Estudio experimental unidimensional de la infiltración de lluvia en suelos parcialmente saturados
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.n82a10Palabras clave:
suelo parcialmente saturado, contenido inicial de agua, infiltración de agua, ensayos de laboratorio, infiltración unidimensionalResumen
En este artículo se presentan los resultados experimentales obtenidos a partir de ensayos en suelo parcialmente saturado en columnas unidimensionales, simulando un proceso de infiltración de lluvia. Se prepararon seis columnas de arena limosa compactada para estudiar los efectos del contenido inicial de agua y de la intensidad de la lluvia en el proceso de infiltración descendente. El avance del agua fue monitoreado usando sensores para medir la presión de poros y de contenido volumétrico de agua instalados a diferentes alturas de la columna de arena limosa. Los resultados de los ensayos muestran que el tiempo de retraso, definido como la diferencia de tiempo desde el inicio del ensayo hasta el aumento súbito en las lecturas del contenido volumétrico de agua, fue influenciado por el contenido inicial de agua en el suelo y la intensidad de la lluvia; se observa que el tiempo de retraso es más corto a mayores contenidos iniciales de agua y mayores intensidades de lluvia. Estos resultados proveen información para comprender el comportamiento hidráulico de taludes y terraplenes parcialmente saturados expuestos a la infiltración de lluvias.
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N. Romano, B. Brunone, and A. Santini, “Numerical analysis of one-dimensional unsaturated flow in layered soils,” Adv. Water. Resour., vol. 21, no. 4, pp. 315-324, 1998.
V. Ravi and J. R. Williams, “Estimation of infiltration rate in the vadose zone: Compilation of simple mathematical models,” United States Environmental Protection Agency (EPA), Tech. Rep. EPA/600/R- 97/128a, Feb. 1998.
Y. Ma, S. Feng, D. Su, G. Gao, and Z. Huo, “Modeling water infiltration in a large layered soil column with a modified Green-Ampt model and HYDRUS-1D,” Computers and Electronics in Agriculture, vol. 71, no. 1, pp. S40-S47, 2010.
K. Kamiya and S. Yamada, “An experimental study on pore-air behavior during water and seepage process in unsaturated soil,” in 6th Int. Conf. on Unsaturated Soils, Sydney, Australia, 2014, pp. 1131-1136.
M. A. Herrada, A. Gutierrez, and J. M. Montanero, “Modeling infiltration rates in a saturated/unsaturated soil under the free draining condition,” Journal of Hydrology, vol. 515, pp. 10-15, 2014.
R. Srivastava and T. Jim, “Analytical solutions for onedimensional, transient infiltration toward the water table in homogeneous layered soils,” Water Resour. Res., vol. 27, no. 5, pp. 753-762, 1991.
T. Zhan and C. Ng, “Analytical analysis of rainfall infiltration mechanism in unsaturated soils,” Int. J. Geomech., vol. 4, no. 4, pp. 273-284, 2004.
L. Z. Wu and L. M. Zhang, “Analytical solution to 1D coupled water infiltration and deformation in unsaturated soils,” Int. J. Numer. Anal. Met., vol. 33, no. 6, pp. 773-790, 2009.
G. F. Pinder and W. G. Gray, Essentials of Multiphase Flow and Transport in Porous Media, 1st ed. New Jersey, USA: Wiley, 2008.
. D. V. Griffiths and N. Lu, “Unsaturated slope stability analysis with steady infiltration or evaporation using elasto plastic finite elements,” Int. J. Numer. Anal. Met., vol. 29, no. 3, pp. 249-267, 2005.
T. Iryo and R. K. Rowe, “Numerical study of Infiltration into a soil-geotextile column,” Geosynth. Int., vol. 11, no. 5, pp. 377-389, 2004.
G. Siemens and R. J. Bathurst, “Numerical parametric investigation of infiltration in one- dimensional sand– geotextile columns,” Geotext. Geomembranes, vol. 28, no. 5, pp. 460-474, 2010.
E. García, F. Oka, and S. Kimoto, “Numerical analysis of a one-dimensional infiltration problem in unsaturated soil by a seepage-deformation coupled method,” Int. J. Numer. Anal. Met., vol. 35, no. 5, pp. 544-568, 2011.
S. Kimoto, F. Oka, and E. García, “Numerical Simulation of the Rainfall Infiltration on Unsaturated Soil Slope Considering a Seepage Flow,” Geotech. Eng., vol. 44, no. 3, pp. 1-13, 2013.
A. C. Liakopoulos, “Transient flow through unsaturated porous media,” Ph.D. dissertation, University of California, Berkeley, USA, 1964.
H. Yang, H. Rahardjo, B. Wibawa, and E. Leong, “A soil column apparatus for laboratory infiltration study,” Geotech. Test. J., vol. 27, no. 4, pp. 347-355, 2004.
R. J. Bathurst, A. F. Ho, and G. A. Siemens, “A column apparatus for investigation of 1-D unsaturatedsaturated response of sand-geotextile systems,” Geotech. Test. J., vol. 30, no. 6, pp. 1-9, 2007.
ASTM International, Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System), Standard ASTM D2487, 2011.
M. van Genuchten, “A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils,” Soil. Sci. Soc. Am. J., vol. 44, no. 5, pp. 892-898, 1980.
E. García, “Function of Permeable Geosynthetics in Artificial Unsaturated Embankments Subjected to Rainfall Infiltration,” M.S. thesis, University of Tokyo, Tokyo, Japan, 2005.
T. Iryo and R. K. Rowe, “On the Hydraulic behavior of unsaturated nonwoven geotextiles,” Geotext. Geomembranes, vol. 21, no. 6, pp. 381-404, 2003.
H. Krisdani, H. Rahardjo, and E. Leong, “Experimental Study of 1-D Capillary Barrier Model using Geosynthetic Material as the Coarse-Grained Layer,” in 4th Int. Conf. on Unsaturated Soils, Carefree, USA, 2006, pp. 1683-1694.
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