UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTBALDE HUAMANGAFACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGIA Y CIVILINGENIERIA CIVIL

IMPERMEABILIDADGRUPO : 06

ASIGNATURA : GEOTECNIA IC-448

PROFESOR : Ing. VILCHEZ

INTEGRANTES : CURI VEGA, AbnerLUJAN HUARACA, Emerson ONOFRE LAGOS, JamesTORRES CELADITA, PercyVALLADOLID ZEGARRA, Manuel AYACUCHO PER2013

INTRODUCCIONLos suelos y las rocas no son slidos ideales, forman sistemas con dos o tres fases: partculas slidas, partculas liquidas y gas. El lquido es normalmente agua y el gas se manifiesta a travs de vapor de agua; lo cual se entiende como medios porosos. A estos medios se les caracteriza a travs de su porosidad y a su vez esta propiedad condiciona la permeabilidad del medio o del material en estudio.Se dice que un material (suelos o rocas) es permeable cuando el agua fluye a travs de los vacos continuos, estos vacos existen en todo medio poroso. La circulacin del agua a travs de la masa de estos obedece aproximadamente a leyes idnticas, de modo que la diferencia de estos medios es, en este concepto, solo una diferencia de magnitud.La permeabilidad, es decir la facultad con la que el agua pasa a travs del medio poroso, tiene un efecto decisivo sobre el costo y las dificultades a encontrar en muchas operaciones constructivas, de all la importancia de su estudio y determinacin.

TITULO: PERMEABILIDADI. OBJETIVO Conocer el coeficiente de permeabilidad de suelos y rocas, su influencia en proyectos geotcnicos. Conocer el procedimiento que se realizan en ensayos de laboratorio para obtener el coeficiente de permeabilidad. Entender el comportamiento de las rocas cuando interacta con el agua.

II. DEFINICION DEL ENSAYO:PERMEABILIDADDEFINICIONDefinimos permeabilidad como la capacidad de un cuerpo (en trminos particulares, un suelo o macizo rocoso) para permitir en su seno el paso de un fluido (en trminos particulares, el agua) sinque dicho trnsitoalterela estructura interna del cuerpo. Dicha propiedad se determina objetivamente mediante la imposicin de un gradiente hidrulico en una seccin del cuerpo, y a lo largo de una trayectoria determinada.El concepto permeabilidad puede recibir tambin las acepciones de conductividad o transmisividad hidrulica, dependiendo del contexto en el cual sea empleado. Permeabilidad, tambin conocida como conductividad hidrulica, es la medida de de la velocidad de flujo de agua a travs del suelo, usualmente medida cuando el suelo est saturado. La medida de la permeabilidad en suelos depende fundamentalmente de la granulometra, de la densidad y de la forma y orientacin de las partculas. Permeabilidad difiere de infiltracin o velocidad de percolacin en que los valores de permeabilidad son corregidos por las condiciones hidrulicas de borde, incluyendo el gradiente hidrulico, por lo tanto representa una propiedad especfica del suelo. La permeabilidad en la matriz rocosa es intergranular, el agua se transmite a travs de los poros y microfisuras interconectados en la roca, recibiendo el nombre de permeabilidad primaria. Por lo general, la permeabilidad de la matriz rocosa es despreciable con respecto a la del macizo rocoso fracturado. Una excepcin son las areniscas y otras rocas porosas, donde si es posible el flujo a travs de la matriz. En los macizos rocosos el agua fluye a favor de las superficies de discontinuidad, y se define como permeabilidad secundaria. El flujo de agua en un macizo rocoso fracturado depende de la abertura de las discontinuidades, que a su vez depende del esfuerzo normal ejercido sobre ellas, y de su interconexin. Este esfuerzo se incrementa, y a partir de un determinado nivel las discontinuidades aparecen cerradas, siendo la permeabilidad del macizo la de la matriz rocosa o permeabilidad primaria. Los macizos rocosos karsificados son los que presentan mayores valores de permeabilidad debido a la presencia de discontinuidades muy abiertas y cavidades producidas por la disolucin de los materiales carbonatados.La permeabilidad es una medida de la facilidad con la que el medio poroso permite el paso de un fluido. La ley fsica fundamental que la rige es llamada ecuacin de Navier-Stokes, y es muy compleja. Para el estudio el del flujo en medio poroso se asume que el flujo es laminar, esta suposicin permite una gran simplificacin en las ecuaciones. Se debe tener en cuenta que la permeabilidad a un fluido es diferente a la permeabilidad donde ms de una fase de fluido est fluyendo. Cuando hay dos o ms fases de fluidos inmiscibles que fluyen, se utiliza la permeabilidad relativa.El flujo de fluido a travs de un tubo cilndrico se expresa por la ecuacin de Poiseuille, que es una simplificacin de la ecuacin de Navier-Stokes para la geometra particular, flujo laminar, y fluido incompresible. 5 Hace aproximadamente 150 aos Darcy llev a cabo experimentos simples en arena y desarroll una frmula emprica para el clculo de la permeabilidad, que sigue siendo la principal frmula en la actualidad.Henry Darcy desarroll el primer estudio sistemtico del movimiento del agua a travs de un medio poroso. Darcy encontr que la tasa o velocidad a la cual el agua fluye a travs del medio poroso es directamente proporcional a la diferencia de altura entre los dos extremos del lecho filtrante, e inversamente proporcional a la longitud del lecho.

La figura muestra una tubera horizontal llena con arena, en la cual se aplica agua mediante presin a travs del extremo A, la cual fluye y se descarga a travs del extremo B. La presin observada en cada extremo de la tubera (o en alguna posicin intermedia) puede ser medida mediante un tubo vertical de pequeo dimetro (piezmetro). Darcy encontr experimentalmente que la descarga, Q, es directamente proporcional a la diferencia en la altura de aguas entre los piezmetros A y B e inversamente proporcional a la longitud de la tubera, L. o sea:

El flujo es tambin proporcional al rea perpendicular al escurrimiento, A, por lo cual al combinar todos estos elementos podemos escribir:

Donde K es la constante de proporcionalidad y se denomina conductividad hidrulica o coeficiente de permeabilidad, y representan la altura del agua medida en los piezmetros A y B, respectivamente. Y L es la longitud del tubo. Es necesario recordar que la tasa de flujo tambin es proporcional al rea transversal del tubo, A. Esta expresin puede ser expresada, en trminos generales, como:

Donde es conocido como gradiente hidrulico. La cantidad representa el cambio en la medida piezomtrica entre dos puntos muy cercanos, y constituye una distancia muy pequea. El signo negativo indica que el flujo es en la direccin de cota piezomtrica decreciente. Lo nico que Darcy vari durante la realizacin del experimento fue el tipo de empaque de arena, lo que result en variaciones de la permeabilidad. Los efectos de la densidad del fluido y la viscosidad no fueron investigados por Darcy, ya que todos los estudios fueron realizados con agua.

La ltima ecuacin puede ser modificada para mostrar que el coeficiente K (coeficiente de permeabilidad) tiene las dimensiones de longitud/tiempo, o velocidad.

Hubbert (1956) demostr que la constante de proporcionalidad K es una funcin de las propiedades del medio poroso y del fluido que pasa a travs de l, por lo tanto, sta depende solamente de la naturaleza del medio poroso. De hecho, es intuitivo pensar que un fluido muy viscoso se mover con una velocidad ms pequea que uno de menor viscosidad en un mismo medio. De aqu que la tasa de flujo sea inversamente proporcional a la viscosidad dinmica del fluido, , y directamente proporcional al peso especfico del fluido. A partir de dicha informacin puede escribirse que:

Donde es la densidad del fluido, g es la fuerza de gravedad y k es una constante denominada permeabilidad intrnseca. Dicha constante es propia de cada material y se relaciona con el tamao, la forma y el grado de interconexin de los poros dentro de la roca.Apartirdesupublicacin,la regla tcnica de Darcytuvo una amplia acogida y desde entonces viene siendo utilizado en diferentes ramas delaingeniera conla nica restriccin deque elflujo deagua sea laminar, loque implica quehay un dominio de las fuerzas viscosas sobre las fuerzas de inercia. Esta restriccin ha sido planteada en funcin del nmero del Reynolds Re).Algunosautoreshanpropuestorestringirlavalidezdel regla tcnica de Darcyen funcin del tamao de los granos del material permeable, o del Nmero de re Reynolds con aseveraciones deltipoLa LeydeDarcyesvlida parabajos Nmeros de Reynolds, donde el flujo es laminar y dominan las fuerzas viscosas (Re