UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOFACULTAD DE INGENIERIAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TEMA: ENSAYO DE LEFRANC Y APLICACIONES CURSO: MECNICA DE SUELOS I DOCENTE: Mg. Ing. CASTILLO VELARDE, ROBERTO CARLOSALUMNO: GIL CARBONELL, ERICK ROBINSONCICLO: VFECHA: 27/06/2015

TRUJILLO - PER

NDICE DE CONTENIDOSRESUMEN...3OBJETIVOS3CAPITULO I MARCO TERICO1.1. CONCEPTO DE PERMEABILIDAD41.2. MEDIDA DE LA PERMEABILIDAD: ENSAYOS DE LABORATORIO Y ENSAYOS IN SITU...61.3. ENSAYO DE LEFRANC.71.4. APLICACIONES DEL ENSAYO DE LEFRANC91.4.1. APLICACIN: INFRAESTRUCTURA DEL TRANSPORTE..101.4.2. APLICACIN: ESTRUCTURAS HIDRALICAS111.4.3. APLICACIN: DIQUES DE ABRIGO.12

CAPITULO II APLICACIN DEL ENSAYO DE LEFRANC EN TRES PUNTOS DIFERENTES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

2.1. UBICACIN DE LOS PUNTOS DE ESTUDIO.142.2. MATERIALES...............142.3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.....152.4. ANLISIS DE DATOS Y RESULTADOS..17

CAPITULO III ANLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

3.1. DISCUSIONES...183.2. CONCLUSIONES..183.3. RECOMENDACIONES18

BIBLIOGRAFA...19

ENSAYO DE LEFRANC Y APLICACIONES

RESUMEN:

Se investig y elabor un informe tcnico sobre el ensayo de Lefranc y sus aplicaciones para saber calcular e interpretar el coeficiente de permeabilidad del suelo (k) in situ obtenido mediante este ensayo; adems, se aprendi a ejecutar de manera correcta el ensayo segn la Norma ASTM D4631-95(2000). Luego para poner en prctica y aplicar lo que se investig, se realiz el ensayo de Lefranc a rgimen variable, sin maquinaria, en tres puntos diferentes de la Universidad nacional de Trujillo, se calcul la permeabilidad del terreno en cada uno de los puntos y se interpret los resultados; logrando as un aprendizaje interconectado entre la teora y la prctica.

OBJETIVOS:

1. Investigar y elaborar un informe tcnico sobre el ensayo de Lefranc y sus aplicaciones.

2. Saber calcular e interpretar los resultados obtenidos del Ensayo de Lefranc, as como la realizacin correcta de su procedimiento segn la Norma ASTM D4631-95(2000).

3. Realizar el ensayo de Lefranc, sin maquinaria, en tres puntos diferentes de la Universidad nacional de Trujillo, calcular su coeficiente de permeabilidad (k) e interpretar los resultados.

CAPITULO IMARCO TERICO

1.1. CONCEPTO DE PERMEABILIDAD. La permeabilidad se define como la capacidad de un cuerpo (en trminos particulares, un suelo) para permitir en su seno el paso de un fluido (en trminos particulares, el agua) sinque dicho trnsitoalterela estructura interna del cuerpo. Dicha propiedad se determina objetivamente mediante la imposicin de un gradiente hidrulico en una seccin del cuerpo, y a lo largo de una trayectoria determinada.El concepto permeabilidad puede recibir tambin las acepciones de conductividad o transmisividad hidrulica, dependiendo del contexto en el cual sea empleado.La permeabilidad se cuantifica en base al coeficiente de permeabilidad, definido como la velocidad de traslacin del agua en el seno del terreno y para un gradiente unitario. El coeficiente de permeabilidad puede ser expresado segn la siguiente funcin:k = Q / I ADonde- k: coeficiente de permeabilidad o conductividad hidrulica [m/s]- Q: caudal [m3/s]- I: gradiente [m/m]- A: seccin [m2)]En proyectos de ingeniera y arquitectura, las unidades con las que se expresa generalmente el coeficiente de permeabilidad son cm/s y m/s; enlos mbitosde la hidrulica o la hidrogeologa es habitual observar notaciones como cm/dia, m/ao y similares. Muchos factores afectan a la permeabilidad del suelo. En ocasiones, se trata de factores en extremo localizados, como fisuras y crcavas, y es difcil hallar valores representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales. Un estudio serio de los perfiles de suelo proporciona una indispensable comprobacin de dichas mediciones. Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura, consistencia, color y manchas de color, la disposicin por capas, los poros visibles y la profundidad de las capas impermeables como la roca madre y la capa de arcilla, constituyen la base para decidir si es probable que las mediciones de la permeabilidad sean representativas. Los factores que determinan la permeabilidad del suelo, ms significativos, son los siguientes:- Granulometra (tamao de grano y distribucin granulomtrica.)- Composicin qumica del material (naturaleza mineralgica)Como regla general se considera que a menor tamao de grano, menor permeabilidad, y para una granulometra semejante (arenas, por ejemplo) a mejor gradacin, mayor permeabilidad. En cuanto al quimismo, y para el caso de arcillas y limos, la presencia de ciertos cationes (Sodio, Potasio) es un factor que disminuye la permeabilidad en relacin a otros (Calcio, Magnesio).El coeficiente de permeabilidad adems de cuantificar la permeabilidad del suelo, tambin permite realizar la clasificacin del suelo en base a las siguientes tablas:

TABLA 1. Clasificacin de los suelos segn sus coeficientes de permeabilidad segn Terzaghi y Peck (1967)

TABLA 2. Valores tpicos de la conductividad hidrulica k (Coduto, 1999)

TABLA 3. Intervalos de valores de k (cm/s), segn Terzaghi y Peck (1967)

1.2. MEDIDA DE LA PERMEABILIDAD: ENSAYOS DE LABORATORIO Y ENSAYOS IN SITULa estimacin de la permeabilidad en suelos tiene diversos intereses, algunos directos en el proyecto de una edificacin, como puede ser la valoracin de la influencia de las aguas subterrneas sobre construcciones soterradas (plantas stano, por ejemplo) a efectos de diseo de sistemas o procedimientos de impermeabilizacin o drenaje.En tal sentido requiere de la valoracin cuantificada de la permeabilidad del terreno en contacto con las soleras y las estructuras de contencin.La estimacin de la permeabilidad de los suelos (y en su caso, del macizo rocoso) puede realizarse mediante tres clases de procedimientos:- Valoracin de la permeabilidad mediante relaciones empricas establecidas entre la misma y alguna caracterstica del suelo, generalmente su granulometra.- Medida directa de la permeabilidad sobre una muestra adecuada (inalterada) en laboratorio.- Estimacin directa de la permeabilidad in situ, realizada durante la ejecucin de sondeos o pozos, consistentes en la medida de las prdidas en una columna de agua con la que se ha inundado la perforacin.De entre los ensayos in situ, los mtodos que se citan generalmente corresponden a los ensayos Lugeon (habitualmente realizado en macizos rocosos fracturados), Lefranc (llevado a cabo generalmente en suelos relativamente permeables) y Slug Test (tambin en suelos permeables.)Para el caso de suelos poco permeables, los ensayos in situ son poco adecuados, requirindose la toma de muestras y la realizacin de ensayos en laboratorio sobre las mismas. Segn el objeto de la investigacin puede escogerse entre ensayar muestras adecuadamente inalteradas (si es posible su obtencin), o representativas, las cuales se recompactan en el laboratorio para obtener probetas que reproduzcan las condiciones del terreno.En el caso de bajas permeabilidades es necesario acudir a pruebas de laboratorio o a complicadas investigaciones en obras mediante especiales dispositivos piezomtricos.El tipo de ensayo para obtener el coeficiente de permeabilidad se decide segn la naturaleza y estado del terreno. Los ms comunes son los ensayos de:

LEFRANC, el ms adecuado suelos granulares o cohesivos y rocas blandas o rocas duras muy fracturadas.

LUGEON, ms adecuado para roca.

1.3. ENSAYO DE LEFRANC El ensayo Lefranc se realiza en el interior de un sondeo, durante una pausa en el transcurso de su ejecucin o una vez finalizado; bajo la norma ASTM D4631-95(2000). Tiene por objeto determinar el coeficiente de permeabilidad k en suelos permeables o semipermeables de tipo granular (aluviales, arena, limo) con velocidad de flujo lenta y situados bajo el nivel fretico, o en rocas muy fracturadas.Para su realizacin, se llena de agua el pozo y se mide el caudal necesario para mantener el nivel constante (ensayo a rgimen permanente) o bien la velocidad de descenso (a rgimen variable).Este ensayo se podr realizar midiendo los caudales (a rgimen permanente) o midiendo los niveles (a rgimen variable). Figura 01. Realizacin de un Ensayo Lefranc Fuente: http://www.upm.es/institucional

Si durante su ejecucin la inestabilidad del terreno lo aconsejara, se procedera a rellenar con gravilla el tramo de ensayo.En el ensayo Lefranc a rgimen permanente, como norma general, deber medirse el caudal de admisin cada 5 minutos, manteniendo constante el nivel en la boca del sondeo durante 45 minutos. Si la admisin es muy alta, deber medirse cada minuto durante los 20 primeros y despus cada 5 minutos hasta llegar a los 45 minutos. El k del tramo ser el promedio de todos los valores obtenidos. Se utilizar sonda elctrica, cronmetro y medidor de volmenes de agua.El ensayo a rgimen variable se realizar preferentemente de forma descendente. La carga mxima de agua no exceder de 10 metros medidos desde el centro de la cmara filtrante y la longitud de sta no exceder de 5 m se utilizar sonda elctrica y cronmetro, realizndose al menos 5 observaciones tomando los tiempos de observacin de acuerdo a la velocidad de descenso/ascenso del nivel de agua en el tubo.Para cada una se registrar la profundidad del tramo ensayado y dems datos geomtricos, as como las sucesivas posiciones de la lmina de agua con el tiempo. Los puntos de observacin se representarn en una grfica descensos/tiempo.Es un ensayo atmosfrico. La presin del agua en el tramo de sondeo ensayado corresponde exclusivamente a la altura de la columna de agua en el interior de la entubacin por encima de la cota del nivel fretico. Por lo general es un ensayo que se efecta en suelos, roca alterada o roca muy fisurada, materiales en los que a priori se espera una permeabilidad relativamente alta.El rango de permeabilidades que puede medirse en el ensayo a nivel o presin variable se sita entre 10-6 y 10-9 m/s.ENSAYO DE LEFRANCFRMULAS

RGIMEN PERMANENTE

RGIMEN VARIABLE

TABLA 4. Frmulas, Ensayo de Lefranc, para hallar el coeficiente de permeabilidad (J.Salas, 1981).

Equipo necesario:

Medidor del nivel de agua en el interior del taladro (acstico o mediante cualquier medio que garantice una precisin superior a 1 cm).

Obturadores (slo en caso de ensayos realizados a sondeo finalizado en el que se pretenda aislar un tramo).

Preparacin del sondeo a ensayar:

Se limpia el fondo de la perforacin y se retira la batera. La retirada debe hacerse de forma cuidadosa evitando maniobras rpidas que originan un sifonamiento del fondo de la perforacin y el consiguiente arrastre de finos hacia la misma.

Se mide el nivel fretico comprobando que est estabilizado.

Se extrae la entubacin en un tramo determinado, puede ser de 1 a 3 m, para dejar una cmara en el fondo del sondeo formada por la perforacin sin entubar. Las dimensiones de esta cmara estarn determinadas por la previsible permeabilidad del terreno y por la estabilidad de las paredes del sondeo.

En caso de terrenos de escasa estabilidad puede utilizarse un tramo final de entubacin ranurada, siempre que el ranurado supere el 15% de la superficie total, o bien rellenarse la cmara con gravas gruesas bien calibradas (3 a 5 cm. de dimetro), que se introducen previamente a la retirada de la entubacin.

Ejecucin en campo:

Una vez preparado el sondeo como se ha descrito, se llena la entubacin con agua hasta alcanzar la boca de la misma, controlando que se haya evacuado todo el aire contenido en la perforacin. Debe verificarse, asimismo, que la entrada de agua en el terreno se realiza exclusivamente a travs de las paredes de la cmara que se ensaya, comprobando que no existe filtracin de agua entre la entubacin y las paredes del pozo en la boca del sondeo, lo que indicara una deficiente obturacin. Debe medirse la diferencia de cotas entre la lmina de agua y el nivel fretico al inicio del ensayo.

Se controla el descenso de la lmina libre de agua a intervalos de tiempo iguales, normalmente uno o dos minutos. El descenso normal en medios de baja permeabilidad es de unos pocos centmetros por hora. El ensayo debe efectuarse hasta que el nivel del agua en el sondeo alcanza el nivel inicial previo al ensayo y se comprueba su estabilizacin. Si la velocidad de estabilizacin es muy rpida (>50% de recuperacin del nivel inicial en menos de 1 minuto) en ensayo no es adecuado para las caractersticas del terreno.(b)(a)

Figura 02. Esquema del ensayo de Lefranc a rgimen permanente (a) y a rgimen variable (b) Fuente: http://www.estudiosgeotecnicos.info

1.4. APLICACIONES DEL ENSAYO DE LEFRANCLos ensayos tipo Lefranc sirven para determinar la permeabilidad (aproximada) de los suelos y/ material de sobre carga o relleno, estos ensayos son muy utilizados en la Ingeniera para el diseo y construccin de diques (tierra, concreto ciclpeo, armado), presas (relaves, agua, etc.), centrales hidroelctricas, pozas, etc. Y para ello se debe tener una serie de equipos, accesorios, personal (calificado) para la instalacin de los equipos y un supervisor (con experiencia) para que lleve la direccin de los trabajos. Es importante contar con un manual de investigaciones geotcnicas para que sirva como gua en las investigaciones a realizar, donde se indican las pautas y las especificaciones tcnicas de lo que se va a realizar, y cumplir bien las normas presentes para que se obtengan resultados cercanos a las caractersticas del terreno.

1.4.1. APLICACIN: INFRAESTRUCTURA DEL TRANSPORTEUna afectacin ambiental importante en la etapa de operacin de una obra lineal, adems del ruido y la contaminacin del aire, son los daos provocados al suelo producto de un derrame o fuga durante el trasporte de materiales peligrosos. Durante la operacin de las diferentes obras de infraestructura de transporte siempre existen riesgos potenciales durante la Carga, Descarga y Recorrido; ya que en cualquier accin se pueden producir accidentes. En las costas, los buques tambin pueden ocasionar derrames accidentales. Los derrames y fugas de materiales peligrosos dan lugar a impactos ambientales que representan una gran prdida de recursos naturales, tiempo y dinero. Algunas sustancias peligrosas como los hidrocarburos presentan actividad carcinognica en detrimento del hombre y los animales, de tal manera que la presencia de estas sustancias qumicas en agua subterrnea es un enorme peligro para el consumo humano; la lluvia y la permeabilidad intrnseca del suelo, permiten a los contaminantes llegar hasta los acuferos, y ms an si estos estn cercanos a la superficie. Es por esto que se debe estudiar la permeabilidad de suelos in situ y en laboratorio cuando suceden los derrames o fugas de materiales peligrosos y que son consecuencia de las actividades operativas globales de su traslado en el territorio nacional a travs de infraestructura de transporte terrestre.En pases desarrollados como el Reino Unido, Francia, Canad, etc., cuentan con un sistema de administracin de riesgos qumicos que les permite dar respuesta inmediata a un accidente durante el transporte de materiales peligrososEJEMPLO: TTULO DEL PROYECTO: LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS EN LOS PROBLEMAS DE TRANSPORTE DE CONTAMINANTES. APLICACIN EN LA INFRAESTRUCTURA DEL TRANSPORTEAUTORES: Ing. Juan Pablo Valadz Castro, Ing. Paul Garnica Anguas (MXICO 2010)RESUMEN: Los accidentes ms comunes tanto en la infraestructura carretera como en la ferroviaria son las volcaduras, donde de manera accidental y dependiendo de la naturaleza de los estratos del suelo, los contaminantes pueden viajar hasta el acufero contaminndolo. Algunas de estas sustancias son cancergenos y representan un peligro para la salud. El tiempo de respuesta para aislar el derrame est supeditado a la velocidad de filtracin de las substancias txicas en los suelos, por ello, en este trabajo de investigacin se evalu, para los suelos del Valle de Quertaro, la permeabilidad a diferentes fluidos tales como: gasolina, diesel, agua, acetona, cido actico, cido sulfrico, cido clorhdrico, entre otros; haciendo uso de ensayos in situ (Ensayo de LEFRANC) y ensayos de laboratorio para encontrar las permeabilidades respectivas.

1.4.2. APLICACIN: ESTRUCTURAS HIDRALICASLa necesidad de almacenar volmenes importantes de agua o de otros lquidos con fines de desarrollo urbano, industrial y/o agrcola, obliga al hombre a construir con mayor frecuencia lagunas artificiales de grandes dimensiones. El diseo y la construccin de estas estructuras hidrulicas muchas veces presentan problemas especficos que hacen que la tecnologa usual de las presas no resulte directamente aplicable en todos sus aspectos. Es comn que en las lagunas artificiales se almacene un producto escaso, contaminante o de alto valor econmico, por lo que reviste una especial importancia el control de las filtraciones. Esto ha dado lugar, principalmente en los ltimos aos, al desarrollo de nuevas tcnicas de impermeabilizacin, como tambin la innovacin de nuevos equipos de permeabilidad, los que permitirn obtener valores ms cercanos a la realidad y por ende brindar un ptimo diseo y construccin de estas importantes estructuras hidrulicas; es as que el ensayo de Lefranc es uno de los ensayo in situ de permeabilidad ms influyentes en el diseo y en la contrastacin de resultados de laboratorio.EJEMPLO: TITULO DEL ESTUDIO: ENSAYOS DE PERMEABILIDAD EN MATERIALES DE BAJA DE PERMEABILIDAD COMPACTADOSAUTOR: Ing. Jorge E. Alva Hurtado (PER- 2008)SNTESIS: Se realizaron ensayos de permeabilidad in situ, utilizando el ensayo de Lefranc a carga constante o rgimen permanente en los siguientes casos:A. Lagunas de Oxidacin Cortijo y Covicorti Ubicacin de rea de Estudio: El rea de estudio se ubica en los alrededores de la ciudad de Trujillo. El terreno de la laguna Cortijo se ubica hacia el nor-oeste de la ciudad en la hacienda del mismo nombre, con un rea de aproximadamente 7 hectreas; la laguna Covicorti se ubica hacia el sur-oeste de Trujillo, entre las urbanizaciones San Andrs 5ta etapa y Los Rosales, con un rea de aproximadamente 21 hectreas. Caractersticas Geolgicas: La Ciudad de Trujillo est ubicada dentro de la unidad geomorfolgica denominada "Pampa Costanera", la que se desarrolla sobre una faja paralela a la costa, desde el nivel del mar hasta una altitud de 200 metros. Por el Oeste est limitada por pequeas escarpas que bordean el litoral y por el Este por las cadenas de cerros bajos de los primeros contrafuertes andinos. En conjunto se trata de una llanura aluvial, que est surcada por los cauces de ros y quebradas secas. Resultados: Los ensayos de permeabilidad para el material arcilloso indican valores de 1.22x cm/seg. para la laguna Cortijo y 1.32 x 10-7 cm/seg. para Covicorti. B. Presa Pomacocha Ubicacin y geologa de la Presa: La presa de Pomacocha existente cierra la Laguna Pomacocha a una altitud de 4260 m.s.n.m. Aqu se proyect la construccin de una presa nueva de tierra con una altura de 44 metros, cuyo eje est ubicado al pie de la presa antigua. En la zona de la presa se observan las caractersticas geolgicas siguientes: La Formacin Chulec, comprende los siguientes elementos de abajo hacia arriba: arcillas calcreas de color gris oscuro, lodolitas calcreas arcillosas grises con presencia de fsiles, limolitas calcreas y wackstones bioturbados con fsiles pelgicos y bnticos.Resultados: Las ensayos realizados corresponden a la cantera principal, la que pertenece a un material morrnico, que ser utilizado como cuerpo de la presa Pomacocha, los ensayos de permeabilidad para la presa Pomacocha indican un valor promedio de 3.27x cm/seg.

1.4.3. APLICACIN: DIQUES DE ABRIGOLos diques son estructuras que tienen como funcin principal la de proporcionar reas abrigadas, tanto portuarias como litorales, a resguardo de las acciones de las dinmicas marina y atmosfrica. Por lo general, un rea portuaria abrigada se proyecta para facilitar las operaciones portuarias y logsticas relacionadas con el transporte martimo. Por otra parte, un rea litoral abrigada se proyecta para facilitar el uso y explotacin ordenada y sostenible del entorno litoral, pudiendo incluir, entre otros, la correccin, conservacin y regeneracin de playas y zonas de bao y el intercambio de los flujos transversales tierra-mar de sustancias naturales y artificiales. Los diques de abrigo pueden diferenciarse en las siguientes tipologas: Dique en talud emergido, dique vertical, dique mixto, dique rebasable y sumergido, dique berma. Los diques se deben construir con un tipo de suelo que garantice una buena retencin o flujo controlado del agua; por lo tanto es primordial que en el diseo de estos diques se considere como parmetro de diseo al coeficiente de permeabilidad del suelo (k).

EJEMPLO:TITULO DEL PROYECTO: ESTUDIO GEOLGICO-GEOTCNICO PARA LAS INSTALACIONES PESQUERAS DE UN PUERTO EN EL SUR DE ESPAA.AUTOR: ING. NURIA POLO ABAD (ESPAA-2009)RESUMEN: El objetivo de este proyecto es realizar el estudio geolgico-geotcnico para la construccin de un muelle pesquero con diques en la ciudad de Mlaga - Espaa. Para caracterizar el terreno se ha realizado una campaa geotcnica compuesta por 4 sondeos y diversos ensayos in situ, como el ensayo de Lefranc a carga constante o rgimen permanente; as mismo se obtuvieron muestras inalteradas, con las que se realizaron ensayos de laboratorio. Posteriormente para definir las soluciones y procesar los datos se utiliz el software GeoSlope, con el que se estudi dos distintas alternativas posibles para realizar la cimentacin del muelle: muelle vertical sin columnas de grava y muelle vertical con columnas de grava. Finalmente, los resultados obtenidos demostraron que la alternativa ptima sera una pantalla de columnas de grava y un dique de abrigo en talud emergido, considerando diversos factores tcnicos, estructurales y econmicos. ENSAYO DE LEFRANC DEL PROYECTO: Se han realizado 4 ensayos de permeabilidad tipo LEFRANC de carga para evaluar la permeabilidad del terreno in situ. El ensayo se realiza en el interior del sondeo, con el mismo revestido hasta la cota inicial de ensayo, y dejando sin revestir el tramo a ensayar, el cual se perfora con dimetro menor al revestimiento en una longitud no inferior a 10 veces el radio del tramo a ensayar. Una vez alcanzada la cota de ensayo y perforado el tramo a ensayar se procede al llenado de la perforacin con agua aportada hasta alcanzar el borde superior de la tubera de revestimiento. En este punto se evalan los descensos cada 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos. Con los resultados obtenidos se cuantifica la permeabilidad (K) en la TABLA 5:

TABLA 5. Resultados del ensayo de Lefranc del Proyecto (N. Polo, 2009)

CAPITULO IIAPLICACIN DEL ENSAYO DE LEFRANC EN TRES PUNTOS DIFERENTES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO2.1. UBICACIN DE LOS PUNTOS DE ESTUDIOSe establecieron tres puntos de estudio en diferentes terrenos de la Universidad Nacional de Trujillo (TABLA 6) para calcular el coeficiente de permeabilidad, utilizando el Ensayo de Lefranc, sin maquinaria, a rgimen variable. PUNTO CPUNTO BPUNTO A

Vista satelital de la Universidad Nacional de TrujilloFuente: Google Earth 2015

PUNTOUBICACIN

A

Frente a la Biblioteca Central- UNT.

B

Al costado derecho de Mecatrnica.

C

En el terreno de Ingeniera Civil.

TABLA 6. Ubicacin de los tres puntos de estudio en los terrenos de la Universidad Nacional de Trujillo.2.2. MATERIALES Barreta Tubo transparente de 44 cm Huincha, cronmetro y agua.2.3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALPASOSPUNTO APUNTO BPUNTO C

1. Se excav en forma circular hasta una cota de -20cm desde el nivel del terreno, con un dimetro mayor al del tubo.

2. Se coloc el tubo en el hoyo con un ngulo de 90 con respecto al nivel del suelo.

3. Se llen el espacio vaci entre el tubo y el terreno con el mismo material extrado.

4. Dentro del tubo se coloca una capa de 10 cm, con el mismo material extrado.

5. Se aadi agua al tubo hasta su capacidad media, y durante 25 minutos se volvi a llenar cada cinco minutos hasta q el suelo este saturado.

6. Se llen completamente el tubo y se tom la medida del h1.

7. Despus de 20 minutos se midi el h2.

Nota: Por cada punto se hizo tres mediciones del h2, en intervalos de 20 minutos.

ESQUEMA DEL ENSAYO

TABLA 7. Procedimiento experimental del Ensayo de Lefranc realizado en tres puntos diferentes.2.4. ANLISIS DE DATOS Y RESULTADOSCon los datos obtenidos en campo, se calcul el coeficiente de permeabilidad del suelo en cada punto ensayado (TABLA 8), utilizando la siguiente frmula segn Jimnez Salas (1981):

Donde:R= radio del tubo en centmetros.h1=altura inicial del agua en metros.h2= altura final del agua en metros.(t2-t1) = tiempo de descenso del agua en el tubo en segundos.

Adems, se grafic el descenso del agua en el tubo vs el tiempo controlado de cada descenso (GRFICO 1), y se hizo un grfico comparativo de los coeficientes de permeabilidad calculados en cada punto (GRFICO 2).

PUNTOR (cm)h1(m)h2(m)Descenso(m) [h1-h2](t2-t1) sk(cm/s)k(prom) cm/s

A50,3150,2950,02012001,561,56

50,3150,2760,03924001,57

50,3150,2590,05636001,55

B50,3200,2050,11512001,061,08

50,3200,1370,18324001,01

50,3200,0740,24636001,16

C50,3200,2650,05512004,494,34

50,3200,2250,09524004,19

50,3200,1840,13636004,35

TABLA 8. Datos obtenidos en campo y clculo del coeficiente de permeabilidad.

GRFICO 1. Descenso del agua vs tiempo. GRFICO 2. Coeficiente de permeabilidad ____________________________________________________ de cada punto analizado.

CAPITULO IIIANLISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

3.1. DISCUSIONESEl suelo de mayor coeficiente de permeabilidad es el ubicado en el punto B con k=1,08 y el de menor permeabilidad es el ubicado en el punto A con k=1,56.En base a el coeficiente de permeabilidad calculado, el suelo en el PUNTO A es de baja permeabilidad, adems segn Terzaghi y Peck (1967) el suelo es de tipo Limo, Limo arcilloso, arcilla limosa; la baja permeabilidad del terreno en este punto se deben a la gran cantidad de limos y arcillas en la zona, producto de la existencia de plantas y rboles en la zona , por lo cual estas al ser materiales cohesivos de mal drenaje impiden la circulacin del agua a travs del terreno. En cuanto al quimismo, y para el caso de arcillas y limos, la presencia de ciertos cationes (Sodio, Potasio) es un factor que disminuye la permeabilidad en relacin a otros (Calcio, Magnesio).En base a los coeficientes de permeabilidad calculados, los suelo de los PUNTOS B Y C son de media permeabilidad, y segn Terzaghi y Peck (1967) ambos suelos son de tipo Arena fina, arena limosa; las condiciones de permeabilidad de este terreno se deben principalmente a el comportamiento de la arena como material no cohesivo de buen drenaje, adems la zona est totalmente despejada lejos de cualquier actividad orgnica.3.2. CONCLUSIONES1. El ensayo de Lefranc tiene mltiples aplicaciones, desde infraestructuras de transporte hasta obras hidrulicas; adems el coeficiente de permeabilidad (k) es uno de los parmetros ms importantes de diseo, por lo cual su correcta medicin y contrastacin in situ es vital para evitar problemas en la construccin.

2. La ejecucin del ensayo de Lefranc segn la Norma ASTM D4631-95(2000) debe ser realizado por personal capacitado y con la maquinaria necesaria, para obtener con precisin el coeficiente de permeabilidad in situ y as poder hacer una correcta contrastacin con los ensayos de permeabilidad en laboratorio.

3. Los terrenos de los puntos B (k=1,08) y C (k=4,34) de la Universidad Nacional de Trujillo en los cuales se hizo el ensayo de Lefranc, sin maquinaria, tienen una permeabilidad media con un drenaje regular y el terreno del punto A (k=1,56) es un terreno con un gran contenido de arcilla orgnica, baja permeabilidad y mal drenaje.3.3. RECOMENDACIONESEl tubo utilizado para el ensayo debe tener un dimetro entre 5cm a 10 cm, adems debe estar totalmente limpio y sin perforaciones, para evitar el registro errneo de descenso del agua. El agua tiene q estar libre de impurezas, adems es muy importante que el suelo este totalmente saturado antes de empezar a controlar los descensos de agua en el tubo.Para una mejor exactitud en el clculo del coeficiente de permeabilidad, se recomienda registrar los descensos de agua en el tubo hasta que el valor de k sea constante.Este ensayo de Lefranc alternativo, sin maquinaria, se utiliz solo para fines acadmicos con el propsito de comprender y practicar el clculo del coeficiente de permeabilidad, pero para un estudio ingenieril meticuloso del suelo se debe hacer el ensayo de Lefranc segn la norma ASTM D4631-95(2000).

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MECNICA DE SUELOS I: ENSAYO DE LEFRANC Y APLICACIONES

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