ADA 2 Permeabilidad Y Flujo DE AGUA EN Suelos PDF

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁNCAMPUS DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIASFACULTAD DE INGENIERIAINGENIERA CIVILADA 2. PERMEABILIDADY FLUJO DE AGUA ENSUELOSDocente: Ing. Javier Ricardo Uicab AmayaGrupo: AMateria: Mecánica de suelos 2Estudiante: Marisel Karimi Dzib RamírezFecha de entrega: 17/09/UNIVERSI...

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN CAMPUS DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIERIAS FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERA CIVIL

ADA 2. PERMEABILIDAD Y FLUJO DE AGUA EN SUELOS Docente: Ing. Javier Ricardo Uicab Amaya

Grupo: A

Materia: Mecánica de suelos 2

Estudiante: Marisel Karimi Dzib Ramírez

Fecha de entrega: 17/09/2021

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN INGENIERÍA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS II TAREA 2. PERMEABILIDAD Y FLUJO DE AGUA EN SUELOS. Objetivo: Que el alumno pueda entender los conceptos relacionados a la permeabilidad y al flujo del agua dentro de los suelos, y sea capaz de encontrar valores para los parámetros relacionados a los mismos temas. Instrucción: Resuelve los problemas que se presentan a continuación. 1. Refiérase a la figura 4.20. Encuentre la tasa de flujo en m 3/s/m de longitud (perpendicular a la sección transversal mostrada) a través del estrato de suelo permeable con H = 4 m, H1 = 2 m, h = 3.1 m, L = 30 m, α = 14° Y k = 0.05 cm/s. DATOS H= 4 m H1= 2 m h = 3.1

α

L = 30 m

H’

α = 14° k = 0.05 cm/s.

Para hallar la tasa de infiltración se usa: 𝑞 = 𝑣𝐴 Para hallar el área transversal: 𝐴 = 𝐻 ′(1) 𝐴 = (1.94 𝑚 )(1 𝑚 ) = 1.94 𝑚2 Donde 𝐻′ = 𝐻1𝑐𝑜𝑠𝛼 = (2 𝑚) cos(14) = 1.94 𝑚 Para hallar la velocidad se tiene

𝑣 = 𝑘𝑖 = (0.05 Donde 𝑖 =

∆ℎ 𝐿′

=

𝑐𝑚 𝑠

3.1 30.918

)(

1𝑚 𝑚 ) (0.10026) = 5.013 𝑥10−5 𝑠 100𝑐𝑚

= 0.10026 𝑦 𝐿′ =

𝐿 𝐶𝑜𝑠 𝛼

=

30

𝐶𝑜𝑠14

= 30.918 𝑚

Para hallar la tasa de infiltración se usa: 𝑞 = 𝑣𝐴 = (1.94 𝑚2 ) (5.013𝑥10−5

𝑚 𝑚3 ) = 9.72522𝑥10−5 𝑠 𝑠

2. Para una prueba de permeabilidad bajo carga constante en arena, se dan los siguientes valores: • L = 350 mm • A = 125 cm2 • h = 420 mm • Agua recolectada en 3 min = 580 cm3 • Relación de vacíos de la arena = 0.61 Determine: a. Permeabilidad k (cm/s). 𝑐𝑚 3 ) (35 𝑐𝑚) 𝑐𝑚 𝑞𝐿 𝑠 = 0.02147 = 𝑘= 2 𝑠 (42 𝑐𝑚)(125 𝑐𝑚 ) ℎ𝐴 (3.22

El gasto lo hallamos 𝑞 =

𝑉 𝑡

580𝑐𝑚3

= 3 min(60) = 3.22

𝑐𝑚3 𝑠

b. Velocidad de infiltración. Para hallar la velocidad de descarga: 𝑐𝑚 𝑣 = 𝑘𝑖 = (1.2) (0.02147 ) = 0.025764 𝑐𝑚/𝑠 𝑠 El gradiente hidráulico es igual a:

42 𝑐𝑚 = 1.2 35 𝑐𝑚 1+𝑒 1 + 0.61 𝑐𝑚 𝑣𝑠 = 𝑣 ( ) = (0.025764 𝑐𝑚/𝑠) ( ) = 0.0680 𝑠 𝑒 0.61 𝑖=

3. Para una prueba en laboratorio de permeabilidad bajo carga constante, se dan los siguientes valores: L = 250 mm y A = 105 cm2. Si el valor de k = 0.014 cm/s y debe mantenerse una tasa de flujo de 120 cm3/min a través del suelo, ¿cuál es la diferencia de carga h a través de la muestra? Determine también la velocidad de descarga bajo las condiciones de la prueba. Para hallar la velocidad de descarga:

DATOS

𝑣 = 𝑘𝑖 = (1.34 ) (0.014

L = 250 mm

𝑐𝑚 ) = 0.01876 𝑐𝑚/𝑠 𝑠

El gradiente hidráulico es igual a:

A = 105 cm^2 q = 120 cm^3/min

𝑖=

k = 0.014 cm/s 𝑘=

34.013 𝑐𝑚 = 1.36 25 𝑐𝑚

𝑞𝐿 𝑞𝐿 (120 𝑐𝑚3 /60 𝑠 𝑚𝑖𝑛)(25 𝑐𝑚) 𝑑𝑒𝑠𝑝𝑒𝑗𝑎𝑚𝑜𝑠 ℎ => ℎ = = 0.014𝑐𝑚 ℎ𝐴 𝑘𝐴 ) (105 𝑐𝑚 2 ) ( 𝑠 ℎ = 34.013 𝑐𝑚

4. Para una prueba de permeabilidad con carga variable, se dan los valores: • Longitud de la muestra de suelo = 200 mm • Área de la muestra de suelo = 1000 mm2 • Área de la bureta = 40 mm2 • La diferencia de carga en el tiempo t = O es de 500 mm • La diferencia de carga en el tiempo t = 3 min es de 300 mm a. Determine la permeabilidad del suelo en cm/s. k = 2.303

aL h1 500 (40)(200) = 0.0227 𝑚𝑚/𝑠 = 2.27𝑥10−3 𝑐𝑚/𝑠 log 10 = 2.303 log 10 300 At (1000)(180) h2

b. ¿Cuál es la diferencia de carga en el tiempo t = 100 s? k = 2.303

aL h1 log10 h2 At

2.27x10−3 cm/s = 2.303

50 log 10 h2 (100)(10)

(0.40)(20)

0.1232 cm/s = log10

50 h2

Se aplica propiedades de logaritmo:

100.1232 =

50 ℎ2

Despejamos h2 ℎ2 =

50

100.1232

= 37.65 𝑐𝑚 = 376.5 𝑚𝑚

Estrategia de evaluación: Se elaborará un documento (Word o PDF) con la resolución de los problemas; el cual será entregado en la plataforma Teams; la fecha de entrega será el vienes 17 de septiembre del 2021. Estándares de evaluación: RUBRO

VALOR PORCENTUAL

Presentación y formato.

20

Detalle de procedimiento.

40

Resultado correcto.

40...