1. Laboratory test study on the effect of freeze-thaw cycles on strength and hydraulic conductivity of high water content stabilized dredged sediments
- Author
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Makusa, Gregory, Macsik, Josef, Holm, Goran, and Knutsson, Sven
- Subjects
Silt -- Research ,Percolation -- Research ,Thawing -- Research ,Earth sciences - Abstract
Dredged sediments with initial water contents between 200% and 400% were treated with single and composite binders. Samples were subjected to open and semi-closed freeze-thaw (f-t) cycles to investigate the impact of f-t cycling on hydraulic conductivity (HC) and unconfined compressive strength (UCS). A grace period (GP) for thaw consolidation is included to assess healing potential of the affected stabilized mass. Findings of this study show that the impact of f-t cycles depends on initially achieved UCS and HC values prior to the f-t cycling and time of testing after f-t cycles. The HC of specimens with an initial UCS value of 87 kPa increased with number of f-t cycles. The UCS values decreased in the range of 50%-80% when specimens were tested directly after the thaw period and values decreased in the range of 14%-60% when specimens were tested at the end of the GP. The HC of specimens with an initial UCS value of 299 kPa remained almost the same. These samples experienced permanent loss in the UCS values, irrespective of time of testing. Detrimental effects of the freezing action on the UCS were greater under semi-closed than open freezing conditions. Key words: freeze-thaw cycle, dredging, hydraulic conductivity, stabilization-solidification, unconfined compressive strength, thaw weakening, thaw consolidation, durability. Dans le cadre de cette etude, on a traite des sediments dragues dont la teneur initiale en eau etait entre 200 et 400% avec un liant simple et composite. On a soumis des echantillons des cycles ouverts et semi-fermes de gel-degel (g-d) afin d'etudier les effets des successions de cycles de g-d sur la conductivite hydraulique (CH) et la resistance en compression non confinee (RCNC). On a prevu une periode de grace pour la consolidation du degel afin d'evaluer le potentiel de cicatrisation de la masse affectee stabilisee. Les resultats de cette etude montrent que les effets des cycles de g-d dependent des valeurs de la RCNC et de la CH atteintes initialement avant les successions de cycles de g-d et du moment ou les essais sont effectues apres les cycles de g-d. La CH des specimens ayant une valeur de RCNC initiale de 87 kPa a augmente avec le nombre de cycles de g-d. Les valeurs de RCNC ont diminue entre 50 et 80% lorsque les essais ont ete faits sur les specimens tout de suite apres la periode de degel et les valeurs ont baisse de 14 60% lorsqu'on a fait les essais sur les specimens la fin de la periode de grace. La CH des specimens ayant une valeur de RCNC initiale de 299 kPa est demeuree sensiblement la meme. Ces echantillons ont subi une perte permanente des valeurs de RCNC, independamment du moment ou on a fait les essais. Les effets nefastes de l'action du gel sur la RCNC ont ete plus considerables sous les conditions de systemes de gel semi-ferme qu'ouvert. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: cycle de gel-degel, dragage, conductivite hydraulique, stabilization-solidification, resistance en compression non confinee, ramollissement du au degel, consolidation du degel, durabilite., Introduction In cold-region climates, repetitive freeze-thaw (f-t) cycles can have a detrimental effect on mechanical properties of stabilized soft soils and sediments. Researchers have shown that f-t cycling has significant [...]
- Published
- 2016
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