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Tarque, NicolaAutor o Coautor

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22 de marzo de 2025
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Artículo

Investigating Scale Effects on Experimental Shear Strength of Earthen Walls (Adobe and Rammed-Earth)

Publicado en: Buildings. 15 (5): 689- - 2025-03-01 15(5), DOI: 10.3390/buildings15050689

Autores:

Ruiz, DM; Reyes, JC; Alvarado, YA; Vacca, H; Tarque, N; Jerez, S
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Afiliaciones

Pontificia Univ Javeriana, Dept Civil Engn, Carrera 7 40-62, Bogota 110231, Colombia - Autor o Coautor
Univ Escuela Colombiana Ingn, Ctr Study Struct Mat & Construct, Autopista Norte AK 45 205-59, Bogota 111321, Colombia - Autor o Coautor
Univ Los Andes, Dept Civil & Environm Engn, Carrera 1 18A-12, Bogota 111711, Colombia - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Dept Continuum Mech & Struct, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

This study investigates the scale effects on the experimental shear strength of earthen walls, a critical parameter influencing the seismic performance of adobe and rammed-earth (RE) buildings. Recognized for their historical significance and sustainable construction practices, earthen structures require a comprehensive understanding of their mechanical behavior under shear loads to ensure effective design and preservation. This research compiles data from over 120 in-plane shear wall tests (adobe and RE), nearly 20 direct shear tests from the scientific and technical literature, and new cyclic direct shear tests performed on large cubic specimens (300 mm side length) made from the same material as a previously tested two-story RE wall. Based on the findings, this study recommends a minimum specimen cross-sectional area of 0.5 m(2) for reliable shear strength testing of earthen walls in structural laboratories. This recommendation aims to prevent the unconservative overestimation of shear strength commonly observed in smaller specimens, including direct shear tests. Furthermore, the Mohr-Coulomb failure criterion outlined in the AIS-610 Colombian standard is validated as a conservative lower bound for all compiled shear strength data. Cyclic direct shear tests on nine 300 mm cubic specimens produced a Mohr-Coulomb envelope with an apparent cohesion of 0.0715 MPa and a slope of 0.66, whereas the full-scale two-story wall (5.95 x 6.20 x 0.65 m) constructed with the same material exhibited a much lower cohesion of 0.0139 MPa and a slope of 0.26. The analysis reveals significant scale effects, as small-scale specimens consistently overestimate shear strength due to their inability to capture macro-structural behaviors such as compaction layer interactions, construction joint weaknesses, and stress redistributions. Based on the analysis of the compiled data, the novelty of this study lies in defining a strength reduction factor for direct shear tests (3.4-3.8 for rammed earth, similar to 3.0 for adobe) to align with full-scale wall behavior, as well as establishing a minimum specimen size (>= 0.5 m(2)) for reliable in-plane shear testing of earthen walls, ensuring accurate structural assessments of shear strength. This study provides a first approach to the shear behavior of unstabilized earth. To expand its application, future research should explore how the scale of specimens with different stabilizers affects their shear strength.
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Palabras clave

Adobe wallAdobe wallsConcrete mixturesDirect shear testDirect shear testsDynamic responseFracture mechanicsHydroelasticityIn-plane loadsMortarPerformancePseudostaticRammed earthRammed earth wallsRammed-earth wallsRetaining wallsScale effectsSeismic behaviorSeismic designShear flowShear strengthShear stressShear testsShear wallsShearing machinesShears strengthSimulatioStatic and pseudo-static in-plane load shear testStatic and pseudo-static in-plane load shear testsStrain rateWell testing

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Buildings debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Architecture. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada por encima del Percentil 90.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-04-02:

  • WoS: 3
  • Scopus: 3
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-02:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 23.

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 1.

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/94802/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

  • Visualizaciones: 34
  • Descargas: 15
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Colombia.

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Reconocimientos ligados al ítem

This project was conducted in a collaborative research effort between Pontificia Universidad Javeriana and Universidad de los Andes, Colombia. The research was funded by Pontificia Universidad Javeriana through Project ID 00008950. Also, this study was funded by MinCiencias (Colombia) through Patrimonio Autonomo Fondo Nacional de Financiamiento para la Ciencia, la Tecnologia y la Innovacion Francisco Jose de Caldas, grant number 120385269649 MGI, proposal Id: 6988, in accordance with 852-2019, and contract 80740-510-2020. The title of the project was Rehabilitacion sismica de edificaciones en tierra (patrimoniales) de dos niveles.
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