Impact of lead and sodium carbonate on consolidation and hydraulic properties of clayey sand

RÉSUMÉ: La fuite de plomb, métal lourd toxique, par les pipelines, le stockage de produits chimiques et le traitement des déchets industriels fait partie des principales préoccupations des ingénieurs géoenvironnementaux en raison de l’industrialisation et du développement des zones périurbaines des mégalopoles. Malgré les préoccupations croissantes sur les questions environnementales, la contamination par le plomb peut altérer les propriétés géotechniques des sols argileux, comme la compressibilité et la conductivité hydraulique qui ont un large champ d’application, respectivement dans la conception de fondations et de systèmes tampons. Par conséquent, l’objectif principal de cette étude est d’explorer les caractéristiques de consolidation de différents mélanges sable-bentonite contaminés par trois concentrations différentes de nitrate de plomb. Plus important encore, l’influence de l’adjuvent carbonate de sodium en tant que technique de réhabilitation du sol contaminé a été étudiée. D’un côté, les résultats révèlent que l’ajout de nitrate de plomb a entraîné une réduction du coefficient de compressibilité et une hausse du coefficient de consolidation. Inversement, le traitement par carbonate de sodium a eu un effet néfaste sur les deux propriétés de consolidation. D’un autre côté, l’addition de 10 % de carbonate de sodium a divisé la conductivité hydraulique du sol contaminé par dix environ. D’un point de vue pratique, les contre-mesures étudiées ne sont pas recommandées pour les matériaux porteurs, mais plutôt pour les revêtements isolants.

ABSTRACT: Leakage of lead as poisonous heavy metal from pipelines, chemical storages, and industrial waste disposal is of great concern to geo-environmental engineers due to industrialization and development of suburban districts of megacities. Despite its growing environmental concerns, lead contamination can change the geotechnical properties of clayey soils, such as compressibility and hydraulic conductivity with wide application in design of foundations and buffer systems, respectively. Therefore, the main objective of this study is to explore the consolidation characteristics of different sand-bentonite mixtures contaminated with three concentrations of lead nitrate. More importantly, the influence of sodium carbonate additive as a remediation technique for the contaminated soil is investigated. Results revealed that the addition of lead nitrate caused a reduction in compressibility coefficient and a rise in consolidation coefficient. However, the sodium carbonate treatment adversely affects the two consolidation properties. On the other hand, the addition of 10% sodium carbonate reduced the hydraulic conductivity of the contaminated soil about tenfold. Form practical point of view, the studied countermeasure is not recommended for load bearing materials but recommended for enhanced isolating liners.