Strength Evolution Patterns and Degradation Mechanisms of Modified Waste Slag Filler Subgrade Under Dry-Wet Cycling Conditions

WANG Guangyu; RUI Rui; WEI Wei; WEI Mingli

doi:10.3724/j.gyjzG25061001

Volume 56 Issue 8

Aug. 2026

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WANG Guangyu, RUI Rui, WEI Wei, WEI Mingli. Strength Evolution Patterns and Degradation Mechanisms of Modified Waste Slag Filler Subgrade Under Dry-Wet Cycling Conditions[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(8): 242-249. doi: 10.3724/j.gyjzG25061001

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WANG Guangyu, RUI Rui, WEI Wei, WEI Mingli. Strength Evolution Patterns and Degradation Mechanisms of Modified Waste Slag Filler Subgrade Under Dry-Wet Cycling Conditions[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(8): 242-249. doi: 10.3724/j.gyjzG25061001

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WANG Guangyu, RUI Rui, WEI Wei, WEI Mingli. Strength Evolution Patterns and Degradation Mechanisms of Modified Waste Slag Filler Subgrade Under Dry-Wet Cycling Conditions[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2026, 56(8): 242-249. doi: 10.3724/j.gyjzG25061001

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Strength Evolution Patterns and Degradation Mechanisms of Modified Waste Slag Filler Subgrade Under Dry-Wet Cycling Conditions

doi: 10.3724/j.gyjzG25061001

WANG Guangyu¹,
RUI Rui¹,
WEI Wei^{2,3
,
,},
WEI Mingli^2,4

1. School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China;
2. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China;
3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
4. Jiangsu Institute of Zoneco Co., Ltd., Yixing 214200, China

Received Date: 2025-06-10
Available Online: 2026-11-06

Abstract

Abstract

This study investigated the strength evolution patterns and degradation mechanisms of modified red mud-based grouting material （RGM）-solidified soil under wet-dry cycling conditions. Through wet-dry cycling tests， unconfined compressive strength measurements， microstructural analyses （SEM， XRD）， and monitoring of soaking solution chemistry， the durability differences among RGM-solidified soil， ordinary Portland cement （PC）-based solidified soil， and untreated soil were systematically compared. The results indicated that RGM-solidified soil maintained structural integrity after six wet-dry cycles， with a significantly lower strength loss rate （5.65%） than that of PC-based solidified soil （64.08%）. This superiority was attributed to the high stability of RGM hydration products （tobermorite and C-A-S-H gels） and its secondary solidification effect. Microstructural analysis revealed that RGM-solidified soil mitigated degradation by filling pores with cementitious materials and enhancing interparticle bonding. However， accumulated wet-dry stresses eventually caused microcrack propagation and decomposition of the cementitious phase as the number of cycles increased， leading to structural failure. Dynamic variations in soaking solution pH and calcium ion concentration further confirmed hydration product dissolution and reaction progression. The research demonstrates the potential of RGM-solidified soil as a subgrade filler resistant to wet-dry cycling， with degradation mechanisms arising from coupled effects of cyclic swelling-shrinkage stress accumulation and reduced chemical stability of hydration products.
- modified waste slag,
- wet-dry cycling,
- subgrade filler,
- strength evolution,
- degradation mechanism

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