International Science and Technology Journal

Home < Articles < Article Details

Experimental Investigation of Sandy Soil Stabilization Using Cement and Lime - "A Case Study from Ajdabiya City, Libya"

الملخص
تُشكل التربة الرملية الضعيفة تحديات كبيرة أمام مشاريع الهندسة المدنية نظرًا لانخفاض قدرتها على التحمل وضعف خصائصها الميكانيكية. وقد أصبح تثبيت التربة باستخدام الإضافات الأسمنتية بديلاً اقتصاديًا وعمليًا لاستبدال التربة. تُقيّم هذه الدراسة فعالية الأسمنت البورتلاندي العادي والجير الحي في تحسين الخصائص الهندسية للتربة الرملية المأخوذة من موقعين في مدينة أجدابيا، شمال شرق ليبيا. عُولجت عينات التربة الطبيعية بالأسمنت والجير بنسب 5% و10% و15% من الوزن الجاف. شملت الاختبارات المعملية توزيع حجم الحبيبات، واختبار بروكتور القياسي للدمك، واختبار القص المباشر، واختبار مقاومة الضغط غير المحصور. صُنفت التربة غير المعالجة ضمن الفئة A-3 وفقًا لنظام تصنيف AASHTO، وتألفت في الغالب من رمال ناعمة ضعيفة التدرج مع كميات ضئيلة من المواد الناعمة. أظهرت النتائج التجريبية أن تثبيت التربة بالأسمنت حسّن أداءها بشكل ملحوظ مقارنةً بمعالجتها بالجير. أدى رفع نسبة الأسمنت إلى تحسين الكثافة الجافة القصوى، ومقاومة القص، ومقاومة الضغط، مع ملاحظة أكبر تحسن عند نسبة 15% من الأسمنت. كما حسّنت معالجة التربة بالجير من خصائصها الهندسية، ولكنها حققت مكاسب أقل في المقاومة مقارنةً بالأسمنت. تشير النتائج إلى أن تثبيت التربة بالأسمنت يُعد تقنية فعالة واقتصادية لتحسين التربة الرملية الضعيفة في أجدابيا والبيئات القاحلة المماثلة، مما يزيد من قدرة تحمل التربة ويقلل من مشاكل الهبوط المرتبطة بالأساسات الضحلة................... الكلمات المفتاحية:............... تثبيت التربة؛ الأسمنت؛ الجير؛ التربة؛ القص المباشر؛ مقاومة الضغط غير المحصور؛ أجدابيا؛ ليبيا
Abstract
Weak sandy soils present significant challenges for civil engineering construction because of their low bearing capacity and poor mechanical performance. Soil stabilization using cementitious additives has become an economical and practical alternative to soil replacement. This study evaluates the effectiveness of ordinary Portland cement and quicklime in improving the engineering properties of sandy soils collected from two locations in Ajdabiya City, northeastern Libya. Natural soil samples were treated with cement and lime at 5%, 10%, and 15% by dry weight. Laboratory testing included grain-size distribution, Standard Proctor compaction, direct shear, and unconfined compressive strength (UCS) tests. The untreated soils were classified as A-3 according to the AASHTO classification system and consisted predominantly of poorly graded fine sand with negligible fines. Experimental results demonstrated that cement stabilization significantly enhanced soil performance compared with lime treatment. Increasing cement content improved maximum dry density, shear strength, and compressive strength, with the greatest improvement observed at 15% cement. Lime treatment also improved the engineering behavior of the soils but produced lower strength gains than cement. The results indicate that cement stabilization provides an effective and economical technique for improving weak sandy soils in Ajdabiya and similar arid environments, thereby increasing bearing capacity and reducing settlement problems associated with shallow foundations................ Keywords:................ Soil stabilization; Cement; Lime; soil; Direct shear; Unconfined compressive strength; Ajdabiya; Libya.