UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCION

FACULTAD DE INGENIERIA

CATEDRA: GEOTECNIA 1

INFORME DE ENSAYO DE LABORATORIO

ENSAYO: PERMEABILIDAD

“Procedimiento de Ensayo de Tracción”

Hugo Javier Alvarez Ferarrio

San Lorenzo, Paraguay2012

Índice

1. Introducción.2. Objetivos.3. ¿Por qué es importante determinar la permeabilidad del suelo?4. Definición de Permeabilidad.5. La permeabilidad del suelo en relación con su textura y estructura.6. Variación de la permeabilidad según la textura del suelo.7. Coeficiente de permeabilidad.8. Normas utilizadas en el ensayo de permeabilidad.9. Instrumentos utilizados en el ensayo.10. Procedimientos.11. Fórmulas.12. Conclusión.

Introducción

Los suelos están formados por partículas minerales sólidas que dejan vacíos 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 a una muestra saturada de suelo 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 suelos y la diferencia en el coeficiente de permeabilidad en tipos de suelos extremos es solo una cuestión de magnitud.Con lo elaborado en este texto se evidencia la importancia e influencia del estudio (ensayo) de permeabilidad del suelo para el Ingeniero Geotécnico, el cual debe considerar esta prueba como relevante para evaluar de manera eficiente el suelo a trabajar.El informe explica brevemente la importancia de la permeabilidad así como su definición pasando luego a la explicación del procedimiento realizado siguiendo las normas especificadas. El ensayo de permeabilidad está estrechamente relacionado a la “La Ley de Darcy” que desde el punto de vista microscópico es el flujo a través de toda una sección de suelo.“La ley de Darcy” (llamada también “Ley de flujo”) es el paso de agua de una zona de mayor presión a una zona de menor presión. Basados en esta ley experimentaremos con esta práctica el coeficiente de permeabilidad para un suelo, a través del permeámetro a carga variable y a carga constante.

Permeabilidad¿Por qué es importante determinar la permeabilidad del suelo?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 en el estudio de suelo.

Definición de PermeabilidadPermeabilidad 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.La permeabilidad es la capacidad de un material para que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable.

La permeabilidad del suelo en relación con su textura y estructuraEl tamaño de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la tasa de filtración (movimiento del agua hacia dentro del suelo) y a la tasa de percolación (movimiento del agua a través del suelo). El tamaño y el número de los poros guardan estrecha relación con la textura y la estructura del suelo y también influyen en su permeabilidad.

Variación de la permeabilidad según la textura del sueloPor regla general, como se muestra a continuación, mientras más fina sea la textura del suelo, más lenta será la permeabilidad:

Suelo Textura Permeabilidad

Suelos arcillosos Fina

De muy lentaa

muy rápidaSuelos limosos

Moderadamente fina

Moderadamente gruesa

Suelos arenosos Gruesa

Coeficiente de permeabilidad: El coeficiente de permeabilidad es una característica de los suelos, específicamente está ligado a la Ley de Darcy que se refiere al flujo de fluidos a través de los suelos. El coeficiente de permeabilidad, generalmente representado por la letra k, es extremadamente variable, según el tipo de suelo.

Grado de permeabilidad Valor de k (cm/s)

Elevada Superior a 10 -1

Media 10 -1 a 10 -3

Baja 10 -3 a 10 -5

Muy baja 10 -5 a 10 -7

Prácticamente impermeable Menor de 10 -7

La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos: La porosidad del material. La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura. La presión a la que está sometido el fluido.

Normas utilizadas en el ensayo de permeabilidad: Carga constante (SUELOS GRANULARES) IRAM 10508/AASHTO T125-66/ASTM D2434-68. Carga variable (SUELOS COHESIVOS) IRAM 10530/AASHTO T125-66/ASTM D2434-68. Campo (Método LEFRANC) IRAM 10531.

Instrumentos utilizados en el ensayo:

El instrumento que sirve para medir la permeabilidad de los materiales se denomina “Permeámetro”.El permeámetro se emplea para medir qué cantidad de fluidos pasan a través de un material determinado, lo cual es un método directo para medir el coeficiente de permeabilidad.

Tipos de permeámetroExisten dos tipos de permeámetros: pasivos y activos.

Permeámetro de caudal variableSe realiza la medición del caudal de agua que atraviesa una muestra de suelo saturada colocada en el dispositivo llamado permeámetro. El volumen de agua se mide registrando el nivel de agua en un tubo alimentador conectado al aparato.

Permeámetro de caudal constanteSe realiza la medición manteniendo constante el nivel de agua en el tubo conectado al permeámetro, mientras en el otro lado de la muestra el agua que sale se la recolecta para medir su volumen. En este método el caudal de agua debe ser constante en el tiempo debe ser igual al caudal de agua que sale de la muestra.

Procedimientos.

1. La obtención de agua desprovista de aire es de la mayor importancia para la realización de pruebas de permeabilidad. El agua contiene siempre aire y otros gases es solución; estos se separan del agua en las primeras capas de la muestra y se adhieren a ella, en forma de pequeñas burbujas que afectan la permeabilidad del suelo al disminuir los espacios vacios. Para nuestra práctica se utilizo agua sin ningún tratamiento previo.

2. Se obtiene la muestra del suelo que se desea estudiar 3. Se coloca la muestra en el permeámetro, y se mide, con ayuda de la cinta métrica, la altura h1

(que va desde la base del permeámetro hasta la altura que alcanza el agua que se encuentra en el permeámetro en el momento inicial) y la longitud L (que es la longitud que ocupa la muestra en el permeámetro), luego se registran dichos datos.

4. Se abre el paso del permeámetro y con el cronómetro se mide el tiempo en cual se deja abierto el paso (t = 10 min para nuestra práctica).

5. Luego de transcurrido los 10 minutos se cierra el paso y se mide la altura h2 (que va desde la base del permeámetro hasta la altura que alcanza el agua que se encuentra en el permeámetro en el momento final) y se registra el dato.

Fórmulas. Permeámetro de caudal variable

K=2,3∗( Lt )∗lg( h1h2 )L = longitud de la muestra D t = variación de tiempo transcurrido entre h1 y h 2 h 1 = altura inicial de nivel de agua h 2 = altura final de nivel de agua lg = logaritmo de base diez

Conclusión

Al término de este informe pude darme cuenta de la profundidad y alcance de la permeabilidad del suelo y del ensayo correspondiente para un Ingeniero Geotécnico, sobrellevando el hecho de que en consulta profesional dicho ensayo es muchas veces vuelto a requerir por el proyectista, ya que se asumen propiedades del suelo a trabajar en función de datos de suelos similares, lo cual genera un gran problema para el mismo considerándose pérdidas de dinero, y principalmente tiempo.Aún así, pude rescatar que el procedimiento del ensayo es sencillo, lo cual no implica facilidad ya que requiere un alto grado de atención para que la prueba se realice correctamente, con lo que el esfuerzo de preparación y realización es mínimo y los resultados ayudarán a entregar un trabajo acorde a las propiedades del suelo estudiado, lo cual beneficia tanto al proyectista como al realizador de la obra.