Tiểu luận Các thông số áp lực lỗ rỗng: khái niệm, phương pháp xác định và khả năng ứng dụng cho bài toán thực tế

GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Tiểu luận môn học: Địa Chất Công Trình Nâng Cao Đề tài: Các thông số áp lực lỗ rỗng: khái niệm, phương pháp xác định khả ứng dụng cho toán thực tế ĐỀ TÀI Trang GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Chương Giới thiệu học đất không bão hòa 1.1 Lịch sử phát triển: Các nghiên cứu đất không bão hòa đời hội nghị Hội Cơ học đất Nền Móng quốc tế năm 1936 Mãi tới có công trình nghiên cứu Trường Cao Đẳng Hoàng Gia 1950 khái niệm để nhận thức hành vi học đất không bão hòa xác lập Trước năm 1950, hầu hết quan tâm đến đất không bão hòa dòng mao dẫn Cuối năm 1950, khái niệm để nhận thức hành vi đất không bão hòa bắt đầu xác lập với nghiên cứu biến thiên thể tích độ bền chống cắt dẫn đến Nghiên cứu dẫn đến đề nghị số phương trình ứng suất hiệu Nhiều nghiên cứu Lytton (1967) nhằm hiểu hành vi đất không bão hòa xây dựng sở lý thuyết đắn phù hợp với nguyên lý đưa học môi trường liên tục 1.2 Khái niệm: Trong thực tế xây dựng có nhiều loại đất có hành vi không thích hợp với nguyên lý khái niệm học đất bão hòa cổ điển Khác với khái niệm đất bão hòa có pha rắn – lỏng, đất không bão hòa có nhiều pha áp lực nước lỗ rỗng âm (do có áp lực khí lỗ rỗng) Các trường hợp thường gặp đất không bão hòa gồm: Ø Mọi loại đất nằm gần mặt đất, môi trường tương đối khô, chịu áp lực nước lỗ rỗng âm, không bão hòa Ø Đất trương nở có tính dẻo cao, chịu thay đổi môi trường Ø Đất bụi xốp trạng thái ẩm chịu gia tải Ø Đất co ngót Ø Đất tàn tích ĐỀ TÀI Trang GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN 1.3 Các pha đất không bão hòa: Đất không bão hòa hỗn hợp pha rắn – lỏng – khí thừa nhận thêm tồn pha thứ tư pha độc lập mặt phân cách khí – nước (mặt căng) Khi pha khí liên tục, mặt căng tương tác với hạt đất ảnh hưởng đến hành vi học đất Một phân tố đất không bão hòa có pha khí liên tục lý tưởng hóa Hình 1.1 Hình 1.1 – Một phân tố đất không bão hòa với pha khí liên tục Khối lượng thể tích pha biểu thị theo sơ đồ pha Hình 1.2 cho sơ đồ pha đất không bão hòa Bề dày mặt căng vào khoảng vài lớp phân tử Do không cần chia nhỏ mặt lập quan hệ khối lượng thể tích cho đất không bão hòa ĐỀ TÀI Trang GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Hình 1.2 – Sơ đồ xác đơn giản hóa đất không bão hòa ĐỀ TÀI Trang GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Chương Các thông số áp lực lỗ rỗng Hành vi học đất không bão hòa chịu ảnh hưởng trực tiếp biến đổi áp lực khí lỗ rỗng nước lỗ rỗng 2.1 Tính nén dung dịch lỗ rỗng Trong nén không thoát nước, đất không bão hòa không cho khí lỗ rỗng nước lỗ rỗng thoát Sự thay đổi thể tích khí lỗ rỗng bị nén lại phần nhỏ nén nước (tính nén pha rắn xem không đáng kể) Lúc áp lực khí lỗ rỗng nước lỗ rỗng tăng lên, độ tăng áp lực lỗ rỗng thường xem áp lực lỗ rỗng thặng dư Trong đất không bão hòa có pha: rắn, nước, khí hòa tan, khí tự Biến đổi thể tích pha liên hệ với biến đổi áp lực qua độ nén pha Độ nén đẳng nhiệt định nghóa theo biến đổi áp lực đơn vị thể tích nhiệt độ không đổi Hình 2.1 – Định nghóa độ nén đẳng nhiệt C=− ĐỀ TÀI dV (1) V du Trang GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Trong đó: C : độ nén V : thể tích dV/du : biến đổi thể tích theo biến đổi áp lực Số hạng (dV/du) có dấu âm thể tích giảm áp lực tăng Vì dấu – phương trình để biểu thị độ nén dương Bây ta xét độ nén riêng pha 2.1.1 Độ nén khí Độ nén đẳng nhiệt khí biểu thị phương trình sau: Ca = − dVa (2) Va du a Trong : Ca : độ nén đẳng nhiệt khí Va : thể tích khí dV/du : biến đổi thể tích khí theo biến đổi áp lực khí ua : áp lực khí Dùng định luật Boyle biểu thị quan hệ thể tích với áp lực khí nén không thoát nước, đẳng nhiệt Va = u aoVao (3) ua Trong : u ao : áp lực khí tuyệt đối ban đầu ( u ao = u ao + u atm ) u ao : áp lực khí kế ban đầu u atm : áp lực khí (101.3 kPa) Vao : thể tích khí ban đầu u a : áp lực khí tuyệt đối ( u a = u a + u atm ) Lấy vi phân thể tích khí V a theo áp lực khí tuyệt đối ta có : dVa = − (u aoVao ) (4) dua ua ĐỀ TÀI Trang GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Phương trình (4) cho biết biến đổi thể tích khí theo biến đổi vô nhỏ áp lực khí Thay định luật Boyle vào phương trình (4) ta có : dVa V = − a (5) ua dua Đạo hàm thể tích theo áp suất tuyệt đối ( lực áp kế ( dVa ) đạo hàm thể tích theo áp dua dVa ) áp lực khí u atm giả thiết số Do vậy, độ nén du a đẳng nhiệt khí có cách thay phương trình (5) vào phương trình (2) : Ca = − (6) ua Phương trình (6) cho thấy độ nén đẳng nhiệt khí tỉ lệ nghịch với áp lực khí tuyệt đối Hay độ nén khí giảm áp lực khí tăng 2.1.2 Độ nén nước Độ nén nước xác định sau: Cw = − dVw (7) Vw du w Trong : Cw : độ nén nước Vw : thể tích nước dVw/duw : biến đổi thể tích nước theo biến dổi áp lực nước uw : áp lực nước Hình biểu thị kết đo độ nén nước Khí hòa tan nước làm thay đổi không đáng kể độ nén nước không chứa khí nước bão hòa khí ĐỀ TÀI Trang GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Hình 2.2 – Đôä nén đẳng nhiệt nước bão hòa khí 2.1.3 Độ nén hỗn hợp khí – nước Dùng tỉ lệ trực tiếp độ nén khí nước tìm độ nén hỗn hợp khí nước Hình 2.3 – Thành phần thể tích dung dịch lỗ rỗng đất không bão hòa ĐỀ TÀI Trang GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Chúng ta xét đến quan hệ thể tích khí, nước pha rắn hình Giả thiết đất có độ bão hòa S độ rỗng n Tổng thể tích hỗn hợp khí nước tổng thể tích nước Vw thể tích khí Va Thể tích khí hòa tan Vd nằm thể tích nước Vw Hệ số hòa tan thể tích h cho biết phần trăm khí hòa tan với thể tích nước p lực khí lỗ rỗng áp lực nước lỗ rỗng ua uw Đất chịu ứng suất nén tổng σ Bây tác dụng lượng tăng vô nhỏ ứng suất tổng dσ vào đất không thoát nước Lúc áp lực khí lỗ rỗng áp lực nước lỗ rỗng tăng thể tích khí thể tích nước giảm Phương trình sau biểu thị mối quan hệ (Fredlund-1976) : C aw = −  d (Vw − Vd ) d (Va + Vd )  +   (8) Vw + Va  dσ dσ  Trong đó: Caw : độ nén hỗn hợp khí nước (Vw + Va) : thể tích hỗn hợp khí nước d(Vw-Vd)/dσ : biến đổi thể tích nước theo biến đổi ứng suất tổng d(Va+Vd)/dσ : biến đổi thể tích khí theo biến đổi ứng suất tổng Biến đổi thể tích khí xảy nén khí tự theo định luật Boyle, hòa tan thêm khí tự vào nước theo định luật Henry Ta xem khí tự hòa tan thể tích chịu áp lực Số hạng d(Vw-Vd)/dσ phương trình (8) xem dVw/dσ khí hòa tan thể tích cố định nước p dụng qui tắc chuỗi vi phân vào phương trình (8) ta có: C aw = − Vw + Va  dVw du w d (Va + Vd ) du a    (9)  du dσ + du a dσ    w Trong đó: dVw/duw : biến đổi thể tích nước theo biến đổi áp lực nước lỗ rỗng duw/dσ : biến đổi áp lực nước theo biến đổi ứng suất tổng ĐỀ TÀI Trang GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN d(Va+Vd)/dua : biến đổi thể tích khí theo biến đổi áp lực khí lỗ rỗng dua/dσ : biến đổi áp lực khí theo biến đổi Biến đổi phương trình (9) ta có :  Vw d (Va + Vd )  du a dVw  du w  Va + Vd  C aw = −  dσ (10)    V + V V du  dσ −  V + V V + V du a a w w  a a d   w  w Thay phương trình vào ta được:  du   du Caw = SCw  w  + (1 − S + hS )Ca  a  dσ   dσ   (11)  2.1.4 Sử dụng thông số áp lực nước lỗ rỗng phương trình nén Tỉ số biến đổi áp lực nước lỗ rỗng biến đổi ứng suất tổng (du/dσ) xem thông số áp lực lỗ rỗng Thông số biểu thị độ lớn biến đổi áp lực lỗ rỗng với biến đổi ứng suất tổng Các thông số áp lực lỗ rỗng pha khí nước khác phụ thuộc chủ yếu vào độ bão hòa đất, điều kiện gia tải Đối với trường hợp gia tải đẳng hướng thông số áp lực rỗng ký hiệu B C aw = SC w Bw + (1 − S + hS )C a Ba (12) Tính nén chất lỏng lỗ rỗng đất không bão hòa có xét đến tính hút dính đất qua việc sử dụng thông số Ba Bw Khi pha rắn đất thông số Tuy nhiên có pha rắn ảnh hưởng sức căng bề mặt làm giá trị nhỏ 1, tùy thuộc vào độ hút dính đất Các thông số Ba Bw tỉ lệ thuận với độ bão hòa Cả thông số đất bão hòa Lúc độ hút dính đất tiến tới 2.2 Suy Tìm Các Thông Số p Lực Lỗ Rỗng Phản ứng áp lựïc lỗ rỗng biến đổi ứng suất tổng nén không thoát nước biểu thị thông số áp lực lỗ rỗng ĐỀ TÀI Trang 10 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Thông số áp lực nước lỗ rỗng Bw khác 1.0 bão hoà đất có độ nén thấp (Lee, 1969) Bảng 8-2 cho thấy dự đoán lý thuyết thông số Bw điều kiện gần bão hoà bốn loại đất Các kết cho thấy phản ứng áp lực lỗ rỗng phụ thuộc vào độ nén đất Khi độ nén đất giảm, thông áp lực lỗ rỗng Bw bão hoà nhỏ 1.0 Bảng 8-2: Các thông số áp lực nước lỗ rỗng Bw đất khác bão hoà hoàn toàn hay gần hoàn toàn (theo Black Lee, 1973) Loại đất Yếu (như sét cố kết thường) Trung bình (như sét đầm chặt) Cứng (sét – cát cứng) Rất cứng (áp lực cố kết cao) a , giá trị xấp xỉ Hệ số rỗng Độ nén đất Thông số áp lực nước lỗ rỗng Bw a a s , m (1/kPa) S = 100% S = 99.5% S = 99% ,e 2.0 1.45×10-3 0.9998 0.992 0.986 0.6 1.45×10-4 0.9988 0.963 0.930 0.6 1.45×10-5 0.9877 0.69 0.51 0.4 1.45×10-6 0.9130 0.20 0.10 2.3.3 Dự đoán lý thuyết thông số áp lực lỗ rỗng B gia tải đẳng hướng: ĐỀ TÀI Trang 41 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Thông áp lực lỗ rỗng tiếp tuyến B đất đẳng hướng, chịu tải đẳng hướng, dự đoán phương trình (8.84) (8.85) tínhc toán kỹ thuật tiếp cận dần mục tiêu theo lượng tăng hữu hạn áp lực đẳng hướng dσ3 Các biến đổi ứng suất tổng phải xuất phát từ điều kiện ban đầu biết, tăng lên tới điều kiện cuối mong muốn Điều kiện ban đầu ứng với độ bão hoà nhỏ 100% Độ bão hoà, độ rỗng, áp lực khí lỗ rỗng nước lỗ rỗng ban đầu cần có để bắt đầu tính toán Độ chênh lệch áp lực khí lỗ rỗng áp lực nước lỗ rỗng cho độ hút dính (u a – uw) hệ số hoà tan thể tích h giả thiết 0.02 độ nén nước Cw s a cho hình 8-2 Các hệ số biến đổi thể tích (đó m1 m1 ) quan hệ s a chúng ( R s = m s / m1 R a = m a / m1 ) phải đo hay đánh giá Các hệ số 2 biến đổi thể tích quan hệ chúng giả thiết không đổi biến đổi trình gia tải Cả hai điều kiện đáp ứng kỹ thuật tiếp cận dần mục tiêu Để tính thông áp lực lổ rỗng tiếp tuyến Ba Bw, thay thông số đề cập vào phương trình (8.84) (8.85) Bước xét số gia hữu hạn áp lực đẳng hướng dσ3, đại lượng gây nên tăng áp lực khí lỗ rỗng dua áp lực nước lỗ rỗng duw Độ tăng áp lực khí lỗ rỗng áp lực nước lỗ rỗng có cách nhân giá trị biến đổi ứng suất tổng dσ3 với Ba Bw Sau đó, soát xét lại áp lực đẳng hướng, áp lực khí lỗ rỗng áp lực nước lỗ rỗng cách thêm lượng tăng áp lực vào giá trị ban đầu tương ứng chúng Các biến đổi áp lực gây biến đổi trạng thái ứng suất đất [tức d(σ3 – ua) d(ua – uw)] Do đó, thể tích đất biến đổi theo quan hệ cấu trúc đất [phương trình (8.23)] Biến đổi thể tích pha khí dna (tức dVa/dV0) cho phương trình (8.24) Biến đổi thể tích nước dnw (tức dVw/dV0) tính hiệu biến đổi thể tích tổng khí ĐỀ TÀI Trang 42 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Độ bão hoà độ rỗng đất sau xem xét lại cách dùng giá trị ban đầu biến đổi thể tích xảy ra, minh hoã hình 8-30 Sau có biến ứng suất tổng, viết thể tích lỗ rỗng cuối bằng: n’V’ = n0V0 – dnV0 (8.134) Ở đây: n’ - độ rỗng cuối sau tăng ứng suất tổng V’ - thể tích cuối sau tăng ứng suất tổng n0 - độ rỗng ban đầu trước tăng ứng suất tổng V0 - thể tích ban đầu trước tăng ứng suất tổng dn - biến đổi độ rỗng tăng ứng suất tổng (tức dV v/V0) Thể tích cuối đất biểu thị theo thể tích ban đầu sau: V’ = (1 – dn)V0 (8.135) Thay phương trình (8.135) vào phương trình (8.134) ta có: n’(1 – dn)V0 = (n0 – dn)V0 (8.136) Sau viết độ rỗng cuối n’ theo độ rỗng ban đầu n0 biến đổi độ rỗng dn sau: n′ = n − dn − dn (8.137) Từ hình 8-30, rút thể tích cuối nước đất sau biến đổi ứng suất tổng sau: S’n’V’ = S0n0V0 – (dn – dna)V0 (8.138) Ở đây: S’ - độ bão hoà cuối sau tăng ứng suất tổng S0 - độ bão hoà ban đầu trước tăng ứng suất tổng ĐỀ TÀI Trang 43 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN dna - biến đổi thể tích tăng ứng suất tổng (tức dV v/V0) ĐỀ TÀI Trang 44 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN (a) Thể tích cuối V’ độ rỗng cuối n’ phương trình (8.138) thay phương trình (8.135) (8.137) S′ ĐỀ TAØI n − dn (1 − dn)V0 = S0 n V0 − (dn − dn a )V0 − dn (8.139) Trang 45 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Sắp xếp lại phương trình (8.139) độ bão hoà cuối S’ sau tăng ứng suất tổng: S′ = S0 n − (dn − dn a ) n − dn (8.140) Sau đó, tính chất thể tích – khối lượng soát xét xem điều kiện ban đầu để xét cho lượng tăng áp lực đẳng hướng Tương tự, áp lực đẳng hướng soát xét áp lực khí lỗ rỗng áp lực nước lỗ rỗng soát xét trở thành biến ứng suất ban đầu cho lượng tăng Hệ số biến đổi thể tích cho lượng tăng sửa đổi cần Các tính toán tiếp tục cách tính giá trị R 1, R2, R3, R4 thông số áp lực tiếp tuyến Ba Bw số gia áp lực đẳng hướng Dùng thông số áp lực lỗ rỗng Ba Bw mới, tính lượng tăng áp lực nước lỗ rỗng khí lỗ rỗng Các tínhchất thể tích (S n) biến ứng suất (σ3, ua uw) cửa đất lại xem xét cho giá trị Phương pháp lặp lại cho lượng tăng hữu hạn áp lực đẳng hướng, đạt đến điều kiện cuối mong muốn Phương pháp xem kỹ thuật tiếp cận dần mục tiêu cách dùng số gia ứng suất hữu hạn Số gia ứng suất tổng hữu hạn dùng để tính thông số áp lực lỗ rỗng tiếp tuyến B Dùng quan hệ tuyến tính tính biến đổi thể tích (dVv/V0) Cũng tính thông số áp lực lỗ rỗng cát tuyến B’a B’w theo phương trình (8.19) (8.20) Các thông số áp lực lỗ rỗng cát tuyến B’ điểm gia tải nhận cách chia độ tăng áp lực lỗ rỗng tổng cho số gia áp lực đẳng hướng tổng (xem hình 8-8) Một số dự đoán lý thuyết thông số áp lực lỗ rỗng tiếp tuyến B đất đẳng hướng, chóu tải đẳng hướng trình bày Bằng cách dùng đồng thời phương pháp tiếp cận dần mục tiêu phương trình (8.84) (8.85) Hình 8-31a cho thấy phát triển áp lực nước lỗ rỗng mẫu đất liên tục chịu tải đẳng hướng không thoát nước Mẫu đất có độ bão hoà ban đầu 70% độ hút dính ban đầu tương ứng 414kPa Phát triển thông số áp lực lỗ rỗng tiếp tuyến Ba Bw trình gia tải trình bày hình 8-31b Hình vẽ cho thấy thông số áp lực nước lỗ rỗng B w lớn thông số áp lực khí lỗ rỗng Ba hai thông số tăng dần đến giá trị chung đơn vị mẫu đất đạt tới bão hoà Cũng quan sát thấy rằng, tốc độ ĐỀ TÀI Trang 46 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN tăng thông số áp lực khí lỗ rỗng Ba lớn tốc độ tăng thông số áp lực nước lỗ rỗng Bw Nói cách khác, thông số áp lực khí lỗ rỗng B a tăng nhanh thông số áp lực nước lỗ rỗng Bw, đặc biệt độ bão hoà thấp (hình 8-31a) Dường có liên tục đường cong B a Bw bão hoà Tại điểm này, khí tự bị đẩy dồn vào nước Do vậy, số hạng (hSn) phải bỏ phương trình thông số R 1, R3 R4 [các phương trình (8.80) (8.83)] Do đó, thông số Ba Bw tăng đột ngột tới Điều kiện tương tự với biến đổi đột ngột độ nén hỗn hợp khí – nước bão hoà, giải thích mục 8.1.3 Có thể dễ dàng tính thông số áp lực lỗ rỗng cát tuyến B’a B’w từ đường cong quan hệ áp lực lỗ rỗng – áp lực đẳng hướng thiết lập Các kết trình bày hình 8-31b cho thấy thông số áp lực lỗ rỗng cát tuyến B’a B’w không thiết đạt giá trị đơn vị, đạt tới bão hoà Tình giải thích mục 8.2.1 Hình 8-32a giới thiệu tính toán lý thuyết cho áp lực lỗ rỗng loại đất mô tả hình 8-31a, loại đất có độ bão hoà cao S0 Độ bão hoà ban đầu 80%, ứng với độ hút dính ban đầu là 276kPa, dùng cho hình 8-32a Khi độ bão hoà ban đầu tăng lên, đường cong áp lực lỗ rỗng – ứng suất tổng trở nên dốc Các thông số áp lực lỗ rỗng tiếp tuyến cát tuyến điều kiện trình bày hình 8-32b Sự liên tục đường cong tiếp tuyến Ba Bw bão hoà trở nên rõ rệt liên tục thấy hình 8-31b ảnh hưởng chung độ bão hoà ban đầu tới đường cong áp lực lỗ rỗng – áp lực đẳng hướng minh hoạ hình 8-33 Đường cong chịu ảnh hưởng lớn độ bão hoà ban đầu, minh hoa trước phần phân tích Hilf (xem mục 8.3.1) ĐỀ TÀI Trang 47 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Hình 8-34 cho thấy phát triển áp lực lỗ rỗng thông số áp lực lỗ rỗng đất có tính nén Các thông số áp lực tiếp tuyến B a Bw tăng nhanh đến giá trị Hình 8-35 trình bày so sánh áp lực lỗ rỗng tính toán theo lý thuyết số đo áp lực lỗ rỗng (Gibbs, 1963) Để tính toán thông số áp lực tiếp tuyến s a Ba Bw phải giả thiết hệ số biến đổi thể tích (đó m m ) Cũng giả thiết hệ số không đổi trình gia tải không thoát nước Giả thiết hệ số biến đổi thể tích không đổi góp phần gây nên độ lệch áp lực nước lỗ rỗng đo dự đoán Nói chung, độ nén đất giảm ứng suất tổng tăng Áp lực khí lỗ rỗng dự đoán theo phương trình (8.83) phù hợp với dự đoán theo phân tích Hilf [tức phương trình (8.65)] ĐỀ TÀI Trang 48 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN ĐỀ TÀI Trang 49 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Sự phù hợp phân tích Hilf phương trình xác lấy a thông số Ra ( R a = m a / m1 ) baèng Giả thiết có nghóa biến đổi thể tích pha khí không phụ thuộc vào biến đổi độ hút dính, mà phụ thuộc vào biến đổi ứng suất tổng Về thực chất, giả thiết bao hàm phân tích Hilf Sự phù hợp không xảy thông số R a ≠ ĐỀ TÀI Trang 50 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Khi đất đạt bão hoà, thông số áp lực tiếp tuyến Ba Bw tăng lên tới đơn vị, thông số áp lực cát tuyến B’a B’w đạt tới giá trị 0.7 (hình 835b) Khi dùng kỹ thuật tiếp cận dần mục tiêu, thông số áp lực cát tuyến B’a có khác chút thông số áp lực cát tuyến B’ah nhận từ phân tích Hilf Bảng 8-3: Các hệ số biến đổi thể tích dùng tính toán theo lý thuyết áp lực lỗ rỗng dựa số liệu thí nghiệm Bishop Henkel (1962) giới thiệu Thí nghiệm Số Các hệ số biến đổi thể tích σ3 < 70kPa (#1a) σ3 > 70kPa (#1b) s Cấu trúc đất, m1 4.0×10-4 2.9×10-5 a Pha khí, m 2.6×10-4 2.9×10-5 σ3 < 140kPa (#2a) σ3 > 140kPa (#2b) s Caáu trúc đất, m1 1.0×10-4 2.6×10-5 a Pha khí, m 8.7×10-5 2.6×10-5 Số Các số đo áp lực khí lỗ rỗng áp lực nước lỗ rỗng hai loại đất không bão hoà, chịu tải không thoát nước đẳng hướng Bishop Henkel (1969) giới thiệu nêu hình 8-36 Các dự đoán theo lý thuyết áp lực khí lỗ rỗng áp lực nước lỗ rỗng thực với hệ số biến đổi thể tích khác nhau, phác thảo bảng 8-3 Khi áp lực đẳng hướng tăng độ nén đất giảm Các kết cho thấy hệ số biến đổi thể tích biến đổi trình gia tải tính toán theo lý thuyết dự đoán ĐỀ TÀI Trang 51 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN xác áp lực lỗ rỗng đo Dẫn chứng cho thấy rằng, đánh giá hệ số biến đổi thể tích gia tải yếu quan trọng dự đoán áp lực lỗ rỗng 2.3.4 Các kết thực nghiệm thông số tiếp tuyến B A gia tải ba trục: Thí nghiệm ba trục, không thoát nước thường thực cách: Trước hết, tăng áp lực đẳng hướng mẫu đất tới ứng suất nhỏ cho trước σ3 Áp lực lỗ rỗng phát triển tăng áp lực đẳng hướng dσ3, viết thông số áp lực tiếp tuyến B Bước thứ thí nghiệm ba trục tăng ứng suất thẳng đứng lên mẫu đất, để tạo giá trị cực đại ứng suất lớn σ1 Giữ ứng suất nhỏ σ3 không đổi Biến đổi áp lực lỗ rỗng tăng độ lệch ứng suất d(σ1 σ3) cho thông số áp lực lỗ rỗng tiếp tuyến D Có thể nhận tổng áp lực lỗ rỗng khí lỗ rỗng phương pháp xếp chồng, biểu thị phương trình (8.107) (8.101) ĐỀ TÀI Trang 52 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN ĐỀ TÀI Trang 53 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Các hình 8-37 8-39 trình bày số đo áp lực nước lỗ rỗng nhận từ thí nghiệm trục, không thoát nước Cục Khai hoang thuộc Bộ Nội vụ Mỹ (U.S.B.R (1966)] tiến hành Các biến đổi thể tích biểu thị theo thể tích ban đầu V0 đất Các thông số áp lực lỗ rỗng tính từ kết thí nghiệm thông số tiếp tuyến trung bình B D Các kết cho thấy thông số tiếp tuyến B D hàm trạng thái ứng suất đất độ bão hoà đất Nói chung, thông số áp lực lỗ rỗng tăng ứng suất tổng lên đất tăng 3.6 Các số đo thực nghiệm thông số α: Hình 8-40 trình bày hai nhóm thí nghiệm, thông số α đo hai loại đất đầm chặt gia tải đẳng hướng (Bishop, 1961a) Thông số α tỷ số biến đổi độ hút dính d(ua-uw) với biến đổi áp lực đẳng hướng thực d(σ3 - ua) α= d(u a − u w ) d(σ − u a ) Điều phù hợp với định nghóa thông số α cho phương trình (8.129) ĐỀ TÀI Trang 54 GVHD: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Thí nghiệm thứ tiến hành đá đầm chặt độ ẩm lớn độ ẩm tốt chút Thông số α lúc đầu khoảng 0.6 giảm áp lực đẳng hướng thực tăng nêu hình 8-40a Thí nghiệm thứ hai tiến hành đất sét chứa đá tảng đầm chặt độ ẩm nhỏ độ ẩm tốt chút Thông số α lúc đầu khoảng 0.1 giảm áp lực đẳng hướng thực tăng minh họa hình 840b Nói cách khác, biến đổi độ hút dính biến đổi áp lực đẳng hướng thực trở nên ý nghóa ứng suất tổng cao hay độ hút dính thấp ĐỀ TÀI Trang 55 ... TRƯỜNG SƠN tăng thông số áp lực khí lỗ rỗng Ba lớn tốc độ tăng thông số áp lực nước lỗ rỗng Bw Nói cách khác, thông số áp lực khí lỗ rỗng B a tăng nhanh thông số áp lực nước lỗ rỗng Bw, đặc biệt... tiếp tuyến B Các thông số áp lực lỗ rỗng B biến đổi áp lực đẳng hướng tăng (xem hình 8-8) Các thông số áp lực lỗ rỗng B tăng độ bão hoà tăng Hình 8-23 cho thấy quan hệ thông số áp lực lỗ rỗng Bw... tính thông số áp lực lỗ rỗng cát tuyến B’a B’w theo phương trình (8.19) (8.20) Các thông số áp lực lỗ rỗng cát tuyến B’ điểm gia tải nhận cách chia độ tăng áp lực lỗ rỗng tổng cho số gia áp lực