ASTM D5084 - 90 METODO DE ENSAYO PARA LA MEDICION DE LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA DE MATERIALES MATERIALES POROSOS P OROSOS SATURADOS SATURADOS UTILIZANDO UN PERMEAMETRO DE PARED FLEXIBLE. ESTE METODO DE ENSAYO ENSAYO MIDE LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA (TAMBIEN (TAMBIEN LLAMADA COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD) PUEDE UTILIZARSE CON MUESTRAS INALTERADAS INALTERADAS O COMPACTADAS COMPACTADAS (REMOLDEADAS) !UE TIENEN UNA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA MENOR O I"UAL !UE #$#0-5 %&' (#$#0- %&'). LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA O COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD P ERMEABILIDAD (*) SE DEFINE COMO LA VELOCIDAD DE FLU+O PRODUCIDA POR UN "RADIENTE HIDRAULICO UNITARIO. EL VALOR DE ,*, SE USA COMO UNA MEDIDA DE LA RESISTENCIA AL FLU+O OFRECIDA POR EL SUELO Y SON VARIOS LOS FACTORES !UE INTERVIENEN COMO LOS SI"UIENTES A) LA DENSIDAD DEL SUELO B) LA RELACION DE VACIOS C) LA DISTRIBUCION DE TAMAOS DE PARTICULAS DEL SUELO D) LA VISCOSIDAD DEL A"UA EN EL SUELO !UE VARIA CON LA TEMPERATURA E) EL"RADO DE SATURACION Y PRESENCIA DE BURBU+AS DE AIRE ATRAPADAS EN EL SUELO. LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA DE MATERIALES MATERIALES POROSOS "ENERALMENTE DECRECE CON UN INCREMENTO DE LA CANTIDAD DE AIRE EN LOS POROS DEL MATERIAL. MATERIAL. ESTE METODO DE ENSAYO SE APLICA A MATERIALES POROSOS SATURADOS CON A"UA VIRTUALMENTE SIN CONTENIDO DE AIRE. ESTE METODO DE ENSAYO BRINDA UN MEDIO PARA DETERMINAR LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA A UN NIVEL CONTROLADO DE ESFUERZO EFECTIVO. LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA VARIA CUANDO VARIA LA RELACION DE VACIOS !UE CAMBIA CUANDO CAMBIA EL ESFUERZO EFECTIVO. SI LA RELACION DE VACIOS VACIOS CAMBIA LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA DE LA MUESTRA DE ENSAYO ENSAYO ASI MISMO CAMBIARA. PARA DETERMINAR LA RELACION ENTRE LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA Y LA RELACION DE VACIOS EL ENSAYO DE CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA DEBERA SER REPETIDO CON DIFERENTES ESFUERZOS EFECTIVOS. I) E!UIPO. -BOMBA DE VACIO. -HORNO. -COMPRESORA. -SISTEMA DE MEDICION DE PRESION. LA PRESION APLICADA DEBERA DEBERA SER CONTROLADA POR UN RE"ULADOR DE PRESION Y MEDIDA CON UN INDICADOR DE PRESION O UN TRANSDUCTOR ELECTRONICO DE PRESION. -SISTEMA DE CONTROL DE PRESION O PANEL DE CONTROL PRINCIPAL. -CELDA DE PERMEABILIDAD. DEBERA CONTENER #) / DISCOS DISCOS POROSOS. POROSOS. DEBERAN DEBERAN DE SER DE CARBURO CARBURO DE DE SILICIO Y OXIDO OXIDO ALUMINI ALUMINICO CO U OTRO MATERIAL !UE NO SEA ATACADO POR EL LI!UIDO PERMEANTE ADEMAS DE TENER LA SUPERFICIE PLANA Y LISA LIBRE DE RA+ADURAS O "RIETAS Y DEBERAN SER DEL MISMO DIAMETRO ( 5 ) !UE LA MUESTRA. LOS DISCOS POROSOS DEBERAN TENER UN COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD DE 4$#0 -5 123&' (#$#0 -4%&'). /) TAPA APA Y BASE. DEBERAN DEBERAN DE SER RI"IDAS RI"IDAS E IMPERMEABLES IMPERMEABLES PARA PARA !UE !UE LA MUESTRA MUESTRA SE APOYE Y PERMITA LA TRANSMISION DEL LI!UIDO PERMEANTE HACIA Y DESDE LA MUESTRA. DEBERAN PREVENIR FU"AS MOVIMIENTOS LATERALES O INCLINACIONES Y SER LISAS Y SIN "RIETAS. ) MEMBRA MEMBRANAS NAS FLEXIB FLEXIBLES LES DE CAUCHO CAUCHO.... 4) PAPEL FILTRO. FILTRO. SI ES NECESARIO NECESARIO PARA PARA PREVENIR LA INTRUSION DE MATERIAL MATERIAL EN LOS DISCOS POROSOS. 5) 4 AN ANIL ILLO LOS S DE SEL SELLA LADO DO.. ) DISPOS DISPOSITIV ITIVO O DE SUCCIO SUCCION N DE MEMBRAN MEMBRANAS. AS. 6) EXP EXPAN ANSO SOR R DE AN ANIL ILLO LOS. S. 8) CAERI CAERIAS AS DE DE NYLON NYLON DE #&4, #&4, DE DIAM DIAMETR ETRO. O. -MARTILLO DE COMPACTACION. DE #/, DE CAIDA Y 5.5 37 DE PESO. -E!UIPO DE TALLADO. !UE INCLUYA
# UN CORTADOR DE MUESTRAS. / ESPATULA. CUCHILLOS. 4 IN"LETES PARTIDOS. PARA RECORTAR LOS EXTREMOS DE LA MUESTRA INALTERADA. -VERNIER. CON APROXIMACION A 0. %% (0.0# 123.). -BALANZAS. PARA PESAR MUESTRAS MENORES DE #00 DEBERA TENER UNA APROX. A 0.0# MAYORES DE #00 UNA APROX. DE 0.# Y PARA PESAR MUESTRAS MAYORES A #000 UNA APROX. DE #.0 . -TERMOMETRO. -CRONOMETRO. II) MUESTRAS DE ENSAYO. LAS MUESTRAS DEBERAN TENER UN DIAMETRO MINIMO DE /5 %% (#.0 123.) Y UNA ALTURA MINIMA DE /5 %%. LA ALTURA Y EL DIAMETRO DEBERAN MEDIRSE CON UNA APROXIMACION DE 0. %% (0.0# 123.). LA SUPERFICIE DE LA MUESTRA PUEDE SER DISPARE+A PERO LAS HENDIDURAS NO DEBEN SER TAN PROFUNDAS COMO PARA !UE LA LON"ITUD O EL DIAMETRO VARIEN POR MAS DE 5. EL DIAMETRO Y LA ALTURA DE LA MUESTRA DEBERA SER CADA UNO AL MENOS VECES MAYOR !UE EL TAMAO DE LA PRTICULA MAS "RANDE DENTRO DE LA MUESTRA. LAS MUESTRAS INALTERADAS DEBEN SER TALLADAS EN LO POSIBLE EN UN AMBIENTE EN DONDE LOS CAMBIOS DE HUMEDAD SEAN MINIMOS. LAS MUESTRAS ALTERADAS DEBEN SER COMPACTADAS A SU DENSIDAD NATURAL Y A SU CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL O A SU MAXIMA DENSIDAD SECA Y A SU OPTIMO CONTENIDO DE HUMEDAD. DEBERAN COMPACTARSE A TRES CAPAS Y A LA CANTIDAD DE "OLPES PREVIAMENTE CALCULADOS. LA SUPERFICIE DE CADA CAPA DEBERA SER ESCARIFICADA ANTES DE COLOCAR LA SI"UIENTE CAPA DE MUESTRA. III) PROCEDIMIENTO DE ENSAYO. #) PARA MUESTRAS INALTERADAS. -DIBU+AR SOBRE LA MUESTRA LA ALTURA Y EL DIAMETRO DE LOS IN"LETES PARTIDOS. -CORTAR LA MUESTRA DE SUELO DIBU+ADA. -TALLAR LA MUESTRA HASTA ALCANZAR UNA FORMA CILINDRICA. -COLOCAR LA MUESTRA CILINDRICA SOBRE EL CORTADOR DE MUESTRA Y TERMINAR EL TALLADO HASTA ELDIAMETRO Y EL LAR"O DE LOS IN"LETES. /) PARA MUESTRAS ALTERADAS. - SECAR LA MUESTRA DE ENSAYO A ##0 C 5C DE #8 A /4 HORAS. - MEDIR EL DIAMETRO Y LA ALTURA DE LOS IN"LETES PARTIDOS Y CALCULAR EL VOLUMEN DEL MISMO. -ASE"URAR Y COMPACTAR LA MUESTRA DE SUELO A LA DENSIDAD NATURAL Y A LA HUMEDAD NATURAL O A LA MAXIMA DENSIDAD Y AL OPTIMO COTENIDO DE HUMEDAD HASTA LA ALTURA MISMA DE LOS IN"LETES. -TOMAR EL PROMEDIO DE 4 LECTURAS DE LA ALTURA Y DEL DIAMETRO. -PESAR LA MUESTRA TALLADA CON UNA APROX. AL 0.# . -COLOCAR UN DISCO POROSO HUMEDO SOBRE LA BASE DEL PERMEAMETRO ENCIMA UN PAPEL FILTRO HUMEDO (SI SE USA) Y LUE"O LA MUESTRA. -COLOCAR LA MEMBRANA SOBRE EL DISPOSITIVO DE SUCCION Y LUE"O SOBRE LA MUESTRA. -COLOCAR UN PAPEL FILTRO HUMEDO (SI SE USA) Y EL OTRO DISCO POROSO HUMEDO SOBRE LA MUESTRA. -COLOCAR SOBRE LA MUESTRA LA TAPA. -COLOCAR CON EL EXPANSOR DE ANILLOS DOS ANILLOS DE SELLADO EN LA BASE DEL PERMEAMETRO Y DOS EN LA TAPA SELLANDO LA MEMBRANA A LA MUESTRA. -COLOCAR EL CILINDRO DEL PERMEAMETRO Y LLENAR LA CELDA CON A"UA. -LLENAR CON AIRE EL SISTEMA DE CONTROL DE PRESION MEDIANTE LA COMPRESORA Y LUE"O CON A"UA PREVIAMENTE DESAIRADA CON LA BOMBA DE VACIO. -CONECTAR LA CELDA DE PERMABILIDAD AL SISTEMA DE CONTROL DE PRESION A TRAVES DE LAS CAERIAS Y APLICARLE UNA PE!UEA PRESION CONFINANTE (LATERAL) DE # A 5 PSI (6 A 5 *P).
-APLICAR LA PRESION DE CONFINAMIENTO Y LA CONTRAPRESION DESEADA PARA LA SATURACION DE LA MUESTRA DE SUELO. LA PRESION DE CONFINAMIENTO DEBE DE SER MAYOR !UE LA CONTRAPRESION EN O 5 PSI. SI EL FLU+O DE A"UA ARRASTRA FINOS APLICAR PRESION EN LA SALIDA DEL A"UA HASTA !UE LA SALIDA SEA TRANSPARENTE. -CONTINUAR CON LA SATURACION HASTA ALCANZAR UN "RADO DE 95 A #00. EL "RADO DE SATURACION PUEDE VERIFICARSE MIDIENDO EL COEFICIENTE ,B, !UE RESULTA DEL CAMBIO DE PRESION DE A"UA DE PORO EN LA MUESTRA DE SUELO POR EL CAMBIO EN LA PRESION CONFINANTE -UNA VEZ TERMINADA LA SATURACION CONTINUAR CON LA CONSOLIDACION. LA CONSOLIDACION COMIENZA INCREMENTANDO LA PRESION DE CONFINAMIENTO PARA DESARROLLAR EL ESFUERZO EFECTIVO DESEADO. -A LA PRESION EFECTIVA APLICADA REALIZAR UN PRIMER ENSAYO PARA MEDIR LA "RADIENTE HIDRAULICA. EN EL SI"UIENTE CUADRO SE MUESTRA LA "RADIENTE HIDRAULICA MAXIMA PARA UNA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA DADA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA ( % & ' )
"RAD. HIDRAU. MAX. RECOMENDADA
#$#0- A #$#0-4 / #$#0-4 A #$#0-5 5 #$#0-5 A #$#0- #0 - -6 #$#0 A #$#0 /0 -CERRAR LAS VALVULAS ESCO"ER UN METODO DE CAR"A DE ENSAYO ABRIR LAS VALVULAS Y CORRER EL CRONOMETRO.
IV) METODOS DE CAR"A DE ENSAYO #) METODO DE CAR"A CONSTANTE. ESTE TIPO DE ENSAYO NOS PERMITE MEDIR Y RE"ISTRAR LA PERDIDA DE CAR"A A TRAVES DE LA MUESTRA ESTA PERDIDA DE CAR"A DEBE DE MANTENERSE CONSTANTE EN 5. PUEDE RE"ISTRARSE PERIODICAMENTE LA CANTIDAD DE FLU+O DE ENTRADA Y SALIDA. CUANDO LA RAZON DE FLU+O DE SALIDA AL VALOR DEL FLU+O DE ENTRADA SE ENCUENTRE ENTRE 0.65 Y #./5 O CUANDO LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA SEA CONSTANTE EN 4 O MAS DETERMINACIONES Y !UE SE ENCUENTREN DENTRO DEL /5 DEL VALOR PROMEDIO PARA VALORES DE * MAYORES O I"UALES A #$#0 -#0%&' O DENTRO DEL 50 PARA VALORES * MENORES DE #$#0 -#0%&' SI"NIFICA !UE EL ENSAYO SE HA REALIZADO CORRECTAMENTE Y !UE PUEDE CONCLUIRSE. * : ! L &A ; < * ! L A ; <
CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA %&'=. CANTIDAD DE FLU+O TOMADO COMO EL PROMEDIO DEL FLU+O DE ENTRADA Y SALIDA %. LON"ITUD DE LA MUESTRA A LO LAR"O DE LA TRAYECTORIA DEL FLU+O %. AREA TRANSVERSAL DE LA MUESTRA % /. INTERVALO DE TIEMPO SOBRE EL !UE OCURRE EL FLU+O ! '=. DIFERENCIA EN LA CAR"A HIDRAULICA A TRAVES DE LA MUESTRA %.
/) METODO DE CAR"A VARIABLE. PARA ENSAYOS DE CAR"A VARIABLE EN NIN"UN MOMENTO LA PERDIDA DE CAR"A APLICADA A TRAVES DE LA MUESTRA DEBERA SER MENOR !UE EL 65 DE LA PERDIDA DE CAR"A INICIAL DURANTE CADA DETERMINACION DE LA CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA INDIVIDUAL. L *:
I> ? <# &
L A
AREA TRANSVERSAL DEL RESERVORIO !UE CONTIENE EL LI!UIDO DE ENTRADA %/. ALTURA DE LA MUESTRA %. AREA TRANSVERSAL DE LA MUESTRA % / .
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TIEMPO TRANSCURRIDO ENTRE LA DETERMINACION DE <# Y
V) FIN DEL ENSAYO. -AL TERMINAR EL ENSAYO CERRAR LAS VALVULAS REDUCIR LA PRESION DE CONFINAMIENTO Y LA CONTRAPRESION ASI COMO LA PRESION DE SALIDA SI SE HUBIESE APLICADO DE TAL FORMA !UE NO SE "ENERE UN CAMBIO DE VOLUMEN SI"NIFICATIVO EN LA MUESTRA DE ENSAYO. - MEDIR LA TEMPERATURA DEL A"UA OBTENIDA. - LLEVAR LA MUESTRA A SECAR AL HORNO DURANTE /4 HORAS. - CORRE"IR EL COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD PARA /0C (8F) MULTIPLICANDO K POR LA RELACION DE VISCOCIDAD DEL A"UA DE ENSAYO A LA TEMPERATURA PARA LA VISCOCIDAD DEL A"UA A /0 C (8F) * /0 : R; .
TEMPERAT. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Rt 1,783 1,723 1,664 1,611 1,560 1,511 1,465 1,421 1,379 1,339 1,301 1,265 1,230 1,197 1,165 1,135 1,106 1,077 1,051 1,025 1,000 0,976 0,953 0,931 0,910 0,889 0,869 0,850 0,832 0,814 0,797 0,780
32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49
0,764 0,749 0,733 0,719 0,705 0,692 0,678 0,665 0,653 0,641 0,629 0,618 0,607 0,598 0,585 0,575 0,565 0,556
VI) INFORME. SE DEBE DE REPORTAR LA SI"UIENTE INFORMACION -IDENTIFICACION DE LA MUESTRA. -CUAL!UIER SELECCIN ESPECIAL Y PROCESO DE PREPARACION COMO LA REMOCION DE PIEDRAS U OTROS MATERIALES SI LA MUESTRA ES ALTERADA O INDICAR SU PRESENCIA SI LA MUESTRA ES INALTERADA. -DIMENSIONES INICIALES DE LA MUESTRA. -CONTENIDO DE HUMEDAD INICIAL Y DENSIDAD SECA DE LA MUESTRA. -PRESION DE CONFINAMIENTO Y CONTRAPRESION ASI COMO LA PRESION DE SALIDA SI SE USO. -ESFUERZO EFECTIVO DE CONSOLIDACION.
