Prediction of the Behaviour of Expansive Soils

Maki Ito, Yafei Hu

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: Behaviour of Unsaturated Soils

ABSTRACT: Water content and matric suction in unsaturated soils change due to infiltration and evaporation. For soils such as expansive clays, this results in soil volume changes and consequent ground movement. In general, the movement is uneven and induces stresses on civil infrastructure built in and on expansive soils. In some cases, the stresses are great enough to cause infrastructure failure. This paper summarizes information about predicting the displacement behaviour of clay soils. The prediction was made from a coupled, two-dimensional soil-atmosphere model. The resulting matric suctions were used as the initial condition for a displacement model used to predict vertical displacements in the soil. The soil suction and water content fluctuated widely close to the ground surface and the effect reduced gradually with depth. From the soil displacement model, wind speed, net radiation, precipitation, and park watering were found to be major contributors to the changes in matric suction and, consequently, soil displacements close to the ground surface.

RÉSUMÉ: La teneur en eau et l'aspiration matriciel dans les sols non saturés change en raison de l'infiltration et l'évaporation. Pour les sols tels que les argiles gonflantes, cela se traduit par des changements de volume du sol et le mouvement du sol conséquente. En général, le mouvement est inégal et induit des contraintes sur les infrastructures civiles construites dans et sur les sols gonflants. Dans certains cas, les contraintes sont assez grandes pour causer une défaillance de l'infrastructure. Ce document résume l'information sur la prédiction du comportement de déplacement des sols argileux. La prédiction a été faite à partir d'un couplage, en deux dimensions du modèle sol-atmosphère. Les aspirations résultant matricielles ont été utilisés comme condition initiale pour un modèle de déplacement utilisé pour prédire les déplacements verticaux dans le sol. La succion du sol et de teneur en eau largement fluctué près de la surface du sol et l'effet de réduire progressivement avec la profondeur. Du modèle de déplacement du sol, la vitesse du vent, le rayonnement net, la précipitation, et l'arrosage du parc ont été trouvés à être des contributeurs majeurs aux changements dans l'aspiration matricielle et, par conséquent, les déplacements du sol près de la surface du sol.

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Cite this article:
Maki Ito; Yafei Hu (2011) Prediction of the Behaviour of Expansive Soils in GEO2011. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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