Página 1 - 12 INTRODUCCION La permeabilidad constituye una de las propiedades propiedades más importantes, importantes, que modifican el comportamiento del suelo, de allí su estudio. La permeabilidad es la capacidad que tiene un material de permitirle a un flujo f lujo que lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a través de de él una cantidad cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos •
la porosidad la porosidad del del material!
•
la densidad densidad del del fluido considerado, afectada por su temperatura temperatura!!
•
la presi"n la presi"n a a que está sometido el fluido.
#ara ser permeable, un material debe ser poroso, es decir, debe contener espacios vacíos o poros poros que que le permitan absorber fluido. $ su ve%, tales espacios deben estar interconectados para que el fluido dispon&a de caminos para pasar a través del material. #or otro lado, 'ay que 'ablar de una (permeabilidad intrínseca( )también llamada (coeficiente de permeabilidad(*! como constante li&ada a las características propias o internas del terreno. + de una (permeablidad real( o de arcy, como como funci"n de la permeabilidad intrínseca intrínseca más las de las características del del fluido.
e la mencionada ley de arcy arcy se se deriva también una f"rmula que relaciona el volumen de a&ua que atraviesa una muestra con su permeabilidad teniendo en cuenta el diferencial de presi"n
onde •
antidad de a&ua drenada a través de la muestra por unidad de tiempo, )cm/'*
Página 2 - 12 onductividad 'idráulica o coeficiente de permeabilidad. Se e0presa
•
&eneralmente en )cm/'*. •
&radiente pie%ométrico disponible! )m/m*
•
Secci"n transversal por donde se filtra el a&ua en la muestra )cm 2*.
uando se mide la filtraci"n tanto en el campo como en laboratorio, al inicio de la prueba los valores son mayores y pro&resivamente se estabili%an en los valores finales que son los que interesan para caracteri%ar un suelo desde este punto de vista. La velocidad final de infiltraci"n se denomina f . #ara la medici"n de la velocidad final de infiltraci"n, en el campo, sobre el suelo inalterado, se utili%a el infiltr"metro de doble cilindro. Los valores finales de infiltraci"n ) f * para los diversos suelos se presentan en la tabla si&uiente. La constante 3 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 &radiente 'idráulico es unitario. 4i 5n el intervalo en que se aplica la ley de arcy, la velocidad es directamente proporcional al &radiente 'idráulico y el flujo es laminar. omo vemos la permeabilidad es una propiedad mecánica de los suelos. 50iste varios métodos para lle&ar a la determinaci"n de esta constante de proporcionalidad y son los más utili%ados los si&uientes 6étodo directo y método indirecto. 5n esta práctica vamos a utili%ar el método directo )en laboratorio*
#ermeámetro de car&a constante 1
1 http://es.wikipedia.org/wiki/Permeabilidad
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OBJETIVOS OBJETIVOS GENERALES •
eterminar el coeficiente de permeabilidad con su correcci"n )4 27*
•
$prender los procedimientos e0perimentales para calcular el coeficiente de permeabilidad del suelo utili%ando permeámetros de car&a constante y de car&a variable.
OBJETIVOS ESPECIFICOS • • •
eterminar la permeabilidad de un suelo fino. eterminar la permeabilidad de un suelo &rueso. $nali%ar e interpretar los resultados obtenidos de la práctica reali%ada.
EUIPO • • • • • • • • • •
8erm"metro con apreciaci"n de ± 7.19 #robeta &raduada con una capacidad de 177ml :e&la métrica &raduada con apreciaci"n ± 1mm alibrador con apreciaci"n ± 7.71mm ;alan%a de precisi"n con apreciaci"n de ± 1 &ramo ;alan%a de precisi"n con apreciaci"n de ± 7.1 &ramo 6artillo de compactaci"n pr"ctor estándar #ermeámetro de car&a constante #ermeámetro de car&a variable ispositivo de abastecimiento de a&ua
!a"erial •
6uestras de suelo fino y suelo &rueso respectivamente.
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PROCEDI!IENTO IDENTIFICACI#N $ DESCRIPCION 1. escribir e identificar cada una de las muestras por anali%ar.
Permeáme"r% de &arga &%n'"an"e( 1. =na ve% instalado el aparato se lo provee de una car&a constante de a&ua al recipiente con escape de modo que si&ue se ten&a u nivel constante de a&ua. 2. eterminamos y re&istramos el diámetro interior y la secci"n transversal del permeámetro. . olocamos la muestra de suelo en el permeámetro. <. eterminamos y re&istramos la muestra L en el interior de la muestra de suelo en la que se conoce los valores de la car&a 'idráulica. >. onectamos el recipiente con la muestra de suelo saturado mediante una man&uera a la entrada de a&ua del permeámetro en su parte inferior. ?. Se lo provee de una car&a constante de a&ua al recipiente con escape de modo que si&ue se ten&a u nivel constante de a&ua, 'asta que el permeámetro se escurra por la man&uera, produciéndose el desa&@e del mismo. A. $l i&ual que el caso anterior, se tomaron los tiempos de vaciado del recipiente para ciertos volBmenes en la probeta &raduada, además de tomar las mediciones necesarias para los correspondientes cálculos. C. eterminamos y re&istramos la temperatura a la cual se encuentra el a&ua en el recipiente durante el ensayo.
Permeáme"r% de &arga )ariable( Se e0perimenta con un aparato adaptado, el cual no especifica de acuerdo a las normas, el procedimiento para su operaci"n fue la si&uiente 1. eterminar y re&istrar el diámetro interior y la secci"n transversal del permeámetro. 2. olocar la muestra de suelo en el permeámetro
Página > - 12 . =na ve% llenado la capacidad en volumen del permeámetro, determinar el peso del conjunto y por diferencia, determinamos el peso total del suelo que se coloc" en el permeámetro. <. eterminamos la lon&itud de la muestra del suelo a ensayarse. >. La alimentaci"n del a&ua se la da con un tubo fino )capilar* , nivel a&uas arriba formándose un menisco. ?. 5l flujo ya establecido 'ay una cadena de moléculas que empujan por la alimentaci"n, si se suspende la alimentaci"n se tiene una car&a 'idráulica para intervalos de > a 17 cm, se&Bn sea el caso en un cierto tiempo, determinamos la cantidad de a&ua que atraviesa a la muestra. A. eterminamos y re&istramos los valores de '1 y '2 , así como el tiempo transcurrido para que el nivel de a&ua pase de una altura a otra. C. :epetimos el procedimiento unas cinco veces manteniendo su flujo laminar, variando sus alturas. D. eterminamos y re&istramos la temperatura a la cual se encuentra el a&ua en el recipiente durante el ensayo.
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Página C - 12
Página D - 12 C*LCULOS T+PICOS #ermeámetro de car&a constante Proyecto: Salinas Obra: Playa Localización: Salinas – Sta Elena Perf: 01 a: 0.10
K =
Prof de: 0.00
VL A H t
$ )πEdE2*/< )πE?.272*/< 7.1D cm2 $EL 7.1DE 12 ?2.2C cm K =
31∗12 =1,76 30.19∗19.7∗17.22
onde CA cm)no es constante* L 1.A7 cm $ ∆F
t
7.CD cm2 1A.A cm 2>.?< se&.
0172
Página 17 - 12 Permeámetro de carga variable
Proyecto: Estadio Carcelén Obra: Cimentacion Localización: Carcelén !"ito Perf: 01 a: 1.00
ln
K =
( ) h1 h2
Prof de: 0.#0
aL
A t
onde a 7.1D? cm2 L
1A.C7
cm
$
1C1,
∆'1
1<7 cm
∆'2
17cm
ln K =
( )
140 0.196 ∗17.80 130 181,46∗60,5
2,36
=
017->
orrecci"n por temperatura )con car&a variable*
γ 27 3t ---- ----327 γ 8
γ 8
327 ----------- 3t γ 27
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327 )1.72 E 2.?* 2,<1 017G-> cm/se&
CONCLUSIONES(
5l coeficiente de permeabilidad es una medida directa y completa de la permeabilidad del suelo, se lo conoce como, velocidad de flujo, cuando el &radiente 'idráulico es unitario. La permeabilidad no es más que la mayor o menor facilidad con que el a&ua atraviesa la secci"n del suelo. La permeabilidad depende principalmente de la &ranulometría de un suelo. La ma&nitud del coeficiente de permeabilidad depende de la viscosidad del líquido, tamaHo, área y forma de los conductores en la cual fluye el a&ua. La permeabilidad es una propiedad mecánica del suelo. :eportando siempre 327 3, y la temperatura específica para el respectivo diseHo que realicemos, son puntos importantes que no debemos olvidar. 5l permeámetro de car&a constante se usa para suelos permeables suelos &ruesos como arena y &ravas limpias o me%clas con arena limpia la misma que obtuvimos 3 7.7? cm/s 5l permeámetro de car&a variable se usa para suelos menos permeables, suelos &ruesos como &ravas, arenas limosas, arenas arcillosas y 'asta limos, en nuestro caso obtuvimos una 3 1G->cm/s.
UTILIDAD DE LA PR*CTICA( •
onociendo los valores del coeficiente de permeabilidad
y su respectiva
temperatura, nos proporciona una valiosa informaci"n , todos estos factores y su buena interpretaci"n se puede basar el diseHo de presas, diques, filtros, etc., en la vida profesional
es muy importante , a ra%"n por la cual se dará un
tratamiento especial a estos cálculos.
RECO!ENDACIONES( •
La permeabilidad no depende de la cantidad de poros de la muestra de suelo que
ten&amos, si no de su &ranulometría. • 6edir en cada intervalo su respectiva temperatura porque la viscosidad es una funci"n de esta. • Se recomienda reali%ar ensayos con otros tipos de suelos para fines de interpretaci"n.
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Bibli%gra,-a( •
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