Permeabilidad

5. PERMEABILIDAD

Objetivo principal del ensayo
Encontrar por medio de un montaje en laboratorio la permeabilidad de un suelo en específico ya sea grueso o fino utilizando dos métodos, el de cabeza constante y el de cabeza variable, siempre tomando como referencia la aplicación de la ley de Darcy en los dos casos.
Descripción cualitativa del suelo:
Trabajamos dos tipos de suelo en estelaboratorio, uno para cada montaje de cabeza, el primero fue un suelo grueso el cual no contenía más del 10% de material fino y se usó para el método de cabeza constante; el otro fue un suelo fino utilizado en el método de cabeza variable.
Cálculos y resultados:
Ensayo de cabeza constante
Altura del agua constante (h)
29,3 cm
Longitud de la muestra (L)
14,87 cm
Diámetro de muestra (D)
7,603cm
Área seccional de la muestra (A)
45,4 cm2
Volumen tomado en el picnómetro (V)
200 cm3

Para hallar la permeabilidad primero hay que hallar el caudal, el cual se calcula con el picnómetro y el tiempo que demora llenar una cantidad determinada, se da por la siguiente expresión Q=Vol/tiempo
Luego la permeabilidad se halla despejando la formula de caudal tradicional de la ley de Darcy; k=Q.L/h.A y teniendo Q, k=Vol.L/h.A.t
Caudal Q (cm3)
Tiempo t (seg)
Permeabilidad k (cm/seg)
11,71
17,07
0,1309
11,83
16,90
0,1323

Promedio de coeficiente de permeabilidad
0,1316 cm/seg
Tipo de materia (según Casagrande y Fadum)
Mezcla de arenas y cascajos

Ensayo cabeza variable
Altura inicial del agua en la bureta (h0)
90 cm
Longitud de la muestra (L)
7,07 cm
Diámetro de lamuestra (D)
6,34 cm
Área seccional de la muestra (A)
31,57 cm2
Área seccional de la bureta (a)
0,324 cm2
Tiempo inicial (t0)
0 seg

En el ensayo de cabeza variable se halla la permeabilidad de una manera muy distinta al ensayo de cabeza constante, ya que en esté caso el nivel de las cabezas no será el mismo; en este caso entra una nueva formula que surge de la integración de diferenciales,la expresión en la siguiente:
k= a.L/A.t x ln (ho/h1)
Cabeza h1 (cm)
Tiempo t (seg)
Permeabilidad k (cm/seg)
40
2,98
0,0197
40
3,075
0,0191
40
3,15
0,0187

Promedio de coeficiente de permeabilidad
0,0192 cm/seg
Tipo de material (Según Casagrande y Fadum)
Arena limpia

Análisis de resultados
De los resultados que sacamos de laboratorio podemos concluir que al ser el materialde la cabeza constante un material grueso su coeficiente de permeabilidad fue mayor al de el de cabeza variable, lo que es coherente si se piensa que el suelo grueso es más permeable por su gran contenido de vacios.
Los errores de toma de datos están en un rango mayor en este ensayo pues depende de la rapidez a la hora de tomar el tiempo (en cabeza variable y constante), sobre todo en el ensayode cabeza variable donde la rapidez de infiltración del agua daba poco tiempo de reacción al tomar la cabeza inicial.
El saber la permeabilidad del suelo es importante en los proyectos de ingeniería como lo son las represas, los diques, y todas aquellas obras que necesiten de manera esencial el valor de la permeabilidad de un suelo donde se desea asentar una estructura. Por ejemplo a la hora dehacer una represa se debe saber la permeabilidad de los suelos que donde se va a fundar, ya que de esto dependerá si el agua se infiltrará por allí o no, y si lo hace optar por un método que de solución al problema.


Ensayo más preciso de campo para medir las tasas de permeabilidad
Basándose en la textura y la estructura, determine los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidadmás lenta;
 

 
 
Marque con un lápiz de color en sus dibujos los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidad más lenta;
Nota: el agua se filtra en el suelo tanto en sentido horizontal como vertical, pero usted sólo tiene que preocuparse por la filtración vertical, que es la que fundamentalmente tiene lugar en los estanques.
 


Excave un hoyo de aproximadamente 30 cm de...