Mecánica de suelos

Juliloi

1. Introducción:

Los suelos son permeables al paso de los fluidos debido a que los espacios vacíos que están entre las partículas de suelos, están interconectados. El grado de permeabilidad está caracterizado por el coeficiente de permeabilidad k, también conocido como coeficiente de conductividad hidráulica. El coeficiente de permeabilidad es una constante de proporcionalidad relacionada con la facilidad del movimiento de un fluido a través de un medio poroso.

En la mayoría de los suelos, el flujo de agua a través de los espacios vacíos se considera laminar, en el que tiene validez la ley de Darcy para la velocidad de descarga a través de suelos saturados:

𝑉 = 𝑘𝑖

 Y la velocidad correspondiente del flujo es: 𝑞 = 𝑘𝑖𝐴

Dónde:

 q= cantidad de flujo por unidad de tiempo

k= coeficiente de permeabilidad (unidades de velocidad)

i= Gradiente hidráulico = h/L

 A= área de la sección transversal de la masa de suelos en consideración

 Existen dos métodos directos a través de los cueles se puede determinar el coeficiente de permeabilidad en el laboratorio, ellos son: ·

• Permeámetro de carga constante: para suelos de alta permeabilidad, como arenas y gravas. ·
•  Permeámetro de carga variable: para suelos de mediana permeabilidad a baja permeabilidad, como limos y arcillas.

2. Objetivos: -

 Introducir al estudiante a un método de determinación del coeficiente de permeabilidad de los suelos - Conocer las propiedades hidráulicas de tos suelos - Obtener el coeficiente de permeabilidad k para el suelo en cuestión. - Clasificar el suelo ensayado con base en el valor del coeficiente de permeabilidad obtenido

3.Materiales, equipos y reactivos -

• Permeámetro -
• Probeta de 500 ml -
•  Beacker de 500 ml -
•  Cronómetro

4. Desarrollo de la práctica.

 ENSAYO DE PERMEABILIDAD CABEZA CONSTANTE

 1. Antes de comenzar el ensayo, los estudiantes verificarán que las muestras de suelos a ensayar se encuentren preparadas adecuadamente y saturadas.

2. Determinar las dimensiones de la muestra a ensayar (diámetro y altura)

3. Para iniciar el ensayo, debe establecerse la cabeza hidráulica en el recipiente fuente de agua, para permitir luego el flujo de agua hasta la muestra. Es decir tratar de mantener constante la altura del nivel del agua respecto al fondo del recipiente en la medida que se drena la muestra. Se hace necesario que se garantice a cabalidad el cumplimiento de este aparte.

 4. Mida la altura h existente entre el nivel superior del agua del tanque superior y la boquilla inferior de entrada del agua al cilindro de la muestra de suelo.

5. La altura del agua en el recipiente debe mantenerse constante a lo largo de un ensayo, para este efecto un estudiante vigilará y maniobrará el flujo de agua desde una red externa.

6. La determinación de la permeabilidad de los suelos por el método de cabeza constante, se puede realizar de dos  formas:

•  En la primera de ellas, se determinará el tiempo (t) necesario para que fluya a través de la muestra de suelo un volumen de agua (Q). Para ello, el docente asignará a cada grupo los correspondientes volúmenes a medir. Cada grupo realizará esto usando una probeta (en lo posible de 500 ml para tener más precisión en las lecturas) y midiendo los respectivos tiempos de llenado con un cronómetro. Cada grupo deberá tomar mínimo cuatro lecturas de tiempo para el respectivo volumen de agua asignado.
• .En la segunda de ellas, se determinará el volumen de agua (Q) que pasa a través de la muestra Figura 13: Equipos utilizados en el ensayo de permeabilidad  de suelo en un tiempo (t) determinado. Para ello, el docente asignará a cada grupo los correspondientes tiempos de filtración. Para lo cual con ayuda del cronometro y de la probeta, cada grupo deberá tomar mínimo cuatro lecturas del volumen de agua recogido en el tiempo asignado.

7. Desmonte el equipo cuidadosamente y limpie la zona de realización del ensayo.

ENSAYO DE PERMEABILIDAD CABEZA VARIABLE

 1. Antes de comenzar el ensayo, los estudiantes verificarán que las muestras de suelos a ensayar se encuentren preparadas adecuadamente y saturadas.

 2. Determinar las dimensiones de la muestra a ensayar (diámetro y altura)

3. A diferencia del ensayo de permeabilidad a cabeza constante, en este ensayo el nivel del agua será variable a medida que se cumple el procedimiento.

 4. Deberá permitirse el flujo de agua hacia los tubos de vidrio, para este efecto deberá abrir las válvulas inferiores del permeámetro.

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