Effects of post-freeze/thaw age hardening on the water stability of natural soil aggregates

Daryl F. Dagesse

In the proceedings of: GeoMontréal 2013: 66th Canadian Geotechnical Conference; 11th joint with IAH-CNC

Session: Cold Regions I

ABSTRACT: fiCohesion recoveryfl or age hardening in soil has been noted following the disruptive effects of freeze/thaw. Naturally occurring 1-2 mm aggregates from soils of varying clay content were subjected to freezing at -15°C followed by thawing at +15°C for periods of 12, 36, 60 and 84 hr. Freezing had a negative effect on aggregate stability, as measured by both wet aggregate stability (WAS) and dispersible clay (DC), but incubation in the thawed state resulted in a slow age hardening with time. Soil type was found to be a significant factor with increases in aggregate stability being more pronounced in the soils with higher clay contents. It is postulated that increasing thawed incubation times improved structural stability through the redistribution of intra-aggregate pore water, the reactivation of cementing materials and the re-establishment of inter-particle contacts.

RÉSUMÉ: «La récupération de cohésion» ou le durcissement par le vieillissement du sol a été remarqué suite aux effets perturbateurs du gel/dégel. Des agrégats venant de sols contenant différents types d'argile, d'une épaisseur de 1 à 2 mm, et se formant naturellement, ont été soumis à une température de -15°C, suivie d'un dégel à une température de +15°C pendant des périodes de 12, 36, 60 et 84 h. Le gel a eu un effet négatif sur la stabilité des agrégats, suite aux mesures à la fois de la stabilité des agrégats à l'état humide (WAS) et de l'argile dispersable (DC), mais l'incubation à l'état congelé a eu pour résultat un lent durcissement du sol dans le temps. On a découvert que le type de sol était un facteur significatif, l'augmentation de la stabilité des agrégats étant plus prononcée dans les sols à forte teneur en argile. On part du principe que le fait d'augmenter le temps d'incubation du dégel a amélioré la stabilité structurelle à travers la redistribution de l'eau interstitielle intra-agrégée, la réactivation de matières liantes et le rétablissement de contacts entre particules.

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Cite this article:
Daryl F. Dagesse (2013) Effects of post-freeze/thaw age hardening on the water stability of natural soil aggregates in GEO2013. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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