| Title: |
Strength and stiffness of DSM columns in clayey/sandy soils: analytical, experimental, and full-scale field-based investigations. |
| Authors: |
Alavi, Seyed Meisam; Talarposhti, Sajjad Shakeri; Aghamolaei, Milad; Modoni, Giuseppe |
| Source: |
Canadian Geotechnical Journal; 4/2/2026, Vol. 63, p1-26, 26p |
| Subject Terms: |
COMPRESSIVE strength; ELASTIC modulus; SOIL stabilization; SANDY soils; CONCRETE columns; SHEAR strength of soils; CLAY soils |
| Abstract (English): |
The assumptions of mechanical properties of deep soil mixing (DSM) columns during the design phase contain remarkable uncertainties, due to the limited availability of data in the literature. To address this gap, a comprehensive quality control/assurance program was implemented, which involved 9000 m of full-depth coring and over 5300 unconfined compression strength (UCS) tests. The outcomes have been utilized to establish correlations between the mechanical characteristics of DSM columns and the relevant soil, mixing parameters, and machine data. Initially, a modified total water-to-binder ratio was introduced, considering the water predrilling phase, spoil characteristics, and the overlaps of columns. Subsequently, practical equations were developed to predict UCS and the elasticity modulus (E) within a real project. The analysis indicated that increasing the water-to-binder ratio from 2 to 2.45 had a minimal effect on UCS values. The relation between the UCS and E found E ≅ (85–200) × UCS, notably lower than E ≅ 300 × UCS recommended by the FHWA. Furthermore, while sand-like soils exhibited UCS increases of up to 1.5 MPa with the same cement dosage compared to clayey soils, due to the execution procedures and the water predrilling phase, no clear trend was captured between the inherent plasticity of soil and the strength results. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (French): |
Les hypothèses relatives aux propriétés mécaniques des colonnes de malaxage en profondeur (DSM) lors de la phase de conception comportent des incertitudes remarquables, en raison de la disponibilité limitée des données dans la littérature. Afin de combler cette lacune, un programme complet de contrôle et d'assurance de la qualité a été mis en œuvre, comprenant 9 000 mètres de carottage à pleine profondeur et plus de 5 300 essais de résistance à la compression simple (UCS). Les résultats ont été utilisés pour établir des corrélations entre les caractéristiques mécaniques des colonnes DSM et les sols étudiés, les paramètres de malaxage et les données machine. Dans un premier temps, un rapport eau–liant total modifié a été introduit, en tenant compte de la phase de préforage à l'eau, des caractéristiques des déblais et des recouvrements entre colonnes. Par la suite, des équations pratiques ont été développées afin de prédire la résistance à la compression simple (UCS) et le module d'élasticité (E) dans le cadre d'un projet réel. L'analyse a montré que l'augmentation du rapport eau–liant de 2 à 2,45 avait un effet minimal sur les valeurs de l'UCS. La relation entre l'UCS et E a permis d'établir E ≅ (85–200) × UCS, valeur nettement inférieure à E ≅ 300 × UCS recommandée par la FHWA. De plus, bien que les sols de type sableux aient présenté des augmentations d'UCS pouvant atteindre 1,5 MPa, à dosage de ciment identique, par rapport aux sols argileux, en raison des procédures d'exécution et de la phase de préforage à l'eau, aucune tendance claire n'a été observée entre la plasticité intrinsèque du sol et les résultats de résistance. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
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