INFORME DE PEMEABILIDAD DE CABEZA C ABEZA CONSTANTE Y CABEZA VARIABLE
PRESENTADO POR: OSNEIDER ARROYO BURGOS DANIEL BENJUMEA TAMARA WILLIAM OLIVERA TOVAR YEISON DE JESUS QUINTERO MARTINEZ
PRESENTADO A: ING. LUIS FERNANDO F ERNANDO HERNANDEZ TEHERAN
UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL SEMESTRE VI
SINCELEJO SUCRE 2016
INTRODUCCION La permeabilidad de un suelo está definida como su capacidad para permitir que el agua u otros fluidos circulen o fluyan a través de este. En condiciones de flujo libre, el caudal que cruza por una tubería o un canal, está definida por la for mula conocida (Q = V*A). Los ensayos de permeabilidad de cabeza variable y cabeza constante se llevan a cabo con el fin de determinar el coeficiente de permeabilidad, para los suelos granulares y finos. En el ensayo de permeabilidad de cabeza variable (suelo fino), se llena un recipiente de área conocida con una altura de agua también conocida para medir la cabeza hidráulica y así poder dejar el paso libre del agua en la muestra, en el ensayo de cabeza constante se hace lo mismo pero este es utilizando tanto para el suelo fino como para el suelo granular. En el siguiente informe llevaremos a cabo el desarrollo de estos dos casos para determinar el coeficiente de permeabilidad.
OBJETIVOS
Objetivo General Determinar el coeficiente de permeabilidad de una muestra de suelos por el ensayo de cabeza constante y cabeza variable.
Objetivos Específicos
Medir la permeabilidad de los suelos.
Conocer las propiedades hidráulicas de los suelos.
Obtener el coeficiente de permeabilidad.
EQUIPOS Permeámetro
Fuente de agua Buretas Cronometro Metro
Muestreo
La muestra procederá de una zona de canteras arenosas u otro material granular distinto, de una playa o del lecho de un río, Para efectos de la metodología a implantar se utilizará material granular que pase el tamiz No 20. El material deberá ser secado al horno con anterioridad de 24 horas. Una vez secado, se tomarán 1500 + 250 gr. El peso aquí obtenido se denominará P1. Previamente al ensayo se deberá determinar la gravedad específica del material a ensayar.
PROCEDIMIENTO 1. Preparación del cilindro 2. Arme primeramente los componentes inferiores del cilindro metálico, teniendo en cuenta de colocar las piedras porosas y filtros adecuadamente. 3. Se debe depositar el material dentro del cilindro metálico y compactar suavemente para eliminar vacíos. 4. Se debe saturar la muestra para eliminar todos los vacíos existentes. 5. Coloque la manguera en la parte superior del recipiente metálico hasta el recipiente que contiene el agua Procedimiento cabeza constante 6. Establecerse la cabeza hidráulica en el recipiente fuente de agua, para permitir luego el flujo de agua hasta la muestra. Es decir tratar de mantener constante la altura del nivel del agua respecto al fondo del recipiente en la medida que se drena la muestra. Se hace necesario que se garantice a cabalidad el cumplimiento de este aparte.
7. Mida la altura h existente entre el nivel superior del agua del tanque superior y la boquilla inferior de descarga en el cilindro.
8. Usando una probeta deberá tomarse el flujo proveniente de la manguera inferior un volumen determinado V recolectado en un tiempo específico T. 9. Este tiempo debe ser medido con el cronómetro. El objetivo es tomar volúmenes específicos y medir el tiempo de consecución para tales volúmenes. 10. Repita tres veces para cada suelo en estudio.
Procedimiento de cabeza variable 11. A diferencia del ensayo de cabeza variable, el nivel del agua será variable a medida que se cumple el ensayo. 12. Deberá permitirse el flujo de agua hacia los tubos de vidrio, para este efecto deberá abrir las válvulas inferiores del permeámetro. 13. Observe en la escala de medición detrás del tubo la altura máxima que alcanza el agua dentro del tubo y regístrela en adelante como h1. 14. Abriendo la válvula de descarga tome en una probeta, un volumen determinado V para un tiempo específico T a partir de la boquilla inferior del molde. Este tiempo debe ser medido con el cronómetro. Una vez tome el volumen cierre inmediatamente la válvula de paso de agua hacia el cilindro. 15. Repita los pasos por lo menos en tres veces para obtener promedios.
RESULTADOS
Datos Diámetro Área Altura Longitud
10.27 cm 1.52 cm´2 2.07 m 11.30 cm
Cabeza Constante
Tiempo (seg) Volumen (ml) Volumen (ml) Volumen (ml) Volumen Promedio (ml) 10 95 92 90 92,33
15 128 20 158 Cabeza Variable
H1 H2 H3 H4
Toma 1 Altura Tiempo (Cm) (Seg) 138 0 128 2,79 118 2,87 108 3,21
130 155
132 153
Toma 2 Altura Tiempo (Cm) (Seg) 138 0 123 4,33 108 4,61 93 5,04
CÁLCULOS
130 155,33
Toma 3 Altura Tiempo (Cm) (Seg) 138 0 118 5,58 98 6,93 78 7,78
Cabeza constante
Caudal:
Dónde: V: volumen, t: tiempo, Q: caudal
Para 10 segundos:
Para 15 segundos:
Para 20 segundos:
( )
Gradiente Hidráulico:
Dónde: h: altura, i: gradiente hidráulico, L: longitud.
Coeficiente de permeabilidad K
Cabeza Variable
Para la toma N° 1: (diferencia de altura de 10 cm)
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Para la toma N°2 (diferencia de altura 15 cm)
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Para la toma N°3 (diferencia de altura 20 cm)
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Coeficiente de permeabilidad final:
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ANALISIS DE RESULTADOS En este cálculos obtenidos podemos observar el coeficiente de permeabilidad obtenido de los 2 ensayos realizados, en lo cual se puede deducir que sus valores son cercanos y que por medio de ambos ensayos se puede saber el coeficiente de permeabilidad de un suelo, aunque el método de la cabeza variable es un poco más utilizado y pues como se ve los coeficientes obtenidos no varían mucho del valor que se obtuvo de esta muestra de suelo.
ANEXOS
