Using grain size distribution and moisture profile under non-isothermal conditions to determine the SWCC of coarse grained size soils

Pedram Roshani, Julio Ángel Infante Sedano

In the proceedings of: GeoMontréal 2013: 66th Canadian Geotechnical Conference; 11th joint with IAH-CNC

Session: Soil and Rock Mechanics II

ABSTRACT: The implementation of unsaturated soil mechanics in practice is heavily dependent on the use of the soil-water characteristic curve (SWCC). These curves can be used along the saturated properties of soil to characterize other physical properties and processes such as the hydraulic conductivity, the shear strength and volume change of unsaturated soils. The void ratio, temperature, and fabric of the soil are the most important factors influencing the SWCC, therefore they should be considered when modeling these curves. While much attention has been given to the effect of the void ratio and fabric, relatively less has been written regarding the effect of temperature on the SWCC. The purpose of this paper is to present a method for estimating the soil-water characteristic curve of coarse-grain soils by using the grain size distribution as well as the water content profile of a soil column subjected to a fixed temperature gradient. Relationships are estimated for the fixed parameters of the Fredlund and Xing (1994) equation. The proposed method will be verified for a coarse-grained soil subjected to different temperature gradients.

RÉSUMÉ: L™application de la mécanique des sols non-saturés en pratique mise en grande partie sur l™utilisation de la courbe de rétention d™eau (CRE). Cette courbe peut être utilisée en combinaison avec les propriétés du sol en condition saturée pour la caractérisation d™autres propriétés physiques et processus tels que la conductivité hydraulique, la résistance au cisaillement et le changement de volume de sols non-saturés. Le volume des vides, la température, et la texture du sol sont les facteurs les plus importants qui affectent la CRE, ils doivent donc être considérés lors de la modélisation de la CRE. Bien qu'une grande attention a été accordée à l'effet de l'indice des vides et de la texture, relativement moins a été écrit au sujet de l'effet de la température sur la CRE. Le but du présent article est de présenter une méthode pour estimer la courbe caractéristique sol-eau des sols à gros grains à l'aide de la distribution de la taille des grains ainsi que du profil de la teneur en eau d'une colonne de sol soumis à un gradient de température fixe. Les relations sont estimées pour les paramètres fixes de l'équation Fredlund et Xing (1994). La méthode proposée sera vérifiée à l™aide d™un sol à grains grossiers soumis à différents gradients de température.

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