Mechanical behaviour of cemented clays subject to freeze-thaw cycles

A Luis

In the proceedings of: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: GROUND IMPROVEMENT - III

ABSTRACT: Soft cohesive soils in construction sites are often mixed with cementitious binders to be used as the foundation support to large superstructures such as oil storage tanks, termed as the deep soil mixing (DSM) technique. Although the properties of compacted stabilized soils in the pavement industry has been investigated adequately in the literature, there has been limited research on cement admixed clays as the product of DSM, especially in applications where it is required to perform high strengths. The objective of the present research is to determine the mechanical properties of cement mixed clays (soilcrete) with binder contents near or higher than 20% of dry soil mass. Edmonton low plasticity clays were examined in order to test the viability of using it to produce stabilized clays for deep foundations. Mixes of clays with different dosages of cement plus fly ash and cement only, were tested in a range of 3 to 70 days of curing age. Unconfined compressive tests (UCS) of soilcrete were carried out at different curing ages; SEM images of soilcrete were obtained. The results demonstrate that binder contents of 22.5% have the best performance since they continue developing strength at a faster rate after 28 days. The residual strength achieved during the UCS tests tends to be very low, even less than 20% of UCS; the residual strength of soilcrete was governed by the residual undrained shear strength of the clay.

RÉSUMÉ: Les sols cohérents mous sur les sites de construction sont souvent mélangés avec du liant cimentaire pour être utilisés comme le soutien de la fondation de grosses superstructures comme des réservoirs d'entreposage de pétrole, une technique nommée mélange de sol profond ou DSM (Deep Soil Mixing en anglais). Bien que les propriétés des sables compactés et stabilisés dans l'industrie de la chaussée ont été étudiées à profondeur, il y a eu peu de recherches sur le sujet des argiles mélangés avec du ciment comme le produit du DSM, en particulier dans les applications où est nécessaire pour effectuer des résistances élevées. L'objectif de cette recherche est de déterminer les propriétés mécaniques des argiles mélangés avec du ciment, en utilisant des teneurs en ciment d'environ 20% de masse de sol sec. Les argiles de la ville d'Edmonton ont été examinées afin de tester la viabilité de la production d'argiles stabilisées pour des fondations profondes. Plusieurs mélanges d'argiles à basse plasticité avec différents dosages de ciment/fly-ash et ciment seulement ont été testés sur une période de 3 à 70 jours d'âge. Essais de compression uniaxiale de Soilcrete ont été réalisées à différents âges de durcissement; Images SEM de Soilcrete ont été obtenus. Les résultats montrent des teneurs en liant de 22,5% en masse de sol ont la meilleure performance puisqu'elles gagnent en résistance après 28 jours, et. Par ailleurs, il a été déterminé que la résistance résiduelle obtenue lors des tests UCS a tendance à être très faible: moins de 20%. la résistance résiduelle de Soilcrete était régie par le résidu non drainée résistance au cisaillement.

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Cite this article:
A Luis (2016) Mechanical behaviour of cemented clays subject to freeze-thaw cycles in GEO2016. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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