Movimientos Del Agua a Través de Suelos,

5/18/2018 Movimientos Del Agua a Travs de Suelos,

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INTEGRANTES:

Karen Rodrguez

Lesley Ann Rosales

Samanta Calix

Suany Calderon

Aaron Espinoza

Gary Izaguirre

sman !az

MOVIMIENTOS DELAGUA A TRAVS DE

SUELOS,

PERMEABILIDAD EINFILTRACIN


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Movimiento de a!a a

t"av#$ de% $!e%o&e"mea'i%idad ein(%t"a)i*n+Los suelos tienen vacos interconectados a travs de los cuales

el agua puede fluir de puntos de alta energa a puntos de baja

energa. El estudio del flujo de agua a travs de un suelo comomedio poroso es importante en la mecnica de suelos, siendonecesario para estimar la cantidad de infiltracin subterrneabajo varias condiciones hidrulicas, para investigar problemasque implican el bombeo de agua para construcciones

subterrneas y para el anlisis de estabilidad de las presas detierra y de estructuras de retencin de tierra sometidas afueras de infiltracin.


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E)!a)i*n de Be"no!%%i!e la mecnica de fluidos sabemos que, de acuerdo con la

ecuacin de "ernoulli, la carga total en un punto en agua enmovimiento se da como la suma de las cargas de presin,velocidad y elevacin, o


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#ote que la carga de altura $ es la distancia vertical de unpunto dado arriba o debajo de un plano de referencia. Lacarga de presin es la presin u del agua en ese punto

dividida entre el peso especfico %&' del agua.(i se aplica la ecuacin de "ernoulli al flujo de agua atravs de un suelo medio poroso, el trmino que contienela carga de velocidad se desprecia porque la velocidad deinfiltracin es peque)a. La carga total en cualquier puntoentonces se representa adecuadamente

por


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Le de Da")En *+-, enri /hilibert 0aspard !arcy public una simple ecuacin emprica

para la velocidad de descarga del agua a travs de suelos saturados1 se basaprincipalmente en las observaciones de !arcy, relativas al flujo de agua atravs de arenas limpias y se e2presa por

ov 3 4i

!onde5

v 3 velocidad de descarga, que es la cantidad de agua que fluye por unidadde tiempo a travs de una seccin transversal total unitaria de sueloperpendicular a la direccin del flujo.

4 3 coeficiente de permeabilidad

El coeficiente de permeabilidad se e2presa en cm6s o mis y la descarga enm7. !ebe se)alarse que la longitud se e2presa en mm o en m, por lo que, elcoeficiente de permeabilidad debera e2presarse en mm6s en ve de cm6s.(in embargo, los ingenieros en geotecnia contin8an usando cm6s como launidad del coeficiente de permeabilidad.


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Pe"mea'i%idadLa permeabilidad de los suelos depende de varios factores5 viscosidad

del fluido, distribucin del tama)o de los poros, distribucingranulomtrica, relacin de vacos, rugosidad de las partculas mineralesy grado de saturacin del suelo. En los suelos arcillosos, la estructurajuega un papel importante en la permeabilidad. 9tros factores mayoresque afectan la permeabilidad de las arcillas son la concentracin inicay el espesor de las capas de agua adheridas a las partculas de arcilla.

Tabla 4.1

:alores tpicos de permeabilidad para los valores de suelos saturados.

Tipos de suelos k (cm/s)

*0rava limpia *;;


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El valor del coeficiente de permeabilidad k vara ampliamentepara diferentes suelos. En la tabla ?.* se dan algunos valorestpicos para suelos saturados. La permeabilidad de suelos no

saturados es menor y crece rpidamente con el grado desaturacin. La permeabilidad tambin est relacionada con laspropiedades del fluido que pasa a travs del suelo por lasiguiente ecuacin5


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P"!e'a$ deLa'o"ato"io dePe"mea'i%idad


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P"!e'a de %a )a"a)on$tante@n arreglo tpico de la prueba de permeabilidad bajo carga constante se

muestra en la figura ?.?. En este tipo de arreglo de laboratorio, elsuministro de agua se ajusta de tal manera que la diferencia de carga entrela entrada y la salida permanece constante durante el periodo de prueba.!espus que se ha establecido una tasa constante de flujo, el agua esrecolectada en una probeta graduada durante cierto tiempo. El volumentotal de agua Q recolectada se e2presa como5

A3 =vt 3 =B4iCt

!onde5A 3 rea de la seccin transversal de la

muestra de suelot 3 duracin de la recoleccin del agua=dems, como I=h/L

!ondeL 3 longitud del espcimen


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P"!e'a de %a )a"ava"ia'%e@n arreglo tpico de la prueba de permeabilidad bajo carga variable se

muestra en la figura ?.. El agua de una bureta fluye a travs del suelo. Ladiferencia inicial de carga,h1, en el tiempo t 3; es registrada y se permiteque el agua fluya a travs de la muestra de suelo de manera que ladiferencia final de carga en el tiempo t 3 t2 sea h2.La tasa de flujo q delagua, a travs de la muestra en cualquier tiempo t se e2presa por5


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Re%a)ione$ em&-"i)a$&a"a %a &e"mea'i%idad

:arias ecuaciones empricas para estimar la permeabilidad hidrulica se hanpropuesto a lo largo de varios a)os. =lgunas de stas se ven brevementeaqu. /ara arena bastante uniforme Bes decir, con un coeficiente peque)o deuniformidadC, aen B*D7;C propuso una relacin emprica para lapermeabilidad hidrulica en la forma


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P"!e'a de &e"mea'i%idaden e% )am&o &o" 'om'eo

de &o.o$En el campo, la permeabilidad promedio de un depsito de suelo en ladireccin del flujo se determina efectuando pruebas de bombeo en poos.La figura ?.D muestra un caso donde el estrato superior permeable, cuyapermeabilidad se busca, no est confinado y se encuentra sobre un estratoimpermeable. !urante la prueba, el agua es


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La e2presin para la tasa de flujo del agua fretica q hacia elpoo, que es igual a la tasa de descarga o gasto del bombeo, seescribe como5

omo el agua entra al poo de prueba 8nicamente por el

acufero de espesor H, el rgimen permanente de descarga es5


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E)!a)i*n de )ontin!idadde La&%a)e/ara obtener la ecuacin diferencial de continuidad de Laplace, consideremos una hilera de tabla

estacas hincadas en un estrato de suelo permeable, como muestra la figura ?.**a. (uponemos quela hilera de tabla estacas es impermeable. El flujo de rgimen permanente del agua de la onaaguas arriba a la ona aguas abajo a travs del estrato permeable es un flujo bidimensional. /arael flujo en el punto =, consideramos un bloque elemental de suelo. El bloque tiene dimensionesd2, dy y d Bla longitud dy es perpendicular al plano del papelC1 ste se muestra amplificado en lafigura ?.**b. (ean :2 y : las componentes de la velocidad de descarga en las direccioneshoriontal y vertical, respectivamente. La tasa de flujo del agua en el bloque elemental en ladireccin horiontal es igual a v2ddy, y en la direccin vertical es v d2dy. Las tasas de flujo de

salida desde el bloque en las direcciones horiontal y vertical son5


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Rede$ de F%!/o@na lnea equipotencial es una lnea a lo largo de la cual la carga de

potencial es igual en todos sus puntos. Entonces, si se colocan piemetrosen diferentes puntos a lo largo de una lnea equipotencial, el nivel del aguase elevar a la misma altura en todos ellos.

La figura muestra un ejemplo de una red de flujo completa.


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A$)en$i*n )a&i%a" en$!e%o$Los espacios vacos continuos en el suelo act8an como montones de tubos

capilares concepciones transversales variables1 por lo tanto, debido alefecto de la tensin superficial, el movimiento del agua en el suelo tienelugar por ascensin capilar.


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La altura de ascensin del agua en un tubo capilar se obtienesumando las fueras en direccin vertical, o


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La presin en cualquier punto en el tubo capilar arriba de la superficielibre del agua es negativa con respecto a la presin atmosfrica, y lamagnitud se da por h'Yw Bdonde h 3 altura arriba de la superficie

libre del aguaC. =unque el concepto de ascensin capilar demostradopara un tubo capilar ideal se aplica a suelos, debe ser claro que lostubos capilares formados en los suelos tienen secciones transversalesvariables debido a la continuidad de los vacos. Los resultados de la nouniformidad en la ascensin capilar se ven cuando una columna secade suelo arenoso es colocada en contacto con agua

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