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PROPIEDADES HIDRAULICAS DE LOS SUELOS

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL BOLIVARIANA. UNEFA.Grupo #1PROPIEDADES HIDRAULICAS DE LOS SUELOSEs uno de los dos tipos principales de flujo en fluido. Se llama flujo laminar o corriente laminar, al movimiento de un fluido cuando ste es ordenado y suave. En un flujo laminar el fluido se mueve en lminas paralelas sin entremezclarse y cada partcula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada lnea de corriente. En flujos laminares el mecanismo de transporte lateral es exclusivamente molecular.

FLUJO LAMINAR

El movimiento de las partculas del fluido se produce siguiendo trayectorias bastante regulares, separadas y perfectamente definidas dando la impresin de que se tratara de laminas FLUJO LAMINARSe caracteriza porqueEl flujo turbulento es mas comnmente desarrollado debido a que la naturaleza tiene tendencia hacia el desorden y esto en trminos de flujos significa tendencia hacia la turbulencia. Este tipo de flujo se caracteriza por trayectorias circulares errticas, semejantes a remolinos. El flujo turbulento ocurre cuando las velocidades de flujo son generalmente muy altas o en fluidos en los que las fuerzas viscosas son muy pequeas.

FLUJO TURBULENTO

Las partculas del fluido no se mueven siguiendo trayectorias definidas y la accin de la viscosidad es despreciable.Las partculas del fluido poseen energa de rotacin apreciable, y se mueven en forma errtica chocando unas con otras.Al entrar las partculas de fluido a capas de diferente velocidad, su momento lineal aumenta o disminuye, y el de las partculas vecina la hacen en forma contraria.

PROPIEDADES HIDRAULICAS DE LOS SUELOSCapilaridad.Flujo de Agua en los Suelos.Velocidad de descarga.Determinacin de la permeabilidad.

CAPILARIDADEs el fenmeno resultante de la combinacin de la tensin superficial de un lquido y su tendencia a mojar las superficies con las que entran en contacto.Cuando un lquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o cohesin intermolecular entre sus molculas es menor que la adhesin del lquido con el material del tubo; es decir, es un lquido que moja. El lquido sigue subiendo hasta que la tensin superficial es equilibrada por el peso del lquido que llena el tubo.CAPILARIDAD

ste es el caso del agua, y esta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energa para vencer la gravedad. Sin embargo, cuando la cohesin entre las molculas de un lquido es ms potente que la adhesin al capilar, como el caso del mercurio, la tensin superficial hace que el lquido descienda a un nivel inferior y su superficie es convexa.CAPILARIDADAl contrario de los tubos capilares, los vacos en el suelo tienen ancho variable y se comunican entre si formando un enrejado. Si este enrejado se comunica por abajo con el agua, su parte inferior se satura completamente. Mas arriba el agua solo ocupa los vacos pequeos y los mayores quedan con aire.CAPILARIDADEn los suelos

En conclusin podemos decir que la capilaridad del agua dentro de un suelo, produce unos esfuerzos de tensin, los cuales generan la compresin de este. Para que se presente la capilaridad del agua fretica en un suelo, se debe tener en cuenta que el suelo debe ser fino, de tal manera que los poros que hayan entre las partes solidas del suelo, sean tan pequeos como un tubo capilar. Si tenemos un suelo como una grava gruesa, no se producir el fenmeno de capilaridad, por lo que estos suelos se utilizan en la construccin cuando se tiene niveles freticos altos.CAPILARIDADPROBLEMAS DE CAPILARIDAD EN LA CONSTRUCCINCAPILARIDAD

CAPILARIDAD

En la construccin de calles, carreteras, autopistas, pistas de aterrizaje es importante tener en cuenta el agua capilar existente en el terreno de fundacin que queda encima de la capa fretica. Una solucin al problema es colocar capas granulares sobre la subrasante, lo cual impide la capilaridad del agua fretica.CAPILARIDADCAPILARIDAD

FLUJO DE AGUA EN LOS SUELOSFLUJO DE AGUA EN LOS SUELOSMovimiento del agua libre a travs del suelo por la diferencia de altura entre un punto y otro dentro de la masa de suelo.V= k*iQ=V*A

i=(h1-h2)/Lk = Coef. de PermeabilidadV = Velocidad del flujo en cm/seg.i = Gradiente hidrulico.Henry Darcy, Ingeniero Francs realiz un experimento sobre el movimiento del agua a travs de un medio poroso que se encontraba dentro de una tubera puesta horizontalmente, con la cual analiz el movimiento del agua a travs de la arena que actuaba como un filtro de agua, con este estudio Darcy encontr que la velocidad a la cual el agua fluye a travs de la arena era directamente proporcional a la diferencia de altura entre los dos extremos de la tubera e inversamente proporcional a la longitud de esta.

LEY DE DARCY

Describe, con base en experimentos de laboratorio, las caractersticas del movimiento del agua a travs de un medio poroso.LEY DE DARCY

LEY DE DARCY VELOCIDAD DE DESCARGAVELOCIDAD DE DESCARGAFactores para que se mueva el agua a travs del suelo:

Tipo de suelo: Estructura del Suelo.Los poros interconectados.Diferencia de presin y de posicin.En la Ley de Darcy se considera que:

El flujo se produce en forma continua.Se aplica al caso de suelos saturados.El flujo debe ser laminar.K representa la mayor o menor facilidad con que el agua fluye a travs del suelo, bajo un determinado gradiente hidrulico.V= k*iVELOCIDAD DE FILTRACINV1= [(1+e)/e]*k*iVelocidad media de avance del agua en la direccin del flujo.

LFaseSlidaAAvVVVELOCIDAD DE DESCARGAe = Relacin de vacosVelocidad Media RealV2= V1*(Lm/L)En esta se tiene en cuenta la longitud real que recorre el agua a travs del suelo.VELOCIDAD DE DESCARGALm = Longitud irregular recorrida por el sueloL = Longitud real recorrida por el sueloInfluencia de la relacin de vacios del suelo.Influencia de la estructura y estratificacin.Influencia de la presencia de agujeros y fisuras.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOSEs la relacin que muestra entre los espacios vacios y el volumen total de la masa del suelo. En el suelo hay varios tamaos de poros y cada uno ejerce una funcin diferente: Los poros grandes y medianos permiten que el suelo se ventile y que se filtre el agua. Los poros pequeos conducen el agua a niveles ms profundos del suelo. Los poros microscpicos, almacenan el agua.

RELACION DE VACIOS DEL SUELO

RELACION DE VACIOS DEL SUELO A mayor e mayor k.

INFLUENCIA DE ESTRUCTURA Y ESTRATIFICACION

La estructura del suelo: En el caso de los finos entre ms ordenadas estn las partculas, k ser menor, para los gruesos la situacin es diferente, > k en el sentido paralelo a la orientacin y < k en el sentido perpendicular.

La estratificacin: Se tienen permeabilidades diferentes en el sentido horizontal y en el vertical.

INFLUENCIA DE ESTRUCTURA Y ESTRATIFICACION

En el sentido Horizontal:

En el sentido Vertical:

INFLUENCIA DE ESTRUCTURA Y ESTRATIFICACION

A causa de heladas, ciclos alternos de humedecimiento y secado, efecto de vegetacin y pequeos organismos, etc., pueden cambiar las caractersticas de permeabilidad de los suelos, convirtindose aun la arcilla mas impermeable en material poroso. AGUJEROS Y FISURAS

Fisuras ,influyen significativamente en la permeabilidad del sueloAGUJEROS Y FISURASDeterminacin de la PermeabilidadMETODOS DIRECTOS

Permemetro de Carga Constante.Permemetro de Carga Variable.

METODOS INDIRECTOS

A partir de la Prueba Horizontal de Capilaridad.A. METODOS DIRECTOS1. PERMEAMETRO DE CARGA CONSTANTE: SUELOS GRANULARES

PERMEAMETRO DE CARGA VARIABLE: SUELOS FINOS

Determinacin de la PermeabilidadDonde:V = VolumenL = AlturaH = Carga de AguaA = rea T = TiempoB. METODOS INDIRECTOS2. A PARTIR DEL ENSAYO DE CONSOLIDACIN.

Tv = Factor Tiempoav = Coeficiente de compresibilidad.H = Espesor de la Muestra.eo = Relacin de vacos antes de la consolidacin.t = Tiempo del proceso de consolidacin.

Determinacin de la PermeabilidadPermeabilidadK cm/segSuelo TpicoMuy Permeable>10-1Grava GruesaModeradamente Permeable10-1 10-3Arena Arena FinaPoco Permeable10-3 10-5Arena Limosa Arena SuciaMuy poco Permeable10-5 10-7Limo Arena muy FinaImpermeable10-7 o menorArcillasTABLA DE PERMEABILIDADES EJEMPLO

EJEMPLO CONCLUSIONESLas propiedades hidrulicas del suelo es uno de los pilares para la mecnica de suelos ya que con ella se realizara varios ensayos para saber qu tan apto es el suelos para la construccin.