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Laboratory characterization of the chemo-hydromechanical behaviour of chemically sensitive clays

Iovino Giorgia Cosentini Renato Maria Dominijanni Andrea Guarena Nicolò Manassero Mario
Articolo Immagine
ISSN:
0557-1405
Rivista:
Rivista Italiana di Geotecnica
Anno:
2017
Numero:
3
Fascicolo:
Rivista Italiana di Geotecnica N. 3/2017
DOI:
10.19199/2017.3.0557-1405.022

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Caratterizzazione in laboratorio del comportamento chemo-idro-meccanico di argille sensibili all’azione chimica. 

L’articolo tratta del comportamento chemo-idro-meccanico dei terreni attivi, e in particolare degli effetti della concentrazione ionica sul comportamento volumetrico e sulla resistenza al taglio. Dopo aver inquadrato i processi accoppiati che governano il trasporto di solvente e di soluto in questi materiali, viene brevemente descritto un modello per il comportamento volumetrico, formulato a partire dall’interazione elettrica che si sviluppa nell’acqua interstiziale tra ioni e particelle di argilla e quindi esteso alla scala macroscopica. Le procedure sperimentali per la caratterizzazione di laboratorio dei terreni attivi vengono discusse alla luce di questi modelli e di ben note evidenze sperimentali. Mentre la caratterizzazione può essere basata sull’utilizzo sia di attrezzature convenzionali che di attrezzature avanzate pensate per la ricerca, l’interpretazione dei risultati richiede comunque il riferimento a modelli come quelli discussi. Nell’ambito della discussione vengono presentati i risultati relativi a prove eseguite su bentoniti utilizzate per il contenimento dei rifiuti in discarica e a prove condotte su un terreno naturale a dominante frazione illitico-smectitica, prelevato nel territorio delle Langhe da una formazione marnoso-argillosa soggetta a ripetuti fenomeni di instabilità planare.

This paper focuses on the chemo-hydro-mechanical behaviour of active soils, with special reference to the effects of pore water salinity on the volumetric and shear strength behaviour. Fundamental coupled processes governing transport of solvent and solute in active materials are briefly recalled, together with a model for the volumetric behaviour at the macroscopic scale based on the evaluation of the electrical interaction between clay particles and ions in the pore water at the particle level. Experimental procedures for the laboratory characterization of active soils are then discussed in light of these models and of other well-known phenomenological evidences. Both modified and conventional experimental apparatus can be used in the geotechnical characterization: interpretation of test results requires anyway referring to models accounting for the chemo-mechanical coupling. Experimental data discussed in the paper proceed from tests on bentonites used for waste containment and from tests on a natural illitic-smectitic soil from a marly clay formation in the Langhe area. 

Keywords: laboratory characterization, chemo-hydro-mechanical processes.