Untitled 01 2021ISSN 2734 9888 61 Ảnh hưởng độ rỗng của đất đến cường độ đất nền Effects of soil porosity to bearinh capacity of soil > PHÚ THỊ TUYẾT NGA[1], NGUYỄN VIẾT HÙNG[1], NGUYỄN MINH HÙNG[1],[.]
nNgày nhận bài: 23/11/2020 nNgày sửa bài: 8/12/2020 nNgày chấp nhận đăng: 25/12/2020 Ảnh hưởng độ rỗng đất đến cường độ đất Effects of soil porosity to bearinh capacity of soil > PHÚ THỊ TUYẾT NGA[1], NGUYỄN VIẾT HÙNG[1], NGUYỄN MINH HÙNG[1], PHẠM THÀNH HIỆP[1], NGUYỄN THỊ HẰNG[1], ,TS NGUYỄN KẾ TƯỜNG[1] ngaptt@tdmu.edu.vn; hungnv@tdmu.edu.vn; hungnm@tdmu.edu.vn; hangnt@tdmu.edu.vn; hieppt@tdmu.edu.vn; tuongnk@tdmu.edu.vn Email liên hệ: nguyenketuongtdm2019@gmail.com; [1] Trường Đại học Thủ Dầu Một TÓM TẮT Độ rỗng đất thuộc tính đất Độ rỗng đất phụ thuộc vào loại đất, loại khống vật tạo đất, q trình hình thành lịch sử tác động Độ rỗng đất có liên quan đến cường độ đất Trong báo tác giả mô tả tương quan độ rỗng đất đến cường độ đất độ rỗng thay đổi Những nguyên ngân làm thay đổi độ rỗng đất chấn động dao động, động đất, nước ngầm, mưa lũ, thủy triều… Tác giả bào lưu ý xây dựng cơng trình cần lưu ý vị trí đất tác nhân có khả làm thay đổi độ rỗng Từ khóa: độ rỗng; độ ẩm; tính chất vật lý; cường độ đất nền; góc ma sát ABSTRACT: Soil porosity is an attribute of the subsoil Soil porosity depends on the type of soil, the type of soil mineral, the process of formation and the history of impact Soil porosity is related to the strength of the ground In this paper, the author describes the correlation of soil porosity to ground strength when the porosity changes Mercury causes changes in the porosity of the soil such as tremors due to fluctuations, earthquakes, groundwater, floods, tides The author notes that when constructing the project, it is necessary to pay attention to the ground positions and factors capable of altering the porosity of the ground Keywords: porosity; humidity; physical properties; bearing capacity of soil; friction angle Cở sở lý luận Độ rỗng đất tính chất vật lý đất, loại đất thời điểm lịch sử hình thành tác động tải trọng có độ rỗng khác Độ rỗng đất phụ thuộc vào trình hình thành đất, loại khống vật tạo đất, lịch sử hình thành đất Độ rỗng có ảnh hưởng đến trọng lượng riêng đất Trọng lượng riêng thể tích đất có ảnh hưởng đến cường độ đất 𝛾𝛾𝛾𝛾 Độ rỗng đất tính theo công thức: 𝑛𝑛𝑛𝑛 = − 𝑘𝑘𝑘𝑘 ; (1) 𝛾𝛾𝛾𝛾ℎ Trọng lượng riêng khơ đất tính sau: 𝛾𝛾𝛾𝛾𝑘𝑘𝑘𝑘 = 𝛾𝛾𝛾𝛾ℎ (1 − 𝑛𝑛𝑛𝑛); 𝛾𝛾𝛾𝛾 (2) 𝛾𝛾𝛾𝛾𝑘𝑘𝑘𝑘 = 𝑤𝑤𝑤𝑤 1+𝑤𝑤𝑤𝑤 Từ suy ra: 𝛾𝛾𝛾𝛾𝑤𝑤𝑤𝑤 = 𝛾𝛾𝛾𝛾ℎ (1 − 𝑛𝑛𝑛𝑛)(1 + 𝑤𝑤𝑤𝑤) (3) Cường độ đất tiêu chuẩn tính theo cơng thức: 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑚𝑚𝑚𝑚 (4) 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 = (𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑚𝑚𝑚𝑚 𝛾𝛾𝛾𝛾𝑤𝑤𝑤𝑤1 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 + 𝐵𝐵𝐵𝐵 𝐷𝐷𝐷𝐷𝑓𝑓𝑓𝑓 𝛾𝛾𝛾𝛾𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 + 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 ) 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 Cường độ đất tính tốn tính theo cơng thức: 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 = (𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑚𝑚𝑚𝑚 𝛾𝛾𝛾𝛾𝑤𝑤𝑤𝑤1 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 + 𝐵𝐵𝐵𝐵 𝐷𝐷𝐷𝐷𝑓𝑓𝑓𝑓 𝛾𝛾𝛾𝛾𝑤𝑤𝑤𝑤𝑤 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 + 𝐷𝐷𝐷𝐷 𝐶𝐶𝐶𝐶 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 ) 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 (5) Trong đó: n: độ rỗng đất γk: Trọng lượng riêng đất khô γh: Trọng lượng riêng hạt đất γw: Trọng lượng riêng đất thể tích đất trạng thái tự nhiên γw1tt: Trọng lượng riêng thể tích đất trường hợp tính tốn theo trạng thái tự nhiên đáy móng γw2tt: Trọng lượng riêng thể tích đất trường hợp tính tốn theo trạng thái tự nhiên từ đáy móng bên ngồi móng lên mặt đất hoàn thiện γw1tc: Trọng lượng riêng thể tích đất trường hợp tiêu chuẩn theo trạng thái tự nhiên đáy móng γw2tc: Trọng lượng riêng thể tích đất trường hợp tiêu chuẩn theo trạng thái tự nhiên từ đáy móng bên ngồi móng lên mặt đất hoàn thiện A, B, D hệ số cường độ đất phụ thuộc giá trị góc ma sát đất đáy móng Ctc; Ctt: Lực dính tiêu chuẩn lực dính tính tốn đất đáy móng W: Độ ẩm đất trạng thái tự nhiên bm: Bề rộng móng Df: Độ sâu đặt móng m1: Hệ số điều kiện làm việc đất đáy móng m2: Hệ số điều kiện làm việc cơng trình có tác dụng qua lại với đất ktc: Độ tin cậy hồ sơ khảo sát địa chất cơng trình Theo (1); (2); (3); (4); (5) nhận thấy: Khi độ rỗng n tăng lên γk giảm - góc ma sát giảm hệ số A, B, D giảm; Khi γk giảm γh giảm; ISSN 2734-9888 01.2021 61 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Khi γh giảm γw giảm; Khi γw giảm R - cường độ đất giảm Ví dụ tính tốn Bảng Chỉ tiêu lý đất khu công nghiệp Hòa Phú, huyện Long Phú, tỉnh Vĩnh Long Loại đất Độ rỗng n (%) Độ ẩm w (%) Trọng lượng riêng Trọng lượng riêng Góc ma sát ϕ(độ) khô γk (kN/m3) tự nhiên γw (kN/m3) Cát 37.21 20.6 16.73 20.17 31.18 Cát 41.36 24.9 15.68 19.58 26.39 Cát 45.18 23.8 14.54 18.00 22.56 Cát 52.81 27.8 12.61 16.11 14.59 Sét 44.64 25.6 14.98 18.81 13.55 Sét 48.94 34.4 13.72 18.45 10.46 Sét 50.77 36.5 13.2 18.02 9.15 Sét 60.2 52.9 10.47 15.99 6.14 Sét 60.79 54.4 10.32 15.94 6.10 Sét 60.74 62.1 9.49 15.37 4.59 2.1 Tương quan độ rỗng độ ẩm tự nhiên Lực dính C (kN/m2) 0.45 0.51 0.91 1.01 2.25 1.44 1.28 1.05 1.01 0.96 2.3.Tương quan độ rỗng trọng lượng riêng tự nhiên Hình Mơ tả tương quan độ rỗng trọng lượng riêng tự nhiên đất loại cát Hình Mơ tả tương quan độ rỗng độ ẩm tự nhiên đất loại cát Hình Mô tả tương quan độ rỗng độ ẩm tự nhiên đất loại sét 2.2 Tương quan độ rỗng trọng lượng riêng khơ 62 Hình Mơ tả tương quan độ rỗng trọng lượng riêng tự nhiên đất loại sét 2.4 Tương quan độ rỗng góc ma sát đất Hình Mô tả tương quan độ rỗng trọng lượng riêng khơ đất loại cát Hình Mơ tả tương quan độ rỗng góc ma sát đất loại cát Hình Mơ tả tương quan độ rỗng trọng lượng riêng khơ đất loại sét Hình Mơ tả tương quan độ rỗng góc ma sát đất loại sét 01.2021 ISSN 2734-9888 2.5 Tương quan độ rỗng lực dính ĐẤT LOẠI CÁT Lực dính, kN/m2 1.2 0.8 y = 1.7653Ln(x) - 5.9512 0.6 0.4 0.2 R2 = 0.8648 35 40 45 50 55 Độ rỗng, n% Hình Mơ tả tương quan độ rỗng lực dính đất loại cát ĐẤT LOẠI SÉT Lực dính, kN/m2 2.5 y = -3.0423Ln(x) + 13.489 2 R = 0.8069 1.5 0.5 40 45 50 55 60 65 Độ rỗng, n% Hình 10 Mơ tả tương quan độ rỗng lực dính đất loại sét Nhận xét: Từ kết nghiên cứu trên, có số nhận xét sau: Độ rỗng tăng độ ẩm tăng với loại đất cát đất sét Độ rỗng tăng trọng lượng riêng khơ giảm với loại đất cát đất sét Độ rỗng tăng trọng lượng riêng tự nhiên giảm với loại đất cát đất sét Độ rỗng tăng góc ma sát đất giảm với loại đất cát đất sét Độ rỗng tăng lực dính đất cát tăng lực dính đất sét giảm Kết luận Độ rỗng đất có tương quan mật thiết với tiêu lý đất Độ rỗng tăng cường độ đất giảm Độ rỗng đất thay đổi theo số nguyên nhân tăng độ bão hòa nước gặp mưa, lũ, ngập triều cường, ngập nước khơng Khi xây dựng cơng trình khu vực có khả ngập, có chấn động thường xun giải pháp kết cấu móng cần phải tính theo thay đổi tiêu lý theo thay đổi hệ số rỗng để bảo đảm an tồn cho cơng trình v TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình [2] TCVN 9347: 2012 Khoan thăm dị địa chất cơng trình [3] TCVN 9363:2012 Khảo sát cho xây dựng - Khảo sát địa kỹ thuật cho nhà cao tầng [4] TCVN 2737:1995 Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế [5] TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu động đất [6] Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, Nhà XB Đại học quốc gia tpHCM, 2011 [7] Joseph E Bowel, Foundation Analysis And Design, fifth edition, McGraw-Hill International Editions, 1996 [8 R.WHITLOW, Basic soil mechanics, third edition, Longman [9] T H Jordan, "Structural Geology of the Earth's Interior", Proceedings of the National Academy of Science, 1979, Sept., 76(9): 4192–4200 [10] Hazlett, James S Monroe; Reed Wicander; Richard (2006) Physical geology: exploring the earth; ISSN 2734-9888 01.2021 63 ... cát đất sét Độ rỗng tăng trọng lượng riêng tự nhiên giảm với loại đất cát đất sét Độ rỗng tăng góc ma sát đất giảm với loại đất cát đất sét Độ rỗng tăng lực dính đất cát tăng lực dính đất. .. giảm Kết luận Độ rỗng đất có tương quan mật thiết với tiêu lý đất Độ rỗng tăng cường độ đất giảm Độ rỗng đất thay đổi theo số nguyên nhân tăng độ bão hòa nước gặp mưa, lũ, ngập triều cường, ngập... quan độ rỗng lực dính đất loại sét Nhận xét: Từ kết nghiên cứu trên, có số nhận xét sau: Độ rỗng tăng độ ẩm tăng với loại đất cát đất sét Độ rỗng tăng trọng lượng riêng khơ giảm với loại đất