UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA E.A.P. INGENIERIA CIVIL
“PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS”
Alumno:
VARGAS HILARIO, Miguel Angel
Asignatura:
MECÁNICA DE SUELOS I
Docente :
Ing. VARGAS CRISPIN, Samuel
Huancavelica - Perú Agosto, 2017
E.A.P. INGENIERIA CIVIL - HUANCAVELICA
1. INTRODUCCIÓN: La permeabilidad constituye una de las propiedades más importantes, que modifican el comportamiento del suelo, de allí su estudio. La permeabilidad es la mayor o menor facilidad con que el agua atraviesa el suelo Depende de varios factores, como: la relación de vacíos, es decir el tamaño de los poros y su forma de las partículas, todo esto está en función de la granulometría. Es necesario estudiar el flujo de un fluido en medios porosos, y este estudio se estableció mediante la LEY DE DARCY, encontrando una ley donde para un flujo laminar se produce velocidades pequeñas y suelos de partículas de tamaño de grava y menores en donde se puede determinar la siguiente e cuación: dv Q = ----- = KAi
Dónde: K
= coeficiente de permeabilidad.
A
= área de la sección transversal.
I
= gradiente hidráulico.
Dt
La constante K es llamado coeficiente de permeabilidad, es una medida directa y completa de la permeabilidad del suelo y se lo define como la velocidad del flujo, cuando el gradiente hidráulico es unitario. V = ki En el intervalo en que se aplica la ley de Darcy, la velocidad es directamente proporcional al gradiente hidráulico y el flujo es laminar. Como vemos la permeabilidad es una propiedad mecánica de los suelos. Existen varios métodos para llegar a la determinación de esta constante de proporcionalidad y son los más utilizados los siguientes: Método directo y método indirecto. En esta práctica vamos a utilizar el método directo (en laboratorio)
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Permeámetro de carga constante
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2. RESUMEN: Este método nos permite medir la capacidad que tiene una muestra de un determinado suelo cuando es sometido a un flujo de agua constante sin alterar su estructura interna y así este material puede ser permeable o impermeable. Para ello calculamos una constante K de permeabilidad para clasificar el suelo.
3. PALABRAS CLAVES: Absorción, Humedad, Permeabilidad, Cabeza de agua, Caudal.
4. OBJETIVO GENERAL: Determinar a través del ensayo la constante de permeabilidad de un suelo.
5. OBJETIVO ESPECIFICO: Analizar y comprender el comportamiento del suelo cuando es sometido a un caudal de agua constante. Obtener información de un material acerca de sus condiciones hidráulicas e hidrogeológicas en lugares donde se ubique la cimentación de una obra proyectada.
6. MATERIAL Y EQUIPOS:
Balanza o báscula electrónica. Permeámetro con 5 piedras porosas. Embudo con manguera. Probeta de 1000 ml cada200ml. Cronometro. Pisón.
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7. MARCO TEÓRICO: La permeabilidad de un suelo se mide a través del coeficiente de permeabilidad k, que es un parámetro que define la mayor facilidad o dificultad que el suelo ofrece al flujo del agua. Fue Darcy, a mediados del siglo XIX, quien definió este parámetro para arenas. Posteriormente, se demostró que esta ley era igualmente válida para otros suelos, incluyendo suelos mucho menos permeables, tales como arcillas. Aunque la ley de Darcy se puede utilizar también para el flujo de otros líquidos, cuando en geotecnia se entrega un valor de k, se entiende que estamos hablando de su permeabilidad frente al flujo de agua. La permeabilidad de los suelos varía varios órdenes de magnitud. Así, mientras que para una arena limpia, el coeficiente de permeabilidad, k, puede variar entre 10—2 y 10—4 cm/s, para una arcilla éste valor puede oscilar entre 10 —5 y 10—8 cm/s.
7.1. PROCEDIMIENTO Se tomó una muestra de 1000 gr la cual pasó del tamiz 3/8”, se pesó el permeámetro vacío, luego se colocó en el fondo de este una piedra porosa del mimo diámetro de la abertura, se procedió a agregar 5 capas de la seleccionada muestra de suelo siendo compactadas mediante 25 golpes por un pisón, determinamos, el volumen, área, peso y la altura que alcanzo la muestra, luego introducimos las demás piedras porosas y cerramos el equipo. A continuación conectamos el aparato a una manguera, la cual se va a dejar caer agua al aparato a una altura determinada, que también se toma para análisis de datos, este caudal tiene que ser continuo y que no se vaya burbuja, luego de tener caudal constante se abre la llave de la parte inferior del permeámetro y se empiezan a tomar tiempos por cada 200 ml, se realizan 6 tomas y se procede a llenar la respectiva tabla.
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Variación de la viscosidad con respecto a la temperatura
ENSAYO DE PERMEABILIDAD CABEZA CTE DATOS DE LA MUESTRA DIAMETRO [cm]
7,5
AREA, (A) [cm²]
44,17864669
LONGITUD MUESTRA (L), [cm]
8
VOLUMEN [cm³]
353,4291735
PESO MUESTRA [gr]
556
DENSIDAD [gr/cm]
1,573158193
HUMEDAD
16.68%
TEMPERATURA [ºC]
25
ALTURA AGUA, [cm]
113,5
VISCOSIDAD (n20)
0,01003
nT (25ºC)
0,00893
ENSAYO DE CABEZA CONSTANTE ENSAYO #
PROMEDIO
t (s)
Q cte (cm³)
KT (cm/s)
K20 (cm/s)
34,4
200
0,00927584
0,00825855
33,44
400
0,019084265
0,01699127
35,23
600
0,02717192
0,02419195
36,35
800
0,035112948
0,03126208
31,66
400
0,020157228
0,01794656
30,22
600
0,031676596
0,02820259
31,38
800
0,040674176
0,0362134
33,24
542,857143
0,026055911
0,02319833
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8. OBSERVACIONES:
Eliminar las burbujas de aire del tanque de agua y de la probeta, antes de evaluar la muestra. El material a ser evaluado se tamizó por el de 3/8".
9. CONCLUSIONES:
El método de ensayo utilizado es aplicable para un flujo unidimensional dentro de los materiales porosos. El suelo evaluado es una grava fina con arenas media y una permeabilidad media. El tamaño y forma de los granos de suelo. La presencia de partículas angulares y laminares en un suelo tiende a reducir k si comparado con suelos compuestos predominantemente por partículas redondeadas y esféricas.
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10.BIBLIOGRAFÍA:
NORMA TECNICA COLOMBIANA # 174. Especificaciones de los Agregados para Concreto. Cuarta Revisión MANUAL DEL INGENIERO CIVIL. Tomo I. Mac Graw Hill: México. sección 5-6. http://www.construaprende.com/Lab/17/Prac17_2.html
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