Formation of silica grout curtains and containments in mineralized groundwater


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Abstract

An experimental investigation was conducted to evaluate the performance (as reflected by changes in permeability) of grouted soil specimens subjected to waters of various chemistry (mineralized groundwater) under a gradient of approximately 18. The specimens were composed of pure silica sand and clayey silty sand injected with one of two types of sodium silicate grout (sodium silicate + ethyl acetate-formamide, and sodium silicate + calcium chloride). The grouted specimens were tested in an environment that simulated different waters (distilled, freshwater, and saltwater). This work investigated the effects of curing time, environment, grout contents, and groundwater quality on the behaviour of silicate-grouted specimens, and analysed curtain formation mechanism. The test results showed that sodium silicate with ethyl acetate-formamide (SA) exhibited an increase in permeability when subjected to both freshwater and saltwater. Sodium silicate with calcium chloride (SC), however, maintained permeability properties when subjected to both freshwater and saltwater. The SC grouted specimens are less vulnerable to the action of groundwater than specimens grouted with SA. Furthermore, an empirical correlation relating the permeability of ungrouted and grouted specimens under different conditions was suggested. The correlation includes new defined parameters such as curing effect factor (α) and curtain vulnerability factor (κ).RésuméUne recherche expérimentale a été conduite afin d'évaluer la performance (reflété par des variations de perméabilité) des échantillons de sol coulis et soumis à des eaux de compositions chimiques diversifiées (eaux souterraines minéralisées) sous un gradient approximativement de 18. Les échantillons ont été composés de sable pur de silice et de sable silteux-argileux injectés avec un de deux types de coulis de silicate de sodium (silicate de sodium + acétate-formamide éthylique, et silicate de sodium + chlorure de calcium). Les échantillons coulis ont été examinés dans un environnement simulant différentes eaux (distillé, eau douce et eau de mer). Ce travail a étudié l'influence du temps de prise, de l'environnement, de la teneur de coulis et de la qualité d'eaux souterraines sur le comportement des échantillons coulis aux silicates, et analyser le mécanisme de formation de barrière. Les résultats d'essai ont montré que le silicate de sodium avec l'acétate-formamide éthylique (SA) a exhibé une augmentation de perméabilité une fois soumis à l'eau douce et à l'eau de mer. Le silicate de sodium avec du chlorure de calcium (SC), cependant, a maintenu les mêmes propriétés de perméabilité une fois soumis à l'eau douce et à l'eau de mer. Les échantillons traités au coulis SC sont moins vulnérables à l'action des eaux souterraines que des échantillons coulis avec SA. En outre, une corrélation empirique a été suggérée reliant la perméabilité des échantillons coulis et non-coulis dans différentes conditions. La corrélation inclut de nouveaux paramètres tels que le facteur de l'effet de prise (α) et le facteur de vulnérabilité de barrière (κ).

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