Визначення впливу електрокінетичного поліпшення грунту на мікроструктуру та фізико-механічні властивості набухаючого грунту
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.290234Ключові слова:
набухаючий грунт, електрокінетика, сольовий розчин, набухання, міцність на зсув, монтморилоніт, поліпшенняАнотація
Глина являє собою грунт з низькою проникністю. Глина вважається проблемним грунтом, крім торф'яного грунту. Основна проблема глини полягає у її мінералогії. Набухаючі глинисті грунти містять мінерали каолініт, ілліт і монтморилоніт. Монтморилоніт має слабкі міжшарові зв'язки. Ці слабкі зв'язки роблять грунт легкопроникним, зокрема для води. Вода, що потрапляє на набухаючий грунт, зв'язується з ним і викликає набухання.
Проведено дослідження щодо поліпшення набухаючого грунту. Одне з них – електрокінетичне. Набухаючий грунт з Караванга, Індонезія, відноситься до числа грунтів з високим показником набухання. Це обумовлено вмістом монтморилоніту. Виконано поліпшення набухаючого грунту з Караванга шляхом подачі декількох сольових розчинів з різною напругою. Прикладена напруга перемістить розчин від катода до анода і заповнить глинисті мінерали. Застосовано чотири варіанти напруги з однаковим часом електрокінетичного впливу.
Мінералогія грунту до та після електрокінетичного поліпшення зазнала змін. Зміни можна побачити при проведенні SEM та XRF тестування. Поліпшення грунту призвело до зміни його фізичних властивостей з глини з високою пластичністю на глину з низькою пластичністю. Хімічні елементи з сольового розчину затримуються в монтморилоніті, що призводить до позитивних змін в мінералогії та фізико-механічних властивостях грунту. Механічні властивості можна побачити у зниженні значення C та збільшенні кута тертя грунту після електрокінетичного поліпшення. Після електрокінетичного поліпшення з використанням хлориду кальцію найменше значення зв'язності грунту склало 12,356 кг/см2 при напрузі 12 В. В результаті електрокінетичного поліпшення з діоксидом кальцію найменше значення зв'язності при напрузі 12 В становить 19,22 кг/см2. У розчині сульфату барію найменша зв'язність грунту при 15 В становить 12,16 кг/см2. Величина набухання грунту після поліпшення за допомогою хлориду кальцію знизилася до 0,008 % з 0,027 %. Результати досліджень з використанням хлориду кальцію при напрузі 12 В дають оптимізовані результати щодо поліпшення грунту за допомогою електрокінетики
Посилання
- Thanh Thuy, T. T., Eka Putra, D. P., Budianta, W., Hazarika, H. (2015). Improvement of expansive soil by electro-kinetic method. Journal of Applied Geology, 5 (1). doi: https://doi.org/10.22146/jag.7207
- Mahalleh, H. A. M., Siavoshnia, M., Yazdi, M. (2021). Effects of electro-osmosis on the properties of high plasticity clay soil: Chemical and geotechnical investigations. Journal of Electroanalytical Chemistry, 880, 114890. doi: https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2020.114890
- Abdullah, W. S., Al-Abadi, A. M. (2010). Cationic–electrokinetic improvement of an expansive soil. Applied Clay Science, 47 (3-4), 343–350. doi: https://doi.org/10.1016/j.clay.2009.11.046
- James, J., James, A., Kumar, A., Gomthi, E., Prasath, K. K. (2019). Plasticity and Swell-Shrink Behaviour of Electrokinetically Stabilized Virgin Expansive Soil using Calcium Hydroxide and Calcium Chloride Solutions as Cationic Fluids. Civil and Environmental Engineering Reports, 29 (1), 128–146. doi: https://doi.org/10.2478/ceer-2019-0010
- Klouche, F., Bendani, K., Benamar, A., Missoum, H., Maliki, M., Laredj, N. (2020). Electrokinetic restoration of local saline soil. Materials Today: Proceedings, 22, 64–68. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.08.082
- Zaika, Y., Rachmansyah, A. (2012). Stabilization of Sandy Clay Using Electrochemical Injection. Journal of Basic and Applied Scientific Research, 2 (5), 4684–4690.
- Panjaitan, N. H. (2014). Affect of Process Electrokinetics Against Minerals and Molecules of Expansive Clay. IOSR Journal of Engineering, 4 (8), 01–09. doi: https://doi.org/10.9790/3021-04830109
- Toxicological Review of Zinc and Compounds (2010). Rev. Lit. Arts Am., 39 (110), 759–786.
- Ural, N. (2021). The significance of scanning electron microscopy (SEM) analysis on the microstructure of improved clay: An overview. Open Geosciences, 13 (1), 197–218. doi: https://doi.org/10.1515/geo-2020-0145
- Ghimire, U. (2021). Effect of Soil Salinization on the Liquid Limits of Soils: A Review. International Journal of Earth Sciences Knowledge and Applications, 5 (2), 293–302. Available at: http://www.ijeska.com/index.php/ijeska/article/view/321/285
- Sadeghian, F., Jahandari, S., Haddad, A., Rasekh, H., Li, J. (2022). Effects of variations of voltage and pH value on the shear strength of soil and durability of different electrodes and piles during electrokinetic phenomenon. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 14 (2), 625–636. doi: https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2021.07.017
- Trung, D. D., Nguyen, N.-T., Van Duc, D. (2021). Study on multi-objective optimization of the turning process of En 10503 steel by combination of Taguchi method and MOORA technique. EUREKA: Physics and Engineering, 2, 52–65. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2020.001414
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 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.
