Temperature effects on the mechanical behavior of saline soils stabilized with lime

Abstract

Several problems related to earthen structures have been registered in the Occidental region of Paraguay known as the Paraguayan Chaco. Sedimentary fine sand and silty clay soils containing salts are typically found in this region, and these salts are mainly conformed by sodium chlorides, sodium sulfates, and calcium sulfates. In the Paraguayan Chaco, dispersive soils also known as erodible soils, were responsible for the failure of a number of slopes and embankments whereas sulfated soils caused several damages over hundreds of kilometers of pavements conformed by soil- lime bases and sub-bases. This work seeks to evaluate the use of lime in the improvement of the mechanical behavior of both dispersive and sulfated soils. To achieve that, unconfined compression tests, durability tests, and expansion tests are performed on dispersive and sulfated soils stabilized with different lime contents, dry unit weights and curing times. Moreover, two temperatures (23°C and 40°C) are assessed in the molding of specimens, considering the high temperatures commonly developed in this region. It is observed that the use of lime is efficient in the stabilization of dispersive soils, eliminating dispersive phenomenon and improving the strength and durability of the new geomaterial. However, in the case of sulfated soils, high swelling besides poor strength and durability evident that lime stabilization technique may be a new problem instead of a solution. Additionally, it is shown that subjecting soil-lime samples to 40°C improves the performance of the geomaterials conformed by both dispersive and sulfated soils.

Plusieurs problèmes liés aux structures en terre ont été enregistrés dans la région occidentale du Paraguay connue sous le nom de Chaco paraguayen. Les sols sédimentaires de sable fin et d'argile limoneuse contenant des sels se trouvent généralement dans cette région, et ces sels sont principalement constitués de chlorures de sodium, de sulfates de sodium et de sulfates de calcium. Dans le Chaco paraguayen, les sols dispersifs aussi appelés sols érodables, ont été responsables de la rupture de plusieurs talus et remblais alors que les sols sulfatés ont causé plusieurs dégâts sur des centaines de kilomètres de chaussées conformées par des assises et sous-couches sol-chaux. Ce travail vise à évaluer l'utilisation de la chaux dans l'amélioration du comportement mécanique des sols à la fois dispersifs et sulfatés. Pour y parvenir, des tests de compression non confinée, des tests de durabilité et des tests d'expansion sont effectués sur des sols dispersifs et sulfatés stabilisés avec des teneurs en chaux, des poids unitaires secs et des temps de durcissement différents. De plus, deux températures (23°C et 40°C) sont évaluées lors du moulage des éprouvettes, compte tenu des températures élevées couramment développées dans cette région. On observe que l'utilisation de la chaux est efficace dans la stabilisation des sols dispersifs, éliminant le phénomène de dispersion et améliorant la résistance et la durabilité du nouveau géomatériau. Cependant, dans le cas des sols sulfatés, un gonflement élevé en plus d'une résistance et d'une durabilité médiocres montre que la technique de stabilisation à la chaux peut être un nouveau problème au lieu d'une solution. De plus, il est démontré que le fait de soumettre des échantillons de sol-chaux à 40 ° C améliore les performances des géomatériaux conformés à la fois par des sols dispersifs et sulfatés.