The Movement and Distribution of Water in Soils

Abstract

Synopsis Moisture plays a particularly important role in the soil mechanics of shallow foundations, because of the comparatively large seasonal changes occurring in the moisture condition of the soil close to the earth's surface. In particular, methods of estimating the changes which occur in the moisture condition when soil is paved are required in the design of roads and airfields. This article discusses the fundamental factors which give rise to moisture movements in soil and, on the basis of this discussion, methods are outlined for estimating the moisture distribution with depth beneath impervious pavements under equilibrium conditions. Differences in the soil moisture suction (or reduced pressure at which water is retained in the soil structure) provide the “potential” causing water to move within a soil mass. The movements which occur can only be expressed in terms of moisture content if the relationship between soil moisture suction and moisture content for the soil is known. The nature of this relationship and the manner in which it can be used to estimate equilibrium moisture distributions are discussed in relation to incompressible, partially compressible, and fully compressible soils. Some experimental confirmation of the theories involved has been obtained from laboratory and field investigations at present in progress. L'humidité joue un rôle particulièrement important dans la mécanique des sols des fondations peu profondes, à cause des changements saisonniers d'une ampleur relativement grande, qui se produisent dans l'humidité du sol juste au-dessous de la surface du terrain. En particulier, pour l'étude des routes et des aérodromes, on a besoin d'un moyen d'évaluer l'ampleur des changements d'humidité lorsque le sol est pourvu d'un revêtement. Cet article traite des facteurs fondamentaux qui donnent lieu aux mouvements de l'humidité dans le sol; sur la base de cette discussion, l'auteur donne une indication des méthodes pour évaluer la répartition de l'humidité à une profondeur donnée audessous des revêtements imperméables dans des conditions d'équilibre. Les différences dans la succion d'humidité du sol (c'est-à-dire la basse pression à laquelle la structure du sol peut retenir l'eau) donnent lieu au “potentiel” qui provoque des mouvements de l'eau dans le sol. Ces mouvements ne pourront être exprimés en termes de teneur en eau que si le rapport entre la succion et la teneur en eau du sol est connu. L'auteur discute le caractère de ce rapport et la manière dans laquelle on peut s'en servir pour évaluer ces répartitions équilibres d'humidité par rapport aux sols incompressibles. partiellement compressibles, et entièrement compressibles. Les théories en cause ont reçu certaines confirmations expérimentales par suite des recherches en laboratoire et en chantier qui sont en tours.