Colloid effect on clogging mechanism of hydraulic reclamation mud improved by vacuum preloading
Résumé
Many cases of artificial soft clay foundation constructed by hydraulic filling and improved by the vacuum preloading show the clogging phenomenon in the surrounding soil, which compromises the improvement quality. To clarify the clogging mechanism and the formation of soil columns, the vacuum process was tracked from macro to micro by laboratory model tests. Results show that the soil column with higher strength (density) and lower water content was formed surrounding the prefabricated vertical drainage (PVD). Mercury intrusion porosimetry (MIP) tests revealed that the pore-entrance diameter of the soil column after 50 and 43 days of vacuum application ranged from 100 to 600 nm, and that at peak it is 300 nm. However, the mean diameter of the colloidal particles in tail water decreases from 1000 to 100 nm with continuous vacuum application, and then becomes stable at about 100 nm after 43 days. After re-visiting the vacuum process of the hydraulic reclamation mud, the pore-size distribution of surrounding soils and particle-size distribution of the tail water, the clogging was explained by the filling of the pores of the soil column by the colloidal particles in pore water. This mechanism differentiates the artificial
De nombreux cas de fondations en argile molle artificielle construites par remplissage hydraulique et améliorées par la précharge sous vide montrent le phénomène de colmatage dans le sol environnant, qui compromet la qualité de l’amélioration. Pour clarifier le mécanisme de colmatage et la formation des colonnes de sol, le processus de vide a été suivi de macro à micro par des tests de modèle de laboratoire. Les résultats montrent que la colonne de sol avec une plus grande résistance (densité) et une plus faible teneur en eau a été formée autour du drainage vertical préfabriqué (« PVD »). Les tests de porosimétrie au mercure (« MIP ») ont révélé que le diamètre d’entrée des pores de la colonne de sol après 50 et 43 jours de vide variait de 100 à 600 nm et que le pic atteignait 300 nm. Cependant, le diamètre moyen des particules colloïdales dans l’eau d’aval diminue de 1000 à 100 nm avec une application continue sous vide, puis devient stable à environ 100 nm après 43 jours. Après avoir revu le processus de vide de la boue de récupération hydraulique, la distribution de la taille des pores des sols environnants et la distribution granulométrique de l’eau d’aval, le colmatage a été expliqué par le remplissage des pores de la colonne de sol par les particules colloïdales dans l’eau interstitielle. Ce mécanisme différencie la fondation artificielle améliorée par le préchargement sous vide de la fondation naturelle pour la présence de particules colloïdales riches dans l’eau interstitielle.