The relationship between the liquid limit of clayey soils, external specific surface area and the composition of exchangeable cations

• Autorzy: Olchawa A. , Gorączko A.

Warianty tytułu

PL

Zależność granicy płynności od zewnętrznej powierzchni właściwej i składu kationów w naturalnym kompleksie wymiennym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The liquid limit - wL, the external surface area - Se, the concentration of exchangeable cations - Zi and the cation exchange capacity - CEC of seventeen clayey soils were determined. Finding the correlation between the liquid limit, external specific surface area and exchangeable cation concentration was the aim of this study. Experimental study performed using soils of the external surface area within the range of 4.1 to 118.5m² ·g^–1. The relative content of sodium cation (i.e. N+/CEC) varying between 0.03 and 1.0. Obtained results point to statistically significant relationship between these three properties. The greatest predictive power of linear regression was found for soils of external specific surface area larger than 60 m² ·g^–1. For the soils of comparable external surface area, the liquid limit increase with increasing the ratio of the content of sodium cation to the cation exchange capacity - Na+/CEC. For the soils of comparable composition of exchangeable cations the liquid limit increase with increasing the external surface area. These relationships indicates that interparticle forces have a prominent role in determining liquid limit of clayey soils.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań związków korelacyjnych między granicą płynności - wL, zewnętrzną powierzchnią właściwą - Se i składem kationów w naturalnym kompleksie wymiennym siedemnastu wybranych gruntów, w tym siedmiu modelowych. Zewnętrzna powierzchnia właściwa gruntów zawierała się w przedziale od 4,1 do 118,5 m² ·g^–1, a zawartość kationu sodowego Na¹⁺ od 0,03 do 1,0. Na podstawie analiz wykazano istnienie statystycznych związków korelacyjnych między granicą płynności a zewnętrzną powierzchnią właściwą gruntu S_e i względną zawartością kationu sodowego w naturalnym kompleksie wymiennym, wyrażonym stosunkiem Na¹⁺/CEC. Najlepszą zgodność korelacyjną wykazano w odniesieniu go gruntów, których zewnętrzna powierzchnia właściwa była większa od 60 m² ·g^–1. Dla gruntów o takiej samej lub porównywalnej zewnętrznej powierzchni właściwej granica płynności przesuwa się w kierunku większych wartości wraz z większą względną zawartością kationu sodowego w naturalnym kompleksie wymiennym. W gruntach o podobnym składzie kationów wymiennych granica płynności przyjmuje większe wartości w gruntach o większej zewnętrznej powierzchni właściwej.

Słowa kluczowe

EN

cation exchange capacity; clayey soils; external surface area; exchangeable cations; liquid limit

PL

granica płynności; grunty spoiste; pojemność wymiany kationowej; skład kationów wymiennych; zewnętrzna powierzchnia właściwa

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2012
• Tom: no. 17 [VII-XII]
• Strony: 83--88
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Olchawa A.

autor

Gorączko A.

• University of Technology and Life Sciences, Department of Geotechnics, al. prof. S. Kaliskiego 7, 85-789 Bydgoszcz, Poland,

Bibliografia

• CHEN F.H. 1988. Foundations on expansive soils. Amsterdam. Elsevier. ISBN 978-0444430366 pp. 463.
• GRABOWSKA-OLSZEWSKA B. (ed.) 1990. Metody badań gruntów spoistych [Methods for determining properties of clayey soils]. Warszawa. Wydaw. Geologiczne. ISBN 83-220-0315-3 pp. 387.
• HEAD K.H. 1992. Manual of soil laboratory testing. 2nd ed. London. Pentech Press. ISBN 0727313185 pp. 388.
• LUTENEGGER A.J., CERATO A.B. 2001. Surface area and engineering properties of fine-grained soils. The Proceeding of the 15th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Istambul, Turkey p. 603–606.
• MUHUNTHAN B. 1991. Liquid limit and surface area of clays. Geotechnique. Vol. 41 p. 135–138.
• NOWAK R. 2002. Statystyka dla fizyków [Statistics for physicists]. Warszawa. Wydaw. Nauk. PWN. ISBN 83-01-13702-9 pp. 664.
• OLCHAWA A. 1994. Określanie powierzchni właściwej gruntów iłowych na podstawie wilgotności desorpcyjnej [Determination of surface area of clays from desorption water content]. Wiadomości IMUZ. T. 17. Z. 1 p. 107–118.
• OLCHAWA A. 2003. Właściwości gruntowych kompozytów jako materiału do budowy obwałowań przeciwpowodziowych [Properties of soil composities as a material for constructing flood enbankments]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. Rozprawy naukowe i monografie. Nr 8. Wydaw. IMUZ. ISBN 83-88763-38-5 pp. 110.
• PN-88/B-04481: Grunty budowlane. Badania próbek gruntu [Building soils, Laboratory tests]. Warszawa. Wydaw. Normaliz. pp. 90.
• PN-ISO 13536, 2002. Jakość gleby. Oznaczanie potencjalnej pojemności wymiennej kationowej i kationów wymiennych z zastosowaniem zbuforowanego roztworu chlorku baru o pH = 8,1 [Soil quality. Determination of the potential cation exchange capacity and exchangeable catios Rusing barium chloride solution buffored at pH = 8.1]. Warszawa. Wydaw. Normaliz. pp. 12
• STĘPKOWSKA-PASZYC E. 1960. Wpływ rodzaju jonu wymiennego na własności fizyko-mechaniczne bentonitu [The influance of exchangable ions on the physical and mechanical properties of bentonite]. Archiwum Hydrotechniki. T. 7. Z. 2 p. 143–213.
• VOLK W. 1965. Statystyka stosowana dla inżynierów [Applied statistics for engineers]. Warszawa. WNT pp. 319.
• SRIDHARAN A., RAO S.M., MURTHY N.S. 1988. Liquid limit of kaolinitic soils. Geotechnique. Vol. 38. No. 2 p. 191–198.
• YUKSELEN-AKSOY Y., KAYA A. 2010. Method dependency of relationships between specific surface area and soil physicochemical properties. Applied Clay Science. Vol. 50 p. 182–190.
• VAN DER MERVE D.H. 1964. The prediction of heave from the plasticity index and percentage clay fraction of soils. Transactions of the South African Institution of Civil Engineers. Vol. 6. Iss. 6 p. 103–107.