Evaluation of suction-water content calibrations of filter paper

Katia V. Bicalho, Kamila F. Cupertino, Adelmo I. Bertolde

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Laboratory Testing

ABSTRACT: The filter paper method (FPM) is probably the simplest of the methods available for estimating the capillary pressure (also known as soil matric suction, the reference being the atmospheric pressure) of an unsaturated soil. The FPM calculates soil suction indirectly by measuring the gravimetric water content of the filter paper at equilibrium that is related to soil suction through a predetermined calibration curve. A number of calibration functions for ash-less filter paper have been published in the literature. Significant discrepancy exists among the calibrations that are commonly used for estimating suction using the gravimetric water content of the filter paper data. This paper presents graphical and statistical comparisons of several calibration curves proposed at the literature for the Whatman 42 filter paper. A theoretical distribution (or model) to fit the data is proposed. Experimental errors induced by using a calibration curve that differ from those frequently used in the scientific community are presented and discussed. The simplicity and low cost of the FPM recommends it for preliminary studies of soil suctions in the unsaturated zone, but particular attention is required in the selection of suction-water content calibration for the estimation of soil suction using the method.

RÉSUMÉ: La succion du sol est une variable importante dans l'analyse du comportement hydromécanique des sols non saturés. La méthode du papier filtre (FPM) permet d™évaluer la succion du sol indirectement en mesurant la teneur en eau massique du papier filtre à l'équilibre, qui est liée à la succion de sol par une courbe d'étalonnage prédéterminée entre la teneur en eau du papier filtre et la succion. Cet article évalue l'utilisation de six fonctions de calibrage pour le papier filtre Whatman 42 pour la détermination indirecte de la succion d'un sable silteux compacté non saturé. L'évaluation de l™étalonnage du papier filtre a été effectuée en utilisant les résultats expérimentaux donnés par Fleureau et al. (2002), obtenus avec d'autres techniques employées pour mesurer ou contrôler la succion du sable vaseux compact. Les résultats prouvent que les succions déduites de la FPM dépendent de la fonction de calibrage utilisée. Une fonction de calibrage modifiée est proposée, qui donne une meilleure évaluation de la courbe de succion de sol. La FPM est une technique simple prometteuse pour la détermination de la succion du sol, à condition que d™utiliser une fonction d™étalonnage adaptée à la gamme de saturation du sol étudiée

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