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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.
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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.