Nghiên cứu tương quan giữa mô đun đàn hồi và chỉ số cbr của đất nền đường khu vực tỉnh đồng nai,luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN THANH KHIẾT NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN GIỮA MÔ ĐUN ĐÀN HỒI VÀ CHỈ SỐ CBR CỦA ĐẤT NỀN ĐƯỜNG KHU VỰC TỈNH ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT TP Hồ Chí Minh 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN THANH KHIẾT NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN GIỮA MÔ ĐUN ĐÀN HỒI VÀ CHỈ SỐ CBR CỦA ĐẤT NỀN ĐƯỜNG KHU VỰC TỈNH ĐỒNG NAI Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô đường thành phố Mã số: 60.58.02.05.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN MẠNH HÙNG TP Hồ Chí Minh - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Khiết LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn tơi xin phép bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy TS Nguyễn Mạnh Hùng - người tận tâm hướng dẫn, định hướng trình lựa chọn, thực đề tài: “Nghiên cứu tương quan mô đun đàn hồi số CBR đất đường khu vực tỉnh Đồng Nai” Đối với nhiều học viên, học tập, rèn luyện môi trường hàng đầu đào tạo ngành giao thông trường Đại học Giao thông Vận tải điều may mắn, Tơi xin thể lịng biết ơn tới Khoa sau đại học, thầy, cô giáo thuộc mơn giảng dạy, hướng dẫn tơi hồn thành chương trình học trường, thực giúp trưởng thành nâng cao kiến thức thực tiễn, chuyên môn nghiệp vụ công tác Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo Viện Khoa học Cơng nghệ Giao thơng Vận tải - Phịng thí nghiệm trọng điểm đường III tạo điều kiện giúp tơi thí nghiệm vật liệu phục vụ nghiên cứu đề tài luận văn để hồn thành khóa học Trường Đại học Giao thơng Vận tải, gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian qua TP HCM, Ngày 14 tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Thanh Khiết MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN Ở ĐỒNG NAI VÀ CÁC KẾT QUẢ ĐÃ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG 1.1 Vị trí địa lý 1.2 Đặc điểm tự nhiên .6 1.2.1 Đặc điểm địa hình .6 1.2.2 Đặc điểm địa chất đất đường .7 1.2.3 Đặc điểm thủy văn 12 1.2.4 Đặc điểm khí tượng 14 1.3 Một số nghiên cứu tương quan giới nước .16 1.4 Tóm lược chương 18 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM VÀ YÊU CẦU THÍ NGHIỆM ĐẤT NỀN ĐƯỜNG 21 2.1 Phương pháp tính tốn kết cấu áo đường mềm .21 2.1.1 Các yêu cầu chung áo đường mềm 21 2.1.2 Phương pháp dựa trên sở thực nghiệm 22 2.2.3 Phương pháp dựa lời giải lý thuyết 27 2.2.3.1 Phương pháp hành GTVT 22TCN 211-06 27 2.2.3.2 Phương pháp tính tốn Trung Quốc (quy trình JTJ014-86) 29 2.2.3.3 Phương pháp tính Pháp .31 2.2 Yêu cầu thí nghiệm đất đường 32 2.2.1 Yêu cầu đường 32 2.2.2 Tính biến dạng đất 33 2.2.3 Phương pháp xác định tiêu lý tiêu kỹ thuật 36 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG TƯƠNG QUAN GIỮA MÔ ĐUN ĐÀN HỒI VÀ CHỈ SỐ CBR, PHẠM VI ỨNG DỤNG 80 3.1 Thí nghiệm phịng xác định mơ đun đàn hồi E0 số CBR đất .80 3.1.1 Công tác chuẩn bị 80 3.1.2 Tiến hành thí nghiệm .82 3.2 Nguyên tắc xác lập tương quan .103 3.2.1 Một số hàm ước lượng 104 3.2.2 Phương pháp bình phương nhỏ 104 3.2.3 Độ phù hợp mơ hình 105 3.3 Xây dựng tương quan E0 số CBR vật liệu đất .106 3.4 Nhận xét, đánh giá kết đạt .107 3.5 Phạm vi ứng dụng 108 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .110 TÀI LIỆU THAM KHẢO .112 PHỤ LỤC 114 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Diện tích đất theo độ dốc (Báo cáo điều tra bổ sung năm 2004) Bảng 1.2: Mực nước thấp mùa cạn sơng (m) 12 Bảng 1.3: Mực nước cao tháng mùa lũ (m) 13 Bảng 1.4: Mực nước đỉnh lũ năm (m) 13 Bảng 1.5: Số nắng trung bình khu vực 14 Bảng 1.6: Lượng mưa (mm) số ngày có mưa khu vực 15 Bảng 1.7: Lượng mưa ngày lớn (mm) theo tần suất thiết kế khu vực 15 Bảng 1.8: Độ ẩm tương đối (%) tháng năm khu vực 15 Bảng 1.9: Bảng 1.9: Nhiệt độ khơng khí (°C) tháng năm khu vực Bảng 1.10: Bảng 1.10: Mô đun đàn hồi đất từ tương quan khác MR=f(CBR) Bảng 2.1: 19 Các thông số kỹ thuật tương ứng với phương pháp đầm nén Bảng 3.1: 16 51 Thống kê khối lượng đất cần lấy cho 01 mẫu đất thí nghiệm 81 Bảng 3.2: Bảng phân loại đất hạt thô 84 Bảng 3.3: Bảng phân loại nhanh đất hạt mịn 86 Bảng 3.3: Bảng phân loại đất sét theo số dẻo 86 Bảng 3.5: Bảng thông số kỹ thuật đầm nén tiêu chuẩn 86 Bảng 3.6: Kết thí nghiệm đầm nén mẫu đất sét 01 87 Bảng 3.7: Kết thí nghiệm đầm nén mẫu đất sét 88 Bảng 3.8: Kết thí nghiệm đầm nén mẫu đất sét 02 89 Bảng 3.9: Thông số kỹ thuật chế tạo mẫu thí nghiệm 90 Bảng 3.10: So sánh kết tương quan so với số tương quan khác 108 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Bản đồ đất ranh giới hành tỉnh Đồng Nai Hình 1.2: Bản đồ đất tỉnh Đồng Nai, tỷ lệ 1/100.000 11 Hình 1.3: Tốn đồ tương quan để đánh giá mô đun đàn hồi lớp đất đường 17 Hình 1.4: Tốn đồ tương quan CBR số nhóm đất 18 Hình 2.1: Kết cấu áo đường gồm lớp 22 Hình 2.2: Quan hệ ứng suất biến dạng trường hợp tổng quát tác dụng tải trọng hữu hạn 34 Hình 2.3: Bộ sàng thí nghiệm thành phần hạt 42 Hình 2.4: Kết thí nghiệm thành phần hạt 43 Hình 2.5: Dụng cụ để xác định giới hạn chảy 44 Hình 2.6: Dụng cụ casagrande 48 Hình 2.7: Biểu đồ quan hệ giưa số lần đập độ ẩm ứng với số lần đập 25 49 Hình 2.8: Kết thí nghiệm giới hạn chảy, giới hạn dẻo 50 Hình 2.9: Một số loại cối chày đầm 54 Hình 2.10: Kích thước cối chày đầm 54 Hình 2.11: Sơ đồ bố trí chày đầm 56 Hình 2.12: Kết thí nghiệm đầm nén 58 Hình 2.13: Dụng cụ thiết bị thí nghiệm CBR 62 Hình 2.14: Máy xuyên CBR 63 Hình 2.15: Biển đồ quan hệ áp lực nén - chiều sâu ép lún chưa hiệu chỉnh Hình 2.16: 66 Biển đồ quan hệ áp lực nén - chiều sâu ép lún hiệu chỉnh cách rời gốc tọa độ 66 Hình 2.17: Biểu đồ quan hệ CBR khối lượng thể tích khơ 68 Hình 2.18: Thiết bị thí nghiệm nén nở hông tự 69 Hình 2.19: Biểu đồ lực nén – Biến dạng 70 Hình 2.20: Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm nén hạn chế nở hơng 72 Hình 2.21: Kết thí nghiệm 79 Hình 3.1: Vị trí lấy mẫu thí nghiệm 80 Hình 3.2: Biểu đồ thành phần hạt đất đỏ, đất đen, đất xám 83 Hình 3.3: Phân loại đất phịng thí nghiệm - Biểu đồ dẻo 85 Hình 3.4: Biểu đồ quan hệ độ ẩm dung trọng khô mẫu đất sét 01 Hình 3.5: Biểu đồ quan hệ độ ẩm dung trọng khô mẫu đất sét Hình 3.6: 88 89 Biểu đồ quan hệ độ ẩm dung trọng khô mẫu đất sét 02 90 Hình 3.7: Máy Testometric M500-50kN AT 91 Hình 3.8: Thí nghiệm số CBR phịng 92 Hình 3.9: Biểu đồ quan hệ CBR độ chặt K mẫu đất sét 01 93 Hình 3.10: Biểu đồ quan hệ CBR độ chặt K mẫu đất sét 02 94 Hình 3.11: Biểu đồ quan hệ CBR độ chặt K mẫu đất sét 95 Hình 3.12: Biểu đồ quan hệ CBR độ chặt K mẫu đất sét đất sét 96 Hình 3.13: Biểu đồ quan hệ CBR độ chặt K mẫu đất sét 96 Hình 3.14: Biểu đồ quan hệ CBR độ chặt K mẫu đất sét 97 Hình 3.15: Thí nghiệm mơ đun đàn hồi 98 Hình 3.16: Biểu đồ quan hệ E0 độ chặt K mẫu đất sét 01 99 Hình 3.17: Biểu đồ quan hệ E0 độ chặt K mẫu đất sét 02 100 Hình 3.18: Biểu đồ quan hệ E0 độ chặt K mẫu đất sét 101 Hình 3.19: Biểu đồ quan hệ E0 độ chặt K mẫu đất sét đất sét 102 Hình 3.20: Biểu đồ quan hệ E0 độ chặt K mẫu đất sét 102 Hình 3.21: Biểu đồ quan hệ E0 độ chặt K mẫu đất sét 103 Hình 3.22: Đường hồi quy mẫu sai số 105 Hình 3.23: Biểu đồ thể quan hệ E0 CBR mẫu đất sét 107 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Tỉnh Ðồng Nai có tổng diện tích 5,896 km2, chiếm 1.76% diện tích tồn quốc, 25.5% diện tích miền Ðông Nam Bộ Ðồng Nai nằm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, cạnh TP Hồ Chí Minh - trung tâm kinh tế, thương mại, dịch vụ lớn nước - đầu mối giao thông quan trọng khu vực bên ngoài, cửa ngõ tiếp giáp miền núi, trung du đồng bằng, Nam cao nguyên vùng duyên hải tạo cho Ðồng Nai có lợi kinh tế, thu hút đầu tư từ bên ngoài, đồng thời giữ vai trò trọng yếu an ninh - quốc phòng Đồng Nai nằm vùng đất nhiệt đới ẩm có hầu hết loại đất diện Việt Nam Về mặt thổ nhưỡng, Đồng Nai Việt Nam thu nhỏ Chính điều tạo cho vùng có nhóm đất đa dạng phong phú Gồm có 10 nhóm đất chính, nhóm đất chiếm cao 40.05% (đất xám), chiếm 0.02% (đất loang lổ) Hiện nay, tỉnh có hàng loạt dự án cải tạo, cấp, xây dựng cơng trình hạ tầng giao thông vận tải Đảm bảo tuổi thọ, cường độ, ổn định, tính kinh tế cho cơng trình việc làm có ý nghĩa thiết thực nhất, quan trọng cấp quản lý: Từ chủ đầu tư đến quan tư vấn giám sát, tư vấn thiết doanh nghiệp trực tiếp tham gia xây dựng Trong đó, Nền đường đóng vai trị quan trọng việc đảm bảo cường độ, tuổi thọ, ổn định kết cấu mặt đường Có nhiều cơng trình sau đưa vào khai thác sử dụng xảy tượng lún cục bộ, mặt đường bị gãy vỡ, rạn nứt mau hư hỏng Những biểu có nguyên nhân trực tiếp đường không đảm bảo cường độ ổn định Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến cường độ ổn định đường tính chất đất đường, phương pháp đắp, chất lượng đầm lèn, biện pháp thoát nước biện pháp bảo vệ đường Một nhân tố ảnh hưởng khơng nhỏ đến chất lượng cơng trình trị số mô đun đàn hồi (E0) đất Tuy nhiên, Việc xác định trị số mô đun đàn hồi (E0) chủ yếu gián tiếp thông qua bảng tra phụ thuộc vào loại đất độ ẩm sử dụng tương quan thực nghiệm E0=7.93 CBR0.85 (MPa) Với phong phú đa dạng loại đất 100 E0 độ chặt K=1.00 là: 494.75 (kgf/cm2) E0 độ chặt K=0.98 là: 450.70 (kgf/cm2) E0 độ chặt K=0.95 là: 357.95 (kgf/cm2) + Mẫu AS2-03E: E0 (kgf/cm2) (g/cm3) 129.66 1.797 10 chày 318.81 1.870 30 chày 514.18 2.026 65 chày E0 độ chặt K=1.00 là: 492.46 (kgf/cm ) K 0.904 0.941 1.019 E0 độ chặt K=0.98 là: 541.66 (kgf/cm2) E0 độ chặt K=0.95 là: 356.91 (kgf/cm2) + Mối quan hệ E0 tương ứng với độ chặt K =1.00; K=0.98; K=0.95 Hình 3.17: Biểu đồ quan hệ E0 độ chặt K mẫu đất sét 02 - Tổng hợp kết thí nghiệm mẫu đất sét (mẫu SE): + Mẫu SE1: E0 (kgf/cm2) (g/cm3) 81.62 1.443 10 chày 163.73 1.585 30 chày 235.06 1.685 65 chày E0 độ chặt K=1.00 là: 205.73 (kgf/cm ) E0 độ chặt K=0.98 là: 182.50 (kgf/cm2) E0 độ chặt K=0.95 là: 150.21 (kgf/cm2) K 0.877 0.963 1.024 101 + Mẫu SE2: E0 (kgf/cm2) (g/cm3) 88.36 1.473 10 chày 185.46 1.609 30 chày 266.41 1.710 65 chày E0 độ chặt K=1.00 là: 212.50 (kgf/cm ) K 0.895 0.978 1.039 E0 độ chặt K=0.98 là: 186.87 (kgf/cm2) E0 độ chặt K=0.95 là: 150.19 (kgf/cm2) + Mẫu SE3: E0 (kgf/cm2) (g/cm3) 66.33 1.871 10 chày 155.56 1.962 30 chày 210.09 2.098 65 chày E0 độ chặt K=1.00 là: 200.81 (kgf/cm2) K 1.137 1.192 1.275 E0 độ chặt K=0.98 là: 183.32 (kgf/cm2) E0 độ chặt K=0.95 là: 154.99 (kgf/cm2) + Mối quan hệ E0 tương ứng với độ chặt K =1.00; K=0.98; K=0.95 Hình 3.18: Biểu đồ quan hệ E0 độ chặt K mẫu đất sét - Phân tích ảnh hưởng E0 độ chặt K mẫu đất: + Mối quan hệ E0 tương ứng với độ chặt K =1.00; K=0.98; K=0.95 mẫu đất sét mẫu đất sét: 102 Hình 3.19: Biểu đồ quan hệ E0 độ chặt K mẫu đất sét mẫu đất sét Nhận xét: Biển đồ quan hệ E0 độ chặt K đất đỏ, đất xám có hệ số xác định R2=0.131 cho thấy độ chặt K tác động đến E0 làm cho E0 thay đổi đến 13.1% + Mối quan hệ E0 tương ứng với độ chặt K =1.00; K=0.98; K=0.95 mẫu đất sét: Hình 3.20: Biểu đồ quan hệ E0 độ chặt K mẫu đất sét Nhận xét: Biển đồ quan hệ E0 độ chặt K đất đỏ, đất xám có hệ số xác định R2=0.966 cho thấy độ chặt K tác động đến E0 làm cho E0 thay đổi đến 96.6% + Mối quan hệ E0 tương ứng với độ chặt K =1.00; K=0.98; K=0.95 mẫu đất sét: 103 Hình 3.21: Biểu đồ quan hệ E0 độ chặt K mẫu đất sét Nhận xét: Biển đồ quan hệ E0 độ chặt K đất đỏ, đất xám có hệ số xác định R2=0.979 cho thấy độ chặt K tác động đến E0 làm cho E0 thay đổi đến 97.9% Tóm lại, qua phân tích E0 mẫu đất với độ chặt K cho thấy mẫu đất sét ảnh hưởng đến việc ước lượng mơ hình hợp lý có độ tin cậy thấp 3.2 Nguyên tắc xác lập tương quan [6] [7]: Mối tương quan thiết lập dựa “lý thuyết hồi quy tương quan” “lý thuyết xác suất thống kê toán học” Phân tích tương quan xem xét mức độ kết hợp biến Phân tích hồi quy qua điểm liệu kẻ đường phù hợp nhất, sát với quan sát để cho biểu mối liên hệ biến cách đáng tin cậy hay dựa sở giá trị cho biến để ước lượng dự báo biến Chẳng hạn tìm hiểu mối liên hệ số CBR E0, có nghĩa muốn biết mối tương quan hai biến sử dụng số CBR để ước lượng giá trị E0 cho loại đất hay không Trong mối quan hệ xác định E0 biến phụ thuộc số CBR biến độc lập Nói theo ngơn ngữ tốn, gọi E0 Y số CBR X, muốn tìm hiểu độ tương quan X Y hàm số để mô tả mối liên hệ Để mơ hình hóa quan hệ tuyến tính diễn tả thay đổi biến Y theo biến X cho trước người ta sử dụng mơ hình hồi quy tuyến tính đơn giản Mơ hình hồi quy tuyến tính đơn giản có dạng sau: Yi  1   X i  ui (3.1) 104 - Yi: Giá trị biến phụ thuộc Y lần quan sát thứ i - Xi: Giá trị biến độc lập X lần quan sát thứ i - ui: Giá trị dao động ngẫu nhiên (nhiễu ngẫu nhiên) hay sai số lần quan sát thứ i - 1 : Là thông số diễn tả tung độ gốc (hệ số chặn) đường hồi quy tổng thể, hay 1 giá trị trung bình biến phụ thuộc Y biến độc lập X thay đổi đơn vị -  : Là thông số diễn tả độ dốc (hệ số góc) đường hồi quy tổng thể, hay  diễn tả thay đổi giá trị trung bình biến phụ thuộc Y biến độc lập X thay đổi đơn vị 3.2.1 Một số hàm ước lượng: a) Dạng hàm tuyến tính: Y  0  1 X   (3.2) b) Dạng hàm bậc hai: Y  0  1 X   X   (3.3) c) Dạng hàm logarit: log Y  0  1 log X   (3.4) d) Dạng hàm cobb-Douglas: Y  AX 1 e  log Y  log( A)  1 log X   (3.5) Đặt log(A) =  ; => log Y    1 log X   e) Dạng hàm nghịch đảo: Y    1 ( ) X (3.6) 3.2.2 Phương pháp bình phương nhỏ nhất: Tiêu chuẩn tối ưu sử dụng phương pháp bình phương nhỏ cực tiểu hóa hàm mục tiêu, phương pháp mạnh nhiều người sử dụng Tư tưởng phương pháp cực tiểu tổng bình phương phần dư Do nói để có đường hồi quy thích hợp nhất, chọn ước lượng tung độ gốc độ dốc cho phần dư nhỏ đặt: - yi: Ký hiệu thực biến y quan sát thứ i 105 - yˆ i : Hiệu giá trị hàm hồi quy mẫu (Do tổng thể, nên khơng biết giá trị trung bình tổng thể biến phụ thuộc mức độ nào, phải dựa vào liệu mẫu để ước lượng) - ei: Ký hiệu phần dư, yi- yˆ i Hình 3.22: Đường hồi quy mẫu sai số ˆ1 , ˆ2 xác định sau: ˆ2   xi yi  n xy x i  nx   ( x  x )( y  y )  (x  x) i i (3.7) i ˆ1  y  ˆ2 x Trong x y i i  n xy ;  yi  ny ; (3.8) x i  nx hay xy  xy y x ; x ; y n n n ˆ1 , ˆ2 ước lượng 1  tính phương pháp bình phương nhỏ 3.2.3 Độ phù hợp mơ hình: Để biết mơ hình giải thích hay % biến động biến phụ thuộc, người ta sử dụng hệ số xác định R2 R2  ( ( yi  y )( yˆ i  yˆ i ))  R   ( yi  y )2  ( yˆi  yˆ )2  ( y  y )( yˆ  yˆ )  ( y  y )  ( yˆ  yˆ ) i i i i (3.9) i Từ cho ta thấy R2 đo tỷ lệ hay % sai số toàn sai lệch Y với giá trị trung bình giải thích mơ hình Khi người ta sử dụng R2 để đo phù hợp hàm hồi quy;  R  106 - R2 cao nghĩa mơ hình ước lượng giải thích mức độ cao biến động biến phụ thuộc - Nếu R2 Nghĩa mơ hình đưa khơng đưa thơng tin biến phụ thuộc dự đoán tốt giá trị biến phụ thuộc giá trị trung bình Các biến giải thích thực khơng đưa giải thích Tóm lại q trình phân tích tương quan gồm bước sau: - Phân tích định tính chất mối quan hệ, đồng thời dùng phương pháp phân tổ đồ thị để xác định tính chất xu mối quan hệ - Biểu mối liên hệ tương quan phương trình hồi quy tuyến tính tính tham số phương trình - Đánh giá mức độ chặt chẽ mối liên hệ tương quan hệ số tương quan 3.3 Xây dựng tương quan E0 số CBR vật liệu đất nền: Mục tiêu từ kết thí nghiệm xây dựng mối tương quan E số CBR vật liệu đất thí nghiệm phịng để dự báo kết mơ đun đàn hồi từ thí nghiệm số CBR phòng với độ tin cậy cao, từ so sánh với bảng tra để định giá trị E hợp lý cho công tác thiết kế sở lập dự án đầu tư Qua biểu đồ mối quan hệ số CBR độ chặt K, E0 độ chặt K loại đất, ta nhận thấy hai số CBR E0 có mối quan hệ chặt chẽ với độ chặt K, số CBR E0 có tồn mối quan hệ với có độ chặt K Tuy nhiên, phân tích ảnh hưởng E0 CBR mẫu đất với độ chặt K mẫu đất sét ảnh hưởng lớn đến mẫu đất sét làm giảm độ tin cậy cho mơ hình ước lượng Vì vậy, luận văn nghiên cứu mối tương quan mẫu đất sét, riêng mẫu đất sét cần có nghiên cứu riêng đưa biện pháp cải thiện đất cần để ứng dụng xây dựng đường tô Mối quan hệ mẫu đất sét thể biểu đồ phân tán hàm tương quan sau: - Xây dựng mối tương quan số CBR E0 mẫu đất sét: 107 Hình 3.23: Biểu đồ thể quan hệ E0 CBR mẫu đất sét Nhận xét đồ thị phân tích: Độ co giãn E0 theo CBR 0.545, gia tăng 1% số CBR dẫn đến gia tăng 0.545% E0, R2 =0.948 có ý nghĩa 94.8% biến thiên E0 giải thích số CBR 3.4 Nhận xét, đánh giá kết đạt được: Sau xây dựng thành lập mối tương quan số CBR E0 ứng với độ chặt K làm bật ý nghĩa thực tế đề tài, nhiên cần phải mở rộng nghiên cứu cho tất loại đất địa bàn, giúp cho định hướng việc sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất tự nhiên ngày khan việc xây dựng nói chung xây dựng đường tơ nói riêng Mối tương quan tư vấn thiết kế sử dụng gián tiếp xác định E0 đồng thời so sánh với trị số tra bảng tùy theo độ chặt độ ẩm (tương đối) để định trị số E0 dùng tính tốn cường độ kết cấu áo đường cho đoạn khác dọc tuyến giai đoạn thiết kế sở lập dự án đầu tư trình sử dụng tận dụng đất chổ xây dựng đường hợp lý đắn Mối tương quan thực nghiệm E=f(CBR) rút từ thí nghiệm E số CBR tương ứng với điều kiện chế tạo mẫu phịng thí nghiệm Trường hợp đường có độ chặt, độ ầm thay đổi nhiều theo chiều sâu gồm lớp đất khác (khơng đồng nhất) phải tính trị số trung bình khu vực tác dụng đường 108 Để xác định mối tương quan ta cần xác định số CBR E0 đất độ chặt K khác đề cập đề tài từ tìm phương trình mối quan hệ mẫu đất sét sau: - Mối tương quan mẫu đất sét: E0  7.694(CBR ) 0.545 ; R  0.948 (MPa) 3.5 Phạm vi ứng dụng: Từ kết thí nghiệm xác định E0, số CBR xây dựng mối tương quan mẫu đất sét phòng thí nghiệm cho ta thấy, E0 số CBR có mối quan hệ chặt chẽ với độ ẩm độ chặt đầm nén K Từ cho ta thấy công tác thi công, công tác đầm nén, số CBR không tốt làm cho cường độ đường không đảm bảo yêu cầu, ảnh hưởng lớn đến ổn định nền, mặt đường trình khai thác Tuy nhiên phạm vi đề tài đề cập đến 03 mẫu đất nền, số lượng thí nghiệm lặp lại chưa nhiều, chưa có thí nghiệm so sánh với thí nghiệm trường nên chưa phản ánh hết đặc tính lý 03 mẫu đất tất loại đất địa bàn, để có mối tương quan chặt chẽ sát với thực tế, độ tin cậy cao cần có nghiên cứu hồn chỉnh đầy đủ cho loại đất địa bàn tỉnh Đồng Nai Nên phạm vi ứng dụng đề tải dùng để tham khảo, đồng thời so sánh với trị số bảng tra để định trị số E0 dùng tính tốn cường độ kết cấu áo đường giai đoạn thiết kế sở lập dự án đầu tư gặp mẫu đất khu vực đề tài nghiên cứu Bảng 3.10: Bảng so sánh kết tương quan so với số tương quan khác Giá trị CBR (MPa) 10 12 14 Stt Các Quan hệ MR = 1,500 CBR (Psi) (Heukelom Klomp 1962) MR = 5.409 (CBR)0.711 (Ksi) 133.32 163.58 191.71 218.24 243.52 267.77 (Green & Hall năm 1975 ) E0 = 17.6(CBR)0.64 (Mpa) (W.D Powell) 55.40 66.60 76.83 86.34 95.29 103.79 MR = 4(CBR)+10 (Mpa) (Carlbro Inter a/s) 34.00 42.00 50.00 58.00 66.00 74.00 MR = 1.2 (CBR) (Ksi) 49.64 66.19 82.74 99.28 115.83 132.38 62.05 82.74 16 103.42 124.11 144.79 165.47 109 Các Quan hệ Stt Giá trị CBR (MPa) 10 12 14 16 66.29 79.92 92.39 104.02 114.98 125.41 E0=7.93(CBR)0.85 (MPa) (22TCN211-06) 36.37 46.44 56.14 65.55 74.73 83.71 E0=7.694(CBR)0.545 (MPa) (Đất sét Đồng Nai) 20.43 23.90 26.99 29.81 32.42 34.87 (ODOT) MR = 3,000 (CBR)0.65 (Psi) (CSIR) Ghi chú: 1MPa=145.0377 Psi; 1MPa=0.1450377 Ksi 110 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Đề tài đưa tiêu kỹ thuật cần thiết đất xây dựng đường ô tô, đánh giá chất lượng loại đất, đưa kiến nghị sử dụng đất hợp lý xây dựng đường Kết luận văn tìm mối tương quan E=f(CBR) với đất theo phương pháp thực luận văn có ý nghĩa công tác thiết kế sở lập dự án đầu tư Như chương hai nêu, mô đun đàn hồi tiêu quan trọng dùng tính tốn kết cấu mặt đường Để tăng cường độ đường thiết phải nâng cao số CBR đất Nếu biết trước mối quan hệ số CBR mô đun đàn hồi từ số CBR đường yêu cầu biết giá trị mô đun đàn hồi cần thiết để từ có biện pháp cải thiện đất Như vậy, biết mối tương quan E=f(CBR) loại đất vùng cụ thể tỉnh Đồng Nai làm phong phú đặc trưng đất theo yêu cầu thiết kế 22TCN 211-06 Mặt khác, biết mối tương quan E=f(CBR) loại đất cụ thể giúp ta chủ động xác định điều kiện kỹ thuật tốt dùng tính tốn thiết kế mặt đường thi công đường Chỉ CBR đường cần phải đạt theo mô đun đàn hồi yêu cầu tương ứng đường Kiến nghị hướng nghiên cứu: Để kết áp dụng vào thực tiễn quan quản lý nhà nước cần có nghiên cứu hồn chỉnh, đầy đủ có hệ thống loại đất có địa bàn tỉnh Đồng Nai Mối quan hệ số CBR mô đun đàn hồi loại đất quy hoạch làm vật liệu phục vụ xây dựng dự án, nhằm sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất khan cạn kiệt, bổ sung vào bảng tiêu tính tốn Quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06, áp dụng thử nghiệm địa bàn tỉnh Đồng Nai tỉnh khác nước có điền kiện tương tự Trong thời gian chờ đợi có đề tài nghiên cứu tổng quát hơn, đầy đủ mối quan hệ không số CBR mơ đun đàn hồi đất đường, cho phép kiến nghị: Sử dụng mối tương quan nghiên cứu đề tài giúp đơn vị 111 quan quản lý nhà nước Ban quản lý dự án giao thông tỉnh Đồng Nai, đơn vị tư vấn thiết kế tham khảo áp dụng cho khu vực mà đề tài nghiên cứu, cụ thể sau: - Mối tương quan mẫu đất sét: E0  7.694(CBR ) 0.545 ; R  0.948 (MPa) Phạm vi nghiên cứu đề tài đề cập đến ba loại đất khu vực nghiên cứu Việc xác định mối quan hệ mô đun đàn hồi số CBR đất dừng lại điều kiện thí nghiệm phịng với độ ẩm tốt Hơn chưa có kiểm chứng ngồi trường nên cịn nhiều hạn chế Do cần có hướng nghiên cứu với nhiều loại đất khác tỉnh Việc nghiên cứu phát triển thêm đề tài cần phải nhiên cứu cách hoàn chỉnh hệ thống mối quan hệ mô đun đàn hồi số CBR loại đất địa bàn tồn tỉnh Đồng Nai để có đóng góp bổ sung vào bảng tiêu tính tốn quy trình thiết kế áo đường mềm 22TCN 211-06 Cần có thí nghiệm kiểm chứng để có điều kiện so sánh kết thí nghiệm phịng ngồi trường nhằm có tương quan xác cao Riêng mẫu đất sét đề tài không sử dụng để xây dựng tương quan cần có nghiên cứu riêng đưa biện pháp cải thiện đất cần để ứng dụng xây dựng đường tơ Để công tác quản lý hiệu mục tiêu cần: - Lập sơ đồ khai thác đất sử dụng xây dựng sở so sánh tiêu kinh tế, kỹ thuật loại đất với tỉnh Đồng Nai - Lập sơ đồ phạm vi sử dụng đất ứng với cấp đường, phương pháp nhằm cải thiện tính chất loại đất xấu để tận dụng triệt để nguồn tài nguyên đất chỗ vào lĩnh vực xây dựng đường ô tô tỉnh Đồng Nai 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS.TS Châu Ngọc Ẩn (2012), “Cơ học đất”, Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh [2] Bộ giao thơng vận tải (1996), Bài giảng Đào tạo thí nghiệm viên chuyên ngành xây dựng giao thông, nhà xuất Giao thông vận tải [3] Bộ giao thông vận tải (2001), Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường mềm 22 TCN 274-2001 [4] Bộ giao thông Vận tải (2006), Áo đường mềm – yêu cầu dẫn thiết kế, 22 TCN 211-2006 [5] Bộ giao thông Vận tải (2006), Quy trình thí nghiệm Xác định số CBR đất, đá dăm phịng thí nghiệm, 22 TCN 332-2006 [6] Bộ giao thơng Vận tải (2006), Quy trình thí nghiệm đầm nén đất, đá dăm phịng thí nghiệm, 22 TCN 333-2006 [7] Bộ khoa học Công nghệ (1993), Tiêu chuẩn Việt Nam: Đất xây dựng – Phân loại, TCVN 5747-1993 [8] Bộ khoa học Công nghệ (1995), Tiêu chuẩn Việt Nam: Đất xây dựng – phương pháp xác định thành phần hạt phòng thí nghiệm, TCVN 41981995 [9] Bộ khoa học Cơng nghệ (2012), Tiêu chuẩn Việt Nam: Đất xây dựng – phương pháp xác định giới hạn dẻo giới hạn chảy phịng thí nghiệm, TCVN 4197-2012 [10] Bộ khoa học Công nghệ (2012), Tiêu chuẩn Việt Nam: Đất xây dựng – Phương pháp xác định tính nén lún phịng thí nghiệm, TCVN 42002012 [11] Bộ khoa học Công nghệ (2012), Tiêu chuẩn Việt Nam: Đất xây dựng Lấy mẫu, bao gói, vận chuyển bảo quản TCVN 2683-2012 [12] Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông Thôn, Viện Quy hoạch Thiết kế Nông nghiệp (2004), “Báo cáo thuyết minh đồ đất tỉnh Đồng Nai”, Chương trình Điều tra Bổ sung, chỉnh lý Xây dựng đồ đất tỷ lệ 1/50,000-1/100,000 tỉnh vùng Đông Nam Bộ 113 [13] PGS TS Nguyễn Quang Chiêu TS Lã Văn Chăm (2008), “Xây dựng đường ô tô”, Nhà xuất Giao thông Vận tải [14] TS Phạm Cảnh Huy (2012), “Bài giảng môn học Kinh tế lượng” [15] Bùi Dương Hải (2013), “Tài liệu hướng dẫn Thực hành Kinh tế Lượng phần mềm Eviews 4.0” [16] Chu Đức Long (2012), “Nghiên cứu mối tương quan hệ mô đun đàn hồi E độ chặt đường đắp số mỏ đất Ninh Bình để xây dựng đường tơ”, Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ [17] Nguyễn Quang Phúc (2007), “Bài giảng thiết kế đường ô tô” [18] GS TSKH Nguyễn Xuân Trục, GS TS Dương Học Hải, PGS TS Vũ Đình Phụng (2003), “sổ tay thiết kế đường tô tập II”, Nhà xuất xây dựng [19] Ủy ban Nhân dân tỉnh Đồng Nai, Sở Nông nghiệp Phát triển Nông Thôn (2011), “Lập đồ Phân vùng Đánh giá rủi ro hạn hán tỉnh Đồng Nai”, Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam [20] Viện Môi trường Tài nguyên (2004), “Báo cáo nhánh nhiệm vụ: Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch Môi trường tỉnh Đồng Nai từ đến năm 2010”, Nhiệm vụ Khoa học Công nghệ cấp Nhà Nước, Nghiên cứu Xây dựng Quy hoạch Môi trường Phục vụ Phát triển Bền vững vùng Đông Nam Bộ từ đến năm 2010 [21] ASTM D2166-00, Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil 114 PHỤ LỤC