Оцінка впливу змінних електрокінетичної стабілізації на межі Аттерберга та міцність на зсув глинистого грунту за допомогою методу Тагучі
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.317995Ключові слова:
електрокінетична стабілізація, глинистий ґрунт, експериментальний план Тагучі, межа Аттерберга, міцність на зсувАнотація
Глинистий ґрунт часто становить серйозну проблему в будівельних проектах через його пластичність, низьку несучу здатність і тенденцію до усадки або розширення при зміні рівня вологості. Властивості та особливості глинистого ґрунту обумовлюють його низьку несучу здатність. Електрокінетична стабілізація є ефективним методом подолання проблеми глинистого ґрунту. Попередні дослідження визначили змінні, які впливають на електрокінетичну стабілізацію, а саме прикладену напругу, час електрокінетичного нанесення, тип розчину, концентрацію рН розчину та висихання ґрунту після електрокінетичної стабілізації. З усіх змінних, які впливають на електрокінетичну стабілізацію, відомо, що вони можуть збільшити граничне значення межі Аттерберга та несучу здатність (qu). Це дослідження має на меті визначити відсотковий внесок кожної змінної у збільшення значень IP та qu. Експериментальний план Тагучі використовувався для визначення внеску кожної змінної електрокінетичної стабілізації в значення IP і qu. Змінними, використаними в цьому дослідженні, були концентрація розчину, напруга, електрокінетична тривалість і час затвердіння. Експеримент проводився шляхом ідентифікації ґрунту, визначення контрольних і вхідних факторів на основі ортогональної матриці L27, виконання електрокінетичної стабілізації, тестування меж Аттерберга та необмеженої міцності на стиск, а також аналізу впливу кожної змінної за допомогою статистичного аналізу. Результати показали, що найбільш впливовими змінними на підвищення несучої здатності ґрунту (qu) були тривалість електрокінетичного застосування, прикладена напруга та концентрація використовуваного розчину.
Найбільш впливовою змінною на збільшення значення qu є тривалість електрокінетичного застосування, яка становить 66,9 %; тоді концентрація розчину становить 29,72 %, а прикладена напруга – 16,91 %. Змінна тривалості обробки не впливає на збільшення значення qu.
Згідно з результатами цього дослідження, застосування в полі електрокінетичної стабілізації для глинистого ґрунту необхідно розглянути щодо тривалості нанесення, напруги та концентрації використовуваного розчину для забезпечити оптимальне покращення ґрунту
Посилання
- Irawati, I., Djakfar, L., Arifin, M. Z. (2023). Comparison of the moisture resistance of a steel-slag stone mastic asphalt mixture modified with Ca(OH)2. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (6 (126)), 62–70. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.289054
- Gunarti, A. S. S., Zaika, Y., Munawir, A., Suryo, E. A., Harimurti, H. (2023). Identifying the microstructure and mechanical properties of expansive soil stabilized using fly ash and waste foundry sand. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (6 (126)), 31–40. LOCKSS. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.286991
- Gunarti, A. S. S., Zaika, Y., Munawir, A., Suryo, E. A., Harimurti, H. (2024). Identifying the effect of subgrade layer thickness of soil stabilized with waste foundry sand and fly ash on bearing capacity. Engineering Technological Systems, 4 (1 (130)), 27–36. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.306754
- Tuan, P.-A., Mika, S., Pirjo, I. (2012). Sewage Sludge Electro-Dewatering Treatment – A Review. Drying Technology, 30 (7), 691–706. https://doi.org/10.1080/07373937.2012.654874
- Estabragh, A. R., Naseh, M., Javadi, A. A. (2014). Improvement of clay soil by electro-osmosis technique. Applied Clay Science, 95, 32–36. https://doi.org/10.1016/j.clay.2014.03.019
- Touch, N., Hibino, T., Nakashita, S., Nakamoto, K. (2016). Variation in properties of the sediment following electrokinetic treatments. Environmental Technology, 38 (3), 277–284. https://doi.org/10.1080/09593330.2016.1190408
- Lee, J. K., Shang, J. Q. (2013). Electrical vertical drains in geotechnical engineering applications. Geotechnical Engineering, 44 (4), 24–35. Available at: http://seags.ait.asia/e-journal/E-Journal%202013/dec/SEAGS-E-Journal-2013-December-24-35-Shang.pdf
- Ou, C.-Y., Chien, S.-C., Yang, C.-C., Chen, C.-T. (2015). Mechanism of soil cementation by electroosmotic chemical treatment. Applied Clay Science, 104, 135–142. https://doi.org/10.1016/j.clay.2014.11.020
- Dutta, J., Mishra, A. K. (2016). Consolidation behaviour of bentonites in the presence of salt solutions. Applied Clay Science, 120, 61–69. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.12.001
- Hamza, O., Ikin, J. (2020). Electrokinetic treatment of desiccated expansive clay. Géotechnique, 70 (5), 421–431. https://doi.org/10.1680/jgeot.18.p.266
- Ayodele, A. L., Pamukcu, S., Agbede, O. A. (2020). Plasticity modification of a tropical laterite by electrochemical stabilization. Electrochimica Acta, 341, 136047. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2020.136047
- Iwata, M., Tanaka, T., Jami, M. S. (2013). Application of Electroosmosis for Sludge Dewatering – A Review. Drying Technology, 31 (2), 170–184. https://doi.org/10.1080/07373937.2012.691592
- Gu, Y.-Y., Yeung, A. T., Koenig, A., Li, H.-J. (2009). Effects of Chelating Agents on Zeta Potential of Cadmium-Contaminated Natural Clay. Separation Science and Technology, 44 (10), 2203–2222. https://doi.org/10.1080/01496390902976731
- Liu, J., Afroz, M., Ahmad, A. (2020). Experimental investigation of the impact of salinity on Champlain Sea clay. Marine Georesources & Geotechnology, 39 (4), 494–504. https://doi.org/10.1080/1064119x.2020.1718811
- Estabragh, A. R., Moghadas, M., Javadi, A. A., Abdollahi, J. (2019). Stabilisation of clay soil with polymers through electrokinetic technique. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 26 (3), 819–837. https://doi.org/10.1080/19648189.2019.1680444
- Chien, S.-C., Teng, F.-C., Ou, C.-Y. (2014). Soil improvement of electroosmosis with the chemical treatment using the suitable operation process. Acta Geotechnica, 10 (6), 813–820. https://doi.org/10.1007/s11440-014-0319-y
- Jayasekera, S. (2007). Stabilising volume change characteristics of expansive soils using electrokinetics: A laboratory based investigation. Available at: https://researchonline.federation.edu.au/vital/access/manager/Repository/vital:3601;jsessionid=664E7C0BBF4B59B995F9E01B1DBA5DAE
- Zhang, L., Hu, L. (2022). Numerical simulation of electro-osmotic consolidation considering tempo-spatial variation of soil pH and soil parameters. Computers and Geotechnics, 147, 104802. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2022.104802
- Utami, S. R., Mees, F., Dumon, M., Qafoku, N. P., Van Ranst, E. (2019). Charge fingerprint in relation to mineralogical composition of Quaternary volcanic ash along a climatic gradient on Java Island, Indonesia. CATENA, 172, 547–557. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.09.024
- Zhao, Y., Song, M., Tang, X., Wu, M., Li, B. (2023). Design and Validation of a Rapid and Accurate Identification Scheme for Clay Minerals in Soils by Combining Different Optical Analysis Methods. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 72, 1–11. https://doi.org/10.1109/tim.2023.3328027
- Jamsawang, P., Poorahong, H., Yoobanpot, N., Songpiriyakij, S., Jongpradist, P. (2017). Improvement of soft clay with cement and bagasse ash waste. Construction and Building Materials, 154, 61–71. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.07.188
- Cameselle, C. (2015). Enhancement Of Electro-Osmotic Flow During The Electrokinetic Treatment Of A Contaminated Soil. Electrochimica Acta, 181, 31–38. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2015.02.191
- Tang, X., Xue, Z., Yang, Q., Li, T., VanSeveren, M. (2017). Water content and shear strength evaluation of marine soil after electro-osmosis experiments. Drying Technology, 35 (14), 1696–1710. https://doi.org/10.1080/07373937.2016.1270299
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Lydia Darmiyanti, As’ad Munawir, Arief Rachmansyah, Yulvi Zaika, Eko Andi Suryo
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
