Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nhẹ EPS Geofoam xây dựng đường vào cầu trên nền đất yếu

ĐẶ T V ẤN ĐỀ

Đường dẫn vào cầu làm nhiệm vụ kết nối và chuyển tiếp độ cứng giữa đường và cầu thông qua kết cấu mố cầu, đảm bảo sự êm thuận cho người và phương tiện lưu thông trên tuyến Tuy nhiên, phần đất đắp ngay sau mố (trong phạm vi 3-5 m) thường xảy ra độ lún lớn gây chênh lệch cao độ đỉnh mố và đường sau khi công trình đưa vào khai thác (Quách Hồng Chương 2016), gây khó khăn cho phương tiện lưu thông trên tuyến đường, làm giảm năng lực thông hành, gây cảm giác khó chịu cho người tham gia lưu thông, gây hư hỏng cho xe cộ, hàng hóa, tạo thêm tải trọng xung kích tác dụng lên mố cầu, và làm tăng kinh phí, thời duy tu bảo dưỡng sửa chữa công trình (White 2005, Đỗ Thị Mỹ Chinh 2016)

Hiện tượng lún đường vào cầu diễn ra khá phổ biến trong những năm gần đây. Không chỉở Việt Nam, lún đường vào cầu còn xảy ra ở các nước phát triển trên thế giới như Nhật Bản, Na uy, Pháp, và Mỹ (Frydenlund & Aaboe 2001, Elragi 2006, Mohajerani et al 2017) Tại Việt Nam, lún đường vào cầu xảy ra ở toàn khu vực miền

Nam Nguyên nhân gây lún chủ yếu là chưa xử lý triệt để lún cố kết của lớp đất yếu bên dưới tải trọng đắp Việc đưa ra các phương án xử lý nền đất yếu không phù hợp là nguyên nhân trực tiếp và gây ra sự cố lớn nhất ởđường dẫn sau mố cầu (Nguyễn

Thị Thu Hằng 2008, Đỗ Thị Mỹ Chinh 2016) Hiện nay, việc xử lý nền đất yếu bên dưới đường vào cầu đòi hỏi đội ngũ kỹsư phải có nhiều kinh nghiệm, máy móc thiết bị hiện đại, tiêu tốn phần lớn kinh phí và thời gian thi công của công trình So với giải pháp xử lý trực tiếp nền đất yếu làm tăng khảnăng chịu tải, việc sử dụng vật liệu nhẹ EPS Geofoam thay thế vật liệu đắp truyền thống của nền đường mà không cần phải xử lý nền đất yếu bên dưới là một giải pháp đãđược nhiều nước trên thế giới áp dụng

EPS (Expanded PolyStyrene) Geofoam là vật liệu nhựa tổng hợp từ polystyrene, xốp nhẹ, có khối lượng riêng thường sử dụng 12 – 35 kg/m 3 , nhỏhơn từ30 đến 100 lần so với các vật liệu đắp truyền thống như cát, đất, sét, v.v., và được sử dụng cho ngành địa kỹ thuật, xây dụng công trình cầu, đường ô tô, và đường sắt ở châu Âu và châu Mỹ từ những năm 1960 (Horvath 1994, 1999a, 999b, 2001, 2005, Elragi 2006, Trandafir et al 2010, Stark et al 2012, Chena et al 2015, Mohajerani et al 2017)

Với đặc tính có khối lượng nhẹ, chỉ sử dụng nhân công để vận chuyển và lắp đặt từng khối EPS Geofoam mà không cần sử dụng các loại thiết bịđặc biệt, rút ngắn thời gian thi công, EPS Geofoam được ứng dụng rộng rãi trên thế giới (Riad et al 2004, Stark et al 2012) Tuy nhiên chưa có một nghiên cứu khoa học chuyên nghiệp và ứng dụng thành công vật liệu nhẹ EPS Geofoam vào xây dựng công trình giao thông, chứng minh tính khả thi, hiệu quả của vật liệu này vào điều kiện của Việt Nam Đề tài tập trung nghiên cứu các đặc tính cơ lý của EPS Geofoam được sản xuất trong nước như cường độ nén, mô đun đàn hồi ban đầu, hệ số Poisson, khảnăng hấp thụnước, tốc độ cháy, và tốc độ hòa tan trong dung môi gốc dầu hỏa (xăng, dầu hỏa, và dầu nhớt) Kết quả nghiên cứu sẽ là nền tảng quan trọng đểứng dụng vào thiết kế và thi công thử nghiệm vật liệu EPS Geofoam xây dựng các công trình giao thông ở

Hình 1: Khối EPS Geofoam (cachnhietdonga & mopxoplocphat)

TÓM T Ắ T NGHIÊN C Ứ U T Ổ NG QUAN

Nghiên cứu tổng quan nhằm khái quát các kết quả nghiên cứu đã được công bố trên thế giới liên quan đến các đặc trưng cơ-lý-hóa của vật liệu EPS Geofoam Kết quả ban đầu của nghiên cứu tổng quan là cơ sở cần thiết để xác định mục tiêu, xây dựng cơ sở lý thuyết, và giúp định hướng phương pháp nghiên cứu để thực hiện đề tài Nội dung nghiên cứu tổng quan của luận văn được trình bày chi tiết ở Phụ lục A

Một số kết quả nổi bật rút ra từ kết quả nghiên cứu tổng quan được trình bày tóm tắt như sau:

(1) EPS Geofoam là vật liệu nhựa tổng hợp, nhẹ, và có khối lượng riêng thường sử dụng trong xây dựng công trình giao thông từ 12-35 kg/m 3 (Horvath 2001, Elragi 2006, Trandafir et al 2010)

(2) EPS Geofoam có lịch sử phát triển hơn 50 năm, được sử dụng cho ngành địa kỹ thuật, xây dụng công trình cầu, đường ô tô, và đường sắt ở châu Âu và Mỹ từ những năm 1960 (Horvath 2005, Chena et al 2015, Mohajerani et al 2017) (3) EPS Geofoam được ứng dụng làm vật liệu đắp đường ô tô, đường sắt, ổn định mái dốc, mở rộng bề rộng đường đắp, đường vào cầu, tường chắn đất, và giảm áp lực cho các công trình ngầm như cống hay ống dẫn (Horvath 2001, Elragi

2006, Stark et al 2012, Mohajerani et al 2017)

(4) Cường độ nén nở hông tự do của EPS Geofoam đạt từ40 kPa đến 200 kPa ở biến dạng 10% cho EPS Geofoam theo khối lượng riêng từ 12-29 kg/m 3

(5) Mô đun đàn hồi của vật liệu EPS Geofoam thường ở biến dạng nhỏhơn hoặc bằng 1%, tăng theo khối lượng riêng, đạt từ 2 MPa đến 10 MPa cho EPS Geofoam theo khối lượng riêng từ 12-29 kg/m 3 (Horvath 1994, Elragi 2006, Ossa & Romo 2012)

(6) Hệ số Poisson của EPS Geofoam tăng theo khối lượng riêng, nằm trong khoảng 0,05-0,20, nhỏhơn các vật liệu đắp truyền thống như cát, đất đắp, và sét (Elragi 2006, Ossa & Romo 2009, Stark et al 2012)

(7) Dưới tác dụng tải trọng trùng phục, EPS Geofoam biến dạng đàn hồi khi tải trọng trùng phục nhỏ hơn 80% cường độ của vật liệu (Elragi 2006, Horvath 2010a, Trandafir et al 2010)

(8) Cường độ chịu uốn đạt từ 173-345 kPa cho EPS Geofoam theo khối lượng riêng từ 15-29 kg/m 3 (Horvath 2001, 2005, Elragi 2006)

(9) Tĩnh tải đặt trên EPS Geofoam dưới 50% cường độ vật liệu sẽ không gây ra từ biến (Frydenlund & Aaboe 2001, Elragi 2006, Horvath 2010a)

(10) EPS Geofoam có khả năng hấp thụ nước kém, khả năng hấp thụ nước của EPS Geofoam giảm khi khối lượng riêng tăng, thể tích nước hấp thụ từ 3,3- 5% theo thểtích trong 1 năm và thểtích nước hấp thụ tối đa từ 8-9% (Duskov

(11) EPS Geofoam là loại vật liệu cách âm, cách nhiệt tốt (Elragi 2006, Stark et al 2012, Mohajerani et al 2017)

(12) EPS Geofoam bị phá hủy cấu trúc, làm giảm lực ma sát bề mặt, và giảm cường độ nén bởi tia cực tím khi cho tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời (Horvath 2001, Elragi 2006, Mohajerani et al 2017)

(13) EPS Geofoam là vật liệu dễcháy do đó không nên để gần ngọn lửa hoặc các nguồn gây cháy, EPS Geofoam chỉđược sử dụng trong môi trường có nhiệt độ thấp hơn 80 o C (Elragi 2006, Horvath 2001, Mohajerani et al 2017)

(14) EPS Geofoam có khả năng bị ăn mòn và hòa tan bởi các dung dịch có tính axit mạnh, oxy hóa mạnh, và dung môi gốc hữu cơ như xăng, dầu hỏa, dầu diesel, axit sulfuaric, v.v (Elragi 2006, Horvath 2010a, Mohajerani et al 2017)

(15) EPS Geofoam là vật liệu không có chất dinh dưỡng, không thu hút kiến, mối, và các động vật gặm nhắm nhưng các loại động vật này có thểđào xuyên qua

EPS Geofoam để tiếp cận nguồn thức ăn khác hoặc dùng làm chỗ ở (Elragi

(16) EPS Geofoam có độ bền cao, tuổi thọlên đến 100 năm khi được chôn dưới đất và được bao bọc bảo vệ khỏi các tác nhân hóa chất và động vật gặm nhắm (Frydenlund & Aaboe 2001, Horvath 2010a, Chena et al 2015)

(17) EPS Geofoam không bị phân huỷ sinh học, trơ ở môi trường đất, nước, và không gây ô nhiễm môi trường (Horvath 1994, Elragi 2006, Mohajerani et al 2017).

ĐỘ NG L Ự C NGHIÊN C Ứ U

Việc xây dựng nền đường đắp và đường vào cầu trên nền đất yếu bắt buộc phải xử lý lún cố kết trong quá trình thi công Do đó, thời gian thi công thường kéo dài và tốn nhiều chi phí cho việc xử lý nền đất yếu Bên cạnh đó, các thiết bị đặc biệt cần được sử dụng để quan trắc lún, đo áp lực nước lổ rỗng trong đất để đảm bảo độ lún cố kết đạt yêu cầu trong quá trình khai thác Hiện nay, nhiều phương pháp xử lý nền đất yếu được sử dụng như làm tăng nhanh quá trình cố kết trong nền đất bằng bấc thấm hoặc giếng cát kết hợp gia tải trước, gia cố nền đất yếu bằng cọc đất trộn xi măng, cọc cát đầm, hoặc cọc đá Tuy nhiên, các phương pháp xử lý nền đất yếu hiện nay đòi hỏi phải có thiết bịđặc biệt, đội ngũ kỹsư có kinh nghiệm, và tiêu tốn phần lớn thời gian xây dựng công trình Bên cạnh đó, việc sử dụng vật liệu đắp như cát hay sét để nâng cao mặt đường đến cao độ thiết kế phải đắp thành từng lớp (từ 0,15-0,3 m/lớp) và lu lèn đạt độ chặt từ 95-98% (8-12 lượt lu/điểm) Như vậy, mỗi m 2 nền đường đắp hoàn thiện cho chiều cao từ 2-3 m tiêu tốn khoảng 10-30 ngày phụ thuộc vào điều kiện thời tiết

EPS Geofoam được ứng dụng xây dựng đường vào cầu trên nền đất yếu bằng cách đặt trực tiếp lên nền đất mà không cần phải xử lý nền Quá trình thi công để nâng cao mặt đường chỉ sử dụng nhân công vận chuyển và lắp đặt bằng thủ công, không cần sử dụng các loại thiết bịđặc biệt, rút ngắn thời gian thi công Sau hơn 50 năm nghiên cứu và phát triển, EPS Geofoam được sử dụng rộng rãi và thành công trong nhiều công trình giao thông ở châu Âu, châu Á, và châu Mỹ Đường vào cầu Flom ở thành phốOslo, đường vào cầu Hjelmungen, cầu Lokkeberg ở Na Uy (Frydenlund & Aaboe

2001), tuyến đường I-15 ở tiểu Bang Utah hoàn thành năm 2001, tuyến đường 23A ở New Nork, đường số 143 ở tiểu Bang Illinois, tuyến đường 109 ở tiểu Bang Indiana, cầu Moorcraft ở tiểu Bang Wyoming (Stark et al 2004, Mohajerani et al 2017) Các tuyến đường Nhật bản và Malaysia (Elragi 2006)

Nhiều kết quả thực hiện đã thành công, chứng minh tính khả thi, hiệu quả của vật liệu nhẹ EPS Geofoam ứng dụng xây dựng công trình giao thông nhưng vẫn chưa được nghiên cứu và chưa có ứng dụng thành công vào xây dựng công trình giao thông ở Việt Nam Đề tài này tập trung vào việc nghiên cứu bao quát các đặc tính cơ-lý-hóa của vật liệu EPS Geofoam được sản xuất trong nước như cường độ nén, mô đun đàn hồi ban đầu, khảnăng hấp thụnước, tốc độ cháy, và tốc độ hòa tan trong dung môi gốc dầu hỏa (xăng, dầu hỏa, và dầu nhớt) Kết quả nghiên cứu này sẽ là nền tảng quan trọng để ứng dụng vào thiết kế và thi công thử nghiệm vật liệu EPS Geofoam xây dựng các công trình giao thông ở Việt Nam.

M Ụ C TIÊU NGHIÊN C ỨU ĐỀ TÀI

Mục tiêu nghiên cứu là xác định loại EPS Geofoam được sản xuất tại Việt Nam ứng dụng xây dựng đường vào cầu trên nền đất yếu mà không cần phải xử lý nền

Mục tiêu cụ thể bao gồm:

(1) Tổng quan về vật liệu nhẹ EPS Geofoam ứng dụng xây dựng đường vào cầu trên nền đất yếu được nghiên cứu

(2) Các đặc trưng cơ-lý-hóa của vật liệu EPS Geofoam được xác định trong phòng thí nghiệm

(3) Loại EPS Geofoam phù hợp để ứng dụng xây dựng đường vào cầu trên nền đất yếu được xác định

(4) Đường vào cầu trên nền đất yếu bằng vật liệu EPS Geofoam được phân tích và thiết kế.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U

Phương pháp thí nghiệm trong phòng tuân theo các tiêu chuẩn ASTM C303, D6817, D2842, D1621, và D2863 của Mỹ vì vẫn chưa có các tiêu chuẩn tương ứng của Việt Nam Dựa trên kết quả thí nghiệm để tiến hành phân tích và lên phương án thiết kếđường vào cầu bằng vật liệu EPS Geofoam

Kích thước và thể tích mẫu được đo đạc để xác định khối lượng riêng của EPS

Geofoam theo tiêu chuẩn ASTM D6817 và ASTM C303 Cường độ nén nở hông tự do (UCS) được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D1621 Khả năng hấp thụ và thoát nước của mẫu được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D2842 Thời gian cháy của mẫu khi tiếp xúc với lửa được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D2863 và khả năng hòa tan trong dung môi gốc dầu hỏa khi tiếp xúc với xăng, dầu hỏa, và dầu nhớt được xác định Kết quả thí nghiệm được phân tích và lên phương án thiết kết đường vào cầu theo tiêu chuẩn 22TCN 262-2000 và TCVN 11823-2017.

- Vật liệu thực hiện: Các mẫu EPS Geofoam thu thập từ các nhà sản xuất trong nước, nước sạch, xăng, dầu hỏa, và dầu nhớt

- Nghiên cứu tổng quan vật liệu EPS Geofoam

+ Cắt gọt, tạo mẫu EPS Geofoam

+ Nén mẫu EPS Geofoam đểxác định cường độ nén vật liệu, mô đun đàn hồi, và hệ số Poisson

+ Cho mẫu tiếp xúc với ngọn lửa đểxác định thời gian cháy

+ Ngâm nước để xác định khảnăng hấp thụnước

+ Đặt mẫu đã hấp thụnước ra ngoài điều kiện tự nhiên đểxác định thời gian nước thoát ra mẫu EPS Geofoam

+ Ngâm mẫu vào dung môi gốc dầu hỏa (xăng, dầu hỏa, và dầu nhớt) đểxác định khảnăng hòa tan.

- Tổng hợp kết quả và kết luận loại EPS Geofoam phù hợp để xây dựng thử nghiệm đường vào cầu

- Mô phỏng đường vào cầu trên nền đất yếu phục vụ thiết kế và thi công thử nghiệm đường vào cầu bằng vật liệu EPS Geofoam

- Phân tích và thiết kếđường vào cầu trên nền đất yếu bằng vật liệu EPS Geofoam.

PH Ạ M VI NGHIÊN C Ứ U

Vật liệu thí nghiệm là các loại EPS Geofoam có khối lượng riêng khác nhau được thu thập từ các nhà sản suất trong nước Phạm vi thí nghiệm xác định các đặc trưng cơ-lý-hóa của EPS Geofoam như cường độ nén, mô đun đàn hồi ban đầu, khảnăng hấp thụnước, tốc độ cháy, và tốc độ hòa tan trong dung môi gốc dầu hỏa (xăng, dầu hỏa, và dầu nhớt) Nghiên cứu này cũng sẽ đề xuất 1 loại EPS Geofoam thích hợp nhất được ứng dụng cho thiết kếđường vào cầu trên nền đất yếu.

K Ế T QU Ả NGHIÊN C Ứ U

Kết quả nghiên cứu dự kiến đưa ra bao quát các đặc trưng cơ-lý-hóa của vật liệu EPS Geofoam như khối lượng riêng, cường độ nén, mô đun đàn hồi, hệ số poisson, khả năng hòa tan trong dung môi gốc dầu hỏa, khảnăng hấp thụnước, và thời gian cháy Loại EPS Geofoam phù hợp xây dựng đường vào cầu trên nền đất yếu Kết quả phân tích và phương án thiết kếđường vào cầu bằng vật liệu EPS Geofoam.

Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

Kết quả nghiên cứu đưa ra quy trình thiết kếđường vào cầu sử dụng vật liệu nhẹ EPS Geofoam, giúp giảm thiểu chi phí và thời gian thi công công trình do không cần phải xử lý nền Việc đề xuất phương án xây dựng đường vào cầu trên nền đất yếu bằng EPS Geofoam góp phần hạn chế sử dụng vật liệu đắp truyền thống, đặc biệt là tình hình khan hiếm vật liệu cát như hiện nay Mặt khác, đề tài này mởđầu cho việc ứng dụng EPS Geofoam xây dựng các công trình giao thông ở Việt Nam, gởi mở thêm nhiều ý tưởng và là tài liệu tham khảo bổ ích cho các nghiên cứu sinh, học viên cao học muốn nghiên cứu về EPS Geofoam.

T Ổ CH Ứ C LU Ậ N VĂN

Nội dung luận văn được trình bày trong ba chương và một phụ lục Chương mở đầu giới thiệu về các vấn đề liên quan đến đề tài, mục tiêu, và phương pháp nghiên cứu Chương 1 trình bày các cơ sở lý thuyết được ứng dụng trong quá trình nghiên cứu Quá trình thực hiện thí nghiệm, đưa ra kết quả và thảo luận được trình bày ở Chương 2 Chương 3 phân tích và đưa ra phương án thiết kế phù hợp đường vào cầu bằng vật liệu nhẹ EPS Geofoam Phần kết luận đưa ra những kết luận chính từ quá trình nghiên cứu, một số kiến nghị, và hướng nghiên cứu tiếp theo

Phụ lục trình bày tổng quan các tính chất của vật liệu EPS Geofoam và các ứng dụng EPS Geofoam vào công trình xây dựng (Phụ lục A).

CƠ SỞ LÝ THUY Ế T

THÍ NGHI Ệ M TRONG PHÒNG

1.1.1 Xác định khối lượng riêng của EPS Geofoam

Thí nghiệm xác định khối lượng riêng của vật liệu EPS Geofoam được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM C303 Mẫu thí nghiệm có kích thước dài tối thiểu 200mm, rộng tối thiểu 100mm, cao tối thiểu 100mm, và số lượng không ít hơn 5 mẫu được gia công cắt gọt từ khối EPS Geofoam của nhà sản xuất, được kiểm tra độ đồng đều và làm phẳng trước khi tiến hành thí nghiệm Đo chiều dài, chiều rộng, chiều cao mẫu với kích thước mỗi chiều lần lượt tại các vị trí: 2 vị trí góc, 2 vị trí cách góc từ25 đến 75mm, vị trí giữa 2 góc của 1 cạnh, và đo 2 cạnh bằng thước kẹp có độchính xác đến ± 1% Sử dụng cân điện tửcó độ chính xác đến 5 gam hoặc 1% (tùy điều kiện nào nhỏhơn)đểxác định khối lượng mẫu, mỗi mẫu cân tối thiểu 3 lần Ghi lại giá trị kích thước và khối lượng mẫu đo được, xác định giá trị trung bình của các lần đo và tính khối lượng riêng của mẫu EPS Geofoam theo biểu thức (1.1): m ρ =V (1.1) trong đó: ρ – khối lượng riêng của mẫu (kg/m 3 ); m – khối lượng trung bình của mẫu (kg); V – thể tích trung bình của mẫu (m 3 )

1.1.2 Thí nghiệm nén nở hông tự do

Mục đích của thí nghiệm nén một trục nở hông tự do (UCS) là xác định cường độ nén nở hông tự do (q u ) trong giai đoạn đàn hồi, q u tại lúc phá hoại, mô đun đàn hồi ban đầu (E i ), mô đunđàn hồi khi dỡ tải (E u ) và hệ số Poisson của mẫu (ν) Thí nghiệm UCS được thực hiện tuân theo tiêu chuẩn ASTM D1621 Mẫu thí nghiệm có dạng hình lập phương hoặc hình trụ với diện tích mặt cắt ngang tối thiểu là 25,80 cm 2 và tối đa là 232 cm 2 Chiều cao tối thiểu phải là 2,54 cm và chiều cao tối đa không được lớn hơn chiều rộng hoặc đường kính của mẫu Tải trọng phải được đặt thẳng góc với bề mặt tiếp xúc của mẫu Các bề mặt mẫu được kiểm tra độđồng đều và làm phẳng trước khi tiến hành thí nghiệm UCS Mỗi loại cần kiểm tra số lượng tối thiểu là 5 mẫu Tốc độ nén gia tải nhỏhơn 10% chiều cao mẫu/phút, ghi lại sốđọc giá trị lực, biến dạng dọc trục, và biến dạng ngang ở mỗi cấp biến dạng dưới 0,5% Quá trình gia tải được tiếp diễn cho đến khi mẫu bị phá hoại hoặc đạt biến dạng tối thiểu 13%, tùy theo điều kiện nào xảy ra trước Khi nén, lực nén phải được gia tải liên tục và không tăng đột biến

1.1.2.1 Cường độ nén nở hông tự do, q u q u của EPS Geofoam được tính theo biểu thức (1.2): u q P

= A (1.2) trong đó: P – lực gia tải (kN); A – diện tích mặt cắt ngang của mẫu (m 2 )

1.1.2.2 Mô đun đàn hồi ban đầu, E i

E i được tính theo biểu thức (1.3):

= ε (1.3) trong đó: E i – mô đun đàn hồi ban đầu (kN/m 2 ); σ – ứng suất nén dọc trục (kN/m 2 ); ε

1.1.2.3 Ứng suất nén dọc trục, σ σ của mẫu được tính theo biểu thức (1.4):

P σ = A (1.4) trong đó: P – lực gia tải (kN); A – diện tích mặt cắt ngang của mẫu (m 2 )

1.1.2.4 Biến dạng dọc trục ε εđược tính theo biểu thức (1.5):

L ε = ∆ L (1.5) trong đó: ε – biến dạng dọc trục ứng với tải trọng nén; ∆L – chiều dài thay đổi của mẫu hay biến dạng đọc từ thiết bịđo (mm); L 0 – chiều dài mẫu ban đầu (mm)

1.1.2.5 Hệ số Poisson, ν ν của mẫu EPS Geofoam được tính theo biểu thức (1.6): h v

∆ (1.6) trong đó: ν – hệ số Poisson của mẫu; ∆L h – chuyển vị thay đổi của mẫu đọc từ thiết bịđo theo phương ngang (mm);∆L v – chuyển bịthay đổi của mẫu đọc từ thiết bị đo theo phương đứng (mm)

1.1.3 Thí nghiệm xác định khối lượng nước hấp thụ và thoát nước

Thí nghiệm đo khối lượng nước hấp thụ nhằm mục đích xác định khả năng hấp thụnước của EPS Geofoam, so sánh khối lượng riêng của EPS Geofoam trước và sau khi hấp thụ nước để đánh giá tải trọng của EPS Geofoam tác dụng lên nền đường trong trường hợp đặt ở công trình ảnh hưởng bởi mực nước ngầm, mực nước dâng lên và rút xuống trong mùa mưa lũ Thí nghiệm xác định khối lượng nước hấp thụ được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D2842 Mẫu thí nghiệm có dạng hình khối với kích thước dài x rộng x cao là 150 x 150 x 75 ± 0,75mm Trước khi ngâm nước, các bề mặt mẫu phải được kiểm tra độđồng đều và được làm phẳng, mẫu được cân để xác định khối lượng ban đầu, dụng cụcân điện tửcó độ chính xác 0,1 g Mẫu được ngâm vào trong nước và duy trì ổn định ở 3 mực nước: cao hơn mặt trên cùng của mẫu là 51mm, bằng mặt trên cùng của mẫu và cao bằng 50% chiều cao mẫu Đọc và ghi lại số liệu sau 24h cho đến khi khối lượng mẫu ổn định

1.1.3.1 Xác định thể tích của mẫu EPS Geofoam theo biểu thức (1.7)

V = × ×w l h (1.7) trong đó: V – thể tích ban đầu của mẫu (mm 3 ); w – chiều rộng của mẫu (mm); l – chiều dài của mẫu (mm); h – chiều cao của mẫu (mm)

1.1.3.2 Khối lượng nước hấp thụ của mẫu EPS Geofoam được xác định theo biểu thức (1.8) m a = m 2 – m 1 (1.8) trong đó: m a – khối lượng nước hấp thụ (g); m 2 – khối lượng của mẫu sau khi đặt trong nước (g); m 1 – khối lượng ban đầu của mẫu (g)

1.1.3.3 Thời gian nước hấp thụ của mẫu EPS Geofoam được xác định theo biểu thức (1.9) t a = t 2 – t 1 (1.9) trong đó: t a – thời gian hấp thụ nước (ngày); t 2 – thời gian đặt trong nước của mẫu (ngày); t 1 – thời gian trước khi đặt mẫu vào nước (ngày)

1.1.3.4 Phần trăm thể tích nước hấp thụ của mẫu EPS Geofoam được xác định theo biểu thức (1.10)

= − (1.10) trong đó: %V – phần trăm thể tích nước hấp thụ (%); m 2 – khối lượng của mẫu sau khi đặt trong nước (g); m 1 – khối lượng ban đầu của mẫu (g); V – thểtích ban đầu của mẫu (mm 3 )

1.1.3.5 Tỷ số khối lượng riêng của EPS Geofoam trước và sau khi hấp thụ nước được xác định theo biểu thức (1.11)

= γ (1.11) trong đó: k – tỷ số khối lượng riêng của mẫu sau khi hấp thụnước so với ban đầu; γ 2

– khối lượng riêng của mẫu sau khi hấp thụnước (kg/m 3 ); γ 1 – khối lượng riêng ban đầu của mẫu (kg/m 3 )

1.1.3.6 Khối lượng nước hấp thụ của mẫu EPS Geofoam được xác định theo biểu thức (1.12) m d = m 2 – m 3 (1.12) trong đó: m d – khối lượng nước thoát ra (g); m 2 – khối lượng của mẫu sau khi đặt trong nước (g); m 3 – khối lượng mẫu sau khi thoát nước (g)

1.1.3.7 Thời gian nước thoát nước của mẫu EPS Geofoam được xác định theo biểu thức (1.13) t d = t 3 – t 2 (1.13) trong đó: t d – thời gian hấp thụnước (ngày); t 3 – thời gian đặt ngoài không khí của mẫu (ngày); t 2 – thời gian vừa lấy mẫu ra khỏi nước (ngày)

1.1.4 Thí nghiệm xác định tốc độ hòa tan trong dung môi gốc dầu hỏa

Thí nghiệm xác định tốc độ hòa tan của mẫu EPS Geofoam trong dung môi gốc dầu hỏa nhằm mục đích xác định thời gian của các loại EPS Geofoam có khối lượng riêng khác nhau hòa tan trong các dung môi có khảnăng tiếp xúc trong quá trình xây dựng công trình và khai thác như xăng, dầu hỏa, và dầu nhớt do các thiết bị, phương tiện gặp sự cố rò rỉ Thí nghiệm xác định tốc độ hòa tan của mẫu EPS Geofoam lần lượt trong 3 dung môi xăng, dầu hỏa, và dầu nhớt Mẫu thí nghiệm có dạng hình khối với kích thước 60 x 30 x 30 ± 0,3mm Các bề mặt mẫu phải được kiểm tra độđồng đều và được làm phẳng trước khi cho tiếp xúc với dung môi Đặt mẫu vào trong các ly nhựa, lần lượt cho mẫu tiếp xúc với xăng, dầu hỏa, và dầu nhớt Quan sát tốc độ và ghi lại thời gian hòa tan của mẫu EPS Geofoam trong từng dung môi Thời gian hòa tan mẫu EPS Geofoam trong dung môi gốc dầu hỏa được xác định theo biểu thức (1.14): t s = t 2 – t 1 (1.14) trong đó: t s – thời gian hòa tan của mẫu (giây); t 2 – thời gian sau khi hòa tan mẫu (giây); t 1 – thời gian trước khi đặt mẫu vào dung môi (giây)

1.1.5 Thí nghiệm xác định tốc độ cháy của mẫu EPS Geofoam

Thí nghiệm xác định tốc độ cháy của mẫu EPS Geofoam nhằm mục đích xác định thời gian cháy của các loại EPS Geofoam có khối lượng riêng khác nhau khi tiếp xúc với ngọn lửa và các nguồn gây cháy trong quá trình xây dựng công trình Thí nghiệm xác định tốc độ cháy của mẫu EPS Geofoam được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D2863 Thí nghiệm xác định thời gian cháy của mẫu EPS Geofoam khi tiếp xúc với lửa trong phòng ở điều kiện nhiệt độ 29 o C và áp suất không khí Mẫu thí nghiệm có dạng hình khối với kích thước 100 x 10 x 10 ± 0,1mm Các bề mặt mẫu phải được kiểm tra độ đồng đều và được làm phẳng trước khi cho tiếp xúc với ngọn lửa Mẫu được giữ cốđịnh theo hướng thẳng đứng so với mặt đất Lửa tiếp xúc với mẫu ở mặt trên cùng, quan sát tốc độ cháy, và ghi lại thời gian cháy của mẫu cho đến khi mẫu cháy hoàn toàn Thời gian cháy của mẫu EPS Geofoam được xác định theo biểu thức (1.15): t c = t 2 – t 1 (1.15) trong đó: t c – thời gian cháy của mẫu (giây); t 2 – thời gian sau khi cháy mẫu (giây); t 1

– thời gian trước khi cho mẫu tiếp xúc lửa (giây).

LÝ THUY Ế T PHÂN TÍCH KH Ả NĂNG CHỊ U T Ả I

1.2.1 Khả năng chịu tải của nền đường

Khả năng chịu tải của nền đường được phân tích dựa vào hướng dẫn của tiêu chuẩn ngành 22TCN 244-98 và 22TCN 262-2000 Khảnăng chịu tải tối đa (q ult ) mà nền đất yếu chịu được xác định một cách gần đúng theo công thức bên dưới (1.16) và (1.17) (22TCN 244-98, TCVN 9355:2012, Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a, 2016b)

= FS (1.17) trong đó: FS – hệ số an toàn, FS = 1,05 – 1,1 trong giai đoạn thi công (22TCN 244-

98, TCVN 9355:2012); FS ≥ 1,5 trong giai đoạn khai thác (Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a); theo Stark et al (2004), FS = 3 trong giai đoạn thi công; N c – hệ số sức chịu tải tra theo toán đồ Hình 1.1; c u – sức chống cắt không thoát nước nền đất yếu (kN/m 2 ); B – bề rộng tương đương hình chữ nhật so với nền đường (m); H y – chiều dày lớp đất yếu (m)

Hình 1.1: Hệ số chịu tải N c của đất yếu dưới nền đường rộng tương đương B (Bonaparte & Christopher 1987, Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a)

Sau khi thi công và đưa vào khai thác, tổng tải trọng tác dụng của nền đường (q o ) (tải trọng đắp tương đương và hoạt tải xe thiết kế) lên nền đất yếu phải không vượt quá khảnăng chịu tải tối đa của nền đất (q ult ) (22TCN 244-98, Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a) Một cách tổng quát, q o được xác định theo biểu thức (1.18): o e e s ult q = H γ + ≤q q (1.18) trong đó: H e – chiều cao thiết kế của nền đường (m); γ e – trọng lượng riêng tương đương của các loại vật liệu khác nhau được sử dụng trong phạm vi nền đường (kN/m 3 ) theo biểu thức (1.19); q s – tải trọng xe thiết kếquy đổi tương đương phân bốđều trên mặt đường (kN/m 2 ) theo (1.20) (22TCN 262-2000, Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a) i i e i h h γ = ∑ γ

∑ (1.19) trong đó h i là bề dày của lớp vật liệu thứ i có trong lượng riêng γ i

= B L (1.20) trong đó: n – tổng số xe thiết kếcho phép lưu thông trên mặt cắt ngang đường; Q s – tổng tải trọng của một xe thiết kế (kN/m 2 ); B s – bề rộng phân bố của các xe thiết kế trên mặt cắt ngang (m), được xác định từ mép ngoài các vệt bánh xe ngoài cùng từ bên trái đến bên phải theo Hình 1.3; L s – chiều dài của xe thiết kế tính từ mép ngoài vệt bánh xe trước đến mép ngoài vệt bánh xe sau cùng (m) theo Hình 1.2

Hình 1.2: Sơ đồ xếp xe và cách xác định tải trọng xe thiết kếquy đổi (22TCN 262-

1.2.2 Khả năng chịu tải của vật liệu EPS Geofoam

Khảnăng chịu tải của EPS Geofoam dùng làm vật liệu đắp được xem đủ khảnăng chịu tải khi hệ số an toàn FS ≥ 1,2 Trong đó, FS là tỷ số giữa cường độ nén nở hông tự do của EPS trong giai đoạn đàn hồi (q uEPS ) và tổng tải trọng tác dụng phía trên EPS Geofoam gồm tải trọng kết cấu áo đường và hoạt tải xe (q L ) (Leshchinsky et al 2004, Stark et al 2004) và được xác định theo biểu thức (1.21) uEPS 1, 2

= q ≥ (1.21) trong đó: q uEPS – cường độ nén cho phép của EPS Geofoam (kN/m 2 ); q L – tải trọng tác dụng phía trên EPS Geofoam (kN/m 2 )

LÝ THUY ẾT PHÂN TÍCH ĐỘ LÚN

Tổng độ lún, S, của nền đường trên đất yếu bao gồm ba thành phần như biểu thức (1.22): độ lún tức thời, S e ; độ lún cố kết, S c ; độ lún từ biến, S s Trong phân tích độ lún, tải trọng hoạt tải xe được bỏ qua và không xem như là tác nhân gây lún (Das & Sobhan 2014, Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a, 2016b, 22TCN 262-2000) e c s

Lún tức thời (S e ) là biến dạng xảy ra ngay sau khi đặt tải mà không có sựthay đổi nào vềđộẩm của đất (Das & Sobhan 2014, Whitlow 1999, Trần Nguyễn Hoàng Hùng

2016a, 2016b) Độ lún S e xảy ra trong quá trình thi công xây dựng công trình và thường được bỏ qua vì có giá trị nhỏ Tuy nhiên, độ lún S e phải được tính toán cho trường hợp nền đường đặt trên đất cát hay các loại đất có hệ số thấm lớn Đối với đất sét hay đất có hàm lượng sét cao hay gần bão hòa nước, độ lún S e diễn ra chậm vì có hệ số thấm thấp Độ lún S e đặt trên nền đất yếu thường được bỏ qua vì trong thực tế xây dựng đường, độ lún S e đã được bù lún để đảm bảo cao độ đường thiết kế ngay khi công trình được nghiệm thu và đưa vào sử dụng (Das & Sobhan 2014, Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a, 2016b)

Lún cố kết (S c ) chỉ áp dụng cho đất sét bão hòa hoặc gần bão hòa Đất cát và các loại đất có hệ số thấm lớn nước sẽthoát ra nhanh ngay sau khi đặt tải Vì vậy, đất cát hoặc đất có hệ số thấm lớn chỉ tính lún tức thời (Venkataramaiah 2006, Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a, 2016b) Đối với đất sét hoặc đất có hàm lượng sét cao, bão hòa hay gần bão hòa nước, độ lún S c diễn ra chậm vì hệ số thấm nhỏ Gia tải ban đầu được truyền toàn bộ cho áp lực nước lỗ rỗng và cần thời gian để thoát ra Hạt đất sẽ tiếp nhận dần dần áp lực gia tải khi nước thoát ra từ từ Hệ số rỗng giảm dần tương ứng theo thời gian Độ lún theo thời gian trong đất nền bằng đúng không gian rỗng của đất nền mất đi Đây là quá trình cố kết sơ cấp của đất sét yếu (Đỗ Thị Mỹ Chinh 2016,

Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a, 2016b, 22TCN 262-2000) Hình 1.3 thể hiện nguyên lý tính độ lún cố kết cho đất cố kết trước Độ lún của nền đất yếu được tính toán dựa trên kết quả thí nghiệm nén lún cố kết một chiều Công thức tính lún tùy thuộc vào lịch sử của đất xác định thông qua tỉ số cố kết trước OCR Tỷ số cố kết OCR là tỉ số giữa áp lực cố kết trước σ ’ p và áp lực có hiệu của các lớp đất phía trên nó σ ’ vo như biểu thức (1.23) (Châu Ngọc Ẩn 2012, Das

1.3.2.1 Với trường hợp đất cố kết thường, OCR = 1 (σ ' pi =σ' voi ) Độ lún cố kết S c xác định theo biểu thức (1.24):

1.3.2.2 Trường hợp đất cố kết trước, OCR>1 a Đất cố kết trước nhẹ, σ' voi 1 và ngược lại, FS < 1 được xem là mất ổn định Tuy nhiên trong ứng dụng thực tiễn, nền đường được xem là ổn định tổng thể khi FS ≥ 1,2 (nếu phân tích theo phương pháp Phân mảnh cổđiển) và FS ≥ 1,4 (nếu phân tích theo phương pháp Bishop đơn giản) (22TCN 262-2000, Stark et al 2004, Das & Sobhan 2014, Trần Nguyễn Hoàng

Hùng 2016a) Hình 1.4 và 1.5 thể hiển mô hình phân tích hệ số ổn định FS bằng phương pháp phân mảnh cổđiển và Bishop đơn giản

Hình 1.4: Mô hình phân tích hệ sốổn định FS bằng phương pháp phân mảnh cổ điển (Das & Sobhan 2014)

- Hệ số FS được phân tích bằng phương pháp phân mảnh cổ điển (22TCN 262-

2000, Das & Sobhan 2014, Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a) như biểu thức (1.33):

∑ (1.33) trong đó: W n – trọng lượng có hiệu của mỗi mảnh (kN); α n – góc nghiêng của đáy mỗi mảnh theo phương ngang ( o ); ϕ’ – góc ma sát trong có hiệu của lớp đất ở đáy mảnh ( o ); c’ – lực dính có hiệu của lớp đất ở đáy mảnh (kN/m 2 ); Δl – chiều dài mỗi mảnh dọc theo cung trượt (m)

Hình 1.5: Mô hình phân tích hệ sốổn định FS bằng phương pháp Bishop đơn giản

Hệ số FS được phân tích bằng phương pháp Bishop đơn giản (22TCN 262-2000, Das & Sobhan 2014, Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a) được xác định như biểu thức (1.34):

∑ (1.34) trong đó: W n – trọng lượng có hiệu của mỗi mảnh (kN); α n – góc nghiêng của đáy mỗi mảnh theo phương ngang; ϕ’ – góc ma sát trong có hiệu của lớp đất ởđáy mảnh ( o ); c’ – lực dính có hiệu của lớp đất ở đáy mảnh (kN/m 2 ); Δl – chiều dài mỗi mảnh dọc theo cung trượt (m); ( ) tan 'sin cos n n n m a α FS φ α

Tuy nhiên, việc xác định hệ số FS bằng cách phân tích thủ công trên cơ sở lý thuyết gần như không khả thi vì khối lượng tính toán lớn và phức tạp, vì vậy các phần mềm hỗ trợ sẽ giúp quá trình tính toán được thuận tiện Phần mềm GeoStudio

Slope/W, phần mềm Plaxis 2D, và phần mềm MTTT là các phần mềm hỗ trợ xác định FS dựa trên lý thuyết cân bằng giới hạn và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) thường được sử dụng.

LÝ THUY Ế T PHÂN TÍCH ỔN ĐỊ NH DO ÁP L ỰC NƯỚC ĐẨ Y N Ổ I

EPS Geofoam dùng làm vật liệu đắp đường vào cầu có khối lượng riêng nhỏhơn từ 30-100 lần so với đất đắp Do đó, EPS Geofoam có khảnăng bị áp lực nước đẩy nổi tại vị trí tiếp xúc giữa mặt đáy khối đắp bằng Geofoam và nền đất khi có sự thay đổi mực nước dâng lên trong phạm vi đường đắp Hệ số an toàn của nền đắp chống lại lực đẩy nổi do mực nước dâng là tỷ số giữa tổng áp lực thẳng đứng từ nền đắp truyền xuống đất nền và áp lực nước dâng lên được xem là ổn định khi FS ≥ 1,2, và được xác định theo biểu thức (1.35) (Leshchinsky et al 2004, Stark et al 2004) Hình 1.6 thể hiện mô hình xác định áp lực nước đẩy nổi trường hợp mực nước cân bằng 2 bên

Hình 1.6: Mô hình xác định áp lực nước đẩy nổi trường hợp mực nước cân bằng 2 bên (Leshchinsky et al 2004, Stark et al 2004)

∑ ∑ (1.35) trong đó: N – áp lực của nền đắp (kN); U – áp lực nước đẩy nổi (kN); W EPS – trọng lượng của khối đắp EPS (kN); W W , W’ W – trọng lượng của nước bên trên nền đắp truyền xuống (kN); O REQ – áp lực bổsung đểđạt hệ số an toàn (kN); γ w – trọng lượng riêng của nước; B w – bề rộng đáy khối đắp (m); h – chênh cao mực nước tính từđáy khối đắp đến đỉnh mực nước (m); S total – tổng độ lún của nền đường (m)

Trường hợp mực nước nằm 1 bên khối đắp, mô hình xác định áp lực nước đẩy nổi xác định theo Hình 1.7 Hệ số FS xác định theo biểu thức (1.36) (Stark et al 2004):

Hình 1.7: Mô hình xác định áp lực nước đẩy nổi trường hợp mực nước 1 bên

(Leshchinsky et al 2004, Stark et al 2004)

∑ ∑ (1.36) trong đó: N – áp lực của nền đắp (kN); U – áp lực nước đẩy nổi (kN); W EPS – trọng lượng của khối đắp EPS (kN); W W – trọng lượng của nước bên trên nền đắp truyền xuống (kN); O REQ – áp lực bổsung đểđạt hệ số an toàn (kN); γ w – trọng lượng riêng của nước; B w – bề rộng đáy khối đắp (m); h – chênh cao mực nước tính từđáy khối đắp đến đỉnh mực nước (m); S total – tổng độ lún của nền đường (m).

Ứ NG SU Ấ T TRONG N ỀN ĐẤ T

Đặc điểm cơ bản của đất là cấu thành bởi hai thành phần chính: hạt rắn và lỗ rỗng, trong lỗ rỗng chứa nước và khí Ứng suất tại một điểm trong đất bao gồm hai thành phần: ứng suất tác dụng lên khung hạt gọi là ứng suất hữu hiệu, ký hiệu là σ ’ và ứng suất tác động lên nước lỗ rỗng, ký hiệu là u (Châu Ngọc Ẩn 2012, Das & Sobhan 2014)

Nhiều nguyên nhân gây ra ứng suất trong đất Trong đó, các nguyên nhân thường gặp là trọng lượng bản thân đất và tải trọng công trình tác dụng lên nền đất Ứng suất trong đất liên quan chặt chẽ với biến dạng của đất gây ảnh hưởng đến việc khai thác và sử dụng công trình (Đỗ Thị Mỹ Chinh 2016)

1.6.1 Ứng suất do trọng lượng bản thân

Theo Terzaghi, ứng suất của một điểm trong đất gồm ứng suất hữu hiệu và áp lực nước lỗ rỗng như biểu thức (1.37):

' z z u σ =σ + (1.37) trong đó: σ z – ứng suất tổng (kN/m 2 ) và u – áp lực nước lỗ rỗng (kN/m 2 ) có thểđo đạc trực tiếp hoặc tính toán được từ những bề dày các lớp đất bên trên tác dụng xuống Ứng suất tổng do trọng lượng bản thân đất theo phương thẳng đứng tại một điểm bất kỳ cách mặt đất một chiều sâu bằng z được tính như biểu thức (1.38) (Phan Hồng Quân 2006, Châu Ngọc Ẩn 2012, Das & Sobhan 2014):

+ Nếu chiều dày từ mặt đất đến điểm tính ứng suất chỉ là một lớp có chiều dày z thì ứng suất bản thân tính theo biểu thức (1.39): z z σ =γ (1.39)

+ Nếu nền có nhiều lớp khác nhau với chiều dày hữu hạn và trong mỗi lớp có γ là hằng số Gọi chiều dày lớp thứ i là h i và trọng lượng riêng tương ứng là γ i , ứng suất bản thân của nền được xác định như biểu thức (1.40):

+ Trong trường hợp đất có nước ngầm ở một độsâu nào đó Ứng suất hữu hiệu của nền đất được xác định theo biểu thức (1.41):

=∑ +  −∑  (1.41) trong đó: h n – chiều sâu bắt đầu xuất hiện mực nước ngầm (m); γ i – trọng lượng riêng của lớp đất thứ i (kN/m 3 ); γ w – trọng lượng riêng của nước (kN/m 3 ); h i – chiều dày lớp đất thứ i (m); n – số lớp đất; u = γ w h i là áp lực nước thủy tĩnh trong nền đất (kN/m 2 )

1.6.2 Ứng suất do tải trọng ngoài hình băng

Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mặt đất có dạng phân bố một chiều trên bề rộng b theo một quy luật xác định, chiều vuông góc kéo dài vô hạn được gọi là tải trọng hình băng Trên thực tế các loại tải trọng dưới đáy móng tường, tải trọng nền đường đắp, và tải trọng đê đập là các dạng tải trọng hình băng thông dụng Ứng suất do tải trọng ngoài tác dụng lên nền đất tự nhiên tại vịtrí tâm móng được áp dụng theo nguyên tắc của bài toán Bousiness trong biểu thức (1.42): z I q. σ

∆ = (1.42) trong đó: I – hệ số phân bố tải trọng theo chiều sâu và phụ thuộc vào hình dạng, kích thước của tải trọng phân bố; q = γ.h – là tải trọng ngoài tác dụng lên nền (kN/m 2 )

Hệ số phân bố tải trọng đối với tải trọng hình chữ nhật của điểm A nằm dưới tải trọng đắp theo Hình 1.8 được xác định theo biểu thức (1.43) (Châu Ngọc Ẩn 2012, Das & Sobhan 2014, Leshchinsky et al 2004, Venkataramaiah 2006):

=π + (1.43) trong đó:θ 0 – là góc hợp bởi bề rộng nền đường với chiều sâu điểm cần tính ứng suất được xác định theo biểu thức (1.44)

Hình 1.8: Tải trọng nền đắp phân bố dạng hình chữ nhật (Leshchinsky et al 2004,

THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ -LÝ-HÓA

TIÊU CHU Ẩ N THÍ NGHI Ệ M

Phương pháp thí nghiệm tuân theo các tiêu chuẩn ASTM C303, ASTM D6817,

ASTM D2842, ASTM D1621, và ASTM D2863 vì vẫn chưa có các tiêu chuẩn tương ứng của Việt Nam.

V Ậ T LI Ệ U THÍ NGHI Ệ M

Các mẫu EPS Geofoam được cắt từ các khối EPS Geofoam có kích thưóc 0,6 m x 1 m x 2 m, có khối lượng riêng ρ từ 12,1 kg/m 3 – 34,8 kg/m 3 được thí nghiệm theo quy trình của tiêu chuẩn ASTM C303-99 Các mẫu EPS Geofoam được cung cấp từ các nhà sản suất EPS Geofoam trong nước như thể hiện trên Hình 2.1, 2.2, và 2.3 mô tả quá trình cắt mẫu EPS Geofoam

Hình 2.1: Khối EPS Geofoam do các nhà sản xuất cung cấp

Hình 2.2: Cắt mẫu EPS Geofoam

THI Ế T B Ị THÍ NGHI Ệ M

2.3.1 Thiết bị chế tạo mẫu trong phòng thí nghiệm

Những dụng cụchính để tiến hành tạo mẫu EPS Geofoam bao gồm: thiết bị cắt EPS Geofoam chế tạo mẫu trong phòng có dây cắt bằng nhiệt (Hình 2.4), đường kính dây cắt 0,2mm, cân điện tửcó độ chính xác đến 0,1 g, và thước kẹp có độ chính xác đến 0,1mm Những dụng cụ cần thiết khác: nhiệt kế, thùng đựng mẫu, và các dụng cụđảm bảo an toàn trong quá trình thí nghiệm, v.v

Hình 2.4: Thiết bị cắt EPS Geofoam

2.3.2 Thiết bị néntrong phòng thí nghiệm

Thiết bị nén một trục nở hông tự do tạo ra lực nén bằng cylinder khí nén, máy nén khí, loadcell tiếp nhận lực và đầu đọc lực hiển thị bằng bảng điện tửđược sử dụng để thí nghiệm nén mẫu (Hình 2.5) Máy đảm bảo các yêu cầu của tiêu chuẩn ASTM

D1621 Đồng hồđo biến dạng trong quá trình nén phải đảm bảo có tổng hành trình đểđạt tới tải trọng phá hoại dự kiến của mẫu thử hoặc tối thiểu không nhỏhơn 13% chiều dài của mẫu thử và sai sốtương đối của sốđọc không quá 2% (ASTM D1621)

Máy nén có một mặt phẳng truyền lực phía trên có thể di chuyển lên xuống và mặt phẳng phía dưới cốđịnh bằng thép phẳng tiếp xúc với mặt trên và mặt dưới mẫu nén Mặt truyền lực phải phẳng, không cong vênh, và yêu cầu độ lồi lõm bề mặt không vượt quá 0,02mm Hai mặt truyền lực phải tuyệt đối song song với nhau, đảm bảo vuông góc với phương dây dọi, và phải rộng hơn bề mặt mẫu nén nhưng độ lớn tốt nhất là rộng hơn mặt mẫu một ít Tâm trục nén phía trên và tâm mặt phẳng nén phía dưới phải đồng tâm và được kiểm tra bằng dây dọi hoặc tia lazer Bàn đặt máy nén tuyệt đối bằng phẳng và được kiểm tra bằng phương pháp cân bằng mặt nước

Hình 2.5: Thiết bị nén 1 trục nở hông tự do (UCS)

TI Ế N HÀNH THÍ NGHI Ệ M

Thí nghiệm xác định khối lượng riêng của vật liệu EPS Geofoam được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM C303 Mẫu thí nghiệm có kích thước dài x rộng x cao là 200 x 100 x 100 ± 1mm, gồm 5 mẫu, được gia công cắt gọt từ khối EPS Geofoam của nhà sản xuất, được kiểm tra độ đồng đều và làm phẳng trước khi tiến hành thí nghiệm Đo chiều dài, chiều rộng, chiều cao mẫu với kích thước mỗi chiều lần lượt tại 10 vị trí: 2 vị trí góc, 2 vị trí cách góc 25mm, vị trí giữa 2 góc của 1 cạnh, và đo 2 cạnh bằng thước kẹp có độ chính xác đến 0,1mm (Hình 2.6) Sử dụng cân điện tử có độ chính xác đến 0,1g để xác định khối lượng mẫu, mỗi mẫu cân 3 lần Ghi lại giá trị kích thước và khối lượng mẫu đo được, xác định giá trị trung bình của các lần đo và tính khối lượng riêng của mẫu EPS Geofoam theo biểu thức (1.1)

Hình 2.6: Đo kích thước và cân khối lượng mẫu EPS Geofoam

2.4.2 Thí nghiệm nén EPS Geofoam

Thí nghiệm nén nở hông tựdo được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D1621 Mẫu thí nghiệm có dạng hình lập phương với kích thước dài, rộng, cao là 150 ± 1,5mm Các bề mặt mẫu được kiểm tra độ đồng đều và làm phẳng trước khi tiến hành thí nghiệm UCS Mẫu được nén bằng máy nén 1 trục nởhông tư do trong điều kiện nhiệt độ 23 o C ± 2 o C (Hình 2.7 và Hình 2.8) Tốc độ nén gia tải tựđộng ở dưới 1mm/phút, ghi lại sốđọc giá trị lực, biến dạng dọc trục, và biến dạng ngang ở mỗi cấp biến dạng dưới 0,5% Quá trình gia tải được tiếp diễn cho đến khi mẫu bị phá hoại hoặc đạt biến dạng tối thiểu 13%, tùy theo điều kiện nào xảy ra trước Khi nén, lực nén được gia tải liên tục và không tăng đột biến

Hình 2.7: Thiết bị nén nở hông tự do các mẫu EPS Geofoam đang vận hành

Hình 2.8: Hệ thống đồng hồđo chuyển vị đứng và chuyển vị ngang trong quá trình nén mẫu EPS Geofoam

2.4.3 Xác định khối lượng nước hấp thụ

Thí nghiệm xác định khối lượng nước hấp thụ được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D2842 Mẫu thí nghiệm có dạng hình khối với kích thước dài x rộng x cao là

150 x 150 x 75 ± 0,75mm (Hình 2.9) Trước khi ngâm nước, các bề mặt mẫu phải được kiểm tra độđồng đều và được làm phẳng, mẫu được cân đểxác định khối lượng ban đầu, dụng cụcân điện tửcó độ chính xác 0,1g Mẫu được ngâm vào trong nước và duy trì ổn định ở 3 mực nước: cao bằng 50% chiều cao mẫu, bằng mặt trên cùng của mẫu, và cao hơn mặt trên cùng của mẫu là 51mm Đọc và ghi lại số liệu sau mỗi 24 giờ và được ghi lại liên tục trong thời gian 203 ngày (Hình 2.10)

Hình 2.9: Đo kích thước mẫu EPS Geofoam hấp thụnước

Hình 2.10: Ngâm mẫu EPS Geofoam trong nước và cân mẫu

2.4.4 Xác định thời gian nướchấp thụ thoát ra mẫu EPS Geofoam

Thí nghiệm xác định thời gian nước thoát ra mẫu Geofoam đã được hấp thụnước trong 203 ngày Mẫu có kích thước khối 150 x 150 x 75mm được cho thoát nước tự nhiên trong điều kiện phòng ở nhiệt độ 25 o C và áp suất không khí Số liệu được ghi nhận ở 15, 30 phút, 1, 2, 4, 12 giờ, 1, 2, 3, v.v., 45 ngày (Hình 2.11)

Hình 2.11: Thí nghiệm xác định mẫu EPS Geofoam thoát lượng nước đã hấp thụ

2.4.5 Thí nghiệm xác định EPS Geofoam hòa tan trong các dung môi hữu cơ

Thí nghiệm xác định tốc độ hòa tan của mẫu EPS Geofoam lần lượt trong 3 dung môi xăng, dầu hỏa, và dầu nhớt Mẫu thí nghiệm có dạng khối với kích thước dài x rộng x cao là 60 x 30 x 30 ± 0,3mm Các bề mặt mẫu phải được kiểm tra độđồng đều và được làm phẳng trước khi cho tiếp xúc với dung môi Đặt mẫu vào trong các ly nhựa, lần lượt cho mẫu tiếp xúc với xăng, dầu hỏa, và dầu nhớt (Hình 2.12, 2.13, và 2.14) Quan sát tốc độ và ghi lại thời gian hòa tan của mẫu EPS Geofoam trong từng dung môi

Hình 2.12: Xăng tiếp xúc với EPS Geofoam

Hình 2.13: Dầu hỏa tiếp xúc với EPS Geofoam

Hình 2.14: Dầu nhớt tiếp xúc với EPS Geofoam

2.4.6 Xác định thời gian cháy của EPS Geofoam

Thí nghiệm xác định thời gian cháy của mẫu EPS Geofoam khi tiếp xúc với lửa ở điều kiện nhiệt độ, t = 29 o C, áp suất không khí Mẫu thí nghiệm có dạng khối với kích thước dài x rộng x cao là 100 x 10 x 10 ± 0,1mm như Hình 2.15 (ASTM D2863) Các bề mặt mẫu phải được kiểm tra độđồng đều và được làm phẳng trước khi cho tiếp xúc với ngọn lửa Mẫu được giữ cốđịnh theo hướng thẳng đứng so với mặt đất Cho ngọn lửa tiếp xúc với mẫu tại mặt trên cùng (Hình 2.16) Quan sát tốc độ và ghi lại thời gian cháy của mẫu cho đến khi mẫu cháy hoàn toàn

Hình 2.15: Đo kích thước mẫu EPS Geofoam thí nghiệm đốt cháy

K Ế T QU Ả VÀ TH Ả O LU Ậ N

45 mẫu của 9 loại EPS Geofoam được cắt ra từ khối EPS Geofoam thu thập từ các nhà sản xuất trong nước, được đo kích thước và khối lượng đểxác định khối lượng riêng (ρ) Kết quảρ thí nghiệm cho thấy cao hơn so với ρ tiêu chuẩn ASTM D6817

Với ρ của EPS-12, EPS-19, và EPS-22 lần lượt là 12,1, 19,3, và 22,5 kg/m 3 cao hơn

11,2, 18,4, và 21,6 kg/m 3 EPS-14 và EPS-28 có ρ là 14,1 và 28,6 kg/m 3 xấp xỉ bằng ρ của EPS-15 và EPS-29 là 14,4 và 28,8 kg/m 3 của ASTM D6817 Điều này chứng minh Geofoam sản xuất trong nước đáp ứng được yêu cầu về khối lượng riêng theo tiêu chuẩn của thế giới Ký hiệu và khối lượng riêng của các loại EPS Geofoam được trình bày ở Bảng 2.1

Bảng 2.1: Khối lượng riêng của các loại EPS Geofoam khác nhau

Ký hiệu mẫu EPS-12 EPS-13 EPS-14 EPS-19 EPS-22

Ký hiệu mẫu EPS-23 EPS-26 EPS-28 EPS-34

2.5.2 Xác định cường độ nén của EPS Geofoam

Hơn 35 mẫu EPS Geofoam có khối lượng riêng ρ từ 12,1 kg/m 3 – 28,6 kg/m 3 được cắt ra từ các khối EPS Geofoam của nhà sản xuất được thí nghiệm nén nở hông tự do (UCS) để xác định các tính chất cơ lý như cường độ nén (q u ), mô đun đàn hồi ban đầu (E i ), mô đun đàn hồi lúc dỡ tải (E u ), và hệ số Poisson (ν) của vật liệu EPS Geofoam được sản xuất trong nước

2.5.2.1 Quan hệ giữa cường độ nén (q u ) và biến dạng dọc trục (ε)

Hình 2.17 thể hiện mối quan hệ giữa cường độ nén nở hông tự do (q u ) và biến dạng dọc trục (ε) của các loại EPS Geofoam có ký hiệu từ EPS-12 đến EPS-28 ở tốc độ nén 1 và 2,5mm/phút q u của các loại EPS Geofoam tăng tuyến tính trong khoảng biến dạng dưới 1,14% và bắt đầu giai đoạn biến dạng dẻo từ biến dạng 1,78% trở lên (Hình 2.18) Tuy nhiên, giai đoạn đàn hồi tuyến tính của EPS Geofoam nằm ở biến dạng dưới 1% (Duskov 1997, Horvath 2001, Horvath 2010a, Chena et al 2015, Mohajerani et al 2017, Tafreshi & Siabil 2018, Wang et al 2018) Quá trình gia tải và dỡ tải trong 4 chu kì đầu, q u của các loại EPS Geofoam tăng tuyến tính trong giai đoạn đàn hồi khi gia tải, chuyển qua biến dạng dẻo khi kết thúc giai đoạn đàn hồi và tự phục hồi hình dạng khi dỡ tải, khoảng biến dạng phục hồi bằng biến dạng đàn hồi khi gia tải

Cường độ nén tại từng cấp biến dạng tăng lên khi khối lượng riêng của EPS

Geofoam và tốc độ nén tăng, phù hợp với kết quả nghiên cứu (Duskov 1997, Elragi 2006), cường độ nén EPS-15 và EPS-20 tăng theo tốc độ nén 4, 20, 200%/phút và tăng theo từng cấp biến dạng 1, 2, 5 và 10% Quá trình gia tải và dỡ tải được tiếp tục thực hiện ở chu kì 5 q u và εgia tăng khi tiếp tục gia tải lên đến biến dạng trên 15% mà mẫu vẫn chưa bị phá hoại, phù hợp với các kết quả nghiên cứu (Elragi 2006, Ossa

& Romo 2009, Temesgen & Negussey 2018), mẫu chưa bị phá hủy khi nén mẫu đến biến dạng trên 70%, 88% (Horvath 1994), và 94% (Chena et al 2015) ε tăng nhanh nhưng q u tăng không đáng kể so với với giai đoạn đàn hồi, giai đoạn này được gọi là giai đoạn biến dạng dẻo, phù hợp với các kết quả nghiên cứu (Horvath 1994, Elragi

2006, Ossa & Romo 2009, Chena et al 2015)

Do EPS Geofoam là vật liệu nhựa tổng hợp, xốp, có cấu trúc khoảng 2% hạt polystyrene và 98% là không khí (Horvath 2010a, Horvath 2010b, Mohajerani et al 2017), khi gia tải, cấu trúc EPS Geofoam bắt đầu bị nén lại, lỗ rỗng giữa các hạt giảm thể tích, không khí bắt đầu thoát ra, các hạt polystyrene bị biến dạng theo hướng nén chặt lại, tăng cường độ nén Tuy nhiên, tĩnh tải tối đa đặt trên EPS Geofoam được đề xuất nhỏhơn hoặc bằng q u ởgiai đoạn đàn hồi nhằm tránh hiện tượng lún do từ biến

Biến dạng ở điểm dẻo từgiai đoạn đàn hồi chuyển sang từ biến của vật liệu EPS-12 đến EPS-28 được xem là biến dạng lúc phá hủy (ε f ) nằm trong khoảng từ 1,14-1,78% tương ứng với q u từ 31,6-122,8 kPa ở tốc độ nén 1mm/phút và 36,4-141,2 kPa ở tốc độ nén 2,5mm/phút (Hình 2.19)

(a) Quan hệ q u và ε của EPS-12

(b) Quan hệ q u và ε của EPS-13

(c) Quan hệ q u và ε của EPS-14

(d) Quan hệ q u và ε của EPS-19

(e) Quan hệ q u và ε của EPS-23

(f) Quan hệ q u và ε của EPS-26

(g) Quan hệ q u và ε của EPS-28

Hình 2.17: Quan hệ giữa cường độ nén nở hông tự do (q u ) và biến dạng dọc trục (ε) của EPS Geofoam trong 5 chu kì gia tải – dỡ tải

(a) Quan hệ q u và εở tốc độ nén 1mm/phút

(b) Quan hệ q u và εở tốc độ nén 2,5mm/phút

Hình 2.18: Quan hệ giữa cường độ nén nở hông tự do (q u ) và biến dạng dọc trục (ε) của các loại EPS Geofoam trong chu kì đầu tiên

Hình 2.19: Cường độ nén (q u ) ở biến dạng lúc phá hủy (ε f ) của EPS Geofoam

2.5.2.2 Mô đun đàn hồi ban đầu (E i ) và mô đun đàn hồi khi dỡ tải (E u ) Độ dốc biểu đồ cường độ nén nở hông tự do (q u ) và biến dạng dọc trục (ε) của

EPS Geofoam trong giai đoạn tăng tuyến tính ban đầu được gọi là mô đun đàn hồi ban đầu (E i ) Giá trị E i của các mẫu EPS Geofoam ở tốc độ nén 1 và 2,5mm/phút được thể hiện trong Hình 2.20 Giá trị E i của EPS-12 đến EPS-28 từ 1,98-9,95 MPa và 2,29-10,88 MPa ở tốc độ nén 2,5mm/phút, giá trị E i tăng theo quy luật gần như tuyến tính khi khối lượng riêng tăng (Horvath 1994, Duskov 1997, Elragi 2006, Ossa

& Romo 2009, Ossa & Romo 2012) Giá trị E i phù hợp so với các kết quả nghiên cứu của các tác giả(Elragi 2006) được thể hiện trong Hình 2.21

Tuy nhiên, E i từ nhiều kết quả nghiên cứu trên thế giới sẽ khác nhau (Elragi 2006, Srirajan et al 2001), nguyên nhân có thể do loại EPS Geofoam thu thập được từ các nhà sản xuất khác nhau dẫn đến các tính chất cơ lý khác nhau, kích thước các mẫu thí nghiệm từ các nhà nghiên cứu khác nhau, đối với các mẫu có kích thước lớn hơn, mô đun đàn hồi ban đầu cao hơn (Elragi et al 2000 từ nguồn Elragi 2006, Srirajan et al 2001), tốc độ gia tải nén càng lớn thì mô đun đàn hồi ban đầu càng cao (Elragi 2006,

Ossa & Romo 2009) Mô đun đàn hồi khi dỡ tải (E u ) ở tốc độ nén 1 và 2,5mm/phút được thể hiện trong Hình 2.22, giá trị đạt được từ 1,85-8,51 ở tốc độ nén 1mm/phút và 2,10-9,41 MPa ở tốc độ nén 2,5mm/phút E u tăng khi khối lượng riêng tăng và nhỏ hơn so với E i

Hình 2.20: Quan hệ giữa mô đun đàn hồi ban đầu (E i ) và khối lượng riêng (ρ) của

Hình 2.21: So sánh kết quả thí nghiệm E i với các kết quả nghiên cứu trên thế giới

Hình 2.22: Quan hệ giữa mô đun đàn hồi khi dỡ tải (E u ) và khối lượng riêng (ρ) của

Hệ số Poisson (ν) của EPS-12 đến EPS-28 ở tốc độ nén 1 và 2,5mm/phút tương đương nhau, có giá trị từ 0,06-0,14, và nhỏhơn so với các vật liệu đắp truyền thống như cát, đất, và sét, phù hợp với các kết quả nghiên cứu từ 0,05-0,2 (Eriksson & Trank

1991 từ nguồn Horvath 1994, Horvath 2001, Elragi 2006, Ossa & Romo 2009, Horvath 2010b, Srirajan et al 2001, Stark et al 2012, Mohajerani et al 2017) ν của EPS-20 là 0,093 phù hợp với nghiên cứu của Duskov (1997) và Elragi (2006) là từ 0,05-0,11 ν của EPS-28 là 0,14 nhỏhơn so với kết quả nghiên cứu của Srirajan (2001) từ 0,16-0,22 và của các loại EPS Geofoam khác từ 0,08-0,3 Tuy nhiên, các nghiên cứu cũng có kết quả là hệ sốPoisson tăng tuyến tính theo khối lượng riêng của EPS Geofoam và không phụ thuộc vào tốc độ nén (Duskov 1997, Elragi 2006, Ossa & Romo 2009, Mohajerani 2017)

EPS Geofoam là vật liệu nhựa tổng hợp, có cấu trúc xốp, không khí chiếm tới 98% như đã trình bày ở Mục 2.5.2.1 Khi gia tải nén dọc trục lên mẫu, biến dạng dọc trục tăng lên nhưng biến dạng ngang tăng lên không đáng kể, cho thấy hệ số Poisson rất nhỏ Khi tăng khối lượng riêng, thể tích không khí giảm, tỷ lệ hạt nhựa polystyrene trong cấu trúc EPS Geofoam tăng, khi biến dạng dọc trục sẽcó xu hướng tăng biến dạng ngang Hình 2.23 thể hiện quan hệ giữa hệ số Poisson (ν) và khối lượng riêng (ρ) của vật liệu EPS Geofoam

Hình 2.23: Quan hệ giữa hệ số Poisson (ν) và khối lượng riêng (ρ) của Geofoam

2.5.3 Xác định khối lượng nước hấp thụ

TÓM T ẮT CHƯƠNG 2

Hơn 140 mẫu được tạo ra trong phòng từ 9 loại EPS Geofoams sản xuất trong nước để thực hiện các thí nghiệm theo các tiêu chuẩn ASTM trong 203 ngày Các thí nghiệm UCS, khả năng hấp thụ nước, thoát nước của Geofoam, khả năng hòa tan trong dung môi gốc dầu hỏa, và khảnăng cháy được thực hiện và cho các kết luận sau:

(1) Cường độ nén nở hông tự do (q u ) ở từng cấp biến dạng tăng theo khối lượng riêng và tăng tuyến tính ở biến dạng dưới 1,14%

(2) q u đạt từ 31,6-122,8 kPa ở tốc độ nén 1mm/phút và 36,4-141,2 kPa ở tốc độ nén 2,5mm/phút theo khối lượng riêng từ 12,1-28,6 kg/m 3

(3) EPS Geofoam có khảnăng tự phục hồi khi gia tải và dỡ tải trong giai đoạn đàn hồi

(4) Biến dạng lúc phá hoại của mẫu EPS Geofoam ở khoảng 1,14-1,78%

(5) Mô đun đàn hồi ban đầu (E i ) đạt từ 1,98-9,95 MPa ở tốc độ nén 1mm/phút và 2,29-10,88 MPa ở tốc độ nén 2,5mm/phút theo khối lượng riêng từ 12,1-28,6 kg/m 3

(6) Mô đun đàn hồi khi dỡ tải (E u ) đạt từ 1,85-8,51 ở tốc độ nén 1mm/phút và 2,10-9,41 MPa ở tốc độ nén 2,5mm/phút

(7) Hệ số Poisson (ν) của EPS Geofoam có khối lượng riêng từ 12,1-28,6 kg/m 3 từ 0,06-0,14, nhỏhơn so với các vật liệu đắp truyền thống như cát, đất đắp, và sét

(8) EPS Geofoam hấp thụ hơn 60% lượng nước trong 7 ngày đầu, hấp thụ hơn 90% lượng nước trong 35 ngày kế tiếp, và dưới 10% lượng nước hấp thụ ở thời gian còn lại

(9) EPS Geofoam có khảnăng hấp thụnước kém, % thểtích nước hấp thụ từ 0,4- 3,2% thể tích của mẫu, khối lượng riêng (ρ) sau khi hấp thụnước tăng từ 1,3- 3,7 lần

(10) EPS Geofoam là vật liệu có khả năng thoát lượng nước đã hấp thụ nhanh, hơn 90% lượng nước đã hấp thụ thoát ra trong 3 ngày

(11) EPS Geofoam bịhòa tan nhanh trong xăng, dầu hỏa và không bị hòa tan trong dầu nhớt

(12) EPS Geofoam là vật liệu dễ cháy khi tiếp xúc trực tiếp với lửa

(13) EPS Geofoam sản xuất trong nước phù hợp để ứng dụng xây dựng đường vào cầu trên nền đất yếu.

PHÂN TÍCH VÀ THIẾ T K Ế ĐƯỜ NG VÀO C Ầ U TRÊN N Ề N ĐẤ T Y Ế U B Ằ NG V Ậ T LI Ệ U EPS GEOFOAM

GI Ớ I THI Ệ U

Vật liệu nhẹ EPS Geofoam có nhiều tiềm năng để ứng dụng xây dựng các công trình giao thông ở Việt Nam bằng cách đặt trực tiếp trên nền đất yếu mà không cần phải xử lý nền Quá trình thi công để nâng cao mặt đường chỉ sử dụng nhân công vận chuyển và lắp đặt bằng thủ công, không cần sử dụng các loại thiết bị đặc biệt, rút ngắn thời gian thi công EPS Geofoam được sản xuất và cung cấp từ các nhà sản xuất mút xốp trong nước hoàn toàn có thểđáp ứng được nhu cầu về mặt sốlượng và chất lượng tương đương với các loại EPS Geofoam được sản xuất trên thế giới

Hiện nay ở thịtrường trong nước, các khối EPS Geofoam được sản xuất với kích thước 0,6 x 1 x 2 m và áp dụng chủ yếu cho mục đích cách âm, cách nhiệt trong xây dựng nhà dân dụng hay làm vật liệu xốp chống sốc bao quanh các thiết bịđiện - điện tửtrong quá trình đóng gói và vận chuyển đến nơi tiêu thụ Các hạn chế và trở ngại đưa vật liệu mới EPS Geofoam áp dụng cho xây dựng công trình giao thông nói riêng và các loại công trình xây dựng khác nói chung có thể do: (1) Giá thành cao do nhu cầu thị trường còn ít và chưa có cạnh tranh (khoảng 1,2-1,5 triệu đồng/m 3 ); (2) Tiêu chuẩn ngành hướng dẫn ứng dụng vật liệu nhẹ EPS Geofoam xây dựng công trình giao thông chưa có ở Việt Nam; (3) Định mức xây dựng phục vụ công tác phân tích dự toán xây dựng cơ bản chưa được ban hành; và (4) Vật liệu nhẹEPS Geofoam chưa được nghiên cứu khoa học bài bản, chuyên nghiệp, và ứng dụng thành công để minh chứng tính khả thi phù hợp với điều kiện đặc thù của Việt Nam

Do đó, việc nghiên cứu các đặc tính cơ-lý-hóa của EPS Geofoam, phân tích và lên phương án thiết kếđược thực hiện dựa trên các tiêu chuẩn ASTM của Mỹ, các tài liệu hướng dẫn thiết kế của Bộ Giao thông vận tải Mỹ (TRB), và các kết quả nghiên cứu, kinh nghiệm thực hiện dự án xây dựng công trình giao thông bằng vật liệu EPS Geofoam từ các nhà khoa học trên thế giới Việc thiết kế xây dựng đường vào cầu bằng EPS Geofoam phải kết hợp thí nghiệm trong phòng, phân tích lý thuyết và lên phương án thiết kế hoàn chỉnh Trình tự thiết kế đường vào cầu bằng vật liệu EPS Geofoam được hướng dẫn thực hiện như sau:

- Các chỉtiêu cơ lý của nền đất yếu như loại đất, sức chống cắt không thoát nước được xác định thông qua khảo sát địa chất Địa hình, thủy văn cần được khảo sát để xác định cao độ địa hình, sựthay đổi mực nước ngầm, và dòng chảy lũ Cao độ mực nước dâng lên – hạ xuống là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến công trình do áp lực nước đẩy nổi tác dụng đến vật liệu nhẹ EPS Geofoam

- Xác định sơ bộ tải trọng bao gồm tải trọng thường xuyên và hoạt tải xe tác dụng

- Xác định sơ bộ loại EPS Geofoam phù hợp để đưa vào mô phỏng

- Kiểm tra khảnăng chịu tải của nền đường, FS ≥ 3.

- Kiểm tra lún nền đường, S ≤ 0,2 m.

- Kiểm tra độ ổn định nền đường, FS ≥ 1,4(theo phương pháp Bishop)

- Kiểm tra áp lực nước đẩy nổi, FS ≥ 1,2.

- Kết luận loại EPS Geofoam phù hợp.

PHƯƠNG PHÁP LUẬ N

Khảnăng chịu tải của vật liệu EPS Geofoam, biến dạng tức thời và biến lúc phá hoại được phân tích bằng phương pháp thí nghiệm nén nở hông tự do mẫu EPS

Geofoam trong phòng theo tiêu chuẩn ASTM D1621 Khảnăng chịu tải, độ lún, và ổn định tổng thể của nền đất được phân tích bằng phương pháp giải tích dựa trên chỉ tiêu cơ lý tại vị trí thử nghiệm dự kiến ở Khu công nghiệp Hiệp Phước, xã Hiệp Phước, huyện Nhà Bè, TP HCM (Bảng 3.1) kết hợp phương pháp mô phỏng bằng phần mềm GeoStudio Slope/W 2012 và Plaxis V8.6

Bảng 3.1: Các chỉ tiêu cơ lý của cầu rạch Dộp I (LAS - XD228)

Tên công trình Tên lớp đất

Sức chống cắt không thoát nước,

Lớp 3: Cát pha sạn thạch anh, dẻo 4,4 20 0,25 36,15 0,591 0,061 0,009 2,624x10 -7 Lớp 4: Sét, cứng >14,3 20,8 0,35 187,12 0,575 0,251 0,066 0,128x10 -7

Nền đường bên dưới đường vào cầu được xem như đủ khảnăng chịu tải khi tổng tải trọng tác dụng của nền đường (tải trọng đắp tương đương và hoạt tải xe thiết kế) lên nền đất yếu bên dưới phải nhỏhơn khả năng chịu tải cho phép của nền đường với hệ số an toàn, FS ≥ 3 Với đường vào cầu được đắp bằng vật liệu nhẹ EPS Geofoam trên nền đất yếu, độ lún tổng thể (S) của nền đường thiết kế sau khi thi công xong và quá trình khai thác sẽ bao gồm độ lún tức thời và độ lún cố kết Độ lún tức thời (S e ) của EPS Geofoam xảy ra khi có tải trọng mặt đường đặt lên và giá trị tải trọng nhỏ hơn cường độ nén nằm trong giai đoạn đàn hồi của EPS Geofoam ở biến dạng ε ≤ 1% Do vậy, S e được tính toán và bù lún trong quá trình thi công đểđảm bảo cao độ thiết kế ngay khi hoàn thành, nghiệm thu công trình và đưa vào sử dụng Độ lún cố kết (S c ) còn lại sau 15 năm của nền đường sau khi hoàn thành công trình ứng với đường cấp 60 trở xuống phải thỏa điều kiện ΔS≤ 0,2m (22TCN 262-2000) Đường vào cầu sau khi thi công hoàn thiện phải đảm bảo độổn định tổng thể Độ ổn định tổng thể của nền đường được đánh giá thông qua hệ sốổn định FS, được định nghĩa là tỷ số giữa mômen chống trượt và mômen gây trượt Nền đường được xem là ổn định tổng thể khi FS ≥ 1,2 (nếu phân tích theo phương pháp Phân mảnh cổđiển) và FS ≥ 1,4 (nếu phân tích theo phương pháp Bishop đơn giản) (22TCN 262-2000, Das & Sobhan 2014, Trần Nguyễn Hoàng Hùng 2016a) Trọng lượng riêng của EPS Geofoam khoảng 0,2 kN/m 3 , nhỏhơn khoảng 50 lần so trọng lượng riêng của nước

(10 kN/m 3 ) Do đó, đường vào cầu được đắp bằng EPS Geofoam được xem là ổn định trong điều kiện ngập nước khi tỷ số giữa tổng tải trọng khối đắp và áp lực nước đẩy nổi của mực nước dâng cao nhất trong mùa mưa lũ khi FS ≥ 1,2 (Leshchinsky et al

CÁC THÔNG S Ố THI Ế T K Ế

Đường vào cầu được thiết kế đắp nền đường bằng vật liệu EPS Geofoam theo kích thước cao 2,5m, rộng 3m, dài 25m với độ dốc dọc 10% trên nền đất yếu tại Khu Công nghiệp Hiệp Phước, xã Hiệp Phước, huyện Nhà Bè, TP HCM Đường vào cầu được thiết kế gồm 2 phần: Phần đường dẫn được đắp bằng cát từcao độ mặt đất tự nhiên đến độ cao 1m, dài 10 m, phía trên bố trí thép tấm dày 6mm; phần đường đắp bằng EPS Geofoam từcao độ mặt đất tựnhiên đến độ cao 2,3m, chiều dài 15m, mặt đường phía trên được thiết kế bằng tấm bê tông cốt thép M300, dày 0,2m EPS

Geofoam được chọn thiết kế sơ bộ có khối lượng riêng 19,3 kg/m 3 Xung quanh đường dẫn được thiết kếtường chắn bằng kết cấu thép để bảo vệ EPS Geofoam Mặt cắt đường đắp và địa chất được thể hiện trong Hình 3.1

Hình 3.1: Mặt cắt ngang đường vào cầu bằng EPS Geofoam

Hoạt tải thiết kế là tải trọng tiêu chuẩn H30, loại xe tải 30 tấn, có 3 trục với 2 trục sau là cụm bánh đôi mỗi trục có trọng tải 12 tấn và trục bánh đơn phía trước 6 tấn (22TCN 18-79) Kích thước trục xe được thể hiện như Hình 3.2.

Hình 3.2: Kích thước trục xe tải 30 tấn (22TCN 18-79)

EPS Geofoam là một vật liệu dễ bị thủng và việc đặt trực tiếp các tải trọng tập trung lên EPS Geofoam là không được phép (Elragi 2006, Horvath 2010a, Riad et al 2004) Do đó, tấm bê tông cốt thép được sử dụng đặt giữa phần trên các khối EPS và các vật liệu đắp phía trên (đá dăm hoặc bê tông nhựa) nhằm mục đích phân tán lực tập trung do các thiết bịthi công gây ra trong giai đoạn thi công và tải trọng xe trong quá trình khai thác Tải trọng phân bố càng đều thì EPS Geofoam càng ít biến dạng

Kết cấu mặt đường được thiết kế bằng bê tông cốt thép M300, dày 0,2m, cường độ nén trung bình, f’ c = 28,9 MPa (TCVN 5574:2012) Mô đun đàn hồi (E c ) của các loại bê tông có khối lượng riêng trong khoảng 1440-2500 kg/m 3 có thể lấy theo biểu thức (3.1) (TCVN 11823 - 5:2017):

E = K W f (3.1) trong đó: K 1 – Hệ số hiệu chỉnh nguồn cốt liệu được lấy bằng 1 trừkhi được xác định bằng các thí nghiệm cơ lý và được phê duyệt bởi cơ quan có thẩm quyền; W c – khối lượng riêng của bê tông (kg/m 3 ), với bê tông thường có f ’ c < 35 MPa, W c = 2.320 kg/m 3 ; f’ c – cường độnén quy định của bê tông (MPa)

EPS Geofoam là vật liệu có hệ số Poisson nhỏ, khoảng 0,093 cho loại có khối lượng riêng 19,3 kg/m 3 (từ kết quả phân tích ởChương 2), và có thểđắp cao lên đến 10m cho các công trình giao thông (Frydenlund & Aaboe 2001, Elragi 2006, Aaboe et al 2018) Do đó, hai bên đường dẫn có thểđắp mái dốc bằng đất với hệ sốmái đắp nhỏ hoặc làm kết cấu tường chắn bằng thép tấm mà không chiếm nhiều diện tích Với mục đích thi công nhanh, dễ dàng tháo lắp, vận chuyển, kết cấu tường chắn được thiết kế bằng thép tấm dày 6mm và thép V50x50x5 gia cường với khoảng cách đều 1m

EPS Geofoam được chọn sơ bộ dựa trên kinh nghiệm của người thiết kế và các hướng dẫn thiết kế có liên quan Các tính chất cơ-lý-hóa như cường độnén, mô đun đàn hồi, hệ số Poisson, khảnăng hấp thụnước, khảnăng cháy, và hòa tan trong dung môi gốc dầu hỏa của EPS Geofoam là các thông số quan trọng để lựa chọn đưa vào thiết kế EPS Geofoam có khối lượng riêng khoảng 20 kg/m 3 thường được sử dụng làm vật liệu đắp ở các công trình giao thông do vừa đảm bảo về mặt cường độ, giá thành vật liệu, và có thể sử dụng 1-2 nhân công để vận chuyển, lắp đặt thủ công từng khối trong quá trình thi công xây dựng công trình (Horvath 1994, 1998, Frydenlund

& Aaboe 2001, Elragi 2006, Aaboe et al 2018) Do đó, loại EPS-19 có khối lượng riêng 19,3 kg/m 3 (từ kết quảChương 2), được đề xuất lựa chọn sơ bộ để tiến hành phân tích, kiểm tra, và thay đổi loại EPS Geofoam cho đến khi thiết kế thỏa mãn tất cảcác điều kiện kiểm toán.

K Ế T QU Ả VÀ TH Ả O LU Ậ N

Kết cấu đường vào cầu của mặt cắt ngang được thiết kế chi tiết như sau:

- Kết cấu mặt đường bê tông cốt thép rộng 3m, dày 0,2m, γ = 25 kN/m 3

- EPS Geofoam sử dụng làm vật liệu đắp cao 2,3m, γ = 0,193 kN/m 3

- Cát san lấp dày trung bình 0,1m, γ = 15 kN/m 3

- Tường chắn bằng thép tấm dày 6mm và thép V50x50x5 có tải trọng trung bình, q = 1,06 kN/m 2

Tải trọng do khối đắp tác dụng lên nền đường:

Tải trọng xe tác dụng lên nền đường được tính theo biểu thức:

= = × × (kN/m 2 ) trong đó: n = 1 – tổng số xe thiết kế có thể xếp được trên phạm vi bề rộng đường 3m;

Q s = 30 tấn = 300 kN – tổng tải trọng của một xe thiết kế H30; B s = 2,5m – bề rộng phân bố của các xe thiết kế trên mặt cắt ngang, được xác định từ mép ngoài các vệt bánh xe ngoài cùng từ bên trái đến bên phải; L s = 7,8m – chiều dài của xe thiết kế tính từ mép ngoài vệt bánh xe trước đến mép ngoài vệt bánh xe sau cùng

Tổng tải trọng tác dụng lên nền đường:

Tổng tải trọng do mặt đường và hoạt tải xe tác dụng lên EPS Geofoam:

3.4.1 Kiểm toán khả năng chịu tảicủa nền đường

Sức chịu tải của nền đường trong quá trình thi công được tính theo công thức (1.16):

Sức chịu tải của nền đường trong quá trình khai thác được tính theo công thức (1.16):

3.4.2 Kiểm toán khả năng chịu tải của EPS Geofoam

Sức chịu tải của EPS Geofoam được xác định theo công thức (1.20):

3.4.3 Kiểm toán lún Áp lực phân bốđàn hồi tuyến tính theo chiều sâu dạng hình băng tính theo biểu thức (1.42) Hình 3.3 thể hiện mô hình phân tích lún tải trọng nền phân bố theo lý thuyết đàn hồi tuyến tính Bảng 3.2 trình bày kết quảphân tích lún và độ lún của nền đất sau 15 năm, S c = 0,149m (Bảng 3.3), nhỏhơn độ lún yêu cầu 0,2m theo 22TCN 262-2000, đảm bảo yêu cầu vềđộ lún của nền đường Hình 3.4 thể hiện diễn biến lún nền đường trong 15 năm.

Hình 3.3: Mô hình phân tích lún tải trọng nền phân bốđàn hồi tuyến tính

Bảng 3.2: Phân tích lún nền đất

Bảng 3.3: Bảng phân tích độ lún cố kết sau 15 năm

Hình 3.4: Diễn biến độ lún cố kết nền đường trong 15 năm

3.4.4 Kiểm toán ổn định tổng thể

Phân tích ổn định tổng thể của đường vào cầu bằng vật liệu EPS Geofoam bằng phần mềm GeoStudio Slope/W đểxác định hệ sốổn định FS sau khi hoàn thiện công trình và đưa vào khai thác được thể hiện ở Hình 3.5, 3.6, 3.7, và 3.8 Các thông số của nền đất yếu được thể hiện ở Bảng 3.1 và các thông số của EPS Geofoam được lấy từ kết quả thí nghiệm ởChương 2

Xét tải trọng xe tác dụng lên mặt đường, q 1 = 15,38 kN/m 2 phân bố trên diện tích tiếp xúc của xe, tải trọng xe được đặt tại mặt cắt có tĩnh tải lớn nhất để xét mômen gây trượt lớn nhất Theo phương ngang của đường dẫn, khi hoạt tải xe nằm toàn bộ trên ở phần đường dẫn được đắp bằng cát, hệ số an toàn là nhỏ nhất, FS = 2,33 Khi hoạt tải xe đặt tải đỉnh đường dẫn được đắp bằng EPS Geofoam thì hệ sốan toàn tăng lên, FS = 9,39 Xét theo phương dọc đường dẫn, hoạt tải xe nằm trên ở phần đường dẫn được đắp bằng cát, hệ số an toàn FS = 3,51 Khi hoạt tải xe đặt tải đỉnh đường dẫn được đắp bằng EPS Geofoam thì hệ sốan toàn cao hơn, FS = 8,30 Trong tất cả các trường hợp, hệ số an toàn FS > 1,4 (theo phương pháp Bishop) Do đó, công trình được xem là đảm bảo ổn định tổng thể với mô hình thiết kế trên

Hình 3.5: Mô hình phân tích FS tại mặt cắt chuyển tiếp giữa cát đắp và EPS

Geofoam theo phương ngang đường vào cầu

Hình 3.6: Mô hình phân tích FS tại mặt cắt đỉnh EPS Geofoam theo phương ngang đường vào cầu

Hình 3.7: Mô hình phân tích FS xét tải trọng tại mặt cắt chuyển tiếp giữa cát đắp và

EPS Geofoam theo phương dọc đường vào cầu

Hình 3.8: Mô hình phân tích FS xét tải trọng tại mặt cắt đỉnh EPS theo phương dọc đường vào cầu

3.4.5 Kiểm toán ổn định nước đẩy nổi

Phân tích ổn định do áp lực nước đẩy nổi được tính theo biểu thức (1.35) để xác định hệ số an toàn FS sau khi thi công và khai thác Hình 3.9 thể hiện mô hình phân tích áp lực truyền xuống nền đường và áp lực nước đẩy nổi Hệ số an toàn theo kết quả phân tích từ mô hình, FS = 1,33 > 1,2, đảm bảo kết cấu đường vào cầu đủ khả năng ổn định do áp lực nước đẩy nổi

Hình 3.9: Mô hình phân tích ổn định do áp lực nước đẩy nổi

Tổng trọng lượng của kết cấu nền đường được tính trên đơn vị 1m dài dọc theo chiều dài tuyến đường Trọng lượng EPS Geofoam: w 3 2,3 0,193 1,33

Trọng lượng kết cấu áo đường: w 3 0, 2 25 15 pav pav pav

Trọng lượng nước tác dụng bên trên:

Tổng trọng lượng của kết cấu đường dẫn:

Tổng lực nước đẩy nổi:

Hệ số an toàn chống đẩy nổi, FS:

3.4.6 Mô phỏng bằng phần mềm Plaxis 2D

Xét áp lực bánh xe tác dụng lên mặt đường với tải trọng cụm bánh sau P = 120/2

= 60 kN phân bố trên diện tích tiếp xúc 0,6 x 0,2m, p = 500 kN/m 2 Mô hình phân tích theo phương ngang đường dẫn đặt tải trọng p phân bố với bề rộng tiếp xúc 0,6m, khoảng cách tim tải trọng cách nhau 1,9m như kích thước phân bố trục xe tải 30 tấn Phương dọc đường dẫn mô phỏng tải trọng p phân bố với bề rộng tiếp xúc 0,2m, khoảng cách tim tải trọng cách nhau 1,6m và 6m như Hình 3.2 Mô hình phân tích theo phương ngang và dọc đường dẫn được thể hiện trên Hình 3.10 và 3.11

Hình 3.10: Mô hình phân tích đường vào cầu phương ngang đường vào cầu

Hình 3.11: Mô hình phân tích đường vào cầu phương dọc đường vào cầu Ứng suất theo phương đứng tại mặt cắt dưới tải trọng bánh xe với áp lực p là lớn nhất theo cả2 phương ngang và dọc đường dẫn Ứng suất trên mặt EPS Geofoam, σ’

= 19,3-32,4 kN/m 2 , phù hợp với kết quả tính toán bằng phương pháp giải tích q L 20,38 kN/m 2 , và nhỏ hơn cường độnén trong giai đoạn đàn hồi của EPS Geofoam, q uEPS = 58,6 kN/m 2 Ứng suất tác dụng lên nền đất, σ’ = 12,1-26,6 kN/m 2 , phù hợp với kết quả tính toán bằng phương pháp giải tích q o = 22,80 kN/m 2 , và nhỏhơn khả năng chịu tải của nền đất trong giai đoạn khai thác, q ult = 61 kN/m 2 Biểu đồ phân bố ứng suất tại mặt cắt dưới bánh xe được thể hiện như Hình 3.12 và 3.13.

Chuyển vịtheo phương đứng tại mặt đường và EPS Geofoam dưới tải trọng bánh xe với áp lực p là nhỏ, giá trị từ 7-9mm Do tấm bê tông cốt thép làm nhiệm vụ phân bố lực tập trung dưới bánh xe thành lực phân bố đều dàn trải trên bề mặt EPS Geofoam, làm giảm tối đa lực tập trung tác dụng lên bề mặt EPS Geofoam, dẫn tới áp lực tác dụng trên bề mặt EPS Geofoam nhỏ, nằm trong giai đoạn đàn hồi với biến dạng nhỏ hơn 1% (23mm), phù hợp với kết quả nghiên cứu ứng xử nén của EPS Geofoam ở Chương 2 và tài liệu tham khảo (Duskov 1997, Elragi 2006, Horvath 2010a, Mohajerani et al 2017)

Chuyển vị theo phương ngang của tường chắn không đáng kể, giá trị tối đa 0,04mm Mômen lớn nhất của tường chắn xung quanh đường dẫn là 0,07 kN.m Do

EPS Geofoam là vật liệu nhựa tổng hợp, có cấu trúc xốp, không khí chiếm tới 98% như đã trình bày ở Mục 2.5.2.1, với hệ số Poisson nhỏ, ν= 0,093 cho EPS-19 (theo kết quảChương 2) Khi tác dụng tải trọng lên EPS Geofoam theo phương đứng, biến dạng đứng tăng lên nhưng biến dạng ngang tăng lên không đáng kể, làm giảm áp lực tác dụng lên tường chắn phù hợp với các kết quả nghiên cứu (Horvath 2001, Srirajan et al 2001, Elragi 2006, Ossa & Romo 2009, Horvath 2010b, Stark et al 2012,

Mohajerani et al 2017) Hệ số an toàn khi phân tích ổn định theo phương ngang và phương dọc cầu, FS = 3,9-4,7, phù hợp với kết quả kiểm toán ổn định tổng thể bằng phần mềm GeoStudio Slope/W, và cao hơn hệ số an toàn yêu cầu FS ≥ 1,4 Do đó, kết cấu đường vào cầu đảm bảo ổn định tổng thểtheo phương án thiết kế trên

Hình 3.12: Biểu đồ phân bốứng suất trong kết cấu đường dẫn và nền đất theo phương ngang đường dẫn

Hình 3.13: Biểu đồ phân bốứng suất trong kết cấu đường dẫn và nền đất theo phương dọc đường dẫn

TÓM T ẮT CHƯƠNG 3

Phương án thiết kếđường vào cầu bằng vật liệu nhẹ EPS Geofoam được xây dựng theo kích thước cao 2,5m, rộng 3m, dài 25m với độ dốc dọc 10% trên nền đất yếu tại Khu Công nghiệp Hiệp Phước, xã Hiệp Phước, huyện Nhà Bè, TP HCM Đường vào cầu được thiết kế gồm 2 phần: Phần đường dẫn được đắp bằng cát cao 1m, dài 10 m, phía trên bố trí thép tấm dày 6mm; phần đường đắp bằng EPS Geofoam khối lượng riêng 19,3 kg/m 3 cao 2,5m, chiều dài 15m, mặt đường phía trên được thiết kế bằng tấm bê tông cốt thép M300, dày 0,2m Xung quanh Geofoam được thiết kế tường chắn kết cấu thép để bảo vệ Kết quả kiểm toán bằng phương pháp giải tích và phương pháp mô phỏng đạt được như sau:

(1) Nền đường trong giai đoạn thi công và khai thác đều đảm bảo yêu cầu khả năng chịu tải theo 22TCN 262-2000

(2) Tải trọng tác dụng lên EPS Geofoam nhỏhơn cường độ nén của EPS Geofoam với hệ số an toàn FS > 1,2 (Leshchinsky et al 2004, Stark et al 2004), đảm bảo khảnăng chịu tải và biến dạng nằm trong giai đoạn đàn hồi của vật liệu

(3) Phương án thiết kếđường vào cầu bằng EPS Geofoam đảm bảo yêu cầu vềđộ lún tức thời khi có hoạt tải xe và độ lún cố kết cho phép của nền đường trong chu kì 15 năm theo 22TCN 262-2000

(4) Khảnăngổn định tổng thể của đường vào cầu đảm bảo theo 22TCN 262-2000 với hệ số an toàn FS > 1,4 (phân tích bằng phương pháp Bishop)

(5) Đường vào cầu được thiết kế bằng EPS Geofoam đảm bảo ổn định đẩy nổi với hệ số an toàn FS > 1,2 (Leshchinsky et al 2004, Stark et al 2004)

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ, VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU

1 TÓM TẮT VÀ KẾT LUẬN

1.1 Tính chất cơ-lý-hóa của vật liệu EPS Geofoam sản xuất ở Việt Nam

Tính chất cơ-lý-hóa của EPS Geofoam được xác định thông qua việc thực hiện các thí nghiệm tiêu chuẩn ASTM trong 203 ngày với hơn 140 mẫu được tạo ra trong phòng từ 9 loại EPS Geofoams sản xuất trong nước Các thí nghiệm UCS, khảnăng hấp thụ nước, thoát nước của Geofoam, khả năng hòa tan trong dung môi gốc dầu hỏa, và khảnăng cháy được thực hiện và cho các kết luận sau: