Mecanica De Los Suelos

PROPIEDADES HIDRAULICAS DE LOS SUELOS

PERMEABILIDAD DEL SUELO

En general todos los tipos de suelos son permeables, teniendo en cuenta que unos son más permeables que otros. Se define la permeabilidad como la velocidad de un fluido en atravesar la muestra o suelo.

El flujo del agua a través de medios porosos está demostrado por la ley de Henri Darcy en 1956, el cual manifiesta o deduce la siguiente formula final v = ki, en donde v; es la velocidad que el flujo atraviesa la muestra; k es el coeficiente de permeabilidad e i es el gradiente hidráulico.

Se demuestra que en esta ley la velocidad de flujo es directamente proporcional al gradiente hidráulico luego el flujo en el suelo es laminar. Si excavamos dos huecos cercanos con pendiente moderada y uno lo llenamos de agua nos podemos dar cuenta que la otra excavación también se llenara de agua aunque el nivel variaría según la saturación y el tipo de terreno, en esto se baso la experiencia de Darcy y es básicamente lo que define la permeabilidad del suelo.

PRUEBAS PARA DETERMINAR LA PERMEABILIDAD

Hay varios procedimientos para definir la permeabilidad de los suelos. Los llamados directos, porque se basan en pruebas cuyo objetivo fundamental es la medición del coeficiente y otros llamados indirectos que esencialmente su objetivo es definir otros parámetros.

DIRECTOS

* Permeámetro de carga constante.

* Permeámetro de carga variable.

* Prueba directa de los suelos en el lugar.

INDIRECTOS

* Calculo a partir de la curva granulométrica.

* Calculo a partir de la curva de consolidación.

* Calculo con la prueba horizontal de capilaridad.

El valor de k se calcula por medio de la ecuación

K = QL/hAt 5

En la que Q es el volumen de agua de descarga; L la longitud de la muestra en la dirección del flujo; A el área de la sección transversal de la muestra; h la carga hidráulica y t el tiempo. Midiéndose estas cantidades al hacer la prueba.

Para este caso vamos a dar un ejemplo de la prueba de permeámetro de carga constante.

Se toman tres muestras de diferente granulometría en recipientes, luego se determina el diámetro interior del permeámetro, se arma el permeámetro colocando una pieza porosa al interior de este después se introduce una capa de suelo, se compacta unas 25 veces y así sucesivamente hasta llenar la parte inferior del aparato en seguida se coloca otra pieza porosa y a continuación se coloca la parte superior del permeámetro, después se mide la distancia entre piedras porosas esta será la altura de la muestra a continuación se coloca en la parte superior un conducto que nos lleva al embudo para proveer el ensayo de agua esto será la carga de agua y se puede ajustar subiendo o bajando el embudo, se vierte agua en el embudo dejando pasar a través de las válvulas permaneciendo que el suelo se sature a un 100 por ciento después se mide la distancia de las válvulas del permeámetro esto será la carga de agua medida en centímetros se abren las válvulas y se vierte agua en el embudo hasta carga constante posteriormente se coloca un recipiente en la parte inferior del permeámetro y se toma el tiempo necesario para captar un determinado volumen de fluido . Este procedimiento se realiza con todas las muestras.

PERMEABILIDAD DE LOS DEPÓSITOS ESTRATIFICADOS

La permeabilidad en estratos en diferentes direcciones puede variar sustancialmente, la relación del promedio de los coeficientes de permeabilidad varia en la mayor parte de los suelos desde uno o dos hasta diez aproximadamente.

PRUEBA DE BOMBEO DE CAMPO.

El Proyecto Chingaza es uno de los sistemas de abastecimiento de agua potable para la ciudad de Bogotá, para la construcción de este megaproyecto fue necesaria entre varias actividades la aplicación de pruebas de bombeo para garantizar resultados de permeabilidad del suelo en donde se construirá la estructura. Se hace una prueba perforando un pozo del cual se bombea y varios otros en los cuales se observe la posición del nivel del agua. Los pozos de observación se perforan a varias distancias del pozo de bombeo, siguiendo dos líneas rectas, una orientada aproximadamente en la dirección de la corriente natural de a agua subterránea si existe y la otra en ángulo recto a la primera. Una vez que se ha establecido el flujo, y los niveles del agua en todos los pozos se puede calcular el coeficiente de permeabilidad.

PRESION EFECTIVA Y PRESION DE PORO

La presión s, que actúa en un suelo, es la suma de la presión s' transmitida a las partículas (esqueleto del suelo) y aquella transmitida a través del agua, que halla en los poros del suelo a esto se le denomina presión de poros.

Cuando un suelo está sometido a presiones, solamente el esqueleto del suelo opone resistencia a su deformación. El agua como es incompresible y no tiene resistencia al corte, no se opone a la deformación, es "neutra"; de ahí que a la presión de poros se la llame también "presión neutra" y a la presión intergranular se la denomina " presión efectiva", pues esta última es la presión real que se opone a la deformación y posterior falla de un suelo.

PRESIONES

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