New approach to improve soil-water characteristic curve to reduce variation in estimation of unsaturated permeability function

The unsaturated permeability function is often estimated from the soil-water characteristic curve (SWCC) of a soil. A complete SWCC measurement can improve the estimation of the unsaturated permeability function. In most laboratories, the SWCC can be measured up to a suction of 100 kPa using a Tempe cell. However, complete measurement of the SWCC is an expensive and time-consuming task. Therefore, this paper presents a new approach to estimate SWCC data points beyond 100 kPa suction to complement the SWCC measured up to a suction of 100 kPa. The new SWCC is then used to estimate the unsaturated permeability function. The proposed approach uses knowledge of the grain-size distribution curve and measured SWCC data at 100 kPa suction to estimate the SWCC data points beyond 100 kPa suction. To verify the proposed procedure, SWCC tests were conducted over a wide range of suctions for coarse kaolin and a triaxial permeameter system was used to directly measure unsaturated permeability of the coarse kaolin. The proposed procedure is found to reduce the variation between unsaturated permeability functions estimated by various estimation models. Key words: grain-size distribution, soil-water characteristic curve, unsaturated permeability function, estimation, direct measurement. La fonction de permeabilite non saturee est souvent estimee a partir de courbe caracteristique sol-eau (CCSE) d'un sol. Une mesure complete de la CCSE peut permettre d'ameliorer l'estimation de la fonction de permeabilite non saturee. Dans la plupart des laboratoires, la CCSE peut etre mesuree jusqu'a une valeur de succion de 100 kPa a l'aide d'une cellule Tempe. Cependant, la mesure complete de la CCSE est couteuse et prend beaucoup de temps. En consequence, le present article presente une nouvelle approche permettant d'estimer les points de donnees de la CCSE, et ce au-dela d'une valeur de succion de 100 kPa, afin de completer la CCSE mesuree pour des valeurs de succion superieures 100 kPa. La nouvelle CCSE sert ensuite a estimer la fonction de permeabilite non saturee. L'approche proposee utilise la courbe granulometrique et les donnees de la CCSE mesuree pour une valeur de succion de 100 kPa pour estimer les points de donnees de la CCSE pour des valeurs de succion superieures a 100 kPa. Afin de verifier la methode proposee, des essais de la courbe CCSE ont ete realises avec de nombreuses valeurs differentes de succion et avec du kaolin grossier et un permeametre a ete utilise pour mesurer directement la permeabilite non saturee du kaolin grossier. On a constate que la methode proposee permettait de reduire les ecarts entre les fonctions de permeabilite non saturee estimees a l'aide de divers modeles d'estimation. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: granulometrie, courbe caracteristique sol-eau, fonction de permeabilite non saturee, estimation, mesure directe.
Introduction The unsaturated permeability function is often estimated from the soil-water characteristic curve (SWCC) of a soil by various estimation models that have been proposed to date. The estimation procedure [...]