Effect of sulphate on the shear strength of lime-treated kaolinitic soil

Abstract

Lime has been extensively used to improve the strength of fine-grained soils. It has recently been reported that the presence of sulphate in soils causes abnormal volume changes in lime stabilised soil. This paper presents the strength behaviour of lime-treated kaolinitic natural red earth in the presence of varying sulphate contents, up to 3%, after curing for periods of up to 365 days. Alteration of soil–lime reactions in the presence of sulphate leads to the formation of ettringite after curing for longer periods. The formation of these compounds affects strength development by cementation. However, after curing for short periods, the strength of lime-treated soil is improved in the presence of sulphate. It is only after curing for longer periods that the strength is decreased. Consequently the stress–strain behaviour and effective stress paths of treated soil cured for long periods show the behaviour of a normally consolidated soil rather than of cemented soils. The reduction in strength is due primarily to a reduction in the effective cohesion intercept. The effective friction angle has not been affected significantly. La chaux est largement utilisée pour améliorer la résistance des sols à grains fins. On a noté récemment que la présence de sulfate dans les sols cause des changements de volume anormaux dans les sols stabilisés à la chaux. Cet exposé montre le comportement de résistance d'une terre kaolinique naturelle traitée à la chaux en présence de diverses teneurs en sulfate, allant jusqu'à 3%, et après cuisson pendant des périodes allant jusqu'à 365 jours. Le changement de la réaction sol-chaux en présence de sulfate conduit à la formation d'ettringite après les périodes de cuisson les plus longues. La formation de ces composés affecte le développement de la résistance par cimentation. Cependant, après cuissons plus courtes, la résistance du sol traité à la chaux est améliorée par la présence de sulfate. Ce n'est qu'après la cuisson pendant des périodes plus longues que la résistance diminue. En conséquence, le comportement contrainte-déformation et les chemins de contrainte effective du sol traité et cuit pendant de longues périodes reflètent le comportement d'un sol consolidé de manière normale plutôt que celui de sols cimentés. La baisse de résistance est due principalement à une réduc-tion de l'interception de cohésion effective. L'ange de friction effectif n'est pas affecté de manière significative.