Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin.ALUMNA:CASTRO CHUYO LEYDY DIANA K.CURSO :MECNICA DE SUELOS Y ROCASGRUPO:3FECHA QUE SE HIZO:19 05 15FECHA DE PRESENTACIN:02 06 - 15

PIMENTEL - 2015 UNIVERSIDAD PARTICULARSEOR DE SIPAN

INGENIERIA CIVIL

ENSAYO DE COEFICIENTE DE PERMEABILIDADASTM D2434

PRESENTACIN

El presente informe basado en el estudio de suelos que se llev a cabo en el laboratorio de escuela de la universidad, ha sido realizado e investigado con mucho esfuerzo y dedicacin para poder culminar con el objetivo trazado.

Gracias al esfuerzo y dedicacin por parte del docente, para que nosotros como estudiantes logremos entender ms sobre nuestra carrera profesional y as hacer ms extenso nuestro conocimiento al respecto.

INDICE

1. Introduccin..3

2. Objetivos..4

3. Referencia Normativa..4

4. Marco terico...5

5. Mtodo y Materiales7

6. Procedimiento8

7. Clculos9

8. Resultados...11

9. Recomendaciones12

10. Conclusin13

1. INTRODUCCIN

La permeabilidad de un suelo est definida como su capacidad para permitir que el agua u otros fluidos circulen o fluyan a travs de ste. En condiciones de flujo libre, el caudal que cruza por una tubera o un canal, est definida por la frmula conocida (Q = V* A).Los ensayos de permeabilidad de cabeza variable se llevan a cabo con el fin de determinar el coeficiente de permeabilidad (K), para los suelos granulares y suelos finos. En el ensayo de permeabilidad de cabeza variable (suelo fino), se llena un recipiente de rea conocida con una altura de agua tambin conocida para medir la cabeza hidrulica y as poder dejar libre el paso de agua en la muestra de suelo de rea conocido, con el fin de medir las diferencias de nivel con respecto al tiempo a medida que el agua baja su nivel y poder conocer de esta manera el valor de la permeabilidad.

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo general Obtener el coeficiente de permeabilidad de una muestra de suelo mediante el mtodo de cabeza constante.2.2 Objetivo especficos

Determinar el coeficiente de permeabilidad normalizado a 20C. Obtener la curva velocidad (Q/At) versus gradiente hidrulico (h/L). Clasificar el suelo de acuerdo con su permeabilidad.

3. REFERENCIA NORMATIVASe realizaran de acuerdo con la norma E - 050 de suelo y cimentaciones

Ensayo de coeficiente de permeabilidad

ASTM D2434

4. MARCO TEORICO

Segn Jurez Badillo (1980) 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 travs de l una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable.La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores bsicos: La porosidad del material. La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura. La presin a que est sometido el fluido.El coeficiente de permeabilidad (k) es una constante de proporcionalidad relacionada con la facilidad de movimiento de un flujo a travs de un medio poroso(Bowles, 1980, p. 97). Se pueden determinar por medio de dos mtodos generales de laboratorio llamados mtodo de la carga constante y el mtodo de la carga variable. Dichos mtodos estn basados en el uso de la ley de Darcy, con las condiciones de un flujo laminar. La prueba de permeabilidad con carga constante se utiliza ampliamente con todos los tipos de suelos.Clasificacin de los suelos segn su coeficiente de permeabilidad

Grado de permeabilidadValor de k(cm/s)

ElevadaSuperior a 10-1

Media10-1a 10-3

Baja10-3a 10-5

Muy baja10-5a 10-7

Prcticamente impermeableMenor de 10-7

Segn Bowles (1980) ninguno de los dos ensayos permite obtener valores de coeficiente de permeabilidad de un suelo demasiado confiables. Las principales razones de esto son:1. El suelo que se utiliza en el aparato de permeabilidad nunca es igual al suelo que se tiene en el terreno siempre est algo alterado.2. La orientacin in situ de los estratos respecto al flujo de agua es probablemente diferente en el laboratorio.3. Las condiciones de frontera son diferentes en el laboratorio. Las paredes del molde de permeabilidad mejoran los caminos del flujo con respecto a los caminos naturales en el terreno.4. La cabeza hidrulica h puede ser diferente (a menudo mucho mayor) en el laboratorio, lo cual causa un lavado del material fino hacia las fronteras con una posible reduccin en el valor de k.5. El efecto del aire atrapado en la muestra de laboratorio es grande an para pequeas burbujas de aire debido al tamao tan pequeo de la muestra.Segn Bowles (1980) el coeficiente de permeabilidad de una masa de suelo homognea, isotrpica depende principalmente de los siguientes factores:1. La viscosidad del fluido en los poros: a medida que la temperatura aumenta, la viscosidad del agua disminuye y el coeficiente de permeabilidad aumenta, es decir, la velocidad del flujo aumenta. El coeficiente de permeabilidad se ha normalizado a una temperatura de 20C), por medio de la siguiente ecuacin; donde es la permeabilidad a una temperatura T, es la viscosidad del agua a una temperatura T y es la viscosidad del agua a 20C.2. La relacin de vacos.3. El tamao y forma de los granos de suelo: la presencia de partculas angulares y laminares tienden a reducir k ms que cuando el suelo est compuesto predominantemente por partculas redondeadas y esfricas.4. El grado de saturacin: a medida que aumenta el grado de saturacin, el coeficiente de permeabilidad aparente tambin se incrementa.5. METODO Y MATERIALES

El coeficiente de permeabilidad se determina con el mtodo de la cabeza constante, de acuerdo con lo descrito por la norma ASTM D 2434. Se realizaron tres pruebas para diferentes cargas hidrulicas, cada una con un tiempo de medicin diferente. La muestra que utilizada fue compactada con seis capas, proporcionndole 25 golpes por capa con una cada de 5mm. El equipo utilizado son los siguientes:

CronmetroTermmetroProbetaEmbudo con mangueraPermemetro

6. PROCEDIMEINTO

Ensamblado del aparato con los elementos arriba mencionados. Preparacin de la celda: Se debe verificar que la celda est limpia y seca y determinar su: peso, dimetro y altura. Preparacin de la muestra: En todos los casos la muestra debe calzar perfectamente en la clula sin dejar cavidades en su permetro. Si se desea obtener la permeabilidad. Sobre muestras re compactadas, el suelo a la humedad requerida es compactada en el molde para llegar a la densidad buscada. Se colocar una piedra porosa en la base de la muestra y otra en contacto con su cara superior. Saturacin de la muestra: Haciendo vaco saturar la muestra el tiempo que sea necesario Aplicar una succin baja hasta verificar la saturacin y la ausencia total de burbujas de aire en la muestra. Permitir el paso de agua, abriendo la llave correspondiente, verificando que no quede aire entrampado en las conexiones con cada uno de los tubos. Realizacin del ensayo propiamente dicho: Permitir el paso del agua a travs de la muestra. Cuando el caudal sea uniforme, iniciar la recoleccin de agua en el depsito graduado. Cronometrar el tiempo del ensayo. Se mide la temperatura de los 3 ensayos.

7. CALCULOS

DATOS DE LA MUESTRA

Datos dictado por el Tec. de laboratorio: Dimetro = 15.10 cm Volumen = 2114 cm3 Densidad = 1.5 g/cm3Clculos Realizados: rea

A = = 179.0786 cm2

Altura

h = ___2114____ = 11.80 cm 179.07886

Peso = 9510 gDATOS DEL ENSAYO

Tiempo de Q (segundos)

Experimento1: 87 s

Experimento2: 88 sPromedio = 88.33 s

Experimento3: 90 s

Volumen de agua drenada al tiempo del ensayo (q) q = 250 cm3

q = 250 cm3 q = 250 cm3

Temperatura del agua del ensayo (Tx)

25 C

Formulas:

Kt = Coeficiente de permeabilidad a temperatura de ensayo.K20 = Coeficiente de permeabilidad a 20CTx = Temperatura del agua del ensayoT20 = Temperatura del agua a 20Cq = Volumen de agua drenada al tiempo del ensayo.L = Altura de la muestra a ensayarA = rea de la muestra a ensayarh = Altura cabeza variablet = Tiempo de Q

K (Tx) = ______(Q) x (L)_____ cm/s(A) x (h) x t

K (T20) = K (Tx) x __Tx__ cm/s T20

Densidad Relativa del agua para diferentesTemperaturas

T (C)Den. Rel. H2OT (C)Den. Rel. H2O

17.00.998803523.50.9974494

17.50.998714024.00.9973286

18.00.998624424.50.9972028

18.50.998529625.00.9970770

19.00.998434725.50.9969463

19.50.998334526.00.9968156

20.00.998234326.50.9966804

20.50.998128827.00.9965451

21.00.998023327.50.9964052

21.50.997912628.00.9962652

22.00.997801928.50.9961207

22.50.997686129.00.9959761

23.00.997570229.50.9958271

K (Tx) = ______ (q) x (L)_____ cm/s(A) x (h) x t

K (Tx) = ____ 250 x 11.8__ ___ cm/s 179.0786 x 40 x 88.33

K (Tx) = 4.662 x 10-3 cm/s

K (T20) = K (Tx) x __Tx__ cm/s T20

K (T20) = 4.662x 10-3 x ___0.9970770__ cm/s 0.9982343

K (T20) = 4.657 x 10-3 cm/s 8. RESULTADOS

DATOS DE LA MUESTRA

Dimetro : 15.10 cmrea : 179.0786 cm2

Altura : 11.80 cmVolumen : 2114 cm3

Peso : 9510 gDensidad : 1.5 g/cm3

DATOS DEL ENSAYO

Altura de la cabeza Variable (h) cm37

Experimento Nt (segundos)q (cm3)Tx (C)

18725025C

28825025C

39025025C

PROMEDIO88.3325025C

Coeficiente de permeabilidad a temperatura de ensayo

K (Tx) = ____250 x 11.8__ cm/s 179.0786 x 40 x 88.33

K (Tx) = 4.662 x 10-3 cm/sCoeficiente de permeabilidad a 20C

K (T20) = 4.662x 10-3 x ___0.9970770__ cm/s 0.9982343

K (T20) = 4.657 x 10-3 cm/s

9. RECOMENDACIONES

Se recomienda usar agua desairada para minimizar el potencial de difusin del aire a travs de la membrana dentro de la muestra.

Deber usarse un equipo adecuado para el mtodo de compactacin.

Se recomienda tamizar la muestra por la malla N 4.

Verificar antes de realizar el ensayo que las vlvulas estn cerradas, el tanque y las buretas llenas con agua y a un nivel adecuado.

Eliminar las burbujas de aire del tanque de agua y de las buretas (aprox. 30 min) antes de ensayar el espcimen.

10. CONCLUSIN

El valor de K depende de la forma, el tamao y la distribucin de sus partculas, de esto se infiere que la constante est dada en funcin del tamao de los poros.

La granulometra realizada al material influye bastante, porque lo componen partculas de tamao uniforme hace que existen ms vacos o poros por donde fluye el agua.

Con el coeficiente K de permeabilidad promedio de la muestra analizada se pudo comparar con una tabla terica y se concluy que el tipo de material analizado es una arena gravosa.

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