Mecanica De Suelos

METODO RACIONAL
A pesar de estar basado este método en ciertas hipótesis que generalmente no se cumplen y que se apartan más de la realidad mientras mayor es el área de la cuenca considerada su uso se ha extendido ampliamente en muchos países debido a su gran sencillez. En el sistema métrico se puede escribir de la siguiente manera:
Qp = 0.278 CIA………………………………………………………………..4.4
Donde:
Qp =gasto en pico en m^3/s
C = coeficiente de escurrimiento, adimensional
I = intensidad de la lluvia para una duración igual al tiempo de concentración, en mm/hr
A = área drenada en km^2
0.278 = factor de homogeneidad de unidades
El coeficiente C representa la relación entre el volumen escurrido y el de llovido y depende de las características de la cuenca. En la tabla 4.2 se muestran losvalores de este coeficiente comúnmente empleados.
En caso de que la cuenca por drenar este compuesta por diferentes tipos de suelo, el coeficiente de escurrimiento global C se calcula con las formulas:
C=1=1nC1 A1A
Donde
C = coeficiente de escurrimiento global
Ci = coeficiente de cada área parcial
Ai = área parcial
n= numero de áreas parciales
A = área total de al cuenca

TABLA 4.2VALORES DEL COEFICIENTE c DE LA FORMULA RACIONAL
TIPO DE AREA POR DRENAR | PENDIENTE EN PORCENTAJE | COEFICIENTE DE ECURRIMIENTO, C |
Con céspedSuelo arenosoSuelo arenosoSuelo arenosoSuelo grueso Suelo gruesoSuelo gruesoZonas comerciales Áreas céntricas Áreas vecinales Zonas residenciales Áreas familiares Ares multifamiliares separadas Áreas multifamiliares juntas Áreas suburbanas Áreas deapartamentos habitacionales Zonas industriales ClarosZonas densamente construidas Parques y cementerios Áreas de recreo Patios de FF CCÁreas provisionalesCalles Asfaltadas De concreto Enladrillado Calzadas y banquetas Azoteas y techados Zonas rurales Campos cultivados Zonas forestadas | 22 a 7722 a 77 | 0.05 – 0.100.10 – 0.150.15 – 0.200.13 – 0.170.18 – 0.220.25 – 0.350.70 – 0.950.50 – 0.700.30 –0.500.40 – 0.600.60 – 0.750.25 – 0.400.50 – 0.700.50 – 0.800.60 – 0.900.10 – 0.250.20 – 0.350.20 – 0.400.10 – 0.300.70 – 0.950.80 – 0.950.70 – 0.850.75 – 0.850.75 – 0.950.20 – 0.400.10 – 0.30 |

Una de las hipótesis en que se basa la formula racional expresa que el gasto producido por una lluvia, de intensidad constante sobre una cuenca es máximo cuando dicha intensidad constante sobre unacuenca es, máximo cuando dicha intensidad se mantienen por un lapso igual o mayor que el tiempo de concentración, el cual se define como el tiempo recorrido del agua desde el punto hidráulicamente mas alejado hasta el punto de salida de la cuenca, ya que al cumplir con esta condijo en toda el área de la cuenca contribuye al escurrimiento.
Por consiguiente, es necesario calcular previamente el tiempode concentración para lo cual se emplea alguna de las muchas formulas empíricas que existen, como por ejemplo la determinada por Kirpich que se incluye a continuación:
Tc=0.0662L^0.77S^0.385
Donde

Tc = tiempo de concentración, en horas
L = longitud del cause principal, mas la distancia ente el inicio de este y el parteaguas medida perpendicularmente a las curvas de nivel, en km
S=pendiente del cauce, adimensional, en decimales
Una vez que se ha calculado el tiempo de concentración se puede determinar la intensidad de diseño, a partir de las isoyetas de intensidad duración frecuencia para la Republica Mexicana , elaboradas y publicadas por la SCT para lo cual se considera la duración de la tormenta igual al tiempo de concentración calculado y se fija el periodo de retorno enfunción de la vida útil de proyecto y del riesgo que se puede aceptar de que la obra falle.
Las hipótesis más importantes en que se basa este método racional son las siguientes:
a) La duración de la precipitación coincide con el tiempo de pico del escurrimiento.
b) Todas las porciones de la cuenca contribuyen a la magnitud del pico del escurrimiento.
c) La capacidad de infiltración...