Informe-5-suelos-1

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA Facultad de Ingeniería ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL 2016 – 1

Curso

:

MECANICA DE SUELOS I

Tema

:

Permeabilidad de los suelos

Profesor

:

Ing. Carlos Jeri de Pinho

Grupo

:

03

Subgrupo

:

02

Alumnos

:

Sandoval Carranza Yosselin

2016

UNIVERSIDAD RICARDO PALMA - MECÁNICA DE SUELOS

INDICE

      

Objetivos Instrucción Marco Teórico Equipo Procedimiento Cálculos Conclusión

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OBJETIVO

  

Aprender los procedimientos experimentales para calcular el coeficiente de permeabilidad del suelo utilizando permeámetros de carga constante. Analizar e interpretar los resultados obtenidos en la práctica. Determinar la permeabilidad de una arena fina.

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INTRODUCCIÓN

Los suelos y las rocas no son sólidos ideales, sino que forman sistemas con 2 ó 3 fases: partículas sólidas y gas, partículas sólidas y líquido, o bien, partículas sólidas, gas y líquido. El líquido es normalmente agua y el gas se manifiesta a través de vapor de agua. Por lo tanto se habla de medios “porosos”. A estos medios se los caracteriza a través de su “porosidad” y a su vez esta propiedad condiciona la permeabilidad del medio o del material en estudio. Se dice que un material es permeable cuando contiene vacíos continuos, estos vacíos existen en todos los suelos, incluyendo las arcillas más compactas, y en todos los materiales de construcción no metálicos, incluido el granito sano y la pasta de cemento, por lo tanto dichos materiales son permeables.

La circulación de agua a través de la masa de éstos obedece aproximadamente a leyes idénticas, de modo que la diferencia entre una arena limpia y un granito es, en este concepto, solo una diferencia de magnitud. La permeabilidad de los suelos, es decir la facultad con la que el agua pasa a través de los poros, tiene un efecto decisivo sobre el costo y las dificultades a encontrar en muchas operaciones constructivas, como los son, por ejemplo, las excavaciones a cielo abierto en arena bajo agua o la velocidad de consolidación de un estrato de arcilla bajo el peso de un terraplén, de allí la importancia de su estudio y determinación, aspectos que se desarrollarán a continuación.

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MARCO TEÓRICO PERMEÁMETRO DE CARGA CONSTANTE.

En estos aparatos la cantidad de agua que influye a través de una muestra de suelo, de dimensiones conocidas, en un tiempo determinado, puede ser medida. Los niveles de agua a la entrada y salida del permeámetro se pueden mantener constantes a través de cañerías. La pérdida de carga h depende únicamente de la diferencia de los niveles de agua. El diámetro D y la longitud L de la muestra pueden ser medidas. El agua a la salida es recogida en una probeta graduada y la cantidad de descarga Q es medida. Cabe mencionar que este permeámetro es aplicable a los suelos relativamente permeables, por ejemplo, Limos, Gravas y Arenas.

Para poder obtener el coeficiente de permeabilidad (K) de suelos granulares usamos la siguiente fórmula:

𝐾=

Q. L A. t. h

Donde. Q = Caudal (cm³/s). L = Altura de la muestra (cm). A = Sección transversal de la muestra (cm²). t = Tiempo que demora en producirse el caudal(s). h = Carga hidráulica o diferencia de altura (cm).

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EQUIPOS Y MATERIALES  Permeámetro.

 Tanque de agua y abastecedor de agua .

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 Termómetro de laboratorio.

 Probeta graduada.

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PROCEDIMIENTO  Primeramente se satura la muestra y se toma una muestra del suelo saturado para hallar el contenido de humedad.  Una vez instalado el aparato se lo provee de una carga constante de agua al recipiente con escape de modo que sigue se tenga u nivel constante de agua.  Determinar y registrar el diámetro interior, la sección transversal y el peso del permeámetro.  Colocar la muestra de suelo en el permeámetro en tres capas y por cada capa con un pisón se le propina pequeños golpes a manera de compactar para que en seguida sea llevarlo a la balanza (w molde sw).  Conectamos el recipiente con la muestra de suelo saturado mediante una manguera a la entrada de agua del permeámetro en su parte inferior.  Con la ayuda de un balde se lo provee de una carga constante de agua al recipiente con escape de modo que sigue se tenga u nivel constante de agua, hasta que el permeámetro se escurra por la manguera, produciéndose el desagüe del mismo.  Se tomaron los tiempos de vaciado del recipiente para cada 200 ml de volúmenes en la probeta graduada, además de tomar las mediciones necesarias para los correspondientes cálculos.

 Determinamos y registramos la temperatura a la cual se encuentra el agua en el recipiente durante el ensayo para luego hacer la corrección.

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DATOS - CÁCULOS – RESULTADOS

- Diámetros del permeámetro (Ø) Ø1 = 10.13 cm Ø2 = 10.10 cm Ø3 = 10.12 cm

Ø promedio = 10.12 cm

- Alturas del permeámetro (L) L1 = 11.16 cm L2 = 12.00 cm L3 = 12.02 cm

L promedio = 11.73 cm

- Contenido de humedad (ɯ%) Recipiente N° 136 W recipiente = 19.91 gr. W recipiente ɯs = 186.54 gr. W recipiente s = 155.14 gr. W s = 135.23 gr. W ɯ = 11.49 gr. ɯ% = 8.4966 % - Densidad seca (gr/cm³) ɤh /(1+ ɯ% ) = 1.815 -

Calcular el factor de corrección de temperatura (fc) para la viscosidad del agua a Tº de 20º C, mediante la siguiente expresión:

fc = γ t / γ 2 0 Donde: γ t = viscosidad del agua a Tº x γ 20 = viscosidad del agua a Tº de 20º C

-

Calcular el coeficiente de permeabilidad a temperatura estándar de 20º C (K 2 0 ), mediante la siguiente expresión:

K 2 0 = K * fc ( cm/seg )

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CONCLUSIONES  Con los datos ya sacados podemos asegurar que el suelo es una arena limpia Mescla grava arena por sucs sería un SW Arena bien graduada  Es de gran utilidad saber en un momento determinado si un suelo es permeable o no, esto nos ayuda a darnos cuenta si este suelo es apto o no para una obra en común.  Los resultados de este ensayo son usados para estimar la magnitud y velocidad de los asentamientos totales y diferenciales de una estructura o terraplén, información que es de suma importancia en el diseño de estructuras.  Si el suelo es permeable la consolidación será más rápida, esto debido a que el agua será desalojada de los poros más rápidamente.  En la práctica pudimos comprender que la compresión de un estrato de suelo es lento y tardará mucho tiempo en producir un asentamiento.  Podemos ver que el coeficiente de permeabilidad del suelo ”k” es regular ………cm/seg. Esto porque el suelo era una arena y las arenas o suelos finos son regularmente permeables.

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