Electro-Osmosis Consolidation: Comparative Study between Laboratory and Field Results

Milad Naghibi, Hossam Abuel-Naga, Rolando P. Orense

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

Session: Experimental Soil Mechanics III

ABSTRACT: : Electro-Osmosis (EO), which is a subgroup of electro-kinetic processes, is defined as water movement within the fine-grained soil body due to the application of an external electric potential gradient (voltage). Under the influence of the electric potential gradient, the cations in the body of the saturated soil mass are drawn to the cathode and the anions to the anode. This type of soil behavior subjected to DC electric potential gradient establishes a net water flow toward the cathode, and creates negative pore water pressure that produces soil consolidation. Although EO consolidation technique has been successfully applied in numerous field cases, the level of soil improvement observed in situ is lower than that reported in the laboratory. In this paper, a detailed comparison of laboratory experiments and case histories is conducted in order to establish an experimental framework for better estimation of the post-treated behavior of soil in the field. RESUME: L'électro-osmose (EO), un sous-groupe de processus électro-cinétiques, est définie comme un mouvement d'eau au sein d'un sol a granulométrie fine sous l'application d'un gradient de potentiel électrique externe (tension). Sous l'influence du gradient de potentiel électrique, les cations de la zone saturée du sol sont attirés vers la cathode et les anions vers l'anode. Ce type de comportement du sol soumis à un gradient de potentiel électrique DC établit un flux d'eau net vers la cathode et crée une pression négative de l'eau interstitielle , produisant une consolidation du sol. Bien que la technique de consolidation de l'EO ait été appliquée avec succès dans de nombreux cas de terrain, le niveau d'amélioration du sol observé in situ est inférieur à celui rapporté en laboratoire. Dans cet article, une comparaison détaillée des expériences de laboratoire et des études de terrain est effectuée afin d'établir un cadre expérimental pour une meilleure estimation du comportement post-traitement du sol sur le terrain.

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