Stabilisation d’un sol argileux à l’aide de fibre de coco et de bentonite de calcium

Stabilisation d'un sol argileux à l'aide de fibre de coco et de bentonite de calcium

Un projet de dernière année sur la « Stabilisation du sol argileux à l’aide de fibre de coco et de bentonite de calcium » a été soumis par Ajay Kumar (de l’école d’ingénieurs Sri Sairam Chennai) à extrudesign.com.

Stabilisation d'un sol argileux à l'aide de fibre de coco et de bentonite de calcium

ABSTRAIT

Le sol est une ressource naturelle. Certains déchets tels que la bentonite de calcium, la fibre de coco peuvent être utilisés pour rendre le sol stable. L’ajout de tels matériaux augmentera le renforcement du sol. Certaines propriétés à améliorer sont la valeur CBR, la résistance au cisaillement, l’indice de liquidité, l’indice de plasticité, la résistance à la compression non confinée, la capacité portante, etc. L’objectif de cette étude était d’évaluer l’effet de la bentonite calcique dérivée de la combustion du charbon bitumineux à centrales électriques dans la stabilisation des sols argileux mous à grains fins. Le rapport de portance californien (CBR) et d’autres tests de propriétés de résistance ont été effectués sur le sol. Dans les mélanges de sol de calcium, la bentonite est préparée à une teneur en eau optimale de 12% et l’ajout de bentonite a entraîné des augmentations appréciables du CBR du sol. Pour une teneur en eau de 12,5 % humide de l’optimum, le CBR du sol se trouve dans des pourcentages variables tels que 5, 10, 15 et 20. Nous trouverons que la valeur optimale du CBR du sol est de 15 %. Les augmentations de la valeur CBR sont utilisées pour réduire l’épaisseur de la chaussée et augmenter la capacité portante du sol.

INTRODUCTION

En Inde, les sols sont classés en six groupes, à savoir les sols alluviaux, les sols marins, les dépôts latéritiques, les sols expansifs, les dunes de sable et les dépôts de rochers. La rencontre de terres ayant un sol mou pour la construction conduit à l’attention vers l’adoption de techniques d’amélioration du sol telles que la stabilisation des sols. La stabilisation du sol est le processus qui consiste à améliorer les propriétés physiques du sol afin d’améliorer sa résistance, sa durabilité, etc. en le mélangeant avec des additifs. Les différents types de méthodes sont utilisés pour la stabilisation des sols. Stabilisation des sols à l’aide de ciment, de chaux, de bitume, de produits chimiques et de nouvelles technologies émergentes de stabilisation à l’aide de géotextiles et de fibres géosynthétiques. Ce projet porte sur la stabilisation d’un sol argileux à l’aide de bentonite calcique et de fibre de coco. Étant donné que le sol doit être stabilisé pour réduire le coût de la fondation, creuser pour plus de profondeur. Ces essais donneront les résultats du sol stabilisé. ce sol stabilisé est également utilisé pour améliorer et renforcer la fondation et qui peut supporter une résistance plus élevée que le sol normal.

1.1 OBJECTIF DE CETTE ETUDE

Pour renforcer un sol faible et limiter le potentiel de changement de volume d’un sol très plastique ou compressible. Étudier les diverses propriétés géotechniques du sol telles que la densité sèche maximale, la teneur en humidité optimale, le rapport portant californien et les paramètres de résistance à la compression non confinée en mélangeant le sol avec différents pourcentages de fibre de coco.

1.2 MÉTHODOLOGIE :

Dans cette étude, la stabilisation du sol à l’aide de fibres de coco est référée à partir de la revue de la littérature, puis de la collecte de matériaux, des propriétés du matériau, de la procédure de dépense de matériaux, de divers pourcentages d’ajout de fibres de coco, de la procédure de test et du résultat.

2. MATÉRIEL UTILISÉ

2.1 SOL ARGILEUX :

L’argile est une roche naturelle à grains fins ou un matériau de sol qui combine un ou plusieurs minéraux argileux avec des traces d’oxydes métalliques et de matière organique. Les argiles sont plastiques en raison de leur teneur en eau et deviennent dures, cassantes et non plastiques lors du séchage ou de la cuisson.[1] Les gisements d’argile géologique sont principalement composés de minéraux phyllosilicates contenant des quantités variables d’eau piégée dans la structure minérale. Selon la teneur du sol, l’argile peut apparaître de différentes couleurs, du blanc au gris terne ou du brun au rouge orangé profond.

Stabilisation d'un sol argileux à l'aide de fibre de coco et de bentonite de calcium

2.3 FIBRE DE COCO :

  • La fibre de coco est une fibre naturelle extraite de l’enveloppe extérieure de la noix de coco et utilisée dans des produits tels que des tapis de sol, des paillassons, des brosses et des matelas.
  • Les autres utilisations de la fibre de coco brune (fabriquée à partir de noix de coco mûre) sont le rembourrage, le sac et l’horticulture.
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Fibre de coco
Fibre de coco

2.4 BENTONITE CALCIQUE :

  • La bentonite calcique est une sorte d’argile absorbante qui se forme généralement après le vieillissement des cendres volcaniques.
  • Il porte le nom de Fort Benton, Wyoming, où se trouve la plus grande source d’argile, mais la bentonite de calcium se trouve partout dans le monde.
Stabilisation d'un sol argileux à l'aide de fibre de coco et de bentonite de calcium

3. MÉTHODE D’ESSAI :

  • Distribution granulométrique par analyse par tamisage
  • Limite de liquidité
  • Limite plastique
  • Essai de compactage Procter
  • Test de rapport de roulement en Californie

ANALYSE GRANULOMÉTRIQUE:

S.no Est tamis Taille de Ouverture (mm) Masse de sol Retenu Cumulatif Masse de sol Retenu (g) Cumul % retenu % plus fin
1 4,75 4,75 1.0 0,10 0,10 99,9
2 2.36 2.36 4.0 0,40 0,50 99,5
3 1.18 1.18 30 3,00 3,50 96,5
4 600m 0,600 68 6,80 10h30 89,70
5 425m 0,425 58 5,80 16.10 83,90
6 150m 0,150 240 24h00 40.1 59,90
7 75m 0,75 92 9h20 49.3 50,70
8 poêle <.75 507 50,70 100 0

RÉSULTAT

Le résultat de la distribution granulométrique par test d’analyse au tamis du sol du champ est représenté dans le tableau. D’après l’analyse ci-dessus, il est clair que le sol du champ doit être le pourcentage de plus fin de plus de 50 % dans un tamis de 75 m. Ainsi, le sol est recommandé comme sol à grains fins.

LIMITE DE LIQUIDE :

S.no Poids de Sol (g) Pourcentage de L’eau Contenu(%) Nombre de coups
1 120 24 79
2 120 26 54
3 120 28 35
4 120 30 22

RÉSULTAT:

Le résultat de l’essai de limite de liquidité de la variation des mélanges sol-calcium bentonite argileuse sur le terrain. on observe que la limite de liquidité du sol diminue avec l’ajout d’argile bentonite puis augmente brusquement en mélangeant 19% d’argile bentonite.

LIMITE DE PLASTIQUE :

S. Non Propriétés Test méthode Moyen évaluer Permis évaluer
1 Sol Limite plastique IS-2720 Partie-5 (1985) 14,28 % Inférieur ou égal à 40

RÉSULTAT:

Le résultat de l’essai de limite plastique du mélange d’argile et de bentonite de calcium du sol sur le terrain. Il est clair que la limite plastique du sol augmente soudainement dans un mélange de bentonite à 18 %. Il est clair que la limite plastique du sol avec de la bentonite calcique mélange une comparaison plus stabilisée que le sol normal.

TEST DE COMPACTAGE PROTOR :

  • Déterminer la relation entre la teneur en eau et la densité sèche du sol.
  • Ce test couvre également la relation entre la résistance à la pénétration et la teneur en eau pour le sol compacté.
S.NO % d’adjuvants MOC en % MDD (G/CC)
1 Sol argileux + 4 % de bentonite + 0,5 % de coco 18 2.04
2 Sol argileux + 4 % de bentonite + 1 % de coco 16 2.06
3 Sol argileux + 4 % de bentonite + 1,5 % de coco 14 2.065
4 Sol argileux+4% bentonite+2% coco 16 2.065

TEST DE RAPPORT DE PORTANCE CALFORINA :

S.NO % d’adjuvants CBR % Pour une pénétration de 2,5 mm CBR % Pour une pénétration de 5,0 mm1
1 Sol argileux +4% bentonite +0,5% coco 3,57 3.15
2 Sol argileux +4% bentonite +1% coco 5.13 5.01
3 Sol argileux +4% bentonite +1,5% coco 5.27 5.11
4 Sol argileux +4% bentonite +2% coco 5.52 5.23

ESSAI DE RÉSISTANCE À LA COMPRESSION NON CONFINÉE AVEC ADJUVANT :

Le but de l’essai est d’obtenir la valeur quantitative de la résistance à la compression et au cisaillement du sol à l’état non drainé.

S.NO % de Bentonite + coco Résistance au cisaillement (kg/cm2)
1 0 0,295
2 5 0,413
3 dix 0,423
4 15 0,442
5 20 0,431

4. CONCLUSION:

  • La bentonite de calcium agit comme un additif dans le sol argileux dans lequel sa présence à court terme affecte la plasticité du sol et sa fonction à long terme affecte sa résistance et sa durabilité.
  • C’est l’une des méthodes économiques de stabilisation des sols argileux où les matières premières comme la coco et la bentonite de calcium sont moins chères par rapport à d’autres méthodes de stabilisation des sols.
  • La bentonite de calcium et la fibre de coco sont des matériaux naturels et peuvent être utilisés à des fins de construction, ce qui entraîne également une augmentation des propriétés de liaison du sol argileux, ce qui entraîne également une réduction du gonflement et du rétrécissement du comportement du sol argileux.
  • Il a été constaté qu’avec l’augmentation du pourcentage de bentonite calcique et de coco, il existe une valeur CBR de pénétration de 2,5 mm et 5,0 mm par rapport à un sol argileux conventionnel.

Crédit: Ce projet sur la « Stabilisation du sol argileux à l’aide de fibre de coco et de bentonite de calcium » a été réalisé par M. Devakandhan1Ajay Kumar R2Monesh M3 Pavithiran M4Surya prakash M5 du Département de génie civil, école d’ingénieurs Sri Sairam Chennai.

5. RÉFÉRENCES :

[1]. Raja Kumar (2014) « Rapport de portance californien d’un sous-sol expansif stabilisé avec des déchets » International Journal of Advanced Structures and Geotechnical Engineering Vol. 03, n° 01, janvier 2014.
[2]. Chen, FH (1975) Fondations sur les sols expansifs, Elsevier Scientific Pub. Co Amsterdam. Adeniji, FA (1991) « Fonction de recharge de la zone vadose vertisolique dans le bassin sub-sahélien du Tchad ». Procédure 1st International Conference on Arid Zone Ideology Hydrology and water resources, Maiduguri pp. 331 – 348.
[3]. V Rama Susheel Kumar1, J Vikranth2 « Application de la fibre de coco et des cendres volantes dans le renforcement du sous-sol » The International Journal Of Engineering And Science (IJES) || Tome || 3 || Problème || 12 || Décembre- 2014 || Pages || 48-54|| ISSN (e) : 2319–1813 ISSN (p) : 2319 – 1805.
[4]. Choudhary AK, Gill KS et Jha KN (2011) ; « Amélioration des valeurs CBR du sol de fondation expansif à l’aide de géosynthétiques ». Proc. Conférence géotechnique indienne, Kochi, pp.569-572.
[5]. Brajesh Mishra, « A Study on Engineering Behavior of Black Cotton Soil and its Stabilization by Use of Lime », International Journal of Science and Research (IJSR), Volume 4 Numéro 11, novembre 2015, pp-290-294.
[6]. Pavan Kumar PVSN, (décembre 2005), « Études sur les sols de coton noir traités à la chaux vive », IGC-2005, Ahmedabad, Inde, pp. 227-230.
[7]. Haresh D. Golakiya, Chandresh D. Savani, « études sur les propriétés géotechniques du sol de coton noir stabilisé avec de la poussière de four et de la chaux dolomitique », International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), Volume : 02 Numéro : 08 | Nov-2015, PP 810-823.
[8]. Vinayak Kaushal, Dr SPGuleri, « Enquête géotechnique sur les sols de coton noir. International Journal of Advances in Engineering Sciences Vol.5, numéro 2, avril 2015, pp-15-22.
[9]. Katare Rupal, Pande MM et Jain SK, (octobre 2009), « Lime Stabilization method for Black cotton soil of Gwalior Region », ACSGE- 2009, BITS Pilani, Inde, pp. 1-8.
[10]. Al-KhafajI, AWN et Andersland, OB (1992). « Équations pour l’approximation de l’indice de compression. Journal of Geotechnical Eng. ASCE, 118(1), 148–153.