Clogging of granular drains used for environmental containment

Huyen T. Nguyen, Moir D. Haug

In the proceedings of: GeoManitoba 2012: 65th Canadian Geotechnical Conference

Session: M3C - GeoEnvironmental II

ABSTRACT: This paper describes the results of a laboratory testing program designed to evaluate the reduction in permeability of granular drainage materials subjected to permeation with fluid containing colloidal suspensions of different clay sized fines. The objective of the testing program was to help develop an understanding of the nature (location and degree) of clogging in sand drains. A constant head test setup was established with the use of three different drainage materials and three clay fines. Test results were recorded in terms of total heads versus time and were interpreted to determine the change in heads due to clogging of fine particles in the inflow. A normalization method was employed in the interpretation process to scale all test results to the same boundary conditions and flow rate. The results showed that Coarse sand and Uniform sand were able to maintain flow longer than French drain sand due to their coarse nature. Among three fines chosen, bentonite was the most active clay and caused rapid clogging in the sand samples. The location and degree of fines captured in these sand samples were also different and they can be visually interpreted from the normalized heads. These normalization methods provide an alternative approach to evaluate the permeability and clogging problems in sand drains without calculating the absolute value of permeability as traditional methods usually do.

RÉSUMÉ: Ce document décrit les résultats d'un programme en laboratoire créer pour évaluer la réduction de la colloïdales de particules fines d'argile de différentes tailles. L'objectif du programme était d'aider à développer une compréhension de la nature (localisation et le degré) du colmatage dans les drains de sable. Un perméamètre à charge constante avec l'utilisation de trois matériaux de drainage et trois argiles a été utilisé. Les résultats des tests ont été enregistrés en termes de charges totales en fonction du temps et ont été interprétées pour déterminer le changement de charge dus à l'obstruction de particules fines dans l'afflux. Une méthode de normalisation a été employée dans conditions limitatives et de débit. Les résultats ont montré que le sable grossier et le sable uniforme ont pu maintenir un débit plus longtemps que le sable du drain français en raison de leur nature grossière. Parmi les trois matériaux à particules fines choisis, la bentonite était la plus active et a provoqué un colmatage rapide des échantillons de sable. L'emplacement et le degré des particules fines capturées dans ces échantillons de sable ont également été différents et ils peuvent être interprétés visuellement par les charges normalisés. Ces méthodes de normalisation permettent de fournir une approche alternative pour évaluer la perméabilité et les problèmes de colmatage des drains dans le sable, sans calculer la valeur absolue de la perméabilité que les méthodes traditionnelles utilisent.

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Cite this article:
Huyen T. Nguyen; Moir D. Haug (2012) Clogging of granular drains used for environmental containment in GEO2012. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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