Ensayo de Permeabilidad Constante

ENSAYO DE PERMEABILIDAD A CARGA CONSTANTE

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL


ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Página 10

MECANICA DE SUELOS III Y CIMENTACIONES

ALUMNO:MATIAS CABRERA ISRAEL SMITH

DOCENTE:ING. RODRIGUEZ SERQUEN WILLIAM


INTRODUCCION

El Ensayo Permeabilidad Constante de un suelo, consiste en determinar el

coeficiente de permeabilidad “K” en una porción dada de suelo.

Este informe muestra aspectos generales sobre el ensayo de “Permeabilidad a

carga constante”.

El ensayo de Permeabilidad es muy importante, ya que debido al gran desarrollo

que últimamente ha tenido en nuestro país la construcción de cortinas cimentadas

sobre terrenos de aluvión, es de gran importancia investigar la permeabilidad de

dichos terrenos.



INDICE

1. INTRODUCCION ……………………………………………………………...10

2. CONTENIDO

I. MARCO TEORICO………………………………………………………12

II. OBJETIVOS ……………………………………………………………...14

III. MATERIALES Y EQUIPOS …………………………………………….15

IV. PROCEDIMIENTOS …………………………………………………….17

V. CALCULOS Y RESULTADOS ………………………………………..20

VI. CONCLUSIONES ……………………………………………………….21

VII. BIBLIOGRAFIA ………………………………………………………….21



CONTENIDO

MARCO TEORICO

Permeabilidad

Es la capacidad de un material para permitir que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se dice que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende del tipo de material, de la naturaleza del fluido, de la presión del fluido y de la temperatura. La penetrabilidad suele considerarse sinónimo de permeabilidad.

Para ser permeable, un material debe ser poroso, esto es, debe contener espacios vacíos o poros que le permitan absorber fluido. No obstante, la porosidad en sí misma no es suficiente: los poros deben estar interconectados de algún modo para que el fluido disponga de caminos a través del material. Por ejemplo, la permeabilidad de los suelos se ve favorecida por la existencia de fallas, grietas, juntas u otros defectos estructurales. Cuantas más rutas existan a través del material, mayor es la permeabilidad de éste. Algunos ejemplos de roca permeable son la caliza y la arenisca, mientras que la arcilla o el basalto son impermeables.

La permeabilidad en el suelo

Otro efecto de la textura y de la estructura del suelo es su permeabilidad, es decir la propiedad del suelo de dejarse atravesar por el agua.

Esta propiedad depende principalmente de las características de la porosidad considerando que el agua circula más rápidamente a través de los macroporos que a través de los microporos. Se comprende así como la permeabilidad es mayor en los suelos arenosos que en los suelos pesados.

La permeabilidad de los suelos tiene una influencia fundamental en el estudio del drenaje y de las aplicaciones de agua de riego.

La fórmula conocida como fórmula de Darcy relaciona el volumen de agua que atraviesa una muestra de suelo, con la característica de permeabilidad del suelo y el diferencial de presión, antes y después de la muestra.


http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_del_suelo

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Textura&action=edit

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Impermeable&action=edit

http://es.wikipedia.org/wiki/Basalto

http://es.wikipedia.org/wiki/Arcilla

http://es.wikipedia.org/wiki/Arenisca

http://es.wikipedia.org/wiki/Caliza

http://es.wikipedia.org/wiki/Falla

http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo

http://es.wikipedia.org/wiki/Poro

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido


Q=K∗I∗A

Donde:

Cantidad de agua drenada a través de la muestra por unidad de tiempo, (cm3/h).

Conductividad hidráulica o coeficiente de permeabilidad. Se expresa generalmente en (cm. /h).

Gradiente piezométrico disponible (m/m).

Sección transversal por donde se filtra el agua en la muestra (cm2).

Clasificación de un suelo según se permeabilidad

1. Clasificación de los suelos según su coeficiente de permeabilidad

Grado de permeabilidad Valor de k (cm/s)Elevada Superior a 10 -1Media 10^-1 a 10^-3Baja 10^-3 a 10^-5

Muy baja 10^-5 a 10^-7Prácticamente impermeable Menor de 10^-7

Tabla Nº 01 , Grado de permeabilidad según coeficiente de permeabilidad

2. Clasificación de permeabilidad según el tipo de suelo

Tipos de Suelo Permeabilidad K (cm/seg) DrenajeGrava limpia Alto 1*10^-1 Buena

Arena limpia Media 1*10^-3 Buena

Grava arenosa Media 1*10^-3 Buena

Arena fina Bajo 1*10^-3 a 1*10^-5 Franca a pobre

Limos Bajo 1*10^-3 a 1*10^-5 Franca a pobre

Arena limo arcilloso Muy bajo 1*10^-4 a 1*10^-7 Pobre

Arcilla homogenea Muy bajo ‹ 1*10^-7 Prácticamente



imperceptible

Tabla Nº 02. Fuente A- Casagrande (mecánica de Suelos, Juárez Badillo)

Métodos Utilizados en Laboratorio

1. Permeámetro de Carga Variable (para suelos permeables y saturados).

2. Permeámetro de carga constante (para todo tipo de suelo).

En este tipo de arreglo de laboratorio, el suministro de agua se ajusta de tal

manera que la diferencia de carga entre la entrada y la salida permanece

constante durante el periodo de prueba. Después que se ha establecido un

flujo constante, el agua es recolectada en una probeta graduada durante

cierto tiempo.

Aplicando Ley de Darcy:

V=K . A . i . t ; i= hL

K=VL¿̂ ¿

A= área transversal del suelo.

L= Longitud de muestra del suelo.

H= carga hidráulica

V= volumen de agua que pasa en (t)

OBJETIVOS

Determinar el coeficiente de permeabilidad para una muestra de suelo. Determinar el coeficiente de permeabilidad sin la corrección por

temperatura de una muestra de suelo.


Fig. 15. Permeámetro de carga Constante


Clasificar el suelo según su permeabilidad

MATERIALES Y PROCEDIMIENTOMATERIALES:

Permeámetro de carga constante

Agua, Depósitos


Fig. 16. Agua, demás materiales

Fig. 17. Cronometro

Fig. 16. Muestra de suelo granular (arena)


Arena

Cronometro

Termómetro


Fig. 18. Termómetro

Fig. 18. Llenado de permeámetro. Fig. 19. Enrazado de permeámetro.


PROCEDIMIENTO:

1. Llenar 1/3 del permeámetro con la arena gruesa y dar 25 golpes en la

muestra desde afuera hacia adentro. Repetir este proceso con los otros 2/3

del permeámetro.

2. Colocar el filtro, el cedazo y la tapa al permeámetro. Colocar el

permeámetro sobre un depósito sobre el cual descenderá el agua.


Fig. 20 y 21. Colocación de filtro y enseguida se coloca el permeámetro en un depósito.

Fig. 22. Saturado de muestra ensayada.


3. Agregar agua al permeámetro hasta que la muestra se sature, en la

superficie, el cedazo se humedecerá.

4. Colocar el permeámetro con una gradiente de 0.6 y agregarle agua para

mantener un nivel constante.


Fig. 23. Elegir gradiente a utilizar. I=0.6.

Fig. 24. Llenado de tubo de carga. Fig. 25. Controlar el tiempo para que se realice el descargue de 10ml de agua.


5. Llenar el tubo de carga con agua y colocarlo sobre el permeámetro, a la vez

controlar el tiempo con el cronómetro y anotar los segundos por cada 10ml

de agua descargada.

6. Medir la temperatura del agua descargada con el termómetro.


Fig. 26. Medida de la temperatura del agua. T=25ºC


CALCULOS

K= Vt∗i∗A∗r

cm /seg

Donde:

K: coeficiente de permeabilidad

V= volumen de agua (10ml)

T= tiempo transcurrido

I= gradiente hidráulica

A= área de la sección transversal

R= factor de corrección por temperatura.



CONCLUSIONES

Gradiente i Coeficiente de Permeabilidad K(cm/seg)0.8 Kr = 2.12*10^-3

K = 3.08*10^-3

Para un gradiente de i=0.8, ya sea considerando o no la corrección por temperatura, según la Tabla Nº01, es un suelo de permeabilidad baja; además según la Tabla Nº02, es una arena fina con poca capacidad de drenaje.

Obviamente los valores que no consideran corrección por temperatura (K) son mayores respecto a los que si la consideran (Kr), pero se aclara que los valores más reales son los segundos, ya que los equipos son de fabricación Rusa, calibrados con el clima de la ciudad, una temperatura ambiente de 10ºC, en vista es necesario corregirlos por el cambio de temperatura sufrida.

BIBLIOGRAFIA

Mecánica de Suelos, Juárez Badillo


Ensayo de Permeabilidad Constante

Documents

Transcript of Ensayo de Permeabilidad Constante