đặc trưng sức kháng cắt không thoát nước su và vận tốc truyền sóng trong đất bùn sét khu vực nhà máy điện gió tân thuận tỉnh cà mau

Sức kháng cắt không thoát nước của đất bùn sét thường được xác định từ kết quả thí nghiệm trong phòng hoặc từ các thí nghiệm hiện trường.. Để đạt được mục tiêu này, tác giả đã tổng hợp,

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN VIẾT CÔNG

ĐẶC TRƯNG SỨC KHÁNG CẮT KHÔNG THOÁT NƯỚC (Su) VÀ VẬN TỐC TRUYỀN SÓNG TRONG ĐẤT BÙN SÉT KHU VỰC NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TÂN THUẬN, TỈNH CÀ

MAU CHARACTERISTICS OF UNDRAINED SHEAR STRENGTH (Su) AND SHEAR WAVE VELOCITY IN SOFT CLAY AT TAN THUAN WIND POWER PLANT AREA, CA MAU

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Ngô Tấn Phong

TS Tô Viết Nam

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Kiều Lê Thủy Chung

2 Thư ký: TS Trần Xuân Nghiệm

3 Ủy viên: Phản biện 1: TS Kiều Lê Thủy Chung

4 Ủy viên: Phản biện 2: TS Nguyễn Thành Sơn

5 Ủy viên: TS Ngô Tấn Phong

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT

ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: TRẦN VIẾT CÔNG MSHV: 2170639

Ngày, tháng, năm sinh: 01- 06 – 1983 Nơi sinh: Hà Tĩnh

Chuyên ngành: Kỹ thuật địa chất Mã số: 8520501

I TÊN ĐỀ TÀI: Đặc trưng sức kháng cắt không thoát nước (Su) và vận tốc truyền sóng trong đất bùn sét khu vực nhà máy điện gió Tân Thuận, tỉnh Cà Mau (Characteristics of Undrained Shear Strength (Su) and Shear Wave Velocity in Soft Clay at Tan Thuan Wind Power Plant Area, Ca Mau Province)

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN

- Xác định các đặc trưng cơ lý cơ bản của đất bùn sét;

- Xác định đặc trưng sức kháng cắt không thoát nước (Su) của đất bùn sét và

sự biến đổi của Su theo độ sâu;

- Xác định các đặc trưng về vận tốc truyền sóng Vp, Vs của đất bùn sét và sự biến đổi của Vp, Vs theo độ sâu;

- Thiết lập tương tương quan giữa các thông số Su, Vp, Vs

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 04 – 09 - 2023

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 23 - 01 - 2024

IV.CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS NGÔ TẤN PHONG – TS TÔ VIẾT NAM

Tp HCM, ngày 23 tháng 01 năm 2024

TS NGÔ TẤN PHONG TS TÔ VIẾT NAM TS NGÔ TẤN PHONG

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT VÀ DẦU KHÍ

TS BÙI TRỌNG VINH

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quí thầy, cô Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, đặc biệt là quí thầy, cô Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí đã hết sức tận tụy trong quá trình đào tạo, giúp cho em có môi trường học tập tốt để hoàn thành chương trình và có được những kiến thức chuyên ngành bổ ích

Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Ngô Tấn Phong và thầy TS

Tô Viết Nam đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em hoàn thành luận văn này

Ngoài ra, em xin được cảm ơn công ty cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2 và KS Bùi Đình Hoàn đã hỗ trợ em hoàn thành đề tài nghiên cứu

Tp Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 01 năm 2024 Tác giả,

Trần Viết Công

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Sức kháng cắt không thoát nước (Su) của đất bùn sét là một trong các đặc trưng

cơ lý quan trọng phục vụ tính toán thiết kế hay phân tích ổn định công trình Sức kháng cắt không thoát nước của đất bùn sét thường được xác định từ kết quả thí nghiệm trong phòng hoặc từ các thí nghiệm hiện trường

Mục tiêu chính của luận văn là xác định đặc trưng sức kháng cắt không thoát nước (Su) và vận tốc truyền sóng trong đất bùn sét khu vực nhà máy điện gió Tân Thuận, tỉnh Cà Mau Để đạt được mục tiêu này, tác giả đã tổng hợp, đánh giá các kết quả từ thí nghiệm hiện trường như thí nghiệm cắt cánh, thí nghiệm xuyên tĩnh, thí nghiệm địa chấn, cũng như các kết quả thí nghiệm trong phòng của đất bùn sét Từ

đó, áp dụng phương pháp phân tích hồi qui bằng chương trình Excel để thiết lập tương quan giữa Su với vận tốc truyền sóng và độ sâu lớp đất bùn sét tại khu vực nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy sức kháng cắt không thoát nước từ các thí nghiệm trong phòng (UC, UU), cũng như các thí nghiệm hiện trường (VST, CPTu) có tương quan chặt chẽ với độ sâu Đặc trưng sức kháng cắt không thoát nước (Su) và vận tốc truyền sóng trong đất bùn sét có xu hướng tăng theo độ sâu, theo mức độ nén chặt của đất nền Sức kháng cắt không thoát nước (Su) có tương quan tốt với vận tốc truyền sóng

Nghiên cứu về đặc trưng vận tốc truyền sóng và thiết lập tương quan giữa Su và vận tốc truyền sóng trong đất bùn sét là một trong những điểm mới của luận văn Tuy nhiên, để áp dụng rộng rãi cho nghiên cứu này thì cần phải có những nghiên cứu cho các khu vực lân cận khác như Cần Thơ, Sóc Trăng, Bạc Liêu,…và cho toàn chu vực đồng bằng sông Cửu Long

ABSTRACT

The undrained shear strength (Su) of soft clay is one of the important physical and mechanical characteristics serving design calculations or stability analysis of structures The undrained shear strength of soft clay is usually determined from laboratory test results or from field tests

The main objective of the thesis is to determine the characteristics of undrained shear strength (Su) and shear wave velocity in soft clay at Tan Thuan wind power plant area, Ca Mau province To achieve this goal, the author has synthesized and evaluated results from the field vane shear tests, cone penetration tests, seimic test,

as well as, the results of laboratory test of soft clay From there, apply regression analysis using the Excel program to establish the correlation between Su with shear wave velocity and depth of soft clay in the study area

Research results show that undrained shear strength from laboratory tests (UC, UU), field tests (VST, CPTu) are closely correlated with depth Characteristics of undrained shear strength (Su) and shear wave velocity of soft clay trends to increase with depth, according to the level of compaction of the ground The undrained shear strength (Su) is good correlated with the shear wave velocity

Research on the characteristics of shear wave velocity and establishing the correlation between Su and shear wave velocity in soft clay is one of the new points

of the thesis However, to widely apply this research, it is necessary to have studies for other areas such as Can Tho, Soc Trang, Bac Lieu, and for the entire Mekong Delta region

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác Tôi cũng xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tp Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 01 năm 2024

Tác giả luận văn,

Trần Viết Công

Mục lục

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN iii

ABSTRACT iv

LỜI CAM ĐOAN v

Mục lục vi

Danh mục hình ảnh ix

Danh mục bảng biểu xi

Các ký hiệu sử dụng trong luận văn xiii

Mở đầu 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 1

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Nội dung nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Ý nghĩa của đề tài 3

7 Cấu trúc của luận văn 3

Chương 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 4

1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 4

1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 7

Chương 2 Các thí nghiệm hiện trường 11

2.1 Thí nghiệm cắt cánh hiện trường (VST) 11

2.1.2 Quy trình thí nghiệm 12

2.1.3 Xử lý kết quả 13

2.2 Thí nghiệm xuyên tĩnh (CPTu) 14

2.2.1 Thiết bị thí nghiệm 15

2.2.2 Quy trình thí nghiệm 16

2.2.3 Xử lý kết quả 17

2.3 Thí nghiệm địa chấn (P/S logging) 20

2.3.1 Thiết bị thí nghiệm 21

2.3.2 Quy trình thí nghiệm 22

2.3.3 Xử lý kết quả 23

Chương 3 Đặc trưng cơ lý đất bùn sét khu vực nghiên cứu 25

3.1 Khu vực nghiên cứu 25

3.1.1 Vị trí địa lý 25

3.1.2 Khối lượng công tác khảo sát 25

3.1.3 Đặc điểm địa tầng tại khu vực nghiên cứu 29

3.2 Đặc trưng cơ lý đất bùn sét 32

3.2.1 Tính chất cơ lý cơ bản 32

3.2.2 Tính thấm 37

3.2.3 Thành phần hóa học 38

3.2.4 Hàm lượng hữu cơ 39

Chương 4 Đặc trưng sức kháng cắt và vận tốc truyền sóng 41

4.1 Sức kháng cắt không thoát nước của đất bùn sét 41

4.1.1 Thí nghiệm trong phòng 41

4.1.2 Thí nghiệm hiện trường 46

4.2 Đặc trưng vận tốc truyền sóng dọc Vp, sóng ngang Vs của đất bùn sét 63

4.2.1 Vận tốc sóng Vp, Vs 63

4.2.2 Mô đun cắt, hệ số poisson, mô đun đàn hồi 69

Chương 5 Thiết lập các tương quan về sức kháng cắt không thoát nước và vận tốc truyền sóng 72

5.1 Tương quan giữa Su(VST) với vận tốc truyền sóng dọc Vp 72

5.2 Tương quan giữa Su(VST) với vận tốc truyền sóng ngang Vs 74

5.3 Tương quan giữa Su(VST) với Vp và Vs 75

Kết luận và kiến nghị 78

Kết luận 78

Kiến nghị 79

Tài liệu tham khảo 80

Phụ lục 83

Danh mục hình ảnh

Hình 2.1 Cấu tạo thiết bị cắt cánh hiện trường 12

Hình 2.2 Thiết bị thí nghiệm cắt cánh 12

Hình 2.3 Biểu đồ kết quả thí nghiệm 14

Hình 2.4 Thiết bị thí nghiệm xuyên tĩnh 16

Hình 2.5 Áp lực tác dụng lên mũi côn 17

Hình 2.6 Tiết diện không đều của mũi côn 18

Hình 2.7 Biểu đồ minh họa kết quả thí nghiệm xuyên CPTu 19

Hình 2.8 Thiết bị đo địa chấn 22

Hình 2.9 Biểu đồ minh họa kết quả thí nghiệm địa chấn 24

Hình 3.1 Sơ đồ vị trí dự án điện gió Tân Thuận, tỉnh Cà Mau 25

Hình 3.2 Sơ đồ vị trí các điểm khảo sát 27

Hình 3.3 Phân bố dung trọng theo độ sâu 33

Hình 3.4 Phân bố độ ẩm theo độ sâu 33

Hình 3.5 Giới hạn chảy WL theo độ sâu 34

Hình 3.6 Giới hạn dẻo WP theo độ sâu 34

Hình 3.7 Độ rỗng theo độ sâu 35

Hình 3.8 Phân bố thành phần hạt theo độ sâu 35

Hình 3.9 Lực dính theo độ sâu 36

Hình 3.10 Góc ma sát trong theo độ sâu 36

Hình 3.11 Phân bố thành phần hóa học, khoáng vật theo độ sâu 38

Hình 3.12 Phân bố hàm lượng hữu cơ theo độ sâu 39

Hình 4.1 Su(UC) theo độ sâu 43

Hình 4.2 Su(UU) theo độ sâu 45

Hình 4.3 Su(VST) theo độ sâu 49

Hình 4.4 So sánh Su(VST) với Su(CPTu) 58

Hình 4.5 Sự sai khác Su(CPTu) theo các giá trị Nkt 58

Hình 4.6 Su(CPTu) theo độ sâu với Nkt =28,5 59

Hình 4.7 Su từ các thí nghiệm khác nhau 61

Hình 4.8 So sánh S của các nghiên cứu đã công bố 63

Hình 4.9 Vận tốc sóng dọc Vp 64

Hình 4.10 Vận tốc sóng ngang Vs 64

Hình 4.11 Vp, Vs theo độ sâu 65

Hình 4.12 Quan hệ giữa Vp và Vs với dung trọng 67

Hình 4.13 Quan hệ giữa Vp với Vs 68

Hình 4.14 Vp / Vs theo độ sâu 68

Hình 4.15 Mô đun cắt G0 và hệ số poisson theo độ sâu 70

Hình 4.16 Quan hệ mô đun cắt với mô đun biến dạng 70

Hình 4.17 Quan hệ mô đun cắt với sức kháng xuyên 71

Hình 5.1 Quan hệ Su(VST) với Vp 73

Hình 5.2 Quan hệ Su(VST) với Vs 74

Hình 5.3 So sánh quan hệ giữa Su với Vs của các nghiên cứu đã công bố 77

Danh mục bảng biểu

Bảng 1.1 Các nghiên cứu đã công bố [1] [4] [5] 5

Bảng 1.2 Hệ số xuyên khu vực Cà Mau [6] 6

Bảng 1.3 Hệ số xuyên khu vực Tân Sơn Nhất-Bình Lợi [6] 6

Bảng 1.4 Một số tương quan giữa Su với Vs đã công bố [7] [9] 9

Bảng 3.1 Khối lượng khảo sát hiện trường 26

Bảng 3.2 Khối lượng thí nghiệm trong phòng 26

Bảng 3.3 Tọa độ các điểm khảo sát 28

Bảng 3.4 Chỉ tiêu vật lý cơ bản của lớp bùn sét 32

Bảng 3.5 Chỉ tiêu thấm nước của lớp bùn sét 37

Bảng 3.6 Tiêu chí phân loại đất yếu theo tiêu chuẩn TCCS 41: 2022/TCĐBVN 37

Bảng 3.7 Thành phần hóa học của lớp bùn sét 38

Bảng 3.8 Hàm lượng hữu cơ 39

Bảng 3.9 Tiêu chí phân loại đất hữu cơ theo tiêu chuẩn TCVN 8217-2009 40

Bảng 4.1 Kết quả thí nghiệm nén một trục nở hông 42

Bảng 4.2 Mức độ tương quan theo Kalomexki [19] 43

Bảng 4.3 Kết quả mô hình tương quan Su(UC) theo độ sâu 44

Bảng 4.4 Kết quả thí nghiệm nén ba trục (UU) 44

Bảng 4.5 Kết quả mô hình tương quan Su(UU) theo độ sâu 46

Bảng 4.6 Kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường VST 47

Bảng 4.7 Kết quả mô hình tương quan Su(VST) theo độ sâu 49

Bảng 4.8 Giá trị Nkt theo một số tác giả đề xuất 50

Bảng 4.9 Sức kháng cắt Su(CPTu) với Nkt=10 51

Bảng 4.10 Sức kháng cắt Su(CPTu) với Nkt=15,6 52

Bảng 4.11 Sức kháng cắt Su(CPTu) với Nkt=25,0 53

Bảng 4.12 Sức kháng cắt Su(CPTu) với Nkt=28,0 54

Bảng 4.13 Sức kháng cắt Su(CPTu) với Nkt=28,5 55

Bảng 4.14 Sức kháng cắt Su(CPTu) với Nkt=29,0 55

Bảng 4.15 Sức kháng cắt S ) với N =30,0 56

Bảng 4.16 Sức kháng cắt Su(CPTu) với Nkt=35,0 57

Bảng 4.17 Kết quả mô hình tương quan Su(CPTu) theo độ sâu 60

Bảng 4.18 Chỉ tiêu sức kháng cắt không thoát nước của lớp bùn sét 60

Bảng 4.19 Tổng hợp các hàm tương quan Su theo độ sâu 61

Bảng 4.20 So sánh Su của các nghiên cứu đã công bố 62

Bảng 4.21 Đặc trưng vận tốc truyền sóng lớp bùn sét 65

Bảng 4.22 Kết quả mô hình tương quan Vp theo độ sâu 66

Bảng 4.23 Kết quả mô hình tương quan Vs theo độ sâu 66

Bảng 4.24 Mô đun cắt, hệ số poisson, mô đun đàn hồi theo thí nghiệm địa chấn 69

Bảng 5.1 Số liệu thiết lập tương quan Su(VST) với Vp, Vs 72

Bảng 5.2 Kết quả mô hình tương quan Su(VST) với Vp 74

Bảng 5.3 Kết quả mô hình tương quan Su(VST) với Vs 75

Bảng 5.4 Kết quả mô hình tương quan Su(VST) với Vp và Vs 76

Bảng 5.5 So sánh các nghiên cứu đã công bố 76

Các ký hiệu sử dụng trong luận văn

Ký

Ký

Ac Diện tích tiết diện ngang mũi côn qu Cường độ nén một trục

As Diện tích bề mặt chuôi S Độ bão hòa

Bq Tỉ số áp lực nước lỗ rỗng T Momen xoắn cần thiết để cắt đất

c Lực dính

c’ Lực dính có hiệu t Chênh lệch thời gian truyền sóng

tại hai vị trí di+1 và di

CPTu Thí nghiệm xuyên tĩnh Vp Vận tốc truyền sóng dọc

D Đường kính cánh cắt Vs Vận tốc truyền sóng ngang

d Đường kính cần nối VST Thí nghiệm cắt cánh hiện trường

K Hệ số phụ thuộc vào kích thước

và hình dạng của lưỡi cắt φ Góc ma sát trong

Ký

Ký

L Gia số khoảng cách từ nguồn đến

máy thu ở độ sâu di+1 và di

ρ Khối lượng thể tích

pc Áp lực tiền cố kết γ Dung trọng tự nhiên

qc Sức kháng xuyên đầu mũi γd Dung trọng khô

qt Sức kháng xuyên hiệu chỉnh

Mở đầu

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ở Việt Nam đất bùn sét phân bố rộng rãi ở nhiều khu vực như đồng bằng sông Hồng, đồng bằng sông Cửu Long, khu vực thành phố Hồ Chí Minh,… với chiều dày khá lớn như tại dự án khu đô thị mới Nhà Bè, độ sâu lớp bùn sét thay đổi từ 17,4 m đến 40,2 m [1] Ở dự án điện gió Sóc Trăng 7, độ sâu lớp bùn sét thay đổi từ 15,7 m đến 22,0 m [2] Đất bùn sét là loại đất yếu có khả năng bị mất ổn định hay biến dạng lớn dưới tác dụng của tải trọng công trình Đặc trưng cơ lý của đất bùn sét theo tác giả Bùi Trường Sơn và Lâm Ngọc Quý [3], khối lượng tự nhiên dao động từ 1,35 đến 1,65 g/cm3, độ ẩm dao động từ 50 đến 100%, độ sệt lớn hơn 1, hệ số rỗng thay đổi từ 1,2 đến 3,0 và độ bão hòa xấp xỉ 100% Do đó, cần thiết phải có những nghiên cứu sâu về loại đất này để các kỹ sư thiết kế xây dựng có thể hiểu rõ về đặc điểm địa kỹ thuật của đất bùn sét nhằm đánh giá chính xác trước khi xây dựng, và đưa ra các biện pháp xử lý hiệu quả

Đối với lớp đất bùn sét, công tác khoan lấy mẫu khó đảm bảo được tính nguyên trạng của mẫu đất, vì quá trình khoan, bảo quản, vận chuyển mẫu dễ làm cho mẫu bị xáo động Các thí nghiệm hiện trường được tiến hành tại hiện trường, đúng với điều kiện làm việc của đất, đặc biệt là điều kiện ứng suất xung quanh tác dụng lên đất, đất

ở trạng thái tự nhiên Vì vậy kết quả thí nghiệm hiện trường phản ánh đúng ứng xử của đất hơn so với thí nghiệm trong phòng Hiện nay các thí nghiệm hiện trường như thí nghiệm cắt cánh (VST), thí nghiệm xuyên tĩnh (CPTu), thí nghiệm địa chấn (P/S logging),… được áp dụng rộng rãi nhằm hạn chế mẫu bị xáo động trong quá trình thí nghiệm, từ đó cung cấp kết quả chính xác, tin cậy

Nhằm cung cấp thêm cho kỹ sư thiết kế xây dựng có các thông số kỹ thuật của đất để tính toán, đánh giá một cách hợp lý, do đó đề tài: “Đặc trưng sức kháng cắt không thoát nước (Su) và vận tốc truyền sóng trong đất bùn sét khu vực nhà máy điện gió Tân Thuận, tỉnh Cà Mau” được chọn làm luận văn tốt nghiệp

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định đặc trưng sức kháng cắt không thoát nước (Su) và vận tốc truyền sóng trong đất bùn sét khu vực nhà máy điện gió Tân Thuận, tỉnh Cà Mau

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu nghiên cứu đặt ra đề tài cần phải thực hiện các nhiệm vụ sau:

+ Xác định các đặc trưng cơ lý cơ bản của đất bùn sét;

+ Xác định đặc trưng sức kháng cắt không thoát nước (Su) của đất bùn sét và

sự biến đổi của Su theo độ sâu;

+ Xác định các đặc trưng về vận tốc truyền sóng (Vp, Vs) của đất bùn sét và

sự biến đổi của Vp, Vs theo độ sâu;

+ Thiết lập tương tương quan giữa các thông số Su, Vp, Vs

4 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được các nhiệm vụ nêu trên đề tài cần nghiên cứu các nội dung sau: + Tổng hợp các nghiên cứu trong và ngoài nước

+ Tổng hợp, đánh giá các kết quả thí nghiệm hiện trường, thí nghiệm trong phòng của đất bùn sét dựa trên kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý đất

+ Tổng hợp, đánh giá kết quả sức kháng cắt không thoát nước (Su) từ thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm cắt cánh

+ Từ kết quả của thí nghiệm xuyên tĩnh (CPTu), tính toán sức kháng cắt không thoát nước

+ Tổng hợp, đánh giá kết quả thí nghiệm địa chấn

+ Áp dụng phương pháp phân tích hồi qui để thiết lập tương quan giữa Su với

độ sâu và vận tốc truyền sóng Vp,Vs với độ sâu của lớp đất bùn sét tại khu vực nghiên cứu

5 Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành các nhiệm vụ của đề tài tác giả sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

+ Phương pháp thực nghiệm: Khoan khảo sát lấy mẫu thí nghiệm trong phòng, tiến hành các thí nghiệm hiện trường như thí nghiệm cắt cánh, thí nghiệm xuyên tĩnh, thí nghiệm địa chấn,…

+ Phương pháp tổng hợp, thống kê tài liệu từ các kết quả khoan khảo sát, kết quả thí nghiệm hiện trường và thí nghiệm trong phòng của lớp đất bùn sét

+ Áp dụng phương pháp phân tích hồi qui để lập tương quan giữa sức kháng cắt không thoát nước (Su) với vận tốc truyền sóng (Vp,Vs) và với độ sâu

6 Ý nghĩa của đề tài

Cung cấp thêm cho các kỹ sư thiết kế xây dựng có các thông số về đất bùn sét

để đánh giá được rủi ro trước khi xây dựng và đưa ra các biện pháp xử lý có hiệu quả kinh tế cao, giúp cho các nhà đầu tư xây dựng công trình giảm được chi phí

Góp phần cung cấp thêm cơ sở dữ liệu của đất bùn sét ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long để làm nguồn tài liệu tham khảo

7 Cấu trúc của luận văn

Cấu trúc của luận văn bao gồm 05 chương, mở đầu và phần kết luận được trình bày như sau:

Phần mở đầu trình bày về tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu nghiên cứu, nhiệm

vụ nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu và ý nghĩa của đề tài Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước được trình bày trong chương 1 Lý thuyết về các thí nghiệm hiện trường như thí nghiệm cắt cánh, thí nghiệm xuyên tĩnh và thí nghiệm địa chấn được trình bày chi tiết trong chương 2 Về đặc trưng cơ lý của đất bùn sét được trình bày trong chương 3 Chương 4 trình bày về đặc trưng sức kháng cắt và vận tốc truyền sóng trong đất bùn sét Chương 5 thiết lập các tương quan về sức kháng cắt không thoát nước và vận tốc truyền sóng Phần kết luận và kiến nghị trình bày về các kết quả nghiên cứu và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Chương 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Hiện nay đã có nghiều tác giả trong và ngoài nước nghiên cứu về tương quan giữa sức kháng cắt không thoát nước (Su) với các thông số khác nhau của đất Nhưng

do tính đặc thù địa chất của mỗi vùng địa lý khác nhau về trạng thái, lịch sử ứng suất, mức độ đồng nhất của đất nên để ứng dụng được những kết quả nghiên cứu đó cho những khu vực khác nhau thì phải có sự nghiên cứu, đánh giá cho từng khu vực 1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Tác giả Phạm Văn Nhơn [1] đã nghiên cứu tương quan sức kháng cắt không thoát nước (Su) với kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh của sét mềm bão hoà nước cho khu vực Nhà Bè TP Hồ Chí Minh và dự án cảng Thị Vải Tác giả đã đề xuất một số tương quan như sau:

- Su(UC): Là cường độ kháng cắt không thoát nước từ thí nghiệm nén nở hông (kPa);

- Su(UU): Là cường độ kháng cắt không thoát nước từ thí nghiệm nén ba trục theo sơ đồ không cố kết, không thoát nước (kPa);

- Su(VST): Là cường độ kháng cắt không thoát nước từ thí nghiệm cắt cánh hiện trường (kPa);

- Su(CPTu): Là cường độ kháng cắt không thoát nước từ thí nghiệm xuyên tĩnh (kPa);

- 𝜎′ : Là ứng suất hữu hiệu (kPa);

- 𝑧: Là độ sâu (m)

Tác giả Nguyễn Phương Bằng [4] đã phân tích, thiết lập tương quan sức kháng cắt không thoát nước giữa thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm hiện trường cho đất bùn sét ở khu vực Quận 2, Tp HCM Tác giả đã đề xuất một số tương quan như sau: Tương quan Su(DS) – Su(UU) với độ sâu của mẫu đất nghiên cứu z ≤ 14 m

Tác giả đã đưa ra giá trị Nkt thay đổi từ 14 đến 26 trung bình 18,5 với R2= 86%

= 1,6 z -1.09 R2= 0,90 (1.8) Trong đó:

- Nkt: Là hệ số xuyên;

- 𝜎′ : Là ứng suất hữu hiệu (kPa)

Bảng 1.1 Các nghiên cứu đã công bố [1] [4] [5]

Hệ số xác định

R2

Khu vực nghiên cứu Tác giả

STT Hàm tương quan

Hệ số xác định

R2

Khu vực nghiên cứu Tác giả

3 Nkt = 0,504z + 6,13 0,885 Dự án Metro

City, huyện Nhà Bè, Tp, HCM

Phạm Văn Nhơn (2012)

5 Nkt = 14÷26 (TB=18,5) 0,860

Các tỉnh phía Nam

Trần Thị Phương (2015)

Tác giả Bùi Trường Sơn [6] đã nghiên cứu về hệ số xuyên trong đất bùn sét cho các khu vực như nhà máy khí điện đạm Cà Mau, khu vực Tân Sơn Nhất-Bình Lợi và tác giả này đã đề xuất hệ số xuyên cho các khu vực như trong Bảng 1.2 và Bảng 1.3

Bảng 1.2 Hệ số xuyên khu vực Cà Mau [6]

Hệ số xuyên Phạm vi Trung bình Số lượng dữ liệu

Bảng 1.3 Hệ số xuyên khu vực Tân Sơn Nhất-Bình Lợi [6]

Hệ số xuyên Phạm vi Trung bình Số lượng dữ liệu

Nke 8 ÷ 24 13,1 44

Nkt(UU) - 28,6 15

1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Nghiên cứu của Wei Duan và các cộng sự [7] cho biết sự tương quan giữa vận tốc truyền sóng với các thông số địa kỹ thuật đối với đất sét ở tỉnh Giang Tô, Trung Quốc được thể hiện bởi các phương trình sau:

Su = 0,162Vs1.50 R2 = 0,89 (1.9) Trong đó:

- Su: Là cường độ kháng cắt không thoát nước (kPa);

- Vs: Là vận tốc truyền sóng ngang (m/s)

Nghiên cứu của Mike Long và các cộng sự [8] cho biết sự tương quan giữa vận tốc truyền sóng với các thông số địa chất của đất sét ở Na Uy và Thụy Điển thể hiện bởi các phương trình sau:

Vs = 65,00(qt)0,150(1+Bq)1,202 R2 =0,76 (1.10)

Vs = 1,961(qt)0,579(eo)-0,714 R2 =0,78 (1.11) Trong đó:

- Vs: Là vận tốc truyền sóng ngang (m/s);

- qt: Là sức kháng xuyên hiệu chỉnh (kPa);

- e0: Là hệ số rỗng;

- Bq: Tỉ số áp lực nước lỗ rỗng

Nghiên cứu của tác giả Jean-Sebastien L’Heureux và Michael Long [9] cho biết

sự tương quan giữa vận tốc truyền sóng với các thông số địa kỹ thuật của đất sét ở

Na Uy thể hiện bởi các phương trình sau:

Vs = 12,72𝑆 (, ) hoặc Su(CU) = 0,021𝑉 , R2 =0,85 (1.12)

Vs = 13,32𝑆 (, ) hoặc Su(DS) = 0,027𝑉 , R2 =0,87 (1.13) Trong đó:

- Su(CU): Là cường độ kháng cắt không thoát nước từ thí nghiệm nén ba trục theo sơ đồ cố kết không thoát nước (kPa);

- Su(DS): Là cường độ kháng cắt không thoát nước từ thí nghiệm cắt nhanh (kPa);

- Vs: Là vận tốc truyền sóng ngang (m/s)

Nghiên cứu của Mike Long và Marco D’Ignazio [10] cho biết sự tương quan về vận tốc truyền sóng và sức kháng cắt không thoát nước của đất sét ở Bắc Âu được thể hiện bởi các phương trình sau:

S𝑢(𝐹𝑉𝑇) = 0,062𝑉 , R2 = 0,69 (1.14)

S𝑢(𝐷𝑆𝑆) = 0,027𝑉 , R2 = 0,87 (1.15) Trong đó:

- Su(FVT): Là cường độ kháng cắt không thoát nước từ thí nghiệm cắt cánh hiện trường (kPa);

- Su(DSS): Là cường độ kháng cắt không thoát nước từ thí nghiệm cắt nhanh (kPa);

- Vs: Là vận tốc truyền sóng ngang (m/s)

Nghiên cứu của tác giả R.G Borges và cộng sự [11] cho biết sự tương quan giữa vận tốc truyền sóng và các thông số của CPTu ở khu vực rìa lục địa Brazil được thể hiện bởi các phương trình sau:

Vs = 9,741qt0,369fs-0,1402 σ’vo0,1437 R2 =0,84 (1.16)

Vs = 34,641σ’vo0,342 R2 =0,77 (1.17) Trong đó:

- Vs: Là vận tốc truyền sóng ngang (m/s);

- qt: Là sức kháng xuyên hiệu chỉnh (kPa);

- fs: Là ma sát thành đơn vị (kPa);

- σ’v0: Là ứng suất hữu hiệu (kPa)

Tác giả Paul W Mayne và Glenn J Rix [12] đã nghiên cứu về tương quan giữa vận tốc truyền sóng và sức kháng mũi xuyên (qc) Các tác giả này đã đề xuất các phương trình tương quan như sau:

Vs = 1,75qc0,627 R2 =0,736 (1.18)

Vs = 9,44qc0,435 e0-0,532 R2 =0,832 (1.19) Trong đó:

Vs = 2,944qt0,613 R2 = 0,630 (1.20)

Vs = 65,00qt0,150 e0-0,714 R2 =0,758 (1.21) Trong đó:

Bảng 1.4 Một số tương quan giữa Su với Vs đã công bố [7] [9]

nghiên cứu

Thí nghiệm xác định Su Tác giả

Hoa Kỳ Nén 3 trục

Blake and Gilbert (1997)

STT Hàm tương quan Khu vực

nghiên cứu

Thí nghiệm xác định Su Tác giả

2 Su = 5.10-4𝑉 ,

Ven biển ở

Ấn Độ (R2=0.82)

Nén 3 trục không cố kết không thoát nước

Kulkarni và cộng sự (2010)

Campeche

Nén 3 trục và cắt cánh

Taboada và cộng sự (2013)

toàn thế giới (R2=0.76)

Nén 3 trục

Agaiby and Mayne (2015)

Thí nghiệm cắt cánh

Oh and Bang (2016)

6 Su = 0,162Vs1,50

Giang Tô, Trung Quốc

Thí nghiệm nén 3 trục

Wei Duan và cộng sự (2018)

Michael Long (2017)

Nhận xét: Hiện nay các nghiên cứu trong nước đã được công bố như tương quan giữa sức kháng cắt không thoát nước với kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn, thí nghiệm nén ngang Các nghiên cứu về tương quan giữa các thông số khác nhau của đất với vận tốc truyền sóng trong đất bùn sét chưa được nghiên cứu hoặc chưa được công bố Trên thế giới đã có nhiều tác giả nghiên cứu về tương quan giữa các thông số của đất với vận tốc truyền sóng trong đất bùn sét, nhưng

do tính đặc thù địa chất của mỗi vùng địa lý khác nhau về trạng thái, lịch sử ứng suất, mức độ đồng nhất của đất nên để áp dụng được những kết quả nghiên cứu đó cho những khu vực khác nhau thì phải có sự nghiên cứu, đánh giá riêng cho từng khu vực

Chương 2 Các thí nghiệm hiện trường

Ngày nay, với sự phát triển của các kỹ thuật thí nghiệm hiện trường cho ra các kết quả thí nghiệm có độ tin cậy cao Vì vậy, thí nghiệm hiện trường ngày càng phổ biến trong công tác khảo sát địa kỹ thuật với ưu điểm là các lớp đất được thí nghiệm trong điều kiện tự nhiên ít bị ảnh hưởng bởi sự xáo động do công tác khoan lấy mẫu, vận chuyển mẫu, bảo quản mẫu làm mất tính nguyên trạng của đất

2.1 Thí nghiệm cắt cánh hiện trường (VST)

Thí nghiệm cắt cánh hiện trường nhằm mục đích xác định sức kháng cắt không thoát nước của đất, được sử dụng cho các loại đất dính mềm yếu, bão hòa nước Thí nghiệm này không áp dụng đối với đất có khả năng thoát nước nhanh, đất trương nở, đất lẫn nhiều vỏ sò

2.1.1 Thiết bị thí nghiệm

Hiện nay có khá nhiều loại thiết bị thí nghiệm cắt cánh Một trong số đó là thiết

bị của hãng Geonor do Na Uy sản xuất thể hiện trong Hình 2.1 và Hình 2.2 Bộ cắt cánh hiện trường bao gồm các bộ phận cơ bản sau:

- Bộ phận tạo mô men cắt;

- Cánh cắt: là một bộ phận để cắt đất, cánh cắt bao gồm bốn lưỡi cắt gắn với nhau dạng chữ thập, chiều cao cánh cắt bằng hai lần đường kính;

- Lưỡi cắt là một trong bốn tấm thép của cánh cắt, có cấu tạo và kích thước quy định;

- Cần nối: là cần được chế tạo bằng thép, có cấu thạo và kích thước theo quy định Cần nối có tác dụng kết nối với bộ phận tạo mô men cắt

Hình 2.1 Cấu tạo thiết bị cắt cánh hiện trường

Hình 2.2 Thiết bị thí nghiệm cắt cánh 2.1.2 Quy trình thí nghiệm

Quy trình thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 10184:2021 [15] Nguyên lý của thí nghiệm cắt cánh hiện trường là ấn vào trong đất một cánh cắt chữ thập bằng thép, trong quá trình ấn không được gây ra mô men xoắn Sau đó quay cánh cắt với vận tốc quay không vượt quá 0,1độ/giây đến khi đất bị cắt xoay tròn xung quanh trục của nó (đất bị phá hủy) Thời gian phá hủy đất trong khoảng 2 đến

5 phút, trừ trường hợp đất rất mềm thì thời gian phá hủy có thể lên tới 10 đến 15 phút Trong quá trình cắt, cao độ cánh cắt phải giữ cố định

Tại thời điểm đất bắt đầu bị phá hoại, ghi được giá trị mô men cắt lớn nhất (mô men cắt ở trạng thái nguyên trạng) Tiếp tục quay cánh cắt ít nhất 10 vòng trong thời gian không quá 1 phút, ghi được mô men cắt nhỏ nhất (mô men cắt ở trạng thái phá hủy)

Đất bị cắt trong thời gian khá nhanh, với hệ số thấm trong đất dính rất nhỏ nên nước không kịp thoát ra ngoài trong quá trình thí nghiệm Sức kháng cắt không thoát nước sẽ được xác định dựa vào mô men cắt đo được và phụ thuộc vào kích thước cánh của lưỡi cắt chữ thập Độ nhạy của đất được tính bằng tỉ số giữa sức kháng cắt không thoát nước của đất ở trạng thái nguyên trạng và trạng thái phá hủy

- T: Momen xoắn cần thiết để cắt đất (Nm);

- K: Hệ số phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của lưỡi cắt (m3)

𝐾 =  D2H (1 + ) (2.2) Trường hợp cánh cắt hình chữ nhật (H=2D)

- H: Là chiều cao cánh cắt;

- D: Là đường kính cánh cắt

𝐾 = 3,66 10 D3 (2.3) Trường hợp cánh cắt có dạng hình vát K được tính theo công thức sau:

- Xác định ranh giới của các lớp đất, đánh giá độ đồng nhất của các lớp đất

- Đồng thời cũng cho phép phát hiện những lớp kẹp có khả năng chịu tải nhỏ

mà các phương pháp khảo sát khác thường không phát hiện được

- Xác định độ chặt của đất loại cát, trạng thái của đất loại sét

- Kiểm chứng với kết quả khoan thăm dò và thí nghiệm trong phòng để phân chia loại đất và xác định một số đặc trưng cơ lý của các lớp đất, phục vụ thiết

kế

- Lập tương quan với các thí nghiệm khác qua việc thiết lập hệ số thực nghiệm

Nkt để tính sức kháng cắt không thoát nước theo kết quả dữ liệu của xuyên tĩnh phục vụ trong thiết kế

Thí nghiệm xuyên tĩnh được áp dụng cho đất loại cát hoặc đất loại sét

đo sức kháng xuyên đầu mũi và ma sát thành được tiến hành liên tục và đồng thời Mũi xuyên thường được gắn cảm biến, các thông tin về sức kháng xuyên, ma sát thành, lực ấn được truyền qua cáp đặt trong cần xuyên về bộ phận đo ghi

Cần xuyên: Là bộ phận truyền lực đến mũi xuyên để đưa mũi xuyên vào đất Cần xuyên thường có đường kính bằng đường kính mũi xuyên, dài 1m, được cấu tạo bằng thép đặc biệt, bên trong rỗng để luồn dây cáp tín hiệu

Hệ thống truyền lực: Dùng bơm thuỷ lực, pít tông để ấn mũi xuyên và cần xuyên xuống đất

Hệ thống đối tải: sử dụng neo hoặc các khối bê tông đối tải

(a) (b) Hình 2.4 Thiết bị thí nghiệm xuyên tĩnh (a) hệ thống truyền lực, (b) mũi xuyên, mô đun điều khiển và cáp truyền tín

hiệu (nguồn https://geotop.com.vn) 2.2.2 Quy trình thí nghiệm

Nguyên lý thí nghiệm là xuyên vào trong đất một chùy hình côn với tốc độ xuyên là 2 cm/s Lực xuyên là lực ép tĩnh Trong quá trình xuyên, đo được sức kháng xuyên đầu mũi, ký hiệu qc, ma sát thành đơn vị, ký hiệu fs và áp lực nước lỗ rỗng (u) của đất

Quy trình thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D5778-07

2.2.3 Xử lý kết quả

Khi dùng lực ép tĩnh để ấn mũi xuyên vào trong lòng đất đo được sức kháng ở mũi xuyên Qc; Sức kháng toàn phần Qt; Ma sát thành Qs (Qs = Qt − Qc) Từ đó ta tính được các giá trị sau:

Sức kháng xuyên đầu mũi:

Hình 2.5 Áp lực tác dụng lên mũi côn

Từ kết quả xuyên tĩnh ta tính được sức kháng cắt không thoát nước Su

Theo Robertson và Campanella (1989), sức chống cắt không thoát nước Su của đất sét có thể tính được từ phương trình sau:

qt = qc + u(1 - 𝛼) (2.11) Trong đó:

Su: Sức kháng cắt không thoát nước của đất;

qc: Sức kháng xuyên đầu mũi;

u: Áp lực nước lỗ rỗng;

𝜎 : Áp lực tổng lớp đất phía trên;

α: Tỉ số diện tích côn;

( α = = d2/D2, α thường vào khoảng 0,6 ÷ 0,9 xem Hình 2.5)

Nkt: Hệ số xuyên (là một giá trị thực nghiệm và dao động trong phạm vi rộng, tác giả Bùi Trường Sơn [6] cho rằng Nkt dao động từ 10 đến 25 tại khu vực Cà Mau)

Trong đất sét yếu, giá trị qc đo được phải được hiệu chỉnh do áp lực lỗ rỗng tác động lên hình dạng côn, như vậy nhận được giá trị sức kháng xuyên hiệu chỉnh, qt

qt = qc + u2(1 - 𝛼) (2.12) Trong đó:

fs: Ma sát thành đơn vị;

u3: Áp lực nước lỗ rỗng ở đỉnh chuôi;

u2: Áp lực nước lỗ rỗng ở đáy chuôi;

Asb: Diện tích tiết diện ngang ở đáy chuôi;

As: Diện tích bề mặt chuôi;

Ast: Diện tích tiết diện ngang ở đỉnh chuôi

Từ các thông số đo được trực tiếp (sức kháng xuyên đầu mũi- qc; ma sát thành-

fs; áp lực nước lỗ rỗng –u) phần mềm CPTask sẽ tính toán và cho ra các thông số địa

kỹ thuật cần thiết như Hình 2.7

Hình 2.7 Biểu đồ minh họa kết quả thí nghiệm xuyên CPTu

2.3 Thí nghiệm địa chấn (P/S logging)

Địa chấn là một trong các kỹ thuật địa vật lý được sử dụng khá phổ biến trong công tác khảo sát địa kỹ thuật Phương pháp Crosshole và Downhole là các phương pháp địa vật lý, được sử dụng trong khảo sát địa chất công trình nhằm mục đích xác định vận tốc truyền sóng đàn hồi chi tiết nhất tại hiện trường phục vụ cho việc đánh giá các đặc điểm và tính chất của môi trường tại vị trí khảo sát

Kết quả của phương pháp Crosshole được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, trong đó bao gồm: Đánh giá tính liên tục của môi trường theo phương nằm ngang và thẳng đứng, phân tích khả năng hóa lỏng của môi trường, nghiên cứu biến dạng

Phương pháp Downhole được sử dụng với mục đích tương tự như phương pháp Crosshole, nhằm xác định sự lan truyền của các sóng địa chấn theo phương dọc và phương ngang (sóng P và sóng S) tại các vị trí có sự hiện diện của những thành tạo chủ yếu ở dạng bở rời Thí nghiệm Downhole thường được đề nghị sử dụng trong các

dự án không yêu cầu việc đo đạc với độ chính xác cao như phương pháp Crosshole Phương pháp Downhole cung cấp các giá trị vận tốc sóng địa chấn của các loại đất đá trong địa tầng lỗ khoan Những dữ liệu này có thể được sử dụng cho các phân tích động, tĩnh, hoặc để tính toán mô đun biến dạng, mô đun đàn hồi, và hệ số Poisson hoặc đơn giản để xác định những dị thường có thể tồn tại trong lỗ khoan

Phương pháp địa chấn được áp dụng trong công tác đo vẽ bản đồ địa chất công trình và trong khảo sát nền móng các công trình giao thông, xây dựng, để giải quyết các nhiệm vụ:

- Xác định ranh giới giữa các lớp đất đá có tính chất và thành phần thạch học khác nhau

- Xác định các đới phá huỷ, đứt gãy, các hang động karst

- Xác định chiều sâu mực nước ngầm

- Xác định các tham số đàn hồi của đất đá trong thế nằm tự nhiên

- Xác định tương quan thực nghiệm giữa tham số tốc độ truyền sóng đàn hồi với mô đun đàn hồi, hệ số Poisson, với các tham số vật lý khác và với các

chỉ tiêu địa chất công trình như: mô đun biến dạng, khối lượng thể tích tự nhiên, độ rỗng, độ ẩm,…

2.3.1 Thiết bị thí nghiệm

Thiết bị thí nghiệm địa chấn được thể hiện trong Hình 2.8, thành phần chính của thiết bị đo địa chấn gồm:

- Thiết bị ghi tín hiệu: Thiết bị ghi tín hiệu từ các cảm biến gọi là máy thăm

dò địa chấn, ghi nhận và lưu trữ tín hiệu dưới dạng dữ liệu số rời rạc theo các đơn vị thời gian, điều đó cho phép lưu trữ và xử lý một khối lượng dữ liệu lớn dễ dàng và thuận lợi

- Đầu đo gồm có nguồn phát sóng ngang dạng búa điện và hai nhóm đầu thu đặt cách nguồn trên 2 m, nối lên mặt đất bằng cáp nhiều ruột Mỗi nhóm có một cảm biến thu sóng dọc P và một cảm biến thu sóng ngang S Hai nhóm cách nhau 1 m và điểm giữa chúng là điểm tham chiếu độ sâu cho kết quả

Hình 2.8 Thiết bị đo địa chấn 2.3.2 Quy trình thí nghiệm

Quy trình thí nghiệm địa chấn theo phương pháp Crosshole thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D4428/D4428M – 14 [16]

- Chuẩn bị lỗ khoan: Sơ đồ cho thí nghiệm bao gồm ba hoặc nhiều lỗ khoan thẳng hàng Góc phương vị lỗ khoan phải được đo ở độ chính xác ± 1° Cao

độ lỗ khoan phải được đo chính xác đến ± 0,1m

- Các lỗ khoan có ống chống: Sau khi khoan xong, đặt các ống PVC hoặc ống nhôm có đường kính bên trong từ 50 đến 100 mm Sau đó bơm vữa xi măng chèn vào giữa vách lỗ khoan và ống chống

- Đo độ lệch của lỗ khoan: Phải tiến hành đo độ lệch trong tất cả các lỗ khoan Thiết bị phải có khả năng xác định độ nghiêng với độ nhạy 0,3° Để có thể tính toán khoảng cách thực tế giữa các lỗ khoan

- Tiến hành thí nghiệm: Đặt nguồn năng lượng vào lỗ nguồn ở độ sâu không lớn hơn 1,5 m vào địa tầng đang khảo sát Đặt hai máy thu ở cùng một độ cao trong mỗi lỗ Kẹp chặt nguồn và bộ thu vào vị trí Kiểm tra thiết bị ghi

và xác minh thời gian Kích hoạt nguồn năng lượng và hiển thị đồng thời cả

Đầu đo

Cảm biến trên Cảm biến dưới

Nguồn

Thiết

bị ghi tín hiệu

Cách âm

hai đầu thu trên thiết bị ghi Điều chỉnh biên độ và thời lượng tín hiệu sao cho chuỗi sóng P hoặc chuỗi sóng S hoặc cả hai được hiển thị toàn bộ Phương pháp Crosshole được thực hiện bằng cách tạo và ghi nhận sóng khối, trong đó bao gồm sóng P và sóng S tại các chiều sâu và khoảng cách lựa chọn, trong

đó, nguồn dao động và máy thu (geophone) được đặt ở cùng một cao độ trong lỗ khoan ở mỗi lần đo

Quy trình thí nghiệm địa chấn theo phương pháp Downhole thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D7400-08 [17]

- Chuẩn bị lỗ khoan: Công tác khoan được tiến hành bằng kỹ thuật khoan xoay cùng với các biện pháp giảm thiểu sự biến dạng tính chất cơ lý của môi trường trong quá trình khoan và kết cấu lỗ khoan Trong quá trình khoan, phải kiểm tra độ lệch của lỗ khoan thường xuyên

- Lắp đặt ống chống: Ống chống được sử dụng là ống bằng nhựa PVC phần của lỗ khoan xuyên qua đá gốc sẽ được trám lại bằng xi măng phần lỗ khoan tiếp xúc với đất, cát, sạn sỏi xung quanh sẽ được bơm vữa xi măng lấp đầy

2.3.3 Xử lý kết quả

Vận tốc truyền sóng P và sóng S của các lớp đất được tính theo công thức sau:

Trong đó:

- L: Gia số khoảng cách từ nguồn đến máy thu ở độ sâu di+1 và di

- t: Chênh lệch thời gian truyền sóng từ nguồn đến máy thu tại hai vị trí di+1

- Vp: Vận tốc truyền sóng dọc (m/s); Vs: Vận tốc truyền sóng ngang (m/s)

- ∶ Khối lượng thể tích đất (kg/m3); 𝐺 : Mô đun cắt (MPa)

- ν: Hệ số Poisson; 𝐸: Mô đun đàn hồi (MPa)