INSTITUTO TECNÓLOGICO SUPERIOR DE VALLADOLID
TRABAJO: Análisis granulométrico de un suelo suelo y trazo trazo de curva. suelos . ASIGNATURA: Mecánica de suelos. CARRERA: Ingeniería Civil. GRUPO: 4° B EQUIPO N°: 2
DOCENTE: Isidro Dzib Loria.- Ing. Civil. FECHA: 27 de abril de 2012.
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INTEGRANTES: Jorge Leonardo Noh Chuc. Edwin Gaspar Balam Caamal Agripino chan cahum
ÍNDICE 1.- Métodos para medición del coeficiente de permeabilidad.----------- 3
permeámetro de carga constante-------------------------------------- 3 permeámetro de carga variable-----------------------------------------4
2.-Tabla de permeabilidad de diversos suelos.-----------------------------6 3.-Factores que influyen en la permeabilidad de los suelos.-----------7
La relación de vacios del suelo------------------------------------------7 Influencia de la temperatura del agua----------------------------------7 Influencia de la estructura y la estratificación.------------------------8 Influencia de agujeros, fisuras, etc.------------------------------------8
4.-Conclusion.----------------------------------------------------------------------8
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MÉTODOS PARA PERMEABILIDAD
MEDICIÓN
DEL
COEFICIENTE
DE
PERMIABILIDAD.- Es la capacidad que tiene las partículas del suelo para dar paso al agua, existe un rango de permeabilidad que va de 10^2 a la 10^-9 cm/s entre más grueso mayor va a ser el valor de permeabilidad. Este flujo de agua a través de medios porosos, de gran interés en la mecánica de suelos, está gobernado por una ley descubierta experimentalmente por Darcy. El coeficiente de permeabilidad de un suelo es un dato cuya determinación correcta es muy importante para la formación de criterios del proyectista en algunos problemas de mecánica de suelos. Los procedimientos para el cálculo de la permeabilidad son muy diversos, estos pueden ser directos o indirectos. Los directos son llamados así porque se basan en pruebas cuyo objetivo fundamental es la medición de tal coeficiente, en cambio los indirectos son proporcionados en forma secundaria, por pruebas y técnicas que primariamente persiguen otros fines. a) Directos: 1.-Permeámetro de carga constante 2.- permeámetro de carga variable 3.-prueba directa de los suelos en el lugar b) Indirectos: 1.-calculo a partir de curvas granulométricas 2.- calculo a partir de la prueba de consolidación 3.-calculo con la prueba horizontal de capilaridad A. Casagrande y R.E. Fadum, aparecen las interrelaciones entre el coeficiente de permeabilidad, los tipos de suelos y los métodos de prueba aplicada en cada caso. El valor del coeficiente de permeabilidad se ha puesto en escala logarítmica, debido a que el intervalo completo de valores que se maneja en mecánica de suelos oscila entre 10^2 y 10^-9 como se había mencionado anteriormente. A continuación se describirán los dos métodos que se están estudiando en la clase que son los métodos del permeámetro de carga constante y permeámetro de carga variable PERMEÁMETRO DE CARGA CONSTANTE Este es el método más simple para determinar el coeficiente de permeabilidad del suelo, se utiliza para materiales con buen drenaje como las gravas limpias, arenas limpias o mezclas de gravas. Consiste en determinar el coeficiente de fricción de una muestra de suelo en un determinado tiemjpo, mediante la medición directa del volumen del de agua que transita por la muestra de suelo en un tiempo dado, bajo una carga constantes, decir; el agua fluye a través de la muestra midiéndose la cantidad en cm 3 que 3
pasa en el tiempo t. el coeficiente de permeabilidad se determina utilizando la expresión de la ley de Darcy. V=kAit V: es la cantidad de agua I: es el gradiente hidráulico: i=h/L k= coeficiente de permeabilidad. k= VL/hAt A=Área transversal del suelo. t= Tiempo en que el agua atraviesa la muestra de suelo. PERMEÁMETRO DE CARGA VARIABLE En este tipo de permeámetro se mide la cantidad de agua que atraviesa una muestra de suelo, por diferentes niveles en un tubo alimentador. Se utiliza para determinar el coeficiente de permeabilidad de suelos con mal drenaje a prácticamente impermeable.se utiliza prácticamente el mismo método que el de la constante solo con la diferencia de que se mueve la altura de donde se vierte el agua. Al ejecutar la prueba se llena de agua el tubo vertical del permeámetro, observándose su descenso a medida que el agua atraviesa la muestra.
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Con referencia a esta figura tenemos: a= área del tubo vertical de carga A=área de la muestra L=longitud de la muestra h1=carga hidráulica al principio de la prueba h2= carga hidráulica al final de la prueba hc= altura de ascensión capilar, que debe deducirse de la lectura total del tubo de carga. t=tiempo requerido para que la carga hidráulica pase de h 1 a h2 La cantidad de agua que atraviesa la muestra en un determinado tiempo, se aplica la formula según la ley de Darcy: dV= kAidt=kA(h/L)dt Al mismo tiempo, en el tubo vertical, el agua habrá tenido un descenso dh y el volumen del agua que atravesó la muestra en el tiempo dt podrá expresarse: dV=-adh Las dos formulas anteriores se pueden igualarse ya que representan lo mismo, esto al realizarse se obtiene: k= 2.3 L a/At * log h1/h2. Estas dos pruebas de permeámetro se deben de realizar en suelos relativamente permeables, generalmente arenas y limos o la mescla de los dos. La razón por la que no se realiza en las de baja permeabilidad, como en las arcillas daría lugar a tiempos de pruebas muy largos y los cambios de temperatura producirían errores de mucha consideración. Es conveniente que la muestra que se usen en las pruebas de permeabilidad sea pequeña, pues representa varias ventajas de orden práctico. I. II.
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Pueden realizarse más pruebas en menor lapso de tiempo. Las pruebas pequeñas son menos deleznables y quebradizas
TABLA DE PERMEABILIDAD DE DIVERSOS SUELOS.
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Con base a la tabla anterior, se establece tres fronteras para los rangos del coeficiente de permeabilidad, según el tipo de suelo.
Suelos permeables o con buen drenaje. Suelo de poca permeabilidad Suelos prácticamente impermeables.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA PERMEABIBLIDAD DE LOS SUELOS. La permeabilidad es afectada por diversos factores inherentes tanto al suelo como al agua circulante.los principales son: 1) La relación de vacios del suelo Es posible analizar teóricamente la variación del coeficiente de permeabilidad del suelo respecto a su relación de vacios, siempre y cuando se adopten para el suelo hipótesis simplificativas cuyo carácter permita que las conclusiones del análisis den información cualitativa correctas. Un ejemplo de cómo se debe de poner una teoría respectiva. La permeabilidad K puede escribirse, en forma desplegada, como: K=k´F (e) k´ es una constante real dependiente de la temperatura dl agua, el coeficiente de permeabilidad para e=1.o y F(e)una función de la relación de vacios y talque F(1)=1. La teoría indica que, para fines prácticos, la función más simple es del tipo: F (e)= e2 para arenas y F (e)= e3 (e-e0)2 para arcillas. En esta última expresión C 3 es una constante de ajuste para cumplir las condiciones particulares arriba mencionadas y e-e0 es la relación de vacios efectiva. 2) Influencia de la temperatura del agua En esta influencia también se va tratar por medio del análisis teórico, puede verse que, al variar la temperatura manteniendo los demás factores contantes, existe la relación: K1 /k2=v2 /v1 En donde v es la velocidad cinemática del agua. Para la comparación de los resultados es conveniente referirse a una temperatura constante, normalmente a 7
20ºC. Indicado por T los resultados obtenidos de la temperatura, la referencia se hace aplicando la relación:
K20=kT (v /v t 20) Esta relación teórica es correcta para arenas y una pequeña desviación en arcillas. 3) Influencia de la estructura y la estratificación. El suelo suele tener permeabilidades diferentes en estados inalterados y remodelados, debido a los cambios de la estructura y estratificación del suelo inalterado a una combinación de los dos factores. Las variaciones en la permeabilidad se debe a que en el remoldé quedan libres partículas de los suelos y que el agua al fluir las mueve y reacomoda, hasta obturar los canales; en otras ocasiones, estas partículas son arrastradas al exterior de la muestra, causando la turbidez del agua de salida. El coeficiente de permeabilidad varía durante la prueba. Algunas veces, aun las muestras inalteradas de suelo, presentan inestabilidad interna bajo el flujo, característica que es fundamental importancia en el estudio de cimentaciones de presa. 4) Influencia de agujeros, fisuras, etc. Esto es causado por heladas, ciclos alterados de humedecimiento y secado, efectos de vegetación y pequeños organismos, etc., pueden cambiar las características de permeabilidad de los suelos, convirtiéndose aun la arcilla más impermeable en material poroso.
CONCLUSIÓN Tenemos que la medición del coeficiente de permeabilidad de los suelos se basa en varios métodos, pero en este caso las más utilizados son los métodos del permeámetro de carga constante y permeámetro de carga variable, tenemos que el primero se hace con suelos con una mayor permeabilidad, es decir; los suelos más gruesos como son las arenas, limos, y el del coeficiente variable para los suelos con menor permeabilidad o casi impermeables como son las arcillas, esto se realiza para saber la cantidad de agua que pasa en el suelo en un determinado tiempo, y hay formulas para calcular esto que es llamado gasto, fue hecho por Darcy. La permeabilidad de los suelos no solo son afectados por la estructura y tamaño de los suelos si no que también por la temperatura, la cantidad de vacios y la estratificación de los suelos. Los suelos cuando se hacen las pruebas se remoldan y hay partículas sueltas que se reacomodan y afecta la permeabilidad.
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