DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR
USS
FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL INFORME DE LABORATORIO
COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD
GRUPO N°: 04 ALUMNO: ZEÑA SEMPERTEGUI WALTER DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR CODIGO DEL ENSAYO: NTP 339.147 FECHA DE ENSAYO: 22/05/2015 FECHA DE ENTREGA: 26/05/2015 CURSO: MECÁNICA DE SUELOS
MECÁNICA DE SUELOS GRUPO N° 04
Página 1
2015
DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR
USS
INDICE
INTRODUCCION
CONTENIDO
..……………………………………………3
...…………………………………………...4
1.
GENERALIDADES
……………………………………………..4
2.
OUTLINE
…………….……………………………….6
a)
………………….………………………….6
OBJETIVOS DEL ESTUDIO
-
OBJETIVO GENERAL
b) ALCANCE
……………………………………………..7
c)
…………………..…………….……………7
MATERIALES Y EQUIPOS
d) PROCEDIMIENTO
…………………..…….……………………8
e)
………...…………………….…………….10
RESULTADOS
f) DISCUSION
……………...……………….……………..11
g) CONCLUSIONES
……………………………….…………….11
h) REFERENCIAS
……………………………………….…….11
MECÁNICA DE SUELOS GRUPO N° 04
Página 2
DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR
USS
INTRODUCCIÓN
La mecánica de suelos es la ciencia que investiga la naturaleza y comportamiento de la masa del suelo, formada por la unión de las partículas dispersas de variadas dimensiones y constituye una especialidad de la geo mecánica que engloba la mecánica de las rocas y de los suelos formados por sustancias minerales y orgánicas. En ensayo de permeabilidad a carga constante es de gran importancia, ya que el suelo, en su mayoría, está constantemente en contacto con el agua, y es de gran interés para fines ingenieriles conocer el comportamiento del suelo. Los suelos tienen vacíos interconectados a través de los cuales el puede fluir de puntos de alta energía a puntos de baja energía. El estudio del flujo del agua a través de un suelo como medio poroso es importante en la mecánica de suelo, siendo necesario para estimar la cantidad de infiltración subterránea bajo varias condiciones hidráulicas, para investigar problemas que implican el bombeo de agua para construcciones subterráneas y para el análisis de estabilidad de las presas de tierra y de estructuras de retención de tierra sometidas a fuerzas de filtración. El laboratorio de mecánica de suelos, es el medio mediante el cual se obtendrán este conjunto de datos, por conceptos y fórmulas que aprendimos durante la clase y las explicaciones dadas por el Técnico de laboratorio de suelos. En el informe se detallara los procedimientos, materiales, equipos y resultados para el ensayo de laboratorio que es: ensayo de permeabilidad
MECÁNICA DE SUELOS GRUPO N° 04
Página 3
DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR
USS
COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD (Cabeza o carga constante) NTP 339.147
CONTENIDO 1. GENERALIDADES COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD: El coeficiente de permeabilidad es una característica de los suelos, específicamente está ligado a la Ley de Darcy que se refiere al flujo de fluidos a través de los suelos. El coeficiente de permeabilidad, generalmente representado por la letra K, es extremadamente variable, según el tipo de suelo. Clasificación de los suelos según su coeficiente de permeabilidad Grado de permeabilidad
Valor de k (cm/s)
Elevada
Superior a 10 -1
Media
10 -1 a 10 -3
Baja
10 -3 a 10 -5
Muy baja
10 -5 a 10 -7
Prácticamente impermeable
Menor de 10 -7
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 k, se entiende que estamos hablando de su permeabilidad frente al flujo de agua. La velocidad con la que un fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos:
MECÁNICA DE SUELOS GRUPO N° 04
Página 4
DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR
USS
o
La porosidad del material.
o
La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura.
o
La presión a que está sometido el fluido.
Además hay varios factores más que intervienen como: o
la distribución de tamaño de partícula
o
la forma y orientación de partículas del suelo
o
grado de saturación
o
tipo de cationes
o
viscosidad del agua de suelo, que varía con la temperatura
Existen varios procedimientos para la determinación de la permeabilidad de los suelos: unos directos, llamados así porque se basa en pruebas c uyo objetivo fundamental es la medición del coeficiente; otros indirectos, proporcionados, en forma secundaria, por pruebas y técnicas que primariamente persiguen otros fines.
Estos métodos son los siguientes:
métodos directos: -
permeámetro de carga constante.
-
permeámetro de carga variable.
-
prueba directa de los suelos in-situ.
métodos indirectos: -
a partir de la curva granulométrica.
-
a partir de la prueba de consolidación.
-
a partir de la prueba horizontal de capilaridad.
MECÁNICA DE SUELOS GRUPO N° 04
Página 5
DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR
USS
Prueba de la carga constante
Un arreglo típico de la prueba de permeabilidad bajo carga constante se muestra en la figura 4.4. En este tipo de arreglo de laboratorio, el suministro de agua se ajusta de toda manera que la diferencia de carga entre la entrada y la salida permanece constante durante el período de prueba. Después que se ha establecido una tasa constante de flujo el agua recolectada en una probeta graduada durante cierto tiempo. El volumen total de agua Q recolectada se expresa como
2. OUTLINE a) OBJETIVOS DEL ESTUDIO: OBJETIVO GENERAL:
Obtener el coeficiente de permeabilidad de una muestra de suelo mediante el método de la cabeza constante.
MECÁNICA DE SUELOS GRUPO N° 04
Página 6
DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR
USS
b) ALCANCE
este método de ensayo describe el procedimiento para determinar el coeficiente de permeabilidad mediante carga constante para flujo laminar de agua a través de suelos granulares que no contenga mas del 10 % de partículas que pasen el tamiz N° 200.
c) MATERIALES Y EQUIPOS
Balanza
Horno 105ºC – 110ºC
Equipo de permeabilidad
Fuente de agua
Probeta
Cronometro
MECÁNICA DE SUELOS GRUPO N° 04
Página 7
DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR
USS
d) PROCEDIMIENTO EN LABORATORIO
o
Se toma una muestra de un suelo granular. Luego se peso el permeámetro vacío, se colocó en el fondo las piedras porosas, quedando en la parte superior la de mayor tamaño con la cual formaremos el cilindro de arena.
o
Se procedió a agregar 5 capas de la muestra seleccionada del suelo siendo compactadas mediante 25 golpes por un pisón.
o
Determinamos el volumen, el área, el peso y la altura que alcanzo la muestra, luego introducimos las demás piedras porosas y cerramos el equipo.
o
Luego de conectamos el aparato a la manquera, mediante la cual se va a dejar caer el agua al aparato a una altura determinada, que también se toma para el análisis de datos.
o
El caudal debe ser continuo y sin burbujas, luego de mantener el caudal constante se empiezan a tomar tiempos por cada 250 ml y la temperatura y se llena la tabla.
MECÁNICA DE SUELOS GRUPO N° 04
Página 8
DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR
USS
e) RESULTADOS
Fórmulas que utilizaremos en este ensayo son: k ( ) =
()() ()(ℎ)()
k ( ) = k ( )
/
/
Dónde:
Kt :
Coeficiente de permeabilidad a temperatura de ensayo
K20 :
Coeficiente de permeabilidad a 20 °c
Tx :
Temperatura del agua del ensayo
T20 :
Temperatura del agua a 20 °c
Q :
volumen de agua drenada al tiempo del ensayo
L
Altura de la muestra a ensayar
:
A :
Área de la muestra a ensayar
h :
Altura cabeza variable
t
Tiempo de Q
:
Tabla.- Densidad Relativa del agua para diferentes temperaturas T (ºc) 17.0 17.5
Den. Rel .H2O 0.9988035 0.9987140
T (ºc) 23.5 24.0
Den. Rel .H2O 0.9974494 0.9973286
18.0 18.5 19.0
0.9986244 0.9985296 0.9984347
24.5 25.0 25.5
0.9972028 0.9970770 0.9969463
19.5 20.0
0.9983345 0.9982343
26.0 26.5
0.9968156 0.9966804
20.5 21.0 21.5
0.9981288 0.9980233 0.9979126
27.0 27.5 28.0
0.9965451 0.9964052 0.9962652
22.0 22.5
0.9978019 0.9976861
28.5 29.0
0.9961207 0.9959761
23.0
0.9975702
29.5
0.9958271
MECÁNICA DE SUELOS GRUPO N° 04
Página 9
DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR
USS
Datos de la muestra y del ensayo:
Datos de la Muestra Diámetro :
15.15
cm.
Área
Altura
:
11.73
cm.
Peso
:
3276.7
g.
:
180.27
cm2
Volumen :
2114
cm3
Densidad :
1.55
Datos del Ensayo Altura de la cabeza variable (h) 40 cm. Experimento N° T (segundos) Q (cm3) 1 77 250 2 88 250 3 89 250 84.67 250 Promedio
( ) =
250 ∗ 11.73 182.27 ∗ 40 ∗ 84.67
( ) = 4.750433 ∗ 10−
MECÁNICA DE SUELOS GRUPO N° 04
g/cm3
Tx (°C) 26
27 26.5 26.5
= 4.750433 ∗ 10− /
0.9966804 0.9982343
= 4.743038 ∗ 10− /
Página 10
DOCENTE: ING. CORONADO ZULOETA OMAR
USS
f) DISCUSIÓN
Es importante saber que el ensayo del coeficiente de permeabilidad se realiza solo para suelo granulares y que el agua que tiene el equipo de permeabilidad siempre se va mantener constante.
g) CONCLUSIONES
Para concluir este informe de laboratorio podemos decir que fue mucho lo que se aprendió, ya que se aplicaron en el laboratorio los conocimientos obtenido en la clase, esto fue muy provechoso para nosotros que somos ingenieros en formación y que sabemos que en un futuro todos estos nuevos conocimientos nos serán de ayuda para algún problema en particular.
El valor de k depende de la forma, el tamaño y la distribución de sus partículas, de esto se infiere que la constante está dada en función del tamaño de los poros.
h) REFERENCIAS
http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_permeabilidad
https://es.scribd.com/doc/54549210/cap-4-Braja-Das-Mecanica-deSuelos
Braja M. Das. Fundamentos de ingeniería geotécnica
https://es.scribd.com/doc/102813263/Informe-Permeabilidad
MECÁNICA DE SUELOS GRUPO N° 04
Página 11
