facultad de ingenieria e.a.p. ingenieria...

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERIA

E.A.P. INGENIERIA CIVIL

TEMA: “PERMEAMETRO”

CURSO: NOCIONES DE INSTRUMENTACION Y EQUIPOS

ALUMNA:

-RUBIÑOS SALAZAR DORIS

DOCENTE:

- JANET SAAVEDRA VERA

CICLO: II

Nuevo Chimbote

2013

Universidad Nacional del Santa

Rubiños Salazar Doris 2

PERMEABILIDAD

La permeabilidad es la propiedad del suelo que indica la facilidad relativa con la

que el fluido puede atravesarlo. La gama de permeabilidad es extremadamente

amplia variando desde 1 cm/seg para las gravas hasta 10 -8 para las arcillas.

El paso del agua a través de los intersticios o poros se llama (PERCOLACIN).Los

suelos que son suficientemente poros que permiten percolación en grado

considerable se llaman permeables y cuando la percolación es muy pequeña son

impermeables.

Todos los suelos son permeables puesto que siempre es posible que el agua se

filtre a través de los poros de su masa.

Una buena permeabilidad es un factor favorable en el caso de:

a. Cimientos: puesto que el asentamiento de una estructura dependa de la velocidad

con que se elimina la humedad que se encuentre en el suelo que la soporta.

b. En rellenos de carreteras y ferrocarriles

c. Subrasantes de carreteras.

A veces conviene suelos que sean poco permeable como es el caso de:

a) Ciertas partes de una represa de tierra, con el objeto de impedir la salida del

agua de un reservorio.

b) En canales no revestidos: para impedir el escape del agua.

c) En tanques, pavimentos, muros de sótanos, etc.

Se puede medir en el terreno o laboratorio debido a que la permeabilidad depende

mucho de la estructura del suelo (tamaño de las partículas, relación de vacíos, la

composición, la estructura y el grado de saturación) o del fluido (viscosidad, peso

específico y polaridad).

Las pruebas en el laboratorio permiten estudiar la relación entre a permeabilidad y

la relación de vacíos por lo cual suelen realizar habitualmente cuando no se

dispone de medidas de campo.

Hay varios procedimientos para la determinación de la permeabilidad de los

suelos: unos “directos”, así llamamos porque se basan en pruebas cuyo objetivo

fundamental es la medición del coeficiente K, otros “indirectos” proporcionando, en

forma secundaria, por pruebas y técnicas, que primeramente persiguen otros fines.



Estos métodos son los siguientes:

a) DIRECTOS:

1. Permeámetro de carga constante

2. Permeámetro de carga variable

3. Prueba a

4.

b) INDIRECTOS:

1. Calculo a partir de la curva granulométrica

2. Calculo a partir de la prueba de consolidación

3. Calculo con la prueba horizontal de capilaridad

LEY DE DARCY:

El flujo de agua a través de medios porosos, de gran interés en la Mecánica de Suelos,

está gobernada por una Ley descubierta experimentalmente por Henry Darcy en

1856.Darcy investigó las características del flujo del agua a través de filtros, formados

precisamente por materiales térreos, lo cual es particularmente afortunado para la

aplicación de los resultados de la investigación a la Mecánica de Suelos.

Trabajamos con dispositivos de diseño especial, Darcy encontró que para velocidades

suficientemente pequeñas, el gasto queda expresado por:

DONDE:

A = es el área total de la sección transversal del filtro.

i = el gradiente hidráulico de flujo, medido con la expresión:

i = (h1 –h2 )/L

La ecuación de continuidad del gasto estable :

Q =Av

Siendo A el área del conducto y v la velocidad del flujo, llevando esta expresión a la ley

de Darcy,se deduce que :

v = Ki

Q= dv/dt =KAi (cm 3/seg)



O sea que el intervalo en que la ley de Darcy es aplicable, la velocidad del flujo es

directamente proporcional al gradiente hidráulico, esto indica que, dentro del campo de

aplicabilidad de la ley de Darcy, el flujo en el suelo es laminar. La ley de es aplicable a

suelos de partículas no muy gruesas, quedando excluidos las gravas limpias, cantas

rodadas,etc.

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD (K)

Es una constante física de Proporcionalidad: Se le puede definir el coeficiente K de un

suelo como la velocidad de agua a través del mismo cuando esté sujeta a una gradiente

hidráulico unitario. Es obvio que en el valor numérico de “K” se reflejan propiedades físicas

del suelo y en cierta medida ese valor indica la mayor o menor facilidad con que el agua

fluye a través del suelo, estando sujeta a una gradiente hidráulico.

LA CONSTANTE “K” DE PERMEABILIDAD ESTA DADA PARA LA FÓRMULA:

DONDE:

a = Sección transversal de la bureta.

L = Longitud de la muestra de suelo en el permeámetro

A = Sección transversal del permeámetro

T0 = Instante en el que el nivel de agua en la bureta está en t0

T1=Instante en el que el nivel de agua en la bureta está en h1

H0, h1= Altura entre las que se determina a permeabilidad

La permeabilidad a la temperatura T, kT, puede reducirse a la correspondiente a 20º C,

k2 o ºC, mediante la expresión:

k20ºC = T x kT /20ºC

DONDE:

K20ºC = permeabilidad a la temperatura de 20ºC

kT = permeabilidad de la temperatura T

20ºC = viscosidad del agua a la temperatura de 20ºC

T= Viscosidad del agua a la temperatura T



GRADO DE PERMEABILIDAD VALOR DE K (cm/seg)

Elevado Superior a 10-1

Medio 10 -1 - 10-3

Bajo 10-3 - 10-5

Muy bajo 10-5 - 10-7

Prácticamente impermeable Menos de 10-7

TIPO DE FORMACIÓN VALOR DE K (cm/seg)

Depósitos fluviales Hasta 0.40

Depósitos glaciales 0.05

Depósitos eólicos 0.1 – 0.3

TIPOS DE SUELO VALOR DE K (cm/seg)

Arcilla - 10-4

Arcilla Arenosa 10-4 – 10-8

Limo 10-8 – 10-7

Turba 10-7 -10-6

Arena fina 10-6 – 10-5

Arena Gruesa 10-5 – 10-4

Arena gravosa 10-4 – 10-3

Grava - 10-2



PERMEAMETRO DE CARGA CONSTANTE

Ofrece el método más simple para determinar el coeficiente de permeabilidad de ese

suelo de área transversal A y longitud L, confinada en un tubo, se somete a una carga

hidráulica h. El agua

fluye a través de la

muestra, midiéndose

la cantidad (en cm3

que pasa en el tiempo

t .En suelos poco

permeable, el tiempo

de prueba es tan largo

que deja de ser

práctico.

Aplicando la ley de

Darcy:

V = es la mencionada

cantidad de agua

El gradiente hidráulico

medio vale :

i = h/L

El coeficiente K de

Permeabilidad es :

K = VL/hAt

V = KAit



PERMEÁMETRO DE CARGA VARIABLE

En este tipo de permeámetro se mide la cantidad de agua que atraviesa una

muestra de suelo, por la diferencia de niveles en tubo alimentador. Este

permeámetro puede ser utilizado en suelos finos y grueso variando el diámetro del

tubo alimentador, pero lo más común es utilizarlo con los suelos finos pocos

permeables.

Al ejecutar la prueba se llena de agua el tubo vertical del permeámetro,

observándose su descenso a medida que el agua atraviesa la muestra.

Con referencia a la figura ilustrativa:

a = Área del tubo vertical de carga

A = Área de la muestra

L = Longitud de la muestra

h1 = Carga hidráulica al principio de la prueba

h2 = Carga hidráulica al final de la prueba

hc = Altura de ascensión capilar, que debe deducirse de la lectura total del tubo

de carga.

t = Tiempo requerido para que la carga hidráulica pase h1 a h2

dt = tiempo, la cantidad de agua cm 3 que atraviesa la muestra, según la Ley de

Darcy

dV = K A i dt = KA h dt /L … (1)

Al mismo tiempo, en el tubo vertical, el agua tiene un descenso dh y el volumen

del agua que atravesó la muestra en el tiempo dt, podrá expresarse

dV = -adh …(2)

(1) y (2) pueden igualarse:

KA h dt/L =-a dh



Dónde:

El permeámetro de carga hidrostática variable, nos permite tener fuertes cargas

hidráulicas la cual la obtención de “K” de un suelo poco permeable.

MATERIAL Y EQUIPO

Recipiente para colocar la muestra (que puede ser un tubo, un frasco o

cualquier otro objeto de forma cilíndrica).

Dos tapones de hule, o cualquier otro objeto que nos permita aislar ambos

extremos del recipiente.

Un tubo capilar que será utilizado en el permeámetro de carga variable.

-Probeta graduada con llave de paso.

-Termómetro

-Balanza

-Cronómetro

-Vernier

-Piedra porosa

-Manguera

-Bases de permeámetros

Frasco para suministrar suero



El Permeámetro de Guelph

Es un permeámetro fácil de usar para una medida rápida y exacta in - situ de la

conductividad hidráulica. La evaluación exacta de suelo del que la conductividad

hidráulica, adsorción del suelo, y potencial de flujo matricial puede hacerse en

todos los tipos de suelo. El equipo puede ser transportado, montado, y de

operativa fácil por una persona. Las medidas pueden hacerse entre 1/2 a 2 horas,

según el tipo de suelo, y requerir sólo unos 2.5 litros de agua. Las medidas pueden

hacerse en la horquilla de 15 a 75 cm bajo la superficie de suelo.

El Permeámetro de Guelph es un equipo completo que consiste en el

permeámetro, trípode de campo, barrena, preparación de la perforación y

herramientas de limpieza, contenedor de agua plegable, y bomba de mano de

vacío, todos embalados para su transporte. Hay accesorios disponibles para

ampliar la capacidad de medida del permeámetro. Los accesorios de profundidad

aumentan la profundidad de operación en 80 cm. la profundidad máxima

alcanzable es de 315 cm. Los accesorios acopladores de anillos permiten medidas

de anillos de diámetro de 10 cm y 20 cm. Un adaptador de tensión permite que las

medidas sean hechas bajo tensión a muy bajas condiciones de carga. Los infiltró

metros de anillo y tensión están también disponibles como unidades

independientes. Las unidades independientes vienen como equipos que incluyen

caja de transporte y todos los artículos necesarios de hacer medidas.



PERMEAMETRO DE COMPACTACIÓN

Los permeámetros K-610 y K-612 están diseñados para llevar a cabo ensayos de

permeabilidad, bien sea de carga constante o descendente, en suelos sin

alteración, remodelados o compactados. Las unidades están compuestas por un

molde de compactación y un brocal estándar, fijados entre la base de aluminio

fundido y la parte superior del equipo.

PERMEAMEATRO EN MINIATURA

El permeámetro Miniatura ha sido desarrollado para llevar a

cabo estudios de permeabilidad de carga constante o de

carga variable, tanto en suelos cohesivos como no cohesivos.

Debido a sus pequeñas dimensiones internas, la unidad

permitrealizar ensayos bien sea de especímenes extraídos

de grandes muestras de bloques de suelo no alterado, de

muestras de suelo no alterado obtenidos mediante los

métodos de tubo de paredes finas o de pistón, o de muestras

extraídas de especímenes compactados den laboratorios



CONJUNTO PERMEAMETRO DE ALTA PRESIÓN

El permeámetro k-670 ha sido especialmente para llevar acabo ensayos de

especímenes de roca, suelos químicamente solidificados, productos industriales y

similares. Las cabezas y tubo del permeámetro están construidos especialmente

para llevar estudios de permeabilidad de alta presión, así como los ensayos

estándar a baja presión. La unidad es capaz de mantener una presión de 400kPa.

El tamaño de la muestra utiliza con este permeámetro es de aproximadamente

33.3 mm (1-15/16”) de diámetro por 71.4 mm (2-13/16”) de longitud.

La unidad se suministra completa con indicadores de presión, pipeta indicadora,

válvulas y accesorios .El tanque de agua que contiene el fluido de permeabilidad

mide aproximadamente 102 mm (4”) de diámetro, por 508 m (20”) de longitud. El

sistema incorpora un regulador de control de presión de gas sensibilidad, con el fin

de mantener una presión constante sobre el espécimen durante largos periodos de

tiempo.

La facilidad de aplicar una carga de alta presión utilizando aire comprimido ,hace

que este permeámetro sea especialmente adecuado para realizar ensayos sobre

materiales de baja permeabilidad, aplicando el método de carga descendente

.Asimismo ,la sonda y válvula situadas en la parte superior del permeámetro y el

tanque de agua de larga sección transversal ,permiten aplicar una formula

simplificada ,similar a la que se utilizar con el método de carga constante ,para

calcular el coeficiente de permeabilidad.



PERMEÁMETRO A CARGA CONSTANTE Y

VARIABLE DE 6 PUESTOS

Este aparato está diseñado para permitir ensayos de

permeabilidad a carga constante y variable, en suelos

granulares compactos.

Formado por banco soporte pintado, con tubos, válvulas,

tubería de conexión y depósito de agua con altura

regulable.

El equipo admite células de 4” y 6” de diámetro, que

deben pedirse por separado.

Dimensiones: 1600 x 700 x 2300 mm

Peso: 120 kg

Accesorios

S0509 Célula de Ø 4” construida en acero.

S0510 Célula de Ø 6” construida en acero.

S0511 Piedras porosas Ø 100 mm

S0512 Piedras porosas Ø 150 mm

PERMEÁMETRO COMBINADO A CARGA CONSTANTE Y

VARIABLE

Permeámetro combinado a carga constante y variable,

de 4 puestos de trabajo

Este aparato está diseñado para permitir ensayos de

permeabilidad a carga constante y variable, en suelos

granulares

compactos.

Formado por banco soporte pintado, con tubos,

válvulas, tubería de conexión y depósito de agua con

altura regulable.

El equipo admite células de 4” y 6” de diámetro, que

deben pedirse por separado.


Peso: 90 k

http://www.proetisa.com/proetisa-producto.php?id=5&prod=1243






PERMEÁMETRO DE CARGA CONSTANTE

Utilizado para determinar la permeabilidad en terrenos granulares,

gravas y arenas. Conjunto formado por:

S0506 Panel metálico con tres tubos de carga constante, escala

graduada y accesorios de conexión.


Peso: 5 Kg

Accesorios

S0506/1 Célula de permeabilidad constante Ø 75 mm, con tres puntos

de presión a diferentes niveles para conectar los tubos de carga

constante. Construida en cuerpo de aluminio anodizado y cuerpo

acrílico de plexiglás.

Peso: 3 Kg

S0506/2 Célula de permeabilidad constante Ø 114 mm, con seis

puntos de presión a diferentes niveles para conectar los tubos de

carga constante. Construida en cuerpo de aluminio anodizado y

cuerpo acrílico de plexiglás. Si se utiliza esta célula es necesario tener

dos paneles metálicos S0506.

Peso: 7 Kg

S0506/3 Tanque de nivel constante, fabricado en plexiglás. Los niveles

de entrada y salida de agua pueden regularse en altura. Peso: 3 kg

http://www.proetisa.com/fotos/productos/1f_1241g.jpg



PERMEÁMETRO DE CARGA VARIABLE

Utilizado para determinar la permeabilidad en terrenos arcillosos y limos. La

muestra es confinada dentro del permeámetro al cual se conecta el tubo

manométrico lleno de agua. La muestra debe saturarse completamente con agua

antes del ensayo, y el operador medirá en el tubo el agua recogida después de

haber atravesado la muestra.

El equipo está formado por:

- Panel metálico con tres tubos manométricos de Ø 3, 4 y 6 mm respectivamente

para los diferentes grados de permeabilidad.

- Célula de permeabilidad de Ø 4” (101,6 mm) completo con base perforada y

malla en acero inox.

- Tanque de agua con llave

- Tubos y conexiones

Peso: 18 kg

Accesorios:

S0505/1 Célula de permeabilidad de Ø 6” (152,4 mm) completo con base

perforada y malla en acero inox.

S0505/2 Tanque desaireador de 20 l de capacidad.

S0505/6 Colector de aguaV0410 Bomba de vacío

S0506/7 Tubo de goma de 3 m de longitud





PERMEÁMETRO PLÁSTICO

Diseñado para determinar rápidamente la permeabilidad y para observar el

fenómeno de las arenas movedizas. Construido en plástico transparente, permite

observar el comportamiento del suelo y el flujo de agua durante el ensayo.

La célula de Ø 63 mm, admite muestras hasta 254 mm de alto.

Junto con la célula se suministra una escala graduada y un tubo capilar. Se

suministra con toda la tubería necesaria, y conexiones para entrada y salida

de agua.

Peso: 2 kg







BIBLIOGRAFIA

file:///C:/Users/r/Desktop/PROETISA.htm

http://www.gisiberica.com/PERMEAMETRO%20DE%20GUEL

PH/PERMEAMETRO.htm

http://www.gisiberica.com/PERMEAMETRO%20DE%20GUELPH/PERMEAMETRO.htm

http://www.gisiberica.com/PERMEAMETRO%20DE%20GUELPH/PERMEAMETRO.htm

facultad de ingenieria e.a.p. ingenieria...

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