ENSAYO DE PERMEBILIDAD DE SUELO LEFRANC

DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO

Uno de las técnicas más sencillas (en cuanto a costos y trabajo) para hallar el coeficiente de permeabilidad en un suelo es el conocido ENSAYO DE LEFRANC. Este tipo de ensayo, a pesar de realizarse normalmente en perforaciones de pocos metros, es muy utilizado en Geotecnia.

El ensayo de Lefranc se utiliza en suelos permeables o semipermeables, de tipo granular, situados por debajo del nivel freático, y en rocas muy fracturadas.

Existen dos métodos para realizar el ensayo de Lefranc:

        Nivel constante: para este procedimiento se debe saturar primero el suelo hasta que el aire de los vacíos sea expulsado y  con esto lograr que haya una infiltración más uniforme en el suelo, todo esto para que se pueda introducir un caudal conocido de manera que se mantenga un nivel constante dentro de la perforación. Cuando se estabiliza este proceso, con la medida conocida del caudal introducido, la longitud y el diámetro de la perforación, es posible calcular la permeabilidad de dicho suelo (ver ecuaciones y cálculos).

El caudal de admisión debe medirse cada 5 minutos, siempre logrando mantener el nivel constante dentro del sondeo durante aproximadamente 45 minutos.

        Nivel variable: en este procedimiento lo que se hace es introducir o extraer un volumen de agua súbitamente en un sondeo1  y medir tiempo-cambio en la altura, con la medición de estos descensos en un tiempo determinado, se puede obtener la permeabilidad (ver ecuaciones y cálculos).

Si se desea es que el nivel del agua ascienda, lo que se hace frecuentemente es que en lugar de inyectar agua, se introduce una barra sólida que hace subir el nivel como si hubiéramos introducido

un volumen de agua igual al volumen de la barra.

 Entre mayor sea la permeabilidad del suelo ensayado, más rápido se volverá a recuperar el nivel.

1Sondeo: perforaciones de pequeños diámetros que permite reconocer la naturaleza y localización de las diferentes capas del terreno, así como extraer muestras del mismo y realizar ensayos in situ.

Para este tipo de ensayo, se utilizan diámetros entre 5 a 10 cm.

ECUACIONES Y CÁLCULOS

Ensayo de Lefranc con nivel constante.

El coeficiente de permeabilidad k, está definido por la siguiente expresión:

Donde:

K: coeficiente de permeabilidad

Q: caudal inyectado

hm: altura del agua dentro del sondeo, por encima del nivel estático previo

C: factor de la forma

donde C se calcula con la siguiente ecuación:

Imagen 1 > tomada de http://web.usal.es/~javisan/hidro/temas/Slug_tests.pdf

NOTA: si la zona filtrante es solamente la boca del sondeo, de diámetro d, puede tomarse

C = 2,75 d

Ensayo de Lefranc con nivel variable.

La permeabilidad para este ensayo se calcula de la siguiente manera:

Donde:

K: Coeficiente de permeabilidad

h1, h2: atura al principio y al final del ensayo

t: tiempo transcurrido entre la observación de los niveles h1 y h2

imagen 2 > tomada de http://web.usal.es/~javisan/hidro/temas/Slug_tests.pdf

                                                                                             L: longitud de la zona filtrante

                                                                                             d: diámetro de la zona filtrante

                                                                                             de: diámetro de la entubación (puede ser igual a d)

IMPORTANTE: esta formulación se aplica igual para la experimentación en descenso o en ascenso con nivel variable.

EJEMPLOS

EJEMPLO 1

En una exploración de 14 cm de diámetro se habilita una sector filtrante de igual diámetro  y de longitud igual a  1 metro.

Después de lo anterior se sube el nivel del agua, tras lo cual se miden dos niveles subsiguientes respecto al nivel inicial: 3,50 m, y una hora después el ascenso residual es de 2,40 m .Evaluar las condiciones hidráulicas.

EJEMPLO 2

En un averiguación de 7 cm de diámetro y una longitud de región filtrante de 140 cm se mantiene estable el nivel a una altura de 5,0m sobre el nivel invariable inicial mediante la introducción de un caudal firme de 10 litros /minutos . Evaluar la permeabilidad.

LINK CON ENSAYOS REALES DE LA EMPRESA INOCSA:http://descargas.alhamademurcia.es/5-PP%20y%20PA%20CONDADO%20DE%20ALHAMA%20SECTOR%20II/ANEXOS/ANEJO%207%20ESTUDIO%20HIDROGEOLOGICO%20Y%20GEOTECNICO/Ap%209.-%20Ensayos%20Permeabilidad/Lefranc_Alhama.pdf

BIBLIOGRAFIA Bibliografía

o Javier Sanchez ,Francisco ; Dpto de Geología. Universidad de Salamanca (España). http://web.usal.es/~javisan/hidro/temas/Slug_tests.pdf

o (2002). Ensayo de Lefranc. En L. G. VALLEJO, Ingeniería Geológica.o Hermoso, F. G. (9 de Enero de 2007). Estudios geotécnicos para caminos rurales.

Laboratorio de Ensayos Técnicos . http://epsh.unizar.es/~serreta/documentos/cr_07_2.pdf.o Civil, D. d. (s.f.). Hidráulica de aguas subterráneas y su aprovechamineto. Universidad de

Chile .

o Páginas con ejemploso http://web.majadahonda.org/perfil/InformacionRelacionada/PROYECTO_67_09/Doc

%20VII%20Estudio%20Geot%C3%A9cnico/Anexos/Anexo%20IV%20-%20Registro

%20de%20Ensayos%20de%20Permeabilidad%20Lefranc.pdfo http://descargas.alhamademurcia.es/5-PP%20y%20PA%20CONDADO%20DE

%20ALHAMA%20SECTOR%20II/ANEXOS/ANEJO%207%20ESTUDIO%20HIDROGEOLOGICO%20Y%20GEOTECNICO/Ap%209.-%20Ensayos%20Permeabilidad/Lefranc_Alhama.pdf

Videos

o http://www.youtube.com/watch?v=0EfVzrqm_CU