Permeabilidad-1 - Apuntes solo permeabilidad apuntes pra repasar, y estudiar PDF

Preview

Summary

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCAUNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA INDUSTRIA Y CONSTRUCCIÓNCARRERA: INGENIERÍA CIVILENSAYO DE PERMEABILIDADAsignatura: Geotecnia / CimentacionesIntegrantes: Neicer Arévalo Damián Cabrera Deiby Tenezaca Lesly Ávila Daniela GarzónCiclo: Noveno CicloDocente: Ing. Luis Mario Al...

Description

GEOTECNIA /CIMENTACIONES UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA INDUSTRIA Y CONSTRUCCIÓN

CARRERA: INGENIERÍA CIVIL

ENSAYO DE PERMEABILIDAD

Asignatura: Geotecnia / Cimentaciones

Integrantes: Neicer Arévalo Damián Cabrera Deiby Tenezaca Lesly Ávila Daniela Garzón

Ciclo: Noveno Ciclo

Docente: Ing. Luis Mario Almache

Indice 1.

Introducción........................................................................................................................2

2.

Objetivo general.................................................................................................................2

GEOTECNIA /CIMENTACIONES 2.1. 3.

Objetivos específicos...................................................................................................2

Marco Teórico.....................................................................................................................3 3.1.

Permeabilidad.............................................................................................................3

3.2.

Método para determinar “K”....................................................................................3

3.2.1.

Permeámetro de carga constante.......................................................................4

3.2.2.

Permeámetro de carga variable.........................................................................4

3.3.

Equipo necesario.........................................................................................................5

3.4.

Material a utilizar.......................................................................................................5

4.

Procedimiento.....................................................................................................................5

5.

Resultados...........................................................................................................................6

6.

Conclusiones.......................................................................................................................9

7.

Bibliografía.........................................................................................................................9

1. Introducción

GEOTECNIA /CIMENTACIONES Este ensayo se realiza en suelos poco permeables, predominantemente suelos finos, tales como arenas finas, mezclas de arena y limo, limos orgánicos e inorgánicos cuyo valor del coeficiente de permeabilidad varía entre 10^(-1) y 10^ (-8) cm/s. El ensayo se lo debe realizar con el mayor cuidado posible, debido a que la cantidad de agua que atraviesa la muestra de suelo, es tan pequeña que es necesario evitar la pérdida de agua por goteo o evaporación que puede ser mucho mayor que la que realmente atraviesa el suelo. La permeabilidad en los suelos juega un papel significativo en proyectos de construcción como presas, filtros y diques entre otros. Es por esto que se hace necesario estudiar e identificar el comportamiento de los suelos en presencia del agua, sabiendo que existen unas características generales, pero cada tipo de suelo tiene comportamientos diferentes. 2. Objetivo general Determinar el coeficiente de permeabilidad de una muestra de suelo mediante el ensayo de carga variable en laboratorio 2.1. Objetivos específicos Comprender la importancia del ensayo de permeabilidad en la práctica ingenieril en el desarrollo de proyectos en donde la presencia de agua sea un factor determinante. Conocer y comprender los procedimientos de laboratorio descritos en la normativa llevándolos a cabo de manera correcta para obtener resultados óptimos.

3. Marco Teórico

GEOTECNIA /CIMENTACIONES 3.1. Permeabilidad Se define como la propiedad que tiene los materiales de dejar pasar un fluido en mecánica de suelos se refiere a la menor o mayor facilidad con la que puede fluir el agua atreves de los vacíos continuos que tenga un suelo.(Cruz, s. f.) El estudio de la permeabilidad es muy importante porque nos permite poder realizar una evaluación de la cantidad de agua que puede filtrar atreves o por debajo de presas o diques, también la evaluación de presión bajo estructuras hidráulica, análisis de su estabilidad; un control de la velocidad de filtración del agua de tal manera que las partículas de grano fino no sean erosionadas. (Cruz, s. f.) V=k.i V: velocidad de descarga; k: coef. De permeabilidad; i: gradiente hidráulico. Gradiente de presión. - Es el resultado de dividir la presión que hace mover el agua para su longitud. 3.2. Método para determinar “K” El coeficiente de permeabilidad k es un producto de la Ley de Darcy. En 1856, Darcy estableció una relación empírica para el flujo de agua a través de medios porosos conocida como Ley de Darcy. La permeabilidad k está en la dimensión de la velocidad. La conductividad hidráulica de los suelos depende de varios factores:  La viscosidad del fluido, ya que existe una relación entre la viscosidad cinemática del agua y la permeabilidad del suelo.  Agujeros y fisuras, creados por vegetación, animales, heladas y cambios extremos de temperatura.  Distribución de tamaño de grano  Relación de vacíos (véase ecuación de Casagrande para la permeabilidad) Grado de saturación del suelo.

GEOTECNIA /CIMENTACIONES 3.2.1.

Permeámetro de carga constante

No se utiliza en suelos poco permeables porque el proceso es demasiado largo, esta prueba consiste en tomar el tiempo en el que pasa una cantidad de agua atreves del suelo, sometido a una carga hidráulica constante . K se calcula por medo de la siguiente ecuación(Angelone, 2006):

K=

Q∗L t∗h∗ A

Dónde: K: coeficiente de permeabilidad h: carga hidráulica constante A: área transversal de una muestra L: longitud de la muestra Q: caudal total del agua t: tiempo transcurrido en la filtración del agua. 3.2.2.

Permeámetro de carga variable

Se utiliza para suelos de baja permeabilidad como pueden ser las arcillas debido a que las dimensiones de este instrumento pueden ser variables ajustándose a las medidas de carga y de tiempo siendo de esta manera sus resultados muy precisos. K se obtiene mediante la siguiente formula(Diaz, s. f.):

K=

h1 2.303∗a∗ L ∗log 10 h2 A∗T

h 2=h 1−

v a

Donde K: coeficiente de permeabilidad (cm/s) a: área de la bureta (cm2) L: altura del permeámetro (cm) A: área del permeámetro T: tiempo (seg)

Ilustración 1: Permeámetro de carga variable https://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Permeabilidad %20en%20Suelos.pdf

GEOTECNIA /CIMENTACIONES h1: altura de la bureta en 1 metro (cm) v: volumen de la lectura en la bureta (cm3) 3.3. Equipo necesario  Permeámetro de Lucita con: piedras porosas, tapa superior e inferior, resorte metálico y conexiones plásticas  Regla graduada  Bureta graduada  Martillo de compactación  Recipiente de vidrio y metálicos  Termómetro, aproximación de 0.1 ℃  Cronometro, aproximación de 0.1 s.  Regla graduada, aproximación de 0.1 cm.  Calibrador  Balanza de precisión, aproximación de 0.1 g.  Horno 3.4. Material a utilizar  Agua  Arena 4. Procedimiento  

     

  

Tener la muestra del suelo a ser ensayado, adicionalmente debemos tener el dato de la densidad seca máxima y humedad óptima del mismo. Determinar y registrar el diámetro interior y la sección transversal del permeámetro, igual al diámetro y la sección transversal, de la muestra del suelo a ensayarse. Colocar la muestra de suelo en el permeámetro y compactar la misma, usando el procedimiento de compactación Proctor estándar. Determinar y registrar el diámetro y la sección transversal de la bureta A continuación, colocamos la parte superior de la cámara y apretamos sus tuercas. Colocamos la regleta y la bureta para poder realizar las lecturas durante el ensayo. Conectamos la bureta mediante una manguera a la entrada del permeámetro para saturar la muestra con agua. Dejar correr el agua a través del tubo y la muestra de suelo, hasta que se estabilice el flujo y proceder a determinar la cantidad de agua que atraviesa la muestra en un determinado tiempo. Determinar y registrar los valores de ∆h1 y ∆h2; así como el tiempo transcurrido para que el nivel de agua pase de la altura ∆h1 a la altura ∆h2. Determinar y registrar la temperatura a la cual se encuentra el agua en el recipiente durante el ensayo Repetir el procedimiento al menos 3 veces.

GEOTECNIA /CIMENTACIONES 5. Resultados a h1 L A

1.76 100 7.4 31.17

DATOS ENTRADA cm2 Área de la bureta cm Altura de la bureta cm Altura del permeámetro cm2 Área del permeámetro

Tabla de viscosidad dinámica

GEOTECNIA /CIMENTACIONES

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS Y MATERIALES

ENSAYO DE PERMEABILIDAD PROYECTO SOLICITADO POR :

FECHA

Densidad de la muestra

gr/cm3

63 mm

Diámetro del Permeámetro Promedio Área del Permeámetro Volumen de la Muestra

Fecha

Hor a

24/11/202 0

24/11/2020

Grupo 4

Lectura cc 3 6

mm 63 mm

Humedad de Compactación Altura del Permeámetro

74 mm mm Promedio

31,172 cm2 Área de la Bureta Diámetro de la Bureta 230,68 cm3 Tem Tiemp Permeab . o Altura . T. Prom. ºC SEG cm cm/seg ºC 16 14

74 mm 1,76 14,97

cm2 mm

Correc. viscoc.

P. 20ºC cm/s 0,000000067627811

0,00113 9

0,000000066838189

121 98,296 5,94E-05 247 96,592 5,87E-05

15

0,000000066622126 9

Fecha

Hor a

Fecha

Hor a

Fecha

Hor a

15

375 94,888 5,85E-05

Lectura cc

Tem . ºC

Tiemp o SEG

Altura cm

Permeab . cm/seg

T. Prom. ºC

Correc. viscoc.

P. 20ºC cm/s

Lectura cc

Tem . ºC

Tiemp o SEG

Altura cm

Permeab . cm/seg

T. Prom. ºC

Correc. viscoc.

P. 20ºC cm/s

Lectura cc

Tem . ºC

Tiemp o SEG

Altura cm

Permeab . cm/seg

T. Prom. ºC

Correc. viscoc.

P. 20ºC cm/s

GEOTECNIA /CIMENTACIONES

Volumen Total Circulado

18

cc

Ing. Luis Mario Almache

Docente de catedra

Promedi o:

0,00000006702937516

Ing. Marcos González Laboratorista

X

6. Conclusiones 

Para que un suelo sea permeable este debe contener espacios vacíos o ser poroso el cual le permite absorber líquido ya que para el ensayo la muestra debe estar en estado saturado.



El coeficiente de permeabilidad para la muestra de suelo analizada en el laboratorio es de 0.000059 (cm/s), lo cual nos indica un suelo permeable.



Hay que tener en cuenta que lo más importante es la optimización del tiempo de saturación de la muestra del suelo.



El material se estudia en estado saturado, ya que por lo general en estado natural in situ, se encuentra por debajo del nivel freático y allí es donde aporta sus cualidades a las obras civiles.



Este ensayo nos permite conocer la permeabilidad del suelo para realizar obras civiles, dependiendo de las características del suelo a ser utilizado en obra, como son para obras con un grado alto de infiltración de agua como sub-drenes y así mismo para obras que sean altamente impermeables como son reservorios de agua u obras que se necesite que no haya infiltración de agua.

7. Bibliografía Angelone, S. (2006). Permeabilidad en Suelos. https://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Permeabilidad%20en%20Suelos.pdf? fbclid=IwAR2FmpBZ3NSlj3Jsb0t-b33fRxS0vLoUo0xy677cQ-uULKicp4Dtk4LOPm0 Cruz, C. A. P. (s. f.). INFORME DE LABORATORIO: PERMEABILIDAD DE SUELOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AGRÍCOLA BOGOTÁ, 11 DE OCTUBRE DEL 2016 INDICE. Recuperado 30 de noviembre de 2020, de https://www.academia.edu/31247582/INFORME_DE_LABORATORIO_PERMEABIL

GEOTECNIA /CIMENTACIONES IDAD_DE_SUELOS_UNIVERSIDAD_NACIONAL_DE_COLOMBIA_FACULTAD _DE_INGENIER%C3%8DA_DEPARTAMENTO_DE_INGENIER %C3%8DA_CIVIL_Y_AGR%C3%8DCOLA_BOGOT %C3%81_11_DE_OCTUBRE_DEL_2016_INDICE Diaz, O. Y. (s. f.). Puesta en funcionamiento del permeámetro de carga variable, un equipo de laboratorio para ensayos de permeabilidad en suelos cohesivos. 60....