The effect of leaching on engineering behaviour of a marine sediment
Authors: Moore J. G. , Brown J. D. , Rashid M. A. 
Published: October 2009

This investigation deals with the effects of leaching of the organic and inorganic constituents on the shear strength and compressibility of a near-surface marine sediment. The method of investigation consisted of determining the shear strength, stress–strain and consolidation characteristics of both the untreated and treated sediment. Types of treatment performed were: leaching with acetic acid to remove the inorganic cations; leaching with sodium hydroxide to remove the organic matter; permeating with artificial sea water to observe the hydraulic effects of the leaching process. The untreated sediment exhibited behaviour, during both shear and consolidation, which was characteristic of an overconsolidated sediment. Consideration of the possible sources of this behaviour led to the assumption that it was due to physico-chemical effects, particularly cementation or bonding. The acetic acid-leached and sea water-permeated samples exhibited behaviour very similar to that of the untreated sediment. The sodium hydroxide-leached samples, however, showed no over consolidation characteristics, either in shear or consolidation, thus confirming the assumption that cementation or bonding was the cause of the overconsolidation behaviour observed in the other tests. Chemical analyses of the leachate and sediment were performed with the view of correlating the observed changes in geotechnical properties with the chemical changes produced by leaching. From the observed differences in geotechnical behaviour before and after leaching, a structural bonding hypothesis is developed to explain the overconsolidated characteristics of the sediment.

Cette recherche concerne les effets des constituants organiques et inorganiques lessivés, sur la résistance à la rupture au cisaillement et la compressibilité d'un sédiment marin proche de la surface. La méthode de recherche se compose de la détermination de la résistance à la rupture au cisaillement, de la contrainte-déformation et des caractéristiques de consolidation des sédiments aussi bien non traités que traités. Les types de traitement exécutés furent: lessiver avec de l'acide acétique pour enlever les cations inorganiques, lessiver avec de l'hydroxyde de sodium pour enlever la matière organique et imbiber d'eau de mer artificielle afin d'observer les effets hydrauliques du procédé de lessivage. Le sédiment non traité montra un comportement, pendant le cisaillement aussi bien que la consolidation, qui fut caractéristique d'un sédiment surconsolidé. L'examen des causes possibles de ce comportement conduisit à supposer qu'il résultait des effets physico-chimiques, particulièrement de cémentation ou de liaison. Des échantillons imprégnés d'acide acétique et d'eau de mer montrèrent un comportement très sémblable au sédiment non traité. Cependant, les échantillons lessivés avec de l'hydroxyde de sodium ne montrèrent aucune caractéristique de surconsolidation, confirmant ainsi la supposition que la cémentation ou la liaison soit la cause du comportement de surconsolidation observé dans les autres expériences. Des analyses chimiques du lessivage et du sédiment furent exécutées dans le but de mettre en corrélation les changements observés dans les propriétés géotechniques avec les changements chimiques produits par le lessivage. A partir des différences observées dans le comportement géotechnique avant et après le lessivage, une hypothèse de liaison structural est proposée afin d'expliquer les caractéristiques de surconsolidation du sédiment.