MECÁNICA DE SUELOS 1 – GRUPO 1
TAREA FLUJO UNIDIMENSIONAL
2001 – 1
1) Una muestra de suelo de 15 cm de diámetro y 10 cm de espesor se probó en un permeámetro de cabeza variable. La carga de agua bajó de 75 cm a 40 cm en 5 minutos y 40 segundos. El área del tubo alimentador era de 0,25 cm2. Calcule el coeficiente de permeabilidad k, en cm/s. Si la temperatura de ensayo fue de 15°C, cual será el coeficiente de permeabilidad a 20°C?
2) Un tubo inclinado de un permeámetro se llena con tres suelos de diferentes permeabilidades, como se muestra en la siguiente figura. Obtenga expresiones para la energía total en las superficies A, B, C y D, con respecto al plano de referencia indicado, en función de las dimensiones y las permeabilidades dadas.
Figura 1
3) En un muro que separa dos masas de agua ha aparecido una grieta a 25°. Calcule el gradiente hidráulico en el flujo de agua a lo largo de la grieta, en función de las dimensiones mostradas en la siguiente figura.
Figura 2
4) Dado el depósito de suelo estratificado que se muestra en la siguiente figura, determine:
a) Cuales son las pérdidas de energía que se suceden en cada estrato, cual es la magnitud del flujo (caudal) a través de una sección unitaria de suelo y cual es el coeficiente de permeabilidad equivalente?
b) Si Dh1 = 5 y k2 = 10k1, determine Dh2, Dh3 y k3.
Figura 3
5) Se construye un canal paralelo a un río, como se muestra en la siguiente figura. Si el manto de arena tiene un coeficiente de permeabilidad k = 5x10-3 cm /s, calcule cual es la pérdida de agua que tendrá el canal por infiltración en cm3/s/km.
Figura 4
6) Para cada uno de los sistemas mostrados determine y grafique la distribución de energías totales, presión y posición y la distribución de la velocidad de infiltración.
Figura 5 Figura 6
Suelo I II
A (cm²) 20 10
n 0,5 0,33
k (cm/s) 2,5 0,5
Figura 7
Suelo I II
A (cm²) 10 10
L (cm) 20 460
n 0,50 0,25
k (cm/s) 1,0 0,5
7) Para los siguientes sistemas estratificados de suelo, determine el coeficiente de permeabilidad equivalente:
Figura 8
Figura 9
8) Para el sistema estratificado de la Figura 10, determine las cabezas totales, de presión y posición.
Suelo A (cm²) k (cm/s)
1 50 1,0
2 30 0,25
3 10 0,50
Figura 10
9) Para las condiciones de flujo que se muestran en la figura 11, determinar el caudal de infiltración y h.
Figura 11
Suelo A (cm²) k (cm/s) L (cm)
1 25 0,02 20
2 10 0,007 50
3 25 0,25 20
4 15 0,15 50
Ing. SANDRA X. CAMPAGNOLI M.
Revisión: Jueves 13 de Marzo de 2003 (Debe estar completamente realizada)
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