Effect of a stabilizing treatment on the Collapsible Behavior of a reconstituted soil

Abstract

Collapsible soils are characterized by a metastable structure capable of supporting high loads in dry conditions, but undergoing sudden collapse upon saturation due to the breakdown of intergranular bonds. This study aims to investigate an effective and durable treatment solution through the incorporation of a cement–silica fume mixture.

An experimental laboratory investigation was conducted to evaluate the influence of these additives on reconstituted soil samples. Identification and direct shear tests revealed a significant improvement in the physical stability and frictional properties of the treated soil. Odometer tests also confirmed the effectiveness of the stabilization process through a substantial reduction in the collapse potential coefficient.

The study demonstrates that silica fume acts as an efficient partial substitute for cement, contributing to the elimination of collapse potential while optimizing treatment costs. The identified optimum mixture ensures long-term structural rigidity and reduces the soil sensitivity to water variations. --------------------------------------------------------------------------- تتميز التربة الانهيارية ببنية شبه مستقرة قادرة على تحمل أحمال مرتفعة في الحالة الجافة، لكنها تتعرض لانهيار مفاجئ عند التشبع بالماء نتيجة تفكك الروابط بين الحبيبات. تندرج هذه الدراسة ضمن البحث عن حل فعال ومستدام لمعالجة هذا النوع من التربة باستعمال خليط من الإسمنت ودخان السيليكا أُجريت دراسة تجريبية مخبرية لتقييم تأثير هذه الإضافات على عينات من تربة معاد تشكيلها. وقد أظهرت اختبارات التعريف والقص تحسنًا واضحًا في الاستقرار الفيزيائي والخصائص الاحتكاكية للتربة المعالجة. كما أكدت اختبارات الأود ومتر فعالية المعالجة من خلال الانخفاض الكبير في معامل الانهيار وتبين الدراسة أن دخان السيليكا يمثل بديلًا فعالًا جزئيًا للإسمنت، حيث يساهم في تقليل قابلية الانهيار مع تحسين الجانب الاقتصادي لعملية المعالجة. كما أن الجرعة المثلى المحددة توفر صلابة بنيوية دائمة وتجعل التربة أقل حساسية للتغيرات المائية --------------------------------------------------------------------------- Les sols affaissables se caractérisent par une structure métastable capable de supporter des charges élevées à l’état sec, mais subissant un effondrement soudain lors de la saturation par rupture de leurs liaisons intergranulaires. Cette étude s’inscrit dans la recherche d'une solution de traitement efficace et durable par l'incorporation d'un complexe de ciment et de silice de fumée.

L'approche expérimentale menée au laboratoire a permis d'évaluer l'impact de ces additifs sur des échantillons de sols reconstitués. Les essais d'identification et de cisaillement ont révélé une nette amélioration de la stabilité physique et des propriétés frictionnelles du mélange. Les essais œdométriques confirment l'efficacité de la stabilisation, avec une réduction drastique du coefficient d’affaissement.

L'étude démontre que la silice de fumée agit comme un substitut performant du ciment, permettant d'éliminer le potentiel d'effondrement tout en optimisant le coût du traitement. Le dosage optimal identifié garantit une rigidité structurale pérenne, rendant le sol insensible aux variations hydriques.