Permeabilidad Carga Variable

7/25/2019 Permeabilidad Carga Variable

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INSTITUTO DE ENSAYO

DE MATERIALES

ING. HUGO MANSILLA ROMERO

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I

CIV-219 LAB

ENSAYO N9PERMEABILIDAD CARGA VARIABLEDOCENTE: Ing. Hernan Flores

AUX. DOC.: Univ. Daniel Saavedra

NOMBRE: Univ. Paul Alex Quiroz Barrionuevo

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I pg. 1

PERMEBILID D DE SUELOS

FINO

S

MTODO DE CARGA VARIABLE

Normas: AASHTO T125-66

ASTM D2434-68

Sumario:

Pg.

1. Introduccin 2

2. Objetivos 3

2.1 Objetivo General 3

2.2 Objetivos Especficos 3

3. Procedimiento 4

4. Anlisis de Datos 5

4.1 Recopilacin de Datos 5

4.2 Nomenclatura 5

4.3 Planilla y Grficos 5

5. Conclusiones 6

6. Anexos 7

6.1 Explicacin del clculo y conclusiones 8

7. Bibliografa 8


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1 INTRODUCCION

La exposicin del experimento Carga Constante es aplicable tambin a este ensayo. Las

limitaciones del ensayo de cabeza constante son inherentes a este ensayo, y adems si elensayo tiene una duracin excesiva, ser necesario controlar la evaporacin el agua en la

tubera de entrada.

El ensayo de permeabilidad de carga variable usando como molde patrn de compactacin.

Note que el espesor de la piedra porosa y el pequeo dimetro del agujero de entrada en la

tapa superior del permemetro pueden originar una depresin en la muestra por erosin

debido a gradientes hidrulicos muy grandes. Debe tenerse mucho cuidado en el montaje

del aparato para evitar fugas. Usar una regla metlica para medir las cabezas hidrulicas,

h1 y h2 para gradientes muy pequeos es importante tener cuidado de que no se drene la

muestra.

Debe notarse que este mtodo para determinar el coeficiente de permeabilidad k ha sido

desarrollado principalmente por economa pues el experimento para determinar k en un

suelo fino puede durar normalmente varios das. El ensayo de carga constante, consume

una cantidad grande de agua en el laboratorio para mantener la carga constante en la

mayora de los arreglos. Para ensayos de larga duracin y donde la cantidad de flujo a

travs de la muestra es muy pequea, es necesario controlar la evaporacin de agua del

recipiente o de la tubera de entrada y tambin evitar la evaporacin y/o drenaje en la

tubera o recipiente de salida. Una forma de solucionar este problema consiste en hacerlo

en un saln de humedad controlada. Otra es mantener el recipiente de la tubera de entradacubierto con un globo de caucho parcialmente inflado. Para controlar el drenaje y garantizar

que el agua salga al tubo lleno se debe sumergir la tubera de salida en un recipiente con

agua. Obtener elevacin del recipiente de salida para calcular h2, debe hacerse gala de

juicio e ingenio para controlar escapes en el conjunto.

En la figura vemos claramente, el sistema que realizaremos en este ensayo.

En el cual haremos variar la altura h1-h2.


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2 OBJETIVOS

2 1 Objetivos Generales

Conocer el procedimiento normalizado por la norma ASTM D2434 68. Y la norma

AASHTO T125 66 para la determinacin de la permeabilidad de un suelo fino.

2 2 Objetivos Especficos

Determinar el coeficiente de permeabilidad de suelo un fino.

Conocer la diferencia de procedimiento que existe entre el mtodo de carga constante y

carga variable.

3 PROCEDIMIENTO

Primeramente indicaremos el material usado para este laboratorio.

Permemetro de carga variable.

Tanque de carga constante.

Conductos largos.

Piezmetros, con escalas en milmetros, para medir la altura del agua.

Balanza con precisin mnima de 0.5 g.

Cuchara, con una capacidad de 100 g.

Tanque de inmersin.

Horno de secado, capaz de mantener una temperatura de 110 5C.

Termmetro.

Cronmetro.

Equipo de accesorios: embudos, esptulas, cuchillos, etc.

Permemetro Conducto largo Balanza para pesar. Balanza electrnica.


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Ahora mostraremos el procedimiento a realizar para este ensayo:

Limpiar el permemetro y verificar las dimensiones con una precisin de 0.5 mm.

Determinar el peso del molde.

Colocar el suelo en un contenedor y determinar su contenido su contenido de

humedad, w si se trata de arena, secarla previamente en horno para luego proceder su

colocacin en seco.

Colocar la muestra en el permemetro con cierta densidad predeterminada sobre la

base de los resultados de ensayos de compactacin. Para esto se podr utilizar

vibracin o compactado por capas.

Determinar el paso mas molde. W2

Una vez embalada disponer un papel filtro en el tope de la muestra y taparla. Conectar

la entrada de agua al conducto que proviene del tanque de altura constante.

Sumergir l amuestra en un contenedor con nivel de agua superior en 5 cm al tope de la

misma y dejar que se sature de 24 a 27 horas. Tambin puede utilizarse una bomba de

vacio para acelerar la saturacin.

Cerrar tanto las vlvulas de entrada como de salida. Asegurarse que los conductos y

manmetros estn libres de aire dejndolos correr. El permemetro en esta etapa ya se

encuentra totalmente ensamblado.

Llenar el manmetro hasta la altura predeterminada h1.

Determinar el tiempo en que el nivel de agua desciende hasta los niveles establecidos.

Registrar la temperatura del agua. T.

Determinare el volumen de agua que fue drenado. Llenar nuevamente la bureta y repetir el ensayo de 2 a 3veces.


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4 ANLISIS DE DATOS

4 1 Recopilacin de datos

Longitud de muestra L (cm) 21,5

Diametro de muestra D (cm) 6,4

Diametro tubo de carga dc (cm) 0,6

CARGA VARIABLE

Ensayo 1 2 3

Carga Inicial h1 (cm) 90 90 90

Carga Final h2 (cm) 40 40 40

Tiempo t (seg) 2,05 2,04 2,02

Temperatura T c 19 19 19

4 2 Nomenclatura

Las frmulas que utilizaron para el peso unitario, ndice de vacios y coeficiente de

permeabilidad fueron:

2 1

2

4

1

1

d

d

W W

D L

w

Gse

1

2

20

20

ln

T C

C T C

C

ha Lk

A t h

k k


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4 3 Planillas y Grficos

Igualmente QUE el anterior ensayo necesitamos Pe=2,637 [g/cm3] y las humedades. Luego

precedemos con el clculo de la permeabilidad a temperatura conocida.

Longitud de muestra L (cm) 21,5

Diametro de muestra D (cm) 6,4

AREA A (cm2) 32,17

Diametro tubo de carga dc (cm) 0,6

Area de la seccion del tubo decarga a (cm2)

0,283

CARGA VARIABLE

Ensayo 1 2 3

Carga Inicial h1 (cm) 90 90 90

Carga Final h2 (cm) 40 40 40

Tiempo t (seg) 2,05 2,04 2,02

Temperatura T c 19 19 19

Permeabilidad a la temperaturaT (cm/seg)

7,473E-02 7,510E-02 7,584E-02

Permeabilidad a la temperaturade 20C (cm/seg)

7,854E-02 7,893E-02 7,971E-02

Tabla Final

KT (cm/seg) 7,523E-02

K19(cm/seg) 7,906E-02

5 CONCLUSIONES

5 1 Conclusiones Generales

Bueno, con la realizacin de este ensayo pudimos ver y conocer con bastante precisin

los procedimientos y mediciones normalizadas para la determinacin del coeficiente de

permeabilidad por lo que como sabemos este mtodo e lo realiza a suelos y materiales

finos y no as a guesos.

5 2 Conclusiones Especficas

Hallamos el valor del coeficiente de permeabilidad de la muestra de suelo dndonos:

2

19 7.523*10

C

cmK

seg

afirmando que este suelo es relativamente impermeable.


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Comparando los dos mtodos de ensayo (carga constante y carga variable), observamos

cierta diferencia en el coeficiente de permeabilidad.

Pr .

3

19 1, 458*10om

CK

para carga constante y

2

19 7.523*10C

cmK

seg

para carga

variable. Por lo que estos mtodos son realizados tanto para materiales gruesos como

para finos respectivamente.

6 ANEXOS

Pesando la muestra en la balanza. Calculando los tiempos de saturacin.

El permemetro esta ensamblado Medios y llenamos el manmetro con agua.


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A B C D E

1 Longitud de muestra L (cm) DATO

2 Diametro de muestra D (cm) DATO

3 AREA A (cm2) (C3^2*PI()/4)

4 Diametro tubo de carga dc (cm) DATO

5Area de la seccion del tubo de carga

a (cm2) (C5^2*PI()/4)

6

7 CARGA VARIABLE

8 Ensayo DATO DATO DATO

9 Carga Inicial h1 (cm) DATO DATO DATO

10 Carga Final h2 (cm) DATO DATO DATO

11 Tiempo t (seg) DATO DATO DATO

12 Temperatura T c DATO DATO DATO

13 Permeabilidad a la temperaturaT (cm/seg)(2,3*C6*C2)/(C4*C12)*LOG(C10/C11) (2,3*C6*C2)/(C4*D12)*LOG(D10/D11) (2,3*C6*C2)/(C4*E12)*LOG(E10/E11)

14Permeabilidad a la temperatura

de 20C (cm/seg)C14*H23 D14*H23 E14*H23

15

16

17 KT (cm/seg) (C14+D14+E14)/3

18 K19 (cm/seg) (C15+D15+E15)/3

Tabla Final

6 1 Explicacin del clculo

Para el clculo de la densidad del suelo, realizamos la siguiente tabla:

7 BIBLIOGRAFIA

Gua de ensayos - Mecnica de Suelos I Ing. Hernn FloresSin Editorial

Ingeniera de Suelos Karl Terzagui

Editorial el Ateneo

Fundamentos de Ingeniera Geotcnica Braja M. DasCalifornia StateUniversity (Sacramento)

Manual del Ingeniero Civil Tomo I Mac Graw Hill

Mexico. seccin 5-6

Enciclopedia de Consulta Encarta 2008

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