UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
MECÁNICA DE SUELOS I
PERMEABILIDAD DEL SUELO
METODO DE CARGA CONSTANTE
INFORME # 12
GRUPO # 4
NOMBRE: Luis Alberto Jiménez Sánchez
SEMESTRE: Quinto
PARALELO: “A”
FECHA DE EJECUCIÓN: 10/07/14
FECHA DE ENTREGA: 22/07/2014
PERÍODO ACADÉMICO: abril 2013- Agosto 2014
INTEGRANTES:
1. Iván Andrés Acosta Medina
2. Christian Santiago Castro Falcón
3. Luis Alberto Jiménez Sánchez
4. Jhonnatan Paul Morales Quezada
5. Édisson Mauricio Moreta Tigse
6. Jean Carlos Naranjo Morante
7. Ivonne Alexandra Núñez Acosta
8. Ana Isabel Toapanta Yanchaliquin
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PERMEABILIDAD CARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ
1. INTRODUCCIÓN
PERMEABILIDAD
Permeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una de
las cualidades más importantes que han de considerarse para la piscicultura. Un estanque
construido en suelo impermeable perderá poca agua por filtración.
Mientras más permeable sea el suelo, mayor será la filtración. Algunos suelos son
tan permeables y la filtración tan intensa que para construir en ellos cualquier
tipo de estanque es preciso aplicar técnicas de construcción especiales.
Por lo general, los suelos se componen de capas y, a menudo, la calidad del suelo varía
considerablemente de una capa a otra. Antes de construir un estanque, es importante
determinar la posición relativa de las capas permeables e impermeables. Al planificar el
diseño de un estanque se debe evitar la presencia de una capa permeable en el fondo para
impedir una pérdida de agua excesiva hacia el subsuelo a causa de la filtración.
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PERMEABILIDAD CARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ
PERMEÁMETRO DE CARGA CONSTANTE
En el método de permeámetro de carga constante se coloca una muestra de suelo inalterada
bajo la carga hidráulica constante, para medir el flujo a través de la muestra saturada, el
arreglo de la muestra es de manera que el flujo sea vertical de abajo hacia arriba.
PROCESO DE CÁLCULO
El valor de k se obtiene a partir de las ecuaciones de Darcy, midiendo el volumen que filtra
en un determinado tiempo, longitud de la muestra, su carga y el área de la sección
transversal, usando la ecuación:
𝒌 =
𝑸 ∗ 𝑳
𝑨 ∗ ∆𝒉
Donde:
K= Conductividad hidráulica
Q= Flujo de agua a través de la muestra
L= Longitud de la muestra
A= Área de la muestra
∆ℎ = Carga hidráulica
2.- Objetivos
1. Objetivo General
 Aplicar el método de permeabilidad para carga constante.
2 Objetivos Específicos
 Determinar el tiempo que se tarda el agua en atravesar la masa del suelo.
 Calcular el valor de permeabilidad.
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PERMEABILIDAD CARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ
4.- EQUIPO
 Permeámetro de carga constante.
 Recipientes metálicos.
 Probeta de 25 ml.
 Termómetro.
 Cronometro.
 Pisón metálico.
 Tamices.
 Flexómetro.
5.- MATERIALES
 Muestra de suelo.
 Agua.
6.- PROCEDIMIENTO
1) Tamizar la muestra de suelo. ( Pasa el Tamiz #30 y retiene el #50 )
2) Colocar el suelo en tres capas.
3) Dar 10, 14 y 18 golpes en cada capa, con el pisón.
4) Medir la longitud de la muestra.
5) Medir la altura de carga hidráulica.
6) Medir el diámetro interior del permeámetro.
7) Tomar el tiempo que se tarda en atravesar la muestra del suelo.
8) Tomar la temperatura.
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PERMEABILIDAD CARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ
7.- TABLAS
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
MECÁNICA DE SUELOS I
LUIS ALBERTO JIMÈNEZ SÀNCHEZ
QUINTO “A”
TABLA # 1
PERMEABILIDAD CARGA CONSTANTE
Q Volumen de agua cm3 25
L Longitud de la muestra cm 5.8
A Área transversal de la muestra cm2 31.77
h Altura de Carga Hidráulica cm 49.5
t Tiempo de duración de la prueba seg 8.92
K Coeficiente de Permeabilidad cm/seg 1,033x10¯²
T Temperatura del suelo ˚ C 15.5
K(20) Coeficiente de permeabilidad estándar a 20 ˚C cm/s 1,16x10¯²
nt Viscosidad del fluido a la temperatura de trabajo m²/s 1,126x10¯⁶
n(20) Viscosidad del fluido a 20 ˚C m²/s 1,007x10¯⁶
kt Coeficiente de permeabilidad a la temperatura
de trabajo
cm/s 1,033x10¯²
PERMEABILIDAD MEDIA
TIPO DE SUELO ARENA FINA
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PERMEABILIDAD CARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ
6. CONCLUSIONES
 Observamos que el líquido se demora 8.92 segundos en atravesar nuestra
muestra de suelo de 5.8 cm.
 Calculamos el valor del coeficiente de permeabilidad 1,033x10¯² lo cual nosdice
que esun suelode permeabilidadmedia,el suelotiene ciertadificultadparacircular.
 Observamosque mientraslatemperaturadisminuye el coeficientede permeabilidad
disminuye de 1,16x10¯² a 20 ˚c a 1,033x10¯² en 15.5 ˚C.
7. RECOMENDACIONES
 Verificar que el flujo que sale del permeámetro sea constante para empezar.
 Cerrar correctamente el permeámetro para evitar fuga de líquido.
 Tomar varios tiempos y realizar un promedio.
8.BIBLIOGRAFÍA
 http://books.google.com.ec/books?id=CmZpRBTAAn0C&pg=PA116&lpg=P
A116&dq=permeametro+de+carga+constante&source=bl&ots=PWTBB43et1
&sig=7RgG5Yii1d_LykK9eFEPfhewif0&hl=en&sa=X&ei=5lzMU72XIqi_sQ
S5r4HgBQ&ved=0CEIQ6AEwBDgU#v=onepage&q&f=false
 ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_training/FAO_training/general/x6706s/x6706
s09.htm
9. ANEXOS
1. CÁLCULOS TÍPICOS
 DETERMINACIÓN DEL ÁREA TRANSVERSAL DE LA MUESTRA
D=6.36
𝑨 =
𝝅 ∗ 𝑫²
𝟒
𝑨 =
𝝅 ∗ 𝟔. 𝟑𝟔²
𝟒
𝑨 = 𝟑𝟏. 𝟕𝟕 𝒄𝒎²
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PERMEABILIDAD CARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ
 DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD
(CM/SEG)
𝑘 =
𝑉 ∗ 𝐿
𝐴 ∗ 𝑡 ∗ ℎ
𝑘 =
25 𝑐𝑚 ∗ 5,8 𝑐𝑚
31.77𝑐𝑚² ∗ 8,92 𝑠𝑒𝑔 ∗ 49,5 𝑐𝑚
𝒌 = 𝟏. 𝟎𝟑𝟑𝒙𝟏𝟎ˉ² 𝒄𝒎/𝒔𝒆𝒈
INTERPOLAR LA TEMPERATURA
Para 15° C = 1.139x10ˉ⁶ m²/s
Para 20° C = 1.007x10ˉ⁶ m²/s
Para 15.5° C = 1.126 x10ˉ⁶ m²/s
𝑘(20° 𝐶) =
𝑛𝑡 ∗ 𝑘𝑡
𝑛(20°𝐶)
𝑘(20°𝐶) =
1,126𝑥10ˉ6
𝑚²/𝑠 ∗ 1,437𝑥10ˉ²𝑐𝑚/𝑠
1.007𝑥10ˉ6 𝑚2/𝑠
𝒌 = 𝟏. 𝟏𝟔𝒙𝟏𝟎ˉ² 𝒄𝒎/𝒔𝒆𝒈
NOMENCLATURA
V= Volumen medio en cm³.
L= Longitud de la muestra en cm.
A= Área transversal de la muestra en cm².
t= Tiempo de prueba en seg.
h= Altura de carga hidráulica en cm.
K= Coeficiente de permeabilidad en cm/s.
K(20°)= Coeficiente de permeabilidad establecido a 20°
Nt= viscosidad de fluido en m²/s.
N(20°)= viscosidad de fluido a 20° en m²/s.
Kt= coeficiente de permeabilidad a la temperatura de trabajo en cm/s.
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PERMEABILIDAD CARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ
2. GRÁFICOS
Fig 1. Permeámetro de
carga constante.
Fig 3. Tamices #30 y #50.
Fig 2. Horno
Fig 2. Muestra de suelo.
Fig 4. Compactaciónde lamuestra. Fig 5. Medición de la
permeabilidad.

Permeabilidad carga constante

  • 1.
    UNIVERSIDAD TÉCNICA DEAMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA MECÁNICA DE SUELOS I PERMEABILIDAD DEL SUELO METODO DE CARGA CONSTANTE INFORME # 12 GRUPO # 4 NOMBRE: Luis Alberto Jiménez Sánchez SEMESTRE: Quinto PARALELO: “A” FECHA DE EJECUCIÓN: 10/07/14 FECHA DE ENTREGA: 22/07/2014 PERÍODO ACADÉMICO: abril 2013- Agosto 2014
  • 2.
    INTEGRANTES: 1. Iván AndrésAcosta Medina 2. Christian Santiago Castro Falcón 3. Luis Alberto Jiménez Sánchez 4. Jhonnatan Paul Morales Quezada 5. Édisson Mauricio Moreta Tigse 6. Jean Carlos Naranjo Morante 7. Ivonne Alexandra Núñez Acosta 8. Ana Isabel Toapanta Yanchaliquin
  • 3.
    Página2 de 8 PERMEABILIDADCARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ 1. INTRODUCCIÓN PERMEABILIDAD Permeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una de las cualidades más importantes que han de considerarse para la piscicultura. Un estanque construido en suelo impermeable perderá poca agua por filtración. Mientras más permeable sea el suelo, mayor será la filtración. Algunos suelos son tan permeables y la filtración tan intensa que para construir en ellos cualquier tipo de estanque es preciso aplicar técnicas de construcción especiales. Por lo general, los suelos se componen de capas y, a menudo, la calidad del suelo varía considerablemente de una capa a otra. Antes de construir un estanque, es importante determinar la posición relativa de las capas permeables e impermeables. Al planificar el diseño de un estanque se debe evitar la presencia de una capa permeable en el fondo para impedir una pérdida de agua excesiva hacia el subsuelo a causa de la filtración.
  • 4.
    Página3 de 8 PERMEABILIDADCARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ PERMEÁMETRO DE CARGA CONSTANTE En el método de permeámetro de carga constante se coloca una muestra de suelo inalterada bajo la carga hidráulica constante, para medir el flujo a través de la muestra saturada, el arreglo de la muestra es de manera que el flujo sea vertical de abajo hacia arriba. PROCESO DE CÁLCULO El valor de k se obtiene a partir de las ecuaciones de Darcy, midiendo el volumen que filtra en un determinado tiempo, longitud de la muestra, su carga y el área de la sección transversal, usando la ecuación: 𝒌 = 𝑸 ∗ 𝑳 𝑨 ∗ ∆𝒉 Donde: K= Conductividad hidráulica Q= Flujo de agua a través de la muestra L= Longitud de la muestra A= Área de la muestra ∆ℎ = Carga hidráulica 2.- Objetivos 1. Objetivo General  Aplicar el método de permeabilidad para carga constante. 2 Objetivos Específicos  Determinar el tiempo que se tarda el agua en atravesar la masa del suelo.  Calcular el valor de permeabilidad.
  • 5.
    Página4 de 8 PERMEABILIDADCARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ 4.- EQUIPO  Permeámetro de carga constante.  Recipientes metálicos.  Probeta de 25 ml.  Termómetro.  Cronometro.  Pisón metálico.  Tamices.  Flexómetro. 5.- MATERIALES  Muestra de suelo.  Agua. 6.- PROCEDIMIENTO 1) Tamizar la muestra de suelo. ( Pasa el Tamiz #30 y retiene el #50 ) 2) Colocar el suelo en tres capas. 3) Dar 10, 14 y 18 golpes en cada capa, con el pisón. 4) Medir la longitud de la muestra. 5) Medir la altura de carga hidráulica. 6) Medir el diámetro interior del permeámetro. 7) Tomar el tiempo que se tarda en atravesar la muestra del suelo. 8) Tomar la temperatura.
  • 6.
    Página5 de 8 PERMEABILIDADCARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ 7.- TABLAS UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA MECÁNICA DE SUELOS I LUIS ALBERTO JIMÈNEZ SÀNCHEZ QUINTO “A” TABLA # 1 PERMEABILIDAD CARGA CONSTANTE Q Volumen de agua cm3 25 L Longitud de la muestra cm 5.8 A Área transversal de la muestra cm2 31.77 h Altura de Carga Hidráulica cm 49.5 t Tiempo de duración de la prueba seg 8.92 K Coeficiente de Permeabilidad cm/seg 1,033x10¯² T Temperatura del suelo ˚ C 15.5 K(20) Coeficiente de permeabilidad estándar a 20 ˚C cm/s 1,16x10¯² nt Viscosidad del fluido a la temperatura de trabajo m²/s 1,126x10¯⁶ n(20) Viscosidad del fluido a 20 ˚C m²/s 1,007x10¯⁶ kt Coeficiente de permeabilidad a la temperatura de trabajo cm/s 1,033x10¯² PERMEABILIDAD MEDIA TIPO DE SUELO ARENA FINA
  • 7.
    Página6 de 8 PERMEABILIDADCARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ 6. CONCLUSIONES  Observamos que el líquido se demora 8.92 segundos en atravesar nuestra muestra de suelo de 5.8 cm.  Calculamos el valor del coeficiente de permeabilidad 1,033x10¯² lo cual nosdice que esun suelode permeabilidadmedia,el suelotiene ciertadificultadparacircular.  Observamosque mientraslatemperaturadisminuye el coeficientede permeabilidad disminuye de 1,16x10¯² a 20 ˚c a 1,033x10¯² en 15.5 ˚C. 7. RECOMENDACIONES  Verificar que el flujo que sale del permeámetro sea constante para empezar.  Cerrar correctamente el permeámetro para evitar fuga de líquido.  Tomar varios tiempos y realizar un promedio. 8.BIBLIOGRAFÍA  http://books.google.com.ec/books?id=CmZpRBTAAn0C&pg=PA116&lpg=P A116&dq=permeametro+de+carga+constante&source=bl&ots=PWTBB43et1 &sig=7RgG5Yii1d_LykK9eFEPfhewif0&hl=en&sa=X&ei=5lzMU72XIqi_sQ S5r4HgBQ&ved=0CEIQ6AEwBDgU#v=onepage&q&f=false  ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_training/FAO_training/general/x6706s/x6706 s09.htm 9. ANEXOS 1. CÁLCULOS TÍPICOS  DETERMINACIÓN DEL ÁREA TRANSVERSAL DE LA MUESTRA D=6.36 𝑨 = 𝝅 ∗ 𝑫² 𝟒 𝑨 = 𝝅 ∗ 𝟔. 𝟑𝟔² 𝟒 𝑨 = 𝟑𝟏. 𝟕𝟕 𝒄𝒎²
  • 8.
    Página7 de 8 PERMEABILIDADCARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ  DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD (CM/SEG) 𝑘 = 𝑉 ∗ 𝐿 𝐴 ∗ 𝑡 ∗ ℎ 𝑘 = 25 𝑐𝑚 ∗ 5,8 𝑐𝑚 31.77𝑐𝑚² ∗ 8,92 𝑠𝑒𝑔 ∗ 49,5 𝑐𝑚 𝒌 = 𝟏. 𝟎𝟑𝟑𝒙𝟏𝟎ˉ² 𝒄𝒎/𝒔𝒆𝒈 INTERPOLAR LA TEMPERATURA Para 15° C = 1.139x10ˉ⁶ m²/s Para 20° C = 1.007x10ˉ⁶ m²/s Para 15.5° C = 1.126 x10ˉ⁶ m²/s 𝑘(20° 𝐶) = 𝑛𝑡 ∗ 𝑘𝑡 𝑛(20°𝐶) 𝑘(20°𝐶) = 1,126𝑥10ˉ6 𝑚²/𝑠 ∗ 1,437𝑥10ˉ²𝑐𝑚/𝑠 1.007𝑥10ˉ6 𝑚2/𝑠 𝒌 = 𝟏. 𝟏𝟔𝒙𝟏𝟎ˉ² 𝒄𝒎/𝒔𝒆𝒈 NOMENCLATURA V= Volumen medio en cm³. L= Longitud de la muestra en cm. A= Área transversal de la muestra en cm². t= Tiempo de prueba en seg. h= Altura de carga hidráulica en cm. K= Coeficiente de permeabilidad en cm/s. K(20°)= Coeficiente de permeabilidad establecido a 20° Nt= viscosidad de fluido en m²/s. N(20°)= viscosidad de fluido a 20° en m²/s. Kt= coeficiente de permeabilidad a la temperatura de trabajo en cm/s.
  • 9.
    Página8 de 8 PERMEABILIDADCARGA CONSTANTE LUIS JIMÈNEZ 2. GRÁFICOS Fig 1. Permeámetro de carga constante. Fig 3. Tamices #30 y #50. Fig 2. Horno Fig 2. Muestra de suelo. Fig 4. Compactaciónde lamuestra. Fig 5. Medición de la permeabilidad.