas del Material de Cantera Las Tunas - Tacabamba utilizando residuos de Carbón de Piedra- Conchán, 2024.

Descripción del Articulo

La investigación tuvo como objetivo analizar el mejoramiento de las propiedades físicas y mecánicas del material de cantera Las Tunas de Tacabamba utilizando residuos de carbón de piedra para ser empleados como subbase granular en obras de pavimentación en el distrito de Conchán. El estudio se desar...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores: Ducef Huaman, Cristian, Silva Guevara, Alex Yoel
Formato: tesis de grado
Fecha de Publicación:2025
Institución:Universidad Nacional Autónoma de Chota
Repositorio:UNACH-Institucional
Lenguaje:español
OAI Identifier:oai:repositorio.unach.edu.pe:20.500.14142/846
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description La investigación tuvo como objetivo analizar el mejoramiento de las propiedades físicas y mecánicas del material de cantera Las Tunas de Tacabamba utilizando residuos de carbón de piedra para ser empleados como subbase granular en obras de pavimentación en el distrito de Conchán. El estudio se desarrolló bajo el enfoque cuantitativo, de tipo aplicado y nivel correlacional, con diseño cuasi - experimental y método hipotético deductivo. Se trabajó con muestra intencionada de material representativo de la cantera, al cual se le adicionaron residuos de carbón de piedra en proporciones del 5%, 10% y 20%. Los resultados indican que las mezclas con 10% y 20% de residuos de carbón cumplen con los requisitos de granulometría y plasticidad del manual EG-2013 (MTC, 2015), con límite líquido de 23.0% y 21.3%, e índice de plasticidad de 5.5% y 4.6%, respectivamente. Sin embargo, el equivalente de arena en todas las combinaciones resultó inferior al mínimo requerido (25%). En términos de capacidad de soporte, la adición de 10% de residuos de carbón generó el mayor beneficio, alcanzando CBR de 59.5% al 100% de MDS y 50.6% al 95% de MDS, superando el mínimo exigido (40%) para subbase granular. Además, el desgaste por abrasión con 10% de residuos de carbón fue 48.7%, cumpliendo con ser menor a 50%. Se concluye que la mezcla con 10% de residuos de carbón presenta la mejor combinación de capacidad de carga, estabilidad volumétrica y resistencia al desgaste, siendo apta para su uso como subbase granular según los criterios de la EG-2013.
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Se trabajó con muestra intencionada de material representativo de la cantera, al cual se le adicionaron residuos de carbón de piedra en proporciones del 5%, 10% y 20%. Los resultados indican que las mezclas con 10% y 20% de residuos de carbón cumplen con los requisitos de granulometría y plasticidad del manual EG-2013 (MTC, 2015), con límite líquido de 23.0% y 21.3%, e índice de plasticidad de 5.5% y 4.6%, respectivamente. Sin embargo, el equivalente de arena en todas las combinaciones resultó inferior al mínimo requerido (25%). En términos de capacidad de soporte, la adición de 10% de residuos de carbón generó el mayor beneficio, alcanzando CBR de 59.5% al 100% de MDS y 50.6% al 95% de MDS, superando el mínimo exigido (40%) para subbase granular. Además, el desgaste por abrasión con 10% de residuos de carbón fue 48.7%, cumpliendo con ser menor a 50%. Se concluye que la mezcla con 10% de residuos de carbón presenta la mejor combinación de capacidad de carga, estabilidad volumétrica y resistencia al desgaste, siendo apta para su uso como subbase granular según los criterios de la EG-2013.ÍNDICE DE CONTENIDOS RESUMEN .................................................................................................................... xii ABSTRACT ................................................................................................................. xiii CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓN ............................................................................... 14 1.1. Planteamiento del problema............................................................................... 14 1.2. Formulación del problema ................................................................................. 18 1.2.1. Problema general ................................................................................................ 18 1.2.2. Problemas específicos ......................................................................................... 18 1.3. Justificación ......................................................................................................... 19 1.4. Objetivos .............................................................................................................. 20 1.4.1. Objetivo general .................................................................................................. 20 1.4.2. Objetivos específicos .......................................................................................... 20 CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO........................................................................... 21 2.1. Antecedentes ........................................................................................................ 21 2.1.1. Antecedentes internacionales .............................................................................. 21 2.1.2. Antecedentes nacionales ..................................................................................... 28 2.1.3. Antecedentes regionales ..................................................................................... 31 2.2. Bases teórico – científicas ................................................................................... 33 2.2.1. Teoría de la estabilización o mejoramiento de suelos granulares ....................... 33 2.2.2. Teorías relacionadas con mecánica de suelos ..................................................... 34 2.2.3. Teorías de mezclas .............................................................................................. 36 2.2.4. Teoría de la sostenibilidad ambiental y su relación con el mejoramiento del material de cantera con residuos de carbón .................................................................... 39 2.3. Marco conceptual ................................................................................................ 40 2.3.1. Residuos de carbón mineral: Ganga de carbón mineral ..................................... 40 2.3.2. Material de cantera.............................................................................................. 45 2.3.3. Suelo ................................................................................................................... 46 2.3.4. Propiedades físicas del suelo .............................................................................. 47 2.3.5. Propiedades mecánicas del suelo ........................................................................ 49 2.3.6. Mejoramiento del material de cantera ................................................................ 51 2.3.7. Subbase granular ................................................................................................. 52 2.4. Hipótesis ............................................................................................................... 53 2.4.1. Hipótesis general................................................................................................. 53 2.4.2. Hipótesis específicas ........................................................................................... 53 2.5. Operacionalización de variables ........................................................................ 54 2.5.1. Variable independiente: Residuos de carbón de piedra ...................................... 54 2.5.2. Variable dependiente: Propiedades físicas y mecánicas del material de afirmado. ............................................................................................................................ 54 CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO ......................................................... 57 3.1. Tipo y nivel de investigación .............................................................................. 57 3.2. Diseño de investigación ....................................................................................... 59 3.3. Métodos de investigación .................................................................................... 60 3.4. Población, muestra y muestreo .......................................................................... 62 3.4.1. Población ............................................................................................................ 62 3.4.2. Muestreo ............................................................................................................. 62 3.4.3. Muestra ............................................................................................................... 62 3.5. Técnicas e instrumentos de recolección de datos ............................................. 64 3.5.1. Técnicas de recolección de datos ........................................................................ 64 3.5.2. Instrumentos de recolección de datos ................................................................. 64 3.6. Técnicas de procesamiento y análisis de datos ................................................. 66 3.6.1. Proceso de obtención de los datos ...................................................................... 66 3.6.2. Procesamiento de datos ....................................................................................... 81 3.6.3. Análisis de datos ................................................................................................. 82 3.7. Aspectos éticos ..................................................................................................... 82 CAPÍTULO IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ...................................................... 84 4.1. Descripción de resultados ................................................................................... 84 4.1.1. Propiedades físicas del material de la cantera “Las Tunas” con residuos de carbón de piedra ......................................................................................................................... 84 4.1.2. Propiedades mecánicas del material de la cantera “Las Tunas” con residuos de carbón de piedra............................................................................................................ 100 4.2. Contrastación de hipótesis ................................................................................ 115 4.2.1. Hipótesis de la investigación ............................................................................ 115 4.2.2. Análisis descriptivo........................................................................................... 115 4.2.3. Criterio de aceptación de la hipótesis ............................................................... 116 4.2.4. Análisis de normalidad ..................................................................................... 116 4.2.5. Análisis ANOVA .............................................................................................. 117 4.2.6. Análisis t-Student .............................................................................................. 118 4.2.7. Análisis de Correlación de Pearson .................................................................. 123 4.2.8. Inferencia final .................................................................................................. 124 4.3. Discusión de resultados ..................................................................................... 126 CAPÍTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................. 132 5.1. Conclusiones ...................................................................................................... 132 5.2. Recomendaciones y/o sugerencias ................................................................... 132 CAPÍTULO VI. REFERENCIAS .............................................................................. 134 CAPÍTULO VII. ANEXOS ........................................................................................ 141 Anexo A. Matriz de consistencia .................................................................................. 141 Anexo B. Resultados previos del estudio de mecánica de suelos a la cantera Las Tunas .. .......................................................................................................................... 142 Anexo C. Panel fotográfico .......................................................................................... 144 Anexo D. Resultado de ensayos de laboratorio ............................................................ 151 Anexo E. Certificados de calibración ........................................................................... 194application/pdfspaUniversidad Nacional Autónoma de ChotaPEinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Capacidad de soporte (CBR)subbase granularresiduos de carbónhttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.00Mejoramiento de las Propiedades Físicas y Mecánicas del Material de Cantera Las Tunas - Tacabamba utilizando residuos de Carbón de Piedra- Conchán, 2024.info:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionreponame:UNACH-Institucionalinstname:Universidad Nacional Autónoma de Chotainstacron:UNACHSUNEDUIngenierio CivilUniversidad Nacional Autónoma de Chota. 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