permeabilidad de suelos II

Introducción
La permeabilidad de un suelo junto con la resistencia al esfuerzo cortante y la comprensibilidad son de las principales propiedades mecánicas estudiadas en la ingeniería geotecnia para definir el comportamiento de un suelo. Esta propiedad, definida por algunos autores como hidráulica, es de primordial importancia en obras tales como presas de tierras, bordos, rellenos sanitarios,pozos de absorción y todas aquellas obras en general que se encuentren sometidos a un flujo de agua u otro tipo de liquido, contaminante o lixiviado.

1. Objetivo
Medir la permeabilidad de los suelos con líquidos considerados como peligrosos, y potencialmente presentes en la infraestructura.
Establecer las diferencias existentes entre la permeabilidad de un suelo a diferentes líquidos.

2.Propiedades Hidráulicas de los Suelos
La permeabilidad puede definirse como la facilidad con que se mueve un fluido a través de un medio poroso. En mecánica de suelos, por lo general, el fluido es agua y el medio poroso es la masa de suelo.
La permeabilidad del suelo es de suma importancia en:
La estimación de la cantidad de agua que se filtra a través o por debajo de presa, diques u otro tipo deestructura que estén sometidas a u flujo.
La evaluación de la subpresión o fuerza de filtración bajo estructura hidráulicas para un análisis de estabilidad.
El diseño de filtros para el control de las velocidades del agua en transito, de tal manera que las partículas de grano fino no sean erosionados de la masa del suelo.
La rapidez de asentamiento (consolidación) en los que el cambio devolumen del suelo ocurre en la medida en que el agua es expulsada de los poros del suelo como un proceso proporcional bajo un gradiente de energía, entre otras.

Ley de Darcy
En 1856, el francés Henry Darcy investigo la características del flujo de agua través de filtros de arena.

Para velocidades pequeñas (flujo laminar), el gasto “Q” es:

Q = K . i . A
Q = Gasto (cm3/seg.)
K =Coeficiente de permeabilidad (cm/seg.)
A = Área total de la sección transversal del filtro.
i = Gradiente hidráulico (perdida o diferencia de carga en una longitud de filtro L)




Velocidad de Descarga o Velocidad de Flujo (V)
También de le denomina, velocidad de acercamiento o velocidad superficial.

V = K . i



Velocidad de Filtración o Velocidad de Escurrimiento (Vf)
Velocidad media deavance de agua en la dirección del flujo.



V = Velocidad de descarga
N = Porosidad de la muestra

Velocidad Real (VR).
También se le denomina, velocidad media real.



Lm = Longitud sinuosa o irregular (m)
L = Longitud teórica recta (m)

Flujo de agua en el suelo y ecuación de energía de Bernoulli
Es posible aplicar la ecuación de Bernoulli (comúnmente se utiliza en el flujoen tuberías) en el análisis de flujo del agua a través de una masa del suelo.
Como es común en Mecánica de Fluidos, la energía, tanto potencial como Cinética, se expresa en términos de alturas o cargas, referidas una línea arbitraria de referencia ubicada convenientemente.



= Carga de posición o de elevación.

= Carga de presión debida a la presión de poro µ.

= Carga de velocidadcuando la velocidad de flujo es V.

Determinación de la Permeabilidad (K).

Permeámetro de la carga Constante.- Generalmente se utiliza para calcular la permeabilidad de los suelos cohesivos.





Para suelos friccionantes finos:




Para suelos friccionantes gruesos:










. Factores que influyen en la permeabilidad de los suelos.
La permeabilidad se ve afectada pordiversos factores inherentes tanto al suelo como a características del fluido circulante. Los principales son:

Las fuerzas de superficie.
La porosidad.
La tortuosidad de los vacíos del suelo.
La relación de vacíos del suelo.
La temperatura del fluido y suelo.
La viscosidad del fluido en movimiento.
La estructuración del suelo.
La humedad del suelo.

Las fuerzas de superficie de los...