It has been well recognized that sand particles significantly affect the mechanical properties of reconstituted sandy clays, including the hosted clay and sand particles. However, interrelation between the permeability and compressibility of reconstituted sandy clays by considering the structural effects of sand particles is still rarely reported. For this, a series of consolidation-permeability coefficient tests were conducted on reconstituted sandy clays with different sand fractions (), initial void ratio of hosted clays () and void ratio at liquid limit of hosted clays (). The roles of in both the relationships of permeability coefficient of hosted clay () versus effective vertical stress () and void ratio of hosted clay () versus were analyzed. The results show that the permeability coefficient of reconstituted sandy clays () is dominated by hosted clay (). Both and affect the of sandy clays by changing the at any given . Due to the partial contacts and densified clay bridges between the sand particles (i.e. structure effects), the in sandy clays is higher than that in clays at the same σ′v. The relationship of sandy clays is independent of and , but is a function of . The types of hosted clays affect the of sandy clays by changing the . Based on the relationship between permeability coefficient and void ratio for the reconstituted clays, an empirical method for determining the is proposed and validated for sandy clays. The predicted values are almost consistent with the measured values with = 0.6 - 2.5.

The clogging induced by particle transport is often mentioned in the practice of vacuum preloading, but the percolation behavior of soft clay under negative pressure is still not clear. To understand this, the percolation behavior was investigated using an artificial paste of silica sand and kaolinite under different hydraulic pressures. The hydraulic conductivity under positive pressure (90 kPa) was about twice as high as that of negative pressure (−90 kPa). However, the transport capacity and leached particle size under negative pressure were more significant than those under positive pressure, despite the same tendency of the porosity under the positive or negative pressure. This is an interesting and paradoxical finding, suggesting complexity accompanying the erosion and clogging under the nominal hydraulic gradient, where a higher concentration of the hydraulic gradient occurs under negative pressure. The percolation under negative pressure––a self-adaptive process––included three elements: (1) the colloidal transport of clay minerals; (2) colloid accumulation and clogging in the seepage channel close to the outlet; and (3) a gradient concentration close to the outlet.

Vacuum preloading with straw drainage has been used as an eco-friendly soil-reinforcement method to promote the consolidation of dredged sludge. In previous studies, the degradation of straw, an essential factor influencing dredged-sludge consolidation, has often been disregarded. In this study, laboratory tests were conducted to investigate the effects of straw degradation on the consolidation efficiency of dredged sludge. The vacuum level within the straw drainage decreased with increasing degradation time, causing a reduction in water discharge and settlement. Consequently, the moisture content increased and the shear strength of the soil decreased. After 60 days of degradation, the water discharge and settlement decreased by 46% and 25%, respectively. The impact of degradation time was most significant during the first 15 days, which was when most straw degradation occurred. The average moisture difference from 0-15 days was 5.0%, whereas from 45-60 days it was 0.8%, which was negligible. The increase in the organic matter content enhanced the Atterberg limits and hydrophilic properties of the soil. The findings of this study promote the engineering application of vacuum preloading with straw drainage and confirm it as an effective and eco-friendly method for consolidating dredged sludge.

Plant roots significantly enhance the stability of shallow slopes. However, the mechanism of the root-soil interaction at root-bundle scale remains unclear. The objective of this study is to reveal the factors that control root-soil interface frictional stress at root-bundle scale. Through theoretical analysis, it is clarified that spatiotemporal inhomogeneity exists in root-soil interface frictional stress, and it could be amplified by root density and root deflection angle. Large-scale shear tests with 160 mm and 10 mm shear zones were then conducted to verify this hypothesis, where variations in shear zone thicknesses corresponded to different shear deflections. The number of roots was measured within the sheared zone. Results reveal that the average root-soil interface frictional stress of rooted soils with 10 mm shear zone is 66% higher than that for rooted soils with 160 mm shear zone. During the shear process, the state of roots transitions from stretching to sliding, accompanied by increasing root-soil interface friction. This study confirms that root-soil interface frictional stress is jointly amplified by root density and root deflection angle, providing robust evidence for constructing physics-based mechanical reinforcement models.