Stabilizing soft clay soil using nano-modified cementitious binders, basalt fiber pellets, and a novel geosynthetic composite
Notice bibliographique
Résumé
Constructing on soft clay entails engineering challenges, such as significant volumetric changes and/or differential settlements. Hence, a prompt solution, like chemical stabilization which effectively imparts additional strength and durability, is needed for this problematic soil. While lime is the commonly preferred choice, it is prohibited in many regions, including Manitoba, Canada, due to environmental concerns about groundwater quality and vegetation. Hence, it is imperative to find innovative alternatives. The first part of this thesis investigated the effects of nano-modified cementitious additives, comprising cement, slag, and nano-silica, on the properties of soft clay at optimum moisture content under reference (22±2°C) and cold (+5°C) temperatures representing different periods of the construction season. The second part investigated using higher binders’ proportions with a wide range of water contents simulating wet conditions in the field. Subsequently, promising stabilizing binders were reinforced with a novel type of fiber (basalt fiber pellets) to achieve a balanced mechanical and durability behavior at a lower binder content. The mechanical properties (e.g., California Bearing Ratio, compressive strength, unconsolidated-undrained triaxial behavior) and the durability performance (freezing-thawing resistance) of treated soft clay were assessed along with microstructural analyses. In the last part of the thesis, a new geosynthetic composite containing a reinforcement layer (geogrid) to provide stiffness and volumetric control, and a filtration layer (geotextile), has been investigated by conducting large-scale pullout and direct shear tests. Furthermore, a numerical study using SIGMA/W (GeoStudio software) was carried out to predict the behavior of the new composite in a full-scale pavement application. The synoptic results of this thesis showed that stabilizing the soft clay using nano-modified ternary binders presents a viable option for field applications with the possibility of extending the construction season in cold regions during fall and spring periods due to the synergistic effects of combining variable reactivities and multiscale materials. Additionally, incorporating the basalt pellets provided further skeletal rigidity and reduced the required binders’ content. Lastly, the proposed novel geocomposite granted significant interaction improvements (adhesion and internal friction angle) and enhanced the long-term behavior by providing a higher Traffic Benefit Ratio under cyclic loading.
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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) | 0,000 | 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) | 0,001 | 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 ».