Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH)

Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH) Nghiên cứu sự thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn lòng sông dưới các cấp áp lực (Đề tài NCKH)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI HỆ SỐ RỖNG, HỆ SỐ THẤM ĐẤT BÙN LÒNG SÔNG DƯỚI CÁC CẤP ÁP LỰC SV2020-165 Chủ nhiệm đề tài: Võ Diệu Mỹ Linh TP Hồ Chí Minh, 10 năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI HỆ SỐ RỖNG, HỆ SỐ THẤM ĐẤT BÙN LỊNG SƠNG DƯỚI CÁC CẤP ÁP LỰC SV2020-165 Thuộc nhóm ngành khoa học: SV thực hiện: Võ Diệu Mỹ Linh Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 16149CL3B (CLC) Ngành học: CNKT Cơng trình xây dựng Người hướng dẫn: Ths.Nguyễn Thanh Tú Nam, Nữ: Nữ Năm thứ:4/Số năm đào tạo: năm TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI HỆ SỐ RỖNG, HỆ SỐ THẤM ĐẤT BÙN LỊNG SƠNG DƯỚI CÁC CẤP ÁP LỰC - Chủ nhiệm đề tài: Võ Diệu Mỹ Linh - Lớp: 16149CL3B - Thành viên đề tài: Stt Mã số SV: 16149067 Khoa: Đào tạo Chất lượng cao Họ tên MSSV Lớp Khoa Võ Thị Diệu Hiền 16149037 16149CL3A ĐT CLC Lê Thanh Tiến 16149125 16149CL3B ĐT CLC Phạm Văn Hồng Trí 16149127 16149CL3B ĐT CLC - Người hướng dẫn: Ths Nguyễn Thanh Tú Mục tiêu đề tài: - Xác định tính chất đất sét bùn lịng sơng - Xác định ảnh hưởng hệ số thấm, hệ số cố kết cấp tải khác đất sét không gia cường - Xác định ảnh hưởng hệ số thấm, hệ số cố kết cấp tải khác đất sét gia cường vải địa kỹ thuật Tính sáng tạo: - Việc thay đổi bề dày mẫu đất thí nghiệm nén cố kết trục cần thiết để đánh giá thay đổi hệ số rỗng, hệ số thấm đất bùn Là sở cho việc đánh giá khả nước, tính nén lún thời gian lún việc thiết kế - Theo tiêu chuẩn Việt Nam, quy định mẫu thí nghiệm có đường kính d = cm chiều cao h = cm Nghiên cứu thực mẫu đất có bề dày cm, cm, cm, cm để đánh giá ảnh hưởng bề dày mẫu thí nghiệm đến thơng số (hệ số thấm, hệ số rỗng) cho việc thiết kế móng cơng trình Kết nghiên cứu: Lý thuyết nén cố kết sơ cấp thấm phi tuyến có xét đến thay đổi hệ số nén lún theo thời gian không gian đề cập cho đất sét yếu Đối chiếu với nhiệm vụ, mục tiêu đăt ra, nghiên cứu đạt số kết sau: - Độ cố kết trung bình tính tốn theo phương pháp log – time bậc hai thời gian có độ chênh lệch khơng lớn ta lấy giá trị trung bình phương pháp để tính tốn - Áp dụng tính toán cho mẫu đất khác kết cho thấy hệ số cố kết Cv tăng giảm dần theo thời gian tăng cấp tải cho mẫu - Khi tăng tải hệ số cố kết tăng dần, đường kính mẫu tăng quan hệ cấp tải Cv thay đổi lớn cấp tải đầu ổn định cấp tải lớn - Hệ số thấm thay đổi tăng bề dày mẫu đất áp lực nén - Khi bề dày mẫu đất tăng lên, với dùng cấp tải trọng hệ số rỗng đất giảm ảnh hưởng ma sát thành làm giảm áp lực nén Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: - Nghiên cứu cung cấp thông tin quan trọng cho người thiết kế để dự đoán độ lún, độ cố kết đất bùn yếu hay sử dụng đất bùn lớp đất đấp cho đường - Nghiên cứu làm tảng để phát triển nghiên cứu gia cường đất bùn vải địa kỹ thuật Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): khơng Ngày tháng năm SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Võ Diệu Mỹ Linh Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Nhóm sinh viên thực nghiên cứu đạt mục tiêu đề Tuy nhiên, q trình thí nghiệm, yếu tố khách quan (màn hình thể thiết bị) chủ quan, số thơng số thí nghiệm khơng xác Nhóm sinh viên thể tinh thần học hỏi qua thí nghiệm viết báo cáo Ngày tháng năm Người hướng dẫn Nguyễn Thanh Tú MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VÀ SỰ CẦN THIẾT NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2 SỰ CẦN THIẾT TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU 10 1.3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 11 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM 12 2.1 ĐẤT BÙN SÉT NẠO VÉT TỪ LỊNG SƠNG 12 2.2 VẢI ĐỊA KỸ THUẬT 12 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 14 3.1 TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG: 14 3.2 LÝ THUYẾT NÉN CỐ KẾT: 14 3.2.1 Phương trình vi phân cố kết chiều: 14 3.2.2 Các giai đoạn nén cố kết 18 3.2.3 Phương pháp tính toán hệ số cố kết 19 3.3 DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM: 24 3.4 CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM: 26 3.4.1 Kích thước mẫu thí nghiệm 26 3.4.2 Chuẩn bị mẫu thí nghiệm 27 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 31 4.1 MẪU THÍ NGHIỆM 31 Số lượng mẫu thí nghiệm liệu ban đầu trình bày bảng 4.1.1 Bảng 4.1.2 31 4.2 XỬ LÍ SỐ LIỆU: 31 4.2.1 Xử lý số liệu cho mẫu 1cm: 31 4.2.2 Tổng hợp kết mẫu không gia cường: 35 4.2.3 Kết mẫu gia cường lớp: 37 4.3 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 37 4.3.1 Hệ số rỗng đất: 37 4.3.2 Hệ số cố kết thời gian cố kết đất: 38 4.3.3 Hệ số thấm đất: 40 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 42 5.1 KẾT LUẬN 42 5.2 KIẾN NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO NƯỚC NGOÀI 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO TRONG NƯỚC 47 CHƯƠNG TỔNG QUAN VÀ SỰ CẦN THIẾT NGHIÊN CỨU 1.1 TỞNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước Lê Bá Vinh cộng (2003) nghiên cứu giải pháp xử lý tính tốn ổn định cơng trình đường cấp III có lớp đất yếu mỏng Nghiên cứu tập trung biện pháp xử lý đất yếu đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật cừ tràm Nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định hệ số an toàn chống trượt tự nhiên xét ảnh hưởng vải địa kỹ thuật gia cố tăng ổn định đất yếu đường Lê Xuân Roanh (2014) đề xuất công nghệ xử lý thi công đê, đập chắn sóng đất yếu Nghiên cứu phân tích số công nghệ xử lý đất sét yếu bao gồm (1) xử lý đê đệm cát đóng vai trị lớp chịu lực lớp nước cho đê, (2) xử lý bấc thấm làm tăng khả thoát nước qua hệ thống thoát nước đứng, (3) xử lý giếng cát vừa đóng vai trị biên thấm đứng, vừa đóng vai trị chịu tải trọng, tăng cường sức chịu tải cho nền, (4) ứng dụng vải địa kỹ thuật gia cố phân cách đê thân đê, phân bố áp lực đất đắp, tăng độ bền chống trượt khối đất đắp, giảm mặt cắt ngang đê, (5) xử lý bè cây, (6) xử lý cọc đệm cát (7) gia cố cọc xi măng đất Nghiên cứu cho thấy phương pháp sử dụng vật liệu cát cọc vật liệu rời giúp rút ngắn khoảng cách thoát nước cách bố trí hành lang nước theo phương thẳng đứng phương ngang, đồng thời bề mặt đất lại phủ lớp cát thoát nước lớp gia tải nhằm đẩy nhanh cố kết Nguyễn Chí Thuận (2017) có đề tài nghiên cứu gồm phần: (1) Nghiên cứu khả cố kết đất sét bùn yếu khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long gia cường vải địa kỹ thuật kết hợp lớp xỉ lị điều kiện nén trục; (2) Phân tích khả chống cắt đất yếu gia cường vải địa kỹ thuật đất yếu gia cường đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật Kết thí nghiệm cho thấy thời gian cố kết T50 T90 giảm dần từ thí nghiệm nén đất, đến đất kết hợp vải thấp nén đất kết hợp vải + xỉ Ở cấp tải 50 kPa mẫu gia cường vải địa kỹ thuật giúp giảm thời thời gian cố kết T50 lên đến 79% T90 72%, cấp tải 50 kPa xỉ lò kết hợp vải địa kỹ thuật giúp đẩy nhanh thời gian cố kết T50 lên đến 89% T90 88% so với đất không gia cường; hệ số thấm k tính nén lún (hệ số rỗng theo cấp tải trọng) thân đất phụ thuộc vào chất đất tải trọng, không phụ thuộc vào cách bố trí vải địa kỹ thuật xỉ lò Nguyễn Tấn Phước (2018) nghiên cứu cường độ đất bùn nạo vét từ lịng sơng kết hợp vải địa kỹ thuật đệm cát Quá trình nghiên cứu cường độ bùn đất thực điều kiện nén trục CBR Bùn đất nạo vét từ lịng sơng đất sét bão hịa có độ xốp cao khả chống cắt thấp Bùn đất yêu cầu cải tiến trước áp dụng san lấp cơng trình Luận văn trình bày kết loạt kiểm tra so sánh giá trị CBR bùn đất nạo vét lịng sơng gia cố vải địa kỹ thuật không dệt đệm cát Kết nghiên cứu cho thấy điều kiện thời tiết khô, đất bùn không thấm nước thực với độ ẩm tối ưu cường độ đất bùn lớn; việc gia cường vải địa không gia tăng cường độ đất điều kiện không ngấm nước Nhưng trường hợp ngậm nước, đất bùn trở nên yếu đặc tính khả chịu lực Khi đó, việc gia cường thêm vải địa đệm cát cường độ lại cải thiện đáng kể Kết cho thấy vải địa kỹ thuật khơng dệt đệm cát có ý nghĩa cải thiện giá trị CBR bùn đất đặc biệt mẫu bão hòa Độ dày tối ưu đệm cát 1.5cm cho hiệu suất cao các trường hợp gia cường cải thiện bùn đất nạo vét lịng sơng điều kiện ngâm khơng ngâm Trần Văn Hiển (2015) nghiên cứu thực nghiêm tương quan độ chặt (hệ số đầm nén Kc) với tiêu lý hệ số thấm Kt, lực dính C, góc ma sát để làm sở đề suất giải pháp phù hợp thiết kế thi công đập đất độ ẩm cao 1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Trên giới, với phát triển kinh tế nhanh chóng dân số ngày tăng khu vực ven biển, xây dựng cơng trình lấn biển coi biện pháp hữu hiệu để giải tình trạng thiếu đất thành phố, các khu dân cư các khu cơng nghiệp Nhiều cơng trình lấn biển sử dụng phương pháp bơm bùn lịng sơng làm đất đắp (Shang cộng sự, 1998; Shen cộng sự, 2006; Liu and Liu, 2008; Wang cộng sự, 2014) Nhưng nhiều móng cơng trình thường phải chịu biến dạng có độ lún lớn (Huerta and Rodriguez, 1992; Liu and Zhou, 2005) đặc điểm loại bùn có hàm lượng nước cao, có hệ số rỗng lớn, khả biến dạng lớn chịu lực Nghiên cứu hệ số thấm phương pháp tính lún cho lớp đất bùn yếu (Zhang cộng sự, 2015) cho thấy hệ số rỗng hàm lượng đất sét ảnh hưởng lớn đến hệ số thấm loại đất Kết cho thấy hệ số rỗng bùn giảm dần theo thời gian Đất đắp bùn nạo vét cần thời gian vài năm để ổn định cần có xử lý, gia cường nhằm đẩy nhanh trình cố kết đất bùn loại Nhiều phương pháp gia cường áp dụng đất bùn như: sử dụng vải địa kỹ thuật, đệm cát, túi địa kỹ thuật Geocell, cọc vật liệu rời (đá-sỏi), … đem đến nhiều hiệu mặt cải thiện cường độ cho đất bùn yếu Palmeira cộng (1998) phân tích ngược trường hợp đê đất yếu gia cường vải địa kỹ thuật cho thấy vải địa kỹ thuật giải pháp hiệu Jewel (1996) đề xuất sử dụng phương pháp giải tích để tính tốn hệ số an toàn đê gia cường vải địa kỹ thuật, nghiên cứu cho thấy hệ số an toàn đê gia cố vải địa kỹ thuật tối thiểu, Fs > 1.2 thiết kế thơng thường Sitharam cộng sự, 2013 trình bày trình xây dựng kè cao 3m đất bùn đỏ - sản phẩm thải từ trình sản xuất ngành cơng nghiệp nhơm đề xuất mơ hình phân tích khả chịu tải lớp đất yếu gia cố Geocell kết hợp Geocell với vải địa kỹ thuât Kết nghiên cứu thực nghiệm phân tích cho thấy Hệ số nén giai đoạn 1: rp = 0.7785 Hệ số rỗng ban đầu: e1 = e0 + h (1 + e0 ) = 0.935 h0 Bề dày ban đầu = 8.795 (mm) Sự thay đổi hệ số rỗng: e = Hệ số nén thể tích: mv = h (1 + e1 ) = 0.0508 h0 e = 2.1(m2 / MN )  + e0 Hệ số thấm: K v = Cv  mv   w = 0.093 2.1   10 = 1.95e −9 (m / phut ) 106 103 Thời gian (log phút) Sự thay đổi bề dày (mm) -0.15 -2 -0.1 -1 -0.05 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Hình 4.2.2 - Đồ thị quan hệ thời gian chuyển vị cấp tải 1(PP log thời gian) Tính toán tương tự mẫu lại 4.2.2 Tổng hợp kết mẫu không gia cường: a) Mẫu 1cm: 35 Bảng 4.2a: Bảng tổng hợp kết tính tốn Cấp tải kPa Chiều cao ban đầu (mm) e ban đầu e0 e sau Cv (mm2/phút) Mv (m2/MN) K (m/phút) 50 8.795 0.935 0.88 0.125 1.615 2.01E-09 100 8.564 0.884 0.80 0.129 1.112 1.44E-09 200 8.18 0.799 0.69 0.180 0.683 1.23E-09 400 7.667 0.687 0.56 0.226 0.444 1.00E-09 b) Mẫu 2cm: Bảng 4.2b: Bảng tổng hợp kết tính tốn Cấp tải (kPa) Chiều cao ban đầu (mm) e ban đầu e0 e sau Cv (mm2/phút) Mv (m2/MN) K (m/phút) 50 17.795 0.957 0.862 0.498 1.674 1.17E-08 100 16.93 0.862 0.718 0.725 1.438 1.04E-08 200 15.615 0.718 0.542 0.985 0.924 9.10E-09 400 14.02 0.542 0.359 1.111 0.545 6.05E-09 c) Mẫu 3cm: Bảng 4.2c: Bảng tổng hợp kết tính tốn Cấp tải (kPa) Chiều cao ban đầu (mm) e ban đầu e0 e sau Cv (mm2/phút) Mv (m2/MN) K (m/phút) 50 26.88 0.971 0.88 1.043 1.516 1.75E-08 100 25.63 0.879 0.74 1.246 1.289 1.61E-08 200 23.773 0.743 0.59 1.567 0.824 1.29E-08 400 21.66 0.588 0.41 1.896 0.510 9.67E-09 36 4.2.3 Kết mẫu gia cường lớp: Bảng 4.2.2: Bảng tổng hợp kết tính tốn Cấp tải (kPa) Chiều cao ban đầu (mm) e ban đầu e0 e sau Cv (mm2/phút) Mv (m2/MN) K (m/phút) 50 34.776 0.913 0.84 1.546 1.416 2.23E-08 100 32.45 0.785 0.65 1.826 1.233 2.17E-08 200 29.96 0.648 0.49 1.912 0.843 1.61E-08 400 27.15 0.493 0.34 2.030 0.455 9.24E-09 4.3 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 4.3.1 Hệ số rỗng đất: Bảng 4.3.3 thể hệ số rỗng mẫu đất tại thời điểm cố kết 100% (T100) cấp áp lực với bề dày khác Bảng 4.3.1 Hệ số rỗng đất (T100) Cấp tải (kPa) Mẫu 1cm Mẫu 2cm Mẫu 3cm Mẫu gia cường 4cm 50 100 200 400 0.808 0.6992 0.5716 0.4204 0.8755 0.7281 0.5589 0.3737 0.8965 0.758 0.5998 0.4262 0.845 0.7009 0.5471 0.3953 Nhận xét: • Với bề dày, tăng các cấp tải, hệ số rỗng đất giảm • Với mẫu đất không gia cường, bề dày tăng lê, hệ số rỗng tăng cấp áp lực Nguyên nhân: • Khi gia tải, tại thời điểm ban đầu t = 0, toàn áp lực nước mẫu bão hồ gánh chịu Sau đó, nước khỏi mẫu đất qua biên thấm nên thể tích lỗ rỗng đất giảm 37 • Khi tăng bề dày mẫu đất, lực ma sát thành đất tăng lên, gây giảm lực tác dụng lên hạt đất, đó, với cấp áp lực, hệ số rỗng mẫu có bề dày lớn lớn 4.3.2 Hệ số cố kết thời gian cố kết đất: Bảng 4.3.2 4.3.3 trình bày hệ số cố kết thời gian cố kết mẫu đất Bảng 4.3.2 Hệ số cố kết đất Cấp tải (kPa) 50 100 200 400 Mẫu 1cm (mm /phút) 0.1246 0.1291 0.1802 0.226 Mẫu 2cm (mm /phút) 0.4976 0.7254 0.9846 1.1105 Mẫu 3cm (mm /phút) 1.0429 1.2461 1.5666 1.8961 Mẫu gia cường 4cm (mm /phút) 1.546 1.826 1.912 2.030 Bảng 4.3.3 Thời gian cố kết đất: Cấp tải (kPa) Mẫu 1cm (phút) Mẫu 2cm (phút) Mẫu 3cm (phút) Mẫu gia cường 4cm (phút) 50 179.93 213.15 394.27 361.27 100 148.85 169.79 221.37 203.56 200 111.93 137.58 189.78 154.74 400 85.65 85.10 137.51 141.71 Nhận xét: • Hệ số cố kết tăng tăng tải mẫu (Hình 4.3.1) • Với bề dày quan hệ cấp tải Cv thay đổi lớn cấp tải đầu ổn định cấp tải lớn • Cùng cấp tải, gia tăng bề dày mẫu đất, hệ số cố kết giảm • Về thời gian cố kết: Hình 4.3.2 cho thấy với chiều cao mẫu, tăng áp lực nén, thời gian cố kết giảm • Thời gian cố kết tăng lên tăng chiều cao mẫu, tăng xấp xỉ 1.5 lần bề dày tăng từ cm lên cm (trừ cấp tải tăng lần) Đặc biệt vớ mẫu cm có gia cường lớp vải địa kỹ thuật, thời gian cố kết giảm so với mẫu cm (khoảng 0.9 lần so với mẫu cm) 38 Biểu đồ thể hệ số cố kết theo cấp tải Hệ số cố kết (mm/phút) 2.5 1.5 0.5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Cấp tải (kPa) Mẫu 1cm Mẫu 2cm Mẫu 3cm Mẫu gia cường 4cm Thời gian cố kết (phút) Hình 4.3.1 - Đồ thị quan hệ cấp tải hệ số cố kết với mẫu 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Mẫu cm 100 Mẫu cm 200 300 Cấp tải (kPa) Mẫu cm 400 500 Mẫu cm gia cường Hình 4.3.2 - Đồ thị quan hệ cấp tải thời gian cố kết với mẫu 39 Nhận xét: • Khi áp lực tăng, nước nhanh, dẫn tới thời gian cố kết giảm • Khi chiều cao mẫu tăng lên, chiều dài đường thoát nước mẫu đất tăng lên, nên thời gian thoát nước tăng lên • Đối với mẫu cm gia cường, tổng chiều dài mẫu đất tăng, vải địa kỹ thuật đóng vai trị biên thoát nước, làm giảm chiều dài đường thoát nước, đó, thời gian thoát nước giảm xuống 4.3.3 Hệ số thấm đất: Bảng 4.3.4 Tổng hợp kết hệ số thấm đất: Cấp tải (kPa) Mẫu 1cm (m/phút) Mẫu 2cm (m/phút) Mẫu 3cm (m/phút) Mẫu gia cường 4cm (m/phút) 50 2.01E-09 1.17E-08 1.75E-08 2.23E-08 100 1.44E-09 1.04E-08 1.61E-08 2.17E-08 200 1.23E-09 9.10E-09 1.29E-08 1.61E-08 400 1.00E-09 6.05E-09 9.67E-09 9.24E-09 Nhận xét: • Hình 4.3.3 cho thấy mẫu tăng cấp tải hệ số thấm giảm dần Hệ số thấm (m/phút) 3.10E-08 2.60E-08 2.10E-08 1.60E-08 1.10E-08 6.00E-09 1.00E-09 Mẫu 1cm 50 100 150 200 Cấp tải( kPa) Mẫu 2cm Mẫu 3cm 250 300 350 400 Mẫu gia cường 4cm Hình 4.3.3 - Đồ thị quan hệ cấp tải hệ số thấm với mẫu 40 • Với bề dày mẫu tăng tải quan hệ hệ số thấm biến đổi nhiều cấp tải đầu so với cấp tải lớn • Mẫu có gia cường lớp vải có hệ số thấm giảm, biến đổi lớn cấp tải đầu ổn định cấp tải lớn Trong cấp tải, hệ số thấm mẫu có lớp gia cường lớn mẫu không gia cường, với mẫu có chiều cao cm, hệ số thấm thay đổi không nhiều tăng áp lực lên mẫu Do đó, hệ số thấm có phụ thuộc vào chiều cao mẫu áp lực mẫu • Mẫu cm có hệ sốm thấm lớn Giải thích: • Khi gia tăng áp lực nén mẫu, nước thoát làm giảm hệ số rỗng, thể tích mẫu đất giảm diễn trình cố kết thứ cấp làm đất bị nén chặt nên hệ số thấm đất giảm • Mẫu cm có bề dày lớn có lớp gia cường đóng vai trị biên thoát nước, nước thoát nhanh nên hệ số thấm lớn 41 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Lý thuyết nén cố kết sơ cấp thấm phi tuyến có xét đến thay đổi hệ số nén lún theo thời gian không gian đề cập cho đất sét yếu Đối chiếu với nhiệm vụ, mục tiêu đăt ra, nghiên cứu đạt số kết sau: - Độ cố kết trung bình tính toán theo phương pháp log – time bậc hai thời gian có độ chênh lệch khơng lớn ta lấy giá trị trung bình phương pháp để tính tốn - Áp dụng tính tốn cho 04 mẩu đất khác kết cho thấy hệ số cố kết Cv tăng giảm dần theo thời gian tăng cấp tải cho mẩu - Khi tăng tải hệ số cố kết tăng dần, đường kính mẫu tăng quan hệ cấp tải Cv thay đổi lớn cấp tải đầu ổn định cấp tải lớn - Hệ số thấm thay đổi tăng bề dày mẫu đất áp lực nén 5.2 KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu đạt được, tác giả đề xuất kiến nghị sau: - Để dự đoán xác các đặc trưng cố kết đất yếu cần phải sử dụng thí nghiệm thực tế phương pháp log- time bậc hai thời gian - Hệ số cố kết Cv ảnh hưởng lớn đến kết thí nghiệm sau Vì vậy, cần làm thí nghiệm xác định trực tiếp từ xác định hệ số cố kết Cv xác Các hướng nghiên cứu tiếp theo: ảnh hưởng ma sát đất thành vòng nén bề dày mẫu đất tăng lên, ảnh hưởng số lớp vải địa kỹ thuật đến trình cố kết mẫu đất 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO NƯỚC NGOÀI [1] Abdi, M R, & Arjomand, M A (2011) Pullout tests [2] conducted on clay reinforced with geogrid encapsulated in thin layers of sand Geotextiles and Geomembranes, 29(6), 588–595 [3] Abdi, M R, & Zandieh, A R (2014) Experimental and numerical analysis of large scale pull out tests conducted on clays reinforced with geogrids encapsulated with coarse material Geotext Geomem, 42(5), 494–504 [4] Abdi, M R, Sadrnejad, A, & Arjomand, M A (2009) Strength enhancement of clay by encapsulating geogrids in thin layers of sand Geotext Geomem, 27(6), 447–455 [5] Amin Chegenizadeh, Hamid Nikraz (2012) CBR test on fibre reinforced silty sand International Journal of Structural and Civil Engineering, volume 1, issue [6] Casagrande, A and Fadum, R.E (1940) Notes on Soil Testing for Engineering Purposes Harvard SoilMechanics, Series No 8, Cambridge, Mass [7] Chen, J, & Yu, S (2011) Centrifugal and numerical modeling of a reinforced lime-stabilized soil embankment on soft clay with wick drains International Journal of Geomechanics, 11(3), 167–173 [8] Dash, S K, & Bora, M C (2013) Improved performance of soft clay foundations using stone columns and geocellsand mattress Geotextiles and Geomembranes, 41, 26–35 43 [9] David Miranda Carlos, Margarida Pinho-Lopes and Maria Lurdes Lopes (2016) Effect of Geosynthetic Reinforcement Inclusion on the Strength Parameters and Bearing Ratio of a Fine Soil Procedia Engineering, 143, 3441 [10] Glendinning, S, Jones, C, & Pugh, R (2005) Reinforced soil using cohesive fll and electrokinetic geosynthetics International Journal of Geomechanics, 5(2), 138–146 [11] Hossein Sarbaz, Hossein Ghiassian & Ali Akbar Heshmati (2013) CBR strength of reinforced soil with natural fibres and considering environmental conditions [12] Huerta, A, & Rodriguez, A (1992) Numerical analysis of non-linear largestrain consolidation and flling Comput Struct, 44 (1), 357–365 [13] Leema Peter, P.K Jayasree, K Balan, Alaka Raj S (2016) Laboratory Investigation In The Improvement Of SubgradeCharacteristics Of Expansive Soil Stabilised With Coir Waste Transportation Research Procedia 17, 558 – 566 [14] Lin, C.Y, & Yang, K.H (2014) Experimental study on measures for improving the drainage efciency of lowpermeability and low-plasticity silt with nonwoven geotextile drains J Chin Inst Civ Hydraul Eng, 26(2), 71– 82 (in Chinese) [15] Liu, B.H, & Liu, W (2008) Current situation and countermeasures of sea reclamation in China Guangzhou Environ Sci, 2, 26–30, in Chinese 44 [16] Liu, Z.Q, Zhou, & C.Y (2005) One-dimensional non-linear large deformation con- solidation analysis of soft clay foundation by FDM Acta Sci Nat Univ Sunyatseni 44 (3), 25–28, in Chinese [17] Mitchell, J.K, & Zomberg, J.G (1995) Reinforced soil structures with poorly draining backflls Part II: Case histories and applications Geosynthetics International, 2(1), 265–307 [18] Palmeira, E M, Pereira, J H F, & Da Silva, A R L (1998) Backanalyses of geosynthetic reinforced embankments on soft soils Geotextiles and Geomembranes, 16(5), 273–292 [19] Prasada, P.S, Ramana, G.V (2016) Imperial smelting furnace (zinc) slag as a structural fll in reinforced soil structures Geotextiles and Geomembranes, 44(3), 406-428 [20] Raisinghani, D V, & Viswanadham, B.V.S (2010) Evaluation of permeability characteristics of a geosynthetic-reinforced soil through laboratory tests Geotext Geomem, 28(6), 579–588 [21] Shahbazi, M, cộng (2016) Optimization of carpet waste fbers and steel slag particles to reinforce expansive soil using response surface methodology, 142(2017), 185-192 [22] Shang, J.Q, Tang, M, & Miao, Z (1998) Vacuum preloading consolidation of reclaimed land: a case study Can Geotech J, 35 (5), 740–749 [23] Shen, Y.M, Feng, N.H, Zhou, Q, Liu, Y.M, & Chen, Z.Y (2006) The status and its influence of reclamation on Jiangsu coast Mar Sci, 10, 39–43, in Chinese 45 [24] Sitharam, T G, & Hegde, A (2013) Design and construction of geocell foundation to support the embankment on settled red mud Geotextiles and Geomembranes, 41, 55–63 [25] Sridharan, A, Murthy, S, Bindumadhava, B.R, & Revansiddappa, K (1991) Technique for using fnegrained soil in reinforced earth Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 117(8), 1174–1190 [26] Taechakumthorn, C & Rowe, R (2012) Performance of reinforced embankments on rate-sensitive soils under working conditions considering effect of reinforcement viscosity International Journal of Geomechanics, 12(4), 381–390 [27] Taylor, D W (1942) Research on Consolidation of Clays, Publ 82, Massachusetts Institute of Technology [28] Unnam Rajesh, Satish Sajja, V.K Chakravarthi (2016) Studies on Engineering Performance of Geogrid Reinforced Soft Subgrade ScienceDirect, 17,164-173 [29] Unnikrishnan, N, Rajagopal, K, & Krishnaswamy, N.R (2002) Behaviour of reinforced clay under monotonic and cyclic loading Geotextiles and Geomembranes, 20(2), 117–133 [30] Wang, W, Liu, H, Li, Y, & Su, J (2014) Development and management of land reclamation in China Ocean Coast Manag, 102, 415–425 [31] Yang, K.H, Yalew, W.M, & Nguyen, M.D (2015) Behavior of GeotextileReinforced Clay with a Coarse Material Sandwich Technique under UnconsolidatedUndrained Triaxial Compression International Journal of Geomechanics, ASCE, 16(3) 46 [32] Yu, Y, Zhang, B, & Zhang, J M (2005) Action mechanism of geotextilereinforced cushion under breakwater on soft ground Ocean Engineering, 32(14-15), 1679–1708 [33] Zhang, M, Zhu, X, Yu, G, Yan, J, Wang, X, Chen, M, & Wang, W (2015) Permeability of muddy clay and settlement simulation Ocean Engineering, 104, 521–529 [34] Zhou, H, & Wen, X (2008) Model studies on geogrid- or geocell-reinforced sand cushion on soft soil Geotextiles and Geomembranes, 26(3), 231–238 [35] Zornberg, J.G, & Mitchell, J.K (1994) Reinforced soil structures with poorly draining backflls Part I: Reinforcement interactions and functions Geosynthetics International, 1(2), 103–148 TÀI LIỆU THAM KHẢO TRONG NƯỚC [1] Lê Bá Vinh & Trần Tiến Quốc Đạt (2003) Nghiên cứu giải pháp sử lý tính tốn ổn định cơng trình đường cấp III có lớp đất yếu mỏng, Đại học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, Đại học Bách Khoa, http://www.nsl.hcmus.edu.vn/greenstone/collect/hnkhbk/index/assoc/HASH0 163.dir/doc.pdf, ngày truy cập 30/03/2016 [2] Lê Xuân Roanh (2014) Công nghệ xử lý thi công đê, đập phá sóng đất yếu, Hội đập lớn phát triển nguồn nước Việt Nam - VNCOLD - http://www.vncold.vn/Web/Content.aspx?distid=3506 - truy cập 30/03/2016 [3] TCVN 22TCN 02-71 -xác định độ chặt nền, mặt đường phương pháp dao đai, 47 [4] TCVN 22TCN 333-2006 - Quy trình Đầm nén đất, đá dăm phịng thí nghiệm, Bộ Giao thông vận tải [5] TCVN 4447:2012 - công tác đất – thi công nghiệm thu - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng – Bộ Xây dựng 48 S K L 0 ... PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI HỆ SỐ RỖNG, HỆ SỐ THẤM ĐẤT BÙN LÒNG SƠNG DƯỚI CÁC CẤP ÁP LỰC SV2020-165 Thuộc nhóm ngành khoa... đề tài: NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI HỆ SỐ RỖNG, HỆ SỐ THẤM ĐẤT BÙN LỊNG SƠNG DƯỚI CÁC CẤP ÁP LỰC - Chủ nhiệm đề tài: Võ Diệu Mỹ Linh - Lớp: 16149CL3B - Thành viên đề tài: Stt Mã số SV: 16149067 Khoa:... tài: - Xác định tính chất đất sét bùn lịng sông - Xác định ảnh hưởng hệ số thấm, hệ số cố kết cấp tải khác đất sét không gia cường - Xác định ảnh hưởng hệ số thấm, hệ số cố kết cấp tải khác đất