1º Clase Propiedades Fisicas de Suelos

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS

1. Textura

2. Estructura

3. Elasticidad

4. Consistencia

5. Plasticidad

6. Compactación

7. Compresibilidad

8. Coeficiente de dilatación.

9. Contracción de los suelos

10.Resistencia al Esfuerzo

cortante.

11.Permeabilidad

1. TEXTURA DEL SUELO

DEFINICIÓN DE LA TEXTURA DEL SUELO

La textura es el contenido relativo de partículas de

diferente tamaño, como la arena, el limo y la arcilla,

en el suelo. La textura tiene que ver con la facilidad

con que se puede trabajar el suelo, la cantidad de

agua y aire que retiene y la velocidad con que el

agua penetra en el suelo y lo atraviesa.

Para conocer la textura de una muestra del suelo, primero se separa todas las partículas finas menores a 2 mm. que comprenden a las arenas, limos y arcillas, con las cuales se realizarán los ensayos. Las partículas mayores a 2 mm como la grava etc. Se separan a un costado.

Ensayos de campo rápidos para determinar la textura del suelo

Cuando se construye con material del suelo, es mejor emplear un suelo que posea una elevada proporción de limo o arcilla, o ambos, que retenga bien el agua. Para comprobar con rapidez la textura del suelo a diferentes profundidades, presentamos dos pruebas muy sencillas que se puede realizar, son las siguientes:1. Prueba del lanzamiento de la bola2. Prueba de compresión de la bola

1. PRUEBA DEL LANZAMIENTO DE LA BOLA

1.1.Tome una muestra de suelo humedo y oprímalo hasta formar una bola (A);

1.2. Lance la bola al aire (B) hasta unos 50 cm. aprox. y deje que caiga de nuevo en su mano.

1.3. Si la bola se desmorona (C), el suelo es pobre y contiene demasiada arena;

1.4. Si la bola mantiene su cohesión (D), probablemente sea un suelo bueno con suficiente arcilla.

2. PRUEBA DE COMPRESIÓN DE LA BOLA

A. Tome una muestra de suelo y humedézcala un poco hasta que comience a hacerse compacta sin que se pegue a la mano;

B. Oprímala con fuerza y abra la mano.

C. Si el suelo mantiene la forma de su mano, probablemente contenga la arcilla suficiente para construir un estanque piscícola

D. Si el suelo no mantiene la forma de la mano, es que contiene demasiada arena.

Cómo determinar las proporciones aproximadas de arena, limo y arcillaEsta es una prueba sencilla que dará una idea general de las proporciones de arena, limo y arcilla presentes en el suelo.

Prueba de la botellaA. Coloque 5 cm

de suelo en una botella y llénela de agua

B. Agítela bien y déjela reposar durante una hora. Transcurrido este tiempo, el agua estará transparente y observará que las partículas mayores se han sedimentado (B);

C. En el fondo hay una capa de arena; luego hay una capa de limo; En la parte superior una capa de arcilla. Si el agua no está transparente ello se debe a que parte de la arcilla más fina está todavía mezclada con el agua; En la superficie del agua pueden flotar fragmentos de materia orgánica; Mida la profundidad de la arena, el limo y la arcilla y calcule la proporción aproximada de cada uno

PRUEBAS PRÁCTICAS PARA DETERMINAR LA TEXTURA DEL SUELO

CLASIFICAR LA TEXTURA DEL SUELO DE FINA A GRUESA

La textura del suelo puede clasificarse de fina a gruesa. La textura

fina indica una elevada proporción de partículas más finas como el

limo y la arcilla. La textura gruesa indica una elevada proporción de

arena. A continuación presentamos una prueba sencilla que le

ayudará a clasificar la textura del suelo de gruesa a fina.

Prueba de la bola de barro

A. Se toma una muestra humedecida del suelo y se la amásela hasta que adquiera consistencia;

B. Se la sigue amasando entre el pulgar y el índice y moldee una bola de barro de unos 3 cm de diámetro ;

La textura del suelo se puede determinar por la forma en que actúa la bola al ser lanzada centra una superficie sólida, como una pared o un árbol...

C. Si al lanzar la bola, mojada o seca, ésta sólo produce salpicaduras, la textura es gruesa ;

D. Si al lanzar la bola seca ésta se comporta como una perdigonada y al lanzarla mojada centra un blanco a mediana distancia mantiene su forma, la textura es moderadamente gruesa ;

E. Si la bola se despedaza al chocar centra el blanco cuando ésta seca, y se mantiene compacta cuando está húmeda pero no se adhiere al blanco, la textura es media ;

F. Si al lanzar la bola mojada a gran distancia está mantiene su forma y se adhiere al blanco, pero puede despegarse con relativa facilidad, su textura es moderadamente fina ;

G. Si la bola se adhiere al blanco cuando está mojada y se convierte en un proyectil muy duro cuando está seca, la textura es fina .

2. ESTRUCTURA DEL SUELO

La estructura del suelo se define por la forma en que se agrupan las partículas individuales de arena, limo y arcilla. Cuando las partículas individuales se agrupan, toman el aspecto de partículas mayores y se denominan agregados.

La agregación del suelo puede asumir diferentes

modalidades, lo que da por resultado distintas estructuras

de suelo. La circulación del agua en el suelo varía

notablemente de acuerdo con la estructura; por

consiguiente, es importante que conozca la estructura del

suelo donde se propone construir una granja piscícola.

Aunque quizás no pueda recopilar toda está información

por cuenta propia, los técnicos especializados del

laboratorio de análisis de suelos podrán suministrársela

después de examinar las muestras de suelo no alteradas

que tome. Le podrán decir si la estructura del suelo es mala

o buena (poros/canales capilares, red, etc.). También

podrán ofrecerle información sobre el grado de circulación

del agua o la permeabilidad.

DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA DEL SUELO

La forma más provechosa de describir la estructura del suelo es en función:

a)Del grado (grado de agregación), b)La clase (tamaño medio). y c)El tipo de agregados (forma).

La estructura característica de un suelo se puede reconocer

mejor cuando está seco o sólo ligeramente húmedo.

Cuando se estudia un perfil del suelo, no se le debe alterar

para determinar el grado de la estructura.

CLASES Y TIPOS DE ESTRUCTURA DEL SUELO

Por definición, la clase de estructura describe el tamaño medio de los agregados individuales. En relación con el tipo de estructura de suelo de donde proceden los agregados, se pueden reconocer, en general, cinco clases distintas que son las siguientes:a)Muy fina o muy delgada;b)Fina o delgada;c)Mediana;d)Gruesa o espesa;e)Muy gruesa o muy espesa;Por definición, el tipo de estructura describe la forma o configuración de los agregados individuales.

Existen cuatro tipos de suelo:

1) ESTRUCTURAS GRANULARES Y MIGAJOSAS

Son partículas individuales de arena, limo y arcilla agrupadas en granos pequeños casi esféricos. El agua circula muy fácilmente a través de esos suelos. Por lo general, se encuentran en el horizonte A de los perfíles de suelos;

2) ESTRUCTURAS EN BLOQUES O BLOQUES SUBANGULARES

Son partículas de suelo que se agrupan en bloques casi cuadrados o angulares con los bordes más o menos pronunciados. Los bloques relativamente grandes indican que el suelo resiste la penetración y el movimiento del agua. Suelen encontrarse en el horizonte B cuando hay acumulación de arcilla;

3) ESTRUCTURAS PRISMATICAS Y COLUMNARES

Son partículas de suelo que han formado columnas o pilares verticales separados por fisuras verticales diminutas, pero definidas. El agua circula con mayor dificultad y el drenaje es deficiente. Normalmente se encuentran en el horizonte B cuando hay acumulación de arcilla

4) ESTRUCTURA LAMINAR

Se compone de partículas de suelo agregadas en láminas o capas finas que se acumulan horizontalmente una sobre otra. A menudo las láminas se traslapan, lo que dificulta notablemente la circulación del agua. Esta estructura se encuentra casi siempre en los suelos boscosos, en parte del horizonte A y en los suelos formados por capas de arcilla*

ELASTICIDAD DEL SUELO

La elasticidad es aquella propiedad de un material por virtud de la cual las deformaciones causadas por el esfuerzo desaparecen al removérsele. Algunas sustancias, tales como los gases poseen únicamente elasticidad volumétrica, pero los sólidos pueden poseer, además, elasticidad de forma. Un cuerpo perfectamente elástico se concibe como uno que recobra completamente su forma y sus dimensiones originales al retirarse el esfuerzo.

3. CONSISTENCIA DEL SUELO

La consistencia del suelo es la firmeza con que se unen los materiales que lo componen o la resistencia de los suelos a la deformación y la ruptura. La consistencia del suelo se mide por muestras de suelo mojado, húmedo y seco. En los suelos mojados, se expresa como adhesividad y plasticidad, tal como se define infra. La consistencia del suelo puede estimarse en el campo mediante ensayos sencillos, o medirse con mayor exactitud en el laboratorio.

CONSISTENCIA DEL SUELO

CONSISTENCIA DEL SUELO MOJADO

La prueba se realiza cuando el suelo está saturado de agua, como por ejemplo, inmediatamente después de una abundante lluvia. En primer lugar, determine la adhesividad, que es la cualidad que tienen los materiales del suelo de adherirse a otros objetos. Después, determine la plasticidad, que es la cualidad por la cual el material edáfico cambia continuamente de forma, pero no de volumen, bajo la acción de una presión constante, y mantiene dicha forma al desaparecer la presión.

ADHESIVIDAD DEL SUELO MOJADO

Presionar una pequeña cantidad de suelo mojado entre el pulgar y el índice para comprobar si se adhiere a los dedos. Después, separe los dedos lentamente. Clasificación de la adhesividad :

a) No adherenteb) Ligeramente adherentec) Adherented) Muy adherente

DETERMINAR LA PLASTICIDAD DEL SUELO MOJADO

Amasar una pequeña cantidad de suelo mojado entre las palmas de las manos hasta formar una tira larga y redonda parecida a un cordón de unos 3 mm de espesor. Califique la plasticidad de la manera siguiente:

PLASTICIDAD

Índice de plasticidad

Partiendo del límite liquido y el límite plástico, el índice de plasticidad (IP) puede definirse como la diferencia numérica entre ellos:

IP = LL – LP

El índice de plasticidad se expresa con el porcentaje del peso en seco de la muestra de suelo, e indica el tamaño del intervalo de variación del contenido de humedad con el cual el suelo se mantiene plástico.

En general, el índice de plasticidad depende sólo de la cantidad de arcilla existente e indica la finura del suelo y su capacidad para cambiar de configuración sin alterar su volumen. Un IP elevado indica un exceso de arcilla o de coloides en el suelo. Siempre que el LP sea superior o igual al LL, su valor será cero.

El índice de plasticidad da una buena indicación de la compresibilidad. Mientras mayor sea el IP, mayor será la compresibilidad del suelo.

Índice de plasticidad

Consistencia del suelo utilizando los límites de Atterberg

La consistencia del suelo cambia según la cantidad de agua presente (mojado, húmedo y seco). Estos cambios en la consistencia del suelo se pueden medir con exactitud en el laboratorio, utilizando las normas preestablecidas que determinan los Iímites de Atterberg, los cuales se pueden utilizar para juzgar la aptitud del suelo en la construcción de diques de estanque y pequeñas presas de tierra.

Un límite de Atterberg corresponde al contenido de humedad con que una muestra de suelo cambia de una consistencia a otra. Dos de los límites de Atterberg resultan de especial interés son, el límite líquido y el límite plástico, cuya definición se basa en tres consistencias del suelo:a)Consistencia Líquida: barro, fluido o líquidob)Consistencia Plástica: se puede amasar y moldearc)Consistencia Semisólida: ya no se puede moldear y el volumen disminuye(contracción) a medida que se seca la muestra

límites de Atterberg

LÍMITE LÍQUIDO (LL)Porcentaje de contenido de humedad con que un suelo cambia, al disminuir su humedad, de la consistencia líquida a la plástica, o, al aumentar su humedad, de la consistencia plástica a la líquida.

LÍMITE PLÁSTICO (LP)Porcentaje de contenido de humedad con que un suelo cambia al disminuir su humedad de la consistencia plástica a la semisólida, o, al aumentar su humedad, de la consistencia semisólida a la plástica.El límite plástico es el límite inferior del estado plástico. Un pequeño aumento en la humedad sobre el límite plástico destruye la cohesión* del suelo.


Los límites líquido y plástico dependen de la cantidad y el tipo de arcilla presentes en el suelo:

a)Un suelo con un alto contenido de arcilla generalmente posee altos LL y LP;b)Las arcillas coloidales poseen un LL y un LP superiores a los de las arcillas no coloidales;c)La arena, la grava y la turba no tienen plasticidad. Su LP = 0;d)Los limos presentan plasticidad sólo ocasionalmente, su LP es igual o ligeramente superior a 0.


COMPACTACIÓN

Las características de compactación de un suelo indican la reacción relativa de ese suelo al esfuerzo de apisonamiento (consolidación). Los suelos con buenas características de compactación se pueden apisonar mucho con un mínimo de esfuerzo. El material edáfico con un índice de plasticidad de aproximadamente 16% presenta las mayores características de compactación.Todo suelo tiene un contenido de humedad óptimo que permite compactarlo al máximo con el menor esfuerzo y que hará que el suelo compactado alcance su permeabilidad más baja. Los contenidos de humedad óptimos de los diferentes tipos de suelos son los siguientes:

COMPRESIBILIDAD

La compresibilidad es el grado en que una masa de suelo disminuye su volumen bajo el efecto de una carga. Es mínima en los suelos de textura gruesa, que tienen las partículas en contacto. Aumenta a medida que crece la proporción de partículas pequeñas y llega al máximo en los suelos de grano fino que contienen materia orgánica.

Ejemplos de compresibilidad para diversos suelos:

Las gravas y las arenas son prácticamente incompresibles. Si se comprime una masa húmeda de estos materiales no se produce ningún cambio significativo en su volumen;

Las arcillas son compresibles. Si se comprime una masa húmeda de arcilla, la humedad y el aire pueden ser expelidos, lo que trae como resultado una reducción de volumen que no se recupera inmediatamente cuando se elimina la carga.

Los suelos de grano fino que contienen por lo menos 50% de limo + arcilla, pueden clasificarse con arreglo a tres clases de compresibilidad, sobre la base de su límite Líquido. Estas clases son las siguientes:

Compresibilidad baja: LL inferior a 30;Compresibilidad media: LL de 30 a 50;Compresibilidad alta: LL superior a 50.

En general, la compresibilidad es aproximadamente proporcional al índice de plasticidad. Mientras mayor es el IP, mayor es la compresibilidad del suelo.

COEFICIENTE DE DILATACIÓN-CONTRACCIÓN

DE LOS SUELOS

La dilatación-contracción de un suelo es la cualidad que determina su cambio de volumen cuando cambian las condiciones de humedad. Algunos suelos se contraen cuando están secos y se dilatan cuando están mojados. El cambio de volumen de la masa de suelo depende de la magnitud del cambio de la humedad y de la cantidad y la clase de arcilla presente en el suelo. a)Coeficiente de dilatación-contracción bajo: arenoso franco, arena y arcilla caolinita ;

b)Coeficiente de dilatación-contracción alto: arcilla montmorillonita.

RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE

La resistencia de un suelo al esfuerzo contante indica la resistencia relativa de éste a los corrimientos de tierra bajo carga. La resistencia máxima a los corrimientos de tierra se da en los suelos compuestos de grava limpia con menos de 5% de limo + arcilla.

La resistencia de los suelos al esfuerzo cortante disminuye a medida que aumentan las partículas finas. Es mínima en los suelos orgánicos de grano fino y, por ejemplo, al construir una presa, es importante eliminar todo el suelo orgánico para disminuir la posibilidad de corrimientos.

POROSIDAD TOTAL Y EFICAZ

POROSIDAD TOTAL:

mt = Volumen de huecos/volumen total

Puede expresarse en % ó en tanto por 1 (en cualquier caso es adimensional). Es decir que 28% es equivalente a 0,28, pero dejando claro cómo se está expresando, porque también puede existir una porosidad extremadamente baja del 0,28%

Porosidad eficaz:

POROSIDAD TOTAL Y EFICAZ

me = Volumen de agua drenada por gravedad / volumen total

Se expresa igual que la porosidad total (% ó en tanto por 1).

Retención específica:

Diferencia entre la Porosidad total y Porosidad Efectiva.

Porosidad Eficaz:

“El volumen de huecos disponible para el flujo respecto del volumen total".

Rendimiento especifico:

Indica el volumen de agua que podemos obtener de un medio poroso saturado.

Porosidad efectiva:

Se refiere al volumen de huecos disponible para la circulación del agua.

(En ambos casos respecto del volumen total

Ejemplo:

Con estos datos podemos calcular:1 m3 = 1000 dm3 ~ 1000 litros

mt = 280 /1000 =0,28 ~ 28%me =160 / 1000=0,16~ 16%

Retención específica = 0,28 - 0,16 = 0,12 ~ 12%

Disponemos de 1 m3 de arena seca, le introducimos agua hasta que esté completamente saturado (todos los poros llenos de agua). Supongamos que para ello hemos necesitado 280 litros. Después dejamos que el agua contenida escurra libremente; supongamos querecogiéramos 160 litros. Evidentemente los 120 litros que faltan se han quedado mojando los granos.

Aproximadamente son equivalentes: el agua que queda adherida a los granos y que no se mueve por gravedad tampoco permite el flujo.En la figura se representa en rayado el agua adherida a losgranos; los huecos que quedan (en el dibujo en blanco) representan tanto el agua extraíble como la sección utilizable por el flujo del agua subterránea

En un laboratorio se puede medir el specific yield, pero no existe un método experimental para obtener el valor de la effective porosity (la sección utilizada por el flujo).

POROSIDAD PRIMARIA Y SECUNDARIA

Al hablar de porosidad, intuitivamente se piensa en los poros de un material detrítico, pero las rocas compactas también pueden contener cierta proporción de agua en su interior en sus fisuras. Tras su formación, estas fisuras pueden ser ocluídas por los minerales arcillosos resultantes de la alteración, o por el contrario la disolución hace aumentar la abertura, a veces hasta formar amplios conductos (especialmente en calizas).

Normalmente, estas fisuras son fracturas producidas por esfuerzos tectónicos, pero pueden deberse a otras causas: enfriamiento (rocas volcánicas), planos de descompresión o discontinuidades sedimentarias, etc.

3. PERMEABILIDAD DEL SUELO

PERMEABILIDAD DEL SUELOPermeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una de las cualidades más importantes que han de considerarse para la piscicultura. Un estanque construido en suelo impermeable perderá poca agua por filtración.

Mientras más permeable sea el suelo, mayor sera la filtración. Algunos suelos son tan permeables y la filtración tan intensa que para construir en ellos cualquier tipo de estanque es preciso aplicar técnicas de construcción especiales. En un volumen de está colección que aparecerá próximamente se ofrecerá información sobre dichas técnicas.

Generalmente, los suelos se componen de capas y, a menudo, la calidad del suelo varía considerablemente de una capa a otra. Antes de ejecutar algún trabajo, es importante determinar la posición relativa de las capas permeables e impermeables. Al planificar un diseño se debe evitar la presencia de una capa permeable en el fondo para impedir una pérdida de agua excesiva hacia el subsuelo a causa de la filtración.

Cuando se construyen diques para represamiento se deben hacer con un tipo de suelo que garantice una buena retención del agua. La calidad del suelo tendrá que comprobarse, teniendo presente ese aspecto.

FACTORES QUE AFECTAN LA PERMEABILIDAD DEL SUELO

Los factores son: Las fisuras y cárcavas. Es difícil hallar valores

representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales.

Un estudio serio de los perfiles del suelo proporcionará una

indispensable comprobación de dichas mediciones.

Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura,

consistencia, color y manchas de color, la disposición por capas, los

poros visibles y la profundidad de las capas impermeables como la

roca madre y la (s) capa (s) de arcilla, constituyen la base para decidir

si es probable que las mediciones de la permeabilidad sean

representativas.

Como se sabe, suelo está constituido por varios horizontes,

y que, generalmente, cada uno de ellos tiene propiedades

físicas y químicas diferentes.

Para determinar la permeabilidad del suelo en su totalidad,

se debe estudiar cada horizonte por separado.

LA PERMEABILIDAD DEL SUELO CON RELACION A SU TEXTURA Y ESTRUCTURA

El tamaño de los poros del suelo reviste gran importancia

con respecto a la tasa de filtración (movimiento del agua

hacia dentro del suelo) y a la tasa

de percolación(movimiento del agua a través del suelo). El

tamaño y el número de los poros guardan estrecha

relación con la textura y la estructura del suelo y también

influyen en su permeabilidad

TRANSMISIVIDAD

Si observamos el dibujo intuimos que los dos estratos

acuíferos deben proporcionar el mismo caudal: uno tiene

la mitad de permeabilidad, pero el doble de espesor que

el Otro. Efectivamente, el parámetro que nos indica la

facilidad del agua para circular horizontalmente por una

formación geológica es una combinación de la

permeabilidad y del espesor:

Como las unidades de la permeabilidad son L / T y del

espesor L, las unidades de la Transmisividad serán L2 / T

Por ejemplo: m2/día, o cm2/seg.

En el ejemplo mostrado en la figura, la transmisividad en

ambos casos sería de 150 m2/dia

Transmisividad = Permeabilidad x Espesor

a) VARIACIÓN DE LA PERMEABILIDAD SEGÚN LA TEXTURA DEL SUELO

Por regla general, mientras más fina sea la textura del suelo, más lenta será la permeabilidad:

Suelo Textura Permeabilidad

Suelos arcillosos Fina De muySuelos Moderadamente fina Lentalimosos Moderadamente gruesa a muy

Suelos arenosos Gruesa rápida

Arenosos 5Franco arenosos 2.5

Franco 1.3

Franco arcillosos 0.8Arcilloso limosos 0.25

Arcilloso 0.05

Permeabilidad media para diferentes texturas de suelo en cm/hora

Ejemplo

b) VARIACIÓN DE LA PERMEABILIDAD SEGÚN LA ESTRUCTURA DEL SUELO

La estructura puede modificar considerablemente las tasas de permeabilidad mostradas anteriormente de la forma siguiente:

PERMEABILIDAD

Gran traslape DeLaminar Ligero traslape muy lenta

amuy rápida

En bloquePrismáticaLaminar

TIPO DE ESTRUCTURA

Existe la práctica general de alterar la estructura del suelo para reducir la permeabilidad mediante la compactación por medios mecánicos de las presas de tierra, con miras a reducir la filtración de agua.

ENSAYOS DE CAMPO RÁPIDOS PARA DETERMINAR LA PERMEABILIDAD DEL SUELO

1)Excavar un hoyo hasta la altura de la cintura;

2) En las primeras horas de la mañana llenar el hoyo con agua hasta el borde

3)Por la noche, parte del agua se habrá filtrado en el suelo

4) Vuelva a llenar el hoyo con agua basta el borde y cúbralo con tablas o ramas frondosas


5) Si a la mañana siguiente la mayor parte del agua permanece en el hoyo, la permeabilidad del suelo es apta para construir en ese lugar;


6) Repita este ensayo en diferentes lugares las

veces que sea necesario de acuerdo con la

calidad del suelo

1) Examine cuidadosamente los dibujos que hizo al estudiar los perfiles del suelo;

2) Basándose en la textura y la estructura, determine los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidad más lenta;

3) Marque con un lápiz de color en sus dibujos los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidad más lenta;

ENSAYO MÁS PRECISO DE CAMPO PARA MEDIR LAS TASAS DE PERMEABILIDAD

4) Excave un hoyo de aproximadamente 30 cm de diámetro hasta alcanzar el horizonte superior menos permeable;

5) Recubra completamente las paredes del hoyo con arcilla pesada mojada o revístalas con una lámina de material plástico, si dispone de ella, para impermeabilizarlas;


6) Vierta agua en el hoyo hasta que ésta alcance

unos 10 cm de profundidad.


7) Al principio el agua se filtrare con bastante rapidez y tendrá que reponerla a medida que desaparece. La filtración disminuirá cuando los poros del suelo se saturen de agua. Entonces podrá medir la permeabilidad del horizonte de suelo en el fondo del hoyo;


8) Cerciórese de que el agua contenida en el hoyo tiene unos 10 cm de profundidad como antes. Si no es así, añada agua hasta alcanzar esa profundidad;

9) Introduzca en el agua una vara de medir y anote la profundidad exacta del agua en milímetros (mm);


10) Compruebe el nivel del agua en el hoyo cada hora, durante varias horas. Anote la tasa de filtración por hora. Si el agua se filtra con demasiada rapidez, añada agua hasta alcanzar nuevamente el nivel de 10 cm. Mida con sumo cuidado la profundidad del agua;


11)Cuando las mediciones por hora sean casi iguales, la tasa de permeabilidad es constante y puede dejar de medir;

12)Si hay grandes diferencias en la filtración por hora, continúe añadiendo agua en el hoyo para mantener la profundidad de 10 cm hasta que la tasa de filtración se mantenga casi igual;


Puede deberse a que la estructura del suelo se ha

desarrollado fuertemente. En esos casos, tratar de reducir

la tasa de permeabilidad destruyendo la estructura de la

manera siguiente:

SI LA TASA DE PERMEABILIDAD ES SUPERIOR A 5 MM/H,

1) Escavar el suelo del fondo del

hoyo a la mayor profundidad

posible;

2) Repita el anterior ensayo de

permeabilidad hasta que pueda

medir un valor de filtración casi

constante (véanse las diapositivas

anteriores).

3) Si esta nueva tasa de permeabilidad no sobrepasa los 4 mm/h.

puede considerar que este horizonte de suelo es apto para el

fondo del estanque. Sin embargo, será preciso escavar el fondo

antes de llenarlo de agua;

4) Si esta nueva tasa de permeabilidad sobrepasa los 4 mm/h, ello

puede deberse a la presencia de un horizonte de suelo

permeable debajo del horizonte en que ha realizado el ensayo.

Con frecuencia se encuentran estas capas permeables entre

capas de suelo que son semipermeables o incluso impermeables.

5) Comprobar con el ensayo siguiente:

5.1) Excave un nuevo hoyo de 30 cm de diámetro desde la capa superior menos permeable (A) hasta la próxima capa menos permeable (B);

5.2) Repita el ensayo de permeabilidad hasta obtener un valor de filtración casi constante 5.3) Si esa tasa de permeabilidad no sobrepasa los 3 m m/h, puede considerar este horizonte de suelo apto para el fondo del estanque. No obstante, recuerde que una permeabilidad tan lenta debe encontrarse en una capa de no menos de 0,7 a 1 m de espesor para asegurar que la filtración a través del fondo sea limitada.

DETERMINACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE PERMEABILIDAD

Para obtener una medición más exacta de la permeabilidad

del suelo, puede realizar el siguiente ensayo de campo que

le dará un valor para el coeficiente de permeabilidad:

1) Utilizando una barrena de

sondeo, perfore en el suelo un

hoyo de aproximadamente 1 m

de profundidad (A), en el lugar

donde desea determinar el

coeficiente de permeabiiidad;


2) Llene el hoyo de agua hasta el borde (B/C);


3) Durante por lo menos 20 minutos (B/C), vuelva a llenar el hoyo hasta el borde cada cinco minutos para asegurarse de que el suelo está completamente saturado;

4) Añada agua basta el borde del hoyo y empiece a medir la velocidad a que baja la superficie del agua, utilizando un reloj para medir el tiempo y una regla graduada en centímetros para medir la dístancia (P) entre la superficie del agua y el borde del hoyo (D). Deje de medir cuando la velocidad sea casi constante;


Ejemplo La velocidad se hace constante

Ejemplo

La velocidad se hace constante

Mida exactamente la profundidad total del hoyo (H) y su diámetro (D). Exprese todas las mediciones en metros (m):

H = 1,15m y D=12cm o 0,12 m

Para cada una de las dos mediciones anteriores consecutivas de tiempo/distancia, calcule el coeficiente de permeabilidad K utilizando la fórmula siguiente:

K= (D÷2) x In (h1÷ h2) / 2 (t2- t1)

Donde: (D ÷ 2) es el radio del hoyo o la mitad de su diámetro en metros;In = se refiere al logaritmo natural; h1 y h2 = son las dos profundidades consecutivas del agua en metros, h1 al inicio y h2 al final del intervalo de tiempo;(t2 - t1 ) = expresa el intervalo de tiempo entre dos mediciones consecutivas, en segundos.

Nota: los valores de h se pueden calcular fácilmente como las diferencias

entre la profundidad total del hoyo (H) y los valores de P sucesivos. Para

obtener K en m/s cuide de expresar todas las mediciones en metros y

segundos.

Ahora compare los valores de K (en m/s) con el cuadro siguiente:

Clasesde permeabilidad de los suelos

Coeficiente de permeabilidad (K en m/s)

Límite inferior Límite superior

Permeable 2 x 10-7 2 x 10-1

Semipermeable 1 x 10-11 1 x 10-5

Impermeable 1 x 10-11 5 x 10-7

Clases de permeabilidad de los suelos para obras de ingeniería civil

Ejemplo

Si (D ÷ 2) = 0.12 m ÷ 2 = 0.06 m y H = 1.15 m, los cálculos de los

diferentes valores de K se hacen progresivamente de acuerdo con la

fórmula.

Nota:para obtener el logaritmo natural de (h1 ÷ h2), tendrá que

utilizar una tabla de logaritmos o una calculadora de bolsillo.

Recuerde también que10 - 6 = 0.000001 y 6.8 x 10-6 = 0.000006.

Nota: recordar que el exponente negativo de 10 refleja el lugar decimal que hay que darle al multiplicando:

K=2X 10-3 =0,002 m/sK = 5 X 10-7 = 0,0000005 m/s

Si desea comparar el valor de K (m/s) con las tasas de permeabilidad (cm/día)

multiplique K por 8 640 000 u 864 x 104

K = 1 x 10-5 m/s = 86.4 cm/dia

Pasos sucesivos para el cálculo de los coeficientes de permeabilidad

sobre la base de mediciones de campo (para la perforación de ensayo con H = 1.15 m y D = 0.12 m)

PROPIEDADES HIDRAULICAS

PERMEABILIDAD Y

CAPILARIDAD

La texturaEstructuraConsistenciaDensidadAireaciónTemperaturaColor

1º Clase Propiedades Fisicas de Suelos

Documents

Transcript of 1º Clase Propiedades Fisicas de Suelos