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• andres bernal

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Mecánica de Suelos METODOS PARA CALCULAR PERMEABILIDAD Ensayos in situ En la Tabla se resumen una serie de ensayos de campo para determinar el valor de k in situ, el tipo de suelo al cual son aplicables y la norma que describe el procedimiento a seguir

METODO

SUELO DE APLICACIÓN NORMA A SEGUIR

Ensayo de carga variable Ensayo de carga constante Slug Test Pozos de bombeo ENSAYO LUGEON

Perforaciones y pozos Perforaciones y pozos Suelos profundos Todo tipo de suelos Acuíferos en suelo y roca

ASTM D4044 ASTM D 4050 ASTM D 4043

Disipación de Cono

Suelos de baja a media permeabilidad

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Tabla 1.

Ensayos de carga variable Los ensayos realizados en perforaciones constituyen una forma para determinar la permeabilidad in situ. Existen dos clases de ensayos de carga variable:  Carga Variable Decreciente  Carga Variable Creciente En general cualquiera de los métodos de carga variable deben ser usados solo cuando la permeabilidad del suelo sea lo suficientemente baja, para permitir una determinación del nivel de agua certero, por ejemplo limos o arcillas. En el ensayo de carga decreciente el flujo se dirige desde la perforación hacia el suelo que lo rodea, en el de carga creciente el agua fluye desde los alrededores hacia el pozo. Método de la carga variable decreciente: En este ensayo, la perforación se llena con agua, la que luego podrá filtrarse hacia el suelo. La tasa de cambio del nivel superficial de agua se observa midiendo la profundidad del nivel de agua debajo del extremo superior de la perforación a 1, 2 y 5 minutos luego de haber empezado el ensayo y luego a intervalos de 5 minutos hasta que la diferencia entre 2 lecturas consecutivas sea despreciable o el número de lecturas permita determinar satisfactoriamente la permeabilidad. Método de la carga variable creciente: Este método consiste en dejar fluir el agua dentro del pozo, midiendo la tasa de cambio en el nivel del agua a medida que asciende, hasta que el ascenso del nivel del agua en el pozo se

Mecánica de Suelos torne muy pequeño. Los intervalos de lectura varían de acuerdo a la permeabilidad del suelo y nunca son menores a 5 minutos.

Mecánica de Suelos Ensayo de carga constante En aquellos suelos donde los valores de permeabilidad son altos, se utiliza el método de carga constante. Son de interés para el caso de materiales como las arenas o gravas, en donde la extracción de muestras inalteradas para realizar experiencias en laboratorio se torna imposible o muy dificultosa. Método de la carga constante En este método el agua es añadida a la perforación en una proporción suficiente como para mantener un nivel de agua constante cercano o en el borde del agujero, por un período no menor a 10 minutos. El agua entrante debe medirse. Las anotaciones deben incluir el gasto de agua a los 5 minutos de haberse iniciado la experiencia y por intervalos de 5 minutos hasta que la cantidad de agua ingresada sea constante. Las pruebas descriptas en anteriormente se realizan a medida que se avanza en la perforación, cada vez que se alcanza el nivel en donde quiere realizarse el estudio, utilizando en dichas perforaciones agua limpia a los fines de evitar la formación de filtros u obstrucción de poros por presencia de sedimentos y eliminando dentro de las mismas todo el material alterado, a través de la utilización de equipo adecuado. Cualquiera sea el método empleado para medir la permeabilidad del suelo, debe tenerse presente tomar nota de los siguientes datos, obtenidos en el momento del ensayo:  Profundidad desde la superficie del terreno hasta la napa freática antes y después del ensayo.  Diámetro interno de la perforación.  Profundidad de la perforación bajo la superficie  Longitud de la perforación en la sección estudiada  Diámetro de la perforación, por debajo del caño de recubrimiento (caño camisa)  Profundidad desde el fondo del pozo hasta el extremo superior del caño de recubrimiento  Profundidad desde el nivel de agua hasta el borde del caño camisa  Descripción del material testeado Finalmente el valor del coeficiente de permeabilidad puede ser calculado, en función de los datos recopilados.

Mecánica de Suelos Slug Test En este ensayo un objeto sólido, generalmente un cilindro plástico, es sumergido bajo el nivel freático hasta lograr el equilibrio Figura (1), una vez logrado, el objeto es retirado generando un descenso instantáneo de la napa, Figura (2), luego se toma el tiempo que tarda en recuperarse el nivel de agua en el pozo y se establece un valor denominado tasa de recuperación, Figura (3). A partir de este valor se puede conocer el valor de k. Un procedimiento similar puede hacerse introduciendo el objeto y creando un aumento del nivel freático, o producir el mismo efecto con un aumento de la presión (inyección de aire a presión en el pozo), o una disminución de la misma (efecto aspirador). Este tipo de experimento es de fácil materialización y bajo costo, sin embargo debe tenerse presente que los resultados no son del todo confiables y que pueden llevar a respuestas erróneas, malas interpretaciones acerca de las características del acuífero y finalmente a un diseño inadecuado.

Mecánica de Suelos

1. Equlibrio estabilizado 2. Remoción de cilindro 3. Estimación tasa de recuperación

Mecánica de Suelos ENSAYO LUGEON Este ensayo se enfatiza en sondeos para determinación de permeabilidad, únicamente en rocas consolidadas, para medir dicha permeabilidad. Consiste en medir el volumen (V) de agua que se inyecta durante un tiempo (t), es decir, el caudal Q= V/t en un tramo de sondeo de longitud (L) a una presión (Ht),Con este ensayo se busca tener una idea de la permeabilidad en grande, es decir, la debida a las fisuras de la roca o del material granular cementado en estudio. El ensayo es hecho en cinco estados, en los cuales la presión con la que el agua es inyectada, varía entre cada uno de ellos. Antes de empezar, se define la presión máxima que va a ser utilizada, esta no debe exceder la presión de confinamiento esperada de la profundidad de la perforación

Mecánica de Suelos sobre esta presión máxima se trabaja durante el ensayo para no generar fracturas en la roca a causa de la presión generada por el agua.

Para poder hallar la permeabilidad en el macizo rocoso se tiene que:

Donde:

r: radio de la perforación de prueba. L: longitud del tramo ensayado. k: permeabilidad. Q: velocidad constante del flujo en la perforación. Ht : presión de sobrecarga a la profundidad del ensayo/ peso específico del agua.

Se expresa el ensayo la permeabilidad del macizo rocoso en lugeons. Un Lugeon (Lg) es una unidad equivalente a 1 litro por minuto y metro, bajo una presión de 10 kg/cm2; esto es aproximadamente igual a 1 × 10 -7 m/s. Esta unidad pequeña con valores menores de un Lg indican en la práctica terrenos poco permeables.