Medición de la conductividad hidráulica bajo trayectorias horizontales en suelos granulares

Abstract

En las estructuras geotécnicas generalmente el análisis de estabilidad dependiente de la permeabilidad, es evaluado bajo trayectorias verticales, debido a que la mayoría de permeámetros están configurados para que el agua atraviese de esta manera el medio poroso. No obstante, es claro desde el punto de vista físico que el agua puede fluir siguiendo diferentes caminos, entre ellos recorridos preferenciales que pueden incluir trayectorias horizontales paralelas a la depositación del estrato. Lo anterior implica que se debe estimar para un estrato, tanto la componente vertical, como horizontal de la conductividad hidráulica o coeficiente de permeabilidad. En la investigación actual se pretende explorar posibilidades de medición del coeficiente de permeabilidad en trayectorias horizontales, en suelos granulares, bajo una condición constante de densidad relativa. Para ello se diseñó y construyó una cámara especial adosada a un permeámetro de cabeza constante, que permite medir la permeabilidad en condiciones de flujo horizontal paralelo a los estratos. La cámara propuesta admite también, la estimación del coeficiente de permeabilidad combinando estratificaciones de diferentes suelos granulares, donde las trayectorias no son perfectamente horizontales, sino presentan recorridos diagonales. Los resultados son comparados con datos obtenidos mediante permeámetros convencionales de flujo vertical, con el fin de comprobar la diferencie en las mediciones considerando ambas situaciones en las muestras. Como conclusión generar es importante reportar que evidentemente existe una diferencia en los coeficientes de permeabilidad medidos bajo diferentes trayectorias.

In geotechnical structures, the permeability-dependent stability analysis is generally evaluated under vertical trajectories, because most permeameters are configured so that the water passes through the porous medium in this way. However, it is clear from the physical point of view that water can flow along different paths, including preferential ways that can include horizontal trajectories, parallel to the deposit of the stratum. The foregoing implies that both the vertical and horizontal component of the hydraulic conductivity or permeability coefficient must be estimated for a given stratum. The current research aims to explore possibilities for measuring the coefficient of permeability in horizontal trajectories, on granular soils, under a constant condition of relative density. For this purpose, a special chamber attached to a constant head permeameter was designed and constructed, which allows to measure the permeability in conditions of horizontal flow parallel to the soil layers. The proposed camera also admits the estimation of the permeability coefficient by combining stratifications of different granular soils, where the trajectories are not perfectly horizontal, but have diagonal paths. The results are compared with data obtained by conventional vertical flow permeameters, in order to check the difference in the measurements considering both situations in the samples. As a conclusion, it is important to report that there is evidently a difference in the permeability coefficients measured under different trajectories