VALORES DEL COEFICIENTE “C” PARA EL CALC ULO DE LA PERMEABILIDAD DE LOS MATERIALES DE LAS FUENTES DE ATRATO, CABI, SAMURINDO, TANANDO Y TUTUNENDO.
ELKIN VALOYES MENA
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL CHOCÓ “Diego Luis Córdoba”
FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
QUIBDÓ – CHOCÓ 2012
VALORES DEL COEFICIENTE “C” PARA EL CALC ULO DE LA PERMEABILIDAD DE LOS MATERIALES DE LAS FUENTES DE ATRATO, CABI, SAMURINDO, TANANDO Y TUTUNENDO.
ELKIN VALOYES MENA
Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero civil
Director: JHON FRANCISCO Ingeniero Civil
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL CHOCÓ “Diego Luis Córdoba”
FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
QUIBDÓ – CHOCÓ 2013 Notas de aceptación
VALORES DEL COEFICIENTE “C” PARA EL CALC ULO DE LA PERMEABILIDAD DE LOS MATERIALES DE LAS FUENTES DE ATRATO, CABI, SAMURINDO, TANANDO Y TUTUNENDO.
ELKIN VALOYES MENA
Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero civil
Director: JHON FRANCISCO Ingeniero Civil
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL CHOCÓ “Diego Luis Córdoba”
FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL
QUIBDÓ – CHOCÓ 2013 Notas de aceptación
Primer jurado ____________________________________________ ______________________ ____________________________________________ ______________________ ____________________________________________ ______________________ ____________________________________________ ______________________ __________________ ____ ________________ Fecha: ___________________ Jurado _________________________________
Segundo jurado ____________________________________________ ______________________ ____________________________________________ ______________________ ____________________________________________ ______________________ ____________________________________________ ______________________ ________________ Fecha: ___________________ Jurado _________________________________
DEDICATORIA
Dedico este grandísimo titulo a mis padres ANA LUCIA MENA MORENO y FEDERICO VALOYES MENA, hermanos y sobrinos a mi novia MAYELY QUIÑONES PALACIOS; por su gran apoyo. ELKIN EL KIN VALOY VALOYES ES MENA
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AGRADECIMIENTOS
Primero que todo a DIOS, nuestro principal soporte y nuestra fuente de conocimiento. A la Universidad Tecnológica del Chocó, a su grupo de profesores y personal administrativo, por las enseñanzas impartidas y los aportes brindados durante todo el transcurso de la carrera, a todos nuestros compañeros que con su apoyo y colaboración hicieron posible la culminación de este trabajo.
JHON FRANSISCO. Ingeniero civil, por su asesoría, colaboración y disposición para la realización de este trabajo.
EL AUTOR
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FIGURAS FIGURA 1. LOCALIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO ............................................. 11 FIGURA 2. RIO ATRATO. ..................................... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 3. RIO CABI ........................................... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 2. RIO SAMURINDO ................................ ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 3. RIO TANANDO ................................... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 3. RIO TUTUNENDO................................ ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 4. M APA GEOLÓGICO DE LA ZONA DE ESTUDIO ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 5. ZONAS DE AMENAZA SÍSMICA DE COLOMBIA (FUENTE: NSR-98) . ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED. FIGURA 6. DETALLES DE LA ZONIFICACIÓN SÍSMICA EN EL DEPARTAMENTO DEL CHOCÓ ................................................................ ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 7. NIVEL PIEZOMETRICO EN UN ACUIFERO ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 8. MANANTAL........................................ ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 9. AGUAS CAPILARES ............................. ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 10.GRADIENTE HIDRAULICO ................... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 11.PERMEAMTRO DE CARGA CONSTANTE ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 12. PERMEAMTRO DE CARGA VARIABLE ... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 13 EQUIPO DE PERMEABILIDAD ............... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 14. VARIABLES QUE INTERVIENEN EN EL MODELO DE INFILTRACION DE GREEN ................................................................ ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 15. RELACIONES GRANULOMETRICAS Y VOLUMETRICAS ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED. FIGURA 16.RELACIONES DE VACIOS Y POROSIDAD ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . FIGURA 17. ENZAYO GRANULOMETRICO .............. ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED .
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TABLAS Pág. T ABLA 1. F ACTORES DE SEGURIDAD ................... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . T ABLA 2. D ATOS DEL TALUD Nº1 BARRIO C ASA BLANCAERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . T ABLA 3. D ATOS DEL TALUD Nº 2 B ARRIO C ASA BLANCA .. ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED. T ABLA 4. D ATOS DEL TALUD Nº 3, PERFORACIÓN 1 BARRIO C ASA BLANCA ... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED. T ABLA 5. D ATOS DEL TALUD Nº 3, PERFORACIÓN 2 BARRIO C ASA BLANCA ... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED. T ABLA 6. D ATOS DEL TALUD Nº 3, PERFORACIÓN 3 BARRIO C ASA BLANCA ... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED. T ABLA 7. D ATOS DEL TALUD Nº 4 BARRIO C ASA BLANCA ... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED. T ABLA 8. T ALUD Nº 1 ....................................... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . T ABLA 9. T ALUD Nº 2 ........................................ ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . T ABLA 10. T ALUD Nº 3, PERFORACIÓN Nº 1 ........ ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . T ABLA 11. T ALUD Nº 3, PERFORACIÓN Nº 2 ........ ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . T ABLA 12. T ALUD Nº 3, PERFORACIÓN Nº 3 ........ ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED . T ABLA 13.T ALUD Nº 4 ....................................... ERROR ! BOOKMARK NOT DEFINED .
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INTRODUCCION En el campo de trabajo, el ingeniero civil constantemente se enfrenta a diversos problemas surgidos por el tipo de suelo con el cual tratará, el suelo es lo que soportará el peso de una estructura, y si este no cumple con ese objetivo, la estructura sufrirá problemas de agrietamiento, hundimientos y otros que también dañaran la obra realizada. Esta demás discutir el papel fundamental que lleva a cabo el suelo en cualquier tipo de construcción, es por eso que se han desarrollado métodos para determinar sus propiedades, y la mejor manera en que se le pueda sacar el mayor provecho de este. Se entiende por permeabilidad a la facilidad de movimiento de un flujo atreves de un medio poroso o se puede definir como la velocidad de flujo producida por un gradiente hidráulico unitario. El valor de coeficiente de permeabilidad (k) se usa como una medida de resistencia al flujo ofrecida por el suelo. La permeabilidad se ve afectada por factores inherentes tanto al suelo como a las características del agua circulante. Los factores principales son: 1. 2. 3. 4. 5.
La densidad del suelo La relación de vacíos del suelo La estructura y estratificación del suelo La existencia de agujeros, fisuras, etc. En el suelo La viscosidad del agua del suelo, que varia con la temperatura
El intervalo de los valores del coeficiente de permeabilidad (k) es muy amplio y se extiende desde 105 cm/sg para las gravas de granos muy grueso hasta un valor insignificante para el caso de las arcillas. Por lo general, los suelos se componen de capas y a menudo, la calidad del suelo varía considerablemente de una capa a otra. Antes de construir cualquier tipo de estructura de contención, es importante determinar la posición relativa de las capas permeables e impermeables. Al 8
planificar el diseño se debe evitar la presencia de capas permeables para impedir una pérdida de agua excesiva a causa de la filtración. El objetivo principal de esta investigación es el de calibración del parámetro (C) para las formulas de cálculo de permeabilidad PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA Sabiendo que la permeabilidad es la capacidad de un material para que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna. Resaltamos que en Colombia el departamento del choco es uno con mayor sistema hidrográfico en el país, el cual cuenta con importantes Cuencas como: Atrato, San Juan y Baudó principalmente, los cuales tienden a sedimentar unas altas tasas de material aluvial durante todo un periodo. Esto da importancia a realizar estudios de permeabilidad en los materiales ya que últimamente nuestro departamento a tenido un incremento de desarrollo por parte de la construcción de carreteras entre otros, y sea podido observar daños en elementos de las estructuras. A raíz de este problema los ingenieros de la zona sean visto en la necesidad de realizar estudios en los materiales, los cuales componen estas estructuras para poder obtener un grado de seguridad y confiabilidad. El objetivo de nuestra investigación es el de realizar los estudios de permeabilidad a los materiales proveniente de las fuentes: Cabi, Tutunendo, Tanando, Samurindo y Atrato con motivo de determinar el coeficiente “c” basado en la
permeabilidad que presentan un material en métodos científicos como:
Método de shepperd
Método de slichter
Método de terzaghi
Método de Darcy
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1. CARACTERISTICAS GENERALES DE LA ZONA DE ESTUDIO A continuación se hará una breve descripción de los aspec tos mas generales de la zona de estudio.
1.1. LOCALIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO La zona de estudio está localizada en los municipios de Quibdó y Atrato, para el municipio de Quibdó tenemos las fuentes de Cabi, Atrato, y tutunendo. Para el municipio del Atrato tenemos las fuentes de Tanando y Samurindo.
1.1.1. Aspectos generales de los rio Atrato, Cabi, Samurindo, Tanando y tutunendo.
El rio Cabi situado en la ciudad de Quibdó, capital del departamento del Chocó, está situado al sur de la ciudad, alrededor de las coordenadas 1047169 Longitud este y 1119412 Latitud sur, su altitud es de 43 m.s.n.m.
El rio Atrato situado en la ciudad de Quibdó, capital del departamento del Chocó, está situado al occidente de la ciudad, alrededor de las coordenadas 1045883 Longitud oeste y 1121024 Latitud sur, su altitud es de 43 m.s.n.m.
El rio Tutunendo situado en el corregimiento de Tutunendo – Municipio de Quibdó, está situado al oriente del corregimiento, alrededor de las coordenadas 1061023 Longitud este y 1126793 Latitud sur, su altitud es de 65 m.s.n.m.
El departamento del Chocó está ubicado al noroccidente de Colombia, entre el Océano Pacífico y la Cordillera Occidental. Y limita de la siguiente manera:
Norte: Mar Caribe y la República de Panamá Sur: Departamento de Valle del Cauca Oriente: Departamentos de Antioquia, Risaralda y Valle del Cauca Occidente: Océano Pacifico.
El corregimiento tutunendo está ubicado al noreste de la ciudad de Quibdó, Limita de la siguiente manera: Al Norte con el corregimiento icho, Al Sur con el rio tutunendo, Al Occidente con la vía que conduce a Medellín, Al Oriente con la vía que conduce a Medellín y el rio tutunendo.
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Figura 1. Localización de la zona de estudio plano de Quibdó
1.1.2. Aspectos económicos. La economía del departamento del Chocó es frágil, depende de la minería, la explotación forestal, la pesca, la agricultura y la ganadería. La minería se concentra principalmente en la extracción de oro, le siguen en menor proporción la plata y el platino, aunque existen además yacimientos de caliza, molibdeno y cobre. La explotación forestal ha sido intensa y actualmente representa una amenaza para los ecosistemas del departamento. El desarrollo industrial del Chocó es, junto con Sucre y los departamentos de la Orinoquía y la Amazonía, de los más bajos del país, sobresaliendo la manufactura agrupada en productos alimenticios, bebidas y muebles de madera. Los principales centros poblados y económicos son Quibdó, la capital, Istmina, Novita; 11
Acandí en la costa del mar Caribe, y Solano en la costa del océano Pacífico. En las últimas décadas el turismo se ha convertido en una fuente menor de ingresos. La pesca en última es un soporte para las familias más desfavorables en esta se resaltan sus principales ríos como: Atrato, san Juan y Baudó. En últimas la economía ha mejorado por parte de la explotación de materiales para el ámbito de la construcción como mejoramientos de estructuras, pavimentaciones, entre otros. Los ríos Atrato y Samurindo son los mas apropiados para este tipo de actividades ya que estos son de características mas favorables por su destreza en el desarrollo de la construcción, los ríos Cabi Tanando y tutunendo estos son mas útiles en campo de segunda mano como en el mejoramiento de vías ya que estos son de características buenas para rellenar todo por su alto contenido de limo. Además la estratificación Socio-económica de acuerdo con las condiciones del lugar, la cobertura de servicios públicos y la baja capacidad adquisitiva de la comunidad, es uno (1). Las principales actividades económicas de los habitantes de la zona son: trabajos formales en empresas privadas o públicas, informales como la venta callejera de productos de todo tipo, y particulares en pequeños negocios que hay en el corregimiento; en general las familias viven con menos de 1 s.m.l.m.v. (salario mínimo legal mensual vigente).
2. ASPECTOS CLIMÁTICOS E HIDROLÓGICOS La información obtenida de la Estación Meteorológica y de Energía Solar de la Universidad Tecnológica del Chocó para la ciudad de Quibdó, es:
Precipitación media anual es de 7652 mm. Temperatura media anual es de 26.5ªC, con variaciones a lo largo del año. Humedad relativa es de 86%. El clima en el área de estudio es cálido, con alta humedad y abundantes lluvias durante todo el año.
2.1. CLIMATOLOGÍA Según el informe del profesor Ghul (1958), el clima chocoano está influenciado por los siguientes factores.
La influencia marítima Los vientos occidentales del suroeste La variación anual de lluvias La ubicación La estructura orográfica. 12
2.1.1. Influencia Marítima. Como resultado de la circulación marítima, se presenta un intercambio de temperatura entre las masas oceánicas con las masas atmosféricas del continente, presentándose una variación del clima del continente. 2.1.2. Vientos occidentales del suroeste. Toda la Costa Pacífica Colombiana sufre la evaporación abundante y constante del mar que es atravesado por los vientos saturados occidentales, que han sido desviados por las corrientes de Humboldt y atraídos por el vacío que crean las Calmas Ecuatoriales. 2.1.3. Variación Anual de las Lluvias. En el Departamento del Choco las lluvias son abundantes durante todo el año, y de intensidad variable, siendo febrero el mes de menor precipitación. En la ciudad de Quibdó, las temporadas de mayor precipitación comprenden los meses abril a septiembre y de noviembre a diciembre, siendo los meses de julio y agosto los que registran mayor pluviosidad; y las temporadas mas secas comprenden los meses de enero a marzo y octubre, siendo enero y febrero los meses con menores precipitaciones en todo el año. 2.1.4. Ubicación Geográfica Por su posición astronómica, en la zona intertropical, el Departamento del Chocó está sometido a un régimen de bajas presiones atmosféricas, alta nubosidad, precipitaciones y temperatura casi constantes, pero con oscilaciones de variable intensidad. 2.1.5. La estructura Orográfica. La cordillera occidental separa de manera tajante tanto geográfica como climáticamente al Chocó del país Andino, situación esta que sumada a los otros factores producen el clima húmedo y súper húmedo Chocoano. 2.2. HIDROLOGÍA. El sistema hidrográfico del departamento del Chocó es uno de los más abundantes e interesantes del país, debido principalmente a que es uno de los sectores con mayor promedio de lluvias en el mundo. Cuenta con los ríos Atrato, San Juan y Baudó, como sus principales, aunque cuenta con otros ríos importantes como Andágueda, Bebará, Bebaramá, Bojayá, Docampadó, Domingodó, Munguidó, Opogodó, Quito, Salaquí, Sucio y Tanela.
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Figura. 2. RIO SAMURINDO
Figura. 2. RIO TANANDO
Figura. 3. RIO SAMURINDO
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3.2. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL. La geología estructural que se encuentra en el Departamento del Chocó, es la suma de movimientos complexionales, que han ocasionado plegamientos y callamientos. El Departamento del Chocó se encuentra muy cerca de la zona de subducción del borde del Océano Pacifico en una zona de alta complejidad Geoestructural, pues en su territorio convergen la placa de Nazca, la placa Suramericana y la placa Caribe , La concentración de esfuerzos que implican los desplazamientos de estas placas se manifiesta en el fallamiento, plegamiento y alta sismicidad que se presenta en todo el Departamento del Chocó, en especial del fallamiento y plegamiento que se presenta en la Zona de Cizalla de Istmina o Zona deformada de Istmina, la cual se caracteriza por que las rocas que constituyen las unidades geológicas se encuentran muy deformadas lo cual se manifiesta en el intenso plegamiento y fracturamiento de las unidades litológicas de la zona.
3.2.1 Fallas Geológicas En Colombia las fallas geológicas carecen de estudios sistemáticos de geología estructural enfocados hacia el conocimiento de la actividad tectónica reciente. A continuación se presentan muy resumidas algunas de las características de los principales sistemas de fallas del país que de alguna manera podrían tener alguna influencia en la estabilidad de taludes en la ciudad de Quibdó. No se presentan segmentos más cortos que posiblemente existen localmente cerca de Quibdó por que se desconoce su actividad, y por lo tanto deben involucrarse en estudios de microzonificación. De acuerdo con la información existente se considera que por su relativa cercanía a la ciudad de Quibdó las fallas que pueden generar aceleraciones importantes que pudieran afectar la estabilidad de los taludes de la zona son las siguientes:
La del Atrato- Murindó
La de Utría o Bahía Solano
La falla de Murindó
Falla Garrapatas
El Sistema de Fallas Cauca-Romeral
La actividad sísmica asociada a la zona de subducción y al plano de Benioff.
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Otra falla que puede ser generadora de sismos es la falla Ibagué-Bahía Solano, con dirección NW, descrita por Hernán Restrepo (1970). A continuación se consignaran algunas características de estos sismos fuentes:
Falla Bahía Solano. Queda localizada en el extremo occidental del país, a lo largo de la costa del océano Pacífico (bloque del Chocó). La falla ha sido identificada como de tipo inverso de bajo ángulo. Los temblores ocurridos en Bahía Solano a comienzos de los años setenta, muy posiblemente se debieron a la actividad de esta falla. La información de los registros sísmicos asociables a éstas no son suficientes para calibrar sus parámetros de sismicidad; no obstante su posición muy cercana a la zona de subducción, su longitud y los sismos de los años setenta permitieron al estudio de la AIS (1996), designarle una magnitud última posible de 7 en la escala Ms. Page, W.D. y James, M.E. (1981) mencionan que en el terremoto de Bahía Solano del 26 de septiembre de 1970, con una magnitud de 6.5 en la escala de Richter, la falla Bahía Solano tuvo un desplazamiento de 6 a 7 cm ascendiendo el flanco occidental. Esto se manifestó en una subsidencia de la población de Bahía Solano, presentándose inundaciones en marea alta. Estos autores concluyen son de esperarse terremotos de mayor magnitud al antes mencionado.
Falla Garrapatas. Accidente de rumbo lateral derecho, que hace parte de la zona de deformación de Istmina. La Falla se extiende desde la costa Pacífica hasta el Flanco oriental de la Cordillera Occidental limitando al sur el bloque del Chocó. Falla Murindó –Atrato. Este accidente que limita el flanco oriental de la cuenca sedimentaria del río Atrato del arco de Dabeiba situado al este. Su trayectoria es más o menos paralela a la falla de Bahía solano; posiblemente es una falla de tipo inverso con componente de rumbo lateral derecha y buzamiento al este. La información disponible no permite calibrar sus parámetros de sismicidad. Sus características geométricas y el tipo de fallamiento movieron a la AIS (1996), a asignarle una magnitud última posible de 7 en la escala Ms. Falla Cauca. En el Valle del Cauca su alineamiento se infiere por la trayectoria del Río Cauca. Al sur de la ciudad de Cali ha sido detectada en varios estudios realizados para la industria del carbón. Unos pocos epicentros de magnitud modesta y foco de poca profundidad quedan localizados prácticamente sobre el lineamiento de este sistema de fallamiento que se prolonga desde el sur del país hasta el Departamento de Caldas, en una longitud de más de 400 km. . Su geometría, posición y tipo impulsaron a la AIS (1996) a asignarle una magnitud última posible de 7 en la escala Ms. 16
Falla Romeral. Es la estructura tectónica de mayor importancia en el país porque lo atraviesa en su totalidad de norte a sur. El mismo que destruyó la ciudad de Popayán el 31 de marzo de 1983 se debió a la actividad de la falla Rosas – Julumito, que hace parte del sistema Romeral. La expresión de la falla Romeral indica un sentido en movimiento variable tal como se mencionó. Adicionalmente, la falla presenta en el tramo central un componente de movimiento de sentido inverso. Dada la relativa actividad de esta falla, sus parámetros de sismicidad se han podido estimar. La profundidad de los sismos es media y los asociados a ésta son superficiales. A demás, los parámetros de sismicidad, los tipos de fallamiento y su posición entre la subducción y la falla frontal de la Cordillera Oriental, indican que la magnitud posible para esta falla es del orden del 7.6 en la escala Ms.
Zona de subducción y Bennioff intermedia. Una parte del desplazamiento de las placas de Nazca y Sudamérica se absorbe a lo largo de la zona de la placa oceánica bajo la orogénesis andina. La placa oceánica arrastra consigo sedimentos continentales provenientes de la fosa oceánica que luego se funden cuando la placa llega a 150Km de profundidad, generando una actividad magmática y vulcanismo en superficie. En el segmento del Cauca se han originado sismos de diversas magnitudes, asociados con distintos procesos de deformación inherentes a la subducción. En primer lugar existe una sismicidad cuyos epicentros están localizados “mar adentro”, asociados con el m ovimiento a lo largo de las fallas normales generadas
por la flexión de la placa oceánica. El gran sismo de Tumaco de 1906 parece corresponder a este mecanismo de deformación. En segundo lugar, se tiene la falla inversa de rumbo a lo largo de la zona de contacto entre las placas oceánicas y continentales (Zona de Bennioff). El segmento del Cauca constituye probablemente la fuente sismogénica de más alta capacidad de destrucción del país. La magnitud última posible para los sismos allí originados podría estar en el orden de 8.6 en la escala Ms. Un análisis de la sismicidad de la placa de subducción permite estimar que la magnitud última posible en la escala de Ms para el primer tramo con profundidad hasta de 130Km puede se del orden de 8.0; mientras que para el segundo tramo con profundidad entre 130 y 170Km puede estar en el orden de 7.5, de acuerdo con AIS (1996).
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3.3. SISMICIDAD. La sismicidad hace relación al número o frecuencia de sismos ocurridos en un área determinada. 3.3.1. Sismicidad del Departamento del Chocó. Colombia, y en particular el departamento del Chocó, esta localizado dentro de una de las zonas sísmicamente mas activas de la tierra, la cual se denomina anillo circumpacífico y corresponde a los bordes del Océano Pacifico. El emplazamiento tectónico del Chocó es complejo pues en su territorio convergen la placa de Nazca, la placa Suramericana y la placa Caribe. La ciudad de Quibdó se encuentra a unos 70 Km. Aprox. del borde del Océano Pacifico en una zona de alta complejidad Geoestructural, debido a la convergencia en la región de las placas tectónicas antes mencionadas. La concentración de esfuerzos que implican los desplazamientos de estas placas se manifiesta en el fallamiento, plegamiento y alta sismicidad que se presenta en todo el Departamento del Chocó. De acuerdo con la NSR-98, el Departamento del Chocó se encuentra en la zona de amenaza sísmica alta (ver figuras 6 y 7), es decir se pueden alcanzar aceleraciones laterales 0.20 g., en particular el coeficiente Aa para Quibdó es de 0.30g (ver figura 5), por esto el diseño de cualquier estructura debe concebirse considerando amenaza sísmica alta, de tal manera que se tengan construcciones seguras para la vida humana ante la alta probabilidad de ocurrencia de sismos de alta magnitud e intensidad.
4. CONCEPTOS INGENIERILES BASICOS SOBRE PERMEABILIDAD DE SUELO En este capítulo se presentan algunos conceptos básicos relacionados con el estudio y análisis de la permeabilidad del suelo. En su mayor parte estos conceptos que constituyen el marco teórico del trabajo se tomaron del libro “PERMEABILIDAD” del Ingeniería Civil .
Agua de sedimentación. Es aquella incluida en suelos sedimentarios la depositarse sus partículas. Agua de filtración. Es la proveniente de lluvias, corriente de aguas o hielos, lagos y mares. Nivel freático. Es el lugar geométrico de puntos del suelo en los que la presión de agua es igual a la atmosférica.
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Nivel piezómetro. Se define como la altura que alcanza el agua en un tubo vertical o piezómetro en un punto determinado. Acuífero. Formación o grupo de formaciones geológicas de las que puede extraerse cantidades significativas de agua freática. Agua adsorbida. Es el agua ligada a las partículas del suelo por fuerza de origen eléctrico, no se mueve en el interior de la masa porosa y por lo tanto no participa del flujo. Aguas capilar. Es aquella que se encuentra sobre el nivel freático en comunicación continua con el, su flujo presenta una gran importancia en algunas cuestiones de mecánica del suelos, tales como el humedecimiento de un pavimento de flujo ascendente y otras análogas. Sin embargo en la mayoría, de los problemas de filtración de agua, el efecto de flujo en la zona capilar es pequeño y suele despreciarse en atención a las complicaciones que plantearía al ser tomada en cuenta teóricamente su influencia. Agua de contacto. Es la que se encuentra sobre el agua capilar. La masa del suelo no esta saturada. Agua libre, gravitacional o freática. Se encuentra bajo el nivel freático en comunicación continua con el. Las presiones neutras son positivas. Flujo laminar y turbulento. En el flujo laminar las líneas de flujo permanecen sin juntarse entre si en toda la longitud del suelo en cuestión, es decir cada partícula se desplaza sobre una senda la cual nunca intersecta el camino de ninguna otra partícula. Las velocidades son bajas. En el flujo turbulento las sendas son indefinidas, irregulares y se tuercen, cruzan y retuercen al azar. Las velocidades son mayores. Gradiente hidráulico. La circulación del agua dentro de un medio poroso se la describe a través de líneas de filtración. Se denomina línea de filtración a la curva descriptiva por el descubrimiento atraves de un material permeable. El agua que circula en el suelo sigue trayectorias que se desvían erráticamente de dichas líneas, pero muy poco. Cuando las líneas de filtración son rectas y paralelas se dice que filtración es lineal.
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GRAFICA DE FLUJO LAMINAR Y TURBULENTO
Figura. Representación del gradiente hidráulico.
Infiltración. Es la propiedad que evalúa la velocidad de entrada del agua al suelo, es un proceso por el cual el agua penetra en el suelo, a través de la superficie de la tierra, y queda retenida por el o alcanza un nivel acuífero incrementando el volumen acumulado anteriormente. Capacidad de infiltración. Máxima cantidad de agua absorber un suelo en la unidad de tiempo y en unas condiciones definidas previamente (horton, 1993) la relación entre la intensidad de la lluvia y la capacidad de infiltración será la que determine la cantidad de agua que penetrara en el suelo y que por escorrentía directa a limentara los causes de las corrientoso el superficiales. La capacidad de infiltración decrece con el tiempo a partir de un máximo al comienzo de la lluvia y después de una fluctuación. Resistividad hidráulica. Resistencia que opone el medio al flujo de agua. Una medida de la resistencia al flujo del agua en el suelo; depende del tipo de material y de la carga hidráulica externa.
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4.1 DEFINICION DE PERMEABILIDAD. Se entiende por permeabilidad a ala facilidad de movimiento de un flujo a través de un medio poroso. La permeabilidad puede definirse como la velocidad del flujo producida por un gradiente hidráulico unitario. El valor del coeficiente de permeabilidad (K) se usa como una medida de resistencia al flujo ofresida por el suelo. También podemos definirla como la facilidad con que se mueve un fluido a través de cualquier medio poroso. Cualquier material con vacíos es poroso y si los vacios están interconectados, posee permeabilidad. La permeabilidad se ve afectada por diversos factores inherentes tanto al suelo como a características del fluido circulante. Entre ellas tenemos: las fuerzas de superficie, la porosidad, la relación de vacíos del suelo, el grado de saturación del suelo, la temperatura del fluido y suelo, la viscosidad del fluido en movimiento, etc. La permeabilidad de una masa de suelos es importante en:
La evaluación de la cantidad de filtración a través o por debajo de presas y diques, hacia pozos de agua.
2. La evaluación de la subpresión o fuerzas de filtración bajo estructuras hidráulicas para un análisis de- estabilidad.
3. La provisión de un control de las velocidades
Tabla . Valores relativos de permeabilidad. (Terzaghi. Y PeckR. , 1980)
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Tabla. Valores de permeabilidad. (Fuente)
Figura esquema conceptual del modelo de permeabilidad
4.2. PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACION DE LA PERMEABILIDAD
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El coeficiente de permeabilidad de un suelo es un dato cuya determinación Correcta es de fundamental importancia para la formación del criterio del Proyectista en algunos problemas de Geotecnia y, en muchos casos, para la Elaboración de sus cálculos.
ESTIMACIÓN DE LA PERMEABILIDAD
K =C*D210 (Hazen)
A partir de la granulometría:
K =C*e3 / 1+e (xxxx)
A partir de la relación de vacíos:
A partir de la consolidación del suelo:
K =Cv*mv *
w (xxxx)
La permeabilidad no es una función de la porosidad, de la relación de vacíos, o de la granulometría. La estimación a partir de la relación de vacíos es condicional, aplicable sólo a gravas finas y arenas limpias. C = 0.4 – 1.2
Hay varios procedimientos para la determinación de la permeabilidad de los suelos: unos directos, así llamados porque se basan en pruebas cuyo objetivo fundamental es la medición de tal coeficiente; y otros indirectos, proporcionados, en forma secundaria, por pruebas y técnicas que primariamente persiguen otros fines.
Método directo.
Método indirecto
Filtración de agua atreves del fondo de lagunas de estabilización.
4.5. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA PERMEABILIDAD DE UN SUELO
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4.5.2. La relación de vacíos del suelo.
Cuando un suelo es comprimido o vibrado, el volumen ocupado por sus elementos solidos permanecen invariables, mientras que el volumen de vacío disminuye, por lo tanto la permeabilidad del suelo también disminuye.
Existen expresiones que permiten relacionar el coeficiente de permeabilidad con la relación de vacíos, pero se deben adoptar ciertas hipótesis cuyo carácter permita que las conclusiones del análisis cuantitativa correcta.
Casagrande propone la siguiente ecuación. K=1.4.e2.K0.85
Figuran relaciones de vacíos.
4.5.3. La estructura y estratificación del suelo. El coeficiente de permeabilidad de un suelo inalterado es distinto al del mismo suelo remoldeado; su estructura y estratificación. El remoldado quedan libres partículas de suelo, que al fluir el liquido las mueve y reacomoda, obstruyendo canales. En otras ocasiones son arrastradas al interior, con lo cual el valor del coeficiente de permeabilidad varia durante la realización del ensayo, esto ocurre
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en general en suelo con valores de coeficiente de permeabilidad K entre 10 -5 y 103 cm/seg. En particular, si una arcilla es amasada a contenido de humedad constante, su valor de K disminuye con respecto a su valor original a Kr (coeficiente de permeabilidad remoldado). Para la mayoría de las arcillas inorgánica, la relación K/Kr no es mayor de 2. Para la arcilla orgánica y algunas margas con estructura de conglomerado dicha relación pueden llegar a valores de 30. Debe tenerse en cuenta adema, que los coeficientes de permeabilidad horizontal y vertical difieren la mayor parte de las veces y a su ves los valores de sentido horizontal pueden ser diferentes si el suelo presenta estratificación.
4.5.4. La existencia de agujeros, fisuras, etc. En el suelo. Heladas, ciclos alternados de humedecimiento y secados, efecto de vegetación y pequeños organismos pueden cambiar las condiciones del suelo, provocando discontinuidades, fisuras, agujeros, etc.; que hacen que las características de permeabilidad de los suelos sean diferentes.
4.5.5. Tamaño de partículas. El tamaño de las partículas afecta la permeabilidad del mismo La ley de poiseuille, como lo muestra la siguiente ecuación que la velocidad promedio atraves de un tubo capilar es proporcional al cuadrado del diámetro del tubo. Por lo tanto, análogamente, es razonable esperar que la velocidad de filtración atraves de un suelo conocido y el coeficiente de permeabilidad de ese Suelo, puede vincularse al tamaño de los granos, relacionando estos últimos con el coeficiente de permeabilidad.
Vprom= Ƥ.D2 / 32.ƞ Donde, Vprom es la velocidad promedia atraves de un tubo capilar, en cm/seg Ƥ es la densidad del agua, en gr/cm 3
D es el diámetro del tubo, en cm Ƞ es la viscosidad del fluido (agua), en gr.seg/ cm 2
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4.5.6. La temperatura del agua. De un análisis teórico surge que el valor del coeficiente de permeabilidad del suelo es proporcional a la viscosidad cinemática del agua, expresado mediante la relación
K1 / K2 = ʊ2 / ʊ1
Donde:
ʊ = ƞ / Ƥ = ƞ.g /Ɣ w (cm2 /seg)
Representa la viscosidad cinemática del agua, ƞ la viscosidad del agua g la aceleración de la gravedad y Ɣ w el peso especifico del agua.
El valor del coeficiente de permeabilidad obtenido mediante ensayos, depende de la temperatura a la que fueron realizados, normalmente se les suele referir a una temperatura T= 20 oC para los cuales e tiene:
Kt = K20. ʊ20 ʊt Donde el subíndice t hace referencia a los resultados de la prueba. La relación planteada anteriormente es valida para arenas y presenta pequeñas desviaciones para arcillas.
4.5.6. Aire encerrado y materiales extraños en los vacíos A un cuando el termino coeficiente de permeabilidad en el sentido estricto de palabra se refiere a la condición de suelos saturados, los suelos en su condición natural, pequeñas cantidades de gas encerrados u ocluido. Mas a un, las muestras de laboratorio contienen frecuentemente mayores cantidades de gas, debido a que el suelo lo adquiere con facilidad, a menos que se tomen una serie de precauciones, el envió y la preparación de muestras. El gas encerrado, a un cuando sea en pequeñas cantidades, tiene un efecto marcado en el coeficiente de permeabilidad. Por consiguiente para obtener una información correcta, se debe de estar seguro de que el contenido de gas en la muestra, es igual al contenido en estado natural del suelo o al contenido que se espera que el suelo tenga en un futuro cercano.
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Productos químicos disueltos presentes en el agua tiene un gran efecto sobre la fracción coloidal del suelo y por ende sobre el coeficiente de permeabilidad del mismo.
4.6 TIPOS DE ENSAYOS IDENTIFICADOS EN PERMEABILIDAD 4.6.1.1. Permeámetro de carga constante. La prueba de carga constante, se usa para determinar coeficientes de permeabilidad de suelo de granos gruesos, tales como grava y arena con valores de K mayores a 10m/seg.s El aparato usado recibe el nombre de permeámetro de carga constante, la muestra de suelo se introduce en un cilindro de plástico transparente de metacrilato de metilo con filtros de mallas de alambres y grava por encima y por debajo. En la pared lateral del cilindro existen vario puntos de conexión de nanómetro para tomar diferentes lecturas de paredes de carga de presión, el agua que fluye atraves de la muestra proviene de un tanque o depósito diseñado para mantener una carga constante, y la cantidad de agua se mide pasando el recipiente recolector. Ofrece el método más simple para determinar el coeficiente de permeabilidad de ese suelo. Una muestra de suelo de área transversal A y longitud L conocidas, Confinadas en un tubo, se somete a una carga hidráulica h. El agua fluye a través de la muestra, midiéndose la cantidad (en cm3) que pasa en un tiempo t. El gradiente hidráulico permanece constante a lo largo de todo el periodo del ensayo.
Los niveles de agua superior e inferior se mantienen constante por desborde, con lo cual h permanece constante, pues depende solamente de esa diferencia de niveles. La cantidad de agua que pasa se recoge en una bureta graduada. Conocidos los valores Q, h, L, A, se calcula el coeficiente de permeabilidad.
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El inconveniente del permeámetro es que, en suelos poco permeables, el tiempo de prueba se hace tan largo que deja de ser práctico usando gradientes hidráulicos razonables, además de tener una incidencia muy importante en los resultados los fenómenos de evaporación.
Figuran esquemas de permeámetro de carga constante .
4.6.1.1.1. Permeámetro de carga variable. La prueba de carga variable se usa para determinar el coeficiente de permeabilidad de suelo finos, tales como arenas finas, limos y arcillas. Para estos suelos, el flujo de agua que los atraviesa es demasiado pequeño para permitir mediciones precisas con el permeámetro de carga constante. En un cilindro de 100 mm de diámetro (generalmente) se introduce una muestra del suelo; si la muestra que se va a ensayar es inalterada el cilindro puede ser un tubo U 100 de muestreo, o bien el tubo cortanucleo que se usa en los ensayos de densidades de campo. Las muestras también pueden prepararse por compactación en un molde de compactación estándar. Los extremos superior e inferior de la muestra se protegen con un filtro de malla de alambre y grava. La base del cilindro queda sumergida en el recipiente con agua que cuenta con un vertedero de nivel constante, y el extremo superior se conecta aun tubo piezómetro abierto de diámetro conocido. En este tipo de permeámetro se mide la cantidad de agua que atraviesa una Muestra de suelo, por diferencia de niveles en un tubo alimentador. En la figura, vemos dos dispositivos típicos, el (a) usado en suelos predominantemente finos, y el (b) apropiado para materiales más gruesos.
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Figuran Esquemas de permeámetro de carga variable Al ejecutar la prueba se llena de agua el tubo vertical del permeámetro, Observándose su descenso a medida que el agua atraviesa la muestra.
Considerando el tiempo dt, la cantidad de agua (cm3) que atraviesa la muestra será, según la Ley de Darcy:
Esta expresión nos permite calcular el valor del coeficiente de permeabilidad. Cuando la caída de carga hidráulica sea pequeña en comparación con la carga media usada en la prueba, podrá usarse para el permeámetro de carga variable, la fórmula para el permeámetro de carga constante tomando la carga h como:
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Considerando que tal carga obró durante todo el tiempo t, de prueba. Los permeámetros y concretamente el de carga variable, puede utilizase sólo en suelos relativamente permeables, generalmente arenas y limos o mezclas de esos materiales, no plásticos. La permeabilidad de arcillas se determina en laboratorio, con la prueba de consolidación. La razón es que la baja permeabilidad de las Arcillas daría lugar a tiempos de prueba tan largos que la evaporación y los cambios de temperatura producirían errores de mucha consideración. El realizar la prueba de permeabilidad en muestras inalteradas no sólo es importante en arcillas, sino también en suelos arenosos o limosos poco o nada plásticos. Estos suelos están, con frecuencia, notoriamente estratificados y, por lo tanto, la realización de la prueba en muestras alteradas dará una idea totalmente errónea de la permeabilidad del suelo natural. De estos suelos ligeramente plásticos se obtienen muestras inalteradas en Sondeos de poco costo; éstas pueden usarse en pruebas para determinar el Coeficiente de permeabilidad en dirección paralela y normal a la dirección de la estratificación.
4.6.1.1.2. Prueba directa de los suelos en el lugar. Debido a los problemas asociados con la confiabilidad de las pruebas de laboratorio, se deben emplear métodos de campo cuando los valores de permeabilidad tengan gran importancia.
4.6.1.1.3. Cálculo a partir de la curva granulométrica. Desde hace tiempo se ha tratado de establecer correlaciones entre la granulometría de un material y su permeabilidad. Es obvio que existen razones para creer que pudiera establecerse tal correlación; en suelos arenosos gruesos, los poros entre las partículas minerales son relativamente grandes y por ello la permeabilidad resulta comparativamente alta; en suelos de menores tamaños, los poros y canalículos entre los granos son más pequeños, por lo cual estos materiales son de menor permeabilidad. Desgraciadamente, en la práctica, estas correlaciones tiene un valor muy limitado, sobre todo debido al hecho de que otros factores, aparte del tamaño, ejercen notoria influencia en el valor del coeficiente en estudio; estos factores se han resistido, hasta la actualidad, a ser introducidos en una fórmula única, por lo tanto
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no hay ninguna que los tome en cuenta de un modo aceptable. Así pues, las expresiones, que a continuación se detallan deben verse como una manera muy tosca de valuar la permeabilidad de un suelo y de ningún modo sustituye los métodos más precisos, que son más complicados y costosos, en todos los casos de querer tener un correcto valor de k. Prácticamente todos los métodos del tipo en estudio siguen la fórmula clásica de Allen Hazen:
En donde k es el coeficiente de permeabilidad buscado en cm/seg y D10 (cm) es el diámetro efectivo de Hazen. Hazen obtuvo su fórmula experimentando con arenas uniformes con diámetro efectivo comprendido entre 0,1 y 3,0 mm; en estos suelos C varió entre 41 y 146. El valor 116 suele mencionarse como un promedio aceptable de las experiencias efectuadas por Hazen. Sin embargo se ve, en primer lugar, la fórmula es inaplicable a la mayoría de los suelos, que quedan fuera del tipo de los experimentos realizados; y en segundo lugar, aun para esos suelos, la variación de la constante C resulta excesiva para que la fórmula sea muy confiable. La temperatura influye en el valor de la permeabilidad, por alterar la viscosidad del agua. Tomando en cuenta ese factor, la fórmula anterior puede modificarse de la siguiente manera:
Otros investigadores han propuesto otras fórmulas de correlación. Schlichter, por ejemplo, tomó en cuenta, además de la temperatura, la compacidad en la Siguiente expresión:
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Tabla 4. Valores de c para la correlación de permeabilidad por temperatura . Terzaghi da, para suelos arenosos, la expresión:
Donde n es la porosidad y Co es un coeficiente que se obtiene de la tabla siguiente.
Tabla. Co es un coeficiente que se obtiene de la tabla
4.6.1.1.5. Cálculo con la prueba horizontal de capilaridad. Debido a las fuerzas capilares, el agua se penetra en un suelo seco avanza con cierta velocidad, en función de la cua se puede determinar indirectamente la permeabilidad del suelo. Esta prueba es adecuada especialmente para ensayar con rapidez un gran número de muestras en el campo. San cuando los materiales tienen una permeabilidad comprendida entre 10 -1 y 10-5 cm/seg.
5. ANALISIS DE LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS 5.1. MÉTODOS PERMEABILIDAD
PARA
DETERMINAR
EL
PARAMETRO
“C”
DE
5.1.1.1 Método de Hazen Como se vio anteriormente, la permeabilidad de suelos granulares depende, principalmente, del área de los poros normal al flujo. dado que el diámetro promedio de los poros en un suelo con una porosidad dada, crece en proporción al promedio del tamaño de los granos, se espera que la permeabilidad de suelos granulares crezca, en alguna proporción, con algún tamaño característico de los 32
granos, designado como diámetro efectivo de los granos, de. Extensas investigaciones para el diseño de filtros de arenas, realizadas por hazen (hazen, 1911), concluyeron en la siguiente ecuación:
En esta ecuación, el parámetro C incluye los efectos de la forma de los poros en la dirección del flujo y el volumen total de los poros, determinados a partir de propiedades como la forma de los granos, la gradación y la densidad. Hazen determinó que el diámetro efectivo de los granos con la mejor correlación para la ecuación. Es posible observar que la ecuación de Hazen estima de buena manera la permeabilidad en suelos granulares, aunque en algunos casos se podrían tener diferencias incluso mayores a un orden de magnitud.
5.1.1.2 Método de Shepherd Para estudiar la relación entre el tamaño del grano y la permeabilidad de un suelo, Shepperd (Shepherd, 1989) realizó análisis estadísticos de regresiones potenciales en 19 grupos de datos publicados, relacionando tamaño de partículas con la permeabilidad medida en laboratorio. Los resultados de estos análisis muestran diferencias respecto a la relación obtenida por Hazen, con variaciones del exponente del diámetro del grano entre 1,11 y 2,05, pero la mayoría de los valores fueron significativamente menores que 2,0. Los datos analizados por Shepperd se muestran en la siguiente grafica.
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figura xxxxx A partir de la Figura 2.7 se puede observar que las pendientes de las curvas son distintas, lo cual está asociado a diferentes valores del exponente del tamaño de la partícula en la ecuación de Hazen. En general, Shepherd observó que los valores de C fueron mayores para los set de datos obtenidos de muestras con partículas uniformes y granos más redondeados y esféricos. Por otra parte, los menores valores del exponente se obtuvieron en los suelos con buena gradación y partículas angulares. En base a estos resultados, Shepherd propuso la siguiente relación entre el diámetro del grano y la permeabilidad: Donde D50 es el tamaño medio de los granos y j es un valor que depende de la forma y uniformidad de los granos. De esta forma, un suelo con granos redondeados presenta un valor cercano a 2,0, mientras que para suelos naturales este exponente es cercano a 1,5. La Figura 2.8 muestra la relación entre la permeabilidad y el diámetro medio para suelos con distinta textura.
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A partir de la Figura 2.8 es posible observar que la relación de Shepherd predice valores del coeficiente de permeabilidad más altos para aquellos suelos con partículas más lisas, lo cual se explica debido a que a menor rugosidad existe una menor resistencia al corte que evite el paso de la solución.
5.1.1.3
Método de Slichter
Slichter (Slichter, 1899) presentó una relación en la cual se estima la permeabilidad de un suelo mediante la curva granulométrica, incluyendo también un coeficiente K1, el cual depende de la porosidad de la muestra. Esta relación fue obtenida para arenas, utilizando granos uniformes y esféricos. De acuerdo al arreglo de esferas, el volumen de vacíos varía entre un 26,0% y un 47,6% del total de la masa. Su fórmula para la permeabilidad, dependiendo del diámetro de las esferas y la porosidad, es la siguiente, para una temperatura de 10°C:
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Donde: D: Diámetro de las esferas. K1: Coeficiente que depende de la porosidad según se indica en la Tabla 2.2.
Luego, el coeficiente de permeabilidad de una masa con un 46% de volumen de vacíos, es decir, un arreglo muy suelto, se expresa como 60,3 D2 . Según la fórmula de Hazen, el coeficiente de permeabilidad de una arena limpia y muy suelta, se expresa como 116 De2 , mientras que si la consideramos uniforme, se transforma en 150 De2 . La diferencia entre Slichter y Hazen radica en la consideración de Slichter de granos uniformes y redondeados. Esta consideración de Slichter y su comparación con suelos naturales, indica que su alcance y aporte está relacionado mayormente con fines académicos y no es válida para ser usada en la estimación de la permeabilidad de arenas en general.
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5.2.1.1. Método de terzaghi: Terzaghi (Terzaghi, 1925) publicó una relación semi-empírica para calcular el coeficiente de permeabilidad, basada en los siguientes hechos: Las partes más anchas de los canales capilares a través de los cuales el agua fluye, tienen a lo menos cinco veces el diámetro de los más estrechos. Por lo tanto, si una cantidad definida de agua percola a través de uno de los canales capilares, la pérdida de carga por unidad de largo de las secciones más estrechas del canal, es al menos 25 veces mayor que la pérdida por unidad de largo de los más anchos. Debido a esto, la percolación de agua a través de arena puede ser comparada al flujo de agua a través de un set de tamices en series en la que la resistencia a la percolación es reducida a los tamices, mientras en los espacios entre los tamices la resistencia es despreciable. Sea dw el tamaño efectivo de los granos (cm), n la porosidad, μ10 y μt los coeficientes de viscosidad del agua a 10°C y una temperatura t , respectivamente, y C un coeficiente que se ha establecido empíricamente que está en el rango entre 800 μ10 y 460 μ10 , el cual depende de la forma de los granos y de la uniformidad de la arena, la relación se escribe como:
El valor 800 fue derivado de ensayos en arenas cuyos granos fueron bien pulidos y redondeados, mientras que el valor 460 fue obtenido en ensayos de arenas con granos irregulares y rugosos. La influencia de la uniformidad de la arena en el valor de C , fue mucho menos marcada que la influencia de la calidad de los granos.
5.2.1.1. Método de kozeny-Carmen Otra expresión comúnmente utilizada para el cálculo de la conductividad hidráulica es la de Kozeny-Carmen, la cual toma la siguiente forma:
37
7. EXPLORACION DE CAMPO Y ENSAYOS DE LABORATORIO 7.1. METODOLOGÍA Éste proyecto de tipo experimental, trata de determinar, mediante un programa de ensayos, las condiciones generales en que es válida la regla técnica muchos científicos para establecer el parámetro C en la permeabilidad de materiales. La Investigación se limitó al flujo de agua n medios saturados, granulares sueltos que incluyeron arenas y gravas.
con materiales
Al enfrentar la problemática propuesta en el presente trabajo, se ejecutaron ensayos de permeabilidad con carga constante sobre diferentes materiales, bajo condiciones variables de carga hidráulica, granulometría y espesor de los estratos. Se hizo nece sario desa rro llar una meto dolo gía donde se combinan los siguientes aspectos:
Materiales: Setrabajóconuntotalde5materialesdegranulometrías diferentes partiendo de materiales finos hasta materiales granulares
Diseño y construcción del permeámetro de cabeza variable: El ob jeti vo de este fue permitir la realización del estudio experimental para este trabajo en materiales con diámetro de 5cm y menores. El equipo se construyo en acrílico debido a las ventajas que tiene este material respe cto a otr os para el est udi o empírico del flujo en medios porosos.
Trabajo experimental: La ejecución de ensayos de permeabilidad sobre los materiales, tuvo como propósito la determinación del parámetro k, sin discurrir sobre la variabilidad de los materiales d e a c u e r d o a s u s c o n d i c io n e s origen y localización. L o s p r o c e d i m i e n t o s d e laboratorio siempre se ejecutaron siguiendo las normas AASHTO T 215 – 70 (2003) y ASTM D 2434 – 68 (2000). 7.2 MATERIALES. Se ejecutaron ensayos de permeabilidad con carga constante sobre diferentes materiales, bajo condiciones variables de carga hidráulica externa. A continuación se exponen los materiales con los cuales se realizó la etapa de
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experimentación. En total se trabajó con 5 materiales de granulometrías diferentes partiendo de arenas finas hasta materiales granulares, estos materiales se describen a continuación.
Arena gruesa de granos redondeados mal gradada (SP): Conocida comercialmente con el nombre de arenon de rió; con granos redondea dos y uniformes para los ríos tanando, samurindo, cabi.
Arena gruesa de granos angulosos mal gradada (SP): Es conocida comercialmente con el nombre de arenon chino; presenta granos de diferentes formas y de diversos colores, entre blancos, cafés, grises y negros para los ríos Atrato y tutunendo.
Arena fina mal gradada (SP): Es una arena muy uniforme de color gris; es conocida comercialmente como arena de revoque.
Arena fina limosa mal gradada (SP-SM): Conocida comercialmente como arena de revoque de peña; es una arena fina, de color café claro, con granos no tan finos como la anterior. Presenta un porcentaje de finos alrededor del 9%
7.3 CARACTERÍSTICAS DEL PERMEAMETRO DE CABEZA CONSTANTE Para ejecutar los ensayos de permeabilidad sobre las gravas, se diseño y construyó un permeámetro de cabeza constante, con base en el esquema presentado por Lambe & Whitman (1979). El equipo se construyo teniendo en cuenta que los equipos de laboratorio donde se pretenda estudiar los fenómenos hidráulicos deben ser, en lo posible, transparentes para permitir la observación del fenómeno o para verificar que se cumplan las condiciones deseadas, como la longitud de las muestras, su posición y uniformidad respecto a los piezómetros. Ángel (1989). Este permeámetro consiste en un recipiente cilíndrico de acrílico transparente de 5mm de espesor ligado con resina acrílica auto polimerizante en polvo blanco y auto polimerizante líquido. Este tiene una sección circular de 3 pulgadas diámetro con una altura de 20 cm, lo complementa dos tapas en acrílico de 5 cm de profundidad y ancho que permite el acople de la cámara acrílica. El permeámetro una tiene una caja metálica en forma laminas tanto arriba como abajo y unas barras o tornillos que sujetan las dos laminas metálicas acompañadas de cuatro roscas en forma de mariposa las cuales ajustan la caja metálica al permeámetro las barras metálicas verticales garantizan en todo momento el efecto de 39
confinamiento de la muestra, sin que se presenten deformaciones transversales ni longitudinales en la muestra
Colocar fotografia del permeametro 7.4 ELEMENTOS DEL PERMEÁMETRO. En el permeámetro pueden distinguirse varios elementos, cada uno con una función específica, a continuación se describen:
Línea de alimentación. Está compuesta por un adaptador macho al cual se le acopla una conectada una manguera que se conecta a la red de suministro de agua ó a un tanque de alimentación. Línea de Salida. Al igual que la línea de alimentación, está compuesta por un adaptador unido al cilindro acrílico y al cual se le acopla una manguera, por estese realiza la descarga del permeámetro y se encuentra en la parte superior. Tanque de alimentación. La alimentación del permeámetro se realiza por medio de la conexión a la red de distribución de agua o a un tanque de alimentación ubicado en la parte superior, al cual está conectada la línea que alimenta el permeámetro. Cámara de acrílico. Con una altura de h = 20 cm y un diámetro externo de 3pulgadas, es el recipiente que contiene la muestra de suelo a ensayar y está confinado por medio de abrazaderas inoxidables para aportarle mayor rigidez. Cuerpo metálico. Consta de dos elementos, uno en la parte inferior (base) y otro en la parte superior (tapa), unidos entre sí por medio de cuatro barras con tuercas para confinar la cámara. 7.5 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO. Los ensayos fueron ejecutados según las normas AASHTO T 215 – 70 (2003) y ASTM D 2434 – 68 (2000), asegurando las condiciones fundamentales para cada ensayo. Inicialmente se realizo el ensamblaje de la cámara acrílica en la base metálica, verificando que no hubiesen fugas de agua por las bridas, posteriormente se deposito la muestra dentro de la cámara en capas uniformes de aproximadamente 10cm de espesor, aplicando una ligera compactación con una superficie plana.
40
Luego, Se coloca la tapa metálica, uniéndola con el resto del permeámetro por medio de tuercas, confinando así el material en estudio. La conexión del permeámetro con la línea de entrada se realizaba por medio de una manguera de ½ pulgada, la cual se acoplaba a una llave de suministro de agua. Seguidamente se abrió la válvula del tanque para que el agua llegara al permeámetro y fluyera a través de la muestra. Después de algunos minutos se conectó los piezómetros a la cámara, teniendo cuidado de no tener burbujas en ellos. Se dejo fluir el agua durante un tiempo de 10 a 15 minutos, aunque materiales con menor permeabilidad necesitaban más tiempo para que la muestra de suelo se saturara. La verificación de saturación se realizo cerrando la válvula de salida en el permeámetro, y visualmente se verifica que los niveles niveles piezométricos estuviesen al mismo nivel. Posteriormente se abría la válvula de salida en el permeámetro y se inician las mediciones,. Se dejo estabilizar el flujo para luego luego tomar una probeta graduada y estimar un volumen de llenado a 200ml, cumplido el objetivo medimos las alturas en los piezómetros y el tiempo que demoraba en llenar la probeta graduada los 200ml. Este procedimiento se realizo para diferentes presiones de agua en el material. Durante el proceso se realizo la medición de la temperatura del agua a la cual se realizo el ensayo. Con estos resultados se procederá a calcular la permeabilidad por métodos aritméticos como la pendiente de una recta el cual se grafican los puntos de una muestra ya sea de la fuente de cabi u otro y se extrae la ecuación lineal resaltando que la permeabilidad será la pendiente de esa recta inscrita en esos puntos.
Determinación de las pérdidas por cabeza h. Durante la realización de los ensayos en los materiales granulares de mayor diámetro (gravas y arenas gruesas) la diferencia entre los niveles en las mangueras de los piezómetros eran extremadamente pequeños, por lo cual se recurrió al registro fotográfico para obtener las diferencias de nivel en los piezómetros. Foto de diferencias de altura Determinación del coeficiente de Permeabilidad. El coeficiente de permeabilidad se determinó realizando una regresión lineal sobre los valores del gradiente hidráulico y los valores de ordenadas de la velocidad de descarga del permeámetro para cada material, correspondiendo este el valor del coeficiente de permeabilidad a la pendiente del ajuste lineal.
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7.2. TRABAJO DE LABORATORIO Los ensayos de laboratorio fueron realizados en el Laboratorio de Mecánica de Suelos del Programa de Ingeniería Civil de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Tecnológica del Chocó, con el fin de determinar determinar las propiedades físicas y mecánicas de los suelos que conforman los taludes naturales como insumo necesario para la evaluación de la estabilidad de los taludes . Con el objetivo de determinar las características físicas y mecánicas de los suelos que conforman los taludes objeto de estudio se realizaron ensayos de clasificación de suelos y de resistencia al corte:
7.2.1. Análisis Granulométrico- Método Mecánico El análisis granulométrico es un intento de determinar las proporciones relativas de los diferentes tamaños de grano presentes en una masa de suelo dada. La práctica agrupa los materiales por rango de tamaño. Para lograr esto se obtiene la cantidad de material que pasa a través de un tamiz con una malla dada, pero que es retenido en el siguiente tamiz cuya malla tiene diámetro ligeramente menores que la anterior y se relaciona con ésta cantidad retenida con el total de la muestra pasada a través de los tamices. Todos los sistemas de clasificación utilizan el tamiz No. 200 como un punto divisorio. Las clasificaciones se basan generalmente en término de la cantidad retenida o la cantidad que pasa el tamiz No. 200 (Arango, 1985).
Figura. Juego de tamices
42
RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE LA FASE EXPERIMENTAL E XPERIMENTAL Los datos iniciales obtenidos referentes a la muestra total se muestran en esta tabla: FUENTE DEL RIO CABI MATERIAL GRUESO Peso del Recipiente (gr)
224
Recipiente + Suelo Húmedo (gr)
6502
Recipiente + Suelo Seco (gr)
5989
Peso del Suelo Húmedo (gr)
6278
Peso del Suelo Seco (gr)
5765
Peso del agua (gr)
513
% de Humedad
8,89852559
Teniendo la torre de pirámide en el orden que se mencionó se procedió a vaciar el material agitando los tamices para que el material que estaba atrapado siguiera bajando hasta que llegara al tamiz que por su tamaño lo retuviera, se dejó el juego de tamices reposar por un tiempo de 15 minutos para que todas las partículas se consolidaran en el tamiz que lo retuvo. Pasado los 15 minutos se procedió a sacar uno a uno los tamices para pesarlos con el material que retuvo cada una de los tamices, pesado estos se obtuvieron los siguientes datos:
(mm)
(pulg)
50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149
2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100
Peso del tamiz (gr) 450 548 466 454 474 448 434 410 340 282
0,074
#200 Fondo
286 270
Tamiz
Peso del Peso del tamiz + material material retenido (gr) (gr) 450 0 548 0 530 64 836 382 1080 606 1166 718 1908 1474 2336 1926 2100 1760 1210 928 314 600 282 552
8454
43
% % retenido % que retenid acumulado pasa o 0,00 0,00 0,76 4,52 7,17 8,49 17,44 22,78 20,82 10,98 3,71 3,34
100,00
0,00 0,00 0,76 5,28 12,44 20,94 38,37 61,15 81,97 92,95 96,66 100,00
100,00 100,00 99,24 94,72 87,56 79,06 61,63 61, 63 38,85 18,03 7,05 3,34 0,00
CURVA GRANULOMÉTRICA. Sabiendo que la curva granulométrica relaciona el porcentaje de suelo que pasa con el diámetro en mm de cada tamiz, procedimos a graficar esta curva, teniendo presente que el porcentaje que pasa va en escala aritmética y los diámetros en escala logarítmica.
El D10, D30 y D60 corresponden al 10%, el 30% y el 60% de lo que pasa, respectivamente; entonces se procedió a obtener estos valores analítica y gráficamente.
Gráficamente, se obtuvieron los siguientes resultados:
D10: para el 10% de lo que pasa se obtuvo un valor aproximado del D10 igual a 0.30. D30: para el 30% de lo que pasa se obtuvo, D30 = 1.50 D60: para el 60% de lo que pasa se obtuvo, D60 = 5.20
Analíticamente, se hicieron interpolaciones para saber el valor exacto de los diámetros en cuestión, así:
Cálculo del D10:
Luego, el valor del D10 es: D10= 0.222
Nota: Los valores de D30 y D60 se calcularon de forma análoga.
Cálculo del D30: se hizo análogamente al anterior y se obtuvo D30=1.33 44
Cálculo del D60: luego de los cálculos, se obtuvo D60=4.56
Con estos valores podemos calcular los coeficientes de Uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc), para posteriormente saber si es un suelo mal gradado o bien gradado.
Coeficiente de uniformidad (Cu)
Coeficiente de Curvatura (Cc)
⇒
⇒
Para que una grava este bien gradada Cu mayor que 4 y 1 menor que Cc menor que 3
Cu = 20.54
Cc = 1.75
Cu ≥ 4
ok
1 ≤ Cc ≤ 3
ok
Concluimos que este es material bien gradado
CLASIFICACIÓN DEL SUELO Se procedió a clasificar el suelo por la Clasificación Unificada y por la AASHTO de la manera que sigue:
Clasificación Unificada
El suelo es grueso granular porque menos del 50% (3,34%) pasa la malla No 200. Fracción gruesa: es el 100% menos lo que pasa la malla No 200, es decir, 96,66%. Además, si al 100% le restamos lo que pasa la malla No 4, obtenemos qué porcentaje de suelo es grava, luego, con regla de 3 sabemos qué porcentaje de la fracción gruesa es grava y qué porcentaje es arena: 45
Grava=100%
- %pasa No 4, entonces: Grava = 100% – 61.63%
Luego, Grava = 38.37% del suelo
Arena
= %pasa No 4 - %pasa No 200: 61.63% - 3.34% Arena=58.29% del suelo
Fracción gruesa=96.66%
porcentaje de grava en la fracción gruesa
FUENTE DEL RIO CABI MATERIAL FINO Peso del Recipiente (gr) Recipiente + Suelo Húmedo (gr) Recipiente + Suelo Seco (gr) Peso del Suelo Húmedo (gr) Peso del Suelo Seco (gr) Peso del agua (gr) % de Humedad
290 5958 5463 5668 5173 495 9,56891552
Teniendo la torre de pirámide en el orden que se mencionó se procedió a vaciar el material agitando los tamices para que el material que estaba atrapado siguiera bajando hasta que llegara al tamiz que por su tamaño lo retuviera, se dejó el juego de tamices reposar por un tiempo de 15 minutos para que todas las partículas se consolidaran en el tamiz que lo retuvo. Pasado los 15 minutos se procedió a sacar uno a uno los tamices para pesarlos con el material que retuvo cada una de los tamices, pesado estos se obtuvieron los siguientes datos: Tamiz
(mm)
(pulg)
50,8 38,1 25,4 19,05
2 1 1/2 1 3/4
Peso del tamiz (gr) 0 0 0 0
Peso Peso del del % tamiz + % retenido material retenid material acumulado retenido o (gr) (gr) 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00
46
% que pasa 100,00 100,00 100,00 100,00
12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149 0,074
1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100 #200 Fondo
0 0 538 578 394 370 324 323
0 0 1050 1232 3294 986 654 324
0 0 512 654 2900 616 330 1 5013
0,00 0,00 10,21 13,05 57,85 12,29 6,58 0,02 100,00
0,00 0,00 10,21 23,26 81,11 93,40 99,98 100,00
100,00 100,00 89,79 76,74 18,89 6,60 0,02 0,00
CURVA GRANULOMÉTRICA Sabiendo que la curva granulométrica relaciona el porcentaje de suelo que pasa con el diámetro en mm de cada tamiz, procedimos a graficar esta curva, teniendo presente que el porcentaje que pasa va en escala aritmética y los diámetros en escala logarítmica.
Tamiz
(pulg) 2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100 #200
% que pasa
(mm) 50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149 0,074
47
100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 89,79 76,74 18,89 6,60 0,02
120.00 100.00
A S A P E U Q %
80.00
60.00 40.00 20.00 0.00 100
10
1
0.1
0.01
DIAMETROS (mm)
El D10, D30 y D60 corresponden al 10%, el 30% y el 60% de lo que pasa, respectivamente; entonces se procedió a obtener estos valores analítica y gráficamente.
Gráficamente, se obtuvieron los siguientes resultados:
D10: para el 10% de lo que pasa se obtuvo un valor aproximado del D10 igual a 0.25 D30: para el 30% de lo que pasa se obtuvo, D30 = 0.8 D60: para el 60% de lo que pasa se obtuvo, D60 = 1.60
Analíticamente, se hicieron interpolaciones para saber el valor exacto de los diámetros en cuestión, así:
Cálculo del D10:
Luego, el valor del D10 es: D10= 0.22
Nota: Los valores de D30 y D60 se calcularon de forma análoga.
Cálculo del D30: se hizo análogamente al anterior y se obtuvo D30=0.72
Cálculo del D60: luego de los cálculos, se obtuvo D60=1.54
48
Con estos valores podemos calcular los coeficientes de Uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc), para posteriormente saber si es un suelo mal gradado o bien gradado.
Coeficiente de uniformidad (Cu)
Coeficiente de Curvatura (Cc)
⇒
⇒
Para que una grava este bien gradada Cu mayor que 4 y 1 menor que Cc menor que 3
Cu = 7.00
Cc = 1.53
Cu ≥ 4
ok
1 ≤ Cc ≤ 3
ok
Concluimos que este es material bien gradado
CLASIFICACIÓN DEL SUELO
Se procedió a clasificar el suelo por la Clasificación Unificada y por la AASHTO de la manera que sigue:
Clasificación Unificada
El suelo es grueso granular porque menos del 50% (0.02%) pasa la malla No 200. Fracción gruesa: es el 100% menos lo que pasa la malla No 200, es decir, 99.98%. Además, si al 100% le restamos lo que pasa la malla No 4, obtenemos qué porcentaje de suelo es grava, luego, con regla de 3 sabemos qué porcentaje de la fracción gruesa es grava y qué porcentaje es arena:
49
Grava=100%
- %pasa No 4, entonces: Grava = 100% – 89.79%
Luego, Grava = 10.21% del suelo
Arena
= %pasa No 4 - %pasa No 200: 89.79% - 0.02% Arena=89.77% del suelo
Fracción gruesa=99.98% %,
porcentaje de grava en la fracción gruesa
FUENTE DEL RIO TUTUNENDO MATERIAL GRUESO
Peso del Recipiente (gr) Recipiente + Suelo Húmedo (gr) Recipiente + Suelo Seco (gr) Peso del Suelo Húmedo (gr) Peso del Suelo Seco (gr) Peso del agua (gr) % de Humedad
226 9268 8450 9042 8224 818 9,94649805
Teniendo la torre de pirámide en el orden que se mencionó se procedió a vaciar el material agitando los tamices para que el material que estaba atrapado siguiera bajando hasta que llegara al tamiz que por su tamaño lo retuviera, se dejó el juego de tamices reposar por un tiempo de 15 minutos para que todas las partículas se consolidaran en el tamiz que lo retuvo. Pasado los 15 minutos se procedió a sacar uno a uno los tamices para pesarlos con el material que retuvo cada una de los tamices, pesado estos se obtuvieron los siguientes datos: Tamiz
(mm)
(pulg)
Peso del tamiz (gr)
50,8 38,1 25,4 19,05
2 1 1/2 1 3/4
450 548 466 454
Peso del Peso del % % retenido % que tamiz + material retenid acumulado pasa material retenido o (gr) (gr) 906 900 852 976
456 352 386 522 50
10,69 8,25 9,05 12,24
10,69 18,94 27,99 40,23
89,31 81,06 72,01 59,77
12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149
1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100
474 448 434 410 340 282
1024 726 828 692 1238 414
0,074
#200 Fondo
286 270
292 280
550 278 394 282 898 132 6 10
12,89 6,52 9,24 6,61 21,05 3,09 0,14 0,23
4266
100,0 0
53,12 59,63 68,87 75,48 96,53 99,62 99,77 100,00
46,88 40,37 31,13 24,52 3,47 0,38 0,23 0,00
CURVA GRANULOMÉTRICA Sabiendo que la curva granulométrica relaciona el porcentaje de suelo que pasa con el diámetro en mm de cada tamiz, procedimos a graficar esta curva, teniendo presente que el porcentaje que pasa va en escala aritmética y los diámetros en escala logarítmica. Tamiz
(mm)
(pulg)
2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100
50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149
#200
0,074
51
% pasa
que
89,31 81,06 72,01 59,77 46,88 40,37 31,13 24,52 3,47 0,38 0,23
100.00 90.00 80.00 70.00 A S A P E U Q %
60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 100
10
1
0.1
0.01
DIAMETROS (mm)
El D10, D30 y D60 corresponden al 10%, el 30% y el 60% de lo que pasa, respectivamente; entonces se procedió a obtener estos valores analítica y gráficamente.
Gráficamente, se obtuvieron los siguientes resultados:
D10: para el 10% de lo que pasa se obtuvo un valor aproximado del D10 igual a 0,89. D30: para el 30% de lo que pasa se obtuvo, D30 = 4.02 D60: para el 60% de lo que pasa se obtuvo, D60 = 19.12
Analíticamente, se hicieron interpolaciones para saber el valor exacto de los diámetros en cuestión, así:
Cálculo del D10:
Luego, el valor del D10 es: D10= 0.91
Nota: Los valores de D30 y D60 se calcularon de forma análoga.
Cálculo del D30: se hizo análogamente al anterior y se obtuvo D30=4.29
Cálculo del D60: luego de los cálculos, se obtuvo D60=19.17
52
Con estos valores podemos calcular los coeficientes de Uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc), para posteriormente saber si es un suelo mal gradado o bien gradado.
Coeficiente de uniformidad (Cu)
⇒
Coeficiente de Curvatura (Cc)
⇒
Para que una grava este bien gradada Cu mayor que 4 y 1 menor que Cc menor que 3
Cu = 21.06
Cc = 1.06
Cu ≥ 4
ok
1 ≤ Cc ≤ 3
ok
Concluimos que este es material bien gradado
CLASIFICACIÓN DEL SUELO Se procedió a clasificar el suelo por la Clasificación Unificada y por la AASHTO de la manera que sigue:
Clasificación Unificada
El suelo es grueso granular porque menos del 50% (0.23%) pasa la malla No 200. Fracción gruesa: es el 100% menos lo que pasa la malla No 200, es decir, 99.77%. Además, si al 100% le restamos lo que pasa la malla No 4, obtenemos qué porcentaje de suelo es grava, luego, con regla de 3 sabemos qué porcentaje de la fracción gruesa es grava y qué porcentaje es arena:
Grava=100%
- %pasa No 4, entonces: Grava = 100% – 31.13%
Luego, Grava = 68.87% del suelo 53
Arena
= %pasa No 4 - %pasa No 200: 31.13% - 0.23% Arena=30.90% del suelo
Fracción gruesa=99.77% %,
porcentaje de grava en la fracción gruesa
FUENTE DEL RIO TUTUNENDO MATERIAL FINO
Peso del Recipiente (gr) Recipiente + Suelo Húmedo (gr) Recipiente + Suelo Seco (gr) Peso del Suelo Húmedo (gr) Peso del Suelo Seco (gr) Peso del agua (gr) % de Humedad
300 7334 5746 7034 5446 1588 29,1590158
Teniendo la torre de pirámide en el orden que se mencionó se procedió a vaciar el material agitando los tamices para que el material que estaba atrapado siguiera bajando hasta que llegara al tamiz que por su tamaño lo retuviera, se dejó el juego de tamices reposar por un tiempo de 15 minutos para que todas las partículas se consolidaran en el tamiz que lo retuvo. Pasado los 15 minutos se procedió a sacar uno a uno los tamices para pesarlos con el material que retuvo cada una de los tamices, pesado estos se obtuvieron los siguientes datos: Tamiz
(mm)
(pulg)
Peso del tamiz (gr)
50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2
2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10
0 0 0 0 0 0 538 578
Peso del Peso % % retenido tamiz + del retenid acumulado material material o (gr) retenido (gr) 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 1074 536 10,36 10,36 1144 566 10,94 21,29
54
% que pasa
100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 89,64 78,71
0,42 0,149
# 40 # 100
394 370
2124 1942
0,074
#200 Fondo
324 323
718 700
1730 1572 394 377
33,43 30,38 7,61 7,29
5175
100,0 0
54,72 85,10 92,71 100,00
45,28 14,90 7,29 0,00
CURVA GRANULOMÉTRICA Sabiendo que la curva granulométrica relaciona el porcentaje de suelo que pasa con el diámetro en mm de cada tamiz, procedimos a graficar esta curva, teniendo presente que el porcentaje que pasa va en escala aritmética y los diámetros en escala logarítmica. Tamiz
(mm)
% que pasa
(pulg)
50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2,0 0,42 0,149
2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100
0,074
#200
55
100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 89,64 78,71 45,28 14,90 7,29
120.00 100.00
A S A P E U Q %
80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 100
10
1
0.1
0.01
DIAMETROS (mm)
El D10, D30 y D60 corresponden al 10%, el 30% y el 60% de lo que pasa, respectivamente; entonces se procedió a obtener estos valores analítica y gráficamente.
Gráficamente, se obtuvieron los siguientes resultados:
D10: para el 10% de lo que pasa se obtuvo un valor aproximado del D10 igual a 0,11. D30: para el 30% de lo que pasa se obtuvo, D30 = 0.27 D60: para el 60% de lo que pasa se obtuvo, D60 = 0.92
Analíticamente, se hicieron interpolaciones para saber el valor exacto de los diámetros en cuestión, así:
Cálculo del D10:
Luego, el valor del D10 es: D10= 0.10
Nota: Los valores de D30 y D60 se calcularon de forma análoga.
Cálculo del D30: se hizo análogamente al anterior y se obtuvo D30=0.284
Cálculo del D60: luego de los cálculos, se obtuvo D60=1.16
Con estos valores podemos calcular los coeficientes de Uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc), para posteriormente saber si es un suelo mal gradado o bien gradado. 56
Coeficiente de uniformidad (Cu)
Coeficiente de Curvatura (Cc)
⇒
⇒
Para que una grava este bien gradada Cu mayor que 4 y 1 menor que Cc menor que 3
Cu = 11.6
Cc = 0.695
Cu ≥ 4
ok
1 ≤ Cc ≤ 3
no
Concluimos que este es material mal gradado
CLASIFICACIÓN DEL SUELO Se procedió a clasificar el suelo por la Clasificación Unificada y por la AASHTO de la manera que sigue:
Clasificación Unificada
El suelo es fino granular porque menos del 50% (7.29%) pasa la malla No 200. Fracción gruesa: es el 100% menos lo que pasa la malla No 200, es decir, 92.71%. Además, si al 100% le restamos lo que pasa la malla No 4, obtenemos qué porcentaje de suelo es grava, luego, con regla de 3 sabemos qué porcentaje de la fracción gruesa es grava y qué porcentaje es arena:
Grava=100%
- %pasa No 4, entonces: Grava = 100% – 89.64%
Luego, Grava = 10.36% del suelo
Arena
= %pasa No 4 - %pasa No 200: 89.64% - 7.29% Arena=82.35% del suelo
Fracción gruesa=92.71% 57
%,
porcentaje de grava en la fracción gruesa
FUENTE DEL RIO TANANDO MATERIAL GRUESO
Peso del Recipiente (gr) Recipiente + Suelo Húmedo (gr) Recipiente + Suelo Seco (gr) Peso del Suelo Húmedo (gr) Peso del Suelo Seco (gr) Peso del agua (gr) % de Humedad
218 7496 7092 7278 6874 404 5,8772185
Teniendo la torre de pirámide en el orden que se mencionó se procedió a vaciar el material agitando los tamices para que el material que estaba atrapado siguiera bajando hasta que llegara al tamiz que por su tamaño lo retuviera, se dejó el juego de tamices reposar por un tiempo de 15 minutos para que todas las partículas se consolidaran en el tamiz que lo retuvo. Pasado los 15 minutos se procedió a sacar uno a uno los tamices para pesarlos con el material que retuvo cada una de los tamices, pesado estos se obtuvieron los siguientes datos:
Tamiz
(mm)
(pulg)
Peso del tamiz (gr)
Peso del Peso % % retenido % que tamiz + del retenid acumulad pasa material material o o (gr) retenido (gr)
50,8
2
450
450
0
0,00
0,00
38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149
1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100
548 466 454 474 448 434 410 340 282
626 865 1176 1480 1193 1557 1806 2294 732
78 399 722 1006 745 1123 1396 1954 450
0,92 4,72 8,54 11,90 8,81 13,28 16,51 23,11 5,32
0,92 5,64 14,18 26,08 34,89 48,18 64,69 87,80 93,13
58
100,0 0 99,08 94,36 85,82 73,92 65,11 51,82 35,31 12,20 6,87
0,074
#200 Fondo
286 270
584 553
298 283 8454
3,52 3,35 100,0 0
96,65 100,00
3,35 0,00
CURVA GRANULOMÉTRICA Sabiendo que la curva granulométrica relaciona el porcentaje de suelo que pasa con el diámetro en mm de cada tamiz, procedimos a graficar esta curva, teniendo presente que el porcentaje que pasa va en escala aritmética y los diámetros en escala logarítmica. Tamiz
(mm) 2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100 #200
% que pasa
(pulg) 50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149 0,074
59
100,00 99,08 94,36 85,82 73,92 65,11 51,82 35,31 12,20 6,87 3,35
120.00 100.00
A S A P E U Q %
80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 100
10
1
0.1
0.01
DIAMETROS (mm)
El D10, D30 y D60 corresponden al 10%, el 30% y el 60% de lo que pasa, respectivamente; entonces se procedió a obtener estos valores analítica y gráficamente.
Gráficamente, se obtuvieron los siguientes resultados:
D10: para el 10% de lo que pasa se obtuvo un valor aproximado del D10 igual a 0,35. D30: para el 30% de lo que pasa se obtuvo, D30 = 1.51 D60: para el 60% de lo que pasa se obtuvo, D60 = 7.51
Analíticamente, se hicieron interpolaciones para saber el valor exacto de los diámetros en cuestión, así:
Cálculo del D10:
Luego, el valor del D10 es: D10= 0.32
Nota: Los valores de D30 y D60 se calcularon de forma análoga.
Cálculo del D30: se hizo análogamente al anterior y se obtuvo D30=1.63
Cálculo del D60: luego de los cálculos, se obtuvo D60=7.69
Con estos valores podemos calcular los coeficientes de Uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc), para posteriormente saber si es un suelo mal gradado o bien gradado.
60
Coeficiente de uniformidad (Cu)
Coeficiente de Curvatura (Cc)
⇒
⇒
Para que una grava este bien gradada Cu mayor que 4 y 1 menor que Cc menor que 3
Cu = 24.03
Cc = 1.079
Cu ≥ 4
ok
1 ≤ Cc ≤ 3
ok
Concluimos que este es material bien gradado
CLASIFICACIÓN DEL SUELO Se procedió a clasificar el suelo por la Clasificación Unificada y por la AASHTO de la manera que sigue:
Clasificación Unificada
El suelo es Grueso granular porque menos del 50% (3.35%) pasa la malla No 200. Fracción gruesa: es el 100% menos lo que pasa la malla No 200, es decir, 96.65%. Además, si al 100% le restamos lo que pasa la malla No 4, obtenemos qué porcentaje de suelo es grava, luego, con regla de 3 sabemos qué porcentaje de la fracción gruesa es grava y qué porcentaje es arena:
Grava=100%
- %pasa No 4, entonces: Grava = 100% – 51.82%
Luego, Grava = 48.18% del suelo
Arena
= %pasa No 4 - %pasa No 200: 51.82% - 3.35% Arena=48.47% del suelo
Fracción gruesa=96.65% 61
%,
porcentaje de grava en la fracción gruesa
FUENTE DEL RIO TANANDO MATERIAL FINO
Peso del Recipiente (gr) Recipiente + Suelo Húmedo (gr) Recipiente + Suelo Seco (gr) Peso del Suelo Húmedo (gr) Peso del Suelo Seco (gr) Peso del agua (gr) % de Humedad
226 5680 5178 5454 4952 502 10,1373183
Teniendo la torre de pirámide en el orden que se mencionó se procedió a vaciar el material agitando los tamices para que el material que estaba atrapado siguiera bajando hasta que llegara al tamiz que por su tamaño lo retuviera, se dejó el juego de tamices reposar por un tiempo de 15 minutos para que todas las partículas se consolidaran en el tamiz que lo retuvo. Pasado los 15 minutos se procedió a sacar uno a uno los tamices para pesarlos con el material que retuvo cada una de los tamices, pesado estos se obtuvieron los siguientes datos: Tamiz
(mm)
(pulg)
50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149 0,074
2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100 #200 Fondo
Peso del tamiz (gr) 0 0 0 0 0 0 538 578 394 370 324 323
Peso del Peso del tamiz + material material retenido (gr) (gr) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 556 18 580 2 444 50 1786 1416 466 142 398 75 1703 62
% % retenido % que retenid acumulado pasa o 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,06 0,12 2,94 83,15 8,34 4,40 100,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,06 1,17 4,11 87,26 95,60 100,00
100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 98,94 98,83 95,89 12,74 4,40 0,00
CURVA GRANULOMÉTRICA Sabiendo que la curva granulométrica relaciona el porcentaje de suelo que pasa con el diámetro en mm de cada tamiz, procedimos a graficar esta curva, teniendo presente que el porcentaje que pasa va en escala aritmética y los diámetros en escala logarítmica. Tamiz
(pulg) 2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100 #200
% que pasa
(mm) 50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149 0,074
100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 98,94 98,83 95,89 12,74 4,40
120.00 100.00
A S A P E U Q %
80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 100
10
1
0.1
0.01
DIAMETROS (mm)
El D10, D30 y D60 corresponden al 10%, el 30% y el 60% de lo que pasa, respectivamente; entonces se procedió a obtener estos valores analítica y gráficamente.
63
Gráficamente, se obtuvieron los siguientes resultados:
D10: para el 10% de lo que pasa se obtuvo un valor aproximado del D10 igual a 0,18. D30: para el 30% de lo que pasa se obtuvo, D30 = 0.26 D60: para el 60% de lo que pasa se obtuvo, D60 = 0.30
Analíticamente, se hicieron interpolaciones para saber el valor exacto de los diámetros en cuestión, así:
Cálculo del D10:
Luego, el valor del D10 es: D10= 0.13
Nota: Los valores de D30 y D60 se calcularon de forma análoga.
Cálculo del D30: se hizo análogamente al anterior y se obtuvo D30=0.21
Cálculo del D60: luego de los cálculos, se obtuvo D60=0.30
Con estos valores podemos calcular los coeficientes de Uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc), para posteriormente saber si es un suelo mal gradado o bien gradado.
Coeficiente de uniformidad (Cu)
Coeficiente de Curvatura (Cc)
⇒
⇒
Para que una grava este bien gradada Cu mayor que 4 y 1 menor que Cc menor que 3
Cu = 2.31
Cc = 1.13
Cu ≥ 4
no
1 ≤ Cc ≤ 3
ok
Concluimos que este es material mal gradado
64
CLASIFICACIÓN DEL SUELO Se procedió a clasificar el suelo por la Clasificación Unificada y por la AASHTO de la manera que sigue:
Clasificación Unificada
El suelo es Grueso granular porque menos del 50% (3.35%) pasa la malla No 200. Fracción gruesa: es el 100% menos lo que pasa la malla No 200, es decir, 95.60%. Además, si al 100% le restamos lo que pasa la malla No 4, obtenemos qué porcentaje de suelo es grava, luego, con regla de 3 sabemos qué porcentaje de la fracción gruesa es grava y qué porcentaje es arena:
Grava=100%
- %pasa No 4, entonces: Grava = 100% – 98.94%
Luego, Grava = 1.06% del suelo
Arena
= %pasa No 4 - %pasa No 200: 98.94% - 4.4% Arena=94.54% del suelo
Fracción gruesa=95.60% %,
porcentaje de grava en la fracción gruesa
FUENTE DEL RIO SAMURINDO MATERIAL GRUESO Peso del Recipiente (gr)
228
Recipiente + Suelo Húmedo (gr)
9266
Recipiente + Suelo Seco (gr)
9042
Peso del Suelo Húmedo (gr)
9038
Peso del Suelo Seco (gr)
8814
Peso del agua (gr)
224
% de Humedad
2,54141139
65
Teniendo la torre de pirámide en el orden que se mencionó se procedió a vaciar el material agitando los tamices para que el material que estaba atrapado siguiera bajando hasta que llegara al tamiz que por su tamaño lo retuviera, se dejó el juego de tamices reposar por un tiempo de 15 minutos para que todas las partículas se consolidaran en el tamiz que lo retuvo. Pasado los 15 minutos se procedió a sacar uno a uno los tamices para pesarlos con el material que retuvo cada una de los tamices, pesado estos se obtuvieron los siguientes datos: Tamiz
Peso del tamiz (gr)
(mm)
(pulg)
50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149 0,074
2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100 #200
286
Fondo
270
450 548 466 454 474 448 434 410 340 282
Peso Peso del del % tamiz + % retenido material retenid material acumulado retenido o (gr) (gr) 450 0 0,00 0,00 718 170 1,62 1,62 1704 1238 11,80 13,42 1570 1116 10,63 24,05 2012 1538 14,66 38,71 1354 906 8,63 47,34 1898 1464 13,95 61,29 1908 1498 14,27 75,57 1908 1568 14,94 90,51 912 630 6,00 96,51 642 356 3,39 99,90 280 10 0,10 100,00
10494
% que pasa 100,00 98,38 86,58 75,95 61,29 52,66 38,71 24,43 9,49 3,49 0,10 0,00
100,0 0
CURVA GRANULOMÉTRICA Sabiendo que la curva granulométrica relaciona el porcentaje de suelo que pasa con el diámetro en mm de cada tamiz, procedimos a graficar esta curva, teniendo presente que el porcentaje que pasa va en escala aritmética y los diámetros en escala logarítmica. Tamiz
(pulg) 2 1 1/2 1 3/4 1/2
% que pasa
(mm) 50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 66
100,00 98,38 86,58 75,95 61,29
3/8 #4 # 10 # 40 # 100
9,525 4,76 2 0,42 0,149
#200
0,074
52,66 38,71 24,43 9,49 3,49 0,10
120.00 100.00 A S A P E U Q %
80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 100
10
1
0.1
0.01
DIAMETROS (mm)
El D10, D30 y D60 corresponden al 10%, el 30% y el 60% de lo que pasa, respectivamente; entonces se procedió a obtener estos valores analítica y gráficamente.
Gráficamente, se obtuvieron los siguientes resultados:
D10: para el 10% de lo que pasa se obtuvo un valor aproximado del D10 igual a 1.0 D30: para el 30% de lo que pasa se obtuvo, D30 = 0.26 D60: para el 60% de lo que pasa se obtuvo, D60 = 0.30
Analíticamente, se hicieron interpolaciones para saber el valor exacto de los diámetros en cuestión, así:
Cálculo del D10:
Luego, el valor del D10 es: D10= 0.91
Nota: Los valores de D30 y D60 se calcularon de forma análoga.
Cálculo del D30: se hizo análogamente al anterior y se obtuvo D30=4.28
67
Cálculo del D60: luego de los cálculos, se obtuvo D60=19.17
Con estos valores podemos calcular los coeficientes de Uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc), para posteriormente saber si es un suelo mal gradado o bien gradado.
Coeficiente de uniformidad (Cu)
⇒
Coeficiente de Curvatura (Cc)
⇒
Para que una grava este bien gradada Cu mayor que 4 y 1 menor que Cc menor que 3
Cu = 21.06
Cc = 1.05
Cu ≥ 4
ok
1 ≤ Cc ≤ 3
ok
Concluimos que este es material bien gradado
CLASIFICACIÓN DEL SUELO Se procedió a clasificar el suelo por la Clasificación Unificada y por la AASHTO de la manera que sigue:
Clasificación Unificada
El suelo es Grueso granular porque menos del 50% (3.35%) pasa la malla No 200. Fracción gruesa: es el 100% menos lo que pasa la malla No 200, es decir, 99.77%. Además, si al 100% le restamos lo que pasa la malla No 4, obtenemos qué porcentaje de suelo es grava, luego, con regla de 3 sabemos qué porcentaje de la fracción gruesa es grava y qué porcentaje es arena: 68
Grava=100%
- %pasa No 4, entonces: Grava = 100% – 31.13%
Luego, Grava = 68.87% del suelo
Arena
= %pasa No 4 - %pasa No 200: 31.13% - 0.23% Arena=30.90% del suelo
Fracción gruesa=99.77% %,
porcentaje de grava en la fracción gruesa
FUENTE DEL RIO ATRATO MATERIAL GRUESO Peso del Recipiente (gr)
222
Recipiente + Suelo Húmedo (gr)
8804
Recipiente + Suelo Seco (gr)
8245
Peso del Suelo Húmedo (gr)
8582
Peso del Suelo Seco (gr)
8023
Peso del agua (gr)
559
% de Humedad
6,96746853
Teniendo la torre de pirámide en el orden que se mencionó se procedió a vaciar el material agitando los tamices para que el material que estaba atrapado siguiera bajando hasta que llegara al tamiz que por su tamaño lo retuviera, se dejó el juego de tamices reposar por un tiempo de 15 minutos para que todas las partículas se consolidaran en el tamiz que lo retuvo. Pasado los 15 minutos se procedió a sacar uno a uno los tamices para pesarlos con el material que retuvo cada una de los tamices, pesado estos se obtuvieron los siguientes datos: Tamiz
(mm)
(pulg)
50,8 38,1 25,4 19,05
2 1 1/2 1 3/4
Peso del tamiz (gr) 450 548 466 454
Peso Peso del del % tamiz + % retenido material retenid material acumulado retenido o (gr) (gr) 450 0 0,00 0,00 2360 1812 11,61 11,61 2008 1542 9,88 21,49 1974 1520 9,74 31,22
69
% que pasa 100,00 88,39 78,51 68,78
12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149 0,074
1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100 #200
474 448 434 410 340 282
Fondo
270
2410 1952 2674 3132 2388 566 287 271
286
1936 1504 2240 2722 2048 284 1 1
12,40 9,63 14,35 17,44 13,12 1,82 0,01 0,01
15610
100,0 0
43,63 53,26 67,61 85,05 98,17 99,99 99,99 100,00
56,37 46,74 32,39 14,95 1,83 0,01 0,01 0,00
CURVA GRANULOMÉTRICA Sabiendo que la curva granulométrica relaciona el porcentaje de suelo que pasa con el diámetro en mm de cada tamiz, procedimos a graficar esta curva, teniendo presente que el porcentaje que pasa va en escala aritmética y los diámetros en escala logarítmica. Tamiz
(pulg)
% que pasa
(mm)
2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100
50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149
#200
0,074
100,00 88,39 78,51 68,78 56,37 46,74 32,39 14,95 1,83 0,01 0,01
El D10, D30 y D60 corresponden al 10%, el 30% y el 60% de lo que pasa, respectivamente; entonces se procedió a obtener estos valores analítica y gráficamente.
Gráficamente, se obtuvieron los siguientes resultados:
D10: para el 10% de lo que pasa se obtuvo un valor aproximado del D10 igual a 1.0
70
D30: para el 30% de lo que pasa se obtuvo, D30 = 0.26 D60: para el 60% de lo que pasa se obtuvo, D60 = 0.30
Analíticamente, se hicieron interpolaciones para saber el valor exacto de los diámetros en cuestión, así:
Cálculo del D10:
Luego, el valor del D10 es: D10= 0.91
Nota: Los valores de D30 y D60 se calcularon de forma análoga.
Cálculo del D30: se hizo análogamente al anterior y se obtuvo D30=4.28
Cálculo del D60: luego de los cálculos, se obtuvo D60=19.17
Con estos valores podemos calcular los coeficientes de Uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc), para posteriormente saber si es un suelo mal gradado o bien gradado.
Coeficiente de uniformidad (Cu)
⇒
Coeficiente de Curvatura (Cc)
⇒
Para que una grava este bien gradada Cu mayor que 4 y 1 menor que Cc menor que 3
Cu = 21.06 Cc = 1.05
Cu ≥ 4
ok
1 ≤ Cc ≤ 3
ok
Concluimos que este es material bien gradado
CLASIFICACIÓN DEL SUELO 71
Se procedió a clasificar el suelo por la Clasificación Unificada y por la AASHTO de la manera que sigue:
Clasificación Unificada
El suelo es Grueso granular porque menos del 50% (3.35%) pasa la malla No 200. Fracción gruesa: es el 100% menos lo que pasa la malla No 200, es decir, 99.77%. Además, si al 100% le restamos lo que pasa la malla No 4, obtenemos qué porcentaje de suelo es grava, luego, con regla de 3 sabemos qué porcentaje de la fracción gruesa es grava y qué porcentaje es arena:
Grava=100%
- %pasa No 4, entonces: Grava = 100% – 31.13%
Luego, Grava = 68.87% del suelo
Arena
= %pasa No 4 - %pasa No 200: 31.13% - 0.23% Arena=30.90% del suelo
F racció racc ión n gruesa= grues a=99.77 99.77% % %,
porcentaje de grava en la fracción fracción gruesa
FUENTE DEL RIO ATRATO MATERIAL GRUESO Peso del Recipiente (gr)
222
Recipiente + Suelo Húmedo (gr)
8804
Recipiente + Suelo Seco (gr)
8245
Peso del Suelo Húmedo (gr)
8582
Peso del Suelo Seco (gr)
8023
Peso del agua (gr)
559
% de Humedad
6,96746853
Teniendo la torre de pirámide en el orden que se mencionó se procedió a vaciar el material agitando los tamices para que el material que estaba atrapado siguiera
72
bajando hasta que llegara al tamiz que por su tamaño lo retuviera, se dejó el juego de tamices reposar por un tiempo de 15 minutos para que todas las partículas se consolidaran en el tamiz que lo retuvo. Pasado los 15 minutos se procedió a sacar uno a uno los tamices para pesarlos con el material que retuvo cada una de los tamices, pesado estos se obtuvieron los siguientes datos: Tamiz
Peso del tamiz (gr)
(mm)
(pulg)
50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149 0,074
2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100 #200
450 548 466 454 474 448 434 410 340 282
Fondo
270
286
Peso Peso del del % tamiz + % retenido material retenid material acumulado retenido o (gr) (gr) 450 0 0,00 0,00 2360 1812 11,61 11,61 2008 1542 9,88 21,49 1974 1520 9,74 31,22 2410 1936 12,40 43,63 1952 1504 9,63 53,26 2674 2240 14,35 67,61 67,6 1 3132 2722 17,44 85,05 2388 2048 13,12 98,17 566 284 1,82 99,99 287 1 0,01 99,99 271 1 0,01 100,00
15610
% que pasa 100,00 88,39 78,51 68,78 56,37 46,74 32,39 14,95 1,83 0,01 0,01 0,00
100,0 0
CURVA GRANULOMÉTRICA Sabiendo que la curva granulométrica relaciona el porcentaje de suelo que pasa con el diámetro en mm de cada tamiz, procedimos a graficar esta curva, teniendo presente que el porcentaje que pasa va en escala aritmética y los diámetros en escala logarítmica.
Tamiz
% que pasa
73
(pulg)
(mm)
2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100
50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149
#200
0,074
100,00 88,39 78,51 68,78 56,37 46,74 32,39 14,95 1,83 0,01 0,01
120.00 100.00 80.00 A S A P E U Q %
60.00 40.00 20.00 0.00 -20.00 100
10
1
0.1
0.01
DIAMETROS (mm)
El D10, D30 y D60 corresponden al 10%, el 30% y el 60% de lo que pasa, respectivamente; entonces se procedió a obtener estos valores analítica y gráficamente.
Gráficamente, se obtuvieron los siguientes resultados:
D10: para el 10% de lo que pasa se obtuvo un valor aproximado del D10 igual a 1.5 D30: para el 30% de lo que pasa se obtuvo, D30 = 4.39 D60: para el 60% de lo que pasa se obtuvo, D60 = 14.75
Analíticamente, se hicieron interpolaciones para saber el valor exacto de los diámetros en cuestión, así:
74
Cálculo del D10:
Luego, el valor del D10 es: D10= 1.40
Nota: Los valores de D30 y D60 se calcularon de forma análoga.
Cálculo del D30: se hizo análogamente al anterior y se obtuvo D30=4.38
Cálculo del D60: luego de los cálculos, se obtuvo D60=14.55
Con estos valores podemos calcular los coeficientes de Uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc), para posteriormente saber si es un suelo mal gradado o bien gradado.
Coeficiente de uniformidad (Cu)
⇒
Coeficiente de Curvatura (Cc)
⇒
Para que una grava este bien gradada Cu mayor que 4 y 1 menor que Cc menor que 3
Cu = 10.39
Cu ≥ 4
ok
Cc = 0.94
1 ≤ Cc ≤ 3
ok
Concluimos que este es material bien gradado
CLASIFICACIÓN DEL SUELO Se procedió a clasificar el suelo por la Clasificación Unificada y por la AASHTO de la manera que sigue:
Clasificación Unificada 75
El suelo es Grueso granular porque menos del 50% (3.35%) pasa la malla No 200. Fracción gruesa: es el 100% menos lo que pasa la malla No 200, es decir, 99.99%. Además, si al 100% le restamos lo que pasa la malla No 4, obtenemos qué porcentaje de suelo es grava, luego, con regla de 3 sabemos qué porcentaje de la fracción gruesa es grava y qué porcentaje es arena:
Grava=100%
- %pasa No 4, entonces: Grava = 100% – 32.39%
Luego, Grava = 67.61% del suelo
Arena
= %pasa No 4 - %pasa No 200: 32.39% - 0.01% Arena=32.38% del suelo
Fracción gruesa=99.99% %,
porcentaje de grava en la fracción gruesa
FUENTE DEL RIO ATRATO MATERIAL FINO Peso del Recipiente (gr)
230
Recipiente + Suelo Húmedo (gr)
6666
Recipiente + Suelo Seco (gr)
6235
Peso del Suelo Húmedo (gr)
6436
Peso del Suelo Seco (gr)
6005
Peso del agua (gr)
431
% de Humedad
7,17735221
Teniendo la torre de pirámide en el orden que se mencionó se procedió a vaciar el material agitando los tamices para que el material que estaba atrapado siguiera bajando hasta que llegara al tamiz que por su tamaño lo retuviera, se dejó el juego de tamices reposar por un tiempo de 15 minutos para que todas las partículas se 76
consolidaran en el tamiz que lo retuvo. Pasado los 15 minutos se procedió a sacar uno a uno los tamices para pesarlos con el material que retuvo cada una de los tamices, pesado estos se obtuvieron los siguientes datos: Tamiz
(mm)
(pulg)
50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2 0,42 0,149 0,074
2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 #4 # 10 # 40 # 100 #200 Fondo
Peso del tamiz (gr) 0 0 0 0 0 0 538 578 394 370 324 323
Peso Peso del del % % retenido tamiz + material retenid acumulad material retenido o o (gr) (gr) 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 0 0 0,00 0,00 560 22 1,77 1,77 746 168 13,54 15,31 1424 1030 83,00 98,31 388 18 1,45 99,76 326 2 0,16 99,92 324 1 0,08 100,00 1241 100,00
% que pasa 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 98,23 84,69 1,69 0,24 0,08 0,00
CURVA GRANULOMÉTRICA Sabiendo que la curva granulométrica relaciona el porcentaje de suelo que pasa con el diámetro en mm de cada tamiz, procedimos a graficar esta curva, teniendo presente que el porcentaje que pasa va en escala aritmética y los diámetros en escala logarítmica. Tamiz
(pulg) 2 1½ 1 ¾ ½ 3/8 #4 # 10
% que pasa
(mm) 50,8 38,1 25,4 19,05 12,7 9,525 4,76 2
77
100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 98,23 84,69
# 40 # 100 #200
0,42 0,149 0,074
1,69 0,24 0,08
120.00 100.00 80.00 A S A P E U Q %
60.00 40.00 20.00 0.00 -20.00 100
10
1
0.1
0.01
DIAMETROS (mm)
El D10, D30 y D60 corresponden al 10%, el 30% y el 60% de lo que pasa, respectivamente; entonces se procedió a obtener estos valores analítica y gráficamente.
Gráficamente, se obtuvieron los siguientes resultados:
D10: para el 10% de lo que pasa se obtuvo un valor aproximado del D10 igual a 0.60 D30: para el 30% de lo que pasa se obtuvo, D30 = 1.0 D60: para el 60% de lo que pasa se obtuvo, D60 = 1.58
Analíticamente, se hicieron interpolaciones para saber el valor exacto de los diámetros en cuestión, así:
Cálculo del D10:
Luego, el valor del D10 es: D10= 0.59
Nota: Los valores de D30 y D60 se calcularon de forma análoga.
Cálculo del D30: se hizo análogamente al anterior y se obtuvo D30=0.96
Cálculo del D60: luego de los cálculos, se obtuvo D60=1.53
78
Con estos valores podemos calcular los coeficientes de Uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc), para posteriormente saber si es un suelo mal gradado o bien gradado.
Coeficiente de uniformidad (Cu)
Coeficiente de Curvatura (Cc)
⇒
⇒
Para que una grava este bien gradada Cu mayor que 4 y 1 menor que Cc menor que 3
Cu = 2.59
Cc = 1.02
Cu ≥ 4
ok
1 ≤ Cc ≤ 3
ok
Concluimos que este es material mal gradado
CLASIFICACIÓN DEL SUELO Se procedió a clasificar el suelo por la Clasificación Unificada y por la AASHTO de la manera que sigue:
Clasificación Unificada
El suelo es Grueso granular porque menos del 50% (0.08%) pasa la malla No 200. Fracción gruesa: es el 100% menos lo que pasa la malla No 200, es decir, 99.92%. Además, si al 100% le restamos lo que pasa la malla No 4, obtenemos qué porcentaje de suelo es grava, luego, con regla de 3 sabemos qué porcentaje de la fracción gruesa es grava y qué porcentaje es arena:
Grava=100%
- %pasa No 4, entonces: Grava = 100% – 98.23%
Luego, Grava = 1.77% del suelo 79
Arena
= %pasa No 4 - %pasa No 200: 98.23% - 0.08% Arena=98.15% del suelo
Fracción gruesa=99.92% %,
porcentaje de grava en la fracción gruesa
6.2.3.1. ENSAYO DE PERMEABILIDAD DE SUELOS GRANULARES Y FINOS 1. FUENTE DEL RIO SAMURINDO
80
CARTERA PARA EL ENZAYO DE PERMEABILIDAD permeametro de cabeza constante material del rio samurindo granular ENZAYO DE PERMEABILIDAD
RESULTADOS
TAMIZ
VOLUMEN
H1
H2
H3
DL
TIEMPO
TEMPERATURA
Δh
CAUDAL
#
ml
cm
cm
cm
cm
seg
°C
cm
cm/seg
cm
cm/seg
cm/cm
2
118 130 190
38,4 67,1 89,1
38,40 67,08 89,05
38,4 67,06 89
10 10 10
56,81 65,03 60,7
23 23 23
0,000 0,040 0,100
2,077 1,999 3,130
0,6 0,6 0,6
3,462 3,332 5,217
0,000 0,004 0,010
AREA ORIFICIO VELOCIDAD GRADIENTE
110
78,9
78,88
78,869
10
23,08
23
0,031
4,766
0,6
7,943
0,003
130 190
100,3 121,7
100,28 121,68
100,254 121,65
10 10
26,7 38,7
23 23
0,046 0,050
4,869 4,910
0,6 0,6
8,115 8,183
0,005 0,005
140
31,6
31,43
31,26
10
29,69
23
0,340
4,715
0,6
7,859
0,034
200 228
47,6 144,5
47,35 144,18
47,1 143,85
10 10
34,36 34,25
23 23
0,500 0,650
5,821 6,657
0,6 0,6
9,701 11,095
0,050 0,065
3∕4
110 135 155
21,8 47 98,82
21,76 46,80 98,47
21,71 46,6 98,12
10 10 10
60,14 37,81 30,47
23 23 23
0,090 0,400 0,700
1,829 3,570 5,087
0,6 0,6 0,6
3,048 5,951 8,478
0,009 0,040 0,070
1∕2
80 160 140
60,4 103,7 143,6
60,40 103,50 143,18
60,4 103,3 142,75
10 10 10
20,81 22,35 18,81
23 23 23
0,00 0,40 0,85
3,844 7,159 7,443
0,6 0,6 0,6
6,407 11,931 12,405
0,000 0,040 0,085
3∕8
200 200 200
36,7 114,7 191,5
36,66 114,43 191,05
36,62 114,16 190,59
10 10 10
47,87 31,14 28,3
23 23 23
0,08 0,54 0,91
4,178 6,423 7,067
0,6 0,6 0,6
6,963 10,704 11,779
0,008 0,054 0,091
4
200 200 200
43,6 52,6 148,2
43,53 52,43 147,77
43,46 52,26 147,33
10 10 10
70,14 57 40,58
23 23 23
0,14 0,34 0,87
2,851 3,509 4,929
0,6 0,6 0,6
4,752 5,848 8,214
0,014 0,034 0,087
200 200
61,1 109,5
61,07 109,35
61,03 109,19
10 10
67,14 53,43
23 23
0,07 0,31
2,979 3,743
0,6 0,6
4,965 6,239
0,007 0,031
200
141,7
141,24
140,78
10
43,58
23
0,92
4,589
0,6
7,649
0,092
200
77,8
77,70
77,6
10
92,2
23
0,20
2,169
0,6
3,615
0,020
200 200
96,03 193,6
95,85 193,17
95,66 192,73
10 10
86,66 66,05
23 23
0,37 0,87
2,308 3,028
0,6 0,6
3,846 5,047
0,037 0,087
200 200 200
60,8 101,9 129,1
60,78 101,70 128,77
60,76 101,5 128,43
10 10 10
212,87 189,45 157,81
23 23 23
0,04 0,40 0,67
0,940 1,056 1,267
0,6 0,6 0,6
1,566 1,759 2,112
0,004 0,040 0,067
1. 1 ∕2
1
10
40
100
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE PERMEABILIDAD POR EL METODO GRAFICO
81
82
83
84
CARTERA PARA EL ENZAYO DE POROSIDAD Y GRAVEDAD ESPRSIFICA
85
ENZAYO DE POROSIDAD Y PESO ESPECIFICA
RESULTADOS
Vs
Vv
Ws
Vt
PESO ESP
GRAVEDAD ESP
cm3
ml
gr
cm3
RELACION DE V POROSIDAD
e
%
gr/cm
G
2
430
230
567
660
0,535
34,848
1,319
1,319
1. 1 ∕2
790
418
1005
1208
0,529
34,603
1,272
1,272
1
800
410
1050
1210
0,513
33,884
1,313
1,313
3∕4
310
147
405
457
0,474
32,166
1,306
1,306
1∕2
760
330
970
1090
0,434
30,275
1,276
1,276
3∕8
420
174
520
594
0,414
29,293
1,238
1,238
4
600
244
730
844
0,407
28,910
1,217
1,217
10
480
130
580
610
0,271
21,311
1,208
1,208
40
280
60
300
340
0,214
17,647
1,071
1,071
100
320
46
298
366
0,144
12,568
0,931
0,931
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD POR EL METODO GRAFICO
86
87
88
89
FUENTE DEL RIO ATRATO
90
CARTERA PARA EL ENZAYO DE PERMEABILIDAD permeametro de cabeza constante material del rio atrato granular ENZAYO DE PERMEABILIDAD
RESULTADOS
TAMIZ
VOLUMEN
H1
H2
H3
DL
TIEMPO
TEMPERATURA
Δh
CAUDAL
#
ml
cm
cm
cm
cm
seg
°C
cm
cm/seg
cm
cm/seg
cm/cm
200
60,8
60,60
60,4
10
60,7
23
0,400
3,295
0,6
5,491
0,040
200 200
80,4 101,7
80,15 101,35
79,9 101
10 10
56,45 43,58
23 23
0,500 0,700
3,543 4,589
0,6 0,6
5,905 7,649
0,050 0,070
200
50,8
50,70
50,6
10
40,6
23
0,200
4,926
0,6
8,210
0,020
200 200
70,4 99,27
70,19 98,92
69,98 98,57
10 10
36,7 30,1
23 23
0,420 0,700
5,450 6,645
0,6 0,6
9,083 11,074
0,042 0,070
200
50,4
50,25
50,09
10
37,67
23
0,310
5,309
0,6
8,849
0,031
200
71,4
71,19
70,98
10
33,5
23
0,420
5,970
0,6
9,950
0,042
200
100,33
99,92
99,51
10
30,8
23
0,820
6,494
0,6
10,823
0,082
200
87,8
87,65
87,49
10
79,9
23
0,310
2,503
0,6
4,172
0,031
200
95,33
95,13
94,92
10
75,2
23
0,410
2,660
0,6
4,433
0,041
200
99,2
98,89
98,58
10
69,8
23
0,620
2,865
0,6
4,776
0,062
200
56,8
56,69
56,57
10
81,4
23
0,23
2,457
0,6
4,095
0,023
200
65,7
65,45
65,2
10
76,5
23
0,50
2,614
0,6
4,357
0,050
200
80,2
79,87
79,54
10
72,1
23
0,66
2,774
0,6
4,623
0,066
200
149,4
149,40
149,4
10
110,25
23
0,00
1,814
0,6
3,023
0,000
200
160,67
160,44
160,21
10
98,89
23
0,46
2,022
0,6
3,371
0,046
200
176,6
176,20
175,8
10
85,1
23
0,80
2,350
0,6
3,917
0,080
200 200
98,55 145,5
98,53 145,25
98,51 145
10 10
109,78 100,35
23 23
0,04 0,50
1,822 1,993
0,6 0,6
3,036 3,322
0,004 0,050
200
170,6
170,24
169,87
10
91,34
23
0,73
2,190
0,6
3,649
0,073
200
67,89
67,86
67,82
10
112,8
23
0,07
1,773
0,6
2,955
0,007
200
87,56
87,38
87,19
10
103,23
23
0,37
1,937
0,6
3,229
0,037
200
101,78
101,48
101,17
10
99,9
23
0,61
2,002
0,6
3,337
0,061
200
123,67
123,67
123,66
10
120,22
23
0,01
1,664
0,6
2,773
0,001
200 200
156,7 178,98
156,45 178,51
156,2 178,04
10 10
100,8 98,67
23 23
0,50 0,94
1,984 2,027
0,6 0,6
3,307 3,378
0,050 0,094
2
1. 1 ∕2
1
3∕4
1∕2
3∕8
4
10
40
100
AREA ORIFICIO VELOCIDAD GRADIENTE
200
98,78
98,77
98,76
10
201,3
23
0,02
0,994
0,6
1,656
0,002
200 200
121,76 165,9
121,54 165,45
121,32 165
10 10
177,6 159,8
23 23
0,44 0,90
1,126 1,252
0,6 0,6
1,877 2,086
0,044 0,090
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE PERMEABILIDAD POR EL METODO GRAFICO
91
92
93
94
CARTERA PARA EL ENZAYO DE POROSIDAD Y GRAVEDAD ESPRSIFICA
95
ENZAYO DE POROSIDAD Y PESO ESPECIFICA
RESULTADOS
Vs
Vv
Ws
Vt
PESO ESP
GRAVEDAD ESP
cm3
ml
gr
cm3
RELACION DE V POROSIDAD
e
%
gr/cm
G
2
300
143
389
443
0,477
32,280
1,297
1,297
1. 1 ∕2
415
179
525
594
0,431
30,135
1,265
1,265
1
400
168
510
568
0,420
29,577
1,275
1,275
3∕4
370
128
428
498
0,346
25,703
1,157
1,157
1∕2
410
147
456
557
0,359
26,391
1,112
1,112
3∕8
345
110
380
455
0,319
24,176
1,101
1,101
4
280
75
317
355
0,268
21,127
1,132
1,132
10
440
112
467
552
0,255
20,290
1,061
1,061
40
520
120
570
640
0,231
18,750
1,096
1,096
100
340
80
365
420
0,235
19,048
1,074
1,074
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD POR EL METODO GRAFICO
96
97
98
99
FUENTE DEL RIO TANANDO
100
CARTERA PARA EL ENZAYO DE PERMEABILIDAD permeametro de cabeza constante material del rio tanando granular ENZAYO DE PERMEABILIDAD
RESULTADOS
TAMIZ
VOLUMEN
H1
H2
H3
DL
TIEMPO
TEMPERATURA
Δh
CAUDAL
#
ml
cm
cm
cm
cm
seg
°C
cm
cm/seg
200
37,85
37,64
37,42
10
52,8
23
0,430
3,788
0,6
6,313
0,043
200
49,9
49,65
49,4
10
47,67
23
0,500
4,196
0,6
6,993
0,050
200
52,79
52,34
51,89
10
32,7
23
0,900
6,116
0,6
10,194
0,090
200
43,56
43,31
43,06
10
67,45
23
0,500
2,965
0,6
4,942
0,050
200
53,78
53,52
53,26
10
61,12
23
0,520
3,272
0,6
5,454
0,052
200
61,4
61,05
60,7
10
52,76
23
0,700
3,791
0,6
6,318
0,070
200
65,78
65,76
65,74
10
73,56
23
0,040
2,719
0,6
4,531
0,004
200
72,12
72,07
72,02
10
69,45
23
0,100
2,880
0,6
4,800
0,010
200
77,8
77,55
77,3
10
49,5
23
0,500
4,040
0,6
6,734
0,050
200
45,78
45,76
45,748
10
87,54
23
0,032
2,285
0,6
3,808
0,003
200
56,76
56,66
56,56
10
72,76
23
0,200
2,749
0,6
4,581
0,020
200
89,9
89,70
89,5
10
66,05
23
0,400
3,028
0,6
5,047
0,040
200
56,8
56,74
56,67
10
66,1
23
0,13
3,026
0,6
5,043
0,013
200
65,7
65,49
65,27
10
56,87
23
0,43
3,517
0,6
5,861
0,043
200
80,2
79,75
79,29
10
43,2
23
0,91
4,630
0,6
7,716
0,091
200
37,42
37,41
37,4
10
94,12
23
0,02
2,125
0,6
3,542
0,002
200
67,89
67,72
67,54
10
63,8
23
0,35
3,135
0,6
5,225
0,035
200
98,12
97,75
97,37
10
58,02
23
0,75
3,447
0,6
5,745
0,075
200
45,78
45,73
45,68
10
91,3
23
0,10
2,191
0,6
3,651
0,010
200
68,6
68,40
68,2
10
79,8
23
0,40
2,506
0,6
4,177
0,040
200
77,8
77,39
76,98
10
60,34
23
0,82
3,315
0,6
5,524
0,082
200
65,67
65,57
65,47
10
115,78
23
0,20
1,727
0,6
2,879
0,020
200
89,23
89,03
88,83
10
99,87
23
0,40
2,003
0,6
3,338
0,040
200
101,78
101,41
101,04
10
87,45
23
0,74
2,287
0,6
3,812
0,074
200
37,8
37,69
37,57
10
172,4
23
0,23
1,160
0,6
1,933
0,023
200
47,4
47,38
47,35
10
145,8
23
0,05
1,372
0,6
2,286
0,005
200
59,23
58,76
58,29
10
119,78
23
0,94
1,670
0,6
2,783
0,094 0,000
2
1. 1 ∕2
1
3∕4
1∕2
3∕8
4
10
40
100
AREA ORIFICIO VELOCIDAD GRADIENTE
cm
cm/seg
cm/cm
200
98,78
98,78
98,78
10
196,7
23
0,00
1,017
0,6
1,695
200
121,76
121,54
121,32
10
177,6
23
0,44
1,126
0,6
1,877
0,044
200
165,9
165,45
165
10
163,7
23
0,90
1,222
0,6
2,036
0,090
101
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE PERMEABILIDAD POR EL METODO GRAFICO
102
103
104
105
CARTERA PARA EL ENZAYO DE POROSIDAD Y GRAVEDAD ESPESIFICA ENZAYO DE POROSIDAD Y PESO ESPECIFICA
RESULTADOS
Vs
Vv
Ws
Vt
PESO ESP
GRAVEDAD ESP
cm3
ml
gr
cm3
RELACION DE V POROSIDAD
e
%
gr/cm
G
2
430
187
547
617
0,435
30,308
1,272
1,272
1. 1 ∕2
240
100
312
340
0,417
29,412
1,300
1,300
1
843
320
986
1163
0,380
27,515
1,170
1,170
3∕4
767
260
854
1027
0,339
25,316
1,113
1,113
1∕2
410
137
470
547
0,334
25,046
1,146
1,146
3∕8
532
169
629
701
0,318
24,108
1,182
1,182
4
657
198
745
855
0,301
23,158
1,134
1,134
10
440
112
467
552
0,255
20,290
1,061
1,061
40
520
120
570
640
0,231
18,750
1,096
1,096
100
340
80
340
420
0,235
19,048
1,000
1,000
106
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD POR EL METODO GRAFICO
107
108
109
110
FUENTE DEL RIO CABI
111
CARTERA PARA EL ENZAYO DE PERMEABILIDAD permeametro de cabeza constante material del rio cabi granular ENZAYO DE PERMEABILIDAD
RESULTADOS
TAMIZ
VOLUMEN
H1
H2
H3
DL
TIEMPO
TEMPERATURA
Δh
CAUDAL
#
ml
cm
cm
cm
cm
seg
°C
cm
cm/seg
cm
cm/seg
cm/cm
2
200 200 200
56,47 68,9 82,76
56,42 68,75 82,51
56,37 68,6 82,26
10 10 10
53,8 46,7 38,2
23 23 23
0,100 0,300 0,500
3,717 4,283 5,236
0,6 0,6 0,6
6,196 7,138 8,726
0,010 0,030 0,050
200
43,5
43,25
43
10
61,2
23
0,500
3,268
0,6
5,447
0,050
200 200
57,8 72,1
57,48 71,70
57,16 71,3
10 10
52,4 47,2
23 23
0,640 0,800
3,817 4,237
0,6 0,6
6,361 7,062
0,064 0,080
200
29,6
29,58
29,56
10
64,2
23
0,040
3,115
0,6
5,192
0,004
200 200
48,9 61,45
48,85 61,20
48,8 60,95
10 10
54,3 43,6
23 23
0,100 0,500
3,683 4,587
0,6 0,6
6,139 7,645
0,010 0,050
3∕4
200 200 200
56,87 83,56 102,34
56,72 83,26 101,89
56,57 82,96 101,44
10 10 10
82,12 63,34 47,81
23 23 23
0,300 0,600 0,900
2,435 3,158 4,183
0,6 0,6 0,6
4,059 5,263 6,972
0,030 0,060 0,090
1∕2
200 200 200
75,21 86,56 97,94
75,11 86,26 97,59
75,01 85,96 97,24
10 10 10
96,76 61,89 57,9
23 23 23
0,20 0,60 0,70
2,067 3,232 3,454
0,6 0,6 0,6
3,445 5,386 5,757
0,020 0,060 0,070
3∕8
200 200 200
54,76 80,8 121,43
54,76 80,60 121,13
54,76 80,4 120,83
10 10 10
110,75 86,73 69,08
23 23 23
0,00 0,40 0,60
1,806 2,306 2,895
0,6 0,6 0,6
3,010 3,843 4,825
0,000 0,040 0,060
4
200 200 200
87,91 136,8 179,99
87,86 136,60 179,58
87,81 136,4 179,17
10 10 10
134,54 115,7 87,51
23 23 23
0,10 0,40 0,82
1,487 1,729 2,285
0,6 0,6 0,6
2,478 2,881 3,809
0,010 0,040 0,082
200 200
67,76 86,66
67,61 86,41
67,46 86,16
10 10
141,1 122,22
23 23
0,30 0,50
1,417 1,636
0,6 0,6
2,362 2,727
0,030 0,050
200
92,34
91,94
91,54
10
109,7
23
0,80
1,823
0,6
3,039
0,080
200
67,87
67,77
67,67
10
151,87
23
0,20
1,317
0,6
2,195
0,020
200 200
83,56 101,23
83,26 100,88
82,96 100,53
10 10
139,78 127,3
23 23
0,60 0,70
1,431 1,571
0,6 0,6
2,385 2,618
0,060 0,070
200 200 200
87,33 132,45 168,87
87,31 132,20 168,42
87,28 131,95 167,97
10 10 10
200,1 193,32 183,7
23 23 23
0,05 0,50 0,90
1,000 1,035 1,089
0,6 0,6 0,6
1,666 1,724 1,815
0,005 0,050 0,090
1. 1 ∕2
1
10
40
100
112
AREA ORIFICIO VELOCIDAD GRADIENTE
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE PERMEABILIDAD POR EL METODO GRAFICO
113
114
115
116
CARTERA PARA EL ENZAYO DE POROSIDAD Y GRAVEDAD ESPRSIFICA ENZAYO DE POROSIDAD Y PESO ESPECIFICA
RESULTADOS
Vs
Vv
Ws
Vt
cm3
ml
gr
cm3
e
%
gr/cm
G
2
800
454
989
1254
0,568
36,204
1,236
1,236
1. 1 ∕2
640
321
780
961
0,502
33,403
1,219
1,219
1
498
240
600
738
0,482
32,520
1,205
1,205
3∕4
767
340
900
1107
0,443
30,714
1,173
1,173
1∕2
767
340
900
1107
0,443
30,714
1,173
1,173
3∕8
650
260
765
910
0,400
28,571
1,177
1,177
4
321
128
376
449
0,399
28,508
1,171
1,171
10
789
281
889
1070
0,356
26,262
1,127
1,127
40
645
211
676
856
0,327
24,650
1,048
1,048
100
340
80
340
420
0,235
19,048
1,000
1,000
117
RELACION DE V POROSIDAD
PESO ESP
GRAVEDAD ESP
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD POR EL METODO GRAFICO
118
119
120
FUENTE DEL RIO TUTUNENDO
121
CARTERA PARA EL ENZAYO DE PERMEABILIDAD permeametro de cabeza constante material del rio tutunendo granular ENZAYO DE PERMEABILIDAD
RESULTADOS
TAMIZ
VOLUMEN
H1
H2
H3
DL
TIEMPO
TEMPERATURA
Δh
CAUDAL
#
ml
cm
cm
cm
cm
seg
°C
cm
cm/seg
cm
cm/seg
cm/cm
200
37,12
37,07
37,02
10
43,65
23
0,100
4,582
0,6
7,637
0,010
200
48,23
48,08
47,93
10
38,4
23
0,300
5,208
0,6
8,681
0,030
200
57,9
57,60
57,3
10
32,7
23
0,600
6,116
0,6
10,194
0,060
200
45,3
45,15
45
10
47,6
23
0,300
4,202
0,6
7,003
0,030
200
76,12
75,77
75,42
10
41,8
23
0,700
4,785
0,6
7,974
0,070
200
87,54
87,09
86,64
10
34,78
23
0,900
5,750
0,6
9,584
0,090
200
67,32
67,32
67,32
10
50,61
23
0,000
3,952
0,6
6,586
0,000
200
71,34
71,31
71,28
10
48,65
23
0,060
4,111
0,6
6,852
0,006
200
84,21
84,14
84,07
10
46,71
23
0,140
4,282
0,6
7,136
0,014
200
46,67
46,57
46,47
10
62,34
23
0,200
3,208
0,6
5,347
0,020
200
57,34
57,14
56,94
10
46,09
23
0,400
4,339
0,6
7,232
0,040
200
72,11
71,66
71,21
10
41,87
23
0,900
4,777
0,6
7,961
0,090
200
108,87
108,82
108,77
10
68,96
23
0,10
2,900
0,6
4,834
0,010
200
132,67
132,47
132,27
10
54,65
23
0,40
3,660
0,6
6,099
0,040
200
155,55
155,15
154,75
10
46,71
23
0,80
4,282
0,6
7,136
0,080
200
67,87
67,82
67,77
10
76,77
23
0,10
2,605
0,6
4,342
0,010
200 200
89,55 101,65
89,40 101,40
89,25 101,15
10 10
65,09 59,89
23 23
0,30 0,50
3,073 3,339
0,6 0,6
5,121 5,566
0,030 0,050
200
57,81
57,76
57,71
10
84,21
23
0,10
2,375
0,6
3,958
0,010
200
79,55
79,35
79,15
10
76,87
23
0,40
2,602
0,6
4,336
0,040
200
97,55
97,30
97,05
10
66,88
23
0,50
2,990
0,6
4,984
0,050
200
98,67
98,67
98,67
10
134,76
23
0,00
1,484
0,6
2,474
0,000
200
123,87
123,83
123,78
10
97,41
23
0,09
2,053
0,6
3,422
0,009
200
135,9
135,45
135
10
72,75
23
0,90
2,749
0,6
4,582
0,090
200
43,87
43,87
43,86
10
139,8
23
0,01
1,431
0,6
2,384
0,001
200
75,87
75,62
75,37
10
109,89
23
0,50
1,820
0,6
3,033
0,050
200
87,78
87,38
86,98
10
82,76
23
0,80
2,417
0,6
4,028
0,080
200 200
56,89 75,87
56,88 75,62
56,87 75,37
10 10
187,7 156,6
23 23
0,02 0,50
1,066 1,277
0,6 0,6
1,776 2,129
0,002 0,050
200
87,78
87,43
87,08
10
122,4
23
0,70
1,634
0,6
2,723
0,070
2
1. 1 ∕2
1
3∕4
1∕2
3∕8
4
10
40
100
122
AREA ORIFICIO VELOCIDAD GRADIENTE
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE PERMEABILIDAD POR EL METODO GRAFICO
123
124
125
126
CARTERA PARA EL ENZAYO DE POROSIDAD Y GRAVEDAD ESPRSIFICA
127
ENZAYO DE POROSIDAD Y PESO ESPECIFICA
RESULTADOS
Vs
Vv
Ws
Vt
PESO ESP
GRAVEDAD ESP
cm3
ml
gr
cm3
RELACION DE V POROSIDAD
e
%
gr/cm
G
2
675
360
947
1035
0,533
34,783
1,403
1,403
1. 1 ∕2
890
400
1100
1290
0,449
31,008
1,236
1,236
1
370
155
450
525
0,419
29,524
1,216
1,216
3∕4
865
375
1105
1240
0,434
30,242
1,277
1,277
1∕2
640
270
800
910
0,422
29,670
1,250
1,250
3∕8
880
350
1104
1230
0,398
28,455
1,255
1,255
4
670
240
790
910
0,358
26,374
1,179
1,179
10
860
280
978
1140
0,326
24,561
1,137
1,137
40
870
270
980
1140
0,310
23,684
1,126
1,126
100
790
190
845
980
0,241
19,388
1,070
1,070
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD POR EL METODO GRAFICO
128
129
130
131
MATERIALES GRANULARES COMPLETO Y SUCIO
132
CARTERA PARA EL ENZAYO DE PERMEABILIDAD permeametro de cabeza constante materiales granulares ENZAYO DE PERMEABILIDAD
RESULTADOS
TAMIZ
VOLUMEN
H1
H2
H3
DL
TIEMPO
TEMPERATURA
Δh
CAUDAL
#
ml
cm
cm
cm
cm
seg
°C
cm
cm/seg
cm
Samurindo
200 200 200
32,34 44,2 60,78
32,24 43,99 60,48
32,14 43,77 60,18
10 10 10
101,3 83,4 74,5
24 24 24
0,200 0,430 0,600
1,974 2,398 2,685
0,6 0,6 0,6
200
45,67
45,52
45,37
10
96,56
24
0,300
2,071
0,6
3,452
0,030
200 200
67,43 72,34
67,18 72,04
66,93 71,74
10 10
83,4 74,5
24 24
0,500 0,600
2,398 2,685
0,6 0,6
3,997 4,474
0,050 0,060
200
34,76
34,71
34,66
10
84,09
24
0,100
2,378
0,6
3,964
0,010
200 200
57,89 61,09
57,79 60,84
57,69 60,59
10 10
69,2 62,12
24 24
0,200 0,500
2,890 3,220
0,6 0,6
4,817 5,366
0,020 0,050
Cabi
200 200 200
56,78 73,74 88,34
56,77 73,69 87,94
56,75 73,64 87,54
10 10 10
101,3 83,4 74,5
24 24 24
0,030 0,100 0,800
1,974 2,398 2,685
0,6 0,6 0,6
3,291 3,997 4,474
0,003 0,010 0,080
Tanando
200 200 200
56,76 68,32 92,02
56,71 68,02 91,57
56,66 67,72 91,12
10 10 10
102,45 87,34 74,31
24 24 24
0,10 0,60 0,90
1,952 2,290 2,691
0,6 0,6 0,6
3,254 3,817 4,486
0,010 0,060 0,090
Atrato
Tutunendo
AREA ORIFICIO VELOCIDAD GRADIENTE
cm/seg
cm/cm
3,291 3,997 4,474
0,020 0,043 0,060
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE PERMEABILIDAD POR EL METODO GRAFICO
133
134
CARTERA PARA EL ENZAYO DE POROSIDAD Y GRAVEDAD ESPRSIFICA
135
ENZAYO DE POROSIDAD Y PESO ESPECIFICA
RESULTADOS
Vs
Vv
Ws
Vt
RELACION DE V POROSIDAD
PESO ESP
GRAVEDAD ESP
cm3
ml
gr
cm3
e
%
gr/cm
G
Samurindo
580
200
989
780
0,345
25,641
1,705
1,705
Atrato
750
300
1765
1050
0,400
28,571
2,353
2,353
Tutunendo
675
300
1734
975
0,444
30,769
2,569
2,569
Cabi
620
220
1200
840
0,355
26,190
1,935
1,935
Tanando
720
240
1289
960
0,333
25,000
1,790
1,790
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD POR EL METODO GRAFICO
136
137
RESULTADOS DE LA RELACION PERMEABILIDAD- PESO ESPECIFICO, DIAMETRO MEDIO, DIAMETRO NOMINAL, TEMPERATURA, POROSIDAD. Tabla de cabi
138
139
140
141
Tabla de samurindo
142
143
144
Tabla de Atrato
145
146
147
148
Tabla de tutunendo
149
150
151
152
Tabla de tanando
153
154
155
MATERIALES FINOS Y TAMIZADOS T AMIZADOS
156
CARTERA PARA EL ENZAYO DE PERMEABILIDAD permeametro de cabeza constante material fino de atrato ENZAYO DE PERMEABILIDAD
RESULTADOS
TAMIZ
VOLUMEN
H1
H2
H3
DL
TIEMPO
TEMPERATURA
Δh
CAUDAL
#
ml
cm
cm
cm
cm
seg
°C
cm
cm/seg
200
37,67
37,62
37,57
10
109,67
23,5
0,10
1,824
0,6
3,039
0,010
200 200
79,55 97,55
79,33 97,20
79,11 96,85
10 10
95,09 86,34
23,5 23,5
0,44 0,70
2,103 2,316
0,6 0,6
3,505 3,861
0,044 0,070
4
10
40
100
AREA ORIFICIO VELOCIDAD GRADIENTE
cm
cm/seg
cm/cm
200
76,45
76,40
76,35
10
215,87
23,5
0,10
0,926
0,6
1,544
0,010
200 200
123,87 154,8
123,64 154,45
123,4 154,1
10 10
143,9 154,2
23,5 23,5
0,47 0,70
1,390 1,297
0,6 0,6
2,316 2,162
0,047 0,070
200
89,78
89,77
89,76
10
387,34
23,5
0,02
0,516
0,6
0,861
0,002
200 200
103,56 154,78
103,36 154,40
103,16 154,01
10 10
299,09 243,7
23,5 23,5
0,40 0,77
0,669 0,821
0,6 0,6
1,114 1,368
0,040 0,077
200 200 200
56,89 75,87 87,78
56,88 75,57 87,43
56,87 75,27 87,08
10 10 10
543,2 454,9 409,5
23,5 23,5 23,5
0,02 0,60 0,70
0,368 0,440 0,488
0,6 0,6 0,6
0,614 0,733 0,814
0,002 0,060 0,070
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE PERMEABILIDAD POR EL METODO GRAFICO
157
CARTERA PARA EL ENZAYO DE POROSIDAD Y GRAVEDAD ESPRSIFICA 158
ENZAYO DE POROSIDAD Y PESO ESPECIFICA
RESULTADOS
Vs
Vv
Ws
Vt
RELACION DE V POROSIDAD
PESO ESP
GRAVEDAD ESP
cm3
ml
gr
cm3
e
%
gr/cm
G
4
650
230
756
880
0,354
26,136
1,163
1,163
10
460
150
510
610
0,326
24,590
1,109
1,109
40
640
180
700
820
0,281
21,951
1,094
1,094
100
790
190
845
980
0,241
19,388
1,070
1,070
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD POR EL METODO GRAFICO
159
160
CARTERA PARA EL ENZAYO DE PERMEABILIDAD permeametro de cabeza constante material fino de tutunendo ENZAYO DE PERMEABILIDAD
RESULTADOS
TAMIZ
VOLUMEN
H1
H2
H3
DL
TIEMPO
TEMPERATURA
Δh
CAUDAL
#
ml
cm
cm
cm
cm
seg
°C
cm
cm/seg
cm
cm/seg
cm/cm
200
45,78
45,71
45,63
10
100,9
23,5
0,15
1,982
0,6
3,304
0,015
200
65,3
64,99
64,68
10
92,5
23,5
0,62
2,162
0,6
3,604
0,062
200
77,89
77,54
77,19
10
81,89
23,5
0,70
2,442
0,6
4,071
0,070
4
10
40
100
AREA ORIFICIO VELOCIDAD GRADIENTE
200
76,01
75,95
75,89
10
234,7
23,5
0,12
0,852
0,6
1,420
0,012
200
111,11
110,86
110,6
10
199,05
23,5
0,51
1,005
0,6
1,675
0,051
200
143,98
143,62
143,25
10
176,09
23,5
0,73
1,136
0,6
1,893
0,073
200
88,88
88,83
88,78
10
387,34
23,5
0,10
0,516
0,6
0,861
0,010
200
100,9
100,60
100,3
10
309,6
23,5
0,60
0,646
0,6
1,077
0,060
200
123,89
123,46
123,02
10
276,8
23,5
0,87
0,723
0,6
1,204
0,087
200
54,87
54,77
54,66
10
509,78
23,5
0,21
0,392
0,6
0,654
0,021
200
75,87
75,64
75,41
10
484,89
23,5
0,46
0,412
0,6
0,687
0,046
200
90,04
89,63
89,21
10
467,89
23,5
0,83
0,427
0,6
0,712
0,083
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE PERMEABILIDAD POR EL METODO GRAFICO
161
162
CARTERA PARA EL ENZAYO DE POROSIDAD Y GRAVEDAD ESPRSIFICA ENZAYO DE POROSIDAD Y PESO ESPECIFICA
RESULTADOS
Vs
Vv
Ws
Vt
RELACION DE V POROSIDAD
PESO ESP
GRAVEDAD ESP
cm3
ml
gr
cm3
e
%
gr/cm
G
4
600
190
756
790
0,317
24,051
1,260
1,260
10
480
130
570
610
0,271
21,311
1,188
1,188
40
440
110
450
550
0,250
20,000
1,023
1,023
100
565
120
560
685
0,212
17,518
0,991
0,991
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD POR EL METODO GRAFICO
163
164
165
CARTERA PARA EL ENZAYO DE PERMEABILIDAD permeametro de cabeza constante material fino de samurindo ENZAYO DE PERMEABILIDAD
RESULTADOS
TAMIZ
VOLUMEN
H1
H2
H3
DL
TIEMPO
TEMPERATURA
Δh
CAUDAL
#
ml
cm
cm
cm
cm
seg
°C
cm
cm/seg
cm
cm/seg
cm/cm
4
200 200 200
66,66 87,89 110,09
66,61 87,64 109,69
66,56 87,39 109,29
10 10 10
120,99 111,7 100,78
23,5 23,5 23,5
0,10 0,50 0,80
1,653 1,791 1,985
0,6 0,6 0,6
2,755 2,984 3,308
0,010 0,050 0,080
10
200 200 200
76,01 111,11 143,98
75,95 110,86 143,62
75,89 110,6 143,25
10 10 10
233,9 206,7 189,09
23,5 23,5 23,5
0,12 0,51 0,73
0,855 0,968 1,058
0,6 0,6 0,6
1,425 1,613 1,763
0,012 0,051 0,073
40
200 200 200
68,12 77,34 99,98
68,09 77,06 99,58
68,06 76,78 99,18
10 10 10
360,45 300,45 278,8
23,5 23,5 23,5
0,06 0,56 0,80
0,555 0,666 0,717
0,6 0,6 0,6
0,925 1,109 1,196
0,006 0,056 0,080
100
200 200 200
101,3 143,7 170,4
101,25 143,44 170,05
101,2 143,17 169,69
10 10 10
500,2 484,89 467,89
23,5 23,5 23,5
0,10 0,53 0,71
0,400 0,412 0,427
0,6 0,6 0,6
0,666 0,687 0,712
0,010 0,053 0,071
AREA ORIFICIO VELOCIDAD GRADIENTE
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE PERMEABILIDAD POR EL METODO GRAFICO
166
167
CARTERA PARA EL ENZAYO DE POROSIDAD Y GRAVEDAD ESPRSIFICA ENZAYO DE POROSIDAD Y PESO ESPECIFICA
RESULTADOS
Vs
Vv
Ws
Vt
RELACION DE V POROSIDAD
PESO ESP
GRAVEDAD ESP
cm3
ml
gr
cm3
e
%
gr/cm
G
4
710
170
756
880
0,239
19,318
1,065
1,065
10
625
130
620
755
0,208
17,219
0,992
0,992
40
550
110
475
660
0,200
16,667
0,864
0,864
100
440
70
360
510
0,159
13,725
0,818
0,818
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD POR EL METODO GRAFICO
168
169
170
CARTERA PARA EL ENZAYO DE PERMEABILIDAD permeametro de cabeza constante material fino de cabi ENZAYO DE PERMEABILIDAD
RESULTADOS
TAMIZ
VOLUMEN
H1
H2
H3
DL
TIEMPO
TEMPERATURA
Δh
CAUDAL
#
ml
cm
cm
cm
cm
seg
°C
cm
cm/seg
cm
cm/seg
cm/cm
200
45,77
45,67
45,57
10
154,76
23,5
0,20
1,292
0,6
2,154
0,020
200
65,99
65,56
65,12
10
146,8
23,5
0,87
1,362
0,6
2,271
0,087
200
87,65
87,10
86,55
10
137,8
23,5
1,10
1,451
0,6
2,419
0,110
200 200
34,3 67,56
34,25 67,34
34,2 67,11
10 10
209,8 206,7
23,5 23,5
0,10 0,45
0,953 0,968
0,6 0,6
1,589 1,613
0,010 0,045
200
88,8
88,35
87,9
10
189,09
23,5
0,90
1,058
0,6
1,763
0,090
200
45,87
45,87
45,87
10
320,93
23,5
0,00
0,623
0,6
1,039
0,000
200 200
68,98 88,45
68,63 87,94
68,28 87,42
10 10
300,45 278,8
23,5 23,5
0,70 1,03
0,666 0,717
0,6 0,6
1,109 1,196
0,070 0,103
200 200
98,6 125,9
98,54 125,64
98,48 125,37
10 10
501,7 481,2
23,5 23,5
0,12 0,53
0,399 0,416
0,6 0,6
0,664 0,693
0,012 0,053
200
154,89
154,44
153,99
10
461,09
23,5
0,90
0,434
0,6
0,723
0,090
4
10
40
100
AREA ORIFICIO VELOCIDAD GRADIENTE
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE PERMEABILIDAD POR EL METODO GRAFICO
171
172
CARTERA PARA EL ENZAYO DE POROSIDAD Y GRAVEDAD ESPRSIFICA ENZAYO DE POROSIDAD Y PESO ESPECIFICA
RESULTADOS
Vs
Vv
Ws
Vt
RELACION DE V POROSIDAD
PESO ESP
GRAVEDAD ESP
cm3
ml
gr
cm3
e
%
gr/cm
G
4
650
120
680
770
0,185
15,584
1,046
1,046
10
430
70
430
500
0,163
14,000
1,000
1,000
40
740
110
720
850
0,149
12,941
0,973
0,973
100
440
55
360
495
0,125
11,111
0,818
0,818
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD POR EL METODO GRAFICO
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CARTERA PARA EL ENZAYO DE PERMEABILIDAD permeametro de cabeza constante material fino de tanando ENZAYO DE PERMEABILIDAD
RESULTADOS
TAMIZ
VOLUMEN
H1
H2
H3
DL
TIEMPO
TEMPERATURA
Δh
CAUDAL
#
ml
cm
cm
cm
cm
seg
°C
cm
cm/seg
cm
cm/seg
cm/cm
4
200 200
123,45 165,7
123,41 165,37
123,36 165,03
10 10
202,2 197,6
23,5 23,5
0,09 0,67
0,989 1,012
0,6 0,6
1,649 1,687
0,009 0,067
200
209,8
209,28
208,75
10
184,9
23,5
1,05
1,082
0,6
1,803
0,105
200
67,21
67,16
67,11
10
309,08
23,5
0,10
0,647
0,6
1,078
0,010
10
40
100
AREA ORIFICIO VELOCIDAD GRADIENTE
200
98,9
98,68
98,45
10
306,17
23,5
0,45
0,653
0,6
1,089
0,045
200
117,67
117,22
116,77
10
289,1
23,5
0,90
0,692
0,6
1,153
0,090
200
78,9
78,70
78,5
10
380,93
23,5
0,40
0,525
0,6
0,875
0,040
200
121,22
120,87
120,52
10
374,45
23,5
0,70
0,534
0,6
0,890
0,070
200
157,87
157,36
156,84
10
358,8
23,5
1,03
0,557
0,6
0,929
0,103
200 200
109,8 150,88
109,74 150,62
109,68 150,35
10 10
504,7 481,2
23,5 23,5
0,12 0,53
0,396 0,416
0,6 0,6
0,660 0,693
0,012 0,053
200
199,6
199,15
198,7
10
465,09
23,5
0,90
0,430
0,6
0,717
0,090
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE PERMEABILIDAD POR EL METODO GRAFICO
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CARTERA PARA EL ENZAYO DE POROSIDAD Y GRAVEDAD ESPRSIFICA
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ENZAYO DE POROSIDAD Y PESO ESPECIFICA
RESULTADOS
Vs
Vv
Ws
Vt
RELACION DE V POROSIDAD
PESO ESP
GRAVEDAD ESP
cm3
ml
gr
cm3
e
%
gr/cm
G
4
780
120
780
900
0,154
13,333
1,000
1,000
10
630
80
595
710
0,127
11,268
0,944
0,944
40
840
100
720
940
0,119
10,638
0,857
0,857
100
440
51
360
491
0,116
10,387
0,818
0,818
GRAFICAS PARA EL CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD POR EL METODO GRAFICO
178
179
MATERIALES FINOS RESULTADOS DE LA RELACION PERMEABILIDAD- PESO ESPECIFICO, DIAMETRO MEDIO, DIAMETRO NOMINAL, TEMPERATURA, POROSIDAD. Aquí Tabla de Atrato
180
181
182
Aquí Tabla de tutunendo
183
184
185
186
Aquí tabla de samurindo
187
188
189
Aquí tabla de cabi
190
191
192
193
Aquí tabla de tanando
194
195
196
197
RESULTADOS Y COMPARACION CON OTROS AUTORES PARA EL VALOR DEL COEFICIENTE “C”.
El valor utilizado normalmente para el coeficiente C es 100 (para k en cm/s y D10 en cm), no obstante, diversos autores han reportado distintos valores. Los distintos rangos para este coeficiente se presentan en la Tabla 2.1 (Carrier, 2003).
Valores de darcy
ECUACION GENERAL DE ATRATO
198
De la grafica nos queda que entonces podemos decir que la resistividad en función de la conductividad hidráulica para la fuente de Atrato será.
ECU. 12 199
= i/ h 1 pero i = Δh/L pero :
K =C*e3 / 1+e
Finalmente, al examinar la función de correlación entre permeabilidad (k) y resistividad (ξ) la variación que resulta de aplicar las correcciones que introdujimos en este trabajo resulta una expresión ligeramente diferente a la propuesta por el Ing. JHON FRANCISCO (2012) en su trabajo inicial. La expresión corregida es:
ECU. 13 Así las ecuaciones (12) y (13) presenten diferencias numéricas notorias debido a la precisión aplicada a cada ensayo puesto que para la ecuación (12) solo se utilizo una pequeña porción de los valores numéricos de resistividad y permeabilidad a los que el ensayo exige.
200
CONCLUSIONES
El estudio de la revisión bibliográfica sobre los límites de la regla técnica de Darcy, reportó diversos valores de límite superior asociados al Número de Reynolds. Ningún estudio presentó los límites de esta regla técnica en función de otras variables, como la carga hidráulica externa y el espesor del material.
En este trabajo no se encontró un valor del número de Reynolds critico para el cual la velocidad de descarga deja de ser lineal con el gradiente hidráulico, es decir, donde se presenten condiciones de flujo turbulento; sin embargo, se obtuvieron valores de Reynolds que están por encima de los limites propuestos en la literatura para los cuales el régimen laminar se mantiene estable.
A partir de las observaciones y datos plasmados en este trabajo se puede concluir que: no parece existir un límite superior en la aplicación de la regla técnica de Darcy en función del tamaño de grano, pero si una combinación de tamaño de grano y velocidad del flujo el que éste se vuelve turbulento y la regla no se aplica más.
En el caso de los materiales no cohesivos las condiciones de flujo de agua, depende parcialmente de la distribución de tamaños de las partículas y de los diámetros característicos.
Para los materiales cohesivos el flujo de agua es controlado por las fuerzas de adsorción presentes en los minerales de arcilla que impiden el flujo gravitacional.
En materiales cohesivos no hay lugar para el flujo libre o gravitacional. En ellos el flujo ocurre por capilaridad o debe ser forzado por energía mecánica, térmica, eléctrica, química.
Dado los bajos gradientes hidráulicos asociados con las gravas, se torna muy difícil obtener las condiciones experimentales para generar un flujo turbulento a través de estos materiales.
Aceptado el concepto de resistividad hidráulica (ξ), debe introducirse la
definición de carga hidráulica externa (H1) como la cabeza dinámica del flujo 201
de agua en el punto de máxima presión del sistema, o porción del sistema que sea.
GLOSARIO. APIQUE: Excavación utilizada para examinar detalladamente el subsuelo y obtener muestras inalteradas; sus dimensiones en planta son aproximadamente iguales y menores que su profundidad. ASENTAMIENTO: Hundimiento gradual de una estructura. CAPACIDAD DE SOPORTE: Esfuerzo vertical al que puede ser sometida una masa de suelo por efecto de la construcción de estructuras sobre ella, sin que presente asentamientos que pongan en peligro la integridad o funcionalidad de dicha estructura. DEPOSITO EOLICO: Material depositado y transportado por el viento, como las dunas de arena. DRENAJE: Cualquier medio para interceptar, conducir o retirar agua de una masa de suelo o roca. ESTRATIFICACION: Termino genérico que significa la existencia de capas o estratos planos, u otro tipo de superficie que divide o limita cuerpos de roca de igual o diferente litología. ESTRATIGRAFIA: Es la ciencia que estudia la naturaleza y disposición de los estratos. ESTUDIO GEOTECNICO: Es el conjunto de actividades que comprende la investigación del suelo, los análisis y recomendaciones de ingeniería necesarias para el diseño y construcción de las obras en contacto con el suelo, de tal forma que se garantice un comportamiento adecuado de la edificación u otras obras civiles. FALLA: Es la separación total o parcial del suelo generado por la actuación de los esfuerzos en un momento determinado. FS: Factor de seguridad.
202
MS: Escala de magnitud de onda superficial. NIVEL FREATICO: Altura que alcanza el agua en una perforación en contacto con la atmósfera. PERFIL ESTRATIGRAFICO: Es una representación de la superposición y características de las diferentes capas de suelo o de rocas que componen un suelo. PERMEABILIDAD: Capacidad de una roca o de un suelo de permitir el paso de un fluido a través suyo sin alterar su estructura interna. PRESION DE POROS: Expresión utilizada comúnmente para referirse a la presión interna o presión del agua en los poros del suelo. RESISTENCIA A LA PENETRACION: Carga unitaria requerida para hacer penetrar en el suelo una sonda o una herramienta a una velocidad constante de penetración. SONDEO: Término genérico para designar cualquier tipo de perforación o excavación que se haga para investigar el suelo. El término puede ser utilizado más ampliamente para designar cualquier procedimiento de investigación del suelo.
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REFERENCIAS
Bouwer H., 1999, Predicting infiltration and ground-water mounds for artificial recharge, Journal of Hidrologic Engineeering, October 1999, pp. 350-357.
Canter, L.W. & Knox, R.C. (1985). “Septic Tank System Effects on Ground Water Quality”, Lewis Publishers, Inc
Fetter, C.W. 1996. Contaminant Hydrogeology. Prentice Hall. 1993.
Freeze A. And J. Cherry. 1979. Groundwater. Prentice Hall.
Fetter, C.W. 1988. Applied Hydrogeology. Prentice Hall.
Jury W., W. R. Gardner, and W. H. Gardner, 1991, Soil Physics, Wiley. Fifth edition. California.
Leach E., C.G. Einfield, and C.C. Harlin, Jr., 1980, Summary of Long-Term Rapid Infiltration System Studies. U.S. Enviromental Protection Agency. EPA-600/2-80-165.
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