Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu sức chống cắt của đất trộn xi măng kết hợp vụn cao su ở Đồng Tháp

Các ky tự viết tat được dùng trong bai:tT — sức chống cắt của đấtp — góc nội ma sát trong của đấtco —ứng suất chịu nén đơnAo — tiết diện ban đầuAj _ — tiết diện ứng với ứng suất ơiCc — L

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYÊN THỤY PHƯƠNG LINH

NGHIÊN CỨU SỨC CHÓNG CẮT CỦA ĐẤT TRỘN XIMĂNG KẾT HỢP VỤN CAO SU Ở ĐÔNG THÁP

Chuyên ngành : Địa kỹ thuật xây dựngMã sô: 605860

LUẬN VÁN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 06 năm 2013

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA —ÐHQG -HCMCán bộ hướng dẫn khoa học : TS ĐÓ THANH HAI

(Ghi rõ ho, tên, học hàm, học vi và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận Xét Ì : s62 ESESEEESESEEeESESESESEEserkekreree

(Ghi rõ ho, tên, học hàm, học vi va chữ ký)

Cán bộ chấm nhận Xét 2 : - s+EE9E2E SE EESEEESESEEESESESESkEsErkrkreree

(Ghi rõ ho, tên, học hàm, học vi va chữ ký)

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai hoc Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày tháng năm

Thanh phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi của Hội đông cham bảo vệ luận văn thạc sĩ)

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 (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨHọ tên học viên: Nguyễn Thụy Phương Linh MSHV: 11094313Ngày, tháng, năm sinh: 10/03/1988 Nơi sinh: Đồng ThápChuyên ngành: Dia kỹ thuật xây dung Mã số : 605860

I.TÊN ĐÈ TÀI:Nghiên cứu sức chống cắt của đất trộn xi măng kết hợp vụn cao su ở Đồng

Tháp

I.NHIỆM VỤ VA NOI DUNG:

Tién hanh thi nghiệm cắt trực tiếp, nén đơn, nén cô kết để xác định các thông SỐcơ bản của đất trộn xi măng kết hợp vụn cao su

Mở đầuChương 1: Tổng quan về đất trộn xi măng với vụn cao suChương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Các phương pháp thí thí nghiệm và tính toán kết quả

Chương 4: M6 hình tính toán m6 phỏng

Kết luận — kiến nghịHI.NGÀY GIAO NHIỆM VU : (Ghi theo trong QD giao dé tài) 21/01/2013IV.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: (Ghi theo trong QD giao dé tài) 21/06/2013

V.CÁN BO HUONG DAN: TS Đỗ Thanh Hải

Lời cảm ơn

Trong quá trình hoàn thành luận văn này, tôi đã gặp không ít những khó

khăn nhưng nhờ có sự tận tình giúp đỡ của quý Thầy Cô bộ môn Địa cơ nênmóng, đặc biệt là Thay hướng dẫn TS Đỗ Thanh Hải Và sự chỉ dạy kinh nghiệmcủa anh Nguyễn Đoàn Nam, anh Dương (công ty Fukken — Miami)

Còn có sự góp ý giúp đỡ của Thầy Chánh (BM Vật liệu xây dựng) đã tạođiều kiện cho tác giả hoàn thành bài viết

Bên cạnh đó, tac gia muốn gởi lời cám ơn đến người thân và bạn bè, đã

nhiệt tình giúp đỡ tác giả trong thời gian qua.

Cám ơn anh Trần Hùng Cường và Hồ Quang Vinh

Một lan nữa xin chân thành cảm on tat cả mọi người.

Tp Hô Chí Minh, ngày 25 thang 6 năm 2013

Tên đề tài: Nghiên cứu sức chong cat của dat trộn xi măng ket hợp vụn cao su ở

Đông Tháp.Dat sét nhão sau khi được nạo vét có những đặc tính co lý như dung trọngriêng y < 1.6 kg/cm’, giới hạn chảy 0.75 <I, <1, lực dính c = 4+8 kPa, góc nội masát @ = 4:8° Đất trộn xi măng kết hợp vụn cao su được nghiên cứu với 03 thínghiệm cơ bản: nén dọc trục có nở hông, cắt trực tiếp và nén cô kết Dé khảo sát cácđặc tính cơ bản của loại hỗn hợp này, tác giả khảo sát hàm lượng cao su gdm 0%,25%, 50%, 75% và 100% cao su theo khối lượng đất tự nhiên ứng với 03 hàm lượng

xi măng 10%, 12% và 15% Két quả thu được nhằm ứng dụng cho việc đắp đất nền

hay mái ta luy với trọng lượng nhẹ hơn đất thông thường Mẫu được chế bị theo 02kích cỡ dùng cho 03 thí nghiệm để khảo sát

- _ Trong thí nghiệm nén đơn, mẫu được chế tạo có đường kính d = 5cm, chiềucao h = 10cm ứng với 03 hàm lượng xi măng va 05 hàm lượng cao su, dékhảo sát ứng suất chong cat lớn nhất của từng hàm lượng mẫu

- _ Trong thí nghiệm cắt trực tiếp, kích thước mẫu có đường kính d = 6.2 emvà chiều cao h = 2cm Thí nghiệm này để khảo sát lực dính c và góc ma sát@ của từng hàm lượng mẫu

- Thi nghiệm nén cô kết được tiến hành với nhằm xác định chỉ số nén C, và

chỉ sô nở C, của mau với kích thước mâu như trong thí nghiệm cat trực tiép.

Kết quả cho thay, hàm lượng cao su càng tăng thì sức chống cắt qụ , trọnglượng riêng, module biến dang Esp giảm cùng một hàm lượng xi măng Và các giá trịnay tăng theo hai mốc thời gian khảo sát là 07 và 28 ngày Việc nghiên cứu này giúpđánh giá khả năng tận dụng vụn cao su phế thải và đất nạo vét làm đất đắp cho côngtrình đường giao thông ở Đồng Tháp

Abstract:

Title: Study of shear streghth s’ soil mix cement combine crumb rubber in

Dong Thap.

Dredgeded soil has mechanical properties as unit weight y < 16kKN/m’, liquid

limit 0.75< I, <1, cohesion c = 4+8 kPa, friction angel 4:8) Dredgeded soil mix

cement and combine crumb ruuber was investigated with three tests unconfinedcompresion, direct shear and one dimensional consolidation test To investigatecharacteristics of the mixtures, the author practice 0%, 25%, 50%, 75%, 100%crumb rubber content and 10%, 12%, 15% cement content per natural dregeded soil.- Unconfined compressive test, the speciment were faricated with diameter d =2cm, height h = 10cm.corresponding to 3 content of cement and 5 content ofcrumb rubber This test can find the greatest shear stress of each speciment.- Direct shear test s’ specimen have diameter d = 6.2 cm and height h = 2 cm.

The author established cohesion and friction angel by this test.- Determination the compression index C, and swelling index C, depend on

crumb rubber content and cement content.The results showed that shear strenght qy, unit weight, compression index,swelling index, stiffness of the specimen decrease on crumb rubber contentincrease The specimen with high crumb rubber content are high strain, moduleincrease And these values increase from 7 to 28 days This results are used to assessthe ability of reusing crumb rubber and dredged soil in back fill of traffic work inDong Thap province.

Tôi xin cam đoan luận văn này là quá trình nghiên cứu của cá nhân

tác giả, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và tiến hành thínghiệm thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Đỗ Thanh Hải

Tôi xin cam đoan kết quả là đúng thực tế được tính toán theo cơ sở

lý thuyết và các số liệu được trích dẫn từ sách và các bài báo khoa học kèm

theo trích dẫn cụ thé

Mục lục

ÿI909700015 |1 Tinh cap thiét ctia nh ố ae 1+1 3

2 _ Nội dung nghiÊn CỨU - G10 990000 re 33 Phương pháp nghiÊn CỨU: - G G0109 990101 4

4 Ý nghĩa khoa học và thực ti€n E652 2 E33 5 51511115 515151112515 51 1111111 re 45 —-_ Han ché cla dé nh 5CHUONG 1 TONG QUAN VE LOẠI DAT TRON XI MĂNG VỚI VỤN CAO SU 61.1 Lịch sử phát triển của nghiên cứu trộn cao su vào đất trên thé giới - 61.1.1 Nghiên cứu trộn cốt liệu vào đất có trọng lượng thấp: ¬ 61.1.2 Sử dụng chất thải lốp xe vào địa kỹ thuật - +52 2525223 2E £2EEErrrxrkrree 71.2 Tổng quan về khu vực đất nghiên CỨU: ¿2 + 2552 S£+E+E£EE£E£E£EE£EvEeEerkrrrrrrerree 91.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ xi măng — ath cece + 2 ceeeeseseecsseseseees 91.3.1 Anh hưởng của tuổi XM — dats ccccccccccsesssscsesscsesessesssesscsesessesesessesesesesssseseseseeeeees 91.3.2 Anh hưởng của loại XM: - 6-5-5251 E221 EE 3 1515151111111 1111111111111 gx 101.3.3 Anh hưởng của ham lượng XM: w.eececcsescssesessssesessssescsesesscsesesscsesessesesesscseseseeseseeeeees 101.3.4 Ảnh hưởng của lượng nƯỚC: eecececccscsesssesessesesscsssesscsesessesesesscsesessesesesessesesesseseeeeees 111.3.5 Ảnh hưởng của độ pH: cccccccccccccsessssssessssesesscsesscsssessesescssesesesscsesesesscsssesscsesesssseeeeees 111.3.6 Ảnh hưởng của độ rOngs ccccccccccsessssssessssesessssesssssesscsesesscsesesscsesesesscsesessesesesseseeeeees 121.4 Tính chất của hạt Ca0 SU: -.- S11 121 1E 9111211113 5111111111 H111 TH ng 121.4.1 Thành phan hóa học: - + 252561 253212151515 111211111 1111111 1111111111011 1c 121.4.2 Tính chất cơ lý của CAO SU! ececececsescssessscsssscsescsesscscscscscsscscscssscsecscscecscscsssscscssscseseseess 13CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUY ẾT - 5-5-5 +SESEEEEEEEkEEEkEEEkEEkEEkrrkkrrkkrrrrrrtriee 142.1 Nguyên lý đất trộn xi măng - - 2% +E+E+ E2 E23 E915 52121 1111151111111 11x 6 142.2 Đặc tính của đất trộn xi ¡5017 a 152.3 Ảnh hưởng của đất trộn €aO SU: - ¿2 S223 SE 2E E2 E233 E231 12121111111 xe 162.3.1 Khối lượng và tỷ trong của RLS? cececcccsessssesessesesesscsesessesssessesesessesesesseseseseseseeeeees 162.3.2 Cường độ cắt của RLS của RLS vụn cao su — cát trong thí nghiệm cắt trực tiếp 16

2.3.3 Theo Yun Tae Kim & Hai Do Thanh S5 - - - 5G G c2 2136336333333 3 58 8x se se 18

— 99S: a a.a.a.a.ăaă.a ă A5 232.5 Xác định cường độ chịu nén từ thí nghiệm nén đơn có nở hông theo ASTM D2166 24

2.6 Thí nghiệm nén cô kết theo TCVN 4200 — 1995: -cc-ccccrtecrrrrrrrirrrrerrked 26CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TIỀN HÀNH THÍ NGHIỆM VÀ TÍNH TOÁN KẾT

600.0 29

3.1 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ ly của đất tự nhiên: ¿-c scscsesesersesei 293.2 Tạo mẫu thí nghiỆm: ¿ ¿ ¿E2 E9E9E2%2% E211 1 1 1 1 3131311151111 1 11111 re 293.3 Thí nghiệm cắt trực tiếp theo TCVN 4199 — 1995: St tt 2 2x 1tr rrkg 353.3.2 Kết quả thí nghiệm cắt trực tiẾP: -¿¿- +52 5E22S£2E£E2EEEEEEEEEEEEEEEEEEeErrrkrrerred 35

3.4 Thí nghiệm nén một trục nở HONG? - - c0 ng vớ 40

3.4.1 Thí nghiệm nén có nở hông được tiễn hành theo tiêu chuẩn ASTM D2166 403.4.2 Kết quả thí nghiệm của các hàm lượng mẫu ở 07 ngày tuổi: -5- 423.4.2.1 Kết quả thu được theo hàm lượng caO SU: 25-52525222 S*+E+E£E‡EvEererrerered 423.4.2.2 Kết quả theo hàm lượng xỉ măng: - - + 226262 EEEE£E£ESEEEEEErErErkrrrrerered 463.4.2.3 Quan hệ ứng suất — biến dạng: - - ¿+6 S2 212119 5 1212121151121 E111 exrk 483.4.3 Kết quả thí nghiệm của các hàm lượng mẫu ở 28 ngày tuổi: . -5- 513.5 Thi nghiệm nén 6 KẾT: vccccccccccscsssscscscsssscscscscsssscsescscsssscsescscsssssscscsssssssessescssseesess 603.5.1 Các bước tiễn hành thí nghiệm: ¿+ + 2+2 +E£E£EE£E£EEEEEEvEEErErrerererrerered 603.5.3 Kết quả nén cô kết của hàm lượng XM: ¿- 5-5522 ‡EEEEcEerererrerersred 633.5.2 Kết quả theo hàm lượng Ca0 SU! ¿5-55 22S2 21239 E233 1231212111111 11111 re 66CHUONG 4 MO HINH TINH TOÁN MO PHONGuu eseeesssesseesseesseesseesuteseeesnseseteneseneeensees 744.1.Chọn hàm lượng RLS phù hop dé ứng dụng tính toán cho công trình thực tế: 744.2 Áp dụng tính toán công trình: - + ¿5262 SE 3115111 21211115111 11111111111 744.2.1 Xác định chiều cao dap đối với đất tự nhiÊn: ceeeccescesecececsesevecscecesesevaeees 754.2.2 Xác định hệ số an toàn khi lớp đất đắp là RLS? - - + + 2 2+s+s+e+ezrzezsceee 804.3 So sánh kết quả giữa đất tự nhiên và RLS - + 2c52 2x2 EEeErxrrererkrrerees 86CHUONG 5 NHẬN XÉT VÀ KIÊN NGHỊ - SE E5E 9E EeESESESESEEEEeErkeerersesed 88

"hcm = AOLAnRỤRA 88

5.2 Kiến nghivccccccccccccccccccsssscscscscscsssscscscscsssscsescscssscsescscssscsescsssssecsescscsssssesacscstsssseseseens 89//.988i50%957-) 897.91 90

-II-Mục lục hình ảnh

Hình 1.1 CLSM dùng làm bệ đỡ ống dẫn dầu :- ¿2 5£ +E9S22E2EEEE2EEEE2EEE2E212222121 211 cxe2 6Hình 1.2 Ảnh hưởng của tuổi XM — đất [5] ¿5-5-5222 S2 1 22122121211 21212212111112111121 1 1e 10Hình 1.3 Anh hưởng của loại XM [5] ¿- : 2-5: S22E9222E2352121E212321211121211112121111211 1121 xe 10Hình 1.4 Ảnh hưởng của hàm lượng XM đến cường độ nén [5] + - 2 2+£+se£+£+£+£e£z+2 11Hình 1.5 Ảnh hưởng của hàm lượng XM đến cường độ nén [5] + - 2 2+£+s£+£+£+£e£zx2 11

Hình 1.6 Anh hưởng của độ rỗng đến cường độ nén nở hông của dat — xi mang [5] 12

Hình 1.7 Câu trúc của polyisopren và cau trúc của cao su thiên nhiên [7] -:-: 5+: 13Hình 2.1 Quan hệ giữa ứng suất — bién dạng với ty lệ nước — Xi măng -: - 5+5: l6Hình 2.2 Biểu đồ quan hệ của ứng suất cắt và chuyển vị ngang ứng với ứng suất đứng 40kPa [1] 17Hình 2.3 Quan hệ giữa trọng lượng riêng và hàm lượng cao su tương ứng [ 7| - 19

Hình 2.4 Quan hệ giữa ứng suất — bién dang ứng với từng hàm lượng cao su [17| - 20

Hình 2.5 Biến dạng đỉnh ứng với từng hàm lượng cao su [ Í7] ¿+ 2 ++s+52+x+sz+s+x+z+zx+zx+z 20Hình 2.6 Cường độ nén ứng với từng hàm lượng cao su|[ LÍ7 | - + + s + +svssseessseeesee 21Hình 2.7 Các loại kích thước hat của vụn cao su [ ÍS] - << << 2252252521231 Ekesssssssses 21Hình 2.8 Trọng lượng riêng và hệ số rỗng của 03 loại cao su ứng với từng ham lượng| 1 5] 22

Hình 2.9 Quan hệ giữa hệ số rỗng và thời gian gia tải của mẫu cao su loại A [15] - 23

Hình 2.10 Quan hệ giữa hệ số rỗng và ứng suất theo hàm lượng cao su [ 15] - 23

Hình 2.11 Quan hệ ứng suất và biến dạng ¿©5222 222EE2123521212312121121212211111 11121 xe 25Hình 3.1 Hạt cao su sử dụng trong thí nghiỆm - (5 S011 111999111 ng ng ve 30Hình 3.2 Trộn RLS bằng máy trỘn - ¿+ ¿S152 2E2E92121E2121212121121211212111111111112121111 211 xe 30Hình 3.3 Mẫu có kích thước 5x10 (Cim)) - ¿+ 2 2E Ss E123 E5 5151 1 515111111 511111 5111111111101 1x te 3lHình 3.4 Mẫu có kích thước 6.2x2 (€I), ¿+ 2 E2 E128 5 5151115111111 1511111511111 111101 11t 32Hình 3.5 Kết quả chụp SEM của mẫu 28 ngày tuổi có liên kết C-S-H - ¿2 ¿522552552 32Hình 3.6 Hat cao su trong đất - - +21 1921 12151521212111211111111111110111112110101 0101111 1k 33Hình 3.7 Khoảng không giữa hạt cao su và đất -¿- 5: 522212221211 21212212121111 211112121 33Hình 3.8 hạt cao su trong đất [ I5 ] c1 121212111 E8 1151515111111 1 111111111111 E1 111111111111 ng 33Hình 3.9 Chiều cao và bán kính của mau bị co lại sau 28 ngày (15%XM+50%CS) 34

Hình 3.10 Hình dang phá hoại của các mẫu 50%CS ứng với 03 hàm lượng XM 35

Hình 3.1 1 Hình dang phá hoại của các mẫu 100%CS ứng với 03 hàm lượng XM 35

Hình 3.12 Luc dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xi măng và hàm lượng 0% CS 36

Hình 3.13 Luc dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xI măng và hàm lượng 50% CS 36

Hình 3.14 Luc dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xi măng và hàm lượng 100% CS 37

Hình 3.15 Luc dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xi măng và hàm lượng 10%XM 38

Hinh3.16 Lực dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xI măng và hàm lượng 12%XM 39

Hình 3.17 Luc dính và góc nội ma sát ứng với các hàm lượng xi măng và hàm lượng 15%XM 39

Hình 3.18 Xác định kích thước mẫiu ¿2-5225 SSE2E2ESE2E2E£EEEE2EEEEEEEEEEEEEEEEEErrrkrrererrrrred 41Hình 3.19 Mẫu trước khi nến - - k6 1S EE SE 5191 111 5111 111 11T 1T 11T HT ng HH nh AlHình 3.20 Các dạng phá hoại của mau trong thí nghiệm nén đơn :-:-+-2-+25z =5 55: 42Hình 3.22 Quan hệ giữa ứng suất và bién dạng của RLS theo 12% XM -¿c¿55c5s 55c: 44

Hình 3.23 Quan hệ giữa ứng suất và bién dạng của RLS theo 15% XM o ceccccccccccsessesessssesteseeeeees 45Hình 3.24 Quan hệ giữa sức chống cắt qu và hàm lượng XM (0%CS) -.-5¿ 522cc ccccscee2 46Hình 3.25 Quan hệ giữa sức chống cắt qu và hàm lượng XM (25%CS) ¿5257cccccccccce2 47Hình 3.26 Quan hệ giữa sức chống cắt qu -:- 5: 52 E222 2221521212212121121211212121111211 11211 xe 47

và hàm lượng XM (S0%CCS) LH HH TH ng ng họ Họ TT nh 47

Hình 3.27 Quan hệ giữa sức chống cắt qu và hàm lượng XM (75%CS) - ¿5227 ccccccscce2 46Hình 3.28 Quan hệ giữa sức chống cắt qu và hàm lượng XM (100%CS) -¿ccccccc 55c: 48Hình 3.29 Quan hệ giữa sức chống cắt và biến dạng 10% XM -¿©25222 2c 2 ccxerererees 49Hình 3.30 Quan hệ giữa sức chống cắt và biến dạng 12%XM - 552222 2+2xcczxersrre2 49Hình 3.31 Quan hệ giữa ứng suất - biến dang ứng với 15%XM 525225 c+2xcczxersrre2 50Hình 3.32 Quan hệ giữa ứng suất và bién dạng theo ham lượng xi măng - 25-52 50Hình 3.33 Quan hệ giữa ứng suất - biến dạng ứng với 10%XM - 5:55 2c2xccccxerrrez 52Hình 3.34 Quan hệ giữa ứng suất — biến dạng ứng với 12%XM - 5252252 c++xccczxerscre2 52Hình 3.35 Quan hệ giữa ứng suất — biến dang ứng với 15%XM :- 5: +2c2t2xccczxersrrez 5

Hình 3.36 Tương quan giữa hàm lượng cao su với sức chống cat va TLR ứng với 10%XM 54

Hình 3.37 Tương quan giữa hàm lượng cao su với sức chống cat va TLR ứng với 12%XM 55

Hình 3.38 Tương quan giữa hàm lượng cao su với sức chống cat và TLR ứng với 15%XM 56

Hình 3.39 Quan hệ giữa cường độ chịu nén với các hàm lượng XM theo % cao su 57

Hình 3.40 Quan hệ giữa module dan hồi — cường độ CHIU NEN diụ - - 5555 +2<*s++sseesssess 60Hình 3.41 Dat được cho vào bình ty trong loat LOOM 00 60

Hình 3.42 Thêm nước vào bình tỷ trọng trước khi đun - -. 112311119 11 ree 60

Hình 3.43 Dun sôi các mẫu trong khoảng 3h - - ¿5252 2ES2 S222 SES22E2E2E£EEEEEEEEEEEEEE2Eekrrrrrrees 6lHình 3.45 Đồ thị e — p ứng với 10% XM và các hàm lượng cao su - ¿255 52+x+cscc+2 64Hình 3.46 Đồ thị e — p ứng với 12% XM và các hàm lượng cao su - + 2+5 52+x+czcs+2 65Hình 3.47 Đồ thị e— p ứng với 15% XM va các hàm lượng cao su ooeecececcccsesessesessestssesesesesteseeeees 65Hình 3.48 Đồ thị e — p ứng với 0%cao su và các ham lượng XM ¿- ¿5225 ccccccscce2 66Hình 3.49 Đồ thị e — p ứng với 50%cao su và các hàm lượng XM - ¿5225 ccccccscce2 G7Hình 3.50 Đồ thị e — p ứng với 100% cao su và các hàm lượng XM c: 525552552 G7Hình 3.51 Đồ thị e — logt của hàm lượng 10%XM — 0%CS - 5: 2322122221112 crke 68Hình 3.52 Đồ thị e — logt của hàm lượng 10%XM — 50%ŒS 5: 22c 22 2221212212, 68Hình 3.53 Đồ thị e — logt của hàm lượng 10%XM — 100%ŒS - 522cc 222tr 69Hình 3.54 Đồ thị e — logt của hàm lượng 12%XM — 0%CS 0-5: 2t 2212222111112 ke 69Hình 3.55 đồ thị e — logt của hàm lượng 12%XM — 50%CS -.- 52 25222 E221 212121222 70Hình 3.56 Đồ thị e — logt của hàm lượng 12%XM — 100%ŒS -.- 5: 2c 22t E2 re 70Hình 3.57 Đồ thị e — logt của hàm lượng 15%XM — 0%CS 0-5: C232 12221111212 71Hình 3.58 Đồ thị e — logt của hàm lượng 15% XM — 50%CS ooceeececcccccscsscsessesessssessesesessestsseseesesesses 71Hình 3.59 Đồ thị e — logt của hàm lượng 15% XM — 100%ŒS - 5:5: 22x22 72Hình 4.1 Mặt bằng công trình áp dụng - ¿5:52 S922 21932 1215212321211121211212121111211 11211 xe 74Hình 4.2 Chuyên vị của nền khi đắp cao Ö.5m 2-5-5225 222122121212 2121221211111 11212121211 xe 77Hình 4.3 Tổng ứng suất của nền khi đắp cao 0.5m -¿- 5: 522232 S22E2212E521212212122121 212 x2 77Hình 4.4 Hệ số an toàn khi dap được 0.5m đất tự nhiên - 2 5 222212 SE 2E2ESEcEErEererrkrkd 78Hình 4.5 Chuyển vị của nên khi đắp đến cao trình Ím ¿2-5252 S22E£E££E£EvztzEczxzxrsrxez 78

Hình 4.6.Tổng ứng suất trong nền có chiều cao dap là lm - - ¿252 52+x+22£E+Ez£zzEvzszxerxez 79Hình 4.7 Chuyên vị của nền khi đắp đến cao trình 1.5m - 5:52 52 E22 2E2Et2E2Ezxzkrrsrrez 79Hình 4.8 chuyền vị trong nền khi đắp được 3m - - 2-5: 52222221232 2E2122521212121121212221 E1 xe 32Hình 4.9 Ứng suất trong nền khi đắp đến 3m - 52-5: S222 E9212E215212121121 1121.1112 32Hình 4.10 Tổng chuyển vị sau khi có hoạt tải -¿- 2 52 2S S222 EE2E2SE2EE212121211121 2122212 xe 83Hình 4.11 Tổng ứng suất sau khi chất tải 5: 2 52252 222EE212EE2121231212112121212111 111212 xe 83Hình 4.12 Tổng chuyển vị của nên khi đạt độ 6n định: - G5: St E21SEE5E512111E5E512E E1 1E5EEed 84Hình 4.13 Biéu đồ quan hệ ứng ứng suất tổng thắng đứng — độ biến dạng tại mép đường 84Hình 4.14 Quan hệ ứng suất hữu hiệu — biến dang thăng đứng tại mép đường 85Hình 4.15 Tổng ứng suat trong nên đất 228.27kN/m2 ¿+52 S252 S22E9EE2E£EE2E2E212221 212222 85Hình 4.16 Hệ số an toàn của nÊn :- Ss se 1120115158 155515118 155115811 1115111 1011111111111 E15 1111111151151 1t S6

Mục lục bảng

Bảng 1.1 Các chỉ tiêu cơ lý của dat được dùng làm thí nghiệm 52 5555+5<552 9

Bảng 2.1 Lực dính, góc nội ma sát và trọng lượng riêng ứng với hàm lượng trộn vụn cao su

vào cát theo thí nghiệm cắt trực tiẾp| I ] - ¿5 + + £+++S£+E+E+E££E£E+EE£E+EeErkrkrrererkrrrrsrree 17

Bảng 2.2 Giá tric, theo tỷ lệ nước — xi măng của 3 loại sét [12] ««««+++<<<<<s 18

Bảng 2.3 Cấp phối của các cỡ hạt cao su [15] ccccccsccccsessssssesssesesscsssessssesessesesessssesesseseeeeeeees 21Bang 3.1 Bảng thong kê số lượng MAU eeeecesecsssessesesessesesecscscsecscsesecsesesssesesessscsesseseseeeeees 31Bang 3.2 c vag theo của 0% cao su theo phan trăm Xi măng - + + 5555 5s25+2 35Bảng 3.3 c và theo của 50% cao su theo phan trăm xỉ măng 2-55 25555: 36

Bang 3.4 lực dính c và góc nội ma sát của 100% cao su theo phân trăm xi măng 37

Bảng 3.5 lực dính c và góc nội ma sát ọ của 10% xi măng theo phan trăm cao su 38

Bang 3.6 lực dính c và góc nội ma sát ọ của 12% xi măng theo phan trăm cao su 38

Bang 3.7 lực dính c và góc nội ma sát ọ của 15% xi măng theo phan trăm cao su 39

Bảng 3.8 Cuong độ chịu nén q, và trọng lượng riêng cùa các hàm lượng cao su theo0290 43

Bảng 3.9 Cường độ chịu nén qụ và trọng lượng riêng của các hàm lượng cao su theo290 ŸŸ¬¬›¡ï - 44

Bang 3.10 Cường độ chịu nén q, va trọng lượng riêng cùa các ham lượng cao su theo1⁄29 Tư 45

Bảng 3.11 Cường độ chịu nén qu của các hàm lượng xi măng theo 0%CS 46

Bang 3.12 Cường độ chịu nén qu của các hàm lượng xi măng theo 25%CS 47

Bảng 3.13 Cường độ chịu nén qu của lượng xi măng theo 50%CS - 7755 <<<<5 47Bảng 3.14 Cường độ chịu nén qu của hàm lượng xi măng theo 75%CS - 46

Bảng 3.15 Cường độ chịu nén q, cua hàm lượng xi măng theo [00%CS 48

Bang 3.16 Cường độ chịu nén va trọng lượng riêng của các ham lượng cao su theo 10%XMddỶÝ ẳẮ 54

Bang 3.17 Cường độ chịu nén và trọng lượng riêng của các ham lượng cao su theo 12%XMddỶÝ ẳẮ 55

Bang 3.18 Cường độ chịu nén và trọng lượng riêng của các hàm lượng cao su theo 10%XMddỶÝ ẳẮ 56

Bảng 3.19 Kết quả tính toán giá tri module đàn hồi Esp của 10%XM -. 5- 59Bang 3.20 Kết quả tính toán giá tri module đàn hồi Esp của 12% XM -5- 59Bang 3.21 Kết quả tính toán giá tri module đàn hồi Eso của 15%XM - 59

Bang 3.22 Giá trị các thông số cần trong thí nghiệm nén cô kết (10% XM) 62

Bang 3.23 Giá trị các thông số cần trong thí nghiệm nén cô kết (12% XM) 62

Bảng 3.24 Giá trị các thông số cần trong thí nghiệm nén cô kết (15% XM) 62Bang 3.25 Kết quả ứng suất d60 DY ¿6-5523 S* 23939 123211121111 211113 1111.111 63Bang 3.26 Kết quả hệ số rỗng ban dau và sau khi dỡ tải (10%XXM]) -5- 55+: 63

-VII-Bảng 3.27 Kết quả hệ số rỗng ban đầu và sau khi dỡ tải (12% XM) -5-5-5- 5: 64Bang 3.28 Kết quả hệ số rỗng ban đầu và sau khi dỡ tải (15% XM) 5-5-5- 55: 64Bảng 3.29 Chỉ số nén C, và chỉ số nở C của các ham lượng cao su theo [0%XM 72Bảng 3.30 Chỉ số nén C, và chỉ số nở C của các ham lượng cao su theo [2%XM 72Bang 3.31 Chỉ số nén C, và chỉ số nở C, của các hàm lượng cao su theo 15%XM 72Bảng 4.1 Thông số đất nền và đất đắp tự nhiên - ¿22-5252 2E+EEEcEvEerrxerrrerrrree 75Bảng 4.2 Các giai đoạn thi công của đất tự nhiên ¿ ¿2E + 22221 E2 2E EEEErErrrrrrred 76Bảng 4.3 Thông số đầu vào của vật liỆU - + 25226 E2 2 2223 E512 5212121111111 E xe, 80

Bảng 4.4 Các giai đoạn thi CONG: - G0 Họ ngờ 81

Bang 4.5 : Kết qua giữa dat tự nhiên va RLS cececceccccseccsssesscscsesscsesessesesessesesessssesessessseeeeees 86

Các ky tự viết tat được dùng trong bai:

tT — sức chống cắt của đấtp — góc nội ma sát trong của đấtco —ứng suất chịu nén đơnAo — tiết diện ban đầuAj _ — tiết diện ứng với ứng suất ơiCc — Lực dính của dat

CLSM - controlled low strenght mechanical : vật liệu có cường độ thấp được kiểm soát

CS —-cao sue — Hệ sô rong của datm — khôi lượng tự nhiên của datm, — khôi lượng xi măng

mục — khối lượng cao sumy — khối lượng nước thêm vào để trộn mẫumạ; — khối lượng nước tự nhiên trong mẫup —ung suất dẻo

qu — Cường độ nén đơn của cột xi măng đấtRLS — rubber added lightweight soil : đất nhẹ trộn cao su

XM -—xi mangTLR - trọng lượng riêng

MỞ DAU

Hiện nay, Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới đang gặp nhiều van dé khókhăn trong việc giải quyết ô nhiễm môi trường do lốp ôtô cũ phế thải gây ra Lốp ôtô cũthải bỏ vẫn còn độ bền môi trường rất cao, khả năng phân huỷ trong tự nhiên rất lâu đếnhàng trăm năm, vì vậy nó có khả năng gây ô nhiễm tiềm tàng cho môi trường sống củacon người Việc nghiên cứu tận dụng lốp ôtô cũ phế thải này dé sản xuất loại vật liệu mớisẽ đem lại hiệu quả kinh tế và đồng thời đem lại hiệu quả to lớn về mặt xã hội đó là giảmthiểu ô nhiễm môi trường do lốp ô tô cũ phế thải gây ra

Mỗi năm trung bình mỗi quốc gia thải ra hàng triệu vỏ xe các loại, như vậy trên toànthế giới mỗi năm nhận khoảng 1 ty vỏ xe các loại Đây thực sự là thách thức lớn cho môitrường sống của con người Hau hết chất thải từ cao su rất khó phân hủy, phải matkhoảng vài chục năm nó mới có khả năng phân hủy vào trong đất Có thực tế rằng đi đâu

ta cũng thây những núi rác cao su.

Rác thải từ mọi thành phân, chất thải từ công nghiệp, nông nghiệp, sinh họat dù có

©>bao nhiêu bãi rac đi nữa thi dén lúc nào đó không thê chứa nôi Song song đó là sựnhiêm môi trường sông, đe dọa trực tiêp đên sức khỏe cua con người Với sự quá tải vêlượng rác như hiện nay, thì các loại rác khó phân hủy cân phải tim một hướng giải quyêtmới dé hạn ché mức thap nhat thải ra môi trường.

Hang năm, lượng vỏ xe phế thải tăng lên đáng kế vì nhu cau cho sự đi lại của conngười vẫn là các loại xe Cuộc sống càng hiện đại thì nhu cầu cho sự di chuyển ngày càngtăng thì vỏ xe bị vứt đi ngày càng nhiều.Với tình hình vỏ xe phế thải như hiện nay không

cho phép chúng ta cứ mặc sức thải ra môi trường và chờ đợi vài chục năm mới phân hủy.

Ngành công nghệ tái sử dụng ra đời từ rất sớm.Vỏ xe phế liệu được tái sử dụng trước những năm 1960, khi giá dầu mỏ còn rẻ và sựnghiền tách thép còn gặp nhiều khó khăn, những lợi nhuận kinh tế ngăn han được tậptrung vào sự tận dụng những vỏ xe phế liệu Người ta sử dụng những vỏ xe làm nhiênliệu đốt Nhưng thực tiễn đã có những hậu quả trái ngược đối với sức khỏe của con người

và môi trường, gia tang su 6 nhiêm va cạn kiệt nguôn năng lượng, giông như dâu mỏ và

thép Tái sử dụng lại vỏ xe chỉ là một phan của những cố gang của chính phủ, nền côngnghiệp và những cá nhân để làm giảm bớt những van dé về cao su phế thải Những hậuquả này đã được dự báo trước bởi các nhà môi trường học, nhưng những nhà kinh tế cũngcô gang dé tái sử dụng lại và phục hồi nguồn năng lượng — bang cách sử dụng vỏ xe nhưlà nguồn nhiên liệu — như những thành phan có lợi của chương trình quản lý vỏ xe phế

liệu.

Việc sử dụng cao su vỏ xe phế liệu để làm một số sản phẩm sẽ có giá thành rẻ hơn caosu mới Ví dụ như dùng vỏ xe phế liệu làm những sản phẩm như nhựa rải đường và lớplót cho những bề mặt sân vườn có thé tăng tinh an toàn trong khi sử dụng va giá thành rẻ

hơn so với vật liệu truyền thông.Có nhiêu cách khác nhau đê tái sử dụng lại phê liệu nhưng những cách này đêu nhămmang lại lợi ích vê kinh tê và môi trường sông cho con người đê ngăn ngừa sự vứt bỏnhững vỏ xe phê liệu.

Trên thế giới, mỗi năm có khoảng một tỷ lốp xe được thải ra Hầu hết chất thải từ caosu rất khó phân hủy, phải mất khoảng vài chục năm nó mới có khả năng phân hủy trongđất Theo thống kê chưa day đủ, chỉ riêng ở Mỹ, mỗi năm có hơn 300 triệu chiếc lốp ô tôvới khối lượng là gần 4,6 triệu tan được thải ra và hơn 2 ty chiếc lốp hiện đang nam trongcác hồ rác, các kho chứa trên khắp cả nước Còn ở Anh hàng năm có tới 40 triệu lốp phếthải, 2/3 số lốp đó bị đây ra bãi rác hoặc bị thải bỏ trái luật, tạo ra nhiều nguy cơ ratnghiêm trọng về môi trường và sức khỏe cộng đồng Một số số liệu khác cho thấy năm2007, ở Châu Au đã thải bỏ gần 34 triệu tan sim, lốp Các nước Châu A có mức thải bỏít hơn Tuy nhiên riêng Nhật Bản cũng đã có tới gần một triệu tan phế thải cao su Các cơquan chức năng của Mỹ cảnh báo rang, cao su phế thải đang nhanh chóng trở thành mộttrong những van dé môi trường hàng dau thế giới Hằng năm, lượng sim lốp xe phế thai

tăng lên đáng kê vì tiêu chuân cho sự đi lại của con người van là các loại xe cơ gIới.Hiện nay van chưa có bat cứ một thông kê day đủ nào về tông lượng cao su phê thảihang năm ở Việt Nam, cũng như tác động của chúng đên môi trường Tuy nhiên có thêdự đoán con sô này rat lớn, với trên 15 triệu xe gan may, 10 triệu xe đạp, gan 500 ngàn xe6 tô, cộng với lợi thê của một vùng nguyên liệu cao su thiên nhiên rộng lớn, Việt Nam

hiện đang được đánh giá là thị trường đầy tiềm năng của ngành sản xuất săm lốp, đồngthời cũng sẽ là một nguồn thải cao su phế thải không 16 Trung bình hang năm, tính riêngcho tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng đã thải ra khoảng 228 tan lốp ô tô cũ, chưatính đến lốp xe máy hay các loại cao su phé thải khác

Hau hết chất thải là cao su phế thải rất khó phân hủy, bền vững trước tác nhân hóahoc, sinh học, vật lý và phải mat khoảng vài chục năm nó mới có kha năng phân hủy vàotrong đất Mặt khác do hình khối của phế thải, nên chúng chiếm thé tích lớn, vì vậy néuchôn lap chúng có thể làm phá vỡ cấu trúc của bãi chôn lấp Nếu sử dụng phương phápđốt cao su phế thải ở nhiệt độ cao thi rất khó kiểm soát mức độ gây ô nhiễm môi trườngkhông khí, nước và dat Vì vậy, với sự gia tăng về lượng cao su phế thải như hiện nay, thìcác loại rác khó phân hủy như cao su cần phải có hướng xử lý mới để tận dụng nguồnnguyên liệu này hoặc hạn chế đến mức thấp nhất tác động của loại chất thải này đối với

môi trường.

Tính cấp thiết của đề tàiNham giải quyết các van dé về môi trường do chất thải cao su gây ra, rất nhiều nghiêncứu đã được ra nhằm tái sử dụng lại loại vật liệu khó phân hủy này dé biến nó thành một

vật liệu có ích.

Bên cạnh đó, đất nạo vét có cường độ thấp, độ âm cao, sức chống cat thap nén thuong

không được sử dụng lai trong các công trình hay được phơi khô va đắp đường nhưngkhông đảm bảo được chất lượng công trình

Xi măng có khả năng hút nước va đông cứng, cao su có độ đàn hồi cao và kha năngchồng cắt tốt nên việc đưa xi măng kết hợp vụn cao su làm cho đất có trọng lượng riêngnhẹ hơn đất tự nhiên nhưng có sức chồng cat, độ đàn hồi của đất tăng lên

Nội dung nghiên cứu

Cao su phế thải được sử dụng tái chế trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại như: sảnxuất xăng dau, phụ liệu sản xuất xi măng Và cao su phế thải được ứng dụng trongtrong dé tài nghiên cứu này nhằm làm tăng khả năng chịu cat của đất nhưng không làmtăng nhiều dung trọng tự nhiên của đất

Trong phạm vi nghiên cứu của dé tài, tác giả nghiên cứu về việc tái sử dụng lốp xe délàm vật liệu trong việc trộn với đất nạo vét va xi măng thành RLS dé nó trở thành mộtloại vật liệu có dung trọng nhẹ và tăng sức chồng cat của đất nạo vét băng thí nghiệm cattrực tiếp nén cô kết và nén đơn Từ đây, có thé sử dung RLS đất này vào các giai đoạnđắp đất của công trình tại tỉnh Đồng Tháp Nhận xét, đánh giá kết quả thu được nhằmkiến nghị các giải pháp an toàn, kinh tế trong dau tư xây dựng.

Phương pháp nghiên cứu:

Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết tính toánThí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của đất tự nhiên khu vực huyện HongNgự tinh Dong Tháp

Tạo mau thi nghiệm va bao dưỡng dé mô phỏng gan giống với điều kiện tự ngoài công

trình.

Thí nghiệm trong phòng cho thí nghiệm cắt trực tiếp , nén cỗ kết và nén đơn cho mẫuRLS đất trộn xi măng kết hợp vụn cao su Và quan sát sự hình thành liên kết qua của kếtquả chụp hién vi quét điện tử

Thu thập, phân tích, tính toán, tổng hop dé xây dựng các biéu đồ tương quan của các hàmlượng cao su và xi măng có trong dat ảnh hưởng đến sức chống cắt của RLS đất sau khi

trộn.

Y nghĩa khoa học và thực tiễnBằng các kết quả từ thực nghiệm, phân tích hàm lượng cao su va xi măng trộn trongđất ở khu vực Héng Ngự - Đồng Tháp, nghiên cứu đã góp thêm một phan đánh giá và tạosự tương quan giữa các kết quả để tạo sự đồng nhất trong nghiên cứu về đất với xi măngvới cao su trên thé giới

Đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng cao su và xi măng đến sức chống cắt của RLSnhằm giúp những thiết kế gia có thé ứng dung cho công trình thực tế để đạt được yêu cầuvề chất lượng và kinh tế

5 Hạn chế của đề tài

Nghiên cứu này phân tích, đánh giá cường độ, sức chống cắt, độ biến dạng của RLS ở

Ú7 và 28 ngày; khảo sát lực dính, góc nội ma sat và độ lún cua RLS ở 28 ngày chưa khảo

sát ở những giai đoạn khác trong thời gian ninh kết tiếp theo của xi măng.Đề tài chỉ nghiên cứu hàm lượng nước được trộn vào RLS là 40% so với khối lượngđất tự nhiên, chưa đưa ra được kết quả ảnh hưởng của hàm lượng nước đến cường độ củaRLS Trong khi hàm lượng nước cũng ảnh hưởng đến cường độ của RLS

Tác giả chưa nghiên cứu được ảnh hưởng của thành phan hạt cao su và thành phần hữu

cơ của dat cũng ảnh hưởng đên sức chông cat của RLS.

CHUONG 1 TONG QUAN VE LOAI DAT TRON XI MANG VOI

VUN CAO SU

1.1 Lich sử phát trién của nghiên cứu trộn cao su vào đất trên thé giới

1.1.1 Nghiên cứu trộn cốt liệu vào đất có trọng lượng thấp:Năm 1964, Cục khai hoang của Mỹ đã đưa ra tài liệu được biết đến lần đầu tiên củaviệc kiểm soát vật liệu có cường độ thấp (controlled low strengh material — CLSM) Vậtliệu này được gọi là nhựa xi măng đất, được sử dụng làm bệ đỡ ống dẫn trên 320 dặm(515km) của dự án sông Aquiduct (Canada) phía bắc Texas Từ đó, CLSM trở thành vậtliệu phố biến cho các dự án như : san lấp công trình, chân nền móng, nên via hè, bệ đỡđường Ống

Hình 1.1 CLSM dùng làm bệ đỡ ống dẫn dầuCLSM có khả năng tự chặt lại, được sử dụng chủ yếu như khối đất dap thay cho lớpđất đã được đầm chặt clsm được định nghĩa là một loại vật liệu có cường độ chịu nénkhoảng SMPa hoặc nhỏ hơn Nhưng hầu hết các CLSM được ứng dụng có cường độ chịunén khoảng 1.4MPa, cho phép có thé dao lên trong tương lai khi cần thiết

CLSM bao gồm nước, xi măng portland, cốt liệu và tro bay hợp nhất với nhau Lamột loại chất lỏng với độ sụt khoảng 254 mm Năm 1979, bộ giao thông vận tải lowa đãsử dụng CLSM dé sửa chữa hon 40 cầu kém chất lượng băng cách chuyển đổi chúng vào

đường cống, lap vào nhưng khoảng trong lớn trong đường hầm và công thoát nước cũ.Trong dự án Milwaukee, 635 m” CLSM được đưa vào một đường ham cũ.

Thành phần của CLSM khác nhau ở loại cốt liệu Ở Nhật đã dùng rơm làm cốt liệucủa CLSM, trong nghiên cứu này, dùng vụn cao su từ lốp xe làm cốt liệu

Các cốt liệu nhẹ được làm từ lốp xe phế liệu đã được cắt thành mảnh với kích thướctối đa từ 50 đến 300 mm.Vật liệu này có trọng lượng nhẹ, thoát nước và nén tự do Chúngtạo ra áp lực đất bên thấp và hấp thụ rung động Do tính chất đặc biệt của chúng, chất thảilốp xe ngày càng được sử dụng như là lớp đắp nhẹ đối với kè xây dựng trên nền đất yếu

(EDIL va Bosscher 1992; Bosscher et al 1993, 1997.; Humphrey et al Năm 1998;

Humphrey et al 2000, Dickson et al 2001) va coc hỗ trợ kè (Tweedie et al 2004), tronglượng nhẹ dap cho tường va tru cau (Tweedie et al 1997, 1998a, b; Humphrey et al1998), bao gồm nén phía sau mồ tích hop và cau khung cứng (Humphrey et al 1998) cáchnhiệt để hạn chế sự thâm nhập của băng tuyết trên đường giao thông, lớp thoát nước chocác ứng dụng đường bộ và bãi rác (GeoSyntec Tư van năm 1998; Cơ quan bảo vệ môitrường Ohio năm 2005) và các lớp giảm rung bên dưới các tuyến đường sắt (Humphrey2007) Chất thải lốp xe cũng đã được trộn với đất dẫn đến một RLS có độ bên cao với cácứng dung trong kè và tường đắp (Tatlisozet al 1998)

Việc trộn xi măng va cao su vào trong đất có tải trọng nhẹ được gọi là “rubber addedlightweight soil”, tắt là RLS — Engineering characteristics of rubber — added lightweight

soil as a flowable backfill material - Yun Tae Kim and T.H Do Pukyong NationalUniversity, Busan

1.1.2 Sử dụng chat thai lốp xe vào địa kỹ thuậte Ứng dụng vào đường cao tốc và đất dap

Ứng dụng kỹ thuật xây dựng cho lốp xe phế liệu bao gồm lớp đất đắp có tải trọng nhẹ,đất đắp thông thường, tường chắn và mồ cau, lớp cách nhiệt, và các ứng dụng thoát nước.Việc sử dụng lốp xe phế liệu như lớp đất đắp có tải trọng nhẹ trong kè, tường chắn cónhững ưu điểm sau đây 1 Đối với xây dựng: Trọng lượng nhẹ, dễ thoát nước, áp lực đấtthấp, cách nhiệt tốt, và bền vững: 2 Đối với môi trường: Giảm kho dự trữ của lốp xe phếliệu, dễ bị nguy hiểm cháy và y tế, và tiết kiệm không gian bãi rác và đất, và 3 Kinh tế:

Chi phí thấp,bảo tổn nguồn tài nguyên thiên nhiên tổng hợp và loại bỏ chi phí xử lý

(Young et al 2003).

Với đoạn đường đắp đầu cau trên đất mềm đòi hỏi yêu cầu về 6n định, cân nhac đếnsự On định va lún khi đường được xây dựng trên đất nén Nhằm giảm trọng lượng củađường cao tốc tại các điểm như trên thì các RLS được sử dụng thay thế cho những vật

liệu thông thường.

Xây dựng đường cao tốc đòi hỏi khối lượng lớn vật liệu xây dựng, do đó, cơ quanđường cao tốc tham gia thường xuyên trong các nỗ lực dé tái chế và tái sử dụng các vậtliệu phế thải Thích hợp sử dụng chất thải và sản phẩm bằng các vật liệu trong các ứngdụng giao thông vận tải đòi hỏi kinh nghiệm và kiến thức liên quan đến việc sử dụng cáctài liệu này Tài sản của lốp xe chất thải như độ bên, sức mạnh, khả năng phục hồi, và khanăng chống ma sát cao giá trị quan trọng cho việc thiết kế bờ kè đường cao tốc RLS chấtthải lốp xe với đất để xây dựng kè có thể không chỉ cung cấp phương tiện thay thế tái sửdụng lốp xe để giải quyết các mỗi quan tâm về kinh tế và môi trường, mà còn giúp giảiquyết các van dé địa kỹ thuật kết hợp với sức chống cắt thấp (Zornberg et al 2004)

Vụn lốp xe trộn trong đất đã được sử dung làm lớp đất dap nhẹ như đoạn đường dapđầu cầu và kết cau chống đỡ trong nhiều tiểu bang Hoa Ky và bên ngoài nước Mỹ

(Bosscher et 1997 al; Humphrey 1996; Humphrey et al 2000, Dickson et al 2001;.

Zornberg et al 2004.) Những nghiên cứu nay cho thấy rằng việc sử dung vụn lốp xetrong RLS đất có tính nén thấp hơn va sức chống cắt cao Đoạn đường đắp đầu cau đượcxây với các RLS đất và mảnh vụn lốp có khả năng có dốc cao hơn bởi đắp có sức chốngcắt cao và trọng lượng đơn vị thấp hơn Sườn bên dốc giảm khối lượng nguyên liệu cần

thiết Ngoài ra, do sử dụng vật liệu nhẹ, lún của đất nền được giảm xuống (Tatlisoz et al

1998).

e Lop lót nên đấtManh vụn lốp xe và mảnh vụn thô có thé là một thay thế cho vật liệu dạng hạt trongxây dựng bãi chôn lấp lốp xe được cắt nhỏ có thé được sử dụng như một vật liệu thoátnước, chất xử lý để lọc nước, (Benson 1995, Geosyntec Tư van nam 1997, 1998) Honnữa, lốp xe phế liệu có thé hấp thu các chất độc hóa hoc hữu cơ thường có trong nước

thải Như vậy, bằng cách sử dụng lốp xe phế liệu trong một hệ thống chứa nước thảisẽ

hiệu quả hơn vì nước được lọc dê dàng hơn và được xử lý trước.

1.2 Tổng quan về khu vực đất nghiên cứu:Vùng đất được chon làm thí nghiệm ở ngay bên đường DT841 thuộc xã ThườngPhước huyện Hồng Ngự - Đồng Tháp (biên giới Việt Nam — Campuchia), là vùng đất

nồng nghiệp, bị ngập nước vào mùa lũ (từ tháng 7 — thang 9 hàng năm), với các đặc

trưng cơ lý được tham khảo trong bang 1.1 ( kết quả tính toán chi tiết có thé tham khảo

trong phụ lục 1)

Bảng 1.1 Các chỉ tiêu cơ lý của đất được dùng làm thí nghiệm

Đại lượng Gia tri

Dung trọng tự nhiên Jn (g/cm’) 1.56Dung trọng khô y.(g/cm’) 0.94

Ty trọng G, 2.66

Hệ số rong Co 1.83Độ ẩm W (%) 66.63

Giới hạn nhão W,, (%) 70.31Gidi hạn deo Wp (%) 24.9

Chỉ số dẻo Ip 45.41

Độ sệt B 0.92Luc đính c (kPa) 2.06Góc nội ma sat (đô) 5.61

Từ kết quả thu được, ta có được kết luận, loại đất đang nghiên cứu đang là đất

sét nhão.

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ xi măng — dat:Theo bài “Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ XM — đất, Đậu Văn Ngọ” [5]

đưa ra các nhân tô như sau:

1.3.1 Anh hướng của tuổi XM - dat:

Cường độ của xi măng - đất tăng lên theo thời gian, tương tu như bê tông Hình1.2 (Endo, 1976) đã chỉ ra ảnh hưởng của tuổi từ 2 - 2000 ngày đối với đất sét biển

gia cô bởi xi măng Porland.

so00 ‘ -<z~~ Sit & Vinh Tokue Hien hagng Ki mang = 20%Livgerg ogam mmc — 100%

c— ——.—

@œ _- D,.= KHE NT số ốcL 1Ò + to"

Then gian mink kot ngay

Hình 1.2 Anh hưởng của tuôi XM - đất [5]1.3.2 Anh hướng của loại XM:

Loại, chất lượng XM ảnh hưởng đến sự phát triển cường độ đối với mọi loại đất

Š 1500 ei Hoicim-28d

ae

1000 —

750500

100 150 200

Tỉ lệ xi măng (kg/m)

Hình 1.3 Ảnh hưởng cua loại XM [5]

1.3.3 Anh hưởng của hàm lượng XM:

Khi lượng xi măng tăng thì cường độ của xi măng đất cũng tăng, phụ thuộc vào loại

dat va tinh chat của xi măng.

200 ¬ va

š 190 F al =

4

Pa 180E ae

10000 Lương nược ban dau = 60%

Dat ở vĩnh TokyoThới qian ninh kết = 60 gid

x~c

Ham lương xi mang: %

Hình 1.5 Anh hưởng của ham lượng XM đến cường độ nén [5]1.3.5 Anh hưởng của độ pH:

Các kết quả cho thay rang trong mot pham vi nhất định, độ pH của đất có ảnh hưởng

tích cực hoặc tiêu cực đến cường độcủa mẫu xi măng — đất Trong giới hạn này, cường độ

nén nở hông không đơn giản phụ thuộc vào độ pH của đất mà còn dựa vào độ âm của đất(tức là lượng nước có chứa trong đất), xét đến các ảnh hưởng của tỷ lệ giữa nước hàmlượng xi măng tương ứng đến cường độ nén nở hông Dat có độ pH trọng phạm vi 5 đến6.3 có ảnh hưởng tích cực đến cường độ nén nở hông của mẫu xi măng đất Độ pH càngtăng thì cường độ của xi măng — đất càng tăng Tuy nhiên trong phạm vi từ 6.3 đến 6.9,

độ pH có ảnh hưởng rât tiêu cực đên cường độ của mâu xI măng đât.

4 17 ia 24 23 26 27

Hệ số chow (%)

+ 100 ko/m3 « 150 koQ/mi3 « 200 kgind

Hình 1.6 Ảnh hưởng của độ rỗng đến cường độ nén nở hông của đất — xi măng [5]Các kết quả thí nghiệm cho thay răng hệ số rỗng eo có ảnh hưởng không lớn đếncường độ nén nở hông của mẫu xi măng — đất Tuy nhiên, biểu đồ trên cũng chứng minhrằng, có một xu thế ảnh hưởng: độ rỗng càng lớn thì cường độ mẫu xi măng — đất càngcao Độ rỗng trong đất càng lớn thì khi trộn xi măng vào đất, kha năng lắp day của ximang vào các lỗ rỗng trong đất càng cao, tạo nên khả năng gia cô nền đất đang yếu là rat

Cao su là loại vật liệu có tính chat vô cùng quý giá Khác với các vật thé ran, cao su

có độ bền cơ học thấp, nhưng biến dạng đàn hồi lớn hơn nhiều lần Khác với các chấtlỏng được đặc trưng bởi độ bên cơ học rất nhỏ và đại lượng biến dạng đàn hồi thấp RLS

cao su là một hệ thống dị thể nhiều cấu tử Cũng như các hệ thống hoá học khác, các tínhchất cơ, lý, hoá đặc trưng cho hợp phân cao su phụ thuộc vào bản chất hoá học các cấutạo, kích thước hay mức độ phân tán các cau tử trong khối cao su

1.4.2 Tính chất cơ lý của cao su:- Cao su thiên nhiên có trọng lượng riêng khoảng 0.92g/cm” và còn tùy thuộc vào khốilượng và thể tích của cao su lưu hóa

- Cao su lưu hóa có khả năng chịu được biến dạng rất lớn và sau đó trở về trạng tháiban đầu một cách dễ dàng

- _ Nếu nhiệt độ giảm xuống -800”“ thì cao su sẽ mất hết tính dan hồi

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYÉT

2.1 Nguyên ly đất trộn xi măngHạt xi mang Portland là một hợp chất bao gom Tricalcium Silicate (C3S), DicalcitumSilicate (C>S), Tricalcium Aluminate (C3A) va các chất ran hòa tan như Tetracalcium

Alumino-Ferrit (C,A) Bốn phan tu chinh nay tao nén san pham RLS tạo độ bền chủ yếu

Khi nước lỗ rỗng của đất gặp xi măng thủy hóa xi măng xảy ra nhanh chóng và sảnphẩm của sự thủy hóa chính yếu ban đầu này là Hydrated Calcium Silicate (C;SHX,

C3S.,HX), Hydrated Calcium Aluminate (C3SAX, C3S,AX) và Hidrocid vôi Ca(OH)> Hai

sản phẩm kết dính xi măng chính được hình thành và thủy hóa vôi được sử dung nhưpha tinh thé ran tách biệt Những phan tử xi măng này kết hợp các hạt xi măng năm kếbên với nhau trong suốt quá trình hóa cứng để tạo thành RLS bộ khung bao quanh các hạtđất nguyên vẹn Các pha Silicate và Aluminate được kết hợp nội tại, do đó hầu nhưkhông có pha nào kết tinh hoàn toàn Một phan của Ca(OH), cũng có thé kết hợp với cácpha Hydrate khác, chỉ có một phần được kết tinh Hơn nữa thủy hóa xi măng dẫn đến giatăng độ pH của nước lỗ rỗng gây ra bởi sự phân ly của vôi Hydrate Các bazơ mạnh hòatan Silicate và Aluminate từ cả khoáng vật sét và các chất vô định hình khác trên nhữngmặt của các hạt sét, theo cách tương tự như phản ứng acid yếu và bazơ mạnh Các Silica

va Alumina ngậm nước sau đó sẽ từ từ phan ứng với các ion Calcium tự do từ sự thủy

phân xi măng để tạo thành hợp chất không hòa tan Phản ứng thứ yếu này được gọi làphản ứng puzzola Hợp chất thủy hóa xi măng thì vẫn chưa được xác định rõ ràng bởi cáccông thức hóa học, vì thé quan tâm đến các biến thé là khả thi Các hợp chat trong ximăng Portland được biến thể khi có nước như sau:

2(3CaO.Si102) + 6H20 = 3CaO.Si0.3H2O + 3Ca(OH); (2.1)2(2CaO.S102) + 4H20 = 3CaO.SIOs.3H; + Ca(OH) (2.2)4CaO.AI,03.Fe.03 + 10H2O + 2Ca (OH); = 6CaO.AI,03.Fe,03.12H,O3CaO.AlzOs + 12H;O+ 2Ca(OH); = 6CaO.AIzOs.Ca(OH);.I2H¿O3CaO.AlzOs + 10H2O + CaSO4.2H20 = 3CaO.AIzOs.CaSOu.I2HạO

-|5-Hai phan ứng (2.1) va (2.2), những chất của chúng hợp thành từ 75% xi măngPortland, chỉ ra rằng sự thủy hóa cua hai loại Calcium Silicate tạo ra các hop chấtmới: vôi và tobermorite gel, sau đó đóng vai trò quan trọng liên quan đến cường độ vathé tích chủ yếu được quyết định bởi vôi và tobermorite gel Những phản ứng diễn ratrong gia cỗ xi măng - đất có thé được trình bày trong những phương trình được đưa ra

sau đây:

CaS +H,0 > CzS›H,( hydrated gel) + Ca(OH) (2.6)

Ca(OH): CaTM*+ 2(OH)Ca”" + 2(OH) — CSHCa*” +2(OH) + ALI¿Oz> CAH

Khi độ pH < 12.6 thi phan ứng sau xảy ra:Ca2S2H,+HạO > C;5›;H; + Ca(OH),

2.2 Dac tính của dat trộn xi măngTheo một số kết quả thí nghiệm xi măng — đất ở trong phòng: dung dich của xi măng— đất lớn hơn đất mềm từ 0.7 — 2.3% và hàm lượng nước nhỏ hơn đất mềm Cường độ

chịu nén nở hông q, thường từ 4.08 — 40.8 kg/cm”, cường độ chịu kéo s,= 0.15 —

0.25qy, lực dính kết C = 0.2 — 0.3qụ, giá trị góc ma sát trong @ = 20- 30”, modul biếndạng khi ứng suất của đất — xi mang dat dén 50% tri sé phá hủy Eso = 120 — I50q,, hệ sốthấm k = 10 “~ 10 cm/s

Cường độ nén nở hông của xi măng — đất lớn hon mấy chục lần cho đến hàng trămlần đất mềm tự nhiên Đặc trưng biến dạng của nó tùy thuộc sự khác nhau về cường độ vàthường vào khoảng giữa của vật thé don và vật thé đàn hỏi dẻo

Giai đoạn bat đầu khi đất xi măng chịu lực, quan hệ giữa ứng suất - biến dạng về cơbản là phù hợp với định luật Hoocke, khi ngoại lực đạt đến 70 — 80% cường độ giới hạnthì quan hệ ứng suất — bién dạng không còn tuyến tính nữa Khi ngoại lực đạt đến cườngđộ giới hạn, loại xi măng - đất có cường độ cao xuất hiện sự phá hủy dòn rất nhanhchóng, cường độ tồn dư sau phá hủy rất nhỏ, khi đó biến dạng trục là khoảng 0.8— 1.2%

Tỷ lệ nước và xi măng we/c có ảnh hưởng không nhỏ đến cường độ chịu nén củaRLS Tỷ lệ này cảng tăng thì cường độ chịu nén của đất — xi măng giảm (M.M.Rahman etal ) Tỷ lệ này đạt 7.5 thì cường độ nén của mẫu dat

500

—— 120% mixing water

UC Test —o— 150% mixing water

400 + —a— 200% mixing water

2005) [17]

2.3.2 Cường độ cat của RLS cia RLS vụn cao su — cát trong thí nghiệm cat trựctiếp

Ahmed (1993), Humphrey et al (1993), EDIL và Bosscher (1994), và Foose et

al.(1996) đã thu được kết quả rang cát có thé được tăng cường bang cách sử dụng vụn

lop xe Những nghiên cứu này đã chỉ ra răng việc thêm vụn lỗp xe làm tăng sức chong

cắt của cát, với góc ma sát lớn khoảng 65° thu được RLS cát chứa khoảng 30% khốilượng là vụn lốp xe.

Sức chống cắt của một RLS chat thải lốp xe — đất chủ yếu bị ảnh hưởng bởi các ứngsuất, ty lệ vụn lốp xe - đất và mật độ của RLS Trong RLS vụn lốp xe và cát, vụn lốp xecó tác dụng củng cố RLS (EDIL và Bosscher 1992, Ahmed 1993; Foose 1993; EDIL và

Bosscher 1994; et al Bernal nam 1996; Hataf va Rahimi 2005) Humphrey et al.(1993), Foose et al (1996), Wu et al (1997), Tatlisoz et al (1998), Edincliler et

al.(2004), Grazavi và Sakhi (2005), va Attom (2006) đã kết luận rang cát có thé đượctăng cường bằng cách sử dụng chat thải lốp xe Những nghiên cứu này đã chỉ ra rang

việc thêm vụn lop xe làm tăng sức chông cat của cát với góc ma sát lớn khoảng 54 °,

với 30% trọng lượng là vụn lốp xe Góc ma sát tương ứng của cát là chỉ có 34 ° [1]

Sheer Stress (kPa)

&

=— Sand—*&— Sand Tre Rưffng: (5%)

—Œ- Sand Tre Bưffng: (10%)

§- Sand Tre Bulfings (20%)—#— Sand Tre Bưffng: (30%)=®——= Tre Buffings

15 2 25 30 *% x

Horizontal [splaoe ment ( ra rn ]

Hình 2.2 Biéu đồ quan hệ của ung suát cat và chuyên vị ngang ung voi ung suất

đứng 40kPa [1]

Bang 2.1 Lực dính, góc nội ma sát và trọng lượng riêng ứng với hàm lượng trộn vụncao su vào cát theo thí nghiệm cat trực tiép[ 1]

Unit weioht Shear strength parameters

Bang 2.2 Giá tric, 0 theo ty lệ nước — xi măng cua 3 loại sét [12]

Cl Clay C2 Clay C3 Clay

Para | wi(%) | wcíc Curing Time Curing Time Curing Time

c 150 10 101 117 69 75 75 83

in 15 97 112 64 69 70 78kPa 75 109 118 69 T6 §2 §9

15 11.8 H 13.1 128 12.5 1137.5 12.2 12.0 13.5 13.1 15.4 15.2

9 150 10 11.6 10.9 12.0 113 13.5 12.6in 15 10.5 98 10.1 9.8 12.0 10.8

degree 7.5 11.4 11.1 14.7 14.0 13.0 12.5

200 10 10.8 10.1 12.9 12.3 11.4 10.6

15 9.9 9.2 11.0 10.7 10.2 9.47.5 10.6 10.4 13.3 12.9 11.8 11.0250 10 10.0 9.5 11.7 11.1 10.5 9.6

15 9.2 8.6 9.9 9.5 9.1 7.9c Untreated clays 15.2 13.5 11.6Là Untreated clays 6.4 8.0 7.1

Bang 2.2 cho ta thay răng cùng 1 ham lượng nước ở cùng thời gian bảo dưỡng thì lựcdính c và góc nội ma sát @ giảm cùng với hàm lượng xi măng giảm, và 2 thông số này sẽ

tăng theo thời gian bảo dưỡng (M.M.Rahman et al).2.3.3 Theo Yun Tae Kim & Hai Do Thanh

Đánh giá tác dụng của cao su trên trọng lượng thể tích và cường độ của RLS, cao suđã được thống nhất trộn với RLS đất ở năm hàm lượng khác nhau (0, 25, 50, 75 và100%) Để nghiên cứu trọng lượng thể tích, quan hệ giữa ứng suất — biến dạng, sứcchống cắt, module biến dạng, mỗi mẫu đã được bảo dưỡng trong Ø7 và 28 ngày.

a Trong lượng riêng:

Trọng lượng thể tích lớn cũng là một trong những đặc tính quan trọng trong RLS này.Kim et al (2008, 2010b) cho thay tir két quả thực nghiệm, hàm lượng nước có ảnh hưởngtương đối nhỏ đến các trọng lượng thể tích giảm nhẹ với sự gia tăng hàm lượng nước.Các khối lượng thể tích lớn các RLS Kết quả thử nghiệm cho thấy giá trị của đơn vịtrọng lượng lớn tuyến tính giảm 15,1-12,1 KN/m” như ham lượng cao su tăng từ 0 đến100% vì trọng lượng riêng của cao su là 5kN/m” Nguyên liệu san lấp mặt bằng bình

thường có trọng lượng don vi số lượng lớn dao động từ 18 đến 20 kN/mỶ So sánh dung

trọng riêng của RLS và vật liệu san lap mặt băng bình thường tính năng nhẹ này đặc biệtthuận lợi với những vùng nên đất yếu và giảm thiểu được khối lượng đất đắp Ngoài lợithế về trọng lượng nhẹ, nó cũng có hiệu quả như một lớp cách nhiệt, cach ly với mdi

trường bên trên và giảm nhẹ sự va chạm đôi với các vật liệu lap.

Rubber content (%)Hình 2.3 Quan hệ giữa trong lượng riêng va hàm lượng cao su tương ung [17]

b Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng trong thí nghiệm nén đơn nở hông:Các ứng suất nén của RLS có xu hướng gia tăng cùng với sự gia tăng bién dạngtrục lên đến đỉnh của ứng suất nén Sau khi đạt đến đỉnh điểm ứng suất, biến dạng làmmềm xảy ra, và ứng suất nén không nở hông giảm với sự gia tăng biến dạng trục.Cường độ kháng nén và độ dốc ban đầu của đường cong ứng suất biến dạng của RLSgiảm với sự gia tăng trong các hàm lượng cao su Cường độ nén giảm như thé có théđược gây ra bởi các hạt cao su, gây mat ma sát trong RLS.

5 vợ

©oO ) !

ø 100} oF: © +=

=

c

©

oOc

0 25 50 75 100

Rubber content (%)

Hình 2.5 Biến dang đỉnh ứng với từng ham lượng cao su [17]

Mỗi quan hệ tuyến tính của cường độ nén q, và hàm lượng cao su được théhiện trong hình 2.6, và cho thấy độ thay đổi từng cường độ nén theo hàm lượng caosu Cường độ nén của RLS tuyến tính giảm từ khoảng 440 kPa ở hàm lượng cao su từ0% đến khoảng 180 kPa 100%.

»x)

100

0 25 50 75 100

Rubber content (%)Hình 2.6 Cưởng độ nén ung với từng hàm lượng cao su[ I7]C Cỡ hạt cao su

Hình 2.7 Các loại kích thước hạt cua vụn cao su [15]

Bảng 2.3 Cấp phối của các cỡ hạt cao su [15]

" Coefficient ofType} Dio(mm) | Dag(mm) | Dgo(mm) Uniformity coefficient |

(C,) gradation (C,)A 0.20 0.25 0.44 2.25 0.70B 0.93 1.13 1.52 1.62 0.91C 2.16 2.66 3.64 1.69 0.90

Với Dio — đường kính lớn nhất của nhóm hạt có kích thước bằng và nhỏ hon nó chiếm

10%, hay còn được gọi là đường kính hựu hiệu.

Dao - đường kính lớn nhất của nhóm hạt có kích thước bằng và nhỏ hơn nóchiếm 30%

Deo - đường kính lớn nhất của nhóm hạt có kích thước bang và nhỏ hơn nóchiếm 60%

^ RK AA A DHệ sô đông nhat 3 C, =—*

Crumb rubber content (% ) Crumb rubber content (%)

Hình 2.8 Trọng lượng riêng và hệ số rỗng của 03 loại cao su ứng với từng ham

luong[15]Hình 2.8 chi ra rang độ đồng nhất của các hat cao su lớn thì trọng lượng riêng củaRLS sau khi trộn giảm nhiều hơn loại cao su có cỡ hạt ít đồng đều hơn Khả năng lấp

đây lỗ rỗng trong đất cao hơn đối với cỡ hạt da đang hơn nên hệ số rỗng trong đất giảmnhiều hơn đối với cỡ hạt có hệ số đông nhất thấp nhất.

d Quan hệ giữa thời gian và độ bién dạng của RLS theo thí nén co kết:

Kết quả kiểm tra mảnh vụn oedometer cho RLS với loại A (nội dung cao su 100%)

được trình bày trong hình 4 Tuy nhiên, hệ số rỗng giảm đáng kế với sự gia tăng củahàm lượng vụn cao su và kích thước hạt lớn hơn do biến dạng của thành phân vụn cao sutrong RLS Đường cong e-logơ, cho thấy hệ số rỗng sau khi gia tải và duy trì trong 20ngày Những đường cong nay được sử dụng dé ước tính của các ứng suất của RLS

@ 10kPa—# 20kPa4 40kPa—> 80kPa

Effective stress (kPa)

Hình 2.10 Quan hệ giữa hệ số rỗng và ứng suất theo hàm lượng cao su [15]2.4 — Xác định lực dính c và góc nội ma sát từ thí nghiệm cắt trực tiếp theo TCVN

4199 - 1995:

Mau thí nghiệm có kích thước hình lăng trụ với đường kính d = 6.2cm và chiều cao h

đứng o theo công thức:

P

o = —(2.®2 (2.8)Với p,Q lần lượt là lực pháp tuyến và lực tiếp tuyến với mặt cắt (N)

AN La 4 4 2

F — diện tích mat cat, cm

Quan hệ giữa sức chong cắt t va áp lực thang đứng trên mặt phang cắt được biểu diễn

-25-Thí nghiệm nén một trục có nở hông được sử dụng cho đất sét và các loại đá -25-Thínghiệm này được tiễn hành trên mẫu có dạng lăng trụ tròn với kích thước thôngthường 38x 76mm hay 50x100mm bên trên mẫu đất, đặt bàn nén kim loại Ấp lực giatăng dọc trục tác dụng lên bàn nén thường được thực hiện theo hiểu ứng biến, tức làáp đặt tốc độ biến dạng và kiểm soát áp lực gia tăng tác dụng lên mẫu đất Giá trị áplực xác định được thông qua giá trị bién dạng của các vòng lực hay bang sensor.Trong quá trình nén mẫu, tiến hành ghi nhận các giá trị biến dạng cùa mẫu đất Ah,thông qua đồng hồ biến dạng và giá trị áp lực P¡ tương ứng

Biến dạng của mẫu đất được xác định như sau:

Hình 2.11 Quan hệ ứng suất và biến dạng

Giá tri ứng suât lớn nhat mà mâu dat có thê chịu được gọi là cường độ sức kháng nén

đơn qu Khi ứng suất tác dụng đạt đến giá tri nay thì mẫu đất xem như bị phá hoại Trongphạm vi biến dạng bé thì quan hệ ứng suất — biến dạng tuyến tính Và :