Informes de Mecanica de Suelos

NORMA INVE – 125

LÍMITE LÍQUIDO

LUIS ALBERTO SOCHA JIMENEZ

Código: 1101679

Laboratorio de Mecánica de Suelos

Grupo CIV 4

Prof. Cesar Augusto Colorado Andrade

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

Bogotá, D.C.

14 de Noviembre de 2014

INTRODUCCIÓN

El suelo en su mayor fracción está compuesto de materiales con partículas finas como las arcillas y los limos, por consiguiente, es importante investigar el comportamiento de estos cuando están expuestos a la humedad ya que es algo natural y está presente debido a las condiciones ambientales. Este resultado puede determinar las propiedades de la muestra de suelo, y de esta forma decidir si este suelo es apropiado o no para la construcción de estructuras en este suelo. Para llegar a determinar cómo se comporta el suelo se hace necesario hacer uso de los límites líquidos

OBJETIVO

Determinar y clasificar una muestra de suelo del campus Cajicá, por medio de los límites líquidos.

MARCO TEORICO

LÍMITE LÍQUIDO (LL): La definición dada para límite líquido fue dado por la sociedad estadounidense de ingenieros civiles. Límite líquido "es el contenido de agua tal que para un material dado, fija la división entre el estado casi líquido y plástico de un suelo". Se determina midiendo la humedad y el número de golpes necesarios para cerrar en una determinada longitud (½ pulg) una ranura de un determinado ancho (2 mm) mediante un aparato normalizado (la copa de Casagrande).

Algunas variables afectan el resultado de la prueba del límite líquido Tamaño de la masa de suelo contenida en la cápsula de cobre

(espesor y cantidad). Velocidad a la cual se le dan los golpes (debería ser 120 rpm.). Tiempo de reposo del suelo en la cazuela antes de comenzar la

cuenta de golpes y estado de limpieza antes de colocar la pasta de suelo para el ensayo.

Humedad del laboratorio y rapidez con la cual se hace el ensayo. Tipo de material utilizado como base del aparato, o sea, superficie

contra la cual se debe golpear la cazuela (comúnmente se utiliza caucho duro o mica).

Ajuste o calibración de la altura de caída de la cazuela (debe ser exactamente 1 cm).

El contenido de humedad natural w, que presente una arcilla o un limo en el campo, puede compararse con sus límites, mediante el índice de Liquidez así:

IL= w−L PIP

∗100

MATERIAL Y EQUIPOS

Límite líquido Plato: Un plato de porcelana preferentemente sin esmaltar o similar para el

mezclado, de aproximadamente 115mm de diámetro. Espátula: Una espátula o cuchillo de hoja aproximadamente de 75 mm a

100 mm de longitud y 20 mm de ancho con punta redonda Copa de Casagrande: Operada manualmente, es un dispositivo que

consiste en un plato de latón y carruaje calibrada para una altura de caída de 1 cm.

Rasurador: puede ser plato o encorvado con una altura de 1 cm.

Recipientes: Hechos de material resistente a la corrosión y no sujetos al cambio de masa o desintegración con el repetido calentar y enfriar.

Calibrador: Un calibrador unido al rasurador o separado, conforme a las dimensiones de 10 mm de espesor.

Balanza: Una balanza con una sensibilidad de 0.01 gr. Horno - Un horno termostáticamente controlado, capaz de mantener

temperaturas de 110 ± 5°C (230 ± F) para secar las muestras

DATOS Y CALCULOS DEL ENSAYO:

MÉTODO A – DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO CON VARIOS PUNTOS DE ENSAYO.

Primer Punto de Ensayo:

No. De Recipiente: S-008

Masa del Recipiente: 17.49 g

Masa del Recipiente más el Material: 33.61 g

Masa del Recipiente más el Material Seco: 29.54 g

Masa del Material = 33.61 g – 17.49 g = 16.12 g

Masa del Material Seco = 29.54 g – 17.49 g = 12.05 g

Masa de Agua = 16.12 g – 12.05 g = 4.07 g

Contenido de Agua= (4.07 g / 12.05 g) x 100 = 33.776 %

No. de Golpes: 35

Segundo Punto de Ensayo:







Masa de Agua = 14.89 g – 12.66 g = 2.23 g


No. de Golpes: 25

Tercer Punto de Ensayo:







Masa de Agua = 13.67 g – 9.56 g = 4.11 g


No. de Golpes: 18

Datos para el grafico de Contenido de Agua contra el No. de GolpesLogaritmo del No. de Golpes Contenido de Agua

3.555 33.776 %3.219 17.615 %2.890 42.992 %

2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.60.00%

5.00%

10.00%

15.00%

20.00%

25.00%

30.00%

35.00%

40.00%

45.00%

50.00%

Ln (No. de Golpes)

Cont

enid

o de

Agu

a

LL = 32 % Aproximadamente

ANALISIS DE RESULTADOS:

Podemos observar que los tres puntos graficados en la tabla no nos proporcionan una línea recta, sin embargo, con ayuda de una línea de tendencia obtenemos la línea recta que observamos en el gráfico.

Decimos que el limite liquido (LL) es aproximado debido a que la escala del grafico no nos permite ver a qué valor entero se acerca más, pero haciendo uso de una regla podemos ver que se aproxima a 32.

Idealmente los tres puntos nos deberían dar una línea recta en la gráfica, el hecho de que no sea así nos indica que pudo haber un problema a la hora del desarrollo de la práctica que pudo generar un porcentaje de error (como una mala medición o condiciones especiales del laboratorio).

CONCLUCIONES:

El límite plástico es el límite inferior del estado plástico. Un pequeño aumento en la humedad sobre el límite plástico destruye la cohesión del suelo.

La resistencia del suelo a la deformación de los lados de la ranura es la resistencia al corte del mismo; por lo tanto, el número de golpes necesarios para cerrar la ranura es una medida de la resistencia al corte del suelo a ese contenido de agua.

Durante el desarrollo podemos comprobar que cuando un suelo que tiende al límite líquido, su resistencia al esfuerzo cortante es muy bajo.

Estos Límites se pueden utilizar para juzgar la aptitud del suelo para la construcción dediques de estanque y pequeñas presas de tierra.


FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

LIMITE CONTRACCIÓN

LABORATORIO DE SUELOS

GRUPO CIV 4

LUIS SOCHA 1101679

ING CESAR COLORADO

BOGOTÁ D.C

13/11/14

INTRODUCCIÓN

El suelo en su mayor fracción está compuesto de materiales con partículas finas como las arcillas y los limos, por consiguiente, es importante investigar el comportamiento de estos cuando están expuestos a la humedad ya que es algo natural y está presente debido a las condiciones ambientales. Este resultado puede determinar las propiedades de la muestra de suelo, y de esta forma decidir si este suelo es apropiado o no para la construcción de estructuras en este suelo. Para llegar a determinar cómo se comporta el suelo se hace necesario hacer uso de los límites de Atterberg.

OBJETIVO

Determinar y clasificar una muestra de suelo del campus Cajicá, por medio de los límites de Atterberg y además calcular la relación de contracción.

MARCO TEÓRICO

LÍMITE DE RETRACCIÓN O CONTRACCIÓN: Se define el límite de retracción o contracción como el máximo contenido de agua W agua al cual una reducción en humedad no causa una disminución en el volumen de la masa de suelo.

Los suelos susceptibles de sufrir grandes cambios de volumen cuando se someten a cambios en su contenido de humedad, son problemáticos, si se usan para rellenos en carreteras o en ferrocarril, o si se utilizan para la fundación de elementos estructurales. Los cambios de volumen pueden motivar ondulaciones en las carreteras y grietas en las estructuras debido a que los cambios de volumen usualmente no son uniformes.

Los límites líquido y plástico pueden utilizarse para predecir la presencia potencial de problemas en suelos debido a su capacidad de cambio de volumen. Sin embargo, para obtener una indicación cuantitativa, de cuánto cambio de humedad puede presentarse antes de que se presente un apreciable cambio volumétrico, y obtener, si dicho cambio volumétrico ocurre, una indicación de la cantidad de ese cambio, es necesario hacer un ensayo del límite de contracción el cual se define como la humedad presente al haber añadido agua suficiente para llenar todos los huecos de una pastilla de suelo seca.

Los límites de Atterberg se pueden relacionar con otras propiedades del suelo como lo es la capacidad portante del suelo, ya que primero para aplicarle un esfuerzo a un suelo debemos tener presente si el suelo es o no líquido, o si es sólido y se encuentra muy poroso, o si bien se encuentra en un estado semisólido o plástico el cual sería óptimo para su utilización en la aplicación de esfuerzos ya sea por las cimentaciones de las construcciones que son las que aplican carga sobre el suelo.

MATERIAL Y EQUIPOS

Límite contracción Vasijas de evaporación - De porcelana, de 115 mm (4- 1/2") Y de 150 mm

(6") de diámetro aproximadamente. Espátula - De 76 mm (3") de longitud y 20 mm (3/4") de ancho. Recipiente para contracción - De porcelana o de metal Monel (aleación de

níquel y cobre) con una base plana y de 45 mm (1 3/4") de diámetro y 12.7 mm (1/2") de altura.

Regla de metal- de 100 mm (4") o más de longitud. Recipiente de vidrio - de 50 mm (2") de diámetro y 25 mm (1") de altura,

con bordes lisos y nivelados. Placa de vidrio - Con tres patas metálicas salientes para sumergir la

muestra de suelo en mercurio. Probeta - Con capacidad de 25 mi y graduada cada 0.2 mI. Balanza - Con sensibilidad de 0.1 g. Mercurio - Suficiente para llenar el recipiente de vidrio, hasta que rebose. Horno - termostáticamente controlado y que pueda conservar temperaturas

constantes y uniformes hasta 110° ± 5° e (230° ± 9° F), para secar la muestra.

Guantes de asbesto y de caucho (lNV E-127-07, NUMERAL 3)

DATOS Y CÁLCULOS

RECIPIENTE PESO REC

VOLUMEN MERCURIO

REC + MATERIAL HUMEDO

REC + MATERIAL SECO

VOLUMEN MERCURIOFINAL

S-0062 20,46 G

15,5 ML 50,30 G 41,12 G 11,6 ML

LÍMITE DE CONTRACCIÓN

⍵ω=29,84 g−20.66 g20,66 g

x100=44,44 %

LC=0,4444−(( 15,5−11,620,66 g

) x ( 1gcm3 )x 100)=25,56 %

RELACIÓN DE CONTRACCIÓN

R=WoVo

=(Wh−Wr)

Vo

R=41,12−20,4615,5

=¿1,33

CAMBIO VOLUMETRICOCV=(Wi−LC ) R

Cv=(0.4444−0.2556 )1,33=25,11%

CONTRACCION LINEAL

Cl=(1−3√ 100Cv+100 )∗100

Cl=(1−3√ 1000,2511+100 )∗100=0,0835

NOTA: las ecuaciones fueron sacadas de las normas INV E-125, E-126, E-127

Valores obtenidos

RESULTADOS VALOR UNIDADcontracción lineal 0,0835 %relación de contracción 1,33 %

ANÁLISIS DE RESULTADOS

La relación de contracción da una indicación de cuánto cambió de volumen puede presentarse por alteraciones de la humedad de los suelos, para este

ensayo el valor obtenido fue de 1.33, lo que implica que la muestra de suelo ensayada sufrió un notable cambio en su volumen.

CONCLUSIONES

Se determinaron los límites de Atterberg (contracción) por medio de procedimientos de laboratorio, hallando también otras expresiones relacionadas con estos límites tales como la relación de contracción, el cambio volumétrico, la contracción lineal, etc.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://www.fortunecity.com/skyscraper/integer/449/ limites_d_consistencia.html

ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/ x6706s08.htm

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/ limites.pdf

http://ingenieria-civil2009.blogspot.com/2009/07/limites-de-consistencia.html http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3282/5/53973-5.pdf

. http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2010/11/normal-0-false-false-false.html



INGENIERÍA CIVIL

LIMITE CONTRACCIÓN

http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2010/11/normal-0-false-false-false.html


http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3282/5/53973-5.pdf

http://ingenieria-civil2009.blogspot.com/2009/07/limites-de-consistencia.html

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/limites.pdf


ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s08.htm


http://www.fortunecity.com/skyscraper/integer/449/limites_d_consistencia.html



GRUPO CIV 4

LUIS SOCHA 1101679

ING CESAR COLORADO

BOGOTÁ D.C

13/11/14

INTRODUCCIÓN

El suelo en su mayor fracción está compuesto de materiales con partículas finas como las arcillas y los limos, por consiguiente, es importante investigar el comportamiento de estos cuando están expuestos a la humedad ya que es algo natural y está presente debido a las condiciones ambientales. Este resultado puede determinar las propiedades de la muestra de suelo, y de esta forma decidir si este suelo es apropiado o no para la construcción de estructuras en este suelo. Para llegar a determinar cómo se comporta el suelo se hace necesario hacer uso de los límites de Atterberg.

OBJETIVO

Determinar y clasificar una muestra de suelo del campus Cajicá, por medio de los límites de Atterberg y además calcular la relación de contracción.

MARCO TEÓRICO

LÍMITE DE RETRACCIÓN O CONTRACCIÓN: Se define el límite de retracción o contracción como el máximo contenido de agua W agua al cual una reducción en humedad no causa una disminución en el volumen de la masa de suelo.

Los suelos susceptibles de sufrir grandes cambios de volumen cuando se someten a cambios en su contenido de humedad, son problemáticos, si se usan para rellenos en carreteras o en ferrocarril, o si se utilizan para la fundación de elementos estructurales. Los cambios de volumen pueden motivar ondulaciones

en las carreteras y grietas en las estructuras debido a que los cambios de volumen usualmente no son uniformes.

Los límites líquido y plástico pueden utilizarse para predecir la presencia potencial de problemas en suelos debido a su capacidad de cambio de volumen. Sin embargo, para obtener una indicación cuantitativa, de cuánto cambio de humedad puede presentarse antes de que se presente un apreciable cambio volumétrico, y obtener, si dicho cambio volumétrico ocurre, una indicación de la cantidad de ese cambio, es necesario hacer un ensayo del límite de contracción el cual se define como la humedad presente al haber añadido agua suficiente para llenar todos los huecos de una pastilla de suelo seca.

Los límites de Atterberg se pueden relacionar con otras propiedades del suelo como lo es la capacidad portante del suelo, ya que primero para aplicarle un esfuerzo a un suelo debemos tener presente si el suelo es o no líquido, o si es sólido y se encuentra muy poroso, o si bien se encuentra en un estado semisólido o plástico el cual sería óptimo para su utilización en la aplicación de esfuerzos ya sea por las cimentaciones de las construcciones que son las que aplican carga sobre el suelo.

MATERIAL Y EQUIPOS

Límite contracción Vasijas de evaporación - De porcelana, de 115 mm (4- 1/2") Y de 150 mm

(6") de diámetro aproximadamente. Espátula - De 76 mm (3") de longitud y 20 mm (3/4") de ancho. Recipiente para contracción - De porcelana o de metal Monel (aleación de

níquel y cobre) con una base plana y de 45 mm (1 3/4") de diámetro y 12.7 mm (1/2") de altura.

Regla de metal- de 100 mm (4") o más de longitud.

Recipiente de vidrio - de 50 mm (2") de diámetro y 25 mm (1") de altura, con bordes lisos y nivelados.

Placa de vidrio - Con tres patas metálicas salientes para sumergir la muestra de suelo en mercurio.

Probeta - Con capacidad de 25 mi y graduada cada 0.2 mI. Balanza - Con sensibilidad de 0.1 g. Mercurio - Suficiente para llenar el recipiente de vidrio, hasta que rebose. Horno - termostáticamente controlado y que pueda conservar temperaturas

constantes y uniformes hasta 110° ± 5° e (230° ± 9° F), para secar la muestra.

Guantes de asbesto y de caucho (lNV E-127-07, NUMERAL 3)

DATOS Y CÁLCULOS

RECIPIENTE PESO REC

VOLUMEN MERCURIO

REC + MATERIAL HUMEDO

REC + MATERIAL SECO

VOLUMEN MERCURIOFINAL

S-0062 20,46 G

15,5 ML 50,30 G 41,12 G 11,6 ML

LÍMITE DE CONTRACCIÓN

⍵ω=29,84 g−20.66 g20,66 g

x100=44,44 %

LC=0,4444−(( 15,5−11,620,66 g

) x ( 1gcm3 )x 100)=25,56 %

RELACIÓN DE CONTRACCIÓN

R=WoVo

=(Wh−Wr)

Vo

R=41,12−20,4615,5

=¿1,33

CAMBIO VOLUMETRICO

CV=(Wi−LC ) RCv=(0.4444−0.2556 )1,33=25,11%

CONTRACCION LINEAL

Cl=(1−3√ 100Cv+100 )∗100

Cl=(1−3√ 1000,2511+100 )∗100=0,0835

NOTA: las ecuaciones fueron sacadas de las normas INV E-125, E-126, E-127

Valores obtenidos

RESULTADOS VALOR UNIDADcontracción lineal 0,0835 %relación de contracción 1,33 %

ANÁLISIS DE RESULTADOS

La relación de contracción da una indicación de cuánto cambió de volumen puede presentarse por alteraciones de la humedad de los suelos, para este ensayo el valor obtenido fue de 1.33, lo que implica que la muestra de suelo ensayada sufrió un notable cambio en su volumen.

CONCLUSIONES

Se determinaron los límites de Atterberg (contracción) por medio de procedimientos de laboratorio, hallando también otras expresiones relacionadas con estos límites tales como la relación de contracción, el cambio volumétrico, la contracción lineal, etc.


http://www.fortunecity.com/skyscraper/integer/449/ limites_d_consistencia.html

ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/ x6706s08.htm

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/ limites.pdf

http://ingenieria-civil2009.blogspot.com/2009/07/limites-de-consistencia.html http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3282/5/53973-5.pdf

. http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2010/11/normal-0-false-false-false.html



INGENIERÍA CIVIL

ENSAYO NORMA PERMEABILIDAD DE SUELOS GRANULARES (CABEZA CONSTANTE) INV E 130


GRUPO CIV 4

LUIS ALBERTO SOCHA 1101679



http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3282/5/53973-5.pdf

http://ingenieria-civil2009.blogspot.com/2009/07/limites-de-consistencia.html







ING CESAR COLORADO

BOGOTÁ D.C

13/11/14

INTRODUCCIÓN

Unas de las características principales del suelo es la capacidad de dejar pasar un fluido a través de él sin afectar su estructura interna, si la cantidad de fluido que pasa en un tiempo determinado es apreciable, se dice que es permeable; de lo contrario se dice que no lo es, cuando la cantidad es despreciable. Pero este depende de la porosidad del suelo, es decir, debe contener espacios o poros que permitan absorber y dar paso al fluido a través de él.

Este laboratorio es de vital importancia ya que un suelo que es demasiado permeable es debido a que posee una gran filtración de fluidos a través de él. Esto afectaría la construcción de estanques, presas o diques en él, y se debe acudir a métodos que pueden llegar a afectar la estabilidad del mismo.

Es por esto que en el presente informe se pretende determinar de manera sencilla los coeficientes de permeabilidad (k) de los diferentes estratos utilizando el método de cabeza variable y cabeza constante con ayuda de los caudales que pasan por cada uno de estos estratos y sus piezómetros.

OBJETIVO

Determinar los coeficientes de permeabilidad para muestras de un solo estrato, para cada estrato y un promedio de los tres para compararlos con valores de

referencia y resolver si corresponden al suelo de referencia por medio de los métodos convencionales de cabeza constante y cabeza variable.

MARCO TEÓRICO

PERMÉAMETRO DE CABEZA CONSTANTE

El permeámetro de carga constante se utiliza en el caso de sedimentos no cohesivos tales como arena y rocas. Un esquema de un permeámetro de carga constante se presenta en la Figura 3.3. En este caso una cámara de carga provee una alimentación de agua a una carga constante, con lo que el agua se mueve a través de la muestra hasta alcanzar un régimen de equilibrio o estacionario. Para utilizar este dispositivo se genera un flujo a través de la muestra de suelo y luego que se alcanza una situación de equilibrio se mide el caudal de salida desde el permeámetro, así como la diferencia de carga entre la cámara de nivel constante y el nivel de agua en la salida.

Imagen 1. Permeámetro de cabeza constante

Fuente: http://www.cec.uchile.cl/~ci51j/txt/Apuntes/Tema03.pdf

Para comenzar el análisis de este permeámetro podemos utilizar la ecuación:

En la cual Q es el caudal de salida desde el permeámetro, hA es el nivel de agua en la cámara de carga, hB es el nivel de agua a la salida del permeámetro, L es la longitud de la muestra y A es el área perpendicular al escurrimiento. Si multiplicamos ambos lados de la expresión por un tiempo t durante el cual se realiza el análisis obtenemos:

El producto Q·t en el lado izquierdo de esta última ecuación representa el volumen aforado durante un tiempo t (V), mientras que la diferencia (hA-hB) es la pérdida de carga total en el permeámetro (Δh). Si substituimos estos dos valores en la ecuación (3.19) y reordenamos la expresión final obtenemos:

Donde V es el volumen de agua descargado durante el tiempo t (L3), L es la longitud de la muestra (L), A es el área perpendicular al escurrimiento (L2), t es el tiempo (T), Δh es la pérdida de carga a través del permeámetro, y K es la conductividad hidráulica de la muestra (L/T). Para la correcta interpretación de los resultados de una prueba en un permeámetro de carga constante se debe utilizar gradientes hidráulicos similares a aquellos observados en terreno. Además, la

http://www.cec.uchile.cl/~ci51j/txt/Apuntes/Tema03.pdf

pérdida de carga total en el permeámetro, Δh, no debe ser mayor a un 50% de la longitud total de la muestra. Esta última condición asegura que el número de Reynolds no supere los límites de validez de la ley de Darcy.

La permeabilidad o conductividad hidráulica de una muestra saturada se puede medir en laboratorio a través de dispositivos denominados permeámetros. Todos los permeámetros se componen de una cámara en la cual se ubica una muestra de roca o suelo. En el caso particular de ensayos en roca los permeámetros utilizan muestras de forma cilíndrica. En el caso de muestras no consolidadas existen dos posibilidades. La primera es trabajar con una muestra reconstituida que es remoldeada en la cámara del permeámetro y la segunda considera el uso de muestras inalteradas que son recolectadas en el terreno mediante técnicas especiales. Si los sedimentos son reconstituidos dentro de un permeámetro los valores de la conductividad hidráulica obtenidos con este procedimiento son sólo una aproximación del valor real de K. La conductividad hidráulica de los suelos recompactados depende en forma muy directa de la densidad a la cual el material es recompactado.

PERMEÁMETRO DE CABEZA VARIABLE

En el caso de sedimentos cohesivos y con baja permeabilidad se utiliza un permeámetro de carga variable. En este caso la cámara de carga de nivel constante se reemplaza por un tubo vertical en el cual se produce el descenso del nivel de agua a medida que ésta atraviesa la muestra de suelo. Para la determinación de la conductividad hidráulica se anota el nivel inicial de agua en el tubo, h0. Luego de un período de tiempo t se mide la posición del agua en el tubo vertical, h. El diámetro interior del tubo vertical, dt, la longitud de la muestra, L, así como su diámetro, dC, son también conocidos. La tasa a la cual el agua desciende por el tubo vertical viene dada por la siguiente expresión:

Si multiplicamos por el área del tubo vertical, At, obtenemos el caudal pasante a través el tubo:

Si AC es el área de la muestra de suelo, podemos utilizar la ley de Darcy para calcular el caudal que drena desde el permeámetro en un tiempo cualquiera:

Donde h es la carga hidráulica al tiempo t.

Imagen 2. Permeámetro de cabeza variable

Fuente: http://www.cec.uchile.cl/~ci51j/txt/Apuntes/Tema03.pdf

Si aplicamos el principio de continuidad podemos utilizar las expresiones dadas para qin y qout para escribir:

Esta ecuación puede ser reordenada para aislar la permeabilidad K:

Si integramos esta ecuación desde t=0 a t=t con la condición inicial h=h0 en t=0 obtenemos la siguiente expresión para la conductividad hidráulica a partir de un permeámetro de carga variable:

Si utilizamos los diámetros del tubo vertical y de la muestra obtenemos:

http://www.cec.uchile.cl/~ci51j/txt/Apuntes/Tema03.pdf

Al usar cualquier tipo de permeámetro se debe verificar que la muestra esté completamente saturada y que no existan burbujas de aire dentro de ella. De existir burbujas de aire en la muestra el valor de la conductividad hidráulica disminuye debido a la reducción en el área disponible para el escurrimiento de agua. Para prevenir flujos preferenciales a través de la zona de contacto entre el suelo y la pared, la muestra debe estar firmemente presionada contra el borde de la cámara. Si estos flujos preferenciales no son evitados este dispositivo (permeámetro de carga variable) genera valores de la conductividad hidráulica bastante mayores que los existentes en el sistema real.

EQUIPOS Y MATERIALES

Permeámetros : los cuales deberán tener cilindros para muestras con diámetro mínimo de aproximadamente 8 a 12 veces el tamaño máximo de partículas. El permeámetro deberá ajustarse con: (1) un disco poroso o una malla reforzada adecuada para el fondo, con una permeabilidad mayor que la de la muestra de suelo, pero con aberturas suficientemente pequeñas para impedir el movimiento de partículas; (2) tomas de manómetros para medir la pérdida de carga, “h”, sobre una longitud, “l”, equivalente al menos al diámetro del cilindro; (3) un disco poroso o una malla adecuada reforzada con un resorte adherido a la parte superior, o cualquier otro dispositivo, para aplicar una ligera presión de resorte, de 22 a 44 N (5 a 10 lb f) de carga total, cuando la placa superior se halla colocada en su sitio. Esto mantendrá el peso unitario y el volumen del suelo sin cambio durante la saturación y durante el ensayo de permeabilidad, para satisfacer los requerimientos deseados.

Tanque de cabeza constante : Con filtro, para suministrar agua y para remover el aire de la conexión de agua, provisto de válvulas de control adecuadas para mantener las condiciones.

Tubos manométricos: Con escalas métricas para medir cabeza de agua.

INV E – 130 – 07, (Numerales 3.1, 3.2, 3.6)

NORMA PERMEABILIDAD DE SUELOS GRANULARES (CABEZA CONSTANTE) INV E 130

7. ANEXOS: HOJA DE CÁLCULO, GRÁFICAS.

Ensayo 1

Arena media 20

Arena fina 19 cm

Tabla 1. Material muestra ensayo 1 para arenas medias y arenas finas

Piezómetro Altura(cm) Q (cm3 )cabeza 106,2 70

1 89,9 t(s)2 85,2 603 80,6 T °C4 76,5 22,25 76,0 d(pulg)6 75,2 67 74,4

Ensayo 2

Grava fina 20 cm

Arena gruesa 19 cm

Tabla 2. Material muestra ensayo 2 para arena gruesa y grava fina

Piezómetro Altura(cm) Q (cm3 )cabeza 106,2 280

1 103,1 t(s)2 102,8 60

3 102,8 T °C4 102,7 22,35 102,9 d(pulg)6 102,9 67 102,9

ENSAYO NUMERO 1

DIAMETRO = 3 “= 7,62 cm AREA= 𝛑 *r2= 45.60 cm2

Gradiente hidráulico = 4,7 / 5 = 0,94

Velocidad = 70/45,60*60= 0,025 cm /s

Para arena fina

K=70∗5

45.60∗60∗4,7 =0,027

cms

Viscosidad de agua temperatura ensayo 22°= 0,000995

Viscosidad del agua temperatura ambiente a 20°= 0,001003

X=0,0009950,001003

= 0,99

Corección

k´= k *x= 0,027 cms

* 0,99= 0,0267 cms

Para arena gruesa

Gradiente hidráulico = 0.8 / 5 = 0,16

K=70∗5

45.60∗60∗0,8 =0,16

cms



X=0,0009950,001003

= 0,99

Corección

k´= k *x= 0,16 cms

* 0,99= 0,1584 cms

ENSAYO NUMERO 2

DIAMETRO = 3 “= 7,62 cm AREA= 𝛑 *r2= 45.60 cm2

Gradiente hidráulico= 00,3/5= 0,06

Velocidad = 280/ 45,60* 60= 0,1cm / s

Para arena gruesa

K=280∗5

45.60∗60∗0,3 =1,7

cms

Viscodidad de agua temperatura ensayo 22°= 0,000995


X=0,0009950,001003

= 0,99

Corección

k´= k *x= 1,7 cms

* 0,99= 1,683 cms

Para grava fina

Gradiente hidráulico = 0,2 / 5= 0,04

K=70∗5

45.60∗60∗o ,2 =0,64

cms



X=0,0009950,001003

= 0,99

Corección

k´= k *x= 0,64 cms

* 0,99= 0,63 cms

1. CONCLUSIONES

Se logró determinar la masa unitaria, relación de vacíos y la densidad relativa del material usado en el ensayo, por medio de las formulas adquiridas en la parte teórica de mecánica de suelos.

En el informe pasado logramos llegar a determinar la permeabilidad del suelo o material utilizado para la prueba de laboratorio, y pudimos deducir que la

permeabilidad para el ensayo 1 k =0,027 cms

y K = =0,16 cms

y para el ensayo 2

k= 1,7cms

y k=0,64 cms

de acuerdo con los cálculos realizados en el ensayo por

método de cabeza constante.

En el ensayo realizado obtuvimos que la relación entre la velocidad de descarga y el gradiente de carga fue de aproximadamente para el ensayo 1 Gradiente hidráulico = 4,7 / 5 = 0,94 y Gradiente hidráulico = 0.8 / 5 = 0,16, Velocidad = 70/45,60*60= 0,025 cm /s y para el ensayo 2 Gradiente hidráulico= 00,3/5= 0,06 y Gradiente hidráulico = 0,2 / 5= 0,04 Velocidad = 280/ 45,60* 60= 0,1cm / s

ANALISIS DE RESULTADOS

Los datos tomados, al igual que el resultado obtenido, es un valor muy aproximado del posible valor teórico, ya que en el desarrollo de la práctica siempre hay presentes factores que pueden producir un porcentaje de error en el resultado final, como por ejemplo, las alturas tomadas o el gasto obtenido son valores poco exactos.

Mediante el valor obtenido para el coeficiente de permeabilidad (cm/s), podemos deducir si el suelo analizado tiene un grado de permeabilidad:

Alto o elevado: Si es superior a 10-1

Mediano: Si es un valor entre 10-1 y 10-1

Bajo: Si es un valor entre 10-3 y 10-5

Muy bajo: Si es un valor entre 10-5 y 10-7

Prácticamente impermeable: Si es un valor menor a 10-7


INV E – 130 – 07, (Numerales 3.1, 3.2, 3.6) http://www.cec.uchile.cl/~ci51j/txt/Apuntes/Tema03.pdf

Informes de Mecanica de Suelos

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