PERMEAMETRO -RUBIÑOS SALAZAR

8/13/2019 PERMEAMETRO -RUBIOS SALAZAR

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Universidad Nacional del Santa

Rubios Salazar Doris 2

PERMEABILIDAD

La permeabilidad es la propiedad del suelo que indica la facilidad relativa con la

que el fluido puede atravesarlo. La gama de permeabilidad es extremadamenteamplia variando desde 1 cm/seg para las gravas hasta 10 -8 para las arcillas.El paso del agua a travs de los intersticios o poros se llama (PERCOLACIN).Lossuelos que son suficientemente poros que permiten percolacin en gradoconsiderable se llaman permeables y cuando la percolacin es muy pequea sonimpermeables.

Todos los suelos son permeables puesto que siempre es posible que el agua sefiltre a travs de los poros de su masa.

Una buena permeabilidad es un factor favorable en el caso de:

a. Cimientos:puesto que el asentamiento de una estructura dependa de la velocidadcon que se elimina la humedad que se encuentre en el suelo que la soporta.

b. En rellenos de carreteras y ferrocarrilesc. Subrasantes de carreteras.

A veces conviene suelos que sean poco permeable como es el caso de:

a) Ciertas partes de una represa de tierra, con el objeto de impedir la salida del

agua de un reservorio.b) En canales no revestidos: para impedir el escape del agua.c) En tanques, pavimentos, muros de stanos, etc.

Se puede medir en el terreno o laboratorio debido a que la permeabilidad dependemucho de la estructura del suelo (tamao de las partculas, relacin de vacos, lacomposicin, la estructura y el grado de saturacin) o del fluido (viscosidad, pesoespecfico y polaridad).

Las pruebas en el laboratorio permiten estudiar la relacin entre a permeabilidad yla relacin de vacos por lo cual suelen realizar habitualmente cuando no sedispone de medidas de campo.

Hay varios procedimientos para la determinacin de la permeabilidad de lossuelos: unos directos, as llamamos porque se basan en pruebas cuyo objetivofundamental es la medicin del coeficiente K, otros indirectos proporcionando, enforma secundaria, por pruebas y tcnicas, que primeramente persiguen otros fines.


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Estos mtodos son los siguientes:

a) DIRECTOS:

1. Permemetro de carga constante2. Permemetro de carga variable3. Prueba a4.

b) INDIRECTOS:

1. Calculo a partir de la curva granulomtrica2. Calculo a partir de la prueba de consolidacin3. Calculo con la prueba horizontal de capilaridad

LEY DE DARCY:

El flujo de agua a travs de medios porosos, de gran inters en la Mecnica de Suelos,est gobernada por una Ley descubierta experimentalmente por Henry Darcy en1856.Darcy investig las caractersticas del flujo del agua a travs de filtros, formadosprecisamente por materiales trreos, lo cual es particularmente afortunado para laaplicacin de los resultados de la investigacin a la Mecnica de Suelos.

Trabajamos con dispositivos de diseo especial, Darcy encontr que para velocidadessuficientemente pequeas, el gasto queda expresado por:

DONDE:

A =es el rea total de la seccin transversal del filtro.

i = el gradiente hidrulico de flujo, medido con la expresin:

i = (h1h2 )/L

La ecuacin de continuidad del gasto estable :

Q =Av

Siendo A el rea del conducto y v la velocidad del flujo, llevando esta expresin a la leyde Darcy,se deduce que :

v = Ki

Q= dv/dt =KAi (cm3/seg)


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O sea que el intervalo en que la ley de Darcy es aplicable, la velocidad del flujo esdirectamente proporcional al gradiente hidrulico, esto indica que, dentro del campo de

aplicabilidad de la ley de Darcy, el flujo en el suelo es laminar. La ley de es aplicable asuelos de partculas no muy gruesas, quedando excluidos las gravas limpias, cantasrodadas,etc.

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD (K)

Es una constante fsica de Proporcionalidad: Se le puede definir el coeficiente K de unsuelo como la velocidad de agua a travs del mismo cuando est sujeta a una gradientehidrulico unitario. Es obvio que en el valor numrico de K se reflejan propiedades fsicasdel suelo y en cierta medida ese valor indica la mayor o menor facilidad con que el aguafluye a travs del suelo, estando sujeta a una gradiente hidrulico.

LA CONSTANTE K DE PERMEABILIDAD ESTA DADA PARA LA FRMULA:

DONDE:

a = Seccin transversal de la bureta.

L = Longitud de la muestra de suelo en el permemetro

A = Seccin transversal del permemetro

T0= Instante en el que el nivel de agua en la bureta est en t 0

T1=Instante en el que el nivel de agua en la bureta est en h 1

H0, h1= Altura entre las que se determina a permeabilidad

La permeabilidad a la temperatura T, kT, puede reducirse a la correspondiente a 20 C,

k2 o C, mediante la expresin:

k20C = T x kT /20C

DONDE:

K20C = permeabilidad a la temperatura de 20C

kT = permeabilidad de la temperatura T

20C = viscosidad del agua a la temperatura de 20C

T= Viscosidad del agua a la temperatura T


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GRADO DE PERMEABILIDAD VALOR DE K (cm/seg)

Elevado Superior a 10- Medio 10 -1- 10-3Bajo 10-3 - 10-5Muy bajo 10-5 - 10-7Prcticamente impermeable Menos de 10-7

TIPO DE FORMACIN VALOR DE K (cm/seg)

Depsitos fluviales Hasta 0.40Depsitos glaciales 0.05Depsitos elicos 0.10.3

TIPOS DE SUELO VALOR DE K (cm/seg)Arcilla - 10-4Arcilla Arenosa 10-410-8Limo 10-810-7Turba 10- -10- Arena fina 10-610-5Arena Gruesa 10-510-4Arena gravosa 10-410-3Grava - 10-2


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PERMEAMETRO DE CARGA CONSTANTE

Ofrece el mtodo ms simple para determinar el coeficiente de permeabilidad de esesuelo de rea transversal Ay longitud L, confinada en un tubo, se somete a una carga

hidrulica h. El aguafluye a travs de lamuestra, midindosela cantidad (en cm3que pasa en el tiempot .En suelos pocopermeable, el tiempode prueba es tan largoque deja de serprctico.

Aplicando la ley deDarcy:

V = es la mencionadacantidad de agua

El gradiente hidrulico

medio vale :

i = h/L

El coeficiente K dePermeabilidad es :

K = VL/hAt

V = KAit


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PERMEMETRO DE CARGA VARIABLE

En este tipo de permemetro se mide la cantidad de agua que atraviesa unamuestra de suelo, por la diferencia de niveles en tubo alimentador. Estepermemetro puede ser utilizado en suelos finos y grueso variando el dimetro deltubo alimentador, pero lo ms comn es utilizarlo con los suelos finos pocospermeables.Al ejecutar la prueba se llena de agua el tubo vertical del permemetro,observndose su descenso a medida que el agua atraviesa la muestra.

Con referencia a la figura ilustrativa:

a= rea del tubo vertical de carga

A= rea de la muestra

L= Longitud de la muestra

h1= Carga hidrulica al principio de la prueba

h2 = Carga hidrulica al final de la prueba

hc= Altura de ascensin capilar, que debe deducirse de la lectura total del tubo

de carga.t= Tiempo requerido para que la carga hidrulica pase h1 a h2

dt= tiempo, la cantidad de agua cm 3 que atraviesa la muestra, segn la Ley deDarcy

dV = K A i dt = KA h dt /L (1)

Al mismo tiempo, en el tubo vertical, el agua tiene un descenso dh y el volumen

del agua que atraves la muestra en el tiempo dt, podr expresarse

dV = -adh (2)

(1) y (2) pueden igualarse:

KA h dt/L =-a dh


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Dnde:

El permemetro de carga hidrosttica variable, nos permite tener fuertes cargashidrulicas la cual la obtencin de K de un suelo poco permeable.


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MATERIAL Y EQUIPO

Recipiente para colocar la muestra (que puede ser un tubo, un frasco o

cualquier otro objeto de forma cilndrica).Dos tapones de hule, o cualquier otro objeto que nos permita aislar ambosextremos del recipiente.Un tubo capilar que ser utilizado en el permemetro de carga variable.-Probeta graduada con llave de paso.-Termmetro-Balanza-Cronmetro

-Vernier-Piedra porosa-Manguera-Bases de permemetrosFrasco para suministrar suero


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El Permemetro de Guelph

Es un permemetro fcil de usar para una medida rpida y exacta in - situ de laconductividad hidrulica. La evaluacin exacta de suelo del que la conductividadhidrulica, adsorcin del suelo, y potencial de flujo matricial puede hacerse entodos los tipos de suelo. El equipo puede ser transportado, montado, y deoperativa fcil por una persona. Las medidas pueden hacerse entre 1/2 a 2 horas,segn el tipo de suelo, y requerir slo unos 2.5 litros de agua. Las medidas puedenhacerse en la horquilla de 15 a 75 cm bajo la superficie de suelo.

El Permemetro de Guelph es un equipo completo que consiste en elpermemetro, trpode de campo, barrena, preparacin de la perforacin y

herramientas de limpieza, contenedor de agua plegable, y bomba de mano devaco, todos embalados para su transporte. Hay accesorios disponibles paraampliar la capacidad de medida del permemetro. Los accesorios de profundidadaumentan la profundidad de operacin en 80 cm. la profundidad mximaalcanzable es de 315 cm. Los accesorios acopladores de anillos permiten medidasde anillos de dimetro de 10 cm y 20 cm. Un adaptador de tensin permite que lasmedidas sean hechas bajo tensin a muy bajas condiciones de carga. Los infiltrmetros de anillo y tensin estn tambin disponibles como unidadesindependientes. Las unidades independientes vienen como equipos que incluyen

caja de transporte y todos los artculos necesarios de hacer medidas.


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PERMEAMETRO DE COMPACTACIN

Los permemetros K-610 y K-612 estn diseados para llevar a cabo ensayos depermeabilidad, bien sea de carga constante o descendente, en suelos sin

alteracin, remodelados o compactados. Las unidades estn compuestas por unmolde de compactacin y un brocal estndar, fijados entre la base de aluminiofundido y la parte superior del equipo.

PERMEAMEATRO EN MINIATURA

El permemetro Miniatura ha sido desarrollado para llevar acabo estudios de permeabilidad de carga constante o decarga variable, tanto en suelos cohesivos como no cohesivos.

Debido a sus pequeas dimensiones internas, la unidadpermitrealizar ensayos bien sea de especmenes extradosde grandes muestras de bloques de suelo no alterado, demuestras de suelo no alterado obtenidos mediante losmtodos de tubo de paredes finas o de pistn, o de muestrasextradas de especmenes compactados den laboratorios


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CONJUNTO PERMEAMETRO DE ALTA PRESIN

El permemetro k-670 ha sido especialmente para llevar acabo ensayos deespecmenes de roca, suelos qumicamente solidificados, productos industriales y

similares. Las cabezas y tubo del permemetro estn construidos especialmentepara llevar estudios de permeabilidad de alta presin, as como los ensayosestndar a baja presin. La unidad es capaz de mantener una presin de 400kPa.El tamao de la muestra utiliza con este permemetro es de aproximadamente33.3 mm (1-15/16)de dimetro por 71.4 mm (2-13/16)de longitud.

La unidad se suministra completa con indicadores de presin, pipeta indicadora,vlvulas y accesorios .El tanque de agua que contiene el fluido de permeabilidadmide aproximadamente 102 mm (4) dedimetro, por 508 m (20) de longitud. Elsistema incorpora un regulador de control de presin de gas sensibilidad, con el finde mantener una presin constante sobre el espcimen durante largos periodos detiempo.

La facilidad de aplicar una carga de alta presin utilizando aire comprimido ,haceque este permemetro sea especialmente adecuado para realizar ensayos sobremateriales de baja permeabilidad, aplicando el mtodo de carga descendente.Asimismo ,la sonda y vlvula situadas en la parte superior del permemetro y el

tanque de agua de larga seccin transversal ,permiten aplicar una formulasimplificada ,similar a la que se utilizar con el mtodo de carga constante ,paracalcular el coeficiente de permeabilidad.


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PERMEMETRO A CARGA CONSTANTE YVARIABLE DE 6 PUESTOS

Este aparato est diseado para permitir ensayos depermeabilidad a carga constante y variable, en suelosgranulares compactos.Formado por banco soporte pintado, con tubos, vlvulas,tubera de conexin y depsito de agua con alturaregulable.El equipo admite clulas de 4 y 6 de dimetro, que

deben pedirse por separado.Dimensiones: 1600 x 700 x 2300 mmPeso: 120 kg

AccesoriosS0509 Clula de 4 construida en acero.S0510 Clula de 6 construida en acero.S0511 Piedras porosas 100 mmS0512 Piedras porosas 150 mm

PERMEMETRO COMBINADO A CARGA CONSTANTE YVARIABLE

Permemetro combinado a carga constante y variable,de 4 puestos de trabajoEste aparato est diseado para permitir ensayos depermeabilidad a carga constante y variable, en suelos

granularescompactos.Formado por banco soporte pintado, con tubos,vlvulas, tubera de conexin y depsito de agua conaltura regulable.El equipo admite clulas de 4 y 6 de dimetro, quedeben pedirse por separado.Dimensiones: 1100 x 700 x 2200 mmPeso: 90 k
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PERMEMETRO DE CARGA CONSTANTE

Utilizado para determinar la permeabilidad en terrenos granulares,gravas y arenas. Conjunto formado por:S0506 Panel metlico con tres tubos de carga constante, escalagraduada y accesorios de conexin.Dimensiones: 210 x 50 x 1160 mmPeso: 5 Kg

AccesoriosS0506/1 Clula de permeabilidad constante 75 mm, con tres puntosde presin a diferentes niveles para conectar los tubos de cargaconstante. Construida en cuerpo de aluminio anodizado y cuerpoacrlico de plexigls.Peso: 3 KgS0506/2 Clula de permeabilidad constante 114 mm, con seispuntos de presin a diferentes niveles para conectar los tubos decarga constante. Construida en cuerpo de aluminio anodizado ycuerpo acrlico de plexigls. Si se utiliza esta clula es necesario tenerdos paneles metlicos S0506.Peso: 7 KgS0506/3 Tanque de nivel constante, fabricado en plexigls. Los nivelesde entrada y salida de agua pueden regularse en altura. Peso: 3 kg
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PERMEMETRO DE CARGA VARIABLE

Utilizado para determinar la permeabilidad en terrenos arcillosos y limos. Lamuestra es confinada dentro del permemetro al cual se conecta el tubomanomtrico lleno de agua. La muestra debe saturarse completamente con aguaantes del ensayo, y el operador medir en el tubo el agua recogida despus dehaber atravesado la muestra.

El equipo est formado por:- Panel metlico con tres tubos manomtricos de 3, 4 y 6 mm respectivamentepara los diferentes grados de permeabilidad.

- Clula de permeabilidad de 4 (101,6 mm) completo con base perforada ymalla en acero inox.- Tanque de agua con llave- Tubos y conexionesPeso: 18 kg

Accesorios:S0505/1 Clula de permeabilidad de 6 (152,4 mm) completo con base

perforada y malla en acero inox.S0505/2 Tanque desaireador de 20 l de capacidad.S0505/6 Colector de aguaV0410 Bomba de vacoS0506/7 Tubo de goma de 3 m de longitud
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PERMEMETRO PLSTICO

Diseado para determinar rpidamente la permeabilidad y para observar elfenmeno de las arenas movedizas. Construido en plstico transparente, permiteobservar el comportamiento del suelo y el flujo de agua durante el ensayo.La clula de 63 mm, admite muestras hasta 254 mm de alto.Junto con la clula se suministra una escala graduada y un tubo capilar. Sesuministra con toda la tubera necesaria, y conexiones para entrada y salidade agua.Peso: 2 kg
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BIBLIOGRAFIA

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