Ensayo de Permeabilidad

 VII CICLO - B DOCENTE: Ing. José Flores Gómez  ALUMNA: Betsy Betsy Rosa Bendezu Pizarro

ENSAYO DE PERMEABILIDAD

INTRODUCCIÓN

En el presente informe sobre ensayo de permeabilidad en los suelos se describirá el procedimiento que se realiza para hallar este dato, que es de suma importancia para la realización de las cimentaciones. c imentaciones. Como se sabe la permeabilidad es la capacidad que tiene un material de permitirle a un flujo que lo atraviese sin alterar su estructura interna. Entonces se puede afirmar que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. Para ser permeable, un material debe ser poroso, es decir, debe contener espacios vacíos o poros o poros que le permitan absorber fluido. A su vez, tales espacios deben estar interconectados para que el fluido disponga de caminos para pasar a través del material. El ensayo de permeabilidad es uno de los  los  ensayos "in situ" llevados a cabo para realizar un reconocimiento un reconocimiento geotécnico.  geotécnico.  Se obtiene la permeabilidad media de la zona afectada por el ensayo, que varía entre unos decímetros a centenares de metro.

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MARCO TEORICO

1. Concepto de permeabilidad:

Definimos permeabilidad como la capacidad de un cuerpo (en términos particulares, un suelo) para permitir en su seno el paso de un fluido (en términos particulares, el agua) sin que dicho tránsito altere la estructura interna del cuerpo. Dicha propiedad se determina objetivamente mediante la imposición de un gradiente hidráulico en una sección del cuerpo, y a lo largo de una trayectoria determinada. El concepto permeabilidad puede recibir también las acepciones de conductividad o transmisividad hidráulica, dependiendo del contexto en el cual sea empleado. La permeabilidad se cuantifica en base al coeficiente de permeabilidad, definido como la velocidad de traslación del agua en el seno del terreno y para un gradiente unitario. El coeficiente de permeabilidad puede ser expresado según la siguiente función: P á g i n a 2 | 29

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k=Q/IA Donde:  –  k: coeficiente de permeabilidad o conductividad hidráulica [m/s]  –  Q: caudal [m3/s]  –  I: gradiente [m/m]  –  A: sección [m2)]

En proyectos de ingeniería y arquitectura, las unidades con las que se expresa generalmente el coeficiente de permeabilidad son cm/s y m/s; en los ámbitos de la hidráulica o la hidrogeología es habitual observar notaciones como cm/dia, m/año y similares. Son diversos los factores que determinan la permeabilidad del suelo, entre los cuales, los más significativos son los siguientes:  –  Granulometría (tamaño de grano y distribución granulométrica.)  –  Composición química del

material (naturaleza mineralógica)

Como regla general podemos considerar que a menor tamaño de grano, menor permeabilidad, y para una granulometría semejante (arenas, por ejemplo) a mejor gradación, mayor permeabilidad. En cuanto al quimismo, y para el caso de arcillas y limos, la presencia de ciertos cationes (Sodio, Potasio) es un factor que disminuye la permeabilidad en relación a otros (Calcio, Magnesio).  A efectos únicamente indicativos, se propone los siguientes rangos de variación para la permeabilidad en función del tipo de terreno (tabla D28):

Valores orientativos del coeficiente de permeabilidad.

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k: coeficiente de permeabilidad vertical (se asume que la anisotropía de los suelos, especialmente de las arcillas estratificadas, puede comportar variaciones significativas en la magnitud del coeficiente de permeabilidad medido en el plano horizontal.) 2. ¿Por qué es importante determinar la permeabilidad del suelo?

Permeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una de las cualidades más importantes que han de considerarse para la piscicultura. Un estanque construido en suelo impermeable perderá poca agua por filtración.

Mientras más permeable sea el suelo, mayor sera la filtración. Algunos suelos son tan permeables y la filtración tan intensa que para construir en ellos cualquier tipo de estanque es preciso aplicar técnicas de construcción especiales. En un volumen de esta colección que aparecerá próximamente se ofrecerá información sobre dichas técnicas.

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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 un estanque, es importante determinar la posición relativa de las capas permeables e impermeables. Al planificar el diseño de un estanque se debe evitar la presencia de una capa permeable en el fondo para impedir una pérdida de agua excesiva hacia el subsuelo a causa de la filtración.

3. ¿Qué factores afectan a la permeabilidad del suelo?

Muchos factores afectan a la permeabilidad del suelo. En ocasiones, se trata de factores en extremo localizados, como fisuras y cárcavas, y es difícil hallar valores representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales. Un estudio serio de los  perfiles de suelo proporciona una indispensable comprobación de dichas mediciones. Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura, consistencia, color y manchas de color, la disposición por capas, los poros visibles y la profundidad de las capas impermeables como la roca madre y la capa de arcilla*, constituyen la base para decidir si es probable que las mediciones de la permeabilidad sean representativas.

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Nota: ya sabe usted que el suelo está constituido por varios horizontes, y que, generalmente, cada uno de ellos tiene propiedades fisicas y químicas diferentes. Para determinar la permeabilidad del suelo en su totalidad, se debe estudiar cada horizonte por separado. 4. Medida de la permeabilidad: ensayos de laboratorio y ensayos

“in

situ”:

La estimación de la permeabilidad en suelos tiene diversos intereses, algunos directos en el proyecto de una edificación, como puede ser la valoración de la influencia de las aguas subterráneas sobre construcciones soterradas (plantas sótano, por ejemplo) a efectos de diseño de sistemas o procedimientos de impermeabilización o drenaje. La estimación de la permeabilidad de los suelos (y en su caso, del macizo rocoso) puede realizarse mediante tres clases de procedimientos:  –  Valoración

de la permeabilidad mediante relaciones empíricas establecidas entre

la misma y alguna característica del suelo, generalmente su granulometría.  –   Medida

directa de la permeabilidad sobre una muestra adecuada (inalterada) en

laboratorio.  – Estimación directa de la permeabilidad “in situ”, realizada durante la ejecución

de sondeos o pozos, consistentes en la medida de las pérdidas en una columna de agua con la que se ha inundado la perforación. De entre los ensayos “in situ”, los métodos que se citan generalmente corresponden

a

los

ensayos

Lugeon

(habitualmente

realizado

en

macizos

rocosos

fracturados), Lefranc (llevado a cabo generalmente en suelos relativamente permeables) y Slug Test (también en suelos permeables.) Para el caso de suelos poco permeables, los ensayos “in situ” son poco adecuados,

requiriéndose la toma de muestras y la realización de ensayos en laboratorio sobre las mismas. Según el objeto de la investigación puede escogerse entre ensayar P á g i n a 6 | 29

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muestras

adecuadamente

inalteradas

(si

es

posible

su

obtención),

o representativas, las cuales se recompactan en el laboratorio para obtener probetas que reproduzcan las condiciones del terreno. Una vez confeccionada la probeta a ensayar, el material se satura y se induce a través del mismo un flujo, cuyo caudal es medido en condiciones preestablecidas. Los métodos habituales de laboratorio son los siguientes:  – Sobre

muestras inalteradas o recompactadas: ensayo en célula triaxial, con

presión en cola, bajo carga constante o variable (se trata del ensayo más adecuado para suelos de muy baja permeabilidad.)  –  Sobre muestras recompactadas:



Ensayo en permeámetro de célula estanca bajo carga constante (generalmente en suelos de permeabilidad alta).



Ensayo en permeámetro de célula estanca bajo carga variable (apto para suelos de permeabilidad media a baja).

Los ensayos de carga constante consisten en el mantenimiento del gradiente hidráulico, determinando el caudal necesario para que dicha carga hidráulica se mantenga constante. En los ensayos de carga variable, en cambio, se inicia el proceso bajo un gradiente determinado, y se observa la variación del mismo con el tiempo. Las siguientes figuras ilustran los métodos operativos descritos tanto para ensayos en sondeo como en el laboratorio:

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Esquema del sistema utilizado para la medida de la permeabilidad “in situ”

mediante el ensayo Lugeon (nótese la colocación de un obturador en el sondeo, que impide la subida del nivel de la columna de agua por la perforación, y el mantenimiento de la presión hidráulica en la sección ensayada a presión constante, midiendo el caudal inyectado.)

Ensayo Lefranc bajo carga constante

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Ensayo Lefranc bajo carga variable

Esquemas de los procedimientos utilizados para la medida de la permeabilidad “in situ” mediante el ensayo Lefranc (en este caso se puede optar por mantener la

columna de agua a nivel constante, midiendo el caudal necesario para estabilizarla, o variable, midiendo la variación del gradiente.) Fuente: F.J. Sánchez Sanroman: Medidas Puntuales de Permeabilidad (“slug tests”).

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Esquema del equipo de laboratorio para ensayos de suelos en célula confinada y mediante carga constante

Esquema del equipo de laboratorio para ensayos de suelos en célula confinada y mediante carga variable

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Equipo triaxial utilizado para la determinación de la permeabilidad en suelos, ensayo con probeta confinada mediante presión hidráulica y presión en cola

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OBJETIVOS DEL ESTUDIO

OBJETIVO GENERAL: 

Obtener el coeficiente de permeabilidad de una muestra de suelo mediante el método de la cabeza constante.

 ALCANCE 

Este método de ensayo describe el procedimiento para determinar el coeficiente de permeabilidad mediante carga constante para flujo laminar de agua a través de suelos granulares que no contenga más del 10 % de partículas que pasen el tamiz N° 200.

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PRUEBAS DE PERMEBILIDAD DE CAMPO

INTRODUCCIÓN:  Antes de la construcción de una estructura de tierra, es importante verificar que las propiedades del suelo de la cimentación, sean las indicadas para garantizar la estabilidad y funcionamiento adecuado de la obra. En algunos casos, dichas propiedades pueden obtenerse en el laboratorio a partir de muestras inalteradas; sin embargo, es frecuente que, al no poder obtener muestras inalteradas o suficientemente representativas, se tenga que recurrir a pruebas de campo para el mismo fin. Las pruebas de campo tienen que adaptarse a las particularidades de cada obra y, en general, no es posible ni deseable establecer un procedimiento estándar para su ejecución. PRUEBAS DE PERMEABILIDAD DE CAMPO: Las pruebas de permeabilidad de laboratorio son útiles cuando la estructura que se forma está formada por un material que puede considerarse homogéneo, isótropo, o anisótropo, como en el caso del corazón impermeable de una cortina, construido con la tierra de un banco de préstamo homogéneo. En cambio, en las formaciones naturales, generalmente compuestas por mantos distintos, con variaciones importantes tanto en la disposición de los mismos como en las características de los materiales, es difícil estudiar el escurrimiento a partir de un número limitado de ensayes sobre muestras inalteradas. En mantos de arena y grava es casi imposible obtener especimenes inalterados. En estos casos es necesario recurrir a las pruebas de campo. El tipo de prueba de permeabilidad útil en cada caso particular depende de numerosos factores, tales como tipo de material, localización del nivel freático y homogeneidad o heterogeneidad de los distintos estratos del suelo, en cuanto a permeabilidad se refiere.

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En la tabla siguiente, tomando en cuenta ciertas características del problema bajo estudio, se expone la aplicabilidad de los diversos tipos de pruebas de permeabilidad a los suelos aluviales típicos de las boquillas de presas. Cada tipo de prueba se analiza con métodos de cálculo más o menos elaborados; sin embargo, los resultados obtenidos de los diferentes métodos de interpretación, propios a cada prueba, son semejantes; debe prestarse especial atención a la forma en que se lleva a cabo el ensaye, ya que, dependiendo de los procedimientos utilizados, los resultados pueden variar de forma significativa.  Además de las pruebas de permeabilidad mencionadas en la tabla anterior, se presenta la prueba de permeabilidad Lugeon, generalmente usada para masas rocosas. INSTRUCCIONES GENERALES PARA LA EJECUCIÓN DE PRUEBAS DE PERMEABILIDAD TIPO LEFRANC INTRODUCCIÓN: Debido al gran desarrollo que últimamente ha tenido en nuestro país la construcción de cortinas cimentadas sobre terrenos de aluvión, es de gran importancia investigar la permeabilidad de dichos terrenos, sobre todo teniendo en cuenta que no son formaciones homogéneas, sin, que, por el contrario, frecuentemente presentan una heterogeneidad bien marcada, sobre todo en sentido vertical. En estas condiciones puede ser conveniente investigar la permeabilidad horizontal en diferentes horizontes, como dato adicional al de obtener el coeficiente de permeabilidad medio, por los métodos convencionales de bombeo a través de un pozo central.

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CONSIDERACIONES TEÓRICAS: La prueba se ejecutará en una perforación expresamente hecha para el efecto, en que su extremo interior estará dotada de una cámara filtrante. La prueba podrá hacerse a flujo constante, sea por bombeo o por inyección de un gasto constante; o en flujo variable por ascenso o descenso de la superficie del agua dentro de la perforación. En ambos casos es recomendable que la carga de prueba se limite a valores del orden de los 5 a los 10 metros. Como máximo. Para el primer caso, si se denomina por H la diferencia de carga total correspondiente al gasto Q, la permeabilidad estará dada por: K = C (Q/H) …………………..(1)

En donde C es un coeficiente que depende de las dimensiones y forma de la cámara de filtrante, que para efectos de esta prueba se considerará como un elipsoide de revolución con el eje corto igual con D y una distancia focal F. K en m/seg C en 1/m = m-¹ Q en m3 / seg H en metros Con objeto de comprobar que las dimensiones son normales se harán ensayos con gastos mayores y menores que el de prueba y los valores Q, H se llevarán a una gráfica a escala natural, en donde, si el ensayo es correcto, y el flujo laminar, deberán quedar alineados a lo largo de una recta pasando por el origen. Cuando el tramo de prueba se encuentre en la cercanía al fondo impermeable o a la superficie del manto freático, al coeficiente C debe hacérsele una corrección mediante el aumento de valor. Cuando el terreno sea poco permeable, podrá usarse el segundo caso, de flujo variable, cuyos elementos son: P á g i n a 15 | 29

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D = diámetro de la tubería en metros L = longitud de la cámara filtrante en metros. Ho = distancia del punto medio de la cámara filtrante al manto impermeable H1 = carga en el instante t1 H2 = carga en el instante t2  A= área efectiva de la sección transversal de la tubería de prueba m² (t1 y t2 tiempos correspondientes a H1 y H2) Para este caso: C tiene el mismo significado que para el caso 1. Para el cálculo de K por medio de la fórmula es preciso conocer la posición del nivel estático N. E. Del manto, contada generalmente a partir de la elevación de la boca del tubo. El caso 2 puede efectuarse arriba del nivel estático del agua, en cuyo caso las cargas H´1 y H´2 se medirán a partir del punto medio de la cámara filtrante, la cual estará a una profundidad Zo, contada a partir de la boca del tubo. Para valores: y z en metros, se llevarán en una gráfica que, en principio, deben alinearse a lo largo de una racta, que cortará el eje de las ordenadas (profundidades) en la elevación correspondiente a la del nivel estático del manto freático. En el caso que la prueba se haga arriba del nivel estático, la recta cortará al eje de las ordenadas, a la elevación media de la cámara filtrante, dicha prueba siempre será bajada. Condiciones generales que deben que deben satisfacer para que la prueba se considere aceptable: La relación 1/d debe ser igual o mayor a 5. P á g i n a 16 | 29

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El valor l es conveniente también limitarlo a 10 máximo, pero procurando que los valores usuales estén comprendido entre 1.0 y 5.0 metros. Debe considerarse como no satisfactoria la prueba hecha a través del fondo del tubo solamente debido a la posibilidad de que el material suelto remonte la tubería, falseando los resultados, y a que el valor de k sería en sentido vertical, principalmente. CAMARAS FILTRANTES: La cámara filtrante puede construirse por medio de un tramo de tubo ranurado, a partir del fondo de la perforación, el área de ranuración debiendo ser superior al 15 % del área filtrante. Este caso es muy importante que se compruebe por medio de una sonda, que em la cámara filtrante no ha remontado material fino, limo o arena, que reduzca las dimensiones de la misma, pues entonces los datos finales serían falsos. La cámara filtrante también podría formarse con grava gruesa no graduada rellenando el ramo inferior de tubería de ademe, la que sería izada posteriormente una longitud determinada. El relleno de grava deberá quedar a una cota superior a la del fondo del ademe, y estar constituido por granos comprendidos entre 1.5 y 2.5 cm. En este caso, si se comprueba que la tubería de ademe ha quedado floja dentro de la perforación, y existe la posibilidad de flujo a través del espacio comprendido entre la superficie exterior del tubo y las paredes de perforación, y si además, el terreno estás saturado, deberá hacerse una prueba a base de bombeo. O de flujo variable ascendente. En fin, la cámara filtrante puede quedar construida por un tramo de perforación, sin ademe, en caso de que no exista posibilidad de derrumbes y descompresiones del terreno que puedan falsear los valores correspondientes al terreno virgen.

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Siempre que sea posible, debe preferirse la prueba a base de bombeo a flujo variable, ascendente, con objeto de evitar la posibilidad de formar obturaciones al inyectar agua a presión, si esta última es muy grande. Es conveniente que los valores de z1, z2, z´1 y z´2 se obtengan por medio de una sonda eléctrica introducida a través de un tubo de menor diámetro que el ademe, colocado ex profeso para el caso. PRUEBAS LEFRANC

Ejemplos: Caso num. 1. carga constante. Datos: D = 7.6 cm. H1 = 1.5 m -Zo-- z1 Q = lt/seg - 0.0005 m³ / seg. L = 1.00 metros. Los valores que se toman en el campo son: Zo en m. Profundidad del manto con respecto a la boca del tubo Z1 en m. Profundidad del agua en el pozo, para un gasto Q constante. Q en litros por segundo constante, durante 10 minutos.  Y de estos tres datos los que hay que tomar con cuidado son z1 y Q, pues es en los que se puede cometer errores con gran facilidad. Una forma de limitar las posibilidades de error es efectuar la prueba con este método solo para valores de Zo reducidos, digamos del orden de los 5.0 a los 10.0 metros como máximo. En estas condiciones es posible medir la profundidad Z1 con una sonda eléctrica , a través de un tubo de menor diámetro que el ademe; y el agua con gasto Q, deslizarla por 4el espacio comprendido entre los dos tubos, y mantener el gasto constante durante 10 minutos. P á g i n a 18 | 29

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ENSAYOS LEFRANC

Se entuba la perforación por tratarse de terrenos pulverulentos y la cavidad se abre bajo la zapata del revestimiento. Se conserva abierta gracias a la inyección de agua que se realiza a través de las toberas de un trépano pequeño que se mantiene fijo a una determinada profundidad. La sobrecarga h de agua en la cavidad viene dada por la observación del nivel libre en el entubado y el caudal de inyección por la bajada del nivel del tanque. De este modo se tienen todos los elementos necesarios para calcular K, salvo el coeficiente C de la cavidad para evaluar este es preciso hacer una hipótesis sobre la forma de la misma. Por consiguiente, la interpretación del ensayo solo puede suministrar un orden de magnitud bastante aproximado de las permeabilidades. En general es suficiente, ya que el coeficiente C varía poco con la forma de la cavidad. Cuando la dimensión de los granos de las formaciones es demasiado grande para que el agua pueda formar una cavidad, es necesario recurrir a otro procedimiento.  Algunas veces se puede realizar con la herramienta de perforación con una cavidad de forma dada asegurando su mantenimiento durante el tiempo que dura el ensayo la propia cohesión del terreno. En este caso no hay que olvidarse de comprobar que no sufre ninguna modificación durante el tiempo que se realizan las medidas. En particular, si se toma como cavidad el espacio en forma de disco que se crea en la base del entubado, es necesario que no ascienda por él nada de terreno. Si esto no se cumple rigurosamente, no existe ningún medio de evaluar correctamente el coeficiente a considerar, ya que la parte de formación que se introduce en el entubado, en general antes de comenzar el ensayo, se ha descomprimido con relación a la que queda en su sitio y su permeabilidad cambia.  Además, el cálculo demuestra que, cuando existe un terreno idéntico dentro y fuera del revestimiento basta con una pequeña subida para que la carga h que hay que P á g i n a 19 | 29

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sustituir en la fórmula sea una pequeña fracción de la sobrecarga aplicada. Por consiguiente, hay que evitar este tipo de cavidad. Cuando es posible se mantiene el hueco abierto llenándolo con grava gruesa calibrada. Los vacíos de esta son lo suficientemente grandes para que el agua de inyección no pierda la carga por su causa. Finalmente, se puede proveer el entubado de un elemento perforado debidamente calibrado. Si los caudales inyectados son muy pequeños y no se puede conseguir una cavidad inyectando agua, la bomba resulta inútil, entonces se puede introducir el agua con un bidón de capacidad conocida que mantenga siempre un nivel constante en el entubado. O más sencillo aún, después de haber llenado el revestimiento de agua, se mide la velocidad de descenso de esta. Como se ha visto, estos ensayos se pueden realizar de modo muy variado y conviene tomar diferentes valores de la sobrecarga para compensar los errores. La experiencia de estas muestras demuestra que su simplicidad es solo aparente y es necesario que las efectúen e interpreten técnicos que sepan lo que hacen. Con las inyecciones de agua se corre el riesgo de provocar fracturas que permiten que se establezca fácilmente una corriente de agua alrededor del entubado o, por el contrario, que se obturen las formaciones. Incluso aunque las aguas estén perfectamente limpias, se puede producir esta colmatación por el desprendimiento del gas disuelto en el agua. Por todas estas razones se prefiere generalmente efectuar los ensayos por bombeo. Pero es necesario tomar grandes precauciones para evitar que se produzcan arrastres del terreno que cambiarían completamente el valor del coeficiente C que se creía aplicable. Como generalmente las cavidades son de pequeñas dimensiones, las permeabilidades calculadas se refieren a un pequeño volumen de terreno y se P á g i n a 20 | 29

ENSAYO DE PERMEABILIDAD pueden considerar como puntuales. Es necesario ensayar un gran número de puntos para poder tener un valor medio de la permeabilidad del terreno.

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El coeficiente de permeabilidad es una característica de los suelos, específicamente está ligado a la Ley de Darcy que se refiere al flujo de fluidos a través

de

los

suelos.

El

coeficiente

de

permeabilidad, generalmente

representado por la letra K, es extremadamente variable, según el tipo de suelo. Clasificación de los suelos según su coeficiente de permeabilidad:

Darcy a mediados del siglo XIX, quien definió este parámetro para arenas. Posteriormente, se demostró que esta ley era igualmente válida para otros suelos, incluyendo suelos mucho menos permeables, tales como arcillas.  Aunque la ley de darcy se puede utilizar también para el flujo de otros líquidos, cuando en geotecnia se entrega un valor k, se entiende que estamos hablando de su permeabilidad frente al flujo de agua. La velocidad con la que un fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos: o

Porosidad del material.

o

La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura.

o

La presión a que está sometido el fluido.

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 Además hay varios factores más que intervienen como: o

La distribución de tamaño de partícula

o

La forma y orientación de partículas del suelo

o

Grado de saturación

o

Tipo de cationes

o

 Viscosidad del agua de suelo, que varía con la temperatura

Existen varios procedimientos para la determinación de la permeabilidad de los suelos: unos directos, llamados así porque se basa en pruebas cuyo objetivo fundamental es la medición del coeficiente; otros indirectos, proporcionados, en forma secundaria, por pruebas y técnicas que primariamente persiguen otros fines. Estos métodos son los siguientes:   Métodos directos:



- Permeámetro de carga constante. - Permeámetro de carga variable. - Prueba directa de los suelos in-situ.   Métodos indirectos:



- A partir de la curva granulométrica. - A partir de la prueba de consolidación. - A partir de la prueba horizontal de capilaridad. Principio del ensayo:

Los suelos están formados por partículas minerales sólidas que dejan vacíos entre ellas. Estos vacíos están interconectados y permiten el flujo de agua a través de ellos. Esto convierte a los suelos en materiales permeables al agua. El grado de permeabilidad es determinado aplicando a una muestra saturada de suelo una diferencia de presión hidráulica. El coeficiente de permeabilidad es expresado en términos de velocidad.

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Este fenómeno es gobernado por las mismas leyes físicas en todos los tipos de suelos y la diferencia en el coeficiente de permeabilidad en tipos de suelos extremos es solo una cuestión de magnitud. Métodos:

Métodos directos: Su principal objetivo es la determinación del coeficiente de permeabilidad. 

Permeámetro de carga constante: para suelos de alta permeabilidad, como arenas y gravas.



Permeámetro de carga variable: para suelos de mediana permeabilidad a baja permeabilidad, como limos y arcillas.

Prueba de la carga constante:

Un arreglo típico de la prueba de permeabilidad bajo carga constante se muestra en la figura 4.4. En este tipo de arreglo de laboratorio, el suministro de agua se ajusta de toda manera que la diferencia de carga entre la entrada y la salida permanece constante durante el período de prueba. Después que se ha establecido una tasa constante de flujo el agua recolectada en una probeta graduada durante cierto tiempo.

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El volumen total de agua Q recolectada se expresa como:

Equipos:

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Procedimiento en laboratorio:

1) Se toma una muestra de un suelo granular. Luego se pesó el permeámetro vacío, se colocó en el fondo las piedras porosas, quedando en la parte superior la de mayor tamaño con la cual formaremos el cilindro de arena. 2) Se procedió a agregar 5 capas de la muestra seleccionada del suelo siendo compactadas mediante 25 golpes por un pisón. 3) Determinamos el volumen, el área, el peso y la altura que alcanzo la muestra, luego introducimos las demás piedras porosas y cerramos el equipo. 4) Luego de conectamos el aparato a la manquera, mediante la cual se va a dejar caer el agua al aparato a una altura determinada, que también se toma para el análisis de datos. 5) El caudal debe ser continuo y sin burbujas, luego de mantener el caudal constante se empiezan a tomar tiempos por cada 250 ml y la temperatura y se llena la tabla.

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RESULTADOS:

Fórmulas que utilizaremos en este ensayo son:

Dónde: Kt:

Coeficiente de permeabilidad a temperatura de ensayo

K20: Coeficiente de permeabilidad a 20 °c Tx:

Temperatura del agua del ensayo

T20: Temperatura del agua a 20 °c Q:

Volumen de agua drenada al tiempo del ensayo

L:

Altura de la muestra a ensayar

 A:

Área de la muestra a ensayar

h:

Altura cabeza variable

t:

Tiempo de Q

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DISCUSIÓN:

Es importante saber que el ensayo del coeficiente de permeabilidad se realiza solo para suelo granulares y que el agua que tiene el equipo de permeabilidad siempre se va mantener constante.

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