Permeabilidad

Relación de vacios

Cuando un suelo es comprimido o vibrado, el volumen ocupado por sus elementos sólidos permanece invariable, mientras que el volumen de vacios disminuye, por lo tanto la permeabilidad del suelo también disminuye.

Existen expresiones que permiten relacionar el coeficiente de permeabilidad con la relación de vacios, pero se deben adoptar ciertas hipótesis cuyo carácter permita que las conclusiones del análisis den información cuantitativa correcta.

Casagrande propone la siguiente ecuación para el coeficiente de permeabilidad k:

K= 1.4 e2k0.85

Donde k0.85 es el valor del coeficiente de permeabilidad para una relación de vacios e=0.85.

Esta ecuación se expresa en curvas para arenas finas y medianas limpias de granos de buena cubicidad.

7.4.2 Temperatura

De un análisis teórico surge que el valor del coeficiente de permeabilidad del suelo es proporcional a la viscosidad cinemática del agua, expresado mediante la relación

k1/k2=u1/u2

Donde:

U=n/p= (n*g)/Ɣw [m2 / seg]

Representa la viscosidad cinemática del agua, n la viscosidad del agua, g la aceleración de la gravedad y Ɣw el peso especifico del agua.

El valor del coeficiente de permeabilidad obtenido mediante ensayos, depende de la temperatura a la que fueron realizados, normalmente se les suele referirá una temperatura T=20°C, para los cuales se tiene:

Kt= k20 v20/vt

Donde el subíndice t hace referencia a los resultados de la prueba. La relación planteada anteriormente es válida para arenas y presenta pequeñas desviaciones para arcillas.

7.4.3 Estructura y estratificación

El coeficiente de permeabilidad de un suelo inalterado es distinto al del mismo suelo remoldeado, cambia su estructura y estratificación. En el remoldeado quedan libres partículas de suelo, que al fluir el liquido las mueve y reacomoda, obstruyendo canales. En otras ocasiones son arrastradas al exterior, con lo cual el valor del coeficiente de permeabilidad varia durante la realización de ensayo, esto ocurre en general en suelos con valores de coeficiente de permeabilidad k entre 10-5 y 10-3 cm/seg.

En particular, si una arcilla es amasada a contenido de humedad constante, su valor de k disminuye con respecto a su valor original a kr (coeficiente de permeabilidad remoldeado). Para mayoría de las arcillas inorgánicas, la relación k/ kr no es mayor de 2. Para arcillas orgánicas y algunas margas con estructura de conglomerado dicha relación puede llegar a valores de 30.

Debe tenerse en cuenta además, que los coeficientes de permeabilidad horizontal y vertical difieren la mayor parte de las veces y a su vez los valores en sentido horizontal pueden ser diferentes si el suelo presenta estratificación.

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