ENSAYO DE PERMEABILIDAD (CARGA CONSTANTE)
1. OBJETIVO Determinar el coeficiente de permeabilidad, mediante carga constante (suelos
≤ 10
pasante N.- 200).
2. NORMATIVIDAD Norma nacional: NTP 339.147.2000
!"#$. %&todo de ensa'o de permeabilidad de s(elos gran(lares )carga constante*
Normas internacionales: +T% D 2434- 2434- ++T$ T215 T215
tandard Te Test %et/od for Permeabilit' Permeabilit' of ran(lar oils )onstant ead* )it/dran 2015* tandard %et/od %et/od of Te Test for Permeabilit' Permeabilit' of ran(lar oils )onstant ead*
3. PROTOCOLO DE SEGURIDAD: 6opa de proteccin
Figura 1: Guardapolvo
Proteccin de las manos
Figura 2: Guantes
Proteccin de los pies
Figura 3: Zapatos con punta de acero
4. MARCO TEÓRICO Pere!"#$#%!% "s la facilidad o dific(ltad 8(e tiene (n s(elo de permitir 8(e lo atraiese el ag(a a tra&s de s(s acos. "sto permite clasificar los s(elos en: (elos permeables (elos impermeables
#a permeabilidad est; infl(enciada por el tama
acin s(fre ariaciones debido a 8(e en el
remoldeo 8(edan libres alg(nas partc(las del s(elo ' al fl(ir el ag(a, esta las m(ee ' las reacomoda, tapando los canales o arrastr;ndolas a la s(perficie o al e?terior de la m(estra ca(sando t(rbide> en el ag(a. Tama
Ce*#+#e,'e %e Pere!"#$#%!% "l coeficiente de permeabilidad es (na caracterstica de los s(elos, especficamente est; ligado a la #e' de Darc' 8(e se refiere al fl(@o de fl(idos a tra&s de los s(elos. eneralmente representado por la letra k , es e?tremadamente ariable, segBn el tipo de s(elo. e e afectada por diersos factores in/erentes tanto al s(elo como a las caractersticas del ag(a circ(lante. #os factores principales son:
#a densidad del s(elo. #a relacin de acos del s(elo. #a estr(ct(ra ' estratificacin del s(elo. #a e?istencia de ag(@eros, fis(ras, etc. en el s(elo. #a iscosidad del ag(a del s(elo, 8(e ara con la temperat(ra.
lasificacin de los s(elos segBn s( coeficiente de permeabilidad: rado de permeabilidad
Calor de )cmEs*
"leada
(perior a 10 1
%edia
10 1 a 10 3
Fa@a
10 3 a 10 5
%(' ba@a
10 5 a 10 7
Pr;cticamente impermeable
%enor de 10 7
-. MATERIALES E INSTRUMENTOS Peree'r %e +!r/! +,0'!,'e
Figura 4: Permeámetro de carga constante
Cr,e'r
Figura 5: Cronómetro
B!$!,!
Figura : !alan"a de precisión
. PROCEDIMIENTO %edir el di;metro interior del cilindro ' la alt(ra a la 8(e se enc(entra la carga.
Figura #: $eali"ando medidas antes de %acer el ensa&o'
(medecer las piedras porosas. olocamos el s(elo preparado en el perme;metro en capas delgadas
(niformes apro?imadamente ig(ales en espesor. ompactamos las capas s(cesias /asta 8(e el s(elo alcance el peso (nitario relatio deseado mediante golpes distrib(idos (niformemente sobre la s(perficie de la capa sig(iendo (na tra'ectoria reg(lar, /asta (na alt(ra de alrededor de 20 mm )0. in* por encima de la salida del pie>metro s(perior .
Nielamos la s(perficie s(perior del s(elo colocando la piedra porosa s(perior,
rot;ndola s(aemente de derec/a a i>8(ierda. erramos la ;l(la de desagGe ' desconecte el aco. +brimos la ;l(la de admisin del tan8(e de carga constante, /asta 8(e la carga de ag(a sea estable.
(: )lenamos agua el/, em*udo %asta +ue el anotamos la decarga definida como la diferencia entre los Determinamos ' Figura ,lu-o de agua sea constante
nieles de los pie>metros. Determinamos la cantidad )H* de ag(a recolectada en (na probeta grad(ada de 250 ml, 8(e fl('e en (n tiempo determinado )t*.
Figura .: /gua recolectada +ue ,lu&e en un tiempo determinado' Determinamos la temperat(ra a la c(al est; el ag(a del ensa'o )*.
. C5LCULOS
K oeficiente de permeabilidad )cmEs*.
H K antidad de ag(a descarga )cm ³). # K Distancia entre pie>metros )cm*. + K Lrea de la seccin transersal de la m(estra )cm²). t K Tiempo total de desagGe )s*. / K Diferencia de carga )alt(ra* sobre los pie>metros )cm*. Realizar el ensayo para 5 muestras y sacar un promedio: Constante de permeabilidad promedio =
M 1+ M 2 + M 3 + M 4 + M 5 5
6. CONCLUSIÓN: #a permeabilidad de los s(elos ara de ac(erdo a la nat(rale>a del mismo, s(
gran(lometra, ambiente de depsito, /(medad, s(ccin, ' de ac(erdo al tipo de fl(ido.
7. BIBLIOGRA89A: +T% D 2434-. tandard Test %et/od Mor Permeabilit' $f ran(lar oils
)onstant ead *
++T$ T 21570. tandard %et/od $f Test Mor Permeabilit' $f ran(lar oils
)onstant ead*
NTP 339.147.2000. !"#$. %&todo de ensa'o de permeabilidad de s(elos
gran(lares )carga constante*
1. ANE;O
ENSAYO DE PERMEABILIDAD (CARGA VARIABLE)
"n este tipo de perme;metro se mide la cantidad de ag(a 8(e atraiesa (na m(estra de s(elo, por diferencia de nieles en (n t(bo alimentador. "n la fig(ra, emos dos dispositios tpicos, el )a* (sado en s(elos predominantemente finos, ' el )b* apropiado para materiales m;s gr(esos.
Figura 10: s+uemas de permeámetros de cargas varia*les'
+l e@ec(tar la pr(eba se llena de ag(a el t(bo ertical del perme;metro, obser;ndose se descenso a medida 8(e el ag(a atraiesa la m(estra. Dnde: a: ;rea del t(bo ertical de carga +: Lrea de la m(estra #: longit(d de la m(estra /1: carga /idr;(lica al principio de la pr(eba. /2: carga /idr;(lica al final de la pr(eba. /c: alt(ra de ascensin capilar, 8(e debe ded(cirse de la lect(ra total del t(bo de carga. t: tiempo re8(erido para 8(e la carga /idr;(lica pase de / 1 a /2.
onsiderando el tiempo dt, la cantidad de ag(a )cm 3 * 8(e atraiesa la m(estra ser;, segBn la #e' de Darc': h dV = k . A . i . d t = k . A dt …. ( 1 ) L
+l mismo tiempo, en el t(bo ertical, el ag(a /abr; tenido (n descenso d/ ' el ol(men del ag(a 8(e atraes la m(estra en el tiempo dt podr; e?presarse: dV =− a . d h … . ( 2 )
#as cantidades )1* ' )2* p(eden ig(alarse, p(es ambas se refieren a lo mismo: h L
−a . d h =k . A dt ntegrando entre las cargas /idr;(licas al comien>o ' al final de la pr(eba, en s(s respectios tiempos
"sta e?presin nos permite calc(lar el alor del coeficiente de permeabilidad. (ando la cada de carga /idr;(lica sea pe8(e
h 1+ h2 2
considerando 8(e tal carga obr d(rante todo el tiempo t, de pr(eba. #os perme;metros ' concretamente el de carga ariable, p(ede (tili>ase slo en s(elos relatiamente permeables, generalmente arenas ' limos o me>clas de esos materiales, no pl;sticos. #a permeabilidad de arcillas se determina en laboratorio, con la pr(eba de consolidacin. #a ra>n es 8(e la ba@a permeabilidad de las arcillas dara l(gar a tiempos de pr(eba tan largos 8(e la eaporacin ' los cambios de temperat(ra prod(ciran errores de m(c/a consideracin.
"l reali>ar la pr(eba de permeabilidad en m(estras inalteradas no slo es importante en arcillas, sino tambi&n en s(elos arenosos o limosos poco o nada pl;sticos. "stos s(elos est;n, con frec(encia, notoriamente estratificados ', por lo tanto, la reali>acin de la pr(eba en m(estras alteradas dar; (na idea totalmente errnea de la permeabilidad del s(elo nat(ral. De estos s(elos ligeramente pl;sticos se obtienen m(estras inalteradas en sondeos de poco costo= &stas p(eden (sarse en pr(ebas para determinar el coeficiente de permeabilidad en direccin paralela ' normal a la direccin de la estratificacin.
