Laboratory permeability tests on rockfill

Franç, ois Duhaime, Robert P. Chapuis, Annick Bigras, Redha Kara, Luc Demers

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

Session: T1C - Design of Earth Dams

ABSTRACT: This paper summarizes a large testing program designed to evaluate the hydraulic conductivity, k, and the segregation potential of rockfill 0-80 and 0-150 mm. The segregation potential was evaluated using a vertical column to simulate deposition through a water layer, and an inclined column to simulate rockfill being pushed from the top of a sloping embankment. The final grain-size distributions and a visual inspection of the columns show two subdivisions in the deposits: a massive lower part and a stratified upper part which shows well-developed grain-size sorting. The k values were measured using a large permeameter, 1 m long and 0.44 m in diameter. Values ranging from 5.7×10-5 m/s and 1.1 m/s were obtained. All tested rockfill specimens exhibited internal erosion, especially the finer materials. The apparent k values usually decreased with increasing hydraulic gradients. The Reynolds number was kept below 10, but it reached up to 130 for a few tests.

RÉSUMÉ: Cet article résume un vaste programme d'essais conçu pour évaluer la conductivité hydraulique, k, et le potentiel de ségrégation d'enrochements 0-80 et 0-150 mm. Le potentiel de ségrégation a été évalué à l'aide d'une colonne verticale pour simuler la déposition au travers d'une couche d'eau, et d'une colonne inclinée pour simuler la déposition à partir du sommet d'un remblai en pente. Les courbes granulométriques finales et une inspection visuelle des colonnes montrent deux subdivisions dans les dépôts : une portion massive à la base et une portion stratifiée qui montre un granoclassement bien développé sur le dessus. Les valeurs de k ont été mesurées à l'aide d'un grand perméamètre de 100 cm de longueur et 44 cm de diamètre. Des valeurs variant entre 5.7×10-5 m/s and 1.1 m/s ont été obtenues. Tous les spécimens d'enrochement testés ont subi une érosion interne, et particulièrement les plus fins. Les valeurs apparentes de k diminuent habituellement avec l'augmentation du gradient hydraulique. Le nombre de Reynolds a été maintenu en deçà de 10, mais il a atteint des valeurs allant jusqu'à 130 pour quelques essais.

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