Surface erosion of soil: Testing methods and applications

ABSTRACT: Surface erosion refers to scouring the exterior surface of soil. Soil grains are removed by flowing fluid during the erosion process. Surface erosion has now been recognized as one of the major concerns of infrastructures which interact with water, such as bridges, dams, quays, and levees. Thus, there is a growing need for a better understanding of soil erosion and testing methods. In the past half-century, various apparatuses have been developed to investigate the surface erosion behavior of different soils. This paper reviews the existing apparatuses to create a compressive picture of available testing methods for soil surface erosion. By comparing the principles, features, and limitations, we discuss the feasibility of each methodology. We also discussed the effect of soil/fluid properties on the erodibility of soil and addressed the research gap of coupled physiochemical effects of eroding fluids on soil erosion. Furthermore, we present the developed Countertop Surface Erosion Apparatus to fulfill the research need.

RÉSUMÉ: L'érosion de surface fait référence à l'affouillement de la surface extérieure du sol. Les grains de sol sont enlevés par l'écoulement des fluides pendant le processus d'érosion. L'érosion de surface est maintenant reconnue comme l'une des préoccupations majeures des infrastructures liées à l’eau, telles que les ponts, les barrages, les quais et les digues. Ainsi, il est de plus en plus nécessaire de mieux comprendre l'érosion des sols et les méthodes d'essai. Au cours du dernier demi-siècle, divers appareils ont été développés pour étudier le comportement d'érosion de surface de différents sols. Cet article passe en revue les appareils existants pour créer une image compressive des méthodes d'essai disponibles pour l'érosion de la surface du sol. En comparant les principes, les fonctionnalités et les limites, nous discutons de la faisabilité de chaque méthodologie. Nous avons également discuté de l'effet des propriétés sol/fluide sur l'érodabilité du sol et abordé le manque de recherche des effets physicochimiques couplés des fluides érosifs sur l'érosion du sol. De plus, nous présentons l'appareil d'érosion de surface de comptoir développé pour répondre au besoin de recherche.