Alcance 1.1 Este método de ensayo cubre la determinación del coeficiente de permeabilidad mediante un método de carga constante para flujo laminar de agua a través de suelos granulares. El procedimiento es para establecer los valores representativos del coeficiente de permeabilidad en suelos de granulares que pueden encontrarse en depósitos naturales así como en los terraplenes, o cuando se utilizan como capas de base en pavimentos. Con el fin de limitar las influencias de la consolidación durante esta prueba, este procedimiento se limita a suelos granulares perturbados que no contenga más de un 10% de suelo que pasa el tamiz de abertura 75 mm (No. 200), es decir, que no contengas más de un 10% de finos. 1.2 Esta norma no pretende señalar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es la responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso. 2. Documentos de referencia 2.1 Normas ASTM: 2 D 422 Método de prueba para partículas de tamaño de Análisis de Suelos D 4253 Métodos de prueba para Máximo Índice de Densidad y peso unitario de suelos utilizando una mesa vibratoria D 4254 Métodos de prueba para índice mínimo de densidad y peso unitario de suelos y cálculo de la densidad relativa 3. Condiciones fundamentales para realizar el ensayo 3.1 Las siguientes condiciones ideales son requisitos previos para mantener el flujo laminar de agua a través de suelos granulares bajo condiciones de carga constante: 3.1.1 Debe existir continuidad de flujo sin cambio de volumen del suelo durante la prueba 3.1.2 El suelo debe estar saturado con agua y sin burbujas de aire en los vacíos del suelo 3.1.3 El flujo en estado estacionario sin cambios en gradiente hidráulico 3.1.4 Debajo de ciertos valores, hay una proporcionalidad directa entre la velocidad de flujo con los gradientes hidráulicos, antes que se inicie el flujo turbulento. 3.2 Todos los otros tipos de flujo involucran la saturación parcial de vacíos del suelo, el flujo turbulento, y de estado inestable de flujo son transitorios, en carácter y rendimiento variable y dependiente del tiempo. Por lo tanto, para determinar los coeficientes de permeabilidad, se requiere de condiciones y procedimientos de ensayo especiales. 4. Equipo 4.1 Permeámetros, como se muestra en la fig. 1, tendrán cilindros de muestras con diámetros mínimos de aproximadamente 8 o 12 veces el tamaño máximo de las partículas de acuerdo con la Tabla 1. El permeámetro debe estar equipado con:
(1) un disco poroso o pantalla reforzada adecuado en la parte inferior con una permeabilidad mayor que la de la muestra de suelo, pero con aberturas suficientemente pequeñas (no mayor que 10% tamaño más fino) para evitar el movimiento de las partículas. (2) medios de manómetro para medir la pérdida de carga, h, sobre una longitud, l, equivalente a al menos el diámetro del cilindro. (3) un disco poroso o pantalla reforzada adecuado con un resorte unido a la parte superior, o cualquier otro dispositivo, para aplicar una presión de resorte luz de 22 a 45 N-(5 a 10 lbf) carga total, cuando la placa superior se adjunta en su lugar. Esto mantendrá la densidad de la colocación y el volumen de suelo sin cambio significativo durante la saturación de la muestra y la prueba de permeabilidad para satisfacer el requisito prescrito en 3.1.1 4.2 Constante-cabeza del filtro del tanque, como se muestra en la figura. 1, para el suministro de agua y para eliminar la mayor parte del aire del agua del grifo, equipado con válvulas de control adecuados para mantener las condiciones que se describe en 3.1.2. NOTA 1. Agua aireada se puede usar si se prefiere. 4.3 Los embudos grandes, equipados con cilíndrica especial canalones 25 mm (1 pulg.) De diámetro por 9,5 mm (3/8 pulg.) Partículas de tamaño máximo y 13 mm (1/2 pulg.) De diámetro por 2,00 mm (N º 10) de partículas de tamaño máximo. La longitud de la boquilla debe estar mayor que la longitud completa de la permeabilidad cámara de al menos 150 mm (6 pulg.). 4.4 Equipo de compactación de la pieza Equipment2-compactación como se considere deseable puede ser utilizado. A continuación se sugieren: un pisón vibrante equipado con un pie apisonamiento 51 mm (2 pulg.) De diámetro; un deslizamiento de manipulación con un pie apisonamiento 51 mm (2 pulg.) de diámetro, y la vara para pesos de 100 g (0,25 lb) (para las arenas) que se desliza a 1 kg (2,25 libras) (para suelos con un alto contenido de grava), que tiene una altura ajustable de caída de 102 mm (4 pulg.) para las arenas y 203 mm (8 pulg.) para suelos con grandes contenidos de grava. 4.5 Bomba de vacío o de agua del grifo aspirador, para la evacuación y para saturar las muestras de suelo bajo vacío total (véase la Fig. 2). 4.6 Manómetro Tubos, con escalas métricas para medir la altura de agua. 4.7 Equilibrio, de 2 kg (4,4 libras) de capacidad, sensible a 1 g (0.002 lb). 4.8 Scoop, con una capacidad de aproximadamente 100 g (0,25 libras) de suelo. 4.9 Aparatos varios-termómetro, reloj con segundero, graduado de 250 ml, frasco de un cuarto, pan de mezcla, etc.
5. Muestra 5.1 Una muestra representativa de suelo granular secada al aire, que contiene menos del 10% del material que pasa el 75 mm (No. 200) e igual a una cantidad suficiente para satisfacer los requisitos prescritos en 5.2 y 5.3, serán seleccionados por el método de cuarteo. 5.2 Un análisis granulométrico (véase el método D 422) se realizará sobre una muestra representativa de la tierra completa antes de la prueba de permeabilidad. Cualquier partículas mayores de 19 mm (4.3 pulg.) Se separan por tamizado (Método D 422). Este material de gran tamaño no se utilizará para el ensayo de permeabilidad, pero se hará constar el porcentaje del material de gran tamaño. NOTA 2. Con el fin de establecer los valores representativos de los coeficientes de permeabilidad para la gama que puede existir en la situación siendo investigado, muestras de la más fina, media, y suelos más gruesos se debe obtener para la prueba. 5.3 Del material del cual se ha eliminado el gran tamaño (véase 5.2), seleccione por el método de cuarteo, una muestra para probar una cantidad igual a aproximadamente dos veces la requerida para llenar la cámara permeámetro. 6 Preparación de Muestras 6.1 El tamaño de permeámetro para ser utilizado, será el establecido en la Tabla 1. 6.2 Realizar las siguientes mediciones iniciales en centímetros o centímetros cuadrados y registro en la hoja de datos (Figura 3.); el diámetro interior, D, del permeámetro; la longitud, L, entre las salidas de manómetro; la profundidad, H1, medida en cuatro puntos espaciados simétricamente desde la superficie superior de la placa superior del cilindro de permeabilidad a la parte superior de la piedra porosa superior o pantalla colocada temporalmente en la placa porosa inferior o pantalla. Esta deduce automáticamente el grosor de la placa porosa superior o pantalla desde las mediciones de la altura utilizados para determinar el volumen de suelo colocado en el cilindro de permeabilidad. Utilice una placa superior duplicada que contiene cuatro grandes aberturas simétricamente espaciados a través del cual las mediciones necesarias pueden ser realizadas para determinar el valor medio para H 1. Calcular el área de la sección transversal, A, de la muestra. 6.3 Tomar una pequeña porción de la muestra seleccionada según lo prescrito en el punto 5.3 de las determinaciones de contenido de agua. Anotar el peso de la muestra secada al aire restante (véase 5.3), W1, para las determinaciones de unidad de peso. HUMEDAD 6.4 Colocar el suelo preparado por uno de los procedimientos siguientes en capas delgadas uniformes aproximadamente iguales en espesor después de la compactación con el tamaño máximo de partícula, pero no menos de aproximadamente 15 mm (0,60 in.).
Densidad está especificado en norma Nch 1726 6.4.1 Para los suelos que tienen un tamaño máximo de 9,5 mm (3/8 pulg.) O menos, coloque el tamaño apropiado de embudo, como se prescribe en 4.3, en el dispositivo de la permeabilidad con la boquilla en contacto con la placa inferior porosa o pantalla , o capa previamente formada, y llenar el embudo con el suelo suficiente para formar una capa, teniendo el suelo de diferentes áreas de la muestra en la sartén. Levantar el embudo por 15 mm (0,60 in.), O aproximadamente el espesor de la capa no consolidada que se forme, y se extendió el suelo con un movimiento en espiral lenta, trabajando desde el perímetro del dispositivo hacia el centro, de modo que se forma una capa uniforme. Remix del suelo en la sartén para cada capa sucesiva para reducir la segregación causada por tomar del suelo de la sartén. 6.4.2 Para suelos con un tamaño máximo superior a 9,5 mm (3/8 pulg.), Extienda el suelo de una cucharada. Extensión uniforme puede obtenerse a través de un deslizamiento scoopful de suelo en una posición casi horizontal hacia abajo a lo largo de la superficie interior del dispositivo a la parte inferior o la capa formada, a continuación, la inclinación de la pala y dibujo hacia el centro con un solo movimiento lento; esto permite que el suelo se desarrolle sin problemas desde la primicia en una hilera sin segregación. Girar el cilindro de permeabilidad suficientemente para la próxima scoopful, progresando así alrededor del perímetro interior para formar una capa compactada de un espesor uniforme igual al tamaño máximo de partícula. 6.5 Sucesivas capas compactas de suelo a la relativa deseada densidad por procedimientos adecuados, como sigue, a una altura de aproximadamente 2 cm (0,8 pulg.) encima de la salida del manómetro superior. 6.5.1 Densidad mínima (0% Densidad relativa) –Continuar la colocación de capas de suelo en sucesión por uno de los procedimientos descrito en 6.4.1 o 6.4.2 hasta que el dispositivo se llena hasta el buen nivel. 6.5.2 Densidad máxima (100% de densidad relativa): 6.5.2.1 Compactación vibratoria por sabotajes que cada compacto capa de tierra a fondo con el pisón vibrante, distribuyendo la acción de la luz apisonamiento uniformemente sobre la superficie de la capa de en un patrón regular. La presión de contacto y la longitud de momento de la acción vibratoria en cada punto no debe causar suelos para escapar de debajo de los bordes del pie de apisonamiento, por lo tanto que tiende a aflojar la capa. Hacer un número suficiente de coberturas para producir la máxima densidad, como lo demuestra prácticamente ningún movimiento visible de partículas de la superficie adyacente a la bordes de los pies de apisonamiento. 6.5.2.2 Compactación deslizando Peso Tamper-Compact cada capa de tierra a fondo por apisonamiento golpes distribuidos uniformemente sobre la superficie de la capa. Ajustar la altura de caída y dar coberturas suficientes para producir la máxima densidad, dependiendo del contenido de la tosquedad y la grava del suelo. 6.5.2.3 Compactación por otros métodos-compactación se puede realizar por otros métodos aprobados, tales como por equipos envasador vibratoria, donde se tiene cuidado de obtener una
muestra uniforme sin segregación de tamaños de partícula (véase Métodos de Prueba D 4253 y D 4254). 6.5.3 Densidad relativa intermedia entre 0 y 100% de prueba -By en un recipiente separado del mismo diámetro que el cilindro de permeabilidad, ajustar la compactación para obtener valores reproducibles de la densidad relativa. Compactar el suelo en el cilindro de permeabilidad por estos procedimientos en capas delgadas a una altura de aproximadamente 2,0 cm (0,80 pulg.) Encima de la salida del manómetro superior. NOTA 3-A fin de soporte, de forma sistemática y de forma representativa, las condiciones de densidad relativos que pueden regir en depósitos naturales o en terraplenes compactados, se debe hacer una serie de pruebas de permeabilidad poner entre paréntesis el rango de densidades relativas de campo. 6.6 Preparación de muestras para la prueba de permeabilidad: 6.6.1 Nivel de la superficie superior del suelo mediante la colocación de la placa porosa superior o pantalla en posición y girando suavemente hacia atrás y adelante. 6.6.2 Medir y registrar: la altura final de la muestra, H1 - H2, mediante la medición de la profundidad, H2, desde la superficie superior de la placa superior perforada empleado para medir H 1 a la parte superior de la placa porosa superior o pantalla a las cuatro puntos simétricamente espaciados después comprimiendo el resorte ligeramente para asentar la placa porosa o en la pantalla durante las mediciones; el peso final del suelo se secó al aire utilizado en el ensayo (W1W 2) pesando el resto del suelo, W 2, a la izquierda en la sartén. Calcular y registrar los pesos unitarios, relación de vacíos, y densidad relativa de la muestra de ensayo. 6.6.3 Con su junta en su lugar, presione hacia abajo la placa superior contra el muelle y fijar de forma segura a la parte superior del cilindro permeámetro, haciendo un sello hermético esto satisface la condición descrita en el punto 3.1.1 de la celebración de la densidad inicial sin cambio de volumen significativo durante la prueba. 6.6.4 El uso de una bomba de vacío o aspirador adecuado, evacuar la muestra de menos de 50 cm (20 pulg.) mínimos de Hg durante 15 minutos a eliminar adhesión de aire para las partículas del suelo y de los huecos. Siga la evacuación por una saturación lenta de la muestra de abajo hacia arriba (Fig. 2) bajo vacío total con el fin de liberar cualquier aire restante en la muestra. Continuación de la saturación la muestra se puede mantener de manera más adecuada por el uso de (1) agua desaireada, o (2) de agua mantenido en un flujo en-temperatura suficientemente alta para causar una disminución de la temperatura gradiente en la muestra durante el ensayo. Nativo agua o agua de bajo contenido de minerales (Nota 4) debe ser utilizado para la prueba, pero en cualquier caso, el líquido debe ser descrito en el formulario de informe (Fig. 3). Esto satisface la condición descrita en 3.1.2 para los la saturación de los huecos del suelo. NOTA 4-Nativo agua es el agua que ocurren en la roca o el suelo in situ. Se debe utilizar si es posible, pero (así como desaireada agua) puede ser un refinamiento normalmente no factible para pruebas de producción a gran escala.
6.6.5 Después de la muestra se ha saturado y el permeámetro está lleno de agua, cierre la válvula de fondo en la salida tubo (Fig. 2) y desconectar el vacío. Se debe tener cuidado para asegurar que el sistema de flujo de permeabilidad y el manómetro sistema estén libres de aire y están funcionando de manera satisfactoria. Llene el tubo de entrada con agua desde el tanque de carga constante ligeramente la apertura de la válvula del tanque de filtro. A continuación, conecte el tubo de entrada a la parte superior de la permeámetro, abrir ligeramente la válvula de entrada y abierto la toma de manómetro ladea ligeramente, para permitir que el agua fluya, liberando así de aire. Conecte los tubos de manómetro de agua para las salidas manómetro y se llenan de agua para eliminar el aire. Cierre la válvula de entrada y abrir la válvula de salida para permitir que el agua en los tubos manométricos para llegar a su nivel de agua estable debajo de la cabeza cero. 7. Procedimiento 7.1 Abrir la válvula de entrada del tanque de filtro ligeramente para la primera carrera a las condiciones descritas en el punto 3.1.3, retrasar mediciones de la cantidad de flujo y el calor hasta que una condición estable de la cabeza sin desviación apreciable en los niveles de manómetro de agua se logra. Mida y registre el tiempo, t, cabeza, h (la diferencia de nivel en los manómetros), la cantidad de flujo, Q, y la temperatura del agua, T. 7.2 Repita la prueba corre a la cabeza cada vez mayor en 0,5 cm con el fin de establecer con precisión la región de flujo laminar con la velocidad, v (donde v = Q / A), directamente proporcional al gradiente hidráulico, i (donde i = h / L). Las desviaciones de la relación lineal pondrán de manifiesto, lo que indica la iniciación de condiciones de flujo turbulento, los intervalos de 1 cm de la cabeza pueden ser utilizados para transportar la TestRun suficientemente largo en la región de flujo turbulento a definiendo esta región si es significativo para condiciones de campo. NOTA 5-valores mucho más bajos de gradiente hidráulico, h / L, se requieren generalmente reconocido que, con el fin de garantizar condiciones de flujo laminar. Se sugieren los siguientes valores: Las calificaciones de compacidad suelta, h / L desde 0,2 hasta 0,3, y puntuaciones de compacidad densa, H / L de 0,3 a 0,5, los valores más bajos de h / L que se aplican a suelos más gruesos y los valores más altos para suelos finos. 7.3 A la finalización de la prueba de permeabilidad, drenar el espécimen y lo examinan para establecer si era esencialmente homogénea e isotrópica en el carácter. Cualquier luz y la oscuridad se alternan rayas horizontales o capas son la evidencia de la segregación de las multas. 8. Cálculo 8.1 Calcular el coeficiente de permeabilidad, k, de la siguiente manera: k = QL / Ath donde: k = coeficiente de permeabilidad, Q = cantidad de agua descargada, L = distancia entre los manómetros, A = área de sección transversal de la muestra, t = tiempo total de descarga,
h = diferencia en la cabeza en los manómetros. 8.2 Corregir la permeabilidad a la de 20 ° C (68 ° F) multiplicando k (véase 8.1) por la relación de la viscosidad del agua a la temperatura de prueba a la viscosidad del agua a 20 ° C (68 ° F). 9. Informe 9.1 El informe del ensayo de permeabilidad deberá incluir la siguiente información: 9.1.1 Proyecto, fechas, número de muestra, la ubicación, la profundidad y otra información pertinente, 9.1.2 El análisis del tamaño de grano, la clasificación, el tamaño máximo de partícula, y el porcentaje de cualquier material de gran tamaño no se utiliza, 9.1.3 Peso unitario seco, la relación de vacíos, la densidad relativa puesta y las densidades máximas y mínimas, 9.1.4 Una declaración de cualquier discrepancia de estas condiciones de prueba, por lo que los resultados pueden ser evaluados y utilizados, 9.1.5 los datos de pruebas completas, como se indica en el formulario de laboratorio los datos de prueba (véase la fig. 3), y 9.1.6 Curvas de la prueba de trazado de velocidad, Q / A, vs gradiente hidráulico, h / L, cubriendo todos los rangos de las identificaciones del suelo y de las densidades relativas. 10. Palabras clave 10.1 de carga constante; granular; permeabilidad; suelos
