permeabilidad en suelos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERÍA Y AGRIMENSURA

Geología y Geotecnia
PERMEABILIDAD DE SUELOS

Autores:
Mg. Ing. Silvia Angelone, Ing. María Teresa Garibay
y Marina Cauhapé Casaux

Setiembre 2006

ÍNDICE
1- Introducción
2-Formas de captación del agua en la naturaleza
2-1 Procedencia del agua en el terreno
2-2 Nivel freático
2-3 Nivelpiezométrico
2-4 Concepto de acuífero
2-5 Clasificación del agua presente en suelos
3-Flujo laminar y turbulento
4- Movimiento del fluido en el suelo. Ley de Darcy. Coeficiente de permeabilidad
4-1 Ley de Darcy
4-2 Gradiente hidráulico
4-3 Coeficiente de permeabilidad
4-3.1 Factores que afectan el coeficiente de permeabilidad del suelo
4-3.1.1Relación de vacíos
4-3.1.2Temperatura del agua4-3.1.3 Estructura y estratificación
4-3.1.4 Agujeros y fisuras
4-3.1.5 Tamaño de partículas
4-3.1.6 Aire encerrado y materiales extraños en vacíos
4-3.2 Valores de coeficiente de permeabilidad
4-4 Velocidad de filtración. Velocidad real
4-5 Validez de la Ley de Darcy
4-6 Coeficiente de permeabilidad en masas estratificadas
5- Determinación del coeficiente de permeabilidad
5-1 Ensayos delaboratorio
5-1.1 Permeámetro de carga constante
5-1.2 Permeámetro de carga variable
5-1.3 Comentarios sobre permeámetros
5-2 Ensayos in situ
5-2.1 Ensayos de carga variable
5-2.2 Ensayo de carga constante
5-2.3 Slug test
5-2.4 Pozos de bombeo
5-3 Métodos empíricos
5-3.1 Fórmula de Allen-Hazen
5-3.2 Fórmula de Schilichter
5-3.3 Fórmula de Terzaghi
5-3.4 Fórmula de Loudón
6- Gradientehidráulico crítico
7- Bibliografía

Geología y Geotecnia – Permeabilidad de Suelos

2

PERMEABILIDAD DE SUELOS

1 INTRODUCCIÓN
Los suelos y las rocas no son sólidos ideales, sino que forman sistemas
con 2 ó 3 fases: partículas sólidas y gas, partículas sólidas y líquido, o bien,
partículas sólidas, gas y líquido. El líquido es normalmente agua y el gas se
manifiesta a través de vapor deagua. Por lo tanto se habla de medios
“porosos”. A estos medios se los caracteriza a través de su “porosidad” y a su
vez esta propiedad condiciona la permeabilidad del medio o del material en
estudio.
Se dice que un material es permeable cuando contiene vacíos continuos,
estos vacíos existen en todos los suelos, incluyendo las arcillas más
compactas, y en todos los materiales deconstrucción no metálicos, incluido el
granito sano y la pasta de cemento, por lo tanto dichos materiales son
permeables. La circulación de agua a través de la masa de éstos obedece
aproximadamente a leyes idénticas, de modo que la diferencia entre una arena
limpia y un granito es, en este concepto, solo una diferencia de magnitud.
La permeabilidad de los suelos, es decir la facultad con la que el aguapasa a través de los poros, tiene un efecto decisivo sobre el costo y las
dificultades a encontrar en muchas operaciones constructivas, como los son,
por ejemplo, las excavaciones a cielo abierto en arena bajo agua o la velocidad
de consolidación de un estrato de arcilla bajo el peso de un terraplén, de allí la
importancia de su estudio y determinación, aspectos que se desarrollarán acontinuación. [5] [7]

2 FORMAS DE CAPTACIÓN DEL AGUA EN LA NATURALEZA
2-1

Procedencia del agua en el terreno
El agua presente en los suelos puede provenir de distintas fuentes:

AGUA DE SEDIMENTACIÓN: Es
sedimentarios al depositarse sus partículas.

aquella

incluida

en

suelos

AGUA DE INFILTRACIÓN: Es la proveniente de lluvias, corriente de
agua o hielos, lagos y mares. [3]
2-2Nivel Freático

Se define como nivel freático al lugar geométrico de puntos del suelo en
los que la presión de agua es igual a la atmosférica. Corresponde además al
lugar geométrico de los niveles que alcanza la superficie del agua en los pozos
de observación en comunicación libre con los huecos del suelo. Por debajo del
nivel freático las presiones neutras son positivas. Para...