Prediction of compressive strength of soil cement and clay mixtures through a factorial design of experiments

F.C. Loch, R.D. Santos Jr., O.J. Pejon

In the proceedings of: GeoOttawa 2017: 70th Canadian Geotechnical Conference; 12th joint with IAH-CNC

Session: Soil Amendments

ABSTRACT: A laboratory study was conducted to evaluate the joint effects of cement stabilization and clay addition over the compressive strength of a sandy soil. The investigation was performed using the technique of factorial design 2³, with the three factors: moisture content (MC), cement percentage (Ce) and clay percentage (C), varying on two levels each. The MC levels were 9.0 and 13.0%, and the cement and clay levels were both 3.0 and 9.0%. Unconfined compressive strength (UCS) was measured after 28 days of curing. The results were subjected to the statistical analysis, resulting in a regression model as a function of the variable factors. Tendency curves were established through response surface method. Thus it was possible to evaluate the compressive strength behavior of the stabilized soil, and understand the effect of moisture, cement and clay content.

RÉSUMÉ: Une étude de laboratoire a été réalisée pour évaluer les effets conjugués de la stabilisation du ciment et de l'addition d'argile sur la résistance à la compression d'un sol sablonneux. La recherche a été faite en utilisant la technique de conception factorielle 2³, avec les trois facteurs suivants: teneur en humidité (TH), le pourcentage de ciment (C) et de l'argile en pourcentage (A) en variant sur deux niveaux chacun. Les niveaux TH étaient 9,0% et 13,0%, et les niveaux de ciment et d'argile étaient les deux 3,0 et 9,0%. La résistance à la compression sans confinement (UCS) a été mesurée après 28 jours de durcissement. Avec les résultats de la caractérisation, une analyse statistique a été réalisée en entraînant un modèle de régression en fonction des facteurs variables. Les courbes de tendance ont été établies par la méthode de surface de réponse. Ainsi, il était possible d'évaluer le comportement de résistance à la compression du sol stabilisé, et de comprendre l'effet de l'humidité, de l'argile et des rapports du ciment.

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F.C. Loch; R.D. Santos Jr.; O.J. Pejon (2017) Prediction of compressive strength of soil cement and clay mixtures through a factorial design of experiments in GEO2017. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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