red de flujo

Flujo de agua
a traves
de suelos
/

4a. edición
corregida y aumentada
Avances en Hidráulica 4

Dr. Raúl Flores Serrones

-

IMTA
Asociación Mexicana de Hidráulica
Instituto Mexicano de Tecnología del Agua
México, 2000

FLUJO DE AGUA A TRAVÉS DE SUELOS
Raúl Flores Serrones

Flujo de agua a través de suelos
Avances en Hidráulica 4

AMH IMTA
México, 2000

551.483
Bl6Flores Serrones, Raúl
Flufo de agua a través de suelos J Raúl Flores Serrones.- México: AMH, IMTA, 2000.
255 pp. 17 x 23 cm (Avances en Hidráulica)
ISBN 968-7417-24-2
l. Hidráulica 2. Suelos 3. Flujos de agua.

Coordinación editorial:
Subcoordinación de Editorial y Gráfica.
Revisión literaria:
Antonio Requejo del Blanco.
Diseño de portada:
Gema Alín Martínez Ocampo.
Diagramación yfonnación:
Luisa Guadalupe Ramírez Martínez.
Ilustraciones:
Gema Alín Martínez Ocampo
Luisa Guadalupe Ramírez Martínez.
Ricardo Espinosa Reza.
Sulmaro Espinoza Colín.
Primera edición: 1997.
Segunda edición: 1998.
Tercera edición: 1999.
Cuarta edición: 2000.
~Asociación Mexicana de Hidráulica
Camino Santa Teresa 187
Col. Parques del Pedregal
14010, México, D.F.
© Instituto Mexicano deTecnología del Agua
Paseo Cuauhnáuac 8532,
62550 Progreso, Morelos

ISBN 968-7417-24-2
Hecho en México- Printed in Mexico

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN
1 CONCEPTOS BÁSICOS DE HIDRÁULICA
1.1 Flujo laminar y flujo turbulento
1.2 Velocidad de descarga y velocidad de flujo
1.3 Ley de Darcy
1.4 Determinación del coeficiente de permeabilidad
1.5 Gradiente hidráulico
2 SOLUCIONES GRÁFICAS DEFLUJO ESTABLECIDO
MEDIANTE REDES DE FLUJO
2.1 Justificación teórica y principios básicos
2.2 Reglas empíricas para la construcción de redes de flujo
2.3 Condiciones a lo largo de la superficie libre
2.4 Condiciones de entrada y salida de la línea superior de flujo
2.5 Red de flujo en canales

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11
11
15

16
17

24

27
27
31
40
41
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3 CÁLCULO DE FLUJO A TRAVÉS DE PRESAS3.1 Soluciones matemáticas rigurosas y aproximadas para secciones homogéneas
3.2 Derivación original de Dupuit basada en suposiciones y su validez rigurosa
3.3 Métodos aproximados para calcular el flujo a través de presas de tierra
homogéneas e isotrópicas
3.4 Condiciones de transferencia cuando existe cambio de permeabilidad
3.5 Flujo a través de suelos anisotrópicos
3.6 Ejemplos de redes deflujo en secciones estrechas

59
59
66

69
81
94
112

4 FUERZAS DE FLUJO: MECANISMOS Y CONTROL DE
LA TUBIFICACIÓN
4.1 Gradiente hidráulico crítico y fuerza de flujo
4.2 Mecanismo de falla por tubificación (piping)
4.3 Diseño de filtros

125
125
129
137

5 PROBLEMAS DE FLUJO NO ESTABLECIDO
5.1 Vaciado y llenado rápido de una presa
5.2 Drenaje en pavimentos de aeropuertos
6FLUJO ESTABLECIDO A TRAVÉS DE LAS CIMENTACIONES
DE PRESAS Y DE SUS LADERAS
6.1 Flujo a través y por debajo de una presa
6.2 Flujo a través de las laderas

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!57

7 FLUJO A TRAVÉS DE POZOS
7.1 Introducción
7.2 Pozos individuales
7.3 Pozos con penetración parcial
7.4 Radio de influencia
1.5 Consideración de varios pozos en el cá1culo del abatimiento
7.6 Efecto de un pozo cerca de undepósito de agua
7. 7 Pozos de recarga
7.8 Flujo no establecido en pozos
7.9 Obtención de nivel de recuperación

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191
I9I
200

APÉNDICE A

168
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181
I84

203
203
209
215
217
227

REDES DE FLUJO EN SECCIONES COMPUESTAS
EN PRESAS

231

APÉNDICES

TEORÍA DE LA SECCIÓN TRANSFORMADA

237

APÉND!CEC

LÍNEAS DE IGUAL PRESIÓN O ISOBÁRICAS

241

APÉNDICEDTRANSFORMACIONES CONFORMALES

245

REFERENCIAS

253

INTRODUCCIÓN

Este libro tiene por objeto establecer la teoría y los métodos que hoy en día se utilizan
para el diseño, construcción o reparación de cimentaciones de estructuras de obra civil, sujetas al flujo de agua. Ello incluye las excavaciones para el desplante de edificios
localizados en áreas que requieren el abatimiento del...