Nghiên cứu độ chặt - độ ẩm thích hợp theo chiều cao đập để nâng cao tính ổn định của đập đất

Nghiên cứu độ chặt - độ ẩm thích hợp theo chiều cao đập để nâng cao tính ổn định của đập đất

1 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO - BỘ NƠNG NGHIHỆP & PTNT VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM FFGFD NGUYỄN HÙNG SƠN NGHIÊN CỨU ĐỘ CHẶT- ĐỘ ẨM THÍCH HP THEO CHIỀU CAO ĐẬP ĐỂ NÂNG CAO TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP ĐẤT Chun ngành: Địa kỹ thuật xây dựng Mã số: 62.58.60.01 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Thành phố Hồ Chí Minh - 2009 2 Công trình được hoàn thành tại : VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH. NGUYỄN VĂN THƠ. Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam Phản biện 1 : GS.TS. NGUYỄN CÔNG MẪN Trường Đại học Thủy lợi. Phản biện 2 : TSKH. VŨ CAO MINH Viện Địa chất. Phản biện 3 : TS. TRÀ THANH PHƯƠNG Trường Đại họ c Bách khoa TP.Hồ Chí Minh Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sỹ cấp Nhà nước, họp tại Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam, 28 Hàm Tử (2A-Nguyễn Biểu) Phường1, Quận5, Thành phố Hồ Chí Minh, vào hồi 8 giờ ngày 08 tháng 4 năm 2009. Có thể tìm hiểu luận án tại : - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Viện Khoa học Thủy lợ i Miền Nam 3 PHẦN MỞ ĐẦU Mục tiêu và tính cấp thiết của đề tài: Thành tựu 30 năm xây dựng Thủy lợi, Thủy điện ở khu vực Tây Nguyên, Nam Trung bộ và Đông Nam bộ đã góp phần tạo nên thành công của công cuộc Đổi mới - Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa đất nước Việt Nam-một đất nước đang đà phát triển, với những thắng lợi quan trọng trong lĩnh vực quản lý và sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên đất và nước. Tuy nhiên, vấn đề “Đất đắp đập Miền Trung” từ nhiều thập niên qua vẫn còn nguyên tính thời sự nóng bỏng và vẫn được Nhà nước, các cấp, các ngành quan tâm sâu sắc, vì những tính chất đặc biệt của chúng đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng công trình xây dựng. Kết quả khảo sát hiện trường sự cố của các công trình đập đất trong khu v ực, đã cho thấy ngoài những hiện tượng, sự cố thông thường gắn liền với các vết nứt như: sạt lở, đứt gãy, trượt sâu, lún nền…còn tồn tại những hiện tượng khác thường, bộc lộ qua những vết nứt hẹp, ngắn, cục bộ trong từng lớp đất đắp. Đó là hiện tượng nứt cục bộ trong lòng khối đất, dẫn đến s ự cố mất nước cục bộ trong thân đập và nguy cơ rò rỉ, vỡ đập gây tai họa cho những vùng dân cư rộng lớn. Đã có nhiều chuyên gia bàn luận về vấn đề này và đã có một số phương án xử lý sự cố thành công. Song, thực chất của hiện tượng đó là gì? Xảy ra trong điều kiện nào? Có thể tính toán phòng tránh được không? Hiện tại vẫn chưa có câu trả lời mang tính hệ thố ng. Vì vậy, mục tiêu của luận án đã được xác định là: Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tế công trình, để xác lập các sơ đồ tính toán và thí nghiệm địa kỹ thuật, nhằm xác định được bản chất, nguyên nhân và hướng chủ động phòng tránh hiện tượng nứt, mất nước cục bộ trong thân đập đất, theo đề tài: “Nghiên cứu độ chặt-độ ẩm thích hợp theo chiều cao đập để nâng cao tính ổn định của đập đất” đã mang lại nhiều ý nghĩa thiết thực. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận án: Luận án tập trung nghiên cứu các vấn đề sau: (a) Tổng quan về điều kiện tự nhiên, địa chất công trình và các tính chất đặc biệt của đất đắp đập ở khu vực Tây Nguyên, Nam Trung bộ và Đông Nam bộ,Việt Nam. 4 (b) Bản chất vật lý của hiện tượng nứt, mất nước cục bộ trong thân đập đất. (c) Phương pháp xác định vị trí khu vực có nguy cơ bị nứt cục bộ trong thân đập. (d) Xây dựng nguyên tắc lựa chọn độ chặt, độ ẩm thích hợp của đất đắp, theo chiều cao đập và theo lọai đất, để phòng tránh nứt cục bộ. (e) Ứng dụng kết quả nghiên cứu, trong các công trình thự c tế, để kiểm nghiệm khả năng dự báo sự cố và phòng chống thiên tai. Phương pháp nghiên cứu của luận án: Phân tích các hiện tượng, sự cố tại các công trình đập đất thực tế, rút ra những nét đặc trưng, phổ biến nhất trong các hiện tượng, sự cố nứt, mất nước cục bộ trong thân đập đất. Thực hiện thí nghiệm địa kỹ thuật, đặc biệ t là thí nghiệm lún ướt theo phương pháp hai đường cong nén, để xác lập đường đặc trưng lún ướt của từng loại đất trong khu vực nghiên cứu. Từ đó, xác định được vị trí vùng chênh lệch lún ướt trong thân đập - phụ thuộc vào giá trị áp lực nén, độ chặt- độ ẩm đầm nén và loại đất được dùng để đắp đập. Nghiên cứu cơ sở lý luận về sức chống cắt và ứng su ất cắt cho phép tại mặt giáp ranh của hai phần khô, ướt khác nhau trong lớp đất đắp, để thiết lập các sơ đồ, các công thức tính toán, tương ứng với các trường hợp tiêu biểu của sự cố nứt, mất nước cục bộ trong thân đập đất. Thực hiện khảo sát thực địa để kiểm chứng và xác định các thông số điều chỉnh phù hợp giữa sơ đồ lý thuyết và thực tế công trình. Xây dựng nguyên tắc chủ động phòng tránh sự cố và ứng dụng vào công trình thực tế. Những đóng góp mới về mặt khoa học của luận án: * Phát hiện được nguyên nhân chủ yếu gây ra những khuyết tật, sự cố nứt-mất nước cục bộ trong thân đập đất được đắp bằng phương pháp đầm nén, ở khu vực Tây Nguyên, Nam Trung bộ và Đông Nam b ộ là do chênh lệch lún ướt khi đất trong thân đập bị ngấm nước không đều. * Xác lập được “ Đường đặc trưng lún ướt của đất ” là đường biểu thị quan hệ giữa hệ số lún ướt tương đối và áp suất nén a m = f(P), với các giá trị đặc trưng về hệ số lún ướt tương đối (a m ), bao gồm: a m max , a m min và a m ổn định tương ứng với mọi trường hợp lún ướt. * Xác lập được “Vùng chênh lệch lún ướt của đất” là vùng giới hạn giữa đường đặc trưng lún ướt a m = f(P) và đường lún ướt ổn định 5 a m =a m ổnđịnh theo các điều kiện về loại đất, áp suất nén, độ chặt, độ ẩm đầm nén. Từ đó, xác định được áp suất nén tương ứng với vùng lún lệch (P ôđ1 , P ôđ2 ) để suy ra vị trí khu vực công trình có nguy cơ bị nứt cục bộ cách đỉnh khối đắp là (H 1 , H 2 ) theo quan hệ với áp suất nén (P) và dung trọng đất (γ w ) như sau: P ôđ1 = γ w H 1 và P ôđ2 = γ w H 2 . * Thiết lập được các sơ đồ, các công thức tính và nội dung thí nghiệm theo các dạng sự cố tiêu biểu, để tính toán xác định vị trí khu vực có chênh lệch lún ướt gây ra nguy cơ nứt cục bộ trong thân đập đất. * Xác định được bằng thí nghiệm các hệ số đầm chặt thích hợp (K) theo chiều cao đập, ứng với từng loại đất khác nhau trong khu vực, đảm bảo nguyên tắc chủ động phòng tránh lún lệch do lún ướt gây ra. Khả năng ứng dụng của luận án vào thực tế: * Cung cấp tài liệu tham khảo để chọn hệ số đầm nén (K) theo chiều cao đập, ứng với từng loại đất khác nhau, để nâng cao ổn định của đập đất. * Đã ứng dụng thành công kết quả nghiên cứu vào việc thiết kế, thi công với hệ số đầm chặt (K) theo chiề u cao đập đất Sông Ray và kiểm nghiệm khả năng dự báo khu vực bị nứt cục bộ ở đập đất Đồng Xoài. Cơ sở tài liệu : Các tài liệu được sử dụng trong luận án gồm có: Các bài báo, Thông tin khoa học về Địa kỹ thuật, Xây dựng, Thủy lợi, Nông nghiệp-Nông thôn. Các báo cáo kết quả thí nghiệm địa chất công trình. Các báo cáo kết quả thực hiện đề tài nghiên cứu. Các số liệu thí nghi ệm do tác giả luận án thực hiện tại phòng nghiên cứu Nền móng và Địa kỹ thuật và các báo cáo kết quả thí nghiệm hiện trường tại các công trình đập đất thực tế. Các luận văn, luận án, sách vở…có nội dung liên quan đến đề tài của luận án. Cấu trúc của Luận án: Luận án được trình bầy trong 135 trang, bao gôm: 46 hình vẽ, 38 bảng biểu và các trang thuyết minh. Nội dung chính của Luận án gồm có 5 chương và 2 hợp phầ n là phần Mở đầu và phần Kết luận,đề nghị. 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ SỰ CỐ NỨT, MẤT NƯỚC CỤC BỘ TRONG THÂN ĐẬP ĐẤT Ở KHU VỰC TÂY NGUYÊN, NAM TRUNG BỘ VÀ ĐÔNG NAM BỘ - VIỆT NAM. 1.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên, địa chất công trình của khu vực nghiên cứu: Khu vực nghiên cứu, là một vùng lãnh thổ Việt Nam, trải dài từ đèo Hải Vân đến sông Vàm Cỏ Đ ông, bao gồm các địa danh: Tây Nguyên, Nam Trung Bộ, và Đông Nam Bộ. Vị trí địa lý : Từ 10 0 30’ đến 14 0 30’ độ Vĩ Bắc Từ 106 0 đến 109 0 30’ độ Kinh Đông 1.1.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo: Khu vực nghiên cứu, mang ñaày ñuû đặc điểm về địa hình, địa mạo, của dãy Trường Sơn Nam. Với địa hình thung lũng, phân bậc rõ nét, cho thấy khu vực nghiên cứu là một hệ thống các núi, thung lũng, cao nguyên và bình sơn nguyên xen kẹp, có độ cao khác nhau, khu vực sườn Đông (từ 1800m đến 500m), sườn Tây và Nam (từ 500m đến 100m). Đặc biệt độ cao của d ải đồng bằng ven biển và giải đồng bằng giáp châu thổ sông Mêkông khoảng từ (100 ÷ 2.0 m). 1.1.2. Đặc điểm về cấu tạo địa chất: Về cấu tạo địa chất, khu vực nghiên cứu là một hệ thống các núi tái sinh, rìa đại dương, chịu tác động tân kiến tạo, nâng lên mạnh mẽ, phần lớn các núi được cấu tạo từ các khối đá cổ, khối tảng. Các cao nguyên, hình thành từ lớp vỏ phong hóa của các mặt bán bình nguyên, thuộc các khối tảng nâng cao, có bazan cổ bao phủ, tu ổi từ Paleogen đến đệ tứ. Vùng chân cao Nguyên, chân mái Nam Trường Sơn, thoải dần đến châu thổ Sông Mê kông theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, từ Tây Ninh đến Vũng Tàu, là một dải đất xám phù sa cổ, trên nền đá phiến, cát kết tuổi Jura. 1.1.3. Đặc điểm về khí tượng thủy văn: Khu vực nghiên cứu, nhận đường đỉnh của dãy Trường Sơn Nam làm đường phân thủy, phân chia khu vực thành hai lưu vực chính, đ ó là 7 lưu vực của các sông đổ ra biển Đông, gồm có: sông Ba - sông Đà Rằng, sông Đồng Nai, sông Bé, sông Sài Gòn, sông Vàm Cỏ…Và lưu vực các sông đổ vào sông Mêkông (phía tây) như: sông SeRePok, sông PôCô - sông Sê San…Đặc điểm cơ bản của hệ thống sông suối trong khu vực là ngắn, hẹp, dốc, có nhiều ghềnh thác. Sông ngòi ở đây thường có 3 đoạn là: đoạn qua vùng đồi núi, đoạn qua vùng cao nguyên, và đoạn qua vùng đồng bằng. 1.1.4. Đặc điể m về thời tiết và khí hậu Khu vực nghiên cứu, nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa. Khí hậu phân biệt thành 2 mùa rõ rệt là muøa mưa và muøa khô. Mùa mưa, kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11. Mùa khô, kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. 1.2. Tổng quan về nguồn vật liệu đất đắp trong khu vực nghiên cứu Vật liệu đất đắp trong khu vực, chủ yếu được phân thành 7 loại, theo nguồn gốc hình thành và trữ lượng khai thác, sử dụng như sau: 1.2.1. Đất có trữ lượng lớn, khai thác sử dụng tốt Đất sườn tàn tích và tàn tích trên nền đá bazan cổ: Đây là loại đất đặc trưng của khu vực, phân bố rộng khắp ở Tây Nguyên và Đông Nam Bộ. Chiều sâu tầng khai thác hiệu qủa của loại đất này có thể đạt khoảng 7 ÷ 10 m. Đất trên nền đá trầm tích bột kết, cát kết: Đây là một loại đất đặc trưng của khu vực ven biển Nam Trung Bộ, với địa hình sườn núi dốc, hàm lượng hạt vón kết ít, chỉ tiêu cơ lý tốt, đất có tính trương nở trung bình đến mạnh. Đất trên nền đá xâm nhập Granit: Đây là một loại đất đặc trưng của khu vực Nam Trung bộ và vùng gần biển Đông Nam bộ 1.2.2. Đất có trữ lượng nhỏ, khai thác sử dụng hạn chế Là loại đất trầ m tích aluvi (aQ), phân bố ở vùng ven sông như sông Pô Cô, sông Ba, sông Đồng Nai, sông Vàm Cỏ,…Thường là đất sét, á sét , trữ lượng ít, chiều dày tầng khai thác không quá 5m. 1.2.3. Đất khó khai thác sử dụng 8 Đất trên nền đá phún trào Đaxit, Riolit… Loại đất này rất ít gặp, trữ lượng ít, chưa sử dụng trong công trình. Đất trên nền đá biến chất Gờ nai: Loại đất này, có tính chất cơ lý thay đổi trong phạm vi rộng, khai thác, sử dụng khó khăn, phải có biện pháp phân tầng, phân lớp, trộn đất rất phức tạp. Đất trên nền đá Bazan trẻ: Do sự phong hóa chưa cao, chưa biến đổi hoàn toàn thành đất, còn xen lẫn với đá ong tảng, khai thác khó khăn, ít sử dụng trong thực tế. 1.3. Tổng quan vê tính chất đặc biệt của đất đắp đập trong khu vực: Đất đắp đập trong khu vực Tây Nguyên, Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ đã bộc lộ nhiều tính chất khác thường làm ảnh hưởng xấu đến tính ổn định của công trình. Vào thời kỳ 1976 - 1996 đã xảy ra hàng loạt sự cố công trình liên quan đến vật liệu đất đắp khi tiếp xúc với nước Thấy rõ sự cần thiết phải nghiên cứu các đặc tính của đất đắp trong khu vực, tháng 4/1994 tại Nha Trang, đã có “Hội thảo khoa học về sử dụng đất đắp đập Miền Trung”. Tại hội thảo này, các nhà khoa học Việt Nam đã khẳng định các tính chất đặc biệt của đất đắp đập trong khu vực cần ph ải nghiên cứu [35] là: Tính chất lún ướt. Tính chất trương nở. Tính chất tan rã. Tính chất co ngót. 1.3.1. Tính chất lún ướt của đất: a. Tổng quan về lún ướt: “Lún ướt” là hiện tượng tự nhiên, xảy ra khi khối đất bị ướt (ngấm nước) nhưng không làm thay đổi áp lực nén, khi đó độ lún của đất sẽ tăng hơn so với trường hợp không bị làm ướt. Mức độ lún ướt của đất được biểu thị bằng “Hệ số lún ướt tương đối – ký hiệu là a m ” xác định theo công thức (1.1) pd pcpd m h hh a − = (1.1) Theo V.D.Lômtadze [36] đã tổng hợp ý kiến của nhiều nhà nghiên cứu(P.A.Tutkovski,1899, V.A.Obrutsev,1929,1933,1948, I.I.Trofimov, 1945…) thì các đất hoàng thổ, đất “lớt”(loess) đều có tính lún ướt. Đặc trưng quan trọng của đất lớt theo quan điểm địa chất công trình là: Độ rỗng đại, độ chứa bụi cao, thường chứa nhiều muối, dễ bị xói rửa và 9 tan rã, có khuynh hướng lún sập khi bị ẩm. Theo N.A.Xưtôvich [38] đất lún sụt có kiến trúc không ổn định, trong điều kiện tự nhiên chúng thường chưa được nén chặt Ở Việt Nam, khi nghiên cứu sử dụng đất đỏ bazan để đắp đập ở Tây Nguyên, Nguyễn Công Mẫn [12], Nguyễn Văn Thơ, Phạm Văn Thìn [18] và nhiều nhà khoa học khác, đã phát hiện tính chất lún ướt trong nền đất đỏ bazan và Hoàng Ngọc Kỹ (1990) đã giới thiệu sự phân bố đất loess tại các khu vực[15]: Sơn Tây, Nam Đàn, Đà Nẵng, Đồng Nai, Tam Nông. Đất loess vàng đỏ được tìm thấy trên những vùng cao nguyên Đak Nông, Đà Lạt, Cao Bằng. Năm 1979, khi nghiên cứu nguyên nhân sự cố ở đập Suối Trầu, tỉnh Khánh Hòa, Nguyễn Văn Thơ đã phát hiện tính lún ướt trong đất đắp quá khô và dung trọng đầm nén thấp ( W< W op ; γ c < 0,9 γ cmax ) Như vậy, trong những điều kiện nhất định về môi trường, độ đầm chặt, độ ẩm, áp suất nén, tương ứng với từng loại đất dùng để đắp đập, hiện tượng lún ướt sẽ phát sinh theo các mức độ khác nhau. b. Các yếu tố ảnh hưởng đến lún ướt: * Theo mức độ bão hoà nước (G): Kết quả thí nghiệm nén lún cho thấy, ở cùng một cấ p áp lực nén nhất định, thì độ bão hòa nước càng tăng, chênh lệch hệ số rỗng (Δe) so với trạng thái ban đầu sẽ càng lớn và hệ số lún ướt tương đối cũng sẽ lớn hơn. * Theo độ đầm chặt (K 0 ) và độ ẩm khi đầm(W o ): Kết quả thí nghiệm lún ướt mẫu đất có độ chặt, độ ẩm ban đầu K 0 và W 0 cho thấy: Các mẫu đất có γ c < 0,9 γ c max và W o < W op lún ướt xảy ra rất rõ rệt. Các mẫu đất có γ c ≤ 0,95 γ c max và W o < W op lún ướt bắt đầu xuất hiện. Các mẫu đất có γ c ≈ γ c max và W o ≈ W op lún ướt không xảy ra. Khi độ ẩm ban đầu của mẫu vượt quá giới hạn dẻo của nó ( W o ≥ W p ) thì đất sẽ không bị lún ướt, mặc dù vẫn có tính nén lún cao. * Theo áp suất nén (P): Kết quả nghiên cứu về mối quan hệ giữa hệ số lún ướt tương đối (a m ) với áp suất nén (P) đối với các mẫu đất có độ chặt- độ ẩm đầm nén (K,W o ) tương ứng với từng loại đất đắp khác nhau, là một nội dung chính của luận án, kết quả nghiên cứu được trình bầy trong chương 2 và các chương tiếp theo. 1.3.2. Tính chất trương nở của đất: 10 a. Bản chất hiện tượng trương nở của đất : Trương nở là hiện tượng tự nhiên, trong đó, thể tích của đất tăng lên khi bị ngấm nước, bị ướt. Từ sơ đồ cấu tạo hạt đất cho thấy khi bị ngấm nước, lớp nước màng mỏng càng dày hơn thì khoảng cách giữa các haït càng lớn hơn, đồng thời với tác dụng đẩy nhau ra xa h ơn của các hạt mang điện tích cùng dấu (-) sẽ làm cho thể tích của khối đất tăng lên. b. Các yếu tố ảnh hưởng đến trương nở: * Ảnh hưởng của thành phần khoáng hạt sét: Thành phần của khoáng vật trong đất sét rất đa dạng, Song có 3 loại khoáng vật ảnh hưởng lớn đến tính trương nở của đất là: Kaolinite, Illite và Montmoirllonite. * Ảnh hưởng kết cấu của đất: Đối với mẫu có kết cấu tự nhiên, giá trị R N luôn nhỏ hơn so với các mẫu phá hủy, chế bị lại, vì ảnh hưởng của lực dính kết cấu (C c ) , [29]. * Ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu: Độ ẩm ban đầu W 0 > W p , (W p là độ ẩm giới hạn dẻo), hầu như hiện tượng trương nở không xảy ra. * Ảnh hưởng của độ chặt, áplực nén và áp lực trương nở: Quan hệ giữa dung trọng khô của mẫu đất với độ trương nở và áp lực trương nở là quan hệ tuyến tính. Mặt khác, khi áp lực nén lớn hơn áp lực trương nở( N P P ≥ ) thì hiện tượng trương nở không xảy ra. 1.3.3. Tính chất tan rã : a. Bản chất hiện tượng tan rã của đất : Tan rã là hiện tượng tự nhiên, xảy ra khi đất bị ngâm trong nước, khi đó, các hạt đất bị mất khả năng liên kết với nhau, tan ra và rã trong nước. Tùy theo hình thức và mức độ phát sinh, có thể nhận biết các dạng tan rã của đất như: Tan rã hoàn toàn tan rã bề mặt và tan rã dạng tổ ong . b. Mức độ tan rã của các loại đất đặc trưng trong khu vực: Đất Bazan: điều kiện xảy ra tan rã là: W o < 0,75 W T , W T = 55 ÷ 65% Đất tàn tích, trầm tích trên nền đá Granit: điều kiện xảy ra tan rã : W 0 ≤ 0,6 W T ; W T = 48% ÷ 55% [...]... ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ XÁC ĐỊNH ĐỘ CHẶT ĐẤT ĐẮP THEO CHIỀU CAO ĐẬP ĐẤT SƠNG RAY VÀ KIỂM NGHIỆM KHU VỰC BỊ NỨT CỤC BỘ TRONG THÂN ĐẬP ĐẤT ĐỒNG XỊAI 5.1 - Ứng dụng kết quả nghiên cứu để xác định độ chặt đất đắp theo chiều cao đập đất Sơng Ray, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu: Đập đất Sơng Ray, tỉnh Bà Rịa-VũngTàu, có dạng khơng đồng chất, gồm 4 khối (khối trái, khối phải, khối chống thấm giữa đập và 23 khối... trọng khơ của tồn mẫu đất thí nghiệm c - Là dung trọng khơ của đơn thể hạt thơ c - Là dung trọng khơ của phần hạt mịn - Là hàm lượng hạt thơ trong mẫu thí nghiệm 4.4 Ngun tắc xác định độ chặt, độ ẩm đất đắp thích hợp theo chiều cao đập, để phòng tránh nứt cục bộ trong thân đập đất 22 Tổng hợp kết quả thí nghiệm lún ướt và tính tóan xác định các “Đường đặc trưng lún ướt” của các loại đất đặc trưng trong... xác định độ chặt - ộ ẩm đất đắp theo chiều cao đập để tránh lún lệch do lún ướt gây ra ở đập Sơng Ray Ký hiệu Mẫu đất Dung trọng khơ γc Hệ số đầm Chặt Đ ẩm (%) Vùng chênh lệch lún ướt gây nứt (H1,H2 là chiều sâu tính từ đỉnh đập xuống) Pam max Pod1 Pod2 T/m3 K W kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 Ch.sâu H1 (m) W 3-1 1.63 0.80 0.48 2.00 2.4 10.0 W 3-2 1.67 1.75 1.40 2.10 6.9 10.3 W 2-2 1.71 1.80 1.49 2.11 7.2 10.2 W 1-2 ... Δ - Tỷ trọng của đất, tính bằng số thập phân W p - Độ ẩm giới hạn dẻo của đất, tính bằng số thập phân 21 *Cơng thức B.I.Bi.Run: γ TK c Δ (1 − V 0 ) = 1 + 0 , 62 W T Δ (T/m3) (4.4) Trong đó: V 0- Hệ số thể tích khí WT - Độ ẩm giới hạn chảy của đất, tính bằng số thập phân Phương pháp tính tốn theo độ chặt đầm nén (K) : γ TK c = Kγ c max ; K = (0,95 ÷ 1,0) (4.6) 4. 3- Phương pháp thí nghiệm đầm nén đất: ... trên lớp đất bị nứt H – Là chiều sâu tính từ đỉnh khối đất đến khu vực bị nứt CHƯƠNG 4 : XÁC ĐỊNH ĐỘ CHẶT-ĐỘ ẨM THÍCH HỢP THEO CHIỀUCAO VÀ THEO LOẠI ĐẤT ĐẮP ĐỂ PHỊNG TRÁNH NỨT CỤC BỘ 4.1 Hệ số đầm chặt của đất đắp: K = γc (4.1) γ c max γ c max là dung trọng khơ lớn nhất trong thí nghiệm đầm nện Proctor 4.2 Dung trọng khơ thiết kế ( γ c TK ): Phương pháp tính tốn theo cơng thức thực nghiệm: * Cơng thức... trưng trong khu vực, tác giả đã xây dựng được ngun tắc xác định độ chặt, độ ẩm đất đắp thích hợp theo chiều cao đập, để chủ động phòng tránh nứt cục bộ trong thân đập đất, như thể hiện ở phần kết luận 4 và nêu rõ nội dung và trình tư thực hiện tính tóan, thí nghiệm như sau: Xuất phát từ “Đường đặc trưng lún ướt của đất ” am=f(K,P,Lọai đất) xác định được “Vùng chênh lệch lún ướt” với khoảng giá trị (Pođ... đất đắp theo chiều cao đập, để chống nứt cục bộ cần đảm bảo các nội dung: Khống chế khu vực đỉnh đập, để bố trí cao độ đỉnh tường tâm theo điều kiện chống trương nở, co ngót ( P > PN ) và phù hợp với vị trí của đường bão hòa nước trong thân đập Xác định cụ thể trên đường đặc trưng lún ướt về khu vực bắt đầu có chênh lệch lún ướt (H1) để bố trí độ chặt, độ ẩm đất đắp theo chiều cao đập, tương ứng với hệ... mái hạ lưu khối chống thấm) Chiều dài đập: 1930m Chiều cao lớn nhất: 34m Vật liệu đất được sử dụng để đắp đập là lọai đất bazan có lẫn vón kết laterite.Tổng hợp kết quả thí nghiệm lún ướt các mẫu đất đắp đập và xác định “Đường đặc trưng lún ướt”thể hiện trên hình (5.4) và hệ số đầm nén (K) theo chiều cao đập đất (bảng 5.10) 0,02000 0,01800 H ệ số lú n ư ớ t tư ơ n g đ ối - am 0,01600 0,01400 K = 0,93... để khu vực cơng trình có chênh lệch lún ướt lớn nhất (Ham max), tương ứng với hệ số đầm nén K= 0.98 ÷1.00 5 Phạm vi và mức độ lún lệch do chênh lệch lún ướt gây ra trong cơng trình đập đất được đắp bằng các loại đất đặc trưng ở khu vực Tây Ngun, Nam Trung bộ và Đơng Nam bộ, được tổng hợp ở bảng (3.2) và bảng (4.4), có thể tham khảo để xác định độ chặt và độ ẩm tương ứng của đất đắp theo chiều cao đập, ... và chiều dầy lớp phủ chống nứt (Hq) theo cơng thức (3.7), (3.9): 2C Ka − 0,3Ka γ − C Ka −C (3.7) (3.9) Hq = Ka γ q K a γ 3.2 Sơ đồ nứt đáy và Sơ đồ tách lớp (do chênh lệch lún ướt gây ra) Tính tốn vị trí vùng nứt cục bộ tính từ đỉnh khối đắp xuống (H) Zn = 2C 26 theo cơng thức (3.17): H = mC ( 1 + 2 K a ) ( K a cos β ) γ 4 Xác định các thơng số về độ chặt - độ ẩm thích hợp của đất đắp theo chiều cao . thân đập đất, theo đề tài: Nghiên cứu độ chặt - ộ ẩm thích hợp theo chiều cao đập để nâng cao tính ổn định của đập đất đã mang lại nhiều ý nghĩa thiết thực. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của. TẠO - BỘ NƠNG NGHIHỆP & PTNT VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM FFGFD NGUYỄN HÙNG SƠN NGHIÊN CỨU ĐỘ CHẶT- ĐỘ ẨM THÍCH HP THEO CHIỀU CAO ĐẬP ĐỂ NÂNG CAO TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP ĐẤT. Là chiều sâu tính từ đỉnh khối đất đến khu vực bị nứt. CHƯƠNG 4 : XÁC ĐỊNH ĐỘ CHẶT-ĐỘ ẨM THÍCH HỢP THEO CHIỀUCAO VÀ THEO LOẠI ĐẤT ĐẮP ĐỂ PHÒNG TRÁNH NỨT CỤC BỘ 4.1. Hệ số đầm chặt của đất