Spatial and temporal progression of internal erosion in cohesionless soil

Author: Moffat Ricardo   Fannin R. J.   Garner Stephen J.  

Publisher: NRC Research Press

ISSN: 1208-6010

Source: Canadian Geotechnical Journal, Vol.48, Iss.3, 2011-03, pp. : 399-412

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Abstract

Permeameter tests were performed on four widely graded cohesionless soils, to study their susceptibility to internal erosion. Test specimens were reconstituted as a saturated slurry, consolidated, and then subjected to multi-stage seepage flow under increasing hydraulic gradient. The occurrence of internal instability is described qualitatively, from visual observations through the wall of the permeameter during a test and from post-test observations; it is also described quantitatively, from change of hydraulic gradient within the specimen and from axial displacement during a test. The results provide a novel insight into the spatial and temporal progression of seepage-induced internal instability. This insight yields an improved characterization of suffusion and suffosion in cohesionless soils, the progression of which appears governed by a critical combination of hydraulic gradient and effective stress.Des essais en perméamètre ont été réalisés sur quatre sols sans cohésion et à granulométrie étalée afin d’étudier leur susceptibilité à l’érosion interne. Les échantillons ont été reconstitués sous forme de pulpe saturée, consolidée et ensuite soumise à un écoulement multi-étapes sous un gradient hydraulique qui augmente. L’apparition de l’instabilité interne est décrite de façon qualitative, à partir d’observations visuelles à travers la paroi du perméamètre durant l’essai, ainsi que par des observations post-essai. L’instabilité interne est aussi décrite quantitativement à partir des variations du gradient hydraulique à l’intérieur des échantillons et du déplacement axial durant l’essai. Les résultats offrent une vision nouvelle de la progression spatiale et temporelle de l’instabilité interne causée par l’infiltration. Ces résultats apportent une meilleure caractérisation de la suffusion et de la suffosion dans les sols sans cohésion; leur progression semblant être gérés par une combinaison critique du gradient hydraulique et de la contrainte effective.