Permeametro

Il permeametro è uno strumento utilizzato in geotecnica per misurare il coefficiente di permeabilità di un terreno; il principio di funzionamento varia a seconda che si abbia un terreno a grana grossa (permeametro a carico costante) o a grana fine (permeametro a carico variabile).

Permeametro a carico costanteModifica

Un campione di terreno (K>10-6 m/s) è posto in un contenitore a sezione costante e ricoperto da uno strato d'acqua di spessore invariabile, mentre inferiormente è messo a contatto con un recipiente contenente acqua fino ad un certo livello, in cui è posta una luce. L'acqua che filtra nel terreno cade nel recipiente e provoca una fuoriuscita della stessa dalla luce; il volume   raccolto in un intervallo di tempo   è pari a:

 
Schema di funzionamento di un permeametro a carico costante.
 

da cui:

 

essendo A l'area della sezione trasversale del campione. Dalla legge di Darcy:

 
  •  : coefficiente di permeabilità del terreno:
  •  : gradiente idraulico;
  •  : variazione di carico totale (pari alla distanza tra i 2 peli liberi).

che combinata con la relazione precedente fornisce il coefficiente di permeabilità del terreno:

 

Permeametro a carico variabileModifica

Questo tipo di prova è utilizzato per terreni con K<10-6; il campione nel contenitore è collegato inferiormente ad un piccolo tubo ad U (di sezione a) contenente acqua fino ad un certo livello h0, mentre superiormente è ricoperto da uno strato d'acqua fino ad un certo livello h1<h0, in corrispondenza del quale è posta una luce (per mantenere il livello costante). Durante la prova si valuta il tempo impiegato dall'acqua nel tubo a raggiungere il livello h1. La velocità di abbassamento del livello nel tubo è :

 

onde la portata in ingresso nel campione è

 

La differenza tra h0 e h1 rappresenta anche la differenza di carico totale tra la base e la sommità del campione, perciò dalla legge di Darcy:

 
 
Permeametro a carico variabile.

La condizione di continuità impone:

 

ovvero:

 

L'equazione differenziale ottenuta può essere risolta per separazione delle variabili tra i limiti (h0, h1) e (0, t1):

 

da cui:

 .

Fattori che influenzano la prova di permeabilitàModifica

La prova di permeabilità dovrebbe essere effettuata ad una temperatura standard di 20 °C, variando, con la temperatura, la viscosità ed il peso specifico dell'acqua. Inoltre, la difficoltà di utilizzare provini indisturbati e realmente rappresentativi delle condizioni del terreno in situ, porta ad ottenere risultati spesso differenti da quelli reali.

BibliografiaModifica

  • R. Lancellotta, Geotecnica, Zanichelli;
  • P. Colombo, F. Colleselli, Elementi Di Geotecnica, II edizione, 1996

Voci correlateModifica