Filter paper method of soil suction measurement

Abstract

The capillary pressure of the soil (i.e., the pressure difference between air and water components in soil voids) is a key variable in the analysis of the hydro-mechanical behavior of unsaturated soils. Therefore a simple and economical laboratory method for the measurement of the capillary pressure of the soil (also known as soil matric suction, the reference being the atmospheric pressure), even if a degree of approximation is involved, is of considerable value. The filter paper method calculates soil suction indirectly by measuring the gravimetric water content of the filter paper at equilibrium that is related to soil suction through a predetermined calibration curve. The advantages of the method are simplicity, economy and reasonable accuracy. It can be used to measure suctions from 10 to 30000 kPa. In this paper, the authors use the contact filter paper method for matric suction measurements of an unsaturated compacted silty sand (formed by the weathering of granite) which has been used as a building material for a road in the north of Portugal. The matric suctions inferred from filter paper measurements depend on the calibration between the water content of the filter paper and suction. Therefore, three calibration curves proposed at the literature (Chandler et al. 1992; ASTM D 5298; and Oliveira & Marinho 2006) for the Whatman 42 filter paper are used to interpret the measured filter paper gravimetric water contents. The results of these tests are compared to other techniques (i.e., tensiometers, and the osmotic technique) used to measure or control the negative pore water pressure in the compacted soil specimens and the results obtained are reasonably accurate.

La presión capilar del suelo (es decir, la diferencia de la presión entre el aire y los componentes del agua en vacíos del suelo) es una variable llave en el análisis del comportamiento hidromecánico de suelos no saturados. Un método por lo tanto simple y económico del laboratorio para la medida de la presión capilar del suelo (también conocido como la succión matrica del suelo, la referencia que es la presión atmosférica), mesmo si un grado de aproximación está implicado, es de valor considerable. El método del papel de filtro calcula la succión indirectamente utilizando curvas de calibración. Las ventajas del método son simplicidad, economía y exactitud razonable. El método del papel de filtro se puede utilizar para medir succiones a partir del 10 al 30000 kPa. En este artículo, los autores utilizan el método del papel de filtro para la medida de la succión matric de una arena limosa compactada no saturada (formada por la meteorización del granito) que se ha utilizado como material de construcción para un camino en el norte de Portugal. Las succiones matric deducidas de medidas del papel de filtro dependen de una calibración entre el humedade del papel de filtro y la succión. Por lo tanto, tres curvas de calibración propuestas en la literatura (Chandler et al. 1992; ASTM D 5298; y Oliveira & Marinho 2006) para el papel de filtro de Whatman 42 se utilizan para interpretar lãs humedades gravimétricas medidas del papel de filtro. Los resultados de los ensayos se comparan a otras técnicas (es decir, tensiómetros, y la técnica osmótica) usadas para medir o controlar la presión negativa en lãs muestras compactadas del suelo y los resultados obtenidos sea razonablemente exacto.