Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Ảnh hưởng của sự thay đổi độ mặn theo độ sâu đến đặc trưng cơ lý của đất ở khu vực Cần Giờ - Tp. HCM

Các đặc trưng nén lún chưa thayđược sự thay đổi rõ rệt theo độ mặn và độ sâu Từ các kết quả vé su thay đối các đặc trưng cơ lí của đất theo độ mặn và độ sâu, học viênthiết lập các hàm tư

LẠI VĂN QUÍ

ANH HUONG CUA SỰ THAY ĐÔI ĐỘ MAN THEO ĐỘ SAUDEN CAC ĐẶC TRUNG CƠ LY CUA DAT Ở KHU VUC CAN

GIO, TP.HCM

Chuyên ngành : DIA KY THUẬT XÂY DỰNGMã số: 60.58.60

LUẬN VÁN THẠC SĨTP HO CHI MINH, tháng 11 năm 2013

CONG TRINH DUOC HOAN THANH TAITRUONG DAI HOC BACH KHOA —DHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Trần Xuân Tho

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: TS Đỗ Thanh Hải

Cán bộ chấm nhận xét | : TS Nguyen Ngọc PhúcCán bộ chấm nhận xét 2 : TS Nguyễn Mạnh Tuan

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, DHQG Tp HCM

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

DAI HOC QUOC GIA TP HO CHi MINH CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAMTRUONG DAI HOC BACH KHOA Độc Lap - Tự Do - Hạnh Phúc

NHIEM VU DE CUONG LUẬN VĂN THẠC SĨHọ tên học viên: LẠI VĂN QUÍ Phái: NamNgày, tháng, năm sinh: 06 - 06 - 1989 Noi sinh: QUANG NAMChuyén nganh: DIA KY THUAT XAY DUNG MSHV: 12093155

trước đây

Chương 2: Cơ sở lí thuyết thí nghiệm trong phòng và thiết lập các tương quanChương 3: Phân tích ảnh hưởng của độ mặn theo độ sâu đến các đặc trưng cơ lý của đất —thiết lập các hàm tương quan giữa độ mặn theo độ sâu và các đặc trưng cơ lý

Chương 4: Ứng dụng thiết kế tường vây

Kết luận và kiến nghịTài liệu tham khảo

HI- NGÀY GIAO NHIỆM VU: 24/6/2013IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 22/11/2013V- CÁN BỘ HƯỚNG DAN: PGS.TS.TRAN XUAN THO

TS DO THANH HAI

Tp.HCM, ngay thang nam

CB HUONG DANI CAN BỘ HUONG DAN 2 CN BO MON TRUONG KHOA

PGS.TS TRAN XUAN THỌ TS DOTHANH HAI PGS.TS VO PHÁN TS VO MINH TÂM

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ được hoàn thành đã thê hiện sự làm việc nghiém túc của ban thân hocviên với sự giúp đỡ tận tâm và tạo điều kiện tốt nhất của các thầy cô trong Bộ môn Địa cơ- Nền móng - Trường Dai học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh

Em xin bày tỏ lòng ghi ơn và tri ân sâu sắc đến hai thay PGS.Ts TRAN XUAN THỌ vàTs Dé Thanh Hải đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức cho em trong quá trình làm

luận văn.

Xin chân thành cảm ơn Quý thay cô trong Bộ môn Địa cơ - Nền móng - Trường Dai họcBách Khoa Thanh phố H6 Chí Minh đã nhiệt tình day bảo trong suốt quá trình em họctap, đồng thời quan tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt thời gian tôi thực

hiện luận văn này.Xin chân thành cảm ơn anh Dương Thái Phan công ty Bachy Soletanche Việt Nam, anh

Liên Hưng Kiệt đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình làm luận văn.Xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến gia đình, bạn bè và các thầy cô đã tạo điều kiệnvà giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn thạc sĩ này

Thành pho Hô Chi Minh, tháng 11 năm 2013

Học viên

LAI VAN QUI

TEN DE TAIANH HUONG CUA SU THAY DOI ĐỘ MAN THEO ĐỘ SAU DEN ĐẶC TRƯNGCƠ LI CUA DAT Ở KHU VỰC CAN GIO, TP.Hồ Chí Minh

TOM TATAnh hưởng của nồng độ muối trong dat đến các đặc trưng vật ly và co hoc của dat sétnhiễm mặn đã được biết đến rộng rãi Luận văn này tập trung nghiên cứu ảnh hưởng củasự thay đôi độ mặn theo độ sâu đến đặc trưng cơ lý của đất nhiễm mặn vùng Cần Giờ,Thành Phố H6 Chí Minh

Các tính chất vật lý và cơ học của mẫu tự nhiên được khảo sát trên sự thay đổi của độmặn theo độ sâu và được tiễn hành Im/1 mẫu Kết quả thí nghiệm cho thay tinh chat coly của đất ở Cần Giờ thay đôi khá phức tap khi hàm lượng muối trong đất tăng và giảm

theo độ sâu.

Ở lớp bùn sét, tính dẻo của đất có sự thay đổi, chỉ số dẻo của đất có xu hướng thay doiđồng biến với sự thay đổi của nồng độ muối theo độ sâu và giảm khi độ mặn trên 3%.Chỉ số nhão có sự thay đổi nghịch biến với sự thay đối của nồng độ muối theo độ sâu vàtăng khi độ mặn trên 3% Bên cạnh đó, các đặc trưng cơ học c, @ cũng có sự thay đổiphức tạp c, có xu hướng thay đôi nghịch biến với sự thay đối độ mặn theo độ sâu, vàgiảm mạnh khoảng 50% _ khi hàm lượng muối trên 3% Các đặc trưng nén lún chưa thayđược sự thay đổi rõ rệt theo độ mặn và độ sâu

Từ các kết quả vé su thay đối các đặc trưng cơ lí của đất theo độ mặn và độ sâu, học viênthiết lập các hàm tương quan giữa độ mặn và độ sâu, giữa độ mặn và các chỉ tiêu cơ lý.Từ đó áp dụng tính toán nhanh các thông số cơ lý của đất ở một độ sâu bất kì khi xác

định được độ mặn.

SUMMARY OF THESISTITLE

EFFECT OF CHANGES TO SANILITY BY DEPTH ON CHARACTERISTICS OFSOILS IN CAN GIO, HO CHI MINH CITY

ABSTRACTEffect of salt concentration in the soils on the geotechnical properties of saline clay waswidely known This thesis investigated the effect of the changes of salinity by depth onthe characteristics of the Can Gio salinity soil, Ho Chi Minh City.

The geotechnical properties of natural samples were surveyed on the change of salinityby depth and were conducted Im /lsample Experimental results showed thatcharacteristics of Can Gio soils change complicatedly when the salinity of soil increasesand decreases with depth.

In the clay layer, the ductility of the soil has changed Plastic index of the soil tends tochange covariate with the change of salinity by depth and decreases when the salinity isgreater than 3% Liquid index change inversely with the change of salinity by depth andincreases when the salinity is greater than 3% In addition, the mechanical characteristicsof c, have changed complexly c, @ tend to change inversely with change of salinityby depth, and decrease approximately 50% when the salinity is greater than 3% Thecompression characteristics of the soil have not seen significant change in salinity anddepth.

From the results of the changes of physical characteristics of soil by salinity and depth,the author set up the correlative functions between salinity and depth, salinity and thephysical and mechanical of soil Correlative functions can be applied calculate quicklythe geotechnical parameters of soil at any depth when salinity of soils in respective depthhas been determined.

LOI CAM DOAN

- Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhântác giả, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và tiến hành thí nghiệm thực tiễndưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Trần Xuân Thọ và TS Đỗ Thanh Hải

- Các số liệu về địa chất, các kết quả thí nghiệm, mô hình tính toán và những kết quả

trong luận văn là trung thực, được xuất phát từ kinh nghiệm và thực tiễn, các số liệu thực

tế được chỉ rõ nguồn trích dẫn trong danh mục tài liệu tham khảo.Một lần nữa tôi xin khẳng định về sự trung thực cua loi cam két trén

Thanh pho Hô Chi Minh, tháng 11 năm 2013

Hoc vién

LAI VAN QUI

MUC LUC

ÿI90097.0017 5 |

I _ Tính cấp thiết của dé tài ¿6 5c St 3E 2v 3E 12111211 1111112111 11111111111 re |2 Mục tiêu nghiÊn CỨU - - << <1 0000 0 0 l3 Phương pháp nghiÊn CỨU - (<< 19901001019 ke l4 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của để tài - -csc sen exeserersed 25 Phạm vi và giới hạn của dé tài +: + SE S123 3 E521 121 1511111111111 xe 2Câu trúc của luận Văn c- + E111 91 91 1E 911191 111 5111119111 0 01110121101 H11 xi 2CHƯƠNG 1 : TONG QUAN VE DAT NHIÊM MAN, ĐẤT NHIEM MAN Ở CANGIO VÀ CÁC NGHIÊN CỨU TRƯỚC DAY 5c +c++eEtteEkerkerrrrkrerrriee 31.1 Tổng quan về đất nhiễm mặnn ¿+ + E++2E£+E+E£EE+E#EEEEEEEEEErkrkrrerkrrerrred 31.1.1 Nguồn gốc và sự hình thành đất nhiễm mặn -. ¿2-5 2 5525255552 31.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ mặn -.- 2+ + 25252 S£+E+E£E£E+EeEEzErxerersrree 51.1.3 Nhận xét về các yếu tố ảnh hường đến độ mặn ¿+ + csxskeksesersesed S1⁄2_ Tổng quan về đất nhiễm mặn ở Cần Giờ, khu vực khảo sát - 9

1.2.1 Đặc điểm chung của vùng đất ngập mặn Cần Giờ -. 5-c+cccsc5e2 91.2.2 Vị trí và địa chất khu vực khảo Sat -¿- - s11 SE vn rxeo 91.2.3 Nhận xét về khu vực khảo Sát ¿- =1 S312 E1 xe ree 121.3 Tổng quan các nghiên cứu về đất nhiễm mặn đến các đặc trưng cơ lý 13

1.3.1 Trên thé giới 6-52 SE 2122323911 121511211111 11111 1111111111111 13

1.3.2 TrOnE TƯỚC G0000 0 0 kh 191.3.3 Nhận xét về anh hưởng của độ mặn đến các đặc trưng cơ LY 22

1.4 Tổng quan các nghiên cứu về độ mặn theo không gian, thời gian 22

2.1.1 Khái niệm độ mặn, phương pháp va thiết bị đo độ mặn trong phòng thí

2.1.2 Các phương pháp và thiết bi thí nghiệm trong phòng dùng để xác định các chỉ

tiêu vật lý và CƠ OC c1 10022 ng kh 28

2.1.3 Các phương pháp và thiết bị thí nghiệm hiện trường dé xác định các chỉ tiêuCO lý Của đất e1 S31 1 111111112111 11 1101115151111 01 1151111111101 11 011111201101 11 01111 Hy 29

2.2 Cac phương pháp tính xác định tương quan độ mặn theo độ sau 30

2.2.1 Các loại sai số thường gặp trong thí nghiệm 2-5-5- 2552x252 sscs+2 30

2.2.2 Đánh giá sự phụ thuộc tương QUAII - - ( << 5 1113133110111 11 3 99 111 nh ee 3l

2.2.3 Xây dựng các công thức thực nghiệm bằng phương pháp bình phương cực

3.1.1 Thí nghiệm hiện trường - - - - << S000 ngờ 393.1.2 Thí nghiệm trong phong << « «S000 ngờ 40

3.1.3 Nhận xét về quá trình thí nghiệm - ¿+2 2 2+E+E££+E+Ee£E+EeEererreresered 46

3.2.1 Kết quả thí nghiệm hiện trường ¿ - + 25252 S2+E+EEE‡EeEeErkerererrrrerered 463.2.2 Kết quả thí nghiệm trong phòng - + 2252 S2+E+E££E‡E+EeEvEerererrererered 463.2.3 Nhận xét về kết quả thí nghiệm - - + 2+2 +E+E+EE£E£E£E+ESEEEEEErErerrrreee 473.3 Phân tích ảnh hưởng độ mặn theo độ sâu đến các đặc trưng cơ lý, xây dựng

tương quan độ mặn theo độ sâu và các chỉ tiêu cơ LY -ĂĂSSSSsssssssseeses 48

3.3.1 Ảnh hưởng của sự thay đôi độ mặn theo độ sâu đến các đặc trưng cơ lý đốivới lớp bùn sét, thiết lập các hàm tương quan giữa độ mặn và các chỉ tiêu cơ lý 493.3.2 Ảnh hưởng của sự thay đôi độ mặn theo độ sâu đến các đặc trưng cơ lý đối

VOL can 55

3.4 Giải thích sự thay đổi tính dẻo và sức kháng cat của dat khi hàm lượng muối thay

Mở đâu 5S 221 1 11212151123 2111 1111111111111 T1 0111111111111 1111111111111 re 64

4.1 Giới thiệu cong trình, khu vực thi CONG « «5c 1 1 ve rre 64

“VAN j8‹6 0ì Äố.ốẼ 66

4.2.1 Qua trình thi công công trình SUTTFIS€ - - 2< 55 1 1n 1 ke 66

4.2.2 Thông số đầu VvàO ¿6-5563 121911 121911212111 11 0111121111111 11 xe 69

4.2.3 Mô phỏng GcQQ n ọ ọ ọọ ọ 75ha a 89A.3 nô (‹(-“-.-TTŒÀŒL Œ3 89

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, -G- G11 3911 1E 1131191 5111515813 1g 1x xrrrei 90L K@t Udine cccccccccccecececescscscscsccescsvecscscecsevevacscececssavacscecsesevavacacesssvavasaceavavacacecesevavaeees 902 Kiến nghị - ¿S2 S221 1 15111521 111151511 111111111101 01 111110111105 T1 1111111020001 01 1110 y0 9]3 Hướng nghiên cứu tiẾp theO ¿6 52262392121 3921 123911212111 21211111 111111111 9]TAI LIEU THAM 9:7 91 92

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNHHình 1.1 Cau trúc đất sét biỂn [2] ¿ +c+ct2ktrrrtrrtHrgr re 5Hình 1.2 Cau trúc mạng của phiến oxit silic [3] - - ¿55525222 +£+E+£zezxerererreree 6Hình 1.3 Cau trúc mạng của phiến gibbsite [3] - ¿5-5 25525 ££+E+££ezxerererreree 6Hình 1.4 Sự thay thé đồng hình của khoáng vật sét [3] - - + 2 ©s+c+cs+s+xseezecsee 7Hình 1.5 Sự thay đối của độ âm W,W¡ và Wp theo nồng độ muối [|4] S

Hình 1.6 VỊ trí khu vực khảo sát - - - - E13 3111011101010 9211111111111 11111 1v v5 xe 9

Tham khảo hồ sơ khảo sát địa chất ở khu vực này trước đây, mặt cat địa chất và ban

tông hợp các chỉ tiêu cơ lý được thê hệ bên đưới - - << +1 11s se 10Hình 1.7 VỊ trí khu vực khảo sát - C1111 131101111010100 0221111111111 11 1 1n v4 10

Hình 1.8 Su thay đổi tỉ số (c/p) hay (S,/p) theo chỉ số dẻo Ip [4] - 2 s55: 13Hình 1.9 Kết quả thí nghiệm đất sét tram tích mẫu tự nhiên và mẫu đã loc [7] 14

Hình 1.10 Quan hệ giữa độ nhạy và tương quan lượng muối trong đất sét biển NaUy [7]¬ 14

Hình 1.11 Mô hình - thiết bị lọc mẫu [Ñ] ¿+ - 2 2 +*+E+E+E+E££E+E+E+EzE£ErErkrereeree, 15

¬ l6

Hình 1.12 Đồ thị đường cong nén lún e — logp cho mẫu trước và sau lọc [8] _ 16Hình 1.13 Kết quả thí nghiệm nén 3 trục mẫu tự nhiên và mẫu loc [8] 16Hình 1.14 Sơ đồ - thiết bị nén lún cải tiến [Ø] ¿G6 s2 E212 EsEsEeEeEveEeEseserees 17Hình 1.15 Kết quả thí nghiệm nén lún cho 2 trường hợp thí nghiệm trên thiết bi thông

thường và thiết bị cải tiẾn [Ø] - 525626212 5 5 521215151511 21 1111111111111 11115 11111111 rk 18

Hình 1.16 Khao sát sự biến thiên của hệ số rỗng trước và sau khi loc [2] -. - 18Hình 1.17 Thiết bi loc tự chế trong dé tài nghiên cứu [10] won 21Hình 1.18 Hệ thống các công trình ngăn mặn năm 2005 (Nguồn: SIWRR, 2006) [12] 23

Hình 1.19 VỊ trí các trạm do mặn và thủy văn được sử dụng trong mô hình [12] 23

Hình 1.20 Xam nhập mặn cho các kịch bản (a) kịch ban sốc (b) kịch bản số 1 [12] 23Hình 1.21 Xam nhập mặn cho các kịch bản c) kịch bản số 2, (d) kịch bản số 3 [12] 23Hình 2.1 Thiết bị đo độ mặn CPC-401 [9] -¿ 5-52 252 SE2E£E+E£EEEE£E£ESESEEEErErErrrrerees 26Hình 2.2 Các bước thực hiện đo độ mặn của đất c +5 x33 EsEskeksesersesed 27Hình 2.3 Các bước tiến hành thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn 5- + + 2s+s5+55¿29

Hình 2.4 Thí nghiệm xuyên tĩnh hiện trường << S0 19 1 1 re 30

Hình 2.5 Chọn tương quan tương quan trong EXC€Ì << 555399111 se ke 37

Hình 3.1 Phân loại và sắp xếp mẫu sau khi lẫy V6 ¿-2- ¿55+ 2 s+c+c+£s+esrcscree 40Hình 3.3 Thí nghiệm cắt trực tiếp mẫu đất - + + 25221 t2 E2 1232151521 12112 re 42

Hình 3.5 Thí nghiệm xác định giới hạn Atfterberg << s5 9 1 ke 43Hình 3.6 Thí nghiệm xác định ƒS - - - < - G1190 9 vn 44

Hình 3.7 Thí nghiệm nén cố Két vceccccccccccscsssscsescscssescsescscsssscsesssssssescsesessssseseseeseen 45Hình 3.8 Kết quả thí nghiệm nén cô kết mẫu 16.5- | 7.5 - + 25+ +52 +s+e+cszszxee 45Hình 3.9 Kết quả thí nghiệm SPT, độ mặn, độ âm + 2 2 2+2+£+£+££z£s+xzeszze 47Hình 3.11 Thiết lập tương quan sự thay đối độ mặn theo độ sâu - 6s css¿49Hình 3.12 Kết quả thí nghiệm xác định các giới hạn Atterberg các mẫu lớp bùn sét, và

su thay đôi dựa trên sự thay đôi độ mặn theo độ sâu - - - - -{ c<ĂĂsesssss 50

Hình 3.13 Thiết lập tương quan giữa I,, IL và độ mặn khi độ mặn vượt qua 3% 51Hình 3.14 Kết quả thí nghiệm xác định hệ số rỗng các mẫu lớp bùn sét, va su thay đỗidựa trên sự thay đối độ mặn theo độ sâu . G- ¿+ E112 SE Eskrkskseree 51Hình 3.13 Thiết lập tương quan giữa hệ số rỗng và độ mặn khi độ mặn vượt qua 3% 52Hình 3.15 Kết quả thí nghiệm xác định c, các mẫu lớp bùn sét - 52Hình 3.16 Thiết lập tương quan giữa c , phi va độ mặn khi độ mặn vượt qua 3% 53Các đặc tinh nén lún cua bùn sét theo độ mặn có sự thay đổi giảm và sâu đó tăng khi hàm

lượng muỗi vượt qua 3jŸ - + <0 0 nọ nà 54

Hinh 3.18 Thiét lập tương quan giữa P,, C.,C và độ man khi độ mặn vượt qua 3% 55Hình 3.19 Kết quả thí nghiệm xác định các giới hạn Atterberg các mẫu lớp sét và sựthay đối dựa trên sự thay đôi độ mặn theo độ sâu - - - - kcEx E2 £EsEsEekeksereesed 57Hình 3.20 Kết quả thí nghiệm xác định hệ số rỗng các mẫu lớp sét và sự thay đổi dựatrên sự thay đối độ mặn theo độ sâu - E111 511191 8E 1xx ng ree 57Hình 3.21 Kết quả thí nghiệm xác c, ( các mẫu lớp sét và sự thay đối dựa trên sự thayđối độ mặn theo độ sâu x53 11 21 vE 9191915111 1111151181 11011121111 ngu xi 58Hình 3.23 Sơ đồ cấu trúc lớp điện kép - ¿2+ + 2 +E+E£E+E#EEEE£EEEEEEEEEEEEEErErrrrree 60Hình 4.1 Phối cảnh công trình Sunsire - + 5 52 S*+E+E£E+E+EE£E£EeEEErErrrrerkrrees 64

Hình 4.2 VỊ trí địa lí công trình Sunrise - << 0001111 ng ke 65

Hình 4.3 Cau tạo địa chất khu vực thi công công trình Sunrise - + «++++2 65Hình 4.4 Mặt bang thi công công trình Sunrise - ¿25+ + +s+x+S+£x+xeEzxrrerererrees 66

Hình 4.5 Giai đoạn thi công thir Ì - - G1 1910011 99930 119 re 67

Hình 4.7 Giai đoạn thi công thứỨ Ổ - 5G <1 90011990 re 67Hình 4.8 Giai đoạn thi công thỨ ⁄ - - <5 G0 99000990 re 68

Hình 4.9 Biểu đồ phát triển độ lún cô kết theo thời gian e-log(() - eee 71Hình 4.10 Biểu đồ đường nén, xác định Eoegseeecececsesesssesesesesesesssscscscsescesetsssesssesssssseeseen 72Hình 4.11 Biểu đồ đường nở , xác định E 5-52 52522 E222 EE£EEEEEEEEEErErrrrrrree 73Hình 4.11: Biểu đồ chuyển vị ngang của tường, chuyển vị ngang lớn nhất của tườngUx„ax=65.44 x 1m cv tt TH HH HH gi 79Hình 4.12: Biểu đồ lực cắt của tường, giá trị lực cắt lớn nhất của tường Q„„„= 372 KN/m

¬ 79

Hình 4.13: Biểu moment uốn của tường, giá tri moment lớn nhất đại M,„.= 1640kN/m¬ 79

Hình 4.15: Biéu đồ chuyển vị ngang ở giai đoạn 1- đào đất đến độ sâu —4.45m 79

Hình 4.16: Biéu đồ chuyển vị ngang của tường, chuyển vị ngang lớn nhất của tường0 cành hố 81

Hình 4.17: Biéu d6 lực cắt của tường, giá tri lực cat lớn nhất của tường Qyax=871.2 KN/m¬ 81

Hình 4.18: Biểu moment uốn của tường, giá tri moment lớn nhất đại M„„„= 2450 kN/m¬ 81

Hình 4.19 : Biéu đồ chuyền vi ngang ở giai đoạn 2- dao đất đến độ sâu -10m 81

Hình 4.20: Chuyén vi của tường qua các giai đoạn GD1 -4.45m, GD2 -10m 83

Hình 4.21: Kết quả tính toán của công ty thiết kế - giai đoạn GD2 -10m - 83

Hình 4.22: Kết quả phân tích mô phỏng các giai đoạn thi công -55- +: 85Hình 4.23: Chuyén vị tường vay các giai đoạn thi CONG - - +5 2 scs+e+escee 85Hình 4.24: Chuyén vị tường với chiều sâu đặt tường vay là -30m - - 86

Hình 4.25: Chuyến vị tường với chiều sâu đặt tường vay là -35m - - 86

Hình 4.26: Chuyến vị tường với chiều sâu đặt tường vay là -40m -. - - +: 87

Hình 4.27: Chuyén vị tường với chiều sâu đặt tường vay là -45m -. - +: 87

Hình 4.28: Chuyén vị tường với chiều sâu đặt tường vay là -50m - +: 88

DANH MỤC CÁC BANGBang 1.2 Phân loại đất nhiễm mặn theo mức độ nhiễm muối ¿2 2 +s+s+£s£ss+ 4Bang 1.3 Bang cấu trúc lớp của các khoáng vật sét [3] . ¿ - - +52 s+c+cecscxsrererreee 7Bang 1.4 Các chỉ tiêu cơ lý của đất trường THCS Can Thạnh + 2 5552: 10Bang 1.5 Bang phân tích thành phan hóa học lớp bùn sét [5] . - 2 +55: 12Bang 1.6 Sự thay đôi đặc trưng cơ lý của mẫu đã lọc và mẫu không lọc [6] 13Bảng 1.7 Bảng tong kết đặc trưng nén lún của mẫu trước và sau loc [§] 15Bảng 1.8 Bảng tóm tat kết quả thí nghiệm nén lún cho 2 trường hợp thí nghiệm trên thiếtbị thông thường và thiết bị cải tiến [Ø] - - ¿565622 SE 521191511 E1212151521 111121211 xe 17Bang 1.9 Su thay đôi đặc trưng cơ lý của đất bị rửa mặn đã được nghiên cứu [I0T 19Bang 1.10 Bang tong kết đặc trưng nén lún của mẫu trước và sau lọc [10] 21Bảng 2.1 Các tiêu chuẩn thí nghidm c.c.ccccccsesccsesesscsesessesesscsssessescsesscsesesscseseseescseseeseeee 28Bảng 3.1 Bảng kết quả do độ mặn các mẫu đất ¿2-5 2552552 2*+EvEzxcxerererreei 4]Bang 3.2 Bang kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp cho mẫu 11.5-12.5 - 42Bảng 3.3 Bảng kết quả thí nghiệm giới hạn Atterberg cho mẫu 11.5-12.5 43Bảng 3.4 Bảng kết quả thí nghiệm xác định Gs cho mẫu 16.5-17.5 -: 4

Bang 3.4 Bảng tương quan giữa độ mặn và dO sâu ĂSSSĂ1*ssvke 62

Bảng 3.6 Bảng tương quan giữa độ mặn và hệ số thắm - + 52 252 55+£+£scze: 63Bang 3.7 Bảng tương quan giữa độ mặn va Module đàn hồi E 5- 5-5255: 63Bang 4.1 Bảng kết quả nén lún từ thí nghiệm cô kết mẫu 15.5 -16.5 - 72Bảng 4.2 Bang tra của GS Das về mô đun bién dạng, và hệ SỐ poisson cua một số loại

3006100 Ố 74

Bang 4.3 Bảng thông số địa chat ở Cần Giờ nhập vào mô hình plaxis - 74Bang 4.4 Bảng thông số địa chất ở quận 7 nhập vào mô hình plaxis [17] 75Bảng 4.5 Bang tong hợp kết quả khi thay đối chiều dày và độ sâu đặt tường vay ở giaiđoạn nguy hiểm nhất ¿+ 5£ 56 S2 SE2E9EESEEE9EE 1 39512121911 212111 2121117111111 TT 88

DANH MUC CAC KY HIEU, CHU VIET TAT

Cu(kPa) : Luc dính không thoát nước

cuu (kPa) : Lực dính không cô kết- không thoát nướcCr (N/div) : Hé sé vòng lực thi nghiệm nén ba trụcCy (cmz2/s) : Hệ số cố kết

CPT: Thi nghiệm xuyên tinh

CRS: Thiết bi nén có tốc độ nén không doie: Hệ số rỗng của đất

EC (dS/m) : Độ dẫn điện

Eo (kPa) : Mô dun bién dang cua dat

fs (kPa) : Luc ma sat don vi

F (ma): Dién tich tiét dién ngang cocFSs, FSp: Hệ số an toàn của sức chịu tai của coc theo chỉ tiêu cường độ

FSs= 1.5+2, FSp= 3Gs (A): Ti trong hat

IL(B) (%) : Chi số nhão (độ sệt)Ip (PI) (%) : Chi số dẻo

ISS (g/lit) : Ham lượng muối ban dau trong datKo: Hệ số áp lực hông

Ls, Le (m) : Chiêu dai cọc trong phan dat rời và đất dínhN: Chỉ số xuyên tiêu chuẩn

Ne, Na: Hệ số sức chịu tảiSPT: Thi nghiém xuyén tiéu chuanSEM : Chup cau trúc qua kính hién vi điện tử quétW (%) : Độ am của dat

WL(LL) (%) : Gidi hạn nhãoWe (LP) (%) : Giới hạn dẻo

v' (KN/ms) : Dung trọng đây nồi

vd (yk)(KN/m8) : Dung trọng khôyw (kN/ms) : Dung trọng tự nhiên

ov (kPa) : Ap lực có hiệu theo phương thang đứngOv (kPa) : Ứng suất tông theo phương thắng đứng tại mũi côn1 (KPa) : Ứng suất cắt

@UU (độ) : Góc ma sát không cô kết- không thoát nước

Ngày nay, để phục vụ cho sự phát triển của con người, các hoạt động khai thác tựnhiên đã có nhiều tác động tiêu cực đến môi trường sống, gây ra quá trình biến đổi khíhậu, nóng lên toàn cầu, hạn hán, lũ lụt v.v .Trong đó, có sự xâm nhập mặn của nướcbiển vào môi trường đất ở các vùng ven biến, đã gây không ít khó khăn cho con người,cây trồng, vật nuôi và cả các công trình xây dựng Nước ta nằm trong vùng chịu ảnhhưởng rất lớn của biến đổi khí hau, đặc biệt là hiện tượng xâm nhập mặn, do đó can thiếtcó những nghiên cứu về sự thay đối các tính chất xây dựng của đất khi bị xâm nhập mặn.Nhiều nghiên cứu trước đây cho thấy sự ảnh hưởng của độ mặn đến các đặc trưng cơ lý.Việc nghiên cứu sự thay đôi giá trị độ mặn ở bề mặt tại các vị trí do nước biến dâng đãđược thông kê trong các báo cáo của bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Tuy nhiên,sự thay đối độ mặn theo độ sâu chưa được tiễn hành kỹ lưỡng Thêm vào đó, tại các độsâu khác nhau thi đặc trưng cơ lý của đất cũng thay đối do nhiều yếu tố trong đó có độmặn Do đó, trong luận văn này tác giả sẽ đi sâu nghiên cứu, làm rõ van dé về ảnh hưởngcủa sự thay đôi độ mặn theo độ sâu đến các đặc trưng cơ lý của đất ở khu vực Cần Giờ,Tp Hồ Chí Minh Việc nghiên cứu này nhằm đóng góp một phan vào tổng thé tính chấtxây dựng của dat ở khu vực Can Giờ, Tp Hồ Chí Minh.

2 Mục tiêu nghiên cứu

Với mục tiêu nghiên cứu là khảo sát sự thay đổi độ mặn phân bố theo độ sâu vàảnh hưởng của nó đến các đặc trưng cơ lý của đất nhiễm mặn tự nhiên, học viên sẽ thiết

lập tương quan độ mặn theo độ sâu, và các chỉ tiêu cơ lý ứng với độ mặn đó Từ đó, học

viên ứng dụng tính toán tường vây tang ham cho công trình SUNRISE CITY Plot V, vớimục đích dự đoán công trình có tầng hầm sẽ xây dựng trong tương lai ở khu vực CầnGiờ, Tp.Hồ Chi Minh Sau đó đánh giá về tính chất xây dựng do ảnh hưởng của độ mặn

3 Phương pháp nghiên cứu

Với việc lựa chọn mục tiêu nghiên cứu đã nêu, học viên sẽ tiến hành thực hiện

những nội dung sau :

a Tổng hợp tài liệu báo cáo nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước về đề tàiđất nhiễm mặn cũng như ảnh hưởng của độ mặn đến các chỉ tiêu cơ lý của đất.b Khoan khảo sát địa kỹ thuật hiện trường và tiễn hành lây mẫu đất nhiễm mặn

tại khu vực Huyện Cần Giờ, Thành phô Hỗ Chí Minh (độ sâu khoan khảo sát là

Các thí nghiệm xác định độ âm w, dung trọng tự nhiên y, các giới hạnAtterberg cua đất dính (W,,Wp, I, Ip).

Thi nghiệm cắt trực tiếp xác định các đặc trưng cơ học c, @.Thí nghiệm nén cô kết xác định các đặc trưng nén lún.Thí nghiệm theo phương pháp chiết xuất “đất — nước” xác định độ mặn.d Thiết lập các tương quan dựa với sự trợ g1úp cua phan mém Microsoft Excel.e Phương pháp phân tích phan tử hữu han dưới sự tro giúp của mình mềm Plaxis

ứng dụng tính toán cho công trình cụ thể

4 — Y nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của dé tài

Xác định được độ mặn tại các độ sâu, theo tương quan giữa độ mặn và độ sâu rút

ra từ kết quả thí nghiệm trong phòng

Nghiên cứu ảnh hưởng của thay đối độ mặn theo độ sâu đến các đặc trưng cơ lýcủa nên đất nhiễm mặn tại khu vực Huyện Cần Giờ để bồ sung, đóng góp cho việc tinhtoán thiết kế cũng như giúp đánh giá, giải thích phần nào những sự có về mất 6n định củacác công trình xây dựng trong vùng đất này

Có thé làm tiên dé, co sở cho những khảo sát tiếp theo trên khắp các vùng đất sétven biến của nước ta Vì như đã trình bày, việc xác định độ mặn của đất và các ảnhhưởng của nó đến sức chịu tải của cọc trong nên đất nhiễm mặn vẫn chưa được nghiên

cứu kỹ trước đó ở Việt Nam.5 Pham vi và giới han của dé tài

Trong phạm vi nghiên cứu của dé tai di sâu vào nghiên cứu lý thuyết đất nhiễmmặn và tiễn hành thí nghiệm dé xác định sự thay đổi các chỉ tiêu cơ lý của đất trong điềukiện đất tự nhiên bị nhiễm mặn theo độ sâu Trong thời gian có hạn, tác giả chỉ nghiêncứu loại dat ở khu vực Cần Giờ, Tp.H6 Chí Minh

Cau trúc của luận văn

Luận văn gồm: phần mở đâu, 4 chương chính, kết luận và kiến nghị, kèm theo 93trang thuyết minh, 77 hình anh, 23 bảng biểu và sẽ 3 tập phụ lục số liệu tính toán và kết

qua thí nghiệm.

1.1 Tong quan về đất nhiễm mặn1.1.1 Nguồn gốc và sự hình thành đất nhiễm mặn

Trong thực tế hiện nay đất nhiễm mặn được hình thành từ hai nguyên nhân chủyếu là nhiễm mặn tự nhiên và nhiễm mặn nhân tạo

1.1.1.1 Nhiễm mặn tự nhiên

Sự nhiễm mặn tự nhiên do các nguyên nhân hoạt động của thủy văn và môi trường

gôm: nước ngầm và sự lưu thông của khí quyên, các sản phẩm của quá trình phong hóađược vận chuyển đi và làm nhiễm mặn các vùng lân cận

Ở các vùng ven biển nước dưới đất lưu thông với nước biến và đại dương làm chođất bị nhiễm mặn do gió bão mang hơi nước có chứa các nguyên tố từ muối mặn từ biểnvà đại dương vao đất liên

1.1.1.2 Nhiễm mặn nhân tạo

Nhiễm mặn nhân tạo là do con người trong quá trình sử dụng đất gồm các nguyên

1.1.1.3 Phân loại đất nhiễm mặn

Các muối trong đất đá nhiễm mặn được chia thành 3 nhóm sau đây:- Nhóm muối dễ hòa tan gom Clorua, Sunfat, Cacbônat Natri, Kali, Magié va

Canxi ( NaCl, KCl, Na.SO4, NaCO3 ) Cac muối này tan rất nhanh trong nước và tantrong một lượng nước không lớn.

- Nhóm muối hòa tan trung bình, gdm Sunfat Canxi (CaSO4.2H;0), Anhidrit(CaSO,) Các loại muối này tan trong nước một cách chậm chạp, chúng hòa tan hoàntoàn thì phải cần một lượng nước lớn hoặc những chất xúc tác khác

- Nhóm muỗi khó hòa tan bao gồm Cacbonat Canxi và Magiê: Canxit (CaCO¿),Manhezit (MgCO;), Đôlômit ( CaCOz.MgCO2) các loại muối này chuyển thành dạngdung dịch trong nước với một lượng rất nhỏ

Vé ảnh hưởng của chất lượng mudi trong đất, nhìn chung chỉ có mudi dễ hòa tanlà ảnh hưởng mạnh đến các tính chất của đất mà ta phải xem xét trong thực tế Các muốikhó hòa tan thực tế có thé coi như không ảnh hưởng làm thay đổi đến các tính chat củađất đá khi tác dụng với nước

như trong bang 1.1:

Bang 1.1 Phân loại dat nhiễm mặn theo dang mudi trong dat

(Theo V.M.Bezruk; Yu.L.Moutlep; A.I-Znamenxki; và M.F.leruxalimxkaya) [1]

Dạng nhiễm muối Tỷ lệ Cl/SO,”

Clorua >2Clorua - Sulfat 2-1Sulfat — Clorua 1-02

Sulfat <0.2

1.1.1.5 Phân loại theo mức độ nhiễm mudi

Theo mức độ nhiễm muối, đất nhiễm mặn được chia thành các loại như trong

bang 1.2 sau day:

Bang 1.2 Phân loại dat nhiễm mặn theo mức độ nhiễm mudi

(TheoV M.BezrukY u.L.Motulep;A I.Grok;A I-Znamenxki;va M.F.leruxalimxkaya) [1]

Lượng muối dé hòa tan đến hòa tan trung

Loại đẤt nhiễm mặn bình, tính theo % khôi lượng khô

Muoi clorua, clorua— sulfat

Muối sulfat, sulfat

-clorua

Nhiễm mặn ít 03-1 03-05Nhiễm mặn trung bình 1-5 05—2

Nhiễm mặn nhiều 5-8 2-5

Nhiễm mặn quá mức >8 >5

loại :

Các yêu tô bên ngoài như thời tiệt, khí hậu, địa hình, địa mạo, con người V.V,cũng đã có rat nhiêu nghiên cứu trong và ngoài nước vé sự thay đôi độ man do các yêutô này, sẽ được nêu khái quát ở mục sau.

Các yếu tô bên trong như : cấu trúc của đất, các đặc trưng cơ lý cũng quyết định

đến độ mặn của đất Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu, nhưng ở nước ta, van dénày cũng chưa được tìm hiểu ki

O phân này, chúng ta sẽ đi sâu tìm hiểu về câu trúc của dat và các đặc trưng cơ lý

của các nghiên cứu trước đây đê có một cái nhìn tông quát vê các yêu tô ảnh hưởng đê độmặn cua dat.

1.1.2.1 Câu trúc của đất

Trong một số nghiên cứu trước đây về van dé đất nhiễm mặn, một số nhà nghiêncứu đã tìm hiểu về ảnh hưởng của cấu trúc đất đến việc giữ muối trong đất, làm ảnhhưởng đến độ mặn của đất Phần này học viên sẽ nêu khái quát một số cau trúc đất sét ởcác vùng ven biển và những nhận xét về cau trúc đất ảnh hưởng đến độ mặn

Những ý tưởng đầu tiên về cấu trúc đất sét biên được dé xuất dựa trên những hiểubiết cơ bản về lực hút phân tử được dé xuất bởi Tezaghi (1925), Casagrade(1932),

Lambe(1953) Hầu hết các nghiên cứu đều cho thấy răng, đất sét biển có cau trúc bong,hình thành từ sự lắng đọng của các trầm tích qua thời gian và có độ rỗng lớn, trong khi

Lambe(1953) chỉ ra rằng đất sét 6 vùng nước ngọt có các hạt đất song song và độ rỗng

lị /ýi}

b Cấu trúc c Câu trúcbông phân tán

Các mô hình cau trúc đất sét ở vùng biển và nước ngọt (Lambe, 1953) [2]

Hình 1.1 Cau trúc đất sét biển [2]

quả không có nhiều khác biệt so với những ý tưởng ban dau.

Trong một sỐ nghiên cứu khác, cũng chỉ ra rằng, đất sét trầm tích tự nhiên hình

thành trong môi trường nước biến có xu hướng có hệ số rỗng cao hơn và tính nén thấp docó cau trúc bông Thanh-Hai Do (2010) [2|

Từ những tìm hiểu trên cho ta thấy rằng, sự sắp xếp của các hạt đất có khả năng

giữ muôi, ảnh hưởng đên độ mặn của đât Và đât sét hình thành do trâm tích ở trong môitrường nước biên có hệ sô rồng lớn.

1.1.2.2 Cầu trúc của các khoáng vật sét

Trong các nghiên cứu trước đây cho thay cau trúc co bản của khoáng vật sét là cầutrúc lớp, bao gồm các phiến oxit silic và các phiên gibbsite ( oxit nhôm hoặc oxit magie)

Ở phiến oxit silic, đơn vị co bản là những khối 4 mặt Trong mỗi khối 4 mặt baogồm | ion Si* nằm giữa và 4 ion O” nam ngoài Các khối 4 mặt này sẽ được sử dụngchung 3 hoặc 4 ion 0ˆ để tạo nên tinh thé lục giác

YS

Hình 1.2 Cau trúc mạng của phiến oxit silic [3]Các phiến gibbsite , đơn vi cơ bản là những khối 8 mặt Trong mỗi khối 8 mặt baogồm | ion AI” hoặc ion Mg” ở giữa và 6 ion 0” hoặc nhóm OH’ bao quanh tạo nên dạngtinh thể lục giác

Hình 1.3 Cấu trúc mạng của phiến gibbsite [3]

Bang 1.3 Bảng cau trúc lép của các khoáng vật sét [3]

Nhóm Tỉ lệ các phiến Khoáng vật Công thức hóa học

3iớp |” 1G ppien oxi là và Ilite M [Si¿sA1; ›]AlsFe.025Mga;5020(OH);¿3iớp |” 1G poten ox là V8 | Vermiculite M [Si;AI]AIFe0.5Mg0.5020(OH)¿

3lớp | 7: 1G poten ox là va | smectite M [Sis]Als ;FeoMgo¿020(OH),

4lớp |ˆ J ` ; ani pres ox ys Chlorite (AI(OH); 55)4[Sig Al, 2] Al aFeo 2M 2p 620(OH),

Các tính chat cơ ban của khoáng vật sét

a Diện tích bê mat

Do hạt sét rất nhỏ nên diện tích bề mặt các hạt trên một đơn vị khối lượng là rất lớn,

đặc biệt là khi hạt càng min và càng bông thì diện tích càng lớn

b Thay thế đồng hìnhThay thế đồng hình là khả năng thay thé các nguyên tử ở trung tâm các phiến oxit

silic và phiên gibbsite băng các nguyên tử khác.

Sĩ“ trong phiến oxit silic bị thay thế bằng AI"Al’* trong phiến gibbsite bị thay thế bằng Mg””Kết quả của hiện tượng thay thế đồng hình là làm cho các khoáng vật sét tích điện âmvà được trung hòa bởi các cation năm giữa các phiến Đây được xem là nguyên nhân traođổi các cation trong khoáng vật sét

các phiến, phổ biến là các cation : Ca”, MgTM* , KT, Al’*, Na" Các cation này có thé bịthay thế bởi các cation khác trong môi trường, gọi là quá trình trao đổi cation và trongtrường hợp tính chất của đất có thé bị thay đối.

d Hydrat hóa

Khả năng hap thụ nước vào trong cau trúc tinh thé của khoáng vật sét được gọi là quátrình hydrat hóa Đặc tính này liên quan đến tính trương nở, co ngót, dính và tính dẻo củadat

Qua việc nghiên cứu các tính chất của khoáng vật sét giúp ta có những co sở dé giải

thích sự thay đôi tinh chat cơ lí của dat khi có hiện tượng dat bị nhiêm mặn.

1.1.2.3 Các đặc trưng cơ lý ảnh hưởng độ mặn của đất

Trong các nghiên cứu trước day về độ mặn của đất, các chỉ tiêu vật lý, đặc biệt làW_ có sự thay đổi đáng ké khi độ mặn thay đổi

Theo nghiên cứu của Laurits Bjerrum (1954) về đất sét mặn ở Oslo Na Uy, đã đưara quan hệ giữa nồng độ muối và các chỉ tiêu vật lý W, W¡ và Wp:

T 100

35 30 25 20 15 10 5 0

Hàm lượng muối (g/l)

Hình 1.5 Sự thay đổi của độ âm W, W¡ va Wp theo nồng độ muối [4]

1.1.3 Nhận xét về các yếu tố anh hường đến độ mặn

Qua quá trình phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến độ mặn của đất học viên nhậnthay cấu trúc đất, các thành phan khoáng vật sét, độ âm, cũng như hệ số rỗng của đất sẽcó ảnh hưởng lớn đến quá trình đất nhiễm mặn Học viên sẽ dựa theo những đặc trưngnày để đánh giá, nhận xét, giải thích các kết quả thí nghiệm và thiết lập các tương quangiữa độ mặn của đất theo độ sâu và các chỉ tiêu cơ lí

Do nhu cầu cấp thiết của cuộc sống và vẫn đề phát triển kinh tế là cần phải tậndụng nguồn tài nguyên đất nên nhiều công trình xây dựng đã va đang được tiễn hành trênnhững vùng đất ngập mặn Đặc trưng tiểu biểu là vùng đất ngập mặn ở Huyện Cần Giờ,Thành Phố Hỗ Chí Minh.

Cần Giờ là một huyện ven biển năm ở phía Đông Nam của Thành phó Hồ Chí Minh,

cách trung tâm khoảng 50 km.

Mạng lưới sông rạch chang chit cùng với ảnh hưởng chế độ bán nhật triều của biểnĐông đã tạo nên chế độ thủy văn phức tạp và các vùng giáp nước, gây bất lợi cho việctiêu thoát nước và khả năng tự làm sạch của dòng chảy Đó cũng là một phần nguyênnhân dẫn đến độ mặn ở khu vực này

Cau tạo nên: Là sản phẩm của quá trình tương tác giữa sông và biển, phần lớn diệntích nên đất của vùng được tạo băng các vật liệu trầm tích đầm lầy và đầm lay-bién ratgiàu vật liệu hữu co, cùng với các trầm tích sông biển hỗn hợp (có tỷ lệ ít hơn) và một ítcác thành tạo trầm tích biển va tram tích sông Đây là kiểu cấu tạo của nhóm nên đất yếu,

ít thuận lợi cho việc xây dựng.

Từ những đặc điểm địa lý nói trên, Huyện Cần Giờ có nhiều đặc điểm về đất đai,thé nhưỡng rất khác so với các Quận Huyện khác trong Tp Hồ Chí Minh Những yếu tốnày có ảnh hưởng lớn đến các công trình xây dựng nơi đây

1.2.2 Vị trí và địa chất khu vực khảo sát

Tham khảo hồ sơ khảo sát địa chất ở khu vực này trước đây, mặt cắt địa chất vàbản tong hop các chỉ tiêu cơ lý được thé hệ bên dưới

_ _ MAT CAT BIA CHAT CAN GIỦ MO TA DIA CHAT

BO SAU (m)

0 L—————— n1)

kẽ Lớp 1: Sét lẫn hữu œ,có chỗ lẫn ft cát

g ETEEE TT EEEEnrnrnrsrn re 4 bu, mau xám den Trang thái chảy

g E775 n TT s43: =r=z==z=zd a | Lớp 2: Sét déo œ0,màu xám xanh,nâu

Q ZT55575757 50g nàng r ng l 86 EZrzzsrrsesrsrsrs=rzz==l 6 | Lớp 3: Cat pha sét màu nâu vàng, xám

xanh Trang thái xốp

Lớp 4: Set dẻo cao,mau nâu vàng, xám

xanh Trang thai cứng

Lớp 5: Cat bụi , có chỗ xen kẹp sét , màu

xám đen [rạng thái cứng vừa

Hình 1.7 VỊ trí khu vực khảo sát.

Bang 1.4 Các chỉ tiêu cơ lý của đất trường THCS Can Thạnh

TÊN CHÍ TIỂU TRƯỜNG THCS CÂN THẠNH

Lớp! | Lép2 | Lớp3 | Lớp4 | Lóp5

Thành phần | Hạt sỏi >2 0 0 2.5 0 2.2

Cỡ hạt (mm) | Hạt cát <2 7.1 4.8 53.9 25 66.5% Hạt bụi <0.05 596 498 32.1 48.3 16.6

Hat sét <0.005 33.3 45.4 114 26.6 14.7

Độ âm tự nhiên W (%) 72.9 34.9 28.9 32.8 23.6Dung trong tu nhién y (KN/m) 154 18.5 19.1 18.2 19.3Dung trọng khô yg (KN/m) 9 13.7 14.8 13.7 15.6Dung trong day nồi lở (KN/m) 5.6 8.6 9.3 8.6 98

Ty trong G, 2.66 2.69 2.69 2.69 2.674

Hệ số rỗng eg 1.98 0.97 0.81 0.96 0.72

Giới hạn chảy W, (%) 5743 55.1 32.4 46.2 31.3Giới han dẻo W, (%) 31.5 28.3 20.6 24.4 16.7

Chỉ số dẻo I, 25.8 26.8 11.8 21.8 14.7Chi số nhão/chảy I, 1.63 0.25 0.71 0.41 0.71Chi số nén C, 0.627 | 0.167 | 0.157 | 0.163 | 0.180Chi số nở C, 0.126 | 0.016 | 0.044 | 0.038 | 0.041

Cat truc tiép

Lực dính c (KN/m') 11 44 16 42 13.7

Góc nội ma sát @ (độ) 4°28_ | 11°22' | 23°36' | 14°32' | 240Hệ số nén lún a (m”/kN)

PI= 0.0 - 50 0.004 | 0.00052 | 0.00141 | 0.00119 | 0.00132Cấp tải trong | P2= 50 - 100 0.0022 | 0.00038 | 0.00056 | 0.00048 | 0.00057

(KN/m) | p3— 100 - 200 0.0018 | 0.00035 | 0.042 | 0.00038 | 0.00043

P4= 200 - 400 0.0009 | 0.00025 | 0.024 | 0.00025 | 0.00027

Trong một số nghiên cứu gần đây cũng phân tích thành phần hóa học lớp bùn sétcủa đất ở khu vực khảo sát

Bang 1.5 Bang phân tích thành phan hóa học lóp bin sét [5]

LẠ PHƯƠNG :

STT CHÍ TIỂU DON VỊ | PHAPPHAN | KẾT QUÁ

TÍCH| pH 8.88

Ham lượng chat hữu2 co % 0.233 HCO3 ˆ % -

4 CO3 “ % 0.445 S04 * % 131

6 cr % 1.14

7 Na" % 1.61

R Kt % TCVN 141:2008 017

9 Mg”' % 0.8610 Ca” % 1.1

11 CaO % 0.2112 MgO % 1.7313 AlaOs % 13.5114 Fe203 % 5.4315 SiO, % 70.53

1.2.3 Nhận xét về khu vực khảo sát

Qua quá trình tong hợp các tài liệu va khảo sát về khu vực Cần Giờ gan khu vucma hoc vién khao sat cho thay duoc, khu vuc nay nam gan bién, chiu anh huong manhcủa quá trình xâm nhập mặn Có bê dày lớp sét lớn khoảng 17m Dựa vào bang 1.1 vàbản 1.2 ta có thể đánh giá sơ bộ về về nhiễm mặn ở khu vực học viên khảo sát như sau :dạng nhiễm muối là Sulfat — Clorua với tỉ lệ Cl/SO4* là 0.87 và tình trạng nhiễm mặntrung bình với phan trăm khối lượng khô Cl và SO4” khoảng 1-5%

1.3 Tổng quan các nghiên cứu về đất nhiễm mặn đến các đặc trưng cơ lý1.3.1 Trên thế giới

a Theo nghiên cứu của Laurits Bjerrum (1954) về đất sét mặn ở Oslo Na Uy, đã đưara quan hệ giữa nồng độ muối và các chỉ tiêu cơ lý như hình 1.5 Sự thay đối của độ âmW,W; và Wp theo nông độ muối [4]

BJERRUM

0-40

8 =

a 0-30 —© °

| 0-20 " gã _”

= °

A13 7%ot —#

0 10 20 30 40 50 60 70

Chỉ số dẻo

Hình 1.8 Sự thay đổi tỉ số (c/p) hay (S,/p) theo chỉ số dẻo Ip [4]¢ Hình 1.8 cho thay khi nồng độ muối càng giảm thì giới hạn dẻo Wp giảm ít còngiới hạn nhão W¡, giảm nhiều kéo theo chỉ số dẻo Ip của đất sẽ giảm mạnh, từ đó làm chỉsố nhão I, (độ sệt) tăng cao, đất trở nên “nhạy” hơn Điều này rất đáng được quan tâm và

xem xét.

¢ - Khi xét đến sự quan hệ với chỉ số dẻo, Hình 1.5 cho thay khi chỉ số dẻo giảm thì tỷsố S,/p sẽ giảm, hay nói cách khác sức chống cắt của đất sẽ giảm

Bảng 1.6 Sự thay đổi đặc trưng cơ lý của mẫu đã lọc và mẫu không lọc [6]

Ứng suất | Hàm | Giới hạn Atterberg ¿ | Sức chong cất :

Mau coket | lượng Nong * Bi = cíp

(ks/cm2) |nước (%)| "6i &) |Giới hạn nhão | Giới hạn đẻo | Chỉ số đẻo | MO | œ | c, ayLoc mudi 0.8 40.4 1.0 274 18.0 94 2.38 | 0.086} 0.001 90 | 0.11

Chua loc mudi] 0.95 41.0 39 434 19.5 23.9 0.9 0.31 | 0.048 | 64 | 0.32¢ Tu những moi quan hệ trên, có thê rút ra được nhận xét là việc giảm nông độ mudisẽ là giảm sức chong cat của dat.

¢ - Cũng từ những nhận xét trên, Laurits Bjerrum (1967) [6] đã tiến hành thực nghiệmcho thay môi quan hệ giữa chi số dẻo và sức chống cắt trên mẫu tự nhiên và mau lọc Kếtquả nhận được chỉ ra rằng, qua việc lọc muối đã làm cho chỉ số dẻo giảm, đồng thời sứcchồng cat của đất cũng giảm, như trong bang 1.6

b Cũng dựa trên kết quả thí nghiệm đất sét biển ở NaUy và kết luận về ảnh hưởngcủa việc loc muối làm giảm sức chống cắt và tăng độ nhạy của đất, L Bjerrum and I TH.Rosenqvist (1953) [7], đã tiếp tục đưa ra nghiên cứu về đất sét trầm tích ở NaUy Các thínghiệm được tiễn hành tương tự trên mẫu tự nhiên và mẫu lọc Đối với mỗi loại thínghiệm sẽ tiến hành trên mẫu nguyên dạng và mẫu chế bị Kết quả đã chỉ ra răng: sứcchồng cắt của đất sau khi lọc giảm (Hình 1.9) và độ nhạy của đất sẽ tăng (Hình 1.10).

Ham lượng ri Lực cất (m2) Ham lượng nước (%) Lực cat (t/m2)

a)

Giá trị trung bình : W=37 9% WL=48 8% Gia trị trung bình = W=34% WL=28.1%

Wp=21 6% ,lp=27.2 St=5 Wp=9.5% , St=110

Hàm lượng mudi: 31.7(g/) Hàm lượng muối: 5.0(g/I)

a) Mâu tự nhiên b) Mâu đã lọc

Hình 1.9 Kết quả thí nghiệm đất sét trầm tích mẫu tự nhiên và mẫu đã lọc [7]

1000800600400

Manglerud, OsiqEnsjovelen, Dslo

200

ee Oblo100

0 5 10 15 20 25 30 30 40

Hàm lượng muối (g/l)

Hình 1.10 Quan hệ giữa độ nhạy và tương quan lượng muối trong đất sét biển NaUy [7]

Theo nghiên cứu của Laurits Bjerrum, thì khi tương quan lượng mudi trong đấtgiảm hon 50% (từ 32.3g/lít còn khoảng 10 đến 15g/1ít) thi độ nhạy của đất sét biển ở NaUy tăng lên rất nhanh từ S, = 5 lên S, = 110, gây nguy hiểm.

c Nabil F.Ismael (1998), Member, ASCE, and M.A Mollah (1998) [8] đã công bốkết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của việc lọc muối đến tính chất của đất cát pha sét ở

Kuwait Họ đã tiễn hành lây mẫu đất mặn ở hai vị trí khác nhau của thành phó, sau đó

tiến hành các thí nghiệm lọc theo sơ đồ như hình 1.10, đồng thời với quá trình lọc họ tiếnhành đo độ dẫn điện của nước thoát ra nhằm đánh giá độ hòa tan của các ion trong quá

trình lọc này diễn ra.

sô Tap water

—— tube

‡

Hình 1.11 Mô hình - thiết bị lọc mẫu [8]Kết quả của họ được trình bày trong hình 1.10 và bảng 1.5 Kết quả đã cho thấyrằng có gia tăng đặc tính nén lún của đất trước và sau khi lọc rõ rệt, thể hiện qua hệ sốrỗng eo và các chỉ số nén lún Co, Cs đều tăng sau khi mẫu đất bị lọc muối

Bảng 1.7 Bảng tổng kết đặc trưng nén lún của mẫu trước và sau lọc [8]

Void ratio-e

0.7000 0.4500 "0.6500

0.4000} aa

0.5500 & 03500+0.5000 2 m

D 03000F Ccs0.0830.4500 E Cs«0.015One 0.2500}

0.350003000) 02000 beeennantd ip neers eens 1x 34t)

1 0 100 1000 10000 | 10 100 1000 10000

Pressure kPa Pressure, kPa

(a) Site1 - Kiefan(b) Site 2—Reggae

Hình 1.12 Đỗ thị đường cong nén lún e — logp cho mẫu trước va sau lọc [8]

600 T

400

300200

Kết quả thí nghiệm của họ

ghiém nén 3 trục mâu tự nhiên và mâu lọc [8]

chứng minh rằng, qua quá trình lọc thì các đặc trưng vềsức chống cắt của đất sẽ giảm như trong hình 1.13 Theo đó, lực dính c giảm rất nhiềukhoảng 40% còn góc ma sát trong @ thì lại giảm rat ít chỉ khoảng 3.5% [8]

d Omar Saeed Baghabra Al-Amoudi, Sahel N Abduljauwad (1994) [9] đã tiến hànhnghiên cứu khảo sát đặc tính nén lún trên đất sét khô mặn, băng các thí nghiệm nén lún

khác nhau, các tác giả đã cải tiên lại thiết bị thí nghiệm nén lún thông thường thành thiếtbị có thé vừa nén đông thời kết hợp lọc và dòng chảy có thé diễn ra trong quá trình tiếnhành nén Thiết bị cải tiễn được trình bảy bên hình dưới Và kết quả của nghiên cứu cho

thay rang, nếu kết hợp đồng thời giữa việc lọc và nén lún thì tính nén lún của đất khômặn sẽ tăng lên đáng kể so với việc tiến hành thí nghiệm nén lún ở thiết bị thông thường.

Water tank

LVOT

OedometerOutlet Valve

:

hraduated'ylinder

4` 4 Weights

COMPLETE SETUP OEDOMETER DETAIL

Hình 1.14 So đỗ - thiết bị nén lún cải tiến [9]Từ kết quả trên, nhóm tác giả này đã rút ra kết luận: đất được sắp xếp lại là do sựthắm của nước và quá trình làm chặt lại kết cầu dưới tác dụng của tải trọng làm cho đặctính của nó bị thay đối so với đất được tiễn hành thí nghiệm theo cách bình thường

Bang 1.8 Bảng tôm tắt kết quả thí nghiệm nén lún cho 2 trường hop thí nghiệm trênthiết bị thông thường và thiết bị cải tiễn [9]

Tong hợp thí nghiệm và kết quả kiểm tra thiết bị- ¬ Kiểm tra thử nghiệm Kiểm tra hệ thống

Những đặc tính kiêm tra Sợ: — — ——D

Tryên thông | Caitiên |Tryênthông| Cải tiên

Hệ số rong ban dau 0.930 0.952 0.883 0.913Sự thay đôi hệ số rồng khi bão hòa 0.006 0.008 0.006 0.006Hệ số rong khi bat đầu thâm 0.784 : 0.907Sự thay đôi hệ số rồng đo thâm - 0.087 - 0.032Hệ số rong cuối cùng 0.628 0.494 0.630 0.514Tong số sự thay đôi hệ số rồng 0.302 0.458 0.253 0.399Cc 0.18 0.19 0.16 0.18Cs 0.017 0.017 0.019 0.016

08-le)

c

HT ©) 07 + KH ==_ wxO

thường và thiết bị cải tiến [9]

e Yun-Tae Kim and Thanh-Hai Do (2010) [2] đã nghiên cứu băng thực nghiệm ảnhhưởng của việc lọc đến đặc tính nén lún của đất sét biển ở Busan Moore, J.G.,Brown,J.D., and Rashid, M.A (1977) Cũng đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc loc mặn đến ứngxử của đất sét dính Và các kết quả nghiên cứu trên điều cho thấy rang nếu có sự diễn raquá trình lọc muối xảy ra trên đất mặn (thường là đất sét biển) thì tính nén lún của nó sẽ

tăng lên so với đât ban đâu.1.6 1.6

270kPa —@— Unleached | —@— Unleached

—O— Leached 220kPa | —O— Leached

L4- 14 fF

8 2

ẽ kì

= z= LO} = L0

O.8 + 0.8 F0.6 5 Ï_— 0.6 :

10 100 1000 10000 10 100 1000

Log o” (kPa) Log o' (kPa)

(a) HJ-1 specimens with €, =10°%/sec (b) HJ-2 specimens with £, =10~%/secHình 1.16 Khao sát sự biến thiên của hệ số rỗng trước va sau khi loc [2]

Các tác giả đã cải tiễn các thiết bị đo thông thường thành các thiết bị toàn diệnhon, dé đánh giá đúng điều kiện thực tế bên ngoai hon

Từ những công trình nghiên cứu trên, phân nào cũng đưa ra được những nên tảng

ban đầu cho các công trình nghiên cứu tiếp theo

Và kết quả tong hop của các nghiên cứu dién hình đi trước về đất nhiễm mặn bịlọc muối có những thay đổi về đặc trưng cơ lý được thể hiện qua bảng 2.6

Bang 1.9 Sự thay đổi đặc trưng cơ lý của đất bị rửa mặn đã được nghiên cứu [10]Thông số [Tae gia Tự nhiên | Đã lọc | Đánh gia

8) Lực dính c (KPa) Bjerrum[2] 31 8.6 Giam 72.3%

cua dat.

Nhìn chung, các nghiên cứu trước day tập trung vào su anh hưởng của việc gia

tăng tương quan lượng muối đến các đặc trưng cơ lý đối với những loại đất cụ thể ở từng

khu vực có những đặc thù vê các điêu kiện tự nhiên, đặc điêm địa chat, lịch sử hìnhthành, khác nhau Bên cạnh đó, một sô kêt quả nghiên cứu đã được công bô như sau

a Nghiên cứu anh hưởng của tương quan lượng mudi dê hòa tan dén một sô tính

Đối với độ bền chống cắt: khi tương quan lượng mudi NaCl nhỏ hơn 0,5%, cùngvới sự gia tăng tương quan lượng mudi, độ bền chống cắt giảm Khi tăng một giátrị nào đó của tương quan lượng muối thay đối, độ bền chống cat của đất tăng rõrệt tùy theo từng loại đất

b Nghiên cứu ảnh hưởng của tương quan lượng muối đến tính dẻo về độ bền chốngcắt của tác giả được thực hiện trên các loại đất ở Tầm Vu — Long An, Bến Giá —Vĩnh Long, Vàm Rồng - Bến Tre Dưới đây là một số kết luận về kết quả nghiên

cứu của tác giả:

Giới hạn chảy, giới hạn dẻo và chỉ số dẻo nhìn chung déu giảm khi tương quanlượng muối tăng (từ 0 — 8%)

Nhìn chung, độ bên chống cắt của đất giảm cùng với sự tăng tương quan lượngmuối, có thể giảm đến 50% khi tương quan lượng muối tăng từ 0% đến 5%

c Nghiên cứu ảnh hưởng của mức độ nhiễm mặn đến các tính chất cơ lý và sự tan rãcủa đất nhiễm mặn trong quá trình rửa trôi muối bang thí nghiệm Pinhole trên mộtsố loại đất ở một số loại đất ở một số nơi thuộc tỉnh Bình Thuận và một số nơi ơĐồng băng sông Cửu Long Các thí nghiệm được thực hiện trên các loại đất chế bịlại, ban đầu không chứa muối; sau đó ngâm trong các loại dung dịch muối có nồng

độ 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 10% trong thời gian 10 ngày, 15 ngày, 20 ngày.

Dưới đây là kết quả nghiên cứu của tác giả:Khi độ mặn của dung dịch càng tăng thì sự hấp thụ muối của đất càng cao.Đặc biệt là trong 10 ngày đầu, độ mặn của đất tăng khá nhanh, sau đó tăng chậmdân

Khi có mặt của muối trong dat, tính dẻo của đất nhìn chung giảm di, chỉ số dẻo cóthể giảm đến 31%

Về sức chống cắt: trong khoảng tương quan lượng muối từ 0% đến 04 — 0.5%,sức chồng cat giảm; sau đó chúng tăng trở lại và đạt cực đại khi tương quan lượngmuối dat 2%; nếu tương quan lượng muối tiếp tục tăng thì sức chống cat giảm đi

Vẻ tính biến dạng lún: nhìn chung tính biến dạng của đất giảm đi khi tương quanlượng muối tăng lên.

d Nghiên cứu: “ Ảnh hưởng của độ mặn đến đặc trưng sức chống cắt của đất ở CầnGiờ, T.p Hồ Chí Minh” Kết quả đã chỉ ra rằng, qua việc lọc muối thì các thông sốsức chống cắt c giảm 30% -70% và ọ giảm 8% - 20%

Hình 1.17 Thiết bị lọc tự chế trong đề tài nghiên cứu [10]e Nghiên cứu: “ Ảnh hưởng của độ mặn đến đặc trưng biến dạng của đất ở Cần Giờ

T.p Hồ Chí Minh” Kết quả đã chỉ ra rang, qua việc lọc muối thì chỉ số nén Ce cósự thay đổi, chúng tăng lên trong khoảng từ 7% đến 10% tùy thuộc vào đặc tinh

ban dau của dat.

Bảng 1.10 Bảng tổng kết đặc trưng nén lún của mẫu trước và sau lọc [10]

- men

Vị trí có Trước Sau Trước Sau

lọc lọc lọc lọc30/4 1.34 | 04857 |0.5363| 0.0661 | 0.0777

1.21 | 0.3638 | 0.3748 | 0.0661 | 0.1653KìNam | 0.86 | 0.2132 | 0.2286 | 0.0371 | 0.0433

Tuy nhiên, hạn chế của dé tài này là mẫu thí nghiệm chi lay ở độ sâu khảo sát là0.5m (tính từ mặt đất) nên chưa thể kết luận được ảnh hưởng của độ mặn phân bố theo độsâu là như thế nào Do đó, chưa thể kết luận được ảnh hưởng của việc lọc muối đến cácchỉ tiêu co lý của đất nhiễm mặn tại Huyện Cần Giờ, Thành Phố Hồ Chí Minh

1.3.3 Nhận xét về anh hưởng của độ mặn đến các đặc trưng cơ lý

Các kết quả nghiên cứu cho thấy, khi có mặt của một lượng nhất định muối hòa

tan trong đất, tính chất của đất (tính dẻo, độ bền chồng cắt, tính biến dạng) biến đối rất

phức tạp.

Các nghiên cứu trước đây tập trung vào những loại đất cụ thể ở từng khu vực cónhững đặc thù về các điều kiện tự nhiên, đặc điểm địa chat, lịch sử hình thành, khácnhau Do đó, các kết quả nghiên cứu mặc dù có những nét chung song cũng mang nhiềuđiểm khác biệt Vì vậy rất cần thiết phải có những nghiên cứu cho từng vùng cụ thé dé có

a Bài báo “Dự tinh xâm nhập mặn trên các sông chính tinh Quang Trị theo các kịch

bản phát triển kinh tế xã hội đến 2020” Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia HàNội, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25, Số 1S (2009) 1-12

Nhóm tác giả sử dụng mô hình MIKE 11, và xây dựng các kịch bản xâm nhập

mặn dự đoán cho tương lai với hiện trạng gốc là năm 2007 Dựa trên các phân tíchvà đánh giá, các kịch bản về xâm nhập mặn sẽ được xây dựng theo hướng tổ hợpcác điều kiện về biên lưu lượng, về sự tham gia tích nước và vận hành của các hồchứa trên lưu vực thượng nguồn và sự thay đổi của mực nước biến ở cửa sông.Nhu cau dùng nước dự báo đến 2020 được lay theo các tính toán quy hoạch sử

dụng.Các điêu kiện biên có được băng cach sử dụng các tài liệu thủy văn mực nướctriều tại các trạm thủy văn về mực nước, sô đo lưu lượng ở các sông và độ mặnđược đo tại các cửa sông.

b Bài báo Mô phóng xâm nhập mặn dong bằng sông cửu long dưới tác động mực

nước biên dâng và sự suy giảm lưu lượng từ thượng nguồn Tạp chí Khoa học2012:21b 141-150.

O day nhóm tác gia cũng su dung mồ hình MIKE 11, mô hình được xây dung dựatrên cở sỡ dữ liệu của hai năm 1998 và 2005 Số liệu điều kiện biên cũng được thu

thập từ các tài liệu thủy văn, các trạm đo lưu lượng, độ mặn Kết quả mô phỏng

xâm nhập mặn năm 1998 được chọn kịch sốc so sánh với bốn kịch bản xâm nhập

mặn vào các năm 2020 và 2030.

010) t

secon |

‘eeeenon

Hình 1.18 Hệ thong cac cong trinh ngan man Hinh 1.19 Vi tri cac tram do man va thuy

năm 2005 (Nguôn: SIWRR, 2006) [12] văn được su dung trong mô hình [12]

1.4.2 Nhận xét về nghiên cứu độ mặn theo không gian, thời gian

Nhìn chung các nghiên cứu về độ mặn theo không gian, thời gian trước đây chỉ tậptrung vào phạm vi xâm nhập mặn, chưa dé cap đến độ sâu ảnh hưởng xâm nhập mặn,cũng như các tính chất cơ lý và xây dựng của đất ở khu vực nhiễm mặn Vì vậy rất cầnthiết phải có những đề tài nghiên cứu rộng hơn, sâu hơn ảnh hưởng của sự xâm nhập mặntheo độ sâu đến các đặc trưng cơ lý của đất

1.5 Nhận xét

Qua những phân tích trên cho ta thấy khu vực học viên khảo sát nói chung và khuvưc Cần Giờ nói chung đang bị hiện tượng xâm nhập mặn lớn vả ngày càng tăng theothời gian Trong khi đó ảnh hưởng của nồng độ muối lên tính chất cơ lý của đất là rất

phức tạp.

Các nghiên cứu trước day đa sỐ tập trung vào việc lọc muối rửa mặn cho đất, mộtsố ít về đất nhiễm mặn và chủ yếu tiễn hành trên đất chế bị Việc nghiên cứu trên đất tựnhiên tốn kém và nhiều thời gian nên cũng chưa được tìm hiểu kỹ Ảnh hưởng của độmặn theo độ sâu chưa có nhiều nghiên cứu

Việc tiễn hành đi sâu phân tích các cấu trúc, cau tạo khoáng vật sét sẽ giúp chohọc viên giải thích được các nguyên nhân dẫn đến sự thay đối các đặc trưng cơ lý của dat,

từ đó có những đánh giá, nhận xét và so sánh với các nghiên cứu trước đây.