Evaluation of Temperature and Multiple FreezeThaw effects on the Strength Properties of Centrifuged Tailings

Umme Salma Rima, Nicholas Beier

In the proceedings of: GeoEdmonton 2018: 71st Canadian Geotechnical Conference; 13th joint with IAH-CNC

Session: Geoenvironmental Engineering I

ABSTRACT: Laboratory freezing and drying tests were conducted to evaluate the effect of natural conditions in order to improve the trafficability of the centrifuged oil sands tailings deposit. The enhanced solids content resulting from the freeze thaw and drying-wetting process causes further dewatering and subsequent increase in undrained shear strength at the tailings surface. The results suggest that the strength of the centrifuged tailings is affected by the temperature gradient and the number of freeze-thaw cycles. Tailings sample subjected to lower temperature gradient resulted in marginal increase in thaw strain and subsequent higher shear strength. The electrical conductivity measured at each cycle and after drying wetting phase predicted that the solute is migrated upwards and this phenomena is predominantly driven by the unfrozen water migration towards the ice lens due to convection.

RÉSUMÉ: Des essais de congélation et de séchage en laboratoire ont été effectués pour évaluer l'effet des conditions naturelles afin d'améliorer la circulation sur le dépôt de résidus de sables bitumineux centrifugés. La teneur en solides améliorée résultant du processus de décongélation-congélation et de séchage-mouillage provoque une déshydratation supplémentaire et une augmentation subséquente de la résistance au cisaillement non drainé à la surface des résidus. Les résultats suggèrent que la résistance au cisaillement des résidus centrifugés est influencée par le gradient de température et le nombre de cycles de congélation-décongélation. L'échantillon de résidus soumis à un gradient de température inférieur a entraîné une augmentation marginale de la déformation à la décongélation et, par la suite, une teneur plus élevée en solides et une résistance au cisaillement plus élevée. La conductivité électrique mesurée à chaque cycle et après la phase de séchage-mouillage a prédit que le soluté est migré vers le haut et ce phénomène est principalement entraîné par la migration de l'eau non gelée vers la lentille de glace en raison de la convection.

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