Field study of rainfall infiltration into a grassed unsaturated expansive soil slope

摘要

A full-scale field study was conducted to investigate the effects of rainfall infiltration on a natural grassed expansive soil slope in China. A 16 m wide × 28 m long area was selected for instrumentation. The instrumentation included jet-filled tensiometers, moisture probes, a tipping bucket rain gauge, and a vee-notch flow meter. One artificial rainfall event amounting to about 370 mm rain depth in total was applied to the slope. The monitored results suggested that there was about a 3 day delay in the response of surface runoff, pore-water pressure, and water content to the commencement of the simulated rainfall. The depth of influence of the rainfall, depending on the elevation along the slope, ranged from 2.8 to 3.5 m. Positive pore-water pressures were measured within the influence depth, and there existed significant subsurface downslope flow at the end of the simulated rainfall, particularly near the lower part of the slope. A comparison of infiltration rates between the grassed area and a bare area nearby indicated that the presence of grass significantly increased the infiltration rate and reduced surface runoff. The cracks and fissures developed in the unsaturated expansive soil played an important role in the hydrological process.Key words: expansive soil, slope instability, infiltration, vegetation cover, grass, soil suction, water content, unsaturated soil.On a réalisé une étude à pleine échelle sur le terrain pour évaluer les effets de l'infiltration de la pluie dans un talus naturel constitué d'un sol gonflant couvert de gazon en Chine. On a choisi pour l'instrumentation une surface de 16 m de largeur par 28 m de longueur. L'instrumentation incluait des tensiomètres avec purge à jet d'eau, des sondes d'humidité, une jauge de pluie à seau renversant, et un débitmètre à coche en V. Un événement de pluie artificielle d'un total d'environ 370 mm d'épaisseur a été produite sur le talus. Les résultats des mesures ont suggéré qu'il y avait un délai d'environ trois jours dans la réponse du ruissellement, de la pression interstitielle et de la teneur en eau par rapport au début de la pluie arificielle. La profondeur de l'influence de la pluie dépendant de l'élévation le long du talus variait de 2,8 à 3,5 m. Des pressions interstitielles positives ont été mesurées à l'intérieur de la zone d'influence, et il existait une écoulement souterrain significatif vers le bas du talus à la fin de la pluie simulée, particulièrement près de la partie inférieure du talus. Une comparaison des taux d'infiltration entre la surface gazonnée et une surface nue à proximité a indiqué que la présence de gazon a augmenté appréciablement le taux d'infiltration et réduit le ruissellement de surface. Les fentes et les fissures qui se sont développées dans le sol gonflant non saturé ont joué un rôle important dans le processus hydrologique.Mots-clés : sol gonflant, instabilité de talus, infiltration, couvert de végétation, gazon, succion du sol, teneur en eau, sol non saturé.[Traduit par la Rédaction]