Hydraulic Failure of the Soil - Drain Envelope Interface of Subsurface Drains

Abstract

A 102 mm diameter permeameter, 142 mm high, was utilized to determine some of the criteria for failure of a soil-envelope interface. The soil used was a silt loam, known to have caused sediment clogging for a subsurface drainage system. Four currently available synthetic envelopes and one hand made screen (used to simulate drain tube openings) were tested.Various combinations of factors including: soil compaction or non-compaction; upward or downward seepage; and the initial placement of the soil against or away from the envelope were investigated.To avoid failure of the soil-envelope interface compaction of the soil was not found to be a requirement, but initial placement of the soil against the envelope was. The initial contact of soil and envelope is needed to act as a base upon which the soil can form a stable, porous infrastructure. This infrastructure was found to increase in stability as the hydraulic gradient was increased.Under a steady hydraulic gradient the outflow rate experienced a rapid drop, then reached a fairly constant level within 12 hours and stayed constant for the remainder of the test (up to 94 hrs.).

Un perméamètre de 102 mm de diamètre et de 142 mm de hauteur a été utilisé pour déterminer quelques critères de défaillance à l’interface d’un sol et d’une enveloppe. Le sol, constitute de silt, avait causé l’obstruction d’un système de drainage souterrain par des sédiments. On a testé quatre enveloppes synthétiques et une grille faite à la main (pour simuler les ouvertures des tuyaux de drainage).Quatre combinaisons de facteurs ont été étudiées : le compactage ou le non-compactage du sol, les infiltrations vers le haut ou vers le bas, et la mise en place initiale du sol contre l’enveloppe ou séparé.Pour éviter les défaillances à l’interface du sol et de l’enveloppe, on a découvert que le compactage du sol n’était pas une condition requise, à la différence de la mise en place du sol contre l’enveloppe. Le contact initial du sol et de l’enveloppe est nécessaire pour servir de base et permettre au sol de former une infrastructure stable et perméable. On a déterminé que la stabilité de cette infrastructure augmentait avec l’accroissement du gradient hydraulique.Avec un gradient hydraulique régulier, le taux d’écoulement a eu une baisse rapide, puis il a atteint un niveau assez constant en 12 heures et est resté régulier pendant la suite de l’essai (jusqu’à 94 heures).