Permeabilidad (E 130)

Luis Hernando Calderón Turizo ¿??????

Claudia ¿???????????

Raúl Andrés Torres Ballén 2063115

Resumen

Se dice que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende del tipo de material, de la naturaleza del fluido, de la presión del fluido y de la temperatura. La penetrabilidad suele considerarse sinónimo de permeabilidad. Para ello calculamos una constante K de permeabilidad para clasificar el suelo.

PALABRAS CLAVES

Permeabilidad: capacidad de un material para permitir que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna.

Absorción: captación de una sustancia por otra.

Humedad: medida del contenido de agua en el suelo

Caudal: Cantidad de un líquido o un gas que fluye en un determinado lugar por unidad

de tiempo.

OBJETIVO GENERAL

Determinar a través del ensayo la constante de permeabilidad de un suelo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Analizar y comprender el comportamiento del suelo cuando es sometido a un caudal de agua constante.

Obtener información de un material acerca de sus condiciones hidráulicas e hidrogeológicas en lugares donde se ubique la cimentación de una obra proyectada.

MATERIAL Y EQUIPOS

Balanza o báscula electrónica. Permeámetro con 5 piedras porosas. Embudo con manguera Probeta de 1000 ml Cronometro. Pisón.

MARCO TEORICO

La permeabilidad de un suelo se mide a través del coeficiente de permeabilidad K, que es un parámetro que define la mayor facilidad o dificultad que el suelo ofrece al flujo de agua.

Darcy a mediados del siglo XIX, quien definió este parámetro para arenas. Posteriormente, se demostró que esta ley era igualmente válida para otros suelos, incluyendo suelos mucho menos permeables, tales como arcillas. Aunque la ley de Darcy se puede utilizar también para el flujo de otros líquidos, cuando en geotecnia se entrega un valor k, se entiende que estamos hablando de su permeabilidad frente al flujo de agua.

La permeabilidad de los suelos varía varios órdenes de magnitud. Así, que para una arena limpia, el coeficiente de permeabilidad, k, puede variar entre 10 - -2 y 10 - -4 cm/s, para una arcilla este valor puede oscilar entre 10—5 y 10—8 cm/s.

PROCEDIMIENTO

Se toma una muestra de 1000 gr la cual paso por el tamiz 3/8”, se peso el permeámetro vacio, luego se coloco en el fondo las piedras porosas, quedando en la parte superior la de mayor tamaño con la cual formaremos el cilindro de arena, se procedió a agregar 5 capas de la muestra seleccionada del suelo siendo compactadas mediante 25 golpes por un pisón; determinamos el volumen, el área, el peso y la altura que alcanzo la muestra, luego introducimos las demás piedras porosas y cerramos el equipo.A continuación conectamos el aparato a la manguera, mediante la cual se va a dejar caer agua al aparato a una altura determinada, que también se toma para el análisis de datos, el caudal debe ser continuo y sin burbujas, luego de mantener el caudal constante se empiezan a tomar tiempos por cada 200 ml y se llena la tabla.

TABLAS

Variación de la Viscosidad con Respecto a la Temperatura

TEMPERATURA [ºC] VISCOSIDAD[P]0 0.017855 0.01519

10 0.0130615 0.013920 0.0100325 0.0089330 0.008

Clasificación de los suelos según sus coeficientes de Permeabilidad

Grado de Permeabilidad

Valor de K [cm/s]

Textura del Suelo

Elevada >10-1 Grava a media gruesa

Media 10-1 – 10-3 Grava Fina, Arena Media a

Fina, DurasBaja 10-3 – 10-5 Arena muy

Fina, SM, limos a Loes

Muy Baja 10-5 – 10-7 Limos densos ML, arcillas

Impermeable < 10-7 CL a CH Homogéneo

Ensayo de Permeabilidad Cabeza ConstanteDatos de la Muestra

Diámetro [cm] 7.5Área, (A) [cm2] 44.17864669Longitud Muestra (L) [cm] 8Volumen [cm3] 353.4291735Peso Muestra [gr] 556Densidad [gr/cm] 1.573158193Humedad 16.68 %Temperatura [ºC] 25Altura Agua [cm] 113.5Viscosidad (n20) 0.01003nT (25ºC) 0.00893

CALCULOS

K= Q∗LA∗h∗t

Ensayo de Cabeza ConstanteEnsayo 1 t [s] Q [cm3] K [cm/s]

12,07 200 0,0264365311,93 200 0,02674677

13,8 200 0,0231223813,23 200 0,02411859

10 200 0,03190889Promedio 12,206 200 0,02614197

OBSERVACIONES

Eliminar las burbujas de aire del tanque de agua, la probeta y la manguera antes de evaluar la muestra.

El material a ser evaluado debe ser pasado por el tamiz número 3/8”.

CONCLUSIONES

El método de ensayo utilizado es aplicable para un flujo unidimensional dentro de los materiales porosos.

BIBLIOGRAFIA

Manual del Ingeniero Civil Tomo I. Mac Graw Hill: México, sección 5-6.

Instituto Nacional de Vías INVIAS Norma I.N.V. E – 130 – 07.

http://construaprende.com/lab/17/prac17_2.html