Informe de Permeabilidad

INFORME DE PERMEABILIDAD.

OSCAR FELIPE SILGADO VILORIA. MARIO ALBERTO PATERNINA BARRETO. JOSE DAVID VARGAS DE ARCE.

Ing. LEONARDO TOSCANO Docente

UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL GEOTECNIA I SINCELELJO, SUCRE 2011

INTRODUCCION. La permeabilidad es la capacidad de un material para que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma 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. La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos: 

la porosidad del material;



la densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura;



la presión a que está sometido el fluido.

Para ser permeable, un material debe ser poroso, es decir, debe contener  espacios vacíos 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. En geología la

determinación

de

la

permeabilidad

del suelo tiene

una

importante incidencia en los estudios hidráulicos portante del sustrato (por  ejemplo previo a la construcción de edificios u obras civiles), para estudios de erosión y para mineralogía, entre otras aplicaciones. La permeabilidad del suelo suele aumentar por la existencia de fallas, grietas,  juntas u otros defectos estructurales. Algunos ejemplos de roca permeable son la caliza y la arenisca, mientras que la arcilla o el basalto son prácticamente impermeables.  A continuación en el siguiente trabajo se realizara un laboratorio de permeabilidad en el que el principal objetivo es estudiar la permeabilidad del suelo y analizar sus relaciones gravimétricas; El

ensayo

determina

el

coeficiente de permeabilidad ( K ) de una muestra de suelo granula r  o cohesiva ,

en tendiendo por

permeabilidad, la propiedad de un suelo que

permite el paso del agua a través de sus vacíos, bajo la acción de una carga hidrostática. No todos los suelos tienen la misma permeabilidad, de ahí que se los haya dividido en suelos permeables e impermeables, estos últimos son generalmente suelos arcillosos, donde la cantidad de escurrimiento del es pequeña y lenta.

agua

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL 

Medir la permeabilidad de un suelo granulares

BJETIVOS ESPECIFICOS 

Obtener el coeficiente de permeabilidad K para el suelo en cuestión.



Obtener las relaciones gravimétricas del tipo de suelo estudiado



Determinar el peso específico saturado de las muestras de suelo.



Determinar os esfuerzos verticales en dos puntos.

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS. 

Permeámetro.



Fuente de agua.



Buretas.



Cronómetro.



Beaker.



Flexómetro.

Vestido y calzado apropiado

CÁLCULOS Y RESULTADOS. 

Datos de laboratorio.

Para permeabilidad.            

Tiempo 1 = 25,13 seg Tiempo 2 = 33,23 seg Tiempo 3 = 25,73 seg Volumen 1 = 86 ml Volumen 2 = 115 ml Volumen 3 = 90 ml Diámetro del cilindro = 10,83 cm Piezómetro a 15cm = 151 mm Piezómetro a 25cm = 324 mm Piezómetro a 35cm = 520 mm Piezómetro a 45cm = 597 mm Piezómetro a 55cm = 597 mm

Para la muestra de suelo, tipo Arena    

Volumen del Beaker = 300cm3 Volumen de agua= 185cm3 Peso del Beaker= 270gr  Peso de la arena= 692 gr 

Para la muestra de suelo, tipo Grava:     

Volumen del Beaker = 400cm3 Volumen de agua= 165 cm3 Peso del Beaker= 242gr  Peso de la grava= 818 gr  Peso de grava + agua= 982gr 



Cálculos de permeabilidad.

Determinamos el caudal (Q).

  

                                              Determinación de gradiente hidráulico (i).

   Solamente determinaremos la permeabilidad para arena por ende solo hallaremos el gradiente hidráulico para la arena, tomaremos las lecturas de los piezómetros a 25 cm y a 35 cm.

      Determinación del área de la sección transversal del cilindro (A).

           Ahora determinamos la permeabilidad de la arena (k).

         Determinamos la velocidad de descarga

V  :

            



Cálculos de esfuerzos.

Determinamos el γzat para la muestra de arena.

W T= (Peso de la arena + agua) - Peso del Beaker  W T=808gr-270gr=538gr  W s= Peso de la arena - Peso del Beaker  W s= 692gr-270gr=422gr  W w = WT-Ws W w=422gr-538gr= 116gr  Vs= Volumen total – volumen del agua Vs=300 cm3- 185cm3=115 cm3

Volumen (V).

Peso (w)

3

(cm )

(gr)

Aire 115

300 Agua 185

Sólidos

116

538

422

Peso especifico seco:

                Peso especifico de los sólidos:

                 Peso especifico saturado:

                  

Determinamos el γzat para la muestra de grava.

W T= (Peso de la grava + agua) - Peso del Beaker  W T=982gr-242gr=740gr  W s= Peso de la grava - Peso del Beaker  W s= 692gr-242gr=576gr  W w = WT-Ws W w=740-576gr= 164gr  Vs= Volumen total – volumen del agua Vs=400cm3- 165cm3=235 cm3

Volumen (V).

Peso (w)

3

(cm )

(gr)

Aire 165

400

235

Agua

164

Sólidos

576

740

Peso especifico seco:

               Peso especifico de los sólidos:

                Peso especifico saturado:

                  

600mm

Nivel del agua

Agua 460mm Arena

Punto A (350mm) 150mm Grava

Punto B (50mm) 0 mm

Determinamos los esfuerzos para un punto A que está a 350 mm desde la base. Esfuerzos totales verticales.

             Presión de poros de agua.

             Esfuerzos efectivos verticales.

         Determinamos los esfuerzos para un punto B que está a 50 mm desde la base. Esfuerzos totales verticales.

                         

Presión de poros de agua.

                 Esfuerzos efectivos verticales.

        

ANALISIS DE RESULTADOS. Realizando un análisis detallado de este ensayo de laboratorio, podemos decir  que los resultados obtenidos fueron resultados lógicos y coherentes, teniendo en cuenta la gran inexperiencia de nosotros en estos ensayos. En la determinación de caudales se tomaron tres tiempos para tres volúmenes que fueron aproximados a 100 ml, estos datos arrojaron tres caudales cuyos valores se asemejaban, estos tres valores se promediaron y obtuvimos un valor  para el caudal de agua que atravesaba la muestra de suelo que estaba dividida entre arena y grava (suelos gruesos). Luego con las lecturas piezometricas y con las longitudes se procedió a determinar el valor del gradiente hidráulico para la arena, tomamos las lecturas de los piezómetros que estaban ubicados a 25cm y a 35cm, ya que estos piezómetros estaban en la muestra de arena, el gradiente hidráulico nos dio de 1,96, un valor bastante alto esto por ser un suelo grueso. Todo esto con el fin de determinar el valor de la permeabilidad (k), para esto usamos la formula Q=KiA, donde A es el área transversal del tubo, este cilindro tenía un diámetro de 10,83 así se determino el área. La permeabilidad para la muestra de suelo (arena) obtenida fue de

 , este valor es admitido para una arena  

uniforme y para una arena bien gradada, esto según la tabla que está en los anexos (rango de valores de coeficientes de permeabilidad). Para la grava no se determino el coeficiente de permeabilidad, puesto que el último piezómetro no funcionaba, además la grava tiene una relación de vacios bastante alta lo que permite el paso del agua rápidamente, esto provoca que la permeabilidad para la grava se desprecie. Para terminar se escogieron dos puntos uno en la arena que llamamos A y otro en la grava que llamamos B, a una altura arbitraria. Esto para determinar los esfuerzos verticales y efectivos verticales, para esto determinamos los pesos específicos saturados de la muestra de arena y de grava y con la altura se determinaron los esfuerzos y la presión de agua, cabe analizar que para el punto A la presión de agua fue mayor que el esfuerzo total vertical, esto gracias a que el nivel del agua estaba muy por encima de la muestra de arena. Para la grava los esfuerzos obtenidos fueron normales.

CONCLUSIONES. Para concluir este informe de laboratorio podemos decir que fue mucho lo que se aprendió, ya que se aplicaron en el laboratorio los conocimientos obtenidos en la clase, esto fue muy provechoso para nosotros quienes somos ingenieros en formación y que sabemos que en un futuro todos estos nuevos conocimientos nos serán de ayuda para algún problema en particular .  A pesar de nuestra inexperiencia en este tipo de ensayos logramos cumplir los objetivos propuestos, y determinar unos resultados coherentes y al parecer  buenos. Es de gran utilidad saber en un momento determinado si un suelo es permeable o no, esto nos ayuda a darnos cuenta si este suelo es apto o no para una obra en común.

ANEXOS.

Permeámetro

Materiales usados

BIBLIOGRAFIA.



Braja M. Das. Fundamentos de ingeniería geotécnica



http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratori o/permeabilidad.pdf 



http://es.wikipedia.org/wiki/Permeabilidad

PROCEDIMIENTO. PERMEABILIDAD

Montar la muestra de arena y grava en el permeámetro

 Agregar agua

Medir el tiempo de un flujo de 1000 ml (aprox)

Tomar lecturas piesometricas del agua a diferentes profundidades

Hacer calcular el gradiente hidráulico y la permeabilidad.

Tomar muestras de:

GRAVA

 ARENA

Calculamos el γz (gama saturado) Y los esfuerzos.