ENSAYO DE COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD – MÉTODO DE CABEZA VARIABLE

1. OBJETIVOS

Conocer el funcionamiento correcto del equipo para realizar el ensayo.

Determinar la relación de vacíos asociada a dicha permeabilidad.

2. MARCO TEÓRICO

El ensayo de carga variable es uno de los métodos para determinar la permeabilidad de un suelo en laboratorio, generalmente es utilizado para suelos de grano fino como ser arenas finas, limos y arcillas. En estos suelos, el flujo de agua que circula a través es demasiado lento como para poder hacer mediciones precisas con el permeámetro de carga constante, lo cual implica la necesidad de utilizar un equipo más sensible a las variaciones del flujo, este equipo es el permeámetro de carga variable que puede medir permeabilidades hidráulicas comprendidas entre 10E-4 y 10E-7 m/s.

El equipo consiste en un cilindro en el cual se introduce muestra representativa de suelo, donde los extremos superior e inferior están protegidos por una piedra porosa, que simula un doble drenaje del suelo. Existen conexiones con dicho cilindro para poder hacer circular agua a través de la muestra, es importante registrar el nivel de la columna de agua en la bureta al empezar y al finalizar el ensayo.

La fórmula utilizada para calcular la permeabilidad es:

Donde:

k = Permeabilidad de la muestra de suelo.

L = Longitud de la muestra.

a = Área de la sección transversal de la bureta.

h1 = Nivel inicial del agua en el tubo al empezar el ensayo.

h2 = Nivel final del agua en el tubo al finalizar el ensayo.

A = Área de la sección transversal de la muestra de suelo.

t = Tiempo durante el cual ocurre la variación de carga en la bureta.

Conviene aclarar que la permeabilidad del suelo no es una constante, depende de muchos factores y es conveniente informar con qué relación de vacíos está asociado dicho valor de permeabilidad.

A continuación presentamos una tabla recopilada del libro Juárez Badillo.

3. EQUIPO

Cilindro con artefactos normalizados. Muestra de suelo. Piedras porosas. Bureta. Soporte vertical con mangueras. Recipientes. Balanza Electrónica. Picnómetro. Probeta. Pisón. Mortero y mazo. Tamices. Hornilla Eléctrica.

4. PROCEDIMIENTO

1: Seleccionamos el equipo con la celda adecuada para realizar el ensayo.

2: Mezclamos la muestra de suelo con 140 ml de agua hasta que quede uniforme.

3: Pesamos la celda vacía con sus accesorios y anotamos el dato.

4: Separamos 2000 gr de la muestra preparada y colocamos una cantidad necesaria en la celda, a continuación compactamos con un pisón en tres capas.

5: Pesamos el molde con suelo húmedo y anotamos el dato.

6: Con la muestra de suelo sobrante realizamos el Análisis de Contenido de Humedad y Gravedad Específica.

7: Acomodamos el soporte del permeámetro sobre una superficie lisa, verificando que la manguera de conexión sea la adecuada para la boquilla de la celda.

HUMECTACIÓN DEL SUELO COMPACTACION DEL SUELO

PRUEBA DE CONTENIDO DE HUMEDAD PRUEBA DE GRAVEDAD ESPECÍFICA

8: Procedemos a calcular el área de la bureta, desalojando volúmenes de agua y pesando los mismos repetidas veces, cuidando que no se formen burbujas de aire.

9: Como debemos contar con un recipiente con un área mucho mayor que el de la bureta, utilizamos un lavador lleno de agua, para recibir la variaciones de volumen de la bureta.

10: Conectamos las mangueras con la bureta y la celda cuidando que no existan burbujas de aire y teniendo en cuenta que el suelo está saturado, repetimos el procedimiento hasta lograr una columna de agua de nivel considerable y de fácil lectura y terminamos el llenado con ayuda de una jeringa.

6. CONCLUSIONES

Quedó claro el uso del permeámetro de carga variable para determinar la

permeabilidad de un suelo fino, comprendiendo como funciona y que cuidados

debemos tener.

El contenido de humedad de este suelo fino tiene un valor relativamente elevado,

pudiendo ser este contenido la causa de que la permeabilidad sea más elevada.

Aplicando los conocimientos adquiridos en anteriores ensayos logramos

determinar el contenido de humedad de la muestra y la gravedad especifica.

La relación de vacíos nos indica que este suelo contiene bastantes espacios vacíos,

lo cual podría mostrarse en la permeabilidad incrementando su valor.