EJERCICIOS ENTREGA #II.2 HIDRAULICA SUBTERRANEA – BLOQUE II. HIDRAULICA DE MEDIOS POROSOS TEMA II.2 – FUNDAMENTOS Y CONCEPTOS BÁSICOS Fundamentos teóricos: Referencias: Harr, M. E. (1986). Groundwater and seepage. Ed. Dover Publications, NY. Bear, J. (1979). Hydraulics of groundwater. Ed. McGrawHill. Notas de clase. Fecha límite de entrega: 2 de diciembre de 2011. Dirección de entrega: [email protected] EJERCICIOS PROPUESTOS TEMA II.2. - – FUNDAMENTOS Y CONCEPTOS BÁSICOS PROBLEMA 1. Describe en detalle el experimento de Darcy a partir del cual define la conductividad hidráulica de un medio poroso, los resultados obtenidos y el razonamiento que siguió para llegar a la definición del concepto de conductividad hidráulica. PROBLEMA 2. Se tiene un medio poroso estratificado horizontalmente (heterogeneidad estratificada) y anisótropo contenido en el plano x-z (ver figura). El espesor y conductividad hidráulica de cada una de las N capas de estratificación son conocidos y se describen en la figura de la izquierda. La longitud total del medio a lo largo de la dirección x es L. El espesor total del medio en la dirección z es d. Calcula la conductividad equivalente del medio para un flujo estacionario perpendicular al eje principal de estratificación. PROBLEMA 3. Calcula la conductividad hidráulica equivalente para un flujo paralelo al eje de estratificación en un medio poroso estratificado horizontalmente igual al del problema anterior. PROBLEMA 4. De acuerdo a los resultados obtenidos en los problemas 2 y 3, demuestra, discute y verifica con un ejemplo realista en cuál de los dos casos ((a) flujo paralelo o (b) flujo perpendicular, para el mismo medio poroso estratificado horizontalmente y anisótropo) la permeabilidad equivalente sería mayor PROBLEMA 5. Calcula la variación del volumen de agua almacenada que produce, por efecto de la compresibilidad del agua, un incremento de la presión hidrostática de 30 New/cm^2 en un volumen de control de un medio poroso saturado formado por arena y caracterizado por una porosidad de 0.2 y un volumen total de 1m^3. PROBLEMA 6. Calcula la variación del volumen de agua almacenada que produce, por efecto de la compresibilidad del medio poroso, un incremento del esfuerzo efectivo de 30 New/cm^2 en un volumen de control de un medio poroso saturado formado por arena y caracterizado por una porosidad de 0.2 y un volumen total de 1m^3. Utilliza un valor de compresibilidad respresentativo del rango de valores de compresibilidad característicos de un medio arenoso. Compara el resultado obtenido con el del problema 5. PROBLEMA 7. Obtener la expresión que proporcione el ascenso capilar de un fluido de tensión superficial Y y ángulo de contacto α entre dos granos de arena que se comportan como dos placas paralelas verticales separadas por una distancia d. ¿Cuál será el valor del ascenso capilar h si el fluido es agua a 20ºC, los dos granos son de sílice (arena de playa) y la distancia entre ellos de 1mm.?
