Properties of a Sand and Bentonite Mixture as a Material for Spot Seals of Low Flood Embankments in the Area of Żuławy Elbląskie

• Autorzy: Brzeziński Bartłomiej , Czyżykowski Szymon , Olchawa Andrzej , Wierzbicka Marianna

Identyfikatory

DOI

10.54740/ros.2024.037

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the test results of a bentonite and sand mixture as a mineral material used for spot seals of low flood embankments in the area of Żuławy Elbląskie. The test results showed very good properties of the mixture, i.e., good compaction, a low filtration coefficient, and significantly higher shear strength compared to the construction material of the flood embankment in Nowe Dolne. The obtained water permeability values of 10-8 m/s are characteristic of very low permeable soils. The strength parameters of the mixture are φ = 34.8o and cohesion c = 72.69 kPa. It should also be noted that the shear strength of the B/Sa mixture is significantly higher compared to the shear strength of the construction material of the flood embankment in Nowe Dolno.

Słowa kluczowe

EN

low embankment; the filler; bentonite sand mixture; hydraulic conductivity; shear strength; compaction

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2024
• Tom: Tom 26
• Strony: 383--392
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Brzeziński Bartłomiej

• University of Applied Sciences in Elbląg, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0268-0551

autor

Czyżykowski Szymon

• University of Applied Sciences in Elbląg, Poland

• https://orcid.org/0009-0008-7093-5430

autor

Olchawa Andrzej

• University of Applied Sciences in Elbląg, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6211-4375

autor

Wierzbicka Marianna

• University of Applied Sciences in Elbląg, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9788-277X

Bibliografia

• Akgün, H., Koçkar, M., Aktürk, Ö. (2006). Evaluation of a compacted bentonite/sand seal for underground waste repository isolation. Environ Geol, 50, 331-337. https://doi:10.1007/s00254-006-0212-6
• Akgün, H. (2010). Geotechnical characterisation and performance assessment of bentonite/sand mixtures for underground waste repository sealing. Applied Clay Science, 49(4), 394-399. https://doi:10.1016/j.clay.2009.08.020
• Alkaya, D., Esener, A.B. (2011). Usability of sand-bentonite-cement mixture in the construction of unpermeable layer. Scientific Research and Essays, 6(21), 4492-4503. https://doi:10.5897/SRE10.1189
• Borys, M., Jędryka, E., Filipowicz, P., Generowicz, J., Kamińska, A., Kosmulski, J., Kowalski, M., Wolski, J., Barszczewska, I. (2002). Ocena stanu technicznego wybranych odcinków wałów przeciwpowodziowych na terenie żuław elbląskich w basenie jeziora Druzno. Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty. (in Polish)
• Borys, M. (1993). Niskie nasypy z miejscowych gruntów organicznych dla potrzeb budownictwa wodno-melioracyjnego. Falenty. Rozprawa habilitacyjna. Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty. (in Polish)
• Borys, M., Rycharska, J. (2004). Ocena stanu obwałowań przeciwpowodziowych wykonanych z namułów organicznych na przykładzie Żuław Elbląskich. Woda Środowisko Obszary Wiejskie. Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty. (in Polish)
• Brzeziński, B., Olchawa A., Wierzbicka M. (2023). Wybrane właściwości gruntowych materiałów kompozytowych jako materiału konstrukcyjnego do budowy niskich nasypów obwałowań przeciwpowodziowych. Materiały Budowlane, 6(610), 32-36. (in Polish) https://doi:10.15199/33.2023.06.08
• Chalermyanont, T., Arrykul S. (2005). Compacted sand-bentonite mixtures for hydraulic containment liners. Songklanakarin Journal of Science and Technology, 27(2), 313-323.
• Cheng, H., Li, W., Chen, R., Yi, Y. (2022). Workability study of sand-bentonite-cement mixtures for construction of two-phase cut-off wall. Construction and Building Materials, 345. https://doi:10.1016/j.conbuildmat.2022.128058
• Cichy, W., Bryk, J. (2006). Doszczelnianie gruntów naturalnych za pomocą bentonitu. Etap III. Analiza wymagań I zaleceń dotyczących projektowania doszczelniania gruntów naturalnych za pomocą bentonitu. Analiza wymagań dotyczących kontroli jakości robót związanych z doszczelnianiem gruntów naturalnych za pomocą bentonitu. Gdańsk. http://www.zmbzura.pl/zalaczniki/30/Doszczelnianie_gruntow_bentonitem.pdf 05.06.2024. (in Polish)
• Falaciński, P., Garbulewski, K., Kledyński, Z., Skutnik, Z., Ziarkowska, K. (2005). Fluidised Fly-Ash Cement-Bentonite Cut-off Walls in Flood Protection. Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics, 52(1), 7-20.
• Ghadra, S., Assadi-Langroudib, A. (2018). Structure-based hydro-mechanical properties of sand-bentonite composites. Engineering Geology, 235, 53-63. https://doi:10.1016/j.enggeo.2018.02.002
• Gueddouda, M.K., Goual, I., Benabed, B., Taibi, S., Aboubekr, N. (2016). Hydraulic properties of dune sand–bentonite mixtures of insulation barriers for hazardous waste facilities. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8(4), 541-550. https://doi:10.1016/j.jrmge.2016.02.003
• Iravanian, A., Bilsel, H. (2016). Tensile Strength Properties of Sand-bentonite Mixtures Enhanced with Cement. Procedia Engineering, 143, 111-118. https://doi:10.1016/j.proeng.2016.06.015
• Kockar, M., Akgün, H., Akturk, O. (2005). Preliminary Evaluation of a Compacted Bentonite/Sand Mixture as a Landfill Liner Material. Journal of Solid Waste Technology and Management, 31(4), 187-192.
• Lambe, T.W., Whitman, R.V. (1969). Soil Mechanics. John Wiley & Sons, New York.
• Nath, H., Kabir, H., Al Kafy, A., Rahaman, Z.A., Rahman, M.T. (2023). Geotechnical properties and applicability of bentonite-modified local soil as landfill and environmental sustainability liners. Environmental and Sustainability Indicators, 18, 100241. https://doi:10.1016/j.indic.2023.100241
• Olchawa, A. (1994). Determination of surface area of clays from desorption water content. Wiadomości Instytutu Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty, XVIII(1), 107-118.
• Olchawa, A. (2003). Właściwości gruntowych kompozytów jako materiału do budowy obwałowań przeciwpowodziowych. Woda Środowisko Obszary Wiejskie. Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Rozprawy naukowe i monografie, Falenty. (in Polish)
• Olchawa, A., Walter, T. (2004). Zastosowanie miejscowych materiałów gruntowych dla ograniczenia procesu degradacji gruntów organicznych w obwałowaniach przeciwpowodziowych polderowych obszarów Żuław. Elbląg. Report on Statutory Theme 6.1. Typescript. (in Polish)
• Pisarczyk, S. (2001). Gruntoznawstwo inżynierskie. Scientific Publishing PWN. Warszawa. (in Polish)
• PN-81-B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie. (in Polish)
• PN 88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu. (in Polish)
• PN-97/B-12095 Urządzenia wodno-melioracyjne. Nasypy. Wymagania i badania przy odbiorze. (in Polish)
• PN-EN ISO 14688-1:2006 Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Część 1: Oznaczanie i opis. (in Polish)
• PN-EN ISO14688-1:2018-05P Rozpoznanie i badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Część 1: Oznaczanie i opis. (in Polish)
• Pytlowany, T., Chmielowski, K., Skrzypczak, I., Studziński, A., Bacewicz, D. (2022). Wybrane właściwości fizykomechaniczne mieszanek kruszywowo-bentonitowych. Materiały Budowalne, 11(603), 165-167. https://doi:10.15199/33.2022.11.47
• Sharma, L.K, Singh, R., Ahmad, M., Umrao, R.K., Singh, T.N. (2017). Experimental Evaluation of Geomechanical Behaviour of Bentonite-Sand Mixture for Nuclear Waste Disposal. Procedia Engineering, 191, 386-393. https://doi:10.1016/j.proeng.2017.05.195
• Whitlow, R. (2000). Basic Soil Mechanics. 4th Edition by Prentice Hall Life.
• Yang, Y.L. Du, Y.J, Reddy, K.R., Fan, R.D. (2017). Phosphate-amended sand/Ca-bentonite mixtures as slurry trench wall backfills: Assessment of workability, compressibility and hydraulic conductivity. Applied Clay Science, 142, 120-127. https://doi:10.1016/j.clay.2016.10.040
• Zhang, B., Zhu, W., Hou, R., Yue, Y., Feng, J., Ishag, A., Wang, X., Qin, Y., Sun, Y. (2024). Recent advances of application of bentonite-based composites in the environmental remediation. Journal of Environmental Management, 362, 121341. https://doi:10.1016/j.jenvman.2024.121341