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PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANAMAESTRIA INGENIERIA CIVIL

NOMBRE DE LA ASIGNATURA Análisis estadístico, probabilístico y de Confiabilidad y Riesgo en Ingeniería CODIGO "#$%&'('(!>*+,-,'&'(/'0+!1!0+$2'-,'&'3-34!FECHA DE ACTUALIZACIÓN 01 Ago 2016 INTENSIDAD HORARIA 4 horas presenciales / semana CREDITOS ACADEMICOS 4 créditos PRERREQUISITOS

CORREQUISITOS

DEPARTAMENTO OFERENTE Ingeniería Civil PROFESORES NOMBRE Identificación

Gabriel Andrés Bernal Granados

CARÁCTER DE LA ASGNATURA OBLIGATORIA X ELECTIVA COMPARTIDA SI NO X COMPUESTA SI NO X

OBJETIVO GENERAL Apropiar un marco conceptual para la evaluación de la amenaza, vulnerabilidad y riesgo en ingeniería civil.

OBJETIVOS DE FORMACION Revisar los conceptos básicos de teoría de la probabilidad y estadística con el fin de aplicarlos en la evaluación del riesgo asociado a la ocurrencia de fenómenos naturales en problemas de ingeniería. Aplicar los conceptos asociados a la evaluación del riesgo en casos de estudio específicos. Mostrar las bases conceptuales del diseño basado en riesgo para obras de ingeniería civil. Obtener las bases conceptuales para la evaluación de amenazas naturales, vulnerabilidad y riesgo mediante procedimientos analíticos. Introducir a los estudiantes en las estrategias de gestión y reducción del riesgo de carácter estructural y no estructural.

METODOLOGIAS DE ENSEÑANZA- APRENDIZAJE

El curso se desarrolla a través de conferencias magistrales por parte del docente, en donde se presentan los conceptos básicos. El trabajo presencial se complementa a través de diversas estrategias: 1. Talleres y ejercicios de aplicación práctica de los conceptos desarrollados en clase. 2. Asignaciones para desarrollar extraclase 3. Lecturas seleccionadas de artículos de aplicación de los conceptos básicos en función de los intereses propios de los estudiantes que es compartido en plenaria. 4. Trabajo de aplicación dirigido en el área de especialidad del estudiante.


CONTENIDO 1.!INTRODUCCIÓN (1 semana) a.!Contextualización. Marco general de la gestión del riesgo. b.!Incertidumbre en ingeniería. c.!Aspectos históricos, sociales y políticos del riesgo. 2.!CONCEPTOS BÁSICOS DE PROBABILIDAD Y ESTADÍSTICA (6 semanas) a.!Teoría de conjuntos y de probabilidad b.!Variables aleatorias discretas. c.!Variables aleatorias continuas. d.!Distribuciones de probabilidad conjuntas. e.!Esperanzas y Momentos de probabilidad. f.!Funciones de variables aleatorias. g.!Análisis de datos y estadística descriptiva. h.!Estimación de parámetros. i.!Ajuste por regresión para modelos lineales j.!Ajuste por búsqueda aleatoria para modelos no lineales k.!Técnicas de inteligencia artificial para la toma de decisiones 3.!EVALUACIÓN DE LA AMENAZA (4 semanas) a.!Representación probabilista de la amenaza b.!Amenazas naturales c.!Técnicas de modelación de amenazas naturales d.!Principales amenazas en el contexto colombiano

-!Sismos -!Inundaciones -!Deslizamientos

e.!Otras amenazas -!Erupciones volcánicas -!Tsunami -!Sequía -!Huracanes

4.!EVALUACIÓN DE LA EXPOSICIÓN Y LA VULNERABILIDAD (1 semana) a.!Activos expuestos b.!Tipos de vulnerabilidad c.!Modelación de la vulnerabilidad 5.!ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DEL RIESGO (2 semanas) a.!Evaluación probabilista del riesgo b.!Estratificación del riesgo c.!Métricas del riesgo 6. ESTRATEGIAS PARA LA GESTIÓN DEL RIESGO (1 semana) a.!Estrategias no estructurales b.!Estrategias estructurales


FUENTES DE INFORMACION 1.! Ang, H-S and Tang, W. H (1975). Probability concepts in engineering, planning and design. Two volumes, John Wiley and Sons.

2.! ATC (1985). Damage evaluation data for California. Applied Technology Council, ATC-13, California.

3.! ATC (1996). Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings, two volumes. Applied Technology Council, ATC-40, California.

4.! Baecher, G.; Christian, J. (2003) “Reliability and statistics in geotechnical engineering”. Jhon Wiley & Sons. 5.! Bartoszynski, R. & M. Niewiadomska-Bugaj. Probability and Statistical

Inference. John Wiley & Sons, Inc. New York, 1996. 6.! Benjamin, J. R. And Cornell, C. A. (1970). Probability, statistics and decision for civil engineers. McGraw-Hill. 7.! Billingsley, P. Probability and Measure. Second Edition. John Wiley & Sons.

New York, 1986. 8.! Cornell, C. A. (1968). Engineering seismic risk analysis. Bulletin of the

seismological society of America, Vol. 58, No. 5, 1583-1606. 9.! EERI (1984). Glossary of terms for probabilistic seismic-risk and hazard analysis. EERI committee on Seismic Risk. Earthquake Spectra, Vol. 1, No. 1, 33-

40. 10.! EERI (1989). The basics of seismic risk analysis. EERI committee on Seismic

Risk. Earthquake Spectra, Vol. 5, No. 4, 675-702. 11.! FEMA (1998). Handbook for the seismic evaluation of buildings, a prestandard.

Federal Emergency Management Agency, prepared by ASCE, FEMA 310. Washington, D. C.

12.! FEMA-NIBS (1999). HAZUS99, Earthquake loss estimation methodology. Technical manual. Federal Emergency Management Agency and National Institute of Building Science. Washington, D. C.

13.! Kottegoda, N. & R. Rosso. Statistics, Probability, and Reliability for Civil and Environmental Enginners; McGraw Hill; New York, 1997

14.! McGuire, R. (2004). Seismic hazard and risk analysis. Earthquake Engineering Research Institute, 221 pp, Oakland.

15 Sánchez, M. (2010) Introducción a la confiabilidad y evaluación de riesgos. Teoría y aplicaciones en Ingeniería. Uniandes.

UNDRO (1979). Natural disasters and vulnerability analysis. Report of expert group meeting, Office of the United Nations Disaster Relief Co-ordinator, Geneva 9-

12 July, 48 pp.

OBSERVACIONES


NOMBRE DE LA ASIGNATURA ELEMENTOS FINITOS CODIGO IV46 FECHA DE ACTUALIZACIÓN 22 de noviembre 2004 INTENSIDAD HORARIA 4h presenciales / 12h no presenciales CREDITOS ACADEMICOS 4 créditos PRERREQUISITOS

CORREQUISITOS


CARÁCTER DE LA ASGNATURA OBLIGATORIA X ELECTIVA_ COMPARTIDA SI NO X COMPUESTA SI_ NO X

OBJETIVO GENERAL Estudio de los fundamentos teóricos del método de los elementos finitos para la solución de problemas definidos por ecuaciones diferenciales parciales y condiciones de frontera. Instrucción sobre temas básicos relacionados con la implementación y aplicación de la técnica de los elementos finitos. Entrenamiento en el uso de diferentes herramientas de elementos finitos aplicadas a problemas geotécnicos y estructurales.

OBJETIVOS DE FORMACION Instrucción sobre los fundamentos teóricos del método de los elementos finitos para la solución de problemas definidos por ecuaciones diferenciales parciales y condiciones de frontera.

Instrucción sobre temas básicos relacionados con la implementación y aplicación de la técnica de los elementos finitos

Entrenamiento en el uso de varias herramientas de elementos finitos aplicadas a problemas geotécnicos y estructurales

Entrenamiento en la modelación de problemas geotécnicos y estructurales utilizando la técnica de los elementos finitos.


Clases magistrales Trabajos en grupo Trabajos individuales Visitas guiadas

Las actividades que debe realizar el estudiante por fuera de la clase presencial son:

Desarrollo de tareas de aplicación sobre los temas vistos en clase Preparación de clases

CONTENIDO INTRODUCCIÒN, Ejemplo utilizando MATLAB

PRELIMINARES MATEMÁTICOS

Errores de punto flotante y la aritmética de las computadoras. Algoritmos y convergencia Propagación de error Sistemas de ecuaciones lineales Operaciones elementalesÁlgebra lineal e inversión de Matrices Determinante de una Matriz Método de Crout Método de Cholesky Introducción a los Método Iterativos. Norma de Vectores y Matrices Método de Jacobi Método de Gauss – Seidel Cuadratura Gaussiana Clasificación de las Ecuaciones Diferenciales Parciales

APLICACIONES DE ELEMENTOS FINITOS


Planteamiento matemático general Formulación Matricial del MEF. Formulación problema 1D. Aplicación a la ecuación de POISSON. Formulación problema 2D. Ecuación de POISSON. Formulación del problema 3D. Ecuación de POISSON. Formulación del problema de elasticidad. Análisis de problemas no lineales Análisis de problemas dinámicos Práctica SAP2000, PLAXIS Y Otros.

EVALUACION

FUENTES DE INFORMACION R. BURDEN y FAIRES. Análisis Numérico 6ª Ed. Editorial Thompson Internacional 1998. AHO, A. V. E. HOPCROFT, J. D. ULLMAN. The Design and Analysis of Computer Algorithms. Editorial Addison Wesley, Reading, MA, 1974. GEAR, C. W. Numeric initial value problems in ordinary differential equations, Editorial Prentice Hall, 1971. GROSSMAN. Ecuaciones Diferenciales con Aplicaciones. Fondo Educativo Interamericano, 1984.RAY WYLIE. Matemáticas Superiores para Ingeniería. Editorial Mc Graw Hill, 1982. MATHEWS. Métodos Numéricos Con Matlab. Ed. Pearson. 2000. O. C. ZIENKIEWICZ – R. L. TAYLOR. El Método de los Elementos Finitos. Editorial Mc Graw Hill, 1994. OÑATE, EUGENIO. Calculo de Estructuras por el Método de los Elementos Finitos. Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería - CIMNE. 1995 H. BARBAT Y J. M. CANET, Estructuras sometidas a acciones sísmicas, CIMNE, Barcelona, 1994. R. W. CLOUGH Y J. PENZIEN, Dynamics of Structures, Segunda Edición, McGraw-Hill, Inc., New York, 1993. J. P. WOLF, Dynamic Soil-Structure Interaction, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 1985.

OBSERVACIONES


NOMBRE DE LA ASIGNATURA ESTABILIDAD DE TALUDES CODIGO

FECHA DE ACTUALIZACIÓN 11 mayo 2005 INTENSIDAD HORARIA ! 4h presenciales / 9h no presenciales CREDITOS ACADEMICOS 3 créditos PRERREQUISITOS

CORREQUISITOS



OBJETIVO GENERAL Introducir al estudiante en los conceptos básicos sobre los procesos de inestabilidad de taludes, su reconocimiento, métodos de análisis y diseño, y medidas de mitigación.

OBJETIVOS DE FORMACION Entrenamiento en el entendimiento de los procesos de inestabilidad de taludes Entrenamiento en la identificación y clasificación de deslizamientos Entrenamiento en los métodos de análisis de estabilidad de taludes Entrenamiento en los métodos de diseño de taludes) excavaciones y terraplenes) Entrenamiento en la identificación de medidas preventivas, correctivas, y de control de deslizamientos Entrenamiento en la instrumentación y monitoreo de taludes


Clases magistrales Trabajos en grupo Trabajos individuales



CONTENIDO Introducción Definición del problema Justificación (efectos de los deslizamientos) Relación con la geología (orígenes) Relación con la hidrogeología (efectos del agua) Relación con la mecánica de suelos

Metodología para el estudio de Estabilidad de Taludes Taludes naturales Taludes de origen antrópico (Cortes y terraplenes)

Tipos de deslizamientos (clasificación) Métodos de análisis de estabilidad

Equilibrio límite Análisis de deformación Análisis de flujo

Procesos de inestabilidad (En perfiles de meteorización y suelos residuales, en depósitos coluviales, en depósitos aluviales, en depósitos de suelos blandos, en rocas sedimentarias, en rocas rígidas, en zonas de fallas geológicas, en suelos susceptibles):

Geología Exploración Comportamiento de los materiales Métodos de análisis Medidas correctivas

Estabilidad de taludes durante sismos Instrumentación y monitoreo de deslizamientos Estudios de amenaza y riesgo por deslizamientos Talleres de Presentación de trabajos por parte de los alumnos

EVALUACION Trabajos de Investigación y solución de problemas (60%) Exámenes escritos (40%)

FUENTES DE INFORMACION Selección de artículos de revistas especializadas y conferencias internacionales Abrahmson et al (1996), Slope Stability and stabilization Methods, John Wiley and Sons Brunsden and Prior (1984) Slope Instability Veder C., (1981) Landslides and their Stabilization Transportation Research Board (1996) Landslides investigation and mitigation, Special report 247 notes by E Hoek at the web site http://www.rockscience.com/roc/Hoek/Hoeknotes2000.htm Rock Mechanics for Underground Mining by B H G Brady and E T Brown, 2nd Edition, George Chapman and Hall. Rock Slope Engineering by E Hoek and J W Bray (2nd Edition).Fundamentals of Rock Mechanics by Jaeger and Cook, 3rd Edition

OBSERVACIONES


NOMBRE DE LA ASIGNATURA Ética y desarrollo profesional CODIGO FI955 FECHA DE ACTUALIZACIÓN 11 de Mayo de 2004 INTENSIDAD HORARIA ! 2h presenciales / 11h no presencialesCREDITOS ACADEMICOS 2 créditos PRERREQUISITOS

CORREQUISITOS


CARÁCTER DE LA ASGNATURA OBLIGATORIA X ELECTIVA_COMPARTIDA SI X_ NO COMPUESTA SI_ NO X

OBJETIVO GENERAL Proporcionar a los estudiantes herramientas para la aplicación ética de los conceptos en la búsqueda de soluciones a las problemáticas de la ingeniería civil

OBJETIVOS DE FORMACION (i)! Se pretende que el individuo reflexione sobre la importancia y trascendencia que tiene la ética para el desempeño profesional, la vida cotidiana y como un medio para el desarrollo y crecimiento de las potencialidades del ser humano.

(ii)! De igual forma establecer los lineamientos del actuar ético de aquellas personas que intervienen y desarrollan actividades de gestión, análisis, diseño, mantenimiento y control en torno a la aproximación de las múltiples problemáticas asociadas con la Ingeniería Civil

METODOLOGIAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE

Clases magistrales Trabajos en grupo Trabajos individuales Laboratorio

Las actividades que debe realizar el estudiante por fuera de la clase presencial son: Desarrollo de tareas de aplicación sobre los temas vistos en clase Preparación de clases Microinvestigaciones

CONTENIDO 1.! INTRODUCCION. Concepto de Ecología e Implicaciones. Deterioro de la Naturaleza. 2.! QUE ENTENDER POR ETICA. El sentido de la Libertad y la Conciencia Moral. 3.! NATURALEZA HUMANA Y ETICA. Los poderes morales del hombre. La moralidad y lo

social. La moral. Socialización moral. 4.! EL PAPEL DE LA LEY. 5.! LA CUESTION ETICA EN LAS ORGANIZACIONES. 6.! ETICAY PROFESION. 7.! CIENCIA, FILOSOFIA Y ECOLOGIA. 8.! TEOLOGIA, RELIGION Y ECOLOGIA. 9.! ETICA Y ECOLOGIA. 10.! CAMINO HACIA LA ETICA AMBIENTAL. 11.! LA NUEVA MORAL AMBIENTAL. 12.! EL AMBIENTE Y LA ECONOMIA. 13.! LA SOPORTABLE SOSTENIBILIDAD DEL DESARROLLO

EVALUACION Clase Magistral por parte del profesor junto con presentaciones orales de los estudiantes. Evaluación del curso a través de exámenes y trabajos. Los ejemplos y ejercicios propuestas se referirán a situaciones y casos aplicados en torno a la Etica y la problemática ambiental con énfasis en los problemas asociados al aprovechamiento y conservación de los recursos hídricos; yen general con el medio ambiente..

FUENTES DE INFORMACION 1.! Folch, R. Ambiente, Emoción y Etica. Editorial Ariel, S.A. Barcelona, 1998. 2.! Journal of Environmental Values. 3. May, R. Edit. Etica y Medio Ambiente: hacia una vida sostenible. Colección Ecología-

Teología. San José de Costa Rica, 2002. 4.! Merino, J.A. De la Crisis Ecológica a la Paz con la Naturaleza. Publicaciones Claretianas.

Impresión: ANZOS S.L. Madrid, 1994. 5.! Pontificia Universidad Javeriana. Facultades de Ingeniería, Estudios Ambientales y Rurales y

Teología. Semiario sobre Etica Ambiental (Protocolos). 2002. OBSERVACIONES


NOMBRE DE LA ASIGNATURA Materiales y Modelación física CODIGO

FECHA DE ACTUALIZACIÓN 11 de Mayo

de 2004

INTENSIDAD HORARIA ! 6h presenciales / 11h no presenciales CREDITOS ACADEMICOS 4 créditos PRERREQUISITOS

CORREQUISITOS


CARÁCTER DE LA ASGNATURA OBLIGATORIA X ELECTIVA COMPARTIDA SI X NO COMPUESTA SI NO X

OBJETIVO GENERAL ! Entender las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los principales materiales de uso en ingeniería.

! Conocer los procesos de elaboración de los diferentes materiales, de la materia básica hasta el producto final, con sus procesos de transformación.

OBJETIVOS DE FORMACION Al finalizar el curso, el estudiante debe estar en capacidad de conocer las fases de fabricación de los materiales de construcción y de medir en laboratorio sus características y optimizar sus usos.


Clases magistrales Trabajos en grupo Trabajos individuales Laboratorio


Desarrollo de tareas de aplicación sobre los temas vistos en clase Preparación de clases Microinvestigaciones

CONTENIDO Clasificación y propiedades generales de la ciencia de los materiales de construcción, clasificación. (8 Horas)

Repaso básico de la elasticidad

Deformación Tensor isotrópico Deformación volumétrica Desviador Distorsión Esfuerzos Materiales elásticos de Gauchy Materiales hiperplásticos Materiales Hipoplásticos Material Elástico lineal isotropico. Equilibrio del cuerpo a través de la ecuación de estado El liquido de pascal El sólido de Hooke Coeficiente de compresibilidad


Viscoelasticidad lineal (4 Horas)

Modelos reológicos Liquido de Newton o liquido viscoso Liquido de Maxwell Fluencia y relajación de cuerpos viscoelásticos. Kelving Voigth.

Plasticidad (8 Horas)

Criterio de Tresca Criterio de Von Mises Criterio de Drucker-Prager Fatiga

Suelos y Granulares(6 Horas)

Clasificación Desempeños mecánicos para usos en ingeniería Estabilizaciones mecánicas, y químicas

Ligantes minerales y concretos(14 Horas)

Ligantes aéreos Cales y yesos Ligantes hidráulicos cales hidráulicas y cementos. Concretos Composición del cemento Pórtland Fabricación del cemento Pórtland Micro estructura del clinker Trituración Los sulfatos de calcio Hidratación del cemento Portland Las adiciones y aditivos Reología de la pasta en estado fresco Cementos especiales.

Metales Ferrosos y no ferrosos (8 Horas)

Fundición del acero Aceros comerciales El plomo, el zinc y el cobre Protección de metales ferrosos contra la corrosión Propiedades de los metales El aluminio La soldadura

Productos cerámicos y vidrio(6 Horas)

Clasificación y fabricación Propiedades y utilización de arcillas, Feldespatos, Sílice, alúmina y óxidos especiales. Cerámicas tradicionales Cerámicas avanzadas o de ingeniería Estructuras cristalinas de materiales cerámicos Propiedades mecánicas de materiales cerámicos Resistencia a la tracción, tenacidad a la fractura, módulo elástico. Propiedades térmicas de materiales cerámicos Refractarios, (ácidos y básicos) Propiedades eléctricas de materiales cerámicos


Constante dieléctrica, rigidez dieléctrica, factor de pérdidas dieléctrico. Materiales aislantes cerámicos Procesos de conformado de piezas cerámicas Colado, prensado, extrusión Aplicaciones Vidrios Materias primas de los vidrios Clases de vidrios Deformación viscosa de vidrios

Las Maderas(4 Horas)

Propiedades y utilización Resistencia mecánica y propiedades elásticas Madera laminada encolada Madera enchapada Tratamientos preservativos de la madera.

Los productos Hidrocarbonados(10 Horas)

Principales ligantes Características de los ligantes hidrocarbonados. Usos en mezclas asfálticas Usos en impermeabilización

Pinturas y barnices(2 Horas)

Materiales y pigmentos Diluyentes y Solventes Preparación de pinturas

Materiales plásticos y poliméricos (4 Horas)

Definiciones Materias primas Reacciones de polimerización (poliadición y policondensación). Clasificación de los plásticos: plásticos termoplásticos (amorfos y parcialmente cristalinos), termoestables y elastómeros. Comportamiento mecánico de termoplásticos Mecanismos de deformación Endurecimiento de termoplásticos Comportamiento mecánico de termoestables Endurecimiento de termoestables Comportamiento mecánico de elastómeros Termofluencia y fractura de materiales poliméricos Esfuerzo de relajación Propiedades físico - mecánicas de polímeros Aditivos para polímeros Pigmentos, estabilizadores, plastificantes, rellenos, retardantes de la combustión, agentes antiestáticos, lubricantes, agentes espumantes, refuerzos, etc. Posibilidad y limites de reciclaje de materiales plásticos Reciclado

Materiales compuestos y alveolares (2 Horas)

Generalidades Fibras utilizadas para el refuerzo de materiales compuestos Fibras de vidrio


Fibras de carbono

Fibras de Aramida (kevlar) Deformación elástica en materiales compuestos

Similitud y escalación (12 Horas)

Teorema PI de BUCKLIHAM Modelación en Geociencia por Centrifugación Modelación por fricción Laboratorios Clasificación de las propiedades de los materiales Propiedades mecánicas y su medición Ensayo de compresión Ensayo de tensión Ensayo de dureza Deformación plástica Deformación plástica Ensayos de impacto Ensayo de torsión Ensayo de alargamiento Fractura de los materiales Ensayo de fatiga Ensayos de módulos Dinámicos Ensayos de tracción Ensayos de ahuellamiento

EVALUACION Trabajos de Investigación y solución de problemas 40% (Traducciones o miniinvestigaciones 10%, preguntas capitulos10%, Proyecto final de laboratorio 20%) Mini parciales escritos (60%)

FUENTES DE INFORMACION ! SMITH, F. WILLIAM. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales, Mc GRAW-HILL, 1993

! ASKELAND, La ciencia e ingeniería de materiales, IBEROAMERICANA, 1987 ! SHACKELFORD, James F. Ciencia de materiales para ingenieros, PHH, 1995 ! KAZANAS, H. C. Procesos básicos de manufactura, Mc GRAW-HILL, ! ALTING, Procesos para ingeniería de manufactura, Alfaomega, 1990 ! DOYLE LAWRENCE, Materiales y procesos de manufactura, PHH, 1988 ! GUY A.G, Fundamentos de ciencia de materiales, Mc GRAW-HILL, ! KEYSER CARL A, Técnicas de laboratorio para pruebas de materiales,

LIMUSA, ! KEYSER CARL A, Ciencia de materiales para ingeniería, LIMUSA ! REED HILL ROBERT.E, Principios de metalurgia física, CECSA, 1979 ! AVNER SIDNEY H, Introducción a la metalurgia física, Mc GRAW-HILL, 1988 ! CALVO RODES RAFAEL, Metales y aleaciones VOL I, ED MADRID, 1948 ! CALVO RODES RAFAEL, Metales y aleaciones VOL II, ED MADRID, 1948 ! MECANICA DEL TALLER, Materiales y metrología I, CULTURAL, 1987 ! KUTZ MYER, Enciclopedia de la mecánica, ingeniería y técnica, TOMO I,

OCEANO/CENTRUM, ! VERHOEVEN JOHN D, Fundamentos de metalurgia física, LIMUSA, 1987 ! V. KERNOSOV, Medición de fuerza y dureza, PUEBLO EDUCACIÓN CUBA,

1982 ! MARKS, Manual del Ingeniero Mecánico, Mc GRAW-HILL, 1984 ! BEER FERDINAND P, Mecánica de materiales Mc GRAW-HILL, 1984 ! NEELY, materiales y procesos de manufactura, LIMUSA, 1992 ! ASM, Metals handbook


NOMBRE DE LA ASIGNATURA MECÁNICA DE ROCAS CODIGO

FECHA DE ACTUALIZACIÓN Junio 2015 INTENSIDAD HORARIA 3h/semana presenciales CRÉDITOS ACADÉMICOS 3 Créditos

PRERREQUISITOS

CORREQUISITOS

DEPARTAMENTO OFERENTE Ingeniería Civil PROFESORES Carlos Eduardo Rodríguez Pineda

Manuel Ocampo CARÁCTER DE LA ASIGNATURA OBLIGATORIA: ELECTIVA: X

COMPARTIDA SI: NO:_X COMPUESTA SI: NO:_X

OBJETIVO GENERAL El objetivo general del curso es introducir a los estudiantes de maestría en Ingeniería Civil, con énfasis en Geotecnia, en la modelación de problemas geotécnicos en donde se tiene que trabajar con macizos rocosos.

OBJETIVOS DE FORMACIÓN •Establecer la relación entre el comportamiento mecánico de macizos rocosos con su origen y los procesos de alteración del material rocoso. •Identificar las propiedades físicas y químicas del material rocoso y del macizo rocoso que controlan el comportamiento de las rocas. •Estudiar los modelos de comportamiento mecánico del material rocoso y de macizos rocosos. •Aplicar los conceptos de la mecánica de rocas en la solución de problemas geotécnicos.

METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA- APRENDIZAJE

La clase se desarrolla mediante exposiciones magistrales acompañada de ejercicios prácticos. Los conceptos y ejercicios vistos en clase se complementaran con trabajo externo adelantado por los estudiantes. Se programaran en horario extra clase prácticas de laboratorio para caracterización de material rocoso.

CONTENIDO 1.! INTRODUCCIÓN (3 horas) 1.1.! Presentación del curso 1.2.! Aplicación de la mecánica de rocas 1.3.! Marco conceptual 2.! ASPECTOS GEOLÓGICOS. Origen, formación de rocas y clasificación de las rocas (3 horas) 2.1.! El ciclo geológico de las rocas 2.2.! Clasificación genética de rocas 2.3.! Clasificación ingenieril de las rocas 3.! ESFUERZOS Y DEFORMACIONES (3 horas) 3.1.! Estados de esfuerzos 3.2.! Esfuerzos iniciales y su medición 3.3.! Deformaciones y modelos constitutivos 4.! MATERIAL ROCOSO 4.1.! Propiedades físicas (3 horas) 4.1.1.! Relaciones de fase 4.1.2.! Velocidad de ondas 4.1.3.! Permeabilidad 4.1.4.! Durabilidad 4.2.! Resistencia y Criterios de falla (3 horas) 4.2.1.! Modos de falla 4.2.2.! Ensayos de laboratorio 4.2.3.! Relaciones esfuerzo-deformación 4.2.4.! Efecto del agua 4.2.5.! Criterios de falla 5.! DISCONTINUIDADES 5.1.! Propiedades físicas (3 horas) 5.1.1.! Separación, apertura, rugosidad, espaciamiento, etc. 5.1.2.! Orientación de planos de discontinuidad 5.2.! Resistencia y Criterios de falla (3 horas) 5.2.1.! Resistencia al corte 5.2.2.! Relaciones esfuerzo-deformación 5.2.3.! Efecto del agua 6.! MACIZOS ROCOSOS 6.1.! Propiedades (3 horas) 6.2.! Sistemas de clasificación (3 horas) 6.2.1.! RMR-SMR 6.2.2.! Q 6.2.3.! GSI 6.3.! Criterios de falla 7.! ESTABILIDAD DE TALUDES EN ROCA (6 horas) 7.1.! Mecanismos de falla. Planas, cuña, volcamiento 7.2.! Posibilidad cinemática 7.3.! Factor de seguridad 8.! EXCAVACIONES EN ROCA (6 horas)


8.1.! En roca homogénea 8.2.! En rocas estratificadas 8.3.! Soporte de excavaciones subterráneas 8.4.! Teoría del bloque crítico 9.! CIMENTACIONES EN ROCA (3 horas) 9.1.! Capacidad portante 9.2.! Deformaciones

EVALUACIÓN Tareas: 20% Trabajo de campo: 15% Informes laboratorio: 15% Parcial: 20% Examen final 30%

FUENTES DE INFORMACIÓN 1.Barton, N. (2007). Rock Quality, Seismic Velocity, Attenuation and Anisotropy. Taylor & Francis. 729 p. 2.Brady, B.H.G., Brown, E.T. (2005). Rock Mechanics for Underground Mining. Third Edition. Kluwer Academic Publisher. 628 p. 3.!Brown, E.T. (1987). Analytical and Computational Methods in Enginerring Rock Mechanics. Allen & Unwin. 259 p. 4.!Feng, X-T., Hudson, J.A. (2011). Rock Engineering Design. CRC Press. 468 p. 5.!Feng, X-T., Hudson, J.A., Tan, F. (Edt.) (2013). Rock Characterization, modelling and Engineering Design Methods. CRC. Press. 912 p. 6.!FHWA HI-99-007 (1998). Rock Slopes. Training Course in Geotechnical and Foundation Engineering. Module 5. Reference Manual. 7.!González de Vallejo, L.I, Ferrer, M., Ortuño, L, Oteo C. (2002). Ingeniería Geológica. Prentice Hall. 715 p. 8.Goodman, R.E. (1989). Introduction to Rock Mechanics. Second Edition. John Wiley & Sons. 562 p. 9.!Goodman, R.E. (1993). Engineering Geology. Rock in Engineering Construction. John Wiley & Sons. 412 p. 10.!Hoek, E., Bray, J.W. (1977). Rock Slope Engineering. Second Edition. The Institution of Mining and Metallurgy. 401 p. 11.!Hudson, J.A., Harrison, J.P. (1997). Engineering Rock Mechanics. An introduction to the principles. Pergamon. 444p. 12.!Hudson, J.A., Harrison, J.P. (2000). Engineering Rock Mechanics. Illustrative worked examples. Pergamon. 506 p. 13.!Jeager, J.C., Cook, N.G.W., Zimmerman, R.W. (2007). Fundamentals of Rock Mechanics. Fourth Edition. Blackwell Publishing. 475 p. 14.!Pariseau, W.G. (2007). Design Analysis in Rock Mechanics. Taylor & Francis. 560 p. 15.!Priest, S.D. (1985). Hemispherical Projection Methods in Rock Mechanics. Allen & Unwin. 124 p. 16.Priest, S.D. (1993). Discontinuity Analysis for Rock Engineering. Chapman Hall. 473 p. 17.!Singh, B., Goel, R.K. (1999). Rock Mass Clasiffication. A practical Approach in Civil Engineering. Elsevier. 267 p. 18.!Singh, B., Goel, R.K. (2006). Tunenelling in Weak Rocks. Elsevier. Geo-Engineering Book Series. Volume 5. 489 p. 19.!Stagg, K.G., Zienkiewicz O.C. (1968). Rock Mechanics in Engineering Practice. John Wiley & Sons. 442 p. 20.!Tang, C. Hudson, J.A. (2010). Rock Failure Mechanisms. Explained and Illustrated. CRC. Press. 305 p. 21.Wyllie, D.C., Mah, C.W. (2004). Rock Slope Engineering. Civil and Mining. Fourth Edition. Spon Press. 431 p. 22.Zhang, L. (). Engineering Properties of Rocks. Elsevier Geo-Engineering Books Series. 290p.

OBSERVACIONES


NOMBRE DE LA ASIGNATURA MECANICA DE SUELOS AVANZADA CODIGO 23166 FECHA DE ACTUALIZACIÓN 11 mayo 2005 INTENSIDAD HORARIA 4h presenciales / 12h no presenciales CREDITOS ACADEMICOS 4 créditos PRERREQUISITOS

CORREQUISITOS



OBJETIVO GENERAL Capacitar al estudiante al nivel del estado del conocimiento sobre el comportamiento y modelación de los suelos para diseñar obras de ingeniería civil y soluciones a problemas no convencionales

OBJETIVOS DE FORMACION Proporcionar al estudiante conocimiento actualizado sobre el comportamiento del suelo. Proporcionar al estudiante conocimiento actualizado sobre métodos de modelación y análisis en mecánica de suelos.





CONTENIDO 1!- Identificación básica del suelo Introducción Caracterización del suelo Técnicas experimentales de obtención de parámetros

2!– El agua en el suelo – esfuerzos efectivos, flujo Esfuerzo total y esfuerzo efectivo Conceptos básicos (Altura piezométrica, Nivel freático y nivel piezométrico, Distribución de esfuerzos en un depósito horizontal) Formulación de las leyes integral y local de conservación de la masa (Caudal unitario, Formulación general, Suelo No deformable) Ecuación de movimiento , Ley de Darcy Ecuación diferencial de flujo en un medio incompresible Fuerzas de infiltración sobre la masa sólida (Fuerzas de infiltración, Gradiente crítico) Métodos para resolver problemas de flujo (Método gráfico, métodos numéricos) Piezómetros (Descripción, tipos, aplicaciones) Filtros Flujo en suelo No saturado

3!– Esfuerzos – deformaciones – resistencia, Ecuaciones constitutivas, Elasticidad y plasticidad Conceptos previos – repaso medio continuo Elasticidad Ecuaciones elásticas en un medio isotrópico Plasticidad Trayectorias de esfuerzos

4!– Comportamiento esfuerzo – deformación del suelo, Ecuaciones constitutivas avanzadas Trayectorias de esfuerzos en problemas reales El aparato triaxial Resultados típicos ensayos triaxiales Ensayo edométrico Otros ensayos

5!– Acople flujo – deformación : Consolidación Teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi Grado de consolidación (En un punto, en un estrato) Alteración del régimen hidráulico (variación del nivel freático) Flujo Radial

6!- Comportamiento mecánico del suelo saturado – Modelo CAM Clay Comportamiento de las arcillas en el ensayo triaxial convencional (resumen) Modelo elastoplástico (deformaciones elásticas, def. volumétricas plásticas, def. por corte plásticas, formulación del modelo) El modelo CAM Clay (Régimen elástico, superficie de fluencia, potencial plástico, ley de endurecimiento, cálculo de las deformaciones inducidas por una trayectoria de esfuerzos, ejemplo de ensayos triaxiales, estado


crítico)

EVALUACION Trabajos de Investigación y solución de problemas (40%) Exámenes escritos (60%)

FUENTES DE INFORMACION Selección de artículos de revistas especializadas y conferencias internacionales The Mechanics of Soils: An introduction to critical soil mechanics, Atkinson, J.H. and Bransby, P.L., McGraw Hill, 1978 Soil Behavior and Critical State Soil Mechanics, Wood, D.M. Cambridge University Press, 1990 Critical State Soil Mechanics, Schofield, A.N. and Wroth, C.P., McGraw Hill, 1968 Foundations and Slopes: An Introduction to Application of Critical State Soil Mechanics, Atkinson, J.H., McGraw Hill, 1981 Fundamentals of Soil Behavior, 2nd Ed., Mitchell, J.K., John Wiley, 1993

OBSERVACIONES


NOMBRE DE LA ASIGNATURA MECANICA DEL MEDIO CONTINUO CODIGO IV43 FECHA DE ACTUALIZACIÓN 22 de noviembre 2004 INTENSIDAD HORARIA ! 6h presenciales / 12h no presenciales CREDITOS ACADEMICOS 4 créditos PRERREQUISITOS

CORREQUISITOS



OBJETIVO GENERAL Profundizar y evaluar los aspectos fundamentales y descriptivos comunes a todos los medios continuos, tales como movimiento, deformación, tensión y ecuaciones de conservación y balance. Estudiar las familias especificas de medios continuos, como son los sólidos y los fluidos, con un planteamiento que comienza con la correspondiente ecuación constitutiva y termina con la s formulaciones clásicas de la mecánica de sólidos (elásticos - lineales y elasto plásticos) y de la mecánica de fluidos (régimen laminar).

Estudiar los principios variacionales (Trabajo virtual y minimización de la energía potencial) para la resolución de medios continuos mediante métodos numéricos.

OBJETIVOS DE FORMACION Instrucción sobre los fundamentos teóricos de la Mecánica del Medio Continuo. Entrenamiento en la modelación de problemas geotécnicos y estructurales utilizando la mecánica del medio continúo





CONTENIDO

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F$/*+3900'G$!-!&+(!C+36&+(!6&-(/+)&-(/'0+(!EVALUACION Número de evaluaciones seis(6). Distribuidas de la siguiente manera:

Examen Parcial 1 : 15% Examen Parcial 2 : 15% Examen final : 30% Proyecto práctico de investigación dirigido : 30% Quices : 5% Tareas : 5%

FUENTES DE INFORMACION GEORGE MASE. Mecánica del medio continuo (teoría y problemas). McGraw-Hill, Inc L.E. MARVELRN. Introduction to the mechanics of a continuum medium. Prentice Hall. J.m. SPENCER. MARVELRN. Continuum medium. Longman. R. BURDEN y FAIRES. Análisis Numérico 6ª Ed. Editorial Thompson Internacional 1998. AHO, A. V. E. HOPCROFT, J. D. ULLMAN. The Design and Analysis of Computer Algorithms. Editorial Addison Wesley, Reading, MA, 1974. GEAR, C. W. Numeric initial value problems in ordinary differential equations, Editorial Prentice Hall, 1971. GROSSMAN. Ecuaciones Diferenciales con Aplicaciones. Fondo Educativo Interamericano, 1984. RAY WYLIE. Matemáticas Superiores para Ingeniería. Editorial Mc Graw Hill, 1982. MATHEWS. Métodos Numéricos Con Matlab. Ed. Pearson. 2000. O. C. ZIENKIEWICZ – R. L. TAYLOR. El Método de los Elementos Finitos. Editorial Mc Graw Hill, 1994. OÑATE, EUGENIO. Calculo de Estructuras por el Método de los Elementos Finitos. Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería - CIMNE. 1995 R. W. CLOUGH Y J. PENZIEN, Dynamics of Structures, Segunda Edición, McGraw-Hill, Inc., New York, 1993. J. P. WOLF, Dynamic Soil-Structure Interaction, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 1985.

OBSERVACIONES


NOMBRE DE LA ASIGNATURA Taller de Investigación CODIGO 21408 FECHA DE ACTUALIZACIÓN 23 de Julio 2008 INTENSIDAD HORARIA ! 3 horas presenciales / semana CREDITOS ACADEMICOS 2 créditos PRERREQUISITOS

CORREQUISITOS


Iván Berdugo c.c. 8532812


OBJETIVO GENERAL Facilitar la concepción, estructuración y formulación de la propuesta de trabajo de grado. OBJETIVOS DE FORMACION (i)! Capacitar a los estudiantes en el manejo de recursos bibliográficos para la estructuración de

las propuestas de trabajo de grado. (ii)! Situar a los estudiantes en el contexto actual de la investigación aplicada en ingeniería civil. (iii)! Situar a los estudiantes en el contexto de las líneas de investigación del Departamento de

Ingeniería Civil de la PUJ. (iv)! Proporcionar elementos conceptuales y metodológicos que orienten la formulación y

desarrollo de los trabajos de grado asociados con los énfasis de la Maestría. (v)! Fortalecer las competencias escriturales de los estudiantes.

METODOLOGIAS DE ENSEÑANZA- Clases magistrales. APRENDIZAJE Seminarios de investigación: presentaciones orales de los estudiantes sobre temas

asignados durante el curso, incluyendo soporte monográfico. Conferencias de profesores invitados. CONTENIDO PRIMERA PARTE

1.! Protocolo del Trabajo de Grado de la Maestría. 2.! Capacitación en recursos bibliográficos – Biblioteca General PUJ. 3.! Presentación de agendas de proyectos de los énfasis de la Maestría. SEGUNDA PARTE

1.! Filosofía de la ciencia y método científico. 2.! Producción del conocimiento científico: Popper & Kuhn. 3.! Análisis de paradigmas en el desarrollo de la ciencia – estudio de caso. TERCERA PARTE

1.! Seminario I de avance de anteproyectos: Finalidad del Proyecto, Antecedentes y Estado del conocimiento.

2.! Estructuración y desarrollo de proyectos experimentales – estudio de casos. 3.! Estructuración y desarrollo de proyectos teóricos – estudio de casos. 4.! Seminario II de avance de anteproyectos: Objetivos y Metodología. 5.! Competencias escriturales para el trabajo de grado. 6.! Presentación de anteproyectos: Grupo 1 (Hidráulica e Hidrología), Grupo 2 (Geotecnia I). 7.! Presentación de anteproyectos: Grupo 3 (Geotecnia II), Grupo 4 (Infraestructura vial).

EVALUACION Seminario I: 30%, Seminario II 30%, Presentación anteproyectos: 40%

FUENTES DE INFORMACION 1.! Kuhn, T. (1992). La estructura de las revoluciones científicas. Fondo de cultura económica. ISBN: 9589093175.

2.! Obregón, N. (2003). Notas de Clase Curso de Educación Continúa: “Herramientas prácticas para la concepción y desarrollo de propuestas y productos de investigación en Ingeniería”. Facultad de Ingeniería Pontificia Universidad Javeriana. Bogotá, Septiembre 2003.

3.! Popper, K. (1994). Conjeturas y refutaciones el desarrollo del conocimiento científico. Ediciones Paidós Ibérica, S.A., Barcelona. ISBN: 8475091466.

4. Popper, K. (1994). La responsabilidad de vivir escritos sobre política, historia y conocimiento. Ediciones Paidós Ibérica, S.A., Barcelona. ISBN: 844930167X.

5.! Salazar, W. (2005). Alta redacción – informes técnicos y administrativos. Quinta edición, NET Educativa, Bogotá. ISBN: 9583321176.

6.! Salazar, W. (2005). Taller de redacción para ejecutivos. Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá.

7.! Sánchez, J. (2007). Saber escribir. Editora Aguilar. ISBN: 9789587044966. OBSERVACIONES


NOMBRE DE LA ASIGNATURA Trabajo de Grado 1 CODIGO 24804 FECHA DE ACTUALIZACIÓN 06 de Febrero de 2013 INTENSIDAD HORARIA 3 horas semanales CREDITOS ACADEMICOS 3 créditos PRERREQUISITOS Taller de investigación (21408) CORREQUISITOS Proyecto de trabajo de grado 1 (26204) DEPARTAMENTO OFERENTE Ingeniería Civil PROFESORES NOMBRE Identificación

FREDY REYES 79.153.495

CARÁCTER DE LA ASGNATURA OBLIGATORIA X COMPARTIDA SI COMPUESTA SI

ELECTIVA NO X NO X

OBJETIVO GENERAL Proporcionar al estudiante un espacio académico de discusión para aplique en forma sistemática conceptos y herramientas metodológicas propias de un proceso de investigación de tal forma que ejercite la concepción, estructuración y documentación en torno a un problema de naturaleza profesionalizante de la ingeniería civil.

OBJETIVOS DE FORMACION El trabajo de grado se enfoca a proyectos de profundización o profesionalización en el que se identifica un problema que implique principalmente concebir y desarrollar productos y procesos de desarrollo tecnológico propios de la ingeniería civil. Se requiere tener terminado el 60% de Avance del proyecto de Investigación al finalizar el semestre.


Reuniones periódicas entre asesor y estudiante para garantizar Asesoría y Dirección adecuada por parte del profesor. Clases magistrales específicos por parte de profesores adscritos a la maestría o invitados especiales que expondrán sus tesis doctorales o de maestría y proyectos de investigación. Los estudiantes expondrán 3 avances del proyecto en la clase

CONTENIDO Variable dependiendo de la temática y naturaleza de la propuesta de investigación EVALUACION Asistencia 20%

1era sustentación 21%, 2da sustentación 21%, sustentación final 28% Participación 10%

FUENTES DE INFORMACION Las pertinentes a la temática y naturaleza de la propuesta de investigación OBSERVACIONES


NOMBRE DE LA ASIGNATURA Proyecto de Trabajo de Grado 1 ">*+160/+!O*-3+!?4!CODIGO 026204 FECHA DE ACTUALIZACIÓN 06 de Febrero de 2013 INTENSIDAD HORARIA 2 horas semanales CREDITOS ACADEMICOS 2 créditos PRERREQUISITOS Taller de investigación (21408) CORREQUISITOS Trabajo de Grado 1 (24804) DEPARTAMENTO OFERENTE Ingeniería Civil PROFESORES NOMBRE Identificación


CARÁCTER DE LA ASGNATURA OBLIGATORIA X COMPARTIDA SI COMPUESTA SI

ELECTIVA NO X NO X

OBJETIVO GENERAL Proporcionar al estudiante un espacio académico de acompañamiento semanal con su asesor de tesis para controlar el avance metodológico del proyecto de investigación de naturaleza profesionalizante de la ingeniería civil.



Reuniones semanales de hora y media de duración entre asesor y estudiante para garantizar la asesoría y dirección adecuada por parte del profesor. Control de avance por medio de tareas asignadas semanalmente por el asesor al estudiante.


Tareas de avance semanal 60%



NOMBRE DE LA ASIGNATURA Trabajo de Grado 2 CODIGO

FECHA DE ACTUALIZACIÓN 06 de Febrero de 2013 INTENSIDAD HORARIA

CREDITOS ACADEMICOS 3 créditos PRERREQUISITOS

CORREQUISITOS


WILMAR DARIO FERNANDEZ 79.494.815


OBJETIVO GENERAL Estructurar el documento final del trabajo de grado y la sustentación del mismo.

OBJETIVOS DE FORMACION Dado que para iniciar el curso se requiere tener terminado el 50% de avance del proyecto de investigación, se busca estructurar el documento final, partiendo de la base que el estudiante ya tiene sus resultados de investigación obtenidos bien sea de procesos experimentales, investigación teórica y/o analisis metodologicos, para lo cual se proponen los siguientes objetivos: -!Analizar el estado del conocimiento especifico en cada tema, a traves del análisis de articulos, libros y publicaciones de resultados de investigación. -!Establecer con claridad el tipo de modelación y analisis de datos, mediante el cual se resuleve el problema de investigacion. -!Adquirir herramientas para la redaccion de trabajos técnicos y científicos. -!Reforzar habilidades en presentaciones orales. -!Producir el documento final del tabajo de grado -!Escribir un articulo cientifico como producto del trabajo de investigacion reaizado.


Clases magistrales sobre los temas específicos de los objetivos de formación. Realización de talleres de lectura y escritura científica Presentaciones orales sobre el avance del proyecto frente al comité científico y sustentación final del trabajo frente al jurado evaluador.

CONTENIDO Introducción Propiedad Intelectual Taller de busqueda de información y manejo de bibliografia Elaboración del articulo de revisión y marco teorico Elementos de redacción de documentos técnicos y científicos Estructuración del documento final de trabajo de grado. Estructuracion y redaccion de las secciones del documento. Elementos de elaboración y ejecución de presentaciones orales Estructuracion y escritura del articulo científico

EVALUACION 1era presentación de avance al comité científico 20%, 2da presentación de avance al comité científico 20%, Sustentación final frente al jurado evaluador 40% Participación10% Tareas y talleres 10%

FUENTES DE INFORMACION Articulos cientificos Bases de datos científicas

OBSERVACIONES


NOMBRE DE LA ASIGNATURA Proyecto de Trabajo de Grado 2 ">*+160/+!O*-3+!@4!CODIGO 026204 FECHA DE ACTUALIZACIÓN 06 de Febrero de 2013 INTENSIDAD HORARIA 2 horas semanales CREDITOS ACADEMICOS 2 créditos PRERREQUISITOS Taller de investigación (21408) CORREQUISITOS Trabajo de Grado 1 (24804) DEPARTAMENTO OFERENTE Ingeniería Civil PROFESORES NOMBRE Identificación



OBJETIVO GENERAL Proporcionar al estudiante un espacio académico de acompañamiento semanal con su asesor de tesis para controlar el avance metodológico del proyecto de investigación de naturaleza profesionalizante de la ingeniería civil.



Reuniones semanales de hora y media de duración entre asesor y estudiante para garantizar la asesoría y dirección adecuada por parte del profesor. Control de avance por medio de tareas asignadas semanalmente por el asesor al estudiante.


Tareas de avance semanal 60%


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