Ensayos de Permeabilidad

8/12/2019 Ensayos de Permeabilidad

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ENSAYOS DE PERMEABILIDA


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23. ENSAYO DE PERMEABILIDADLEFRANCEl ensayo de Lefranc se utiliza en suelos

permeables o semipermeables, de tipo

granular, situados por debajo del nivel

fretico, y en rocas muy fracturadas.El ensayo se efecta en el interior de

sondeos y puede utilizarse durante la

ejecucin de la perforacin o una vezfinalizada esta.


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EXISTEN DOS MTODOS PARAREALIZAR EL ENSAYO DE LEFRANC:

Nivel constante: para este procedimientose debe saturar primero el suelo hasta que

el aire de los vacos sea expulsado y con

esto lograr que haya una infiltracin ms

uniforme en el suelo, todo esto para que se

pueda introducir un caudal conocido de

manera que se mantenga un nivel

constante dentro de la perforacin.El caudal de admisin debe medirse cada 5

minutos, siempre logrando mantener el

nivel constante dentro del sondeo durante

aproximadamente 45 minutos.
https://sites.google.com/site/lefrancsuelos/ecuaciones-y-calculos/NIVEL%20CTE.PNG?attredirects=0


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Nivel variable: en este procedimiento loque se hace es introducir o extraer un

volumen de agua sbitamente en un

sondeo1 y medir tiempo-cambio en la

altura, con la medicin de estosdescensos en un tiempo determinado, se

puede obtener la permeabilidad (ver

ecuaciones y clculos).Si se desea es que el nivel del agua

ascienda, lo que se hace frecuentemente

es que en lugar de inyectar agua, se

introduce una barra slida que hace subir

el nivel como si hubiramos introducido un

volumen de agua igual al volumen de la

barra.
https://sites.google.com/site/lefrancsuelos/ecuaciones-y-calculos/VRIABLE.PNG?attredirects=0


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EJEMPLO:En una exploracin de 14 cm de dimetro se habilita un sector filtrante de igual dime

de longitud igual a 1 metro.Despus de lo anterior se sube el nivel del agua, tras lo cual se miden dos niveles

subsiguientes respecto al nivel inicial: 3,50 m, y una hora despus el ascenso residua

de 2,40 m .Evaluar las condiciones hidrulicas.
https://sites.google.com/site/lefrancsuelos/ejemplos/uno.PNG?attredirects=0


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24. ENSAYOS DE GILG-GAVARD

MTODO TRADICIONALEn este mtodo, se inyecta en el sondeo un

caudal de agua regulado de forma que se

mantenga en el interior del mismo un nivel

constante (inyeccin a caudal constante).

Preferentemente, este nivel debe ser la propia

boca del sondeo, es decir, se mantiene el sondeo

lleno de agua y el exceso de caudal se deja

discurrir por la superficie del terreno. El sondeo

debe encontrarse sin revestimiento alguno orevestido con una tubera con una permeabilidad

que sea cinco o diez veces mayor que la del

propio terreno. La permeabilidad se calcula a

travs de una ecuacin del tipo siguiente:

dondeA es un parmetro que tiene las d

una longitud y que relaciona entre s a lo

D de forma que el valor obtenido para la

medida sobre el terreno coincida con e

en el laboratorio utilizando un perm

ecuacin deriva de la conocida ecuaci

trmino AH representa, aproximadamen

de la seccin del terreno normal al flujo

inyeccin del agua por la carga hidrulica


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MTODO DE NIVEL VARIABLEUna de las formas tericas de resolver los

ensayos tipo slug es la propuesta por Gilg -

Gavard, de nivel variable. El mtodo resulta seraplicado en rgimen transitorio y requiere un

volumen de agua relativamente pequeo. Es un

ensayo que da buenos resultados en terrenos

de baja a media permeabilidad. Como se

describi, la metodologa de trabajo indica que

se debe aadir un volumen de agua hasta el

borde del tubo piezomtrico. Luego se midentiempos y descensos a partir del instante en que

termina la inyeccin del agua. Bajo esas

premisas se cumple que:


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Ejemplo:Ensayo de Gilg-Gavard de nivel variable realizado en el sondeo P4B de 18 metros de profundida

agua abierta (ausencia de obturadores).Si el ensayo se realiza en la zona no saturada, la altura Hm se mide hasta el centro de la cmara

embargo, hay que decir que la permeabilidad obtenida en estas condiciones es errnea por exinfluencia de la succin del terreno sobre la capacidad de infiltracin del agua. El error cometido es

de la realizacin del ensayo se inyecta agua en el terreno durante un largo perodo de tiempo, po

varias horas.El mtodo exige, por una parte, que el tramo del sondeo donde se realice el ensayo se encuentr

revestido con tubera ranurada que sea, como mnimo, 10 veces ms permeable que el propio terre

este tramo se encuentre aislado del resto del sondeo, por ejemplo, mediante el uso de dos obtur

packers)que impidan la fuga de agua en ambos sentidos. Asimismo, el ensayo puede proporcionar

si se trata de sondeos de escasa profundidad, por ejemplo, menor de 2 metros, en los que el tramo

la superficie se encuentre cementado para evitar las prdidas de agua en direccin ascendente. En

ensayo se realiza dentro de la zona no saturada, los valores de permeabilidad obtenidos tienen

antes de su realizacin se inyecta agua en el terreno durante un largo perodo de tiempo con el ob

materiales que rodean al sondeo, tal como se ha mencionado en el apartado anterior.


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25. ENSAYO MATSUOEste ensayo se realiza en el interior de

excavaciones en suelos secos o semis

saturados el coeficiente de permeabilidad sedetermina a partir del caudal infiltrado en una

excavacin con forma de canaleta.La longitud de excavacin debe ser mucho

mayor que su anchura de forma que a efectos

de clculo pueda considerarse indefinida el

anlisis de la permeabilidad se considera

bidimensional en funcin de la seccin del

canal.


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Las expresiones para el clculo del coeficiente de

permeabilidad son:

Siendo Q/(B+2H) cuando existe un nivel constante en la

canaleta por unidad de longitud B el ancho de la canaleta y H

el espesor de la lmina de agua estabilizada desde el fondo

de la canaleta hasta la superficie.La permeabilidad del suelo suele medirse en funcin de la

velocidad del flujo de agua a travs de ste durante un

perodo determinado. Generalmente se expresa o bien como

una tasa de permeabilidad en centmetros por hora (cm/h),

milimetros por hora (mm/h), o centmetros por da (cm/d), o

bien como un coeficiente de permeabilidad en metros por

segundo (m/s) o en centmetros por segundo (cm/s).


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26. ENSAYO DE HAEFEI-Tambin conocido como el mtodo de la artesa, y

se realiza en el interior de una excavacin de

forma tronco piramidal con la base cuadrada.

-Las dimensiones habituales son: 1,5 x 1,5 m en

la superficie del terreno, 0,5 x 0,5 m en su base y

0,5 m de profundidad.

-Una vez realizada la excavacin, se llena de

agua y se espera a que se infiltre, anotando la

diferencia de altura que se produce al ir

infiltrndose al cabo de varios periodos de tiempo,

de modo que con un sencillo clculo se averigua

el caudal de infiltracin. Parmetro que se utilizar

para calcular el coeficiente de permeabilidad

buscado


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Para la realizacin del ensayo debe fijarse

una escala vertical en el fondo de la artesa, la

cual se llena de agua hasta una altura

determinada. Se mantiene el nivel de agua

constante y se mide el caudal de agua

necesario para ello.El coeficiente de permeabilidad k se calcula

segn la siguiente expresin:

Donde Q es el caudal en cm3/s, b es la

anchura de la base inferior, h es el nivel de

agua sobre la base inferior, h es el nivel de

agua sobre la base inferior y es el

coeficiente de capilaridad del orden 3.

EJEMPLO:


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27. ENSAYO LUGEON

Es un ensayo en campo que se realiza con sondeos,

nicamente en rocas consolidadas, para medir la

permeabilidad. Consiste en medir el volumen de agua(V) que se inyecta durante un tiempo (t), es decir, el

caudal Q= V/t en un tramo de sondeo de longitud (L) a

una presin (Ht). Con este ensayo se busca tener una

idea de la permeabilidad en grande, es decir, la debida

a las fisuras de la roca o del material granular

cementado en estudio. Supongamos una perforacin

invadida hasta una cierta profundidad, a partir de estase perforan unos 5 metros y luego se fija un obturador

en la parte superior de este tramo virgen y se inyecta

agua a presin con una bomba. Un manmetro

colocado en la boca del pozo, un contador de agua y

una vlvula de descarga, permiten medir los caudales

inyectados a una presin dada.


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Montaje Ensayo LugeonEl ensayo es hecho en cinco estados, en los

cuales la presin con la que el agua es

inyectada, vara entre cada uno de ellos. Antes

de empezar, se define la presin mxima que vaa ser utilizada, esta no debe exceder la presin

de confinamiento esperada de la profundidad de

la perforacin; sobre esta presin mxima se

trabaja durante el ensayo para no generar

fracturas en la roca a causa de la presin

generada por el agua. Cada estado consiste en

bombear cuanta cantidad de agua sea necesariapara mantener definida y constante la presin de

la misma, esto se hace, generalmente, en

intervalos de 10 minutos.

Los cinco estados son:

Es comn para este ensa

permeabilidad del macizo rocoso

Lugeon (Lg) es una unidad equiva

minuto y metro, bajo una presin

es aproximadamente igual a 1

unidad pequea, y valores menore

en la prctica terrenos po


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Ejemplo:1. Calcular la permeabilidad de un macizo rocoso, en el cual se tom una longit

6 m para realizar las perforaciones, cuyos radios fueron de 2.5 cm cada uno; el cfue de 0.0312 cm por segundo y la presin de sobrecarga de 15 m.

Reemplazando en la ecuacin anteriormente presentada se obtiene:k= (0.0312 cm / 2*600cm*1500cm) * Log (600cm / 2.5cm)

k= 1.313 *10^ -8 cm/sEs una permeabilidad muy baja, lo cual nos muestra que es una roca prctica

impermeable.

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