A guide to the assessment of suffusion and suffosion hazards in embankment dams.

P. Slangen

In the proceedings of: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: INFRASTRUCTURE - VII Embankment Dams

ABSTRACT: The possibility of volume change in internally unstable soils subject to seepage flow is alluded to in ICOLD Bulletin 164 on internal erosion. Three tests are presented to illustrate the significance of volume change in internally unstable soils. Considering the observed test responses, it appears necessary to characterize internal instability phenomena in terms of volumetric deformation, in addition to a mass loss, and a change in hydraulic conductivity. A distinction is made between two seepage-induced internal instability phenomena: suffusion is characterised as seepage-induced mass loss without change in volume, accompanied by an increase of hydraulic conductivity; whereas suffosion is characterised as a seepage-induced mass loss accompanied by a contractive volume change and change in hydraulic conductivity. Six empirical screening methods to assess the potential for internal instability are evaluated based on a database comprising 67 granular gradations. The methods proposed by Kenney and Lau (1985, 1986) and Kezdi (1979) are recommended for continued use in the state-of-practice, with the caveat that they do not distinguish between potentially suffusive or suffosive materials. It is recommended to consider the possibility of contractive volumetric deformations where potentially internally unstable soils are found.

RÉSUMÉ: d'infiltration est fait allusion dans la CIGB Bulletin 164 sur érosion interne. Trois essais sont présentés pour illustrer l'importance du changement de volume en sols instables dans leur structure interne. Compte tenu de l'observation des réponses des essais, il apparaît nécessaire de caractériser les phénomènes d'instabilité interne en termes de déformation volumétrique, en plus d'une perte de masse, et un changement de conductivité hydraulique. Une distinction est établie entre deux phénomènes d'instabilité interne induite par écoulement: suffusion est caractérisée comme perte de masse induite par infiltration sans changement de volume, accompagnée d'une augmentation de la conductivité hydraulique; alors que suffosion est caractérisée comme une perte de masse induite par infiltration accompagné par un changement de volume contractant et changement de conductivité hydraulique. Six méthodes de criblage empirique pour évaluer le potentiel d'instabilité interne sont évaluées sur une base de données comprenant 67 gradations granulaire. Les méthodes proposées par Kenney et Lau (1985, 1986) et Kezdi (1979) sont recommandées pour l'utilisation continue dans l'état de la pratique, avec la mise en garde qu'ils ne font pas la distinction entre matériaux potentiellement suffusive ou suffosive. Il est recommandé de considérer la possibilité de déformations volumétriques contractives où sols potentiellement instables dans leur structure interne sont trouvés.

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Cite this article:
P. Slangen (2016) A guide to the assessment of suffusion and suffosion hazards in embankment dams. in GEO2016. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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