Laboratory Study and Numerical Modeling of Cement Stabilized Aalborg Gyttja
Translated title
Laboratorie Studie og Numerisk Modellering af Cementstabiliseret Aalborg Gytje
Author
Tanderup, Martin
Term
4. term
Education
Publication year
2023
Submitted on
2023-06-09
Pages
209
Abstract
This thesis examines how cement stabilization affects strength, stiffness, and settlements in Aalborg gyttja, focusing on FutureCem at two dosages (30 and 150 kg/m3). The aim is to quantify mechanical gains from stabilization and to evaluate how analytical and numerical methods predict settlements, while considering the potential to lower CO2 by using less binder. Laboratory work on cast specimens includes triaxial tests (including cyclic), bender element measurements, and oedometer tests. Based on these tests, soil models are calibrated in PLAXIS 2D (SoilTest) and numerical results are compared with a common analytical method. Two soil batches were sampled within the Aalborg area; one had higher water content and a softer consistency. Findings indicate that the analytical method predicts drained settlements reasonably well with high cement dosages, but significantly overestimates settlements when low dosages are used. The study concludes that small binder amounts can reduce CO2 emissions from cement stabilization, but make the stiffness of stabilized columns more sensitive. Consequently, numerical modeling is needed and field installation should not deviate substantially from laboratory conditions when applying low binder dosages.
Denne afhandling undersøger, hvordan cementstabilisering påvirker styrke, stivhed og sætninger i Aalborg-gytje, med fokus på FutureCem i to doseringer (30 og 150 kg/m3). Formålet er både at kvantificere de mekaniske gevinster ved stabilisering og at vurdere, hvordan analytiske og numeriske metoder forudsiger sætninger, samt hvilke muligheder der er for at reducere CO2-aftryk med lavere bindermængder. Laboratorieforsøg på støbte prøver omfatter triaxialforsøg (herunder cykliske), bender-elementmålinger og ødometerforsøg. På baggrund af forsøgene kalibreres jordmodeller i PLAXIS 2D (SoilTest), og de numeriske resultater sammenlignes med en gængs analytisk metode. To jordpartier er udtaget i Aalborg-området; det ene parti havde højere vandindhold og blødere konsistens. Resultaterne viser, at den analytiske metode estimerer sætninger i den drænede situation tilfredsstillende ved store cementmængder, mens den ved små doseringer markant overvurderer sætningerne. Afhandlingen konkluderer, at små bindermængder kan være fordelagtige for at reducere CO2-udledningen ved cementstabilisering, men at stivheden af de stabiliserede søjler bliver mere følsom. Derfor er numerisk modellering nødvendig, og feltudførelsen må ikke afvige væsentligt fra laboratorieforholdene, hvis små binderdoseringer skal anvendes.
[This apstract has been generated with the help of AI directly from the project full text]
Keywords