Studiu experimental privind imbunatatirea terenurilor moi prin fenomenul de electroosmoza si executia coloanelor de var

In Romania exista numeroase zone in care predomina pamanturile de consistenta redusa si mai precis, argilele saturate, moi. Comportarea acestor argile, sub actiunea solicitarilor mecanice, are cateva aspecte foarte importante, si anume: tixotropia si consolidarea.

Cunoasterea proprietatilor fizico-chimice si mecanice ale acestor pamanturi este foarte utila pentru a stabili masurile ingineresti pentru imbunatatirea comportarii acestor pamanturi, de scurta durata si mai ales, de lunga durata, in conditii statice si dinamice.

La noi in tara, de curand, in cazul constructiei unor autostrazi, s-au inregistrat fenomene majore de pierdere a capacitatii portante a terenului de fundare alcatuit din argile moi sub incarcari induse de greutatea proprie a rambleelor si de trafic.

In acest context, urmeaza sa se construiasca tronsoane mari de autostrazi cu lungimi cuprinse intre 20 – 30 km, peste zone cu argile moi (cum este, de exemplu, tronsonul 5 al autostrazii Sibiu – Pitesti). 

Efectul electroosmozei asupra procesului de consolidare

Electroosmoza este un procedeu folosit in mod curent pe plan mondial pentru reducerea timpului necesar finalizarii consolidarii primare. In acest fel, se urmareste reducerea perioadei de realizare a rambleelor de drumuri si cai ferate si respectiv, si a imbunatatirii caracteristicilor fizico-mecanice ale terenului in vederea executiei fundatiilor directe pentru diferite tipuri de constructii.

Deplasarea electroosmotica a apei prin argila saturata de consistenta redusa se datoreaza actiunii campului electric asupra cationilor din complexul de adsorbtie, care antreneaza la randul lor in miscare dipolii de apa (Figura 1).

Figura 1 a) Schema de principiu a complexului de adsorbtie specific argilelor;

Figura 1 b) Montajul experimental

Descriere parte experimentala

Materialul pe care l-am utilizat pentru realizarea experimentului a fost o argila cu compozitia granulometrica prezentata in Figura 2 si avand umiditatea initiala de 59,38%.

Figura 2. Curba granulometrica a argilei utilizate

In cazul argilelor de consistenta redusa, o alta metoda de grabire a consolidarii si implicit, de imbunatatire a terenului de fundare, consta in utilizarea coloanelor de var.

Pentru aceasta etapa experimentala, am ales sa imbinam fenomenul de electroosmoza cu executia coloanelor din var nehidratat. Am realizat un caroiaj de 16 coloane in masa de argila, pe care le-am umplut ulterior cu var nehidratat (Figura 3). Acesta, prin degajare de caldura, reduce umiditatea pamantului, producand in paralel consolidarea argilei saturate.

Figura 3. Realizarea modelului experimental

Procesul a fost urmarit timp de 72 de ore, in final prelevandu-se 8 probe pentru a evalua variatia de umiditate dinspre anod spre catod.

Rezultate experimentale

In graficul din Figura 4 se observa faptul ca in cazul fenomenului de electroosmoza, variatia umiditatii in cele 8 probe variaza crescator, liniar, de la anod la catod, intersectand valoarea umiditatii initiale, pe cand in cazul fenomenului de electroosmoza combinat cu executia coloanelor de var, valorile celor 8 umiditati se afla toate sub valoarea umiditatii initiale.

Figura 4. Variatia umiditatii in proba de argila

In urma cercetarii experimentale efectuate, a rezultat faptul ca argila moale utilizata se preteaza aplicarii procedeului de electroosmoza combinat cu executia unor coloane de var.

 
Figura 5. Domeniul granulometric recomandat pentru fenomenul de electroosmoza

Concluzii

Prin experimentul efectuat, a fost demonstrata importanta aplicarii unor procedee de imbunatatire a terenurilor moi si, in acelasi timp, de accelerare a evacuarii apei din pamant, care duc la cresterea capacitatii portante si permiterea realizarii unor lucrari ingineresti de anvergura in domeniul infrastructurii transporturilor.

Drd. Ing. Sebastian MUSTATEA – SC Geostud SRL
Dr. ing. Raluca Ioana NICOLAE – SC Geostud SRL
Prof. univ. dr. ing. Anton CHIRICA – Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti

[1] Zamfirescu Fl., Comsa R., Matei L., Rocile argiloase in practica inginereasca, Editura Tehnica, 1985;
[2] Constantinescu P., Moldoveanu T., stefanescu D., Vajdea V., Visarion M., Geofizica inginereasca, Editura Tehnica, Bucuresti, 1979.

Despre Geostud
Infiintata in anul 2001, Geostud este specializata in elaborarea de studii geotehnice, incercari de laborator, expertize tehnice, proiectare, rapoarte de mediu, studii de impact asupra mediului, bilanturi de mediu, planuri de management de mediu, rapoarte de amplasament, evaluari adecvate, rapoarte de monitorizare a biodiversitatii, studii privind solutiile biologice si ecologice pentru mediu, consultanta si servicii pentru activitatea de decontaminare.

Contact:
Strada Singerului, nr. 11, Sector 1, cod 014617
+40 021 220 22 66
http://geostud.ro