A synergistic approach to rapid stabilization and immobilization of crude oil-contaminated clayey sand using calcium chloride and sodium silicate
Notice bibliographique
Résumé
The immobilization and stabilization of crude oil-contaminated soils pose significant challenges in geotechnical engineering, particularly in clayey matrices prone to hydrocarbon adsorption and structural degradation. This study evaluates a two-step synergistic grouting technique using calcium chloride (CaCl2) and sodium silicate (Na2SiO3) to enhance strength recovery and immobilize contaminants simultaneously. Laboratory experiments simulated field conditions on sand and sand-clay mixtures containing 1 %, 3 %, and 5 % bentonite under both clean and crude-oil-polluted conditions. Direct shear results revealed strength improvements of 28-120 %, with polluted clayey soils showing the most substantial gains. Cohesion increased from 29 kPa to 64 kPa, and the friction angle rose by 4-7°. In some cases, treated polluted samples outperformed untreated clean soils. Morphometric analysis confirmed microstructural enhancement: average pore area decreased by 37-52 %, major-to-minor axis ratio fell by 13-35 %, and eccentricity dropped from 0.83 to 0.66. These changes reflected the formation of calcium silicate hydrate (C-S-H) gels, which bridged particles and reduced void spaces. They created denser, more isotropic fabrics, improving load-bearing capacity, lowering permeability and limiting further hydrocarbon migration. The results showed that oil-polluted soils, which typically suffer pronounced mechanical deterioration, can be effectively rehabilitated using this method, in some cases exceeding the performance of untreated clean soils. Cost and carbon analyses confirmed the sustainability of the CaCl2-Na2SiO3 system, indicating significant reductions of 56 % in cost and 97 % in carbon emissions compared with Portland cement stabilization. Furthermore, hydraulic conductivity and leakage tests on polluted sandy soils indicated reductions of more than 90 % in conductivity and nearly 100 % in leakage for soil containing 5 % clay, confirming the method's effectiveness as both a stabilizer and a barrier. The results demonstrate that a two-step synergistic chemical grouting technique is effective for stabilizing petroleum-affected foundations, slopes, and containment barriers. Field trials are recommended to evaluate the material's long-term durability and environmental performance.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».