Trabajo Investigacion 2 - Propiedades Hidraulicas de los Suelos

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación

Mecánica de Suelos[pic 1]

INDICE

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………………………………….....3

1        Propiedades  hidráulicas de los suelos…………………………………………………………………4A

2        Ensayos de Permeabilidad……………………………………………………………………………….…4B

3             Permeabilidad de las masas estratificadas de suelos………………………………………………6B

4        Esfuerzos totales, efectivos y neutros…………………………………………………………………..8B

5          Gradiente hidráulico critico…………………………………………………………………………………10

CONCLUSIÓN…………………………………………………………………………………………………………………..11

ANEXOS……………………………………………………………………………………………………………………………12

INTRODUCCIÓN

Las propiedades hidráulicas del suelo desempeñan un papel importante a la hora de determinar la calidad del suelo y del medio ambiente y la capacidad del suelo para servir al ecosistema. Las propiedades hidráulicas del suelo controlan la retención de agua, la velocidad del flujo de agua y el destino de los nutrientes, los productos químicos y los contaminantes en el suelo, y determinan la accesibilidad de las plantas para la absorción de agua, el crecimiento de los cultivos y la calidad del medio ambiente. Las propiedades hidráulicas del suelo son útiles para predecir la relación planta-agua, el movimiento y el almacenamiento del agua, el riego y el drenaje, la lixiviación de nutrientes, la gestión de la escorrentía y de las cuencas, la planificación de los cultivos y la evaluación del potencial productivo de los suelos y los modelos hidráulicos y climáticos.

DESARROLLO

1        Propiedades  hidráulicas de los suelos

Las tres propiedades hidráulicas del suelo sobre las que la temperatura tiene sus efectos más pronunciados son la conductividad hidráulica, el potencial mátrico y el contenido de vapor de agua. Existen teorías bien desarrolladas sobre el efecto de la temperatura en la conductividad hidráulica y el contenido de vapor de agua. A pesar de las intensas investigaciones llevadas a cabo en la última mitad del siglo XX, el mecanismo responsable del efecto de la temperatura sobre el potencial mátrico aún no se ha dilucidado. La conductividad hidráulica está inversamente relacionada con la viscosidad del fluido. Las viscosidades de los fluidos, incluida el agua, disminuyen proporcionalmente al exponente del recíproco de la temperatura, de modo que la conductividad hidráulica aumenta con el incremento de la temperatura. El valor absoluto del potencial mátrico disminuye linealmente con la temperatura. La disminución media para los suelos estudiados hasta ahora es de -0,8% K-1. En los suelos secos, el transporte de agua en la fase gaseosa puede ser comparable al de la fase líquida. La presión parcial del vapor de agua y su difusividad aumentan exponencialmente con la temperatura.

2        Ensayos de Permeabilidad

La permeabilidad del suelo, o conductividad hidráulica, es la velocidad del flujo de agua a través de los materiales del suelo, y es una característica esencial en un amplio espectro de disciplinas de ingeniería y ciencias de la tierra.

Los ingenieros geotécnicos y civiles, los hidrogeólogos, los edafólogos y los científicos medioambientales utilizan esta información para proyectos como las cimentaciones estructurales, los terraplenes, las presas de tierra, la gestión de inundaciones, la infiltración de efluentes, etc. No es de extrañar que la porosidad y la permeabilidad de los suelos estén relacionadas.

Factores que afectan a la permeabilidad del suelo

Los huecos del suelo crean una vía fácil para el movimiento del agua, pero otros factores como el gradiente hidráulico, el tipo de suelo, la textura y la distribución del tamaño de las partículas también afectan a la permeabilidad.

La ley de Darcy, que dicta todos los resultados de las pruebas de permeabilidad del suelo, es una ecuación que describe el movimiento de los fluidos a través de un medio poroso. Esta ecuación define el coeficiente de permeabilidad o la conductividad hidráulica de los suelos, una relación entre la velocidad del fluido a través de la matriz del suelo y el gradiente hidráulico.

Coeficiente de permeabilidad

El coeficiente de permeabilidad (K) es la velocidad en metros o centímetros por segundo del agua a través de los suelos. Los suelos de grano fino, como las arcillas, pueden tener valores de alrededor de 10-8 metros/segundo o inferiores, o una formación de arena y grava puede tener 10-4 metros/segundo o más.

La permeabilidad del suelo puede estimarse utilizando métodos empíricos como la cartografía del suelo, la textura del suelo o la distribución del tamaño de las partículas. Sin embargo, hay una gran variedad de métodos de ensayo de laboratorio y de campo que facilitan la medición directa de estas propiedades. El tipo de suelo y la finalidad del ensayo, la precisión requerida y el tipo de muestra influyen en el método de ensayo seleccionado.

Cómo se mide la permeabilidad del suelo

Las pruebas de permeabilidad del suelo se realizan en condiciones de cabeza constante o de cabeza descendente:

• La prueba de cabeza constante: Se refiere a un aparato en el que la misma elevación relativa de la parte superior de la columna de agua (presión de cabeza) permanece sobre la muestra durante toda la prueba. Es una prueba válida para suelos con un alto índice de flujo, como arenas y gravas, pero también para algunos suelos arcillosos.
• El ensayo de cabeza descendente: Permite que la cabeza disminuya a medida que el agua se infiltra en la muestra, disminuyendo la presión en el transcurso del ensayo. Los métodos de cabeza descendente se limitan generalmente a los suelos de grano fino.

3      Permeabilidad de las masas estratificadas de suelos

Una masa de suelo está compuesta por pequeñas partículas sólidas que llamamos granos de suelo. Estos granos de suelo, al depositarse en una masa de suelo, se disponen de manera que queda una cantidad de espacio vacío entre ellos. A estos espacios los llamamos huecos.

Y la propiedad del suelo que permite que el agua o cualquier líquido fluya a través de sus huecos se llama permeabilidad. La permeabilidad es la facilidad con la que el agua puede fluir a través de los suelos.

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