Análisis de la influencia de la morfología y el tamaño de arenas naturales y manufacturadas en la resistencia al corte de suelos y la trabajabilidad de morteros.
| dc.contributor.advisor | Gómez Espina, Roberto | es |
| dc.contributor.author | Peña Rivas, Pablo Jesús | es |
| dc.date.accessioned | 2026-08-20T18:24:52Z | |
| dc.date.available | 2026-08-20T18:24:52Z | |
| dc.date.issued | 2026 | |
| dc.description | Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil en Minas. | es |
| dc.description.abstract | La presente investigación analizó la influencia de la morfología y del tamaño de partículas de arenas naturales y manufacturadas sobre la resistencia al corte de suelos granulares y la trabajabilidad de morteros, manteniendo una distribución granulométrica controlada de acuerdo con criterios aplicables a hormigón proyectado. La metodología consideró cuatro muestras de arena, tanto naturales como manufacturadas, las que fueron sometidas a caracterización granulométrica, ensayos de corte directo, ángulo de reposo y determinación de densidad. Paralelamente, se realizó la caracterización morfológica de partículas mediante imágenes obtenidas por estereomicroscopía, procesadas en ImageJ y MatLab, a partir de las cuales se determinaron distintos descriptores bidimensionales. Además, se evaluó el comportamiento de morteros en estado fresco mediante ensayos de asentamiento del cono y resistencia a la segregación. Finalmente, se aplicó un análisis estadístico de correlación para relacionar los descriptores morfológicos con las variables mecánicas y de trabajabilidad obtenidas experimentalmente. Los resultados mostraron que la distribución granulométrica tuvo una asociación consistente con la resistencia al corte, observándose un aumento de la cohesión aparente y del ángulo de fricción interna a medida que se incrementó el módulo de finura de las curvas sintéticas. Asimismo, la caracterización morfológica permitió evidenciar diferencias claras entre materiales, presentando los áridos naturales mayores valores de redondez, esfericidad y regularidad, mientras que los áridos triturados exhibieron partículas más angulares e irregulares. En relación con las propiedades macroscópicas, los descriptores morfológicos seleccionados se asociaron inversamente con la cohesión aparente máxima, mientras que su relación con el ángulo de fricción interna fue débil y poco consistente. En el comportamiento en estado fresco del mortero, la morfología mostró una relación más clara con la trabajabilidad, con partículas más redondeadas y regulares tendiendo a asociarse con mayores asentamientos y a requerir menores relaciones agua/cemento para alcanzar niveles equivalentes de deformación, resultado compatible con una menor fricción interna del sistema. En cambio, no se observó una relación directa entre resistencia al corte y trabajabilidad, al responder ambas a mecanismos distintos. Respecto a la segregación, no se observaron diferencias medibles entre las mezclas, por lo que no fue posible establecer correlaciones con las variables estudiadas. En términos generales, la granulometría se asoció más claramente con la resistencia al corte y la morfología con las diferencias observadas en la trabajabilidad del mortero. | es |
| dc.description.abstract | This research analyzed the influence of the morphology and particle size of natural and manufactured sands on the shear strength of granular soils and the workability of mortars, while maintaining a controlled grain size distribution in accordance with criteria applicable to shotcrete. The methodology considered four sand samples, including both natural and manufactured materials, which were subjected to grain size characterization, direct shear testing, angle of repose measurement, and density determination. In parallel, particle morphological characterization was carried out using images obtained by stereomicroscopy and processed with ImageJ and MatLab, from which different two-dimensional descriptors were determined. In addition, the fresh-state behavior of mortars was evaluated through slump and segregation resistance tests. Finally, a statistical correlation analysis was performed to relate the morphological descriptors to the mechanical and workability variables obtained experimentally. The results showed that grain size distribution had a consistent association with shear strength, with an increase in apparent cohesion and internal friction angle as the fineness modulus of the synthetic gradation curves increased. Likewise, the morphological characterization revealed clear differences among materials, with natural aggregates showing higher values of roundness, sphericity, and regularity, whereas crushed aggregates exhibited more angular and irregular particles. In relation to the macroscopic properties, the selected morphological descriptors were inversely associated with maximum apparent cohesion, while their relationship with the internal friction angle was weak and inconsistent. In the fresh-state behavior of the mortar, morphology showed a clearer relationship with workability, with more rounded and regular particles tending to be associated with greater slump values and requiring lower water-to-cement ratios to reach equivalent levels of deformation, a result compatible with lower internal friction within the system. In contrast, no direct relationship was observed between shear strength and workability, since both respond to different mechanisms. Regarding segregation, no measurable differences were observed among the mixtures, so it was not possible to establish correlations with the variables studied. In general terms, grain size distribution was more clearly associated with shear strength, whereas morphology was associated with the differences observed in mortar workability. | en |
| dc.description.campus | Concepción | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Ingeniería Metalúrgica | es |
| dc.description.facultad | Facultad de Ingeniería | es |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/14413 | |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.publisher | Universidad de Concepción | es |
| dc.rights | CC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Morfología | es |
| dc.subject | Manufacturas | es |
| dc.subject | Partículas | es |
| dc.subject | Mortero | es |
| dc.title | Análisis de la influencia de la morfología y el tamaño de arenas naturales y manufacturadas en la resistencia al corte de suelos y la trabajabilidad de morteros. | es |
| dc.type | Thesis | en |