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COEFIFICIENTE DE PERMEABLIDAD – METODO DE CABEZA CONSTANTE Y VARIABLE

ANYELO JOSE MOYA GUTIERREZ KAREN PAOLA JAIMES ANGARITA LAURA VANESSA GOMEZ MINDIOLA LUIS ALEJANDRO OSIO CHURIO NAILA NATALIA SANDOVAL FLOREZ

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL PAMPLONA-NORTE DE SANTANDER 2015

COEFIFICIENTE DE PERMEABLIDAD – METODO DE CABEZA CONSTANTE VARIABLE

ANYELO JOSE MOYA GUTIERREZ KAREN PAOLA JAIMES ANGARITA LAURA VANESSA GOMEZ LUIS ALEJANDRO OSIO CHURIO NAILA NATALIA SANDOVAL FLOREZ

INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS 1

ING. VICTOR HUGO VERJEL TARAZONA

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL PAMPLONA-NORTE DE SANTANDER 2015

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CONTENIDO Pág. 1.

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 9

2. OBJETIVOS ................................................................................................................ 10 2.1 OBJETIVO GENERAL ........................................................................................... 10 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................................. 10 3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................................... 11 3.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA .............................................................................. 11 3.2 JUSTIFICACIÓN .................................................................................................... 11 5. MATERIALES Y METODO.......................................................................................... 16 5.1 MATERIALES ........................................................................................................ 16 5.2 METODOLOGÍA..................................................................................................... 16 6. DESARROLLO DEL LABORATORIO ........................................................................ 18 6.1 ANÁLISIS DEL DESARROLLO DEL LABORATORIO ........................................... 19 CONCLUSIONES ............................................................................................................ 20 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 21

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LISTA DE FIGURAS

Pág. Figura 3. Montaje de cabeza variable.

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Figura 4. Montaje de cabeza constante.

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LISTA DE TABLAS

Pág. Tabla 4.1. Fuente. JUÁREZ BADILLO, Eulalio y RICO RODRÍGUEZ, Alfonso. Mecánica de Suelo, México: Limusa, 2005. p.198.

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Tabla 6.1. Datos de permeabilidad cabeza constante

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Tabla 6.2. Datos de permeabilidad cabeza

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TABLA 6.3. Datos de permeabilidad cabeza variable

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LISTA DE ANEXOS

Pág. Anexo A. Muestra de suelo a utilizar.

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Anexo B. Muestra de suelo a tamizar.

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Anexo C. Muestra de suelo tamizada.

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Anexo D. Montaje del permeámetro.

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Anexo E. Pre-informe.

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Anexo F. Pre-informe.

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Anexo G. Pre-informe.

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GLOSARIO

COHESIÓN: Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es diferente de la adhesión; la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos. PERMEABILIDAD EN CABEZA VARIABLE: En este tipo de permeámetro se mide la cantidad de agua que atraviesa una muestra de suelo, por diferencia de niveles en un tubo alimentador. Este permeámetro puede ser utilizado en suelos finos y gruesos variando el diámetro del tubo alimentador, pero lo más común es utilizarlo con los suelos finos poco permeables. PERMEABILIDAD: Es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una de las cualidades más importantes que han de considerarse para la piscicultura. Un estanque construido en suelo impermeable perderá poca agua por filtración. PERMEÁMETRO DE CABEZA VARIABLE: EI permeámetro de cabeza variable es un aparato usado para medir la permeabilidad en suelos relativamente finos, tales como arenas finas y limos o mezclas de estos materiales no plásticos. SATURACIÓN: Se refiere al contenido de agua del suelo cuando prácticamente todos los espacios están llenos de agua. En los suelos bien drenados es un estado temporal ya que el exceso de agua drena de los poros grandes por influencia de la gravedad para ser reemplazada por aire.

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RESUMEN Los suelos están formados por partículas minerales solidas que dejan vacos entre ellas. Estos vacíos están interconectados y permiten el flujo de agua a través de ellos. Esto convierte a los suelos en materiales permeables al agua. El grado de permeabilidad es determinado aplicando una muestra saturada de suelo a una diferencia de presión hidráulica. El coeficiente de permeabilidad es expresado en términos de velocidad. Este fenómeno es gobernado por las mismas leyes físicas en todos los tipos de suelo y la diferencia en el coeficiente de permeabilidad en tipos de suelo extremos es solo una cuestión de magnitud. Permeabilidad de un suelo es la capacidad del mismo para permitir el flujo de un fluido, líquido o gas, a través suyo. En el campo de la geotecnia se estudia el flujo de agua. En este ensayo describiremos el procedimiento y resultados obtenidos durante el ensayo de permeabilidad por el método de cabeza constante y variable.

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1. INTRODUCCIÓN

Este método de ensayo proporciona procedimientos para determinar la conductividad hidráulica (permeabilidad al agua) de los suelos en términos de permtividad bajo las condiciones de ensayo estandarizadas. La permeabilidad en los suelos se ve afectada por diversos factores inherentes al suelo como a características de aguas circulantes, los factores principales son: la relación de vacíos del suelo, la temperatura del agua la estructura y estratificación del suelo la existencia de fisuras o agujeros en el suelo. En este caso podemos considerar entonces la influencia que tienen las propiedades del agua se consideran despreciables para que el coeficiente de permeabilidad (K) pueda considerarse constante para un suelo determinado.

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2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL Determinar el coeficiente de permeabilidad mediante los métodos de cabeza constante y cabeza variable para el flujo laminar en la muestra de suelo. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Cabeza variable:  Medir la cantidad de agua que atraviesa una muestra de suelo, mediante la diferencia de niveles en el tubo alimentador mediante el método de cabeza variable. 

Hacer una correcta interpretación del análisis de datos obtenidos en el método cabeza constante.

Cabeza constante:  Determinar el coeficiente de permeabilidad presente en los diferentes suelos granulares mediante el método de cabeza constante.  Hacer una correcta interpretación del análisis de datos obtenidos en el método cabeza variable.

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3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

3.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ¿Qué información nos brinda el coeficiente de permeabilidad? 3.2 JUSTIFICACIÓN En ingeniería civil la permeabilidad nos brinda indicadores para hacerse idea del suelo con el que se está trabajando especialmente el valor del coeficiente de permeabilidad nos indica y es una arena limpias y gravas, nos indica también el tamaño y forma de las partículas del suelo es decir a mayor tamaño de las partícula del suelo mayor es la porosidad por lo tanto el suelo es poco permeable.

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4. MARCO TEÓRICO Orígenes de los Estudios de Permeabilidad. EI flujo de agua a través de medios porosos, es de gran interés en la mecánica de suelos, está gobernado por una ley descubierta en 1865 por Henry Darcy quien investigó las características del flujo del agua a través de filtros, formados precisamente por materiales térreos lo cual es particularmente afortunado para la aplicación de los resultados de la investigación a la mecánica de suelos. Flujo de Agua en los Suelos. Al tratar con el tema de permeabilidad de los suelos, es necesario mantener en mente los conceptos más importantes referentes al estado energético del agua. Existen varios fenómenos que tienen relación directa con la permeabilidad de los suelos; ya que la permeabilidad es un valor altamente alterable que depende de la naturaleza del suelo, de sus características mecánicas y de las fuerzas de la superficie cuando el tamaño de partículas principal es el correspondiente a finos. Permeabilidad en los Suelos. Es la facilidad o dificultad que tiene un suelo de permitir que lo atraviese el agua a través de sus vacíos. Esto permite clasificar los suelos en: suelos permeables y suelos impermeables, la permeabilidad está influenciada por el tamaño de las partículas, espacio de los vanos y la estructura del suelo. El Cuadro 1 muestra los valores tipos de permeabilidad para diferentes tipos de suelos. TIPOS DE SUELO

Grava limpia Arena limpia Grava arenosa Arena fina limos Aren limo arcilloso

GRADO RELATIVO DE PERMEABILIDAD

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD K(cm/seg)

PROPIEDADES DE DRENAJE

alto medio medio bajo bajo Muy bajo

1𝑥10−1 1𝑥10−3 1𝑥10−3 1𝑥10−3 a 1𝑥10−5 1𝑥10−3 a 1𝑥10−5 1𝑥10−4 a 1𝑥10−7

buena buena buena Franca a pobre Franca a pobre Pobre o prácticamente imperceptible Prácticamente imperceptible

Muy bajo a