Ensayo Permeabilidad

ENSAYOS DE PERMEABILIDAD USANDO EL PERMEAMETRO DE PARED FLEXIBLE (ASTM D5084-90)





RESUMEN

Se describe brevemente la norma de ensayo ASTM D5084 para realizar ensayos de permeabilidad en laboratorio mediante un permeámetro de pared flexible. También se presenta el equipo disponible en el Laboratorio Geotécnico del CISMID de la Universidad Nacional de Ingeniería y los resultadosobtenidos para diferentes muestras de suelos impermeables ensayados a nivel nacional con la metodología indicada.

La principal ventaja del permeámetro de pared flexible, es que permite saturar los suelos finos y realizar el ensayo de conductividad hidráulica a un nivel controlado de esfuerzos efectivos. El equipo es capaz de aplicar contrapresión y por lo tanto disminuir el tiempo paraalcanzar la saturación de los suelos finos, tanto inalterados como compactados. El equipo permite realizar hasta tres ensayos de permeabilidad en simultáneo.

Se presentan resultados de ensayos de permeabilidad en muestras de los diques de las lagunas de oxidación de Trujillo y del núcleo de la Presa Pomacocha del proyecto Marca II, que fueron realizados en el Laboratorio Geotécnico del CISMID – UNIpara los consultores de los proyectos.


INTRODUCCIÓN

Uno de los principales inconvenientes que se tiene al realizar ensayos de permeabilidad en suelos finos (arcillosos) usando el permeámetro de pared rígida es que no se sabe con certeza si el espécimen esta completamente saturado, otro inconveniente es el tiempo que tarda el fluido en atravesar el espécimen (en muestras compactadas ala densidad del ensayo Proctor Modificado se tarda aproximadamente dos semanas). Es por las razones indicadas que el Laboratorio Geotécnico del CISMID se vio en la necesidad de adquirir el equipo de Permeabilidad de Pared Flexible


ALCANCES

Este método de ensayo cubre las mediciones de laboratorio de la conductividad hidráulica (también referida como coeficiente de permeabilidad) demateriales porosos saturados en agua con un permeámetro de pared flexible. Este método de ensayo puede utilizarse con muestras inalteradas o remoldeadas (compactadas), que tienen una conductividad hidráulica menor o igual que 1x10-5 m/s (1x10-3cm/s). La conductividad hidráulica de materiales con conductividad mayor que 1x10-5 m/s puede ser determinada por el método de ensayo ASTM D2434, que utilizael permeámetro de pared rígida.


DEFINICIONES

Conductividad Hidráulica (k).- Es la velocidad de descarga de agua bajo condiciones de flujo laminar a través de una sección transversal unitaria de un medio poroso y bajo condiciones de temperatura estándar (20ºC).

Donde:
v = velocidad de flujo.
k = constante de flujo o coeficiente de permeabilidad.
i = gradiente hidráulico =ΔH/ΔL (Fig.1)









Figura (1): Flujo unidimensional en el suelo



ΔH = diferencia de cargas de presión en un trayecto de flujo de longitud ΔL
Por tanto, la cantidad de flujo está dada por:


Donde:
q = cantidad de flujo por unidad de tiempo.
A = área a través de la cual se verifica el flujo.

Coeficiente dePermeabilidad (k).- La capacidad de un suelo para permitir que lo atraviese el agua recibe el nombre de permeabilidad. El coeficiente de permeabilidad (k) puede definirse como la velocidad de flujo producida por un gradiente hidráulico unitario (ver ecuación 1). El valor de k se usa como una medida de la resistencia al flujo ofrecida por el suelo, y son varios los factores que intervienen, como lossiguientes:

a) La densidad del suelo.
b) La distribución de tamaños de partículas del suelo.
c) La viscosidad del agua en el suelo, que varía con la temperatura.
d) El grado de saturación y presencia de burbujas de aire atrapadas en el suelo.


ENSAYOS DE PERMEABILIDAD CON PERMEÁMETRO DE PARED FLEXIBLE

Se describe a continuación el proceso de preparación del espécimen, el proceso...