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SOCAVACIÓN EN PUENTES 1. OBJETIVO DEL EXPERIMENTO Determinar la socavación local en puentes según la forma geométrica de la pila en un suelo granular.
2. TEORÍA El interés del grupo es analizaren forma experimental la interrelación existente en los distintos tipos de erosión que se produce en puentes. El cálculo de la profundidad de socavación en un puente ha inquietado a los diseñadores por mucho tiempo y ha atraído considerable interés por la investigación en este campo. El enfoque dado al cálculo de las máximas profundidades de socavación en la actualidad, parte de suponer que ésta depende de variables que caracterizan al flujo, al material del lecho en el cauce y a la geometría del puente. La posibilidad de arrastre de los materiales de fondo en cada punto se considera dependiente de la velocidad media del agua y de la velocidad media requerida para arrastrar las partículas de sedimento. Para suelos sueltos, esta velocidad es la que mantiene un movimiento generalizado de partículas; para suelos cohesivos, es la velocidad capaz de ponerlos en suspensión.
3. APARATOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES UTILIZADOS
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Equipo de socavación artificial
Bomba
Cama de arena
Obstáculos
Malla milimétrica
Agua
3.1.Descripción El equipo consta de una cama de arena, la cual tendrá obstáculos de formas geométricas: circular, rectangular, cuadrada y hexagonal; posee 2 fuentes una al inicio y otra al final; la fuente que se encuentra al final de la cama de arena posee una malla milimétrica que sirve filtrar el agua.
3.2.Elementos y dimensiones El equipo que nos servirá para determinarla socavación tiene las siguientes dimensiones: Largo 1.65 m Ancho 0.60 m
4. PROCEDIMIENTO DEL EXPERIMENTO i. ii. iii. iv. v. vi.
vii.
Llenar con agua un turril Con la ayuda de la bomba hacer que el agua suba a un recipiente. Cuando el agua rebasa (ver figura # 1) el recipiente comienza a tomar curso el flujo. Después que el agua cubría la cama de arena (ver fi gura # 2, figura # 3) el agua escurría al recipiente final (ver fi gura # 4). Según el recorrido del flujo observamos como la socavación alrededor de las pilas eran distintas (ver fi gura # 5). Una vez que el flujo llegaba el agua al recipiente ubicado al final dela cama de arena, se filtra el agua pasando por una malla milimétrica para ser reutilizada. Al final del procedimiento vaciamos el agua del equipo.
F ig ura # 1
:
F ig ura # 2
F igura # 3
F igura # 4
F igura # 5
5. DATOS Y OBSERVACIONES La socavación en suelos granulares se presenta cuando hay transporte de sedimentos del lecho desde aguas arriba hasta el sitio donde se encuentra la estructura (pila) y por lo tanto parte de este sedimento queda atrapado en el hueco de socavación.
6. CÁLCULOS Y RESULTADOS Cuando se coloca una pila de puente en la corriente de un rio se produce un cambio en las condiciones hidráulicas de esta, y por lo tanto, en su capacidad para producir arrastre de sólidos.
:
7. ANÁLISIS DE RESULTADOS La socavación depende de las variables hidráulicas como: caudal, profundidad del flujo y la velocidad; asumiendo dentro de la gran mayoría de las ecuaciones que serán usadas para determinar la profundidad de la socavación estas variables deben ser conocidas.
8. CONCLUSIONES La socavación el pilas circulares presenta mayores profundidades de socavación. La socavación en pilas rectangulares presenta las siguientes características: Socavación en el plano frontal y Acumulación de sedimentos en la parte posterior. La socavación en la pila de forma cuadrada presenta una socavación en el plano frontal y es enterrada en el plano posterior.
9. RECOMENDACIONES Las pruebas de socavación fueron modeladas de forma física en laboratorio con muy poca verificación en el campo, y por lo tanto, no se tiene certeza sobre su representatividad al usarlas con prototiposz