suelos
Páginas: 7 (1565 palabras)
Publicado: 10 de diciembre de 2014
1. PRÁCTICA No. 7
2. PERMEABILIDAD DE CARGA CONSTANTE.
3. OBJETIVO:
El alumno asimilará el procedimiento para determinar la permeabilidad de carga constante en el laboratorio, clasificando el suelo según su permeabilidad para un uso dentro de la construcción de las obras civiles.
4. INTRODUCCIÓN:
En la Mecánica de Suelos, se entiende por permeabilidad a la propiedad quetiene un suelo de dejar pasar el agua a través de él.
Los problemas relativos al flujo de agua caen dentro de dos grupos, principalmente: uno es el flujo laminar, y el otro es el flujo turbulento.
El flujo laminar se define cuando las líneas del flujo no se juntan en toda su trayectoria, mientras que en el flujo turbulento, ocurre todo lo contrario de la condición anterior.
Los cálculos dela permeabilidad y del flujo de agua, están gobernados por la ley de Henry Darcy descubierta en 1856.
Trabajando con dispositivos especiales, Darcy encontró que haciendo variar la longitud de la muestra y la presión del agua, midiendo el gasto a través de la arena, el cual es igual:
Dónde:
Q = Gasto a través de la muestra.
v = Diferencial de volumen.
t = Diferencial del tiempo.Además, encontró que el gasto es directamente proporcional al gradiente hidráulico, entonces:
…………………………………………(1)
Dónde:
Q
=
Gasto o descarga.
A
=
Área total de la sección transversal del filtro.
K
=
Coeficiente de permeabilidad de Darcy.
i
=
Gradiente hidráulico del flujo medido.
Dónde:
L
=
Longitud de la muestra.
h1
=
Altura piezométrica a la entrada.h2
=
Altura piezométrica a la salida.
* Nota.- h1 - h2 es la pérdida de energía sufrida durante el flujo.
Todo lo demostrado con anterioridad es válido sólo, en suelos que contengan un flujo laminar.
La ley de Darcy sufrió numerosos y múltiples investigaciones, con lo que quedó demostrado que esta ley es solo aplicable a suelos de partículas no muy gruesas.
Por lo tanto esta leyse aplica a la mayoría de los suelos naturales (mezclas de limos y arcillas), excepto en las arenas de granos gruesos o gravas limpias, cantos rodados, etc., donde el flujo es turbulento.
El coeficiente “K”, que aparece en la ecuación (1), es el coeficiente de permeabilidad que dimensionalmente resulta equivalente a una velocidad, ya que “i” adimensional; entonces:
Por lo tanto:………………………………………………….(2)
Por lo anterior, la ecuación (2) nos define el coeficiente de permeabilidad de un suelo, como la velocidad del agua a través de la muestra, cuando está sujeta a un gradiente hidráulico.
Determinar correctamente el coeficiente de permeabilidad, es un dato muy importante para el Ingeniero, ya que formará un mejor criterio para proyectar o calcular un problema cualquiera.En esta práctica, y en la anterior, se conocerán a fondo dos procedimientos, pero por ahora sólo mencionaremos algunos métodos:
Directos.
A) Permeámetro de carga variable.
B) Permeámetro de carga constante.
C) Prueba directa de los suelos en el lugar.
Indirectos.
A) Cálculo apoyado en la curva granulométrica.
B) Cálculo apoyado en la prueba de consolidación.
C) Cálculo con la pruebahorizontal de capilaridad.
La permeabilidad se ve afectada por varios factores inherentes, tanto del suelo, como de las características del agua que pasa a través de la muestra. A continuación solo se mencionan los de mayor importancia:
A) La relación de vacíos.
B) La estructura y estratificación del suelo.
C) La existencia de agujeros y fisuras en el suelo.
D) La temperatura del agua.La influencia de la temperatura del agua, es de gran importancia, para poder comparar fácilmente los resultados obtenidos de las pruebas de permeabilidad, es conveniente referirlos a una temperatura.
Este coeficiente está referido a una temperatura de 20 ºC, y como muchas veces las pruebas no se realizan a esta temperatura, a esta se le hace una corrección por viscosidad referido como...
2. PERMEABILIDAD DE CARGA CONSTANTE.
3. OBJETIVO:
El alumno asimilará el procedimiento para determinar la permeabilidad de carga constante en el laboratorio, clasificando el suelo según su permeabilidad para un uso dentro de la construcción de las obras civiles.
4. INTRODUCCIÓN:
En la Mecánica de Suelos, se entiende por permeabilidad a la propiedad quetiene un suelo de dejar pasar el agua a través de él.
Los problemas relativos al flujo de agua caen dentro de dos grupos, principalmente: uno es el flujo laminar, y el otro es el flujo turbulento.
El flujo laminar se define cuando las líneas del flujo no se juntan en toda su trayectoria, mientras que en el flujo turbulento, ocurre todo lo contrario de la condición anterior.
Los cálculos dela permeabilidad y del flujo de agua, están gobernados por la ley de Henry Darcy descubierta en 1856.
Trabajando con dispositivos especiales, Darcy encontró que haciendo variar la longitud de la muestra y la presión del agua, midiendo el gasto a través de la arena, el cual es igual:
Dónde:
Q = Gasto a través de la muestra.
v = Diferencial de volumen.
t = Diferencial del tiempo.Además, encontró que el gasto es directamente proporcional al gradiente hidráulico, entonces:
…………………………………………(1)
Dónde:
Q
=
Gasto o descarga.
A
=
Área total de la sección transversal del filtro.
K
=
Coeficiente de permeabilidad de Darcy.
i
=
Gradiente hidráulico del flujo medido.
Dónde:
L
=
Longitud de la muestra.
h1
=
Altura piezométrica a la entrada.h2
=
Altura piezométrica a la salida.
* Nota.- h1 - h2 es la pérdida de energía sufrida durante el flujo.
Todo lo demostrado con anterioridad es válido sólo, en suelos que contengan un flujo laminar.
La ley de Darcy sufrió numerosos y múltiples investigaciones, con lo que quedó demostrado que esta ley es solo aplicable a suelos de partículas no muy gruesas.
Por lo tanto esta leyse aplica a la mayoría de los suelos naturales (mezclas de limos y arcillas), excepto en las arenas de granos gruesos o gravas limpias, cantos rodados, etc., donde el flujo es turbulento.
El coeficiente “K”, que aparece en la ecuación (1), es el coeficiente de permeabilidad que dimensionalmente resulta equivalente a una velocidad, ya que “i” adimensional; entonces:
Por lo tanto:………………………………………………….(2)
Por lo anterior, la ecuación (2) nos define el coeficiente de permeabilidad de un suelo, como la velocidad del agua a través de la muestra, cuando está sujeta a un gradiente hidráulico.
Determinar correctamente el coeficiente de permeabilidad, es un dato muy importante para el Ingeniero, ya que formará un mejor criterio para proyectar o calcular un problema cualquiera.En esta práctica, y en la anterior, se conocerán a fondo dos procedimientos, pero por ahora sólo mencionaremos algunos métodos:
Directos.
A) Permeámetro de carga variable.
B) Permeámetro de carga constante.
C) Prueba directa de los suelos en el lugar.
Indirectos.
A) Cálculo apoyado en la curva granulométrica.
B) Cálculo apoyado en la prueba de consolidación.
C) Cálculo con la pruebahorizontal de capilaridad.
La permeabilidad se ve afectada por varios factores inherentes, tanto del suelo, como de las características del agua que pasa a través de la muestra. A continuación solo se mencionan los de mayor importancia:
A) La relación de vacíos.
B) La estructura y estratificación del suelo.
C) La existencia de agujeros y fisuras en el suelo.
D) La temperatura del agua.La influencia de la temperatura del agua, es de gran importancia, para poder comparar fácilmente los resultados obtenidos de las pruebas de permeabilidad, es conveniente referirlos a una temperatura.
Este coeficiente está referido a una temperatura de 20 ºC, y como muchas veces las pruebas no se realizan a esta temperatura, a esta se le hace una corrección por viscosidad referido como...
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