Thí nghiệm cố kết cho đất sét yếu bằng phương pháp bấc thấm điện
Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh THÍ NGHIỆM CỐ KẾT CHO ĐẤT SÉT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẤC THẤM ĐIỆN (A field trial for soft clay consolidation using electric vertical drains) Tóm tắt Nguyên lý điện thấm (EO) sử dụng thành công số lĩnh vực ứng dụng làm tăng ổn định lớp sét yếu việc cải tạo đất ven biển điện cực lớn làm từ kim loại với giá thành cao Với đời chất dẻo dẫn điện, sử dụng để làm thiết bị thoát nước theo phương đứng tương tự bấc thấm thông thường, dùng để gia cố đất sét yếu Bài báo giới thiệu số nghiên cứu tiến hành phòng thí nghiệm trường thoát nước đất bấc thấm điện thông qua việc cải tạo đất Singapore Giới thiệu Qúa trình trầm tích lớp sét yếu liên quan đến độ lún độ ổn định đất Một phương pháp kỹ thuật thông thường để cải tạo đất dùng bấc thấm (prefabricated vertical drains (PVD)) với có phần đất đắp gia tải nhằm triệt tiêu gần hoàn toàn độ lún sơ cấp đất Để giảm bớt thời gian phải đợi cho đất cố kết phụ thuộc vào trình chất tải, dỡ tải Trường đại học Quốc gia Singapore đề xướng phương pháp EO với kỹ thuật cho dòng điện qua thiết bị thoát nước thẳng đứng làm pôlime (bấc thấm điện (EVDs)) để làm tăng tốc độ cố kết lớp sét Những hạt sét mang lưới điện tích âm cân lưới điện tích dương nước lỗ rỗng Trong phương pháp EO, điện cực đặt đất sét yếu sau cho dòng điện chiều qua, ion nước lỗ rỗng bị hút tới điện cực trái dấu hút chúng phần tử nước tự Các phần tử nước dịch chuyển phía cực âm đặt hệ thống thoát nước, trình cố kết bắt đầu xảy cực dương Đối với đất có hàm lượng sét nhiều cho hiệu thoát nước cao loại sét nguyên lý điện thấm cho hiệu thoát nước tốt so với bấc thấm thông thường Những nghiên cứu tầm vĩ mô nguyên lý điện thấm thí nghiệm đất sét yếu với hàm lượng sét cao Canada, Germany, Norway and UK (Casagrande, 1952; Casagrande v.v , 1981; Chappel v.v , 1975; Eggestad Và Foyn, 1983; Fetzer, 1967; Gray Và Mitchell, 1967; Shang, 1998; Wade, 1976) nước Đông Nam Á Thái Lan, Malaysia Singapore (Bergado v.v , 2000; Boron v.v , 2000; Toh v.v , 2001 Karunaratne v.v , 2002) Nhóm -1- Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh Gần đây, có kiến nghị vấn đề cố kết đất sét yếu ven biển sử dụng bấc thấm điện (EVDs) tán thành tài trợ tài để làm thử nghiệm công ty The Enterprise Challenge Unit Singapore Trong báo tác giả tổng kết số khảo sát phòng thí nghiệm theo dõi thử nghiệm trường đất sét ven biển Singapore Qúa trình thử nghiệm EO thực lớp sét yếu dày khoảng m nằm lớp cát dày 18m Mặc dù lúc đầu áp lực nước lỗ rỗng thặng dư lớp sét lớn qua trình xử lý EVDs đo thay đổi áp lực nước lỗ rỗng thặng dư ghi lại gia tăng đáng kể sức chống cắt đất Những khảo sát phòng TN 2.1 Tiến hành mẫu nhỏ Mẫu TN loại đất sét biển Singapore (Wp = 35; WL= 80) Tiến hành nén cố kết trục mẫu: * Mẫu 1A: nén cố kết trục kết hợp xử lý EO với điện 2V * Mẫu 1B: nén cố kết trục kết hợp xử lý EO với điện 3V * Mẫu 1C: nén cố kết trục (mẫu đối chứng) Nhóm -2- Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh Cả mẫu có chiều dày 20mm nén cố kết tới 100 kPa để làm sở so sánh Đối với mẫu A B sau kết thúc trình nén cố kết kết hợp với xử lý EO, tải tác dụng trì thêm ngày để xác định thêm thay đổi hệ số nén thứ cấp Hình thể mối quan hệ e-logp ’ Đồ thị biểu diễn theo phương pháp EO thiếu điểm uốn rõ ràng để xác định áp lực tiền cố kết Phương pháp EO cho thấy gia tăng hệ số cố kết Cv, giảm số nén Cc, hệ số nén thứ cấp Cα ( giai đoạn thử nghiệm ngày cuối) Khi chất tải 300 kPa, hệ số Cv trở nên ổn định: - Mẫu 1A: Cv tăng trung bình khoảng 40% - Mẫu 1B: Cv tăng trung bình khoảng 200% Khi áp lực đạt đến mức giới hạn khoảng 800 kPa, hệ số Cα giảm 10%-30% 2.2 Tiến hành mẫu lớn Mẫu thí nghiệm: Sử dụng đất sét ven biển Singapore, mẫu hình trụ đường kính 500 mm, dày 150mm Một khía cạnh đặc biệt vấn đề nghiên cứu ý đến hình dạng khoảng cách bố trí thiết bị thoát nước… Hình mô tả mặt cao độ mặt cắt ngang bố trí thiết bị đo., điện cực đưa vào đất giới hạn lỏng định Vị trí thiết bị cảm biến điện để đo đạc hiệu điện dòng điện đất sét thiết bị đo áp lực nước lổ rỗng mô tả Các mẫu thử sau xử lý thí nghiệm để xác định tiêu lý thí nghiệm nén trục thí nghiệm cắt cánh Nhóm -3- Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh phòng Các tiêu đất sét biển Singapore sử dụng W p=35, WL= 80, IP=45 hàm lượng cát,bụi, sét 2%, 46%, 44% 2.2.1 Trình tự thí nghiệm Có ba thí nghiệm nén cố kết EO, gọi Test 1, 3, kiểm soát bể lớn Đất sét thí nghiệm cố kết với cấp áp lực tương ứng 31, 52 30 kPa, mô theo điều kiện thường gặp với đất sét yếu Singapore Khi độ cố kết trung bình đạt 90% theo kết quan sát lún áp lực nước lỗ rỗng, áp lực cố kết dỡ bỏ Đường sức chống cắt không thoát nước thông qua thí nghiệm cắt cánh phòng biểu đồ hàm lượng nước xác định xuyên qua vị trí điện cực Sau thiết lập thông số ban đầu, đất sét cố kết trở lại đến áp lực ban đầu Trong suốt trình cố kết EO tiếp theo, Hiệu điện thể DC ổn định mức 20V cung cấp điện cực làm kim loại có đục lỗ Thí nghiệm kết thúc độ lún quan sát áp lực nước lỗ rỗng đạt giá trị ổn định 2.2.2 Những kết Các biến dạng sức chống cắt sau trình cố kết phương pháp điện thấm (electro-osmotic), biểu diễn hình lần thí nghiệm thứ cho độ sâu khác theo thứ tự giảm dần A,B,C,D, qua điện cực, kết tương tự báo cáo Abiera ( 1999) Bergado ( 2000) Vùng đất gần cực dương Nhóm -4- Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh (Anode) có tăng độ bền chống cắt không thoát nước lớn suy từ vùng đất cực âm (Cathode) Sức chống cắt không thoát nước vùng có gia tăng nhỏ Hình cho thấy sức chống cắt ban đầu đất sét đúc lại Hình cho thấy gia tăng tỷ lệ phần trăm sức chống cắt không thoát nước điện cực bên thí nghiệm 1, Hình cho thấy đường tỷ lệ phần trăm hàm lượng nước Sự giảm thấp khu vực cao gần điện cực, tương tự báo cáo Abiera et al.( 1999) Bergado et al.( 2000) Đường biểu diễn hàm lượng nước có mối tương quan tốt với đường biểu diễn sức chống cắt không thoát nước Nhóm -5- Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh Có gia tăng lớn sức chống cắt không thoát nước thí nghiệm 1, có hàm lượng nước ban đầu cao thí nghiệm 2, đặc biệt gần cực âm (cathode) Có thể quan sát tỷ lệ gia tăng hàm lượng nước đất sét mềm thí nghiệm phương pháp điện thấm lớn thí nghiệm với đất sét chặt ( nghiên cứu Lo.1991) Điều cách rõ ràng dùng phương pháp điện thấm có hiệu đất sét mềm với đất sét chặt Hình mô tả thay đổi áp lực nước lỗ rỗng đất sét điện cực, thay đổi lớn liên quan đến vùng gần cực dương Sự thay đổi lớn giá trị áp lực nước lỗ rỗng cảm biến điện P5 hình lỗi thí nghiệm vùng điện trường Shang (1998) quan sát giảm áp lực nước lỗ rỗng cực dương Hiện tượng quan sát khác (1) là gia tăng điện cực thời , sau giữ ổn định hạ xuống, (2) khí gas bốc lên điện cực (3) trình lún vận tiếp diễn theo khuynh hướng thay đổi thời (4) tất mẫu biến dạng thẳng đứng 3.3 % 5.6 %, (5) Độ pH gia tăng ban đầu lên khoảng 14 cực âm giảm xuống tới khoảng 12, (6) lượng điện sử dụng thay đổi từ 14 đến 28 kWh / m3 Nhóm -6- Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh 2.2.3 Tính nén lún đất Hình cho thấy mối quan hệ hệ số rỗng áp lực cố kết (e-logp) đất sét biển trước sau dùng phương pháp điện thấm, tương ứng thí nghiệm Có thay đổi đáng kể số nén lún Ví dụ: C c giảm từ khoảng 0.67 xuống 0.43, 0.45 0.57, số C r giảm từ 0.17 xuống 0.13, 0.14 0.15 tương ứng cho thí nghiệm 1, 2, Sự gia tăng tỉ lệ phần trăm áp lực tiền cố kết dựa vào giả thiết đường cong nén thô sơ với Cc = 0.67 thay đổi từ 21 % đến 173 % cho ba thí nghiệm Do đó, có xu hướng cho việc dung phương pháp điện thấm để xử lý đất sét làm giảm hệ số nén, mà phản xạ lại vùng lún quan sát đại lượng nhỏ áp lực Nhóm -7- Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh Thí nghiệm trường Một thí nghiệm giới thiệu vào năm 2001 Singapore để khảo sát tính khả thi phương pháp điện thấm việc cố kết đất yếu thoát nước dọc Việc Nhóm -8- Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh thử nghiệm bao gồm lắp đặt cho nhiễm điện hai vùng đất loại vật liệu chất dẻo, thoát nước dọc, có khả dẫn điện gọi EVD Công trường thử nghiệm đạo công ty JTC Tuas, phía Tây đảo Singapore Hiện trường gồm có 18.7 m cát đắp đặt lớp sét biển dày m lớp sét chặt lớp đá trầm tích cấu tạo địa tầng (Jurong) Áp lực nước lỗ rỗng thặng dư lớp sét khoảng 100-180 kPa khoảng thời gian thử nghiệm ban đầu Trong khu vực 50 m x 50 m thoát nước gồm cực dương cực âm, tất lọc, đặt vùng lưới có diện tích 1.2 m sử dụng PVD tiêu chuẩn với thiết bị thăm dò mà thiết bị đặc biệt cải biến Hình minh họa cho việc lắp đặt EVD đất Có bốn vùng đất để khảo sát hình dạng lắp đặt khác EVD, mô tả hình 10 Nhóm -9- Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh Khu vực X gồm EVD thông thường hai dây thép không rỉ cách 1.2 m Đồng thời chứa sợi dây đồng EVDs có diện tích mm buộc chặt phía rãnh lọc, sợi dây đồng cách ly hoàn toàn với lớp cát bên lại nằm hoàn toàn lớp sét biển Chúng bố trí với khoảng cách 1,2 m khoảng cách thoát nước hiệu 0.6m Việc bao bọc sợi dây đồng thiết kế để sức mạnh lớn khả hoạt động bên rãnh thoát nước cho dù sợi dây đồng cực dương không kéo dài ngày ăn mòn điện hóa học (khu vực X bố trí EVD cách 1,2m) Khu vực Y có cấu trúc với khu vực X, ngoại trừ sợi dây có diện tích tiết diện mm2 vùng sợi dây đồng trần, xuyên suốt toàn chiều sâu lớp cát lớp sét biển mềm Cái không kéo dài khu vực X Y, mát lượng lớp cát tính tới Khu vực 2A, dải thoát nước EVD có cấu tạo gồm sợi dây đồng sợi dây đồng thay cho sợi dây thép bên lõi Chúng lắp đặt hình 10 ( khu vực 2A) Khu vực 2B đại diện cho khu vực lại gồm sợi dây thép sử dụng với khoảng cách 1.2 m Tất EVD cách ly điện neo kim loại để ngăn chặn khả dòng điện ngắn qua lớp sét chặt dẫn điện lớp sét mềm Nhóm - 10 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh Mỗi vùng đất có ống đo áp thiết bị đo lún định vị xấp xỉ vùng trung tâm Sau xử lý phương pháp điện thấm, thí nghiệm cắt cánh trường tiến hành lớp sét mềm Các thiết bị cảm biến điện áp lắp đặt để lấy số liệu điện áp điểm độ sâu thiết kế khu vực 3.1 Sự quan sát thao tác công trường Khu vực Y cho nhiễm điện trước tiên điều có thêm ý nghĩa cung cấp thông tin lượng điện tối đa yêu cầu Cũng suốt trình đảo cực dự kiến, sợi dây đồng nối cực dương cực âm bị ăn mòn điện hoá Một điện áp đưa vào ban đầu 5V dòng điện cao đạt nhờ vào tính dẫn điện cao sợi đồng thất thoát lớn lớp cát bảo hoà muối, trình bày sơ đồ 11, kết thúc trình xử lý cách đảo cực thời gian 72h Từ sợi dây đồng trần phơi lớp cát Nhóm - 11 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh sét có chiều dày nhau, khoảng điện bị lớp cát Điều có ảnh hưởng không đáng kể áp lực nước lỗ rỗng, xem sơ đồ 12 Khu vực X, sợi dây đồng bên cách li lớp cát, thêm lượng điện dùng sang sét biển xử lý kéo dài thêm diện tích tiết diện ngang dây lớn hơn(6mm thay 4mm2) Đối với xử lý trước tiên khu vực này, có rãnh thoát có sợi dây đồng bên kết nối Nhóm - 12 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh với nguồn điện Đưa vào điện khởi đầu 14V khả thi Trong thời gian 6h, áp lực lỗ rỗng giảm 2.6kPa Bọt nước quan sát cuối sợi dây cực âm, dây vỏ nhựa cách ly hình 13 Sự tụt kết đo áp lực lỗ rỗng điểm đo đạt ước lượng ½ giá trị cực đại cực dương, ống piezometer đặt xấp xỉ điểm cặp rãnh thoát nước cực dương cực âm Xử lý khu vực X tiếp tục kéo dài 22h đảo cực, giảm áp lực lỗ rỗng tối đa đo 10kPa (xem hình 12) Có lý không đổi cực suốt trình xử lý khu vực X Một là, để dây cực âm không bị hư hỏng xử lý sau khu vực thực hiện, dòng điện tác dụng sang lớp sét Hai ta có so sánh với khu vực khác có đảo cực Khu vực X xử lý lần thứ cách nối tất rãnh thoát nước lại (gồm EVD với dây thép gắn vào có dây đồng ngoài) rãnh thoát cực dương rãnh thoát cực âm tách rời không thay đổi Ví dòng điện tác dụng sang lớp sét biển, lối đến rãnh thoát nước âm cực phần lớn theo sợi dây đồng trần lớp sét mềm Để không dây âm cực ta không áp dụng đảo cực Một lần nữa, giảm áp lực lỗ rỗng ghi lại hình 12 Sự hình thành cường độ khu vực mô tả hình 14 Khu vực 2B đại diện khu vực lại, có rãnh thoát nước quấn thép sử dụng cách 1.2m cách ly khỏi neo Nó cấp nguồn có không ảnh hưởng đến áp lực lỗ rỗng.(Hình 15) Trong khu vực 2A, rãnh thoát nước quấn đồng (một phần có dây dây cân gói gọn bên lõi dẻo dẫn điện) sử dụng Từ sợi dây bọc lại hoàn toàn, trình xử lý tiếp tục thời hạng dài hơn, không sợ ăn mòn điện hoá Khoảng 1h sau máy phát bậc lên, bọt nước nhỏ bề mặt khoảng hở nhỏ sợi dây vỏ bọc (bằng chất dẻo dẫn điện) rãnh thoát âm cực, hình 16 Điều xuất rãnh thoát cực âm (truớc cực dương) đảo cực Quá trình xử lý thực 314.8h (hoặc 13.12 ngày) tổng cộng Đảo cực bắt đầu sau 25h Để máy phát điện có thời gian làm mát đảo cực thực khoảng thời gian 7-:-10h Quá trình xử lý kết thúc quan sát thấy điện trở khu vực tăng nhanh chóng theo hàm luỹ thừa hình 17 Trong 7h dòng điện xuyên qua EVD, số đọc ống piezometer P5 dâng lên xấp xỉ 3kPa Sau 24h đảo cực, số đọc áp lực lỗ rỗng tăng lên 14kPa 3h Những lần đảo cực sau gây tăng tương tự số đọc áp lực lỗ rỗng giảm độ lớn Có giảm đáng kể áp lực lỗ rỗng thặng dư ngày 28 ngày 30/06/2001 Sự đảo cực tiếp sau không tạo thay đổi khác số đọc áp lực lỗ rỗng Hình 15 biểu diễn số đọc áp lực lỗ rỗng P5 khu vực 2A P3 bên cạnh vùng không xử lý (2B) khu vực Số đọc biểu thị thay đổi áp lực nước lỗ rỗng đáng kể xuất sử dụng điện Tuy nhiên hướng di chuyển nước lỗ rỗng suy từ ống đo Nhóm - 13 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh cột áp thuỷ tĩnh đơn lẻ Hơn nữa, áp lực lỗ rỗng không thấp mong muốn phương pháp EO, thay tăng lên Sự tăng áp lực lỗ rỗng mong muốn giai đoạn đầu EO Nhóm - 14 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh Nhóm - 15 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh 3.1.1 Kiểm tra sức chống cắt trường Tất việc xử lý theo phân vùng xử lý khác mô tả kết thúc việc gia tăng lớn điện kháng thêm thay đổi áp lực nước lỗ rỗng trình xử lý kéo dài Tuy việc kiểm tra sức chống cắt tiến triển cường độ đất sét vùng xử lý khác Dựa thay đổi áp lực nước lỗ rỗng việc cung cấp điện năng, khu vực Y 2B gần không thêm tiến triển Vì vậy, việc kiểm tra sức chống cắt thực khu vực X 2A Sự khác biệt hai khu vực phải ý Phân vùng X có kết hợp thiết bị thoát nước bọc thép thiết bị thoát nước bọc đồng với thiết bị thoát nước có quẩn dây đồng bên ngoài, thiết bị thoát nước đưa vào lớp đất sét mềm gần biển (đã cách li lớp cát) Nó đảo ngược điện cực Ngược lại, tất thiết bị thoát nước bọc dây đồng khu vực 2A lại có đảo ngược điện cực Nhằm mục đích so sánh, việc kiểm tra sức chống cắt thực vùng không xử lý Hình 18 kết cắt cánh trường, đường VS-C-1 vùng không xử lý bắt nguồn từ việc cải tạo PVD đường VS-C-3 phân vùng X Kết dường việc xử lý điện vùng X không ảnh hưởng đến tất Vùng X thể suốt hai biện pháp xử lý, áp lực nước lỗ rỗng giảm rõ ràng Vì việc phân cực không áp dụng khu vực này, cải tạo theo phương pháp EVD mong đợi đạt tối đa cực dương (Anode) giảm dần cực âm (cathode) kết thử nghiệm phòng thí nghiệm Kết việc kiểm tra gần cực dương (đường VS-C-4, hình 18) thể tiến triển đáng kể, rõ ràng tác dụng EVD Mặc dù hai lần kiểm tra sức chống cắt khu vực bề mặt mặt đất, điểm Nhóm - 16 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh cực dương cực âm sau khoan xuống 18-28m có khả năng, với độ dốc nghiêng nhỏ, đến điểm kết thúc lên phía, (it is possible, with just a small inclination, to end up on either side), gần với thiết bị thoát nước cực dương cực âm Việc đo đạc thu từ lần kiểm tra thứ hai (hình 18) gần cực dương Trong vùng không xử lý khu vực 2A, có tượng đảo ngược điện cực, điều hoàn toàn vấn đề Hình 10 vị trí mà thí nghiệm cắt cánh trường kiểm soát Các kết việc kiểm tra sức chống cắt trường phần trăm thay đổi sức chống cắt không thoát nước (hình 19) thể gia tăng đáng kể sức chống cắt, đặc biệt nửa lớp đất sét khu vực 2A Việc gia tăng sức chống cắt vùng 2A 27m bị ảnh hưởng lớp bùn sét trạng thái gần cứng đến cứng có hàm lượng nước thấp (which has lower water content) Thêm vào đó, khối lượng lớn tải trọng bên từ 18.7m lớp cát cải tạo (tái chế - reclamation sand) đắp bên lớp sét mềm có chút “hiệu theo chiều sâu” (“depth effect”) đề nghị Lo et al (1991) Sự khác biệt thực chất đất sét xử lý EO đất sét không xử lý cho thấy EO khiến sức chống cắt tăng nhiều so với xử lý thông thường PVD Sự gia tăng sức chống cắt không thoát nước đất sét mềm gần biển với việc cố kết cho đất sét gần biển Singapore tuân theo tỉ lệ Cu/Po’ từ 0.26-0.28 (follows a Cu/Po’ of 0.26-0.28) Nếu EVD biểu diễn PVD thoát nước, cắm vào đất với khoảng cách 1.2m, sức chống cắt không thoát nước gia tăng với thời gian thể đường nét đứt hình 20 Sức chống cắt trước sau xử lý EO theo biến Cu thể đường cong liên tục, hình thành 13 ngày Thời gian mà xử lý PVD cần thiết để đạt cường độ sức chống cắt tương đương 130 ngày, dài gấp 10 lần so với thời gian cần thiết cho biện pháp xử lý EO đất sét mềm gần biển Cần ý việc kết hợp hiệu EO PVD thực theo lý thuyết Carillo thay đổi phi tuyến dạng parabol (conservative parapolic variation) thừa nhận cực âm điểm cắt cánh (vane point) – tức điểm cực dương cực âm Nhóm - 17 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh Nhóm - 18 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh 3.1.2 Độ lún Mặc dù việc đo lún sau lắp đặt phân vùng X Y, chúng thay đổi Điều quy cho thực tế phân vùng nhỏ để thể độ lún độc lập phân vùng (Tan et al., 1987) Tóm lại việc đo độ lún cho vùng đặt vùng trung tâm nơi mà không xử lý điện năng, thể độ lún xử lý PVD Độ lún vùng trung tâm vùng xử lý PVD sau việc xử lý EVD không bị ảnh hưởng việc xử lý PVD vốn kéo dài khoảng 14 ngày 3.1.3 Yêu cầu lượng Phân vùng 2A tiêu thụ tổng lượng 6223kWh suốt 315 khoảng vào đất sét mềm gần biển Lấy khối lượng đất sét 1728m lượng tiêu thụ 1.8kWh/m3 Kết luận Việc thử nghiệm trường đất sét yếu, 18m đất đắp, đạt hiệu EVD với điều kiện: - EVD cấm vào đất phải đảm bảo chất lượng cao - Cách li hiệu đế kim loại - Cung cấp việc đảo điện cực Việc tiến triển sức chống cắt thấy rõ ràng đất sét xử lý EO, điều việc quan sát thay đổi áp lực nước lỗ rỗng Vấn đề kiểm chứng với mẫu thí nghiệm nhỏ lớn phòng Nhóm - 19 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh thí nghiệm thí nghiệm trường Một phần lượng điện tiêu thụ vào việc vượt qua gradient thủy lực hướng tới ống thoát nước Áp lực nước lỗ rỗng rõ ràng nhỏ xử lý EO Thí nghiệm phòng cho thấy tầm quan trọng gradient điện cực dương cực âm, điều quan sát thí nghiệm trường Từ diện tích vùng xử lý mức độ nhỏ so với chiều sâu lực ma sát hợp lý từ phía phần đất không xử lý vượt qua sức nặng khối xử lý, việc lún không quan sát vùng xử lý thời gian xử lý, phần từ thay đổi áp lực nước lỗ rỗng Trên sở giá trị sức chống cắt, biến đổi để đạt ứng suất hiệu cách khác, đánh giá việc xử lý đất EO nhanh gấp 10 lần xử lý PVD Nhóm - 20 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh References Abiera, H.Q., Miura, N., Bergado, D.T., Nomura, T., 1999 Effects of using electro-conductive PVD in the consolidation of reconstituted Ariake Clay Geotechnical Engineering Journal 30 (2), 67–83 Bergado, D.T., Balasubramaniam, A.S., Patawaran, M.A.B., Kwuenpreuk, W., 2000 Electro-osmotic consolidation of soft Bangkok Clay with prefabricated vertical drains Ground Improvement 4, 153–163 Bo, M.W., Choa, V., Zeng, X.Q., 2000 Electro-osmosis properties of Singapore marine clay Coastal Geotechnical Engineering in Practice, International Symposium Vol 1, Yokohama, Balkema, pp 211–216 Casagrande, L., 1952 Electro-osmosis stabilization of soils Journal of Boston Society of Civil Engineering 39, 51–83 Casagrande, L., Wade, N., Wakely, M., Loughney, R., 1981 Electroosmosis Project British Columbia, Canada Proceedings of the 10th ICSMFE, Vol Stockholm, pp 610–697 Chappel, B.A., Burton, P.L., 1975 Electro-osmosis applied to unstable embankment Journal of Geotechnical Engineering, ASCE 10 (18), 739–773 Eggestad, A., Foyn, T., 1983 Electro-osmotic improvement of a soft sensitive clay Proceedings of the 8th ECSMFE, Vol Helsinki, pp 597–603 Fetzer, C.A., 1967 Electro osmotic stabilization of west branch dam Journal of Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE 93 (4), 85–106 ARTICLE IN PRESS 34 S.H Chew et al / Geotextiles and Geomembranes 22 (2004) 17– 35 Gray, D.H., Mitchell, J.K., 1967 Fundamental aspects of electro osmosis in soils Journal of Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE 93 (SM 3), 875–879 Karunaratne, G.P., Chew, S.H., Lim, L.H., Toh, M.L., Poh, W.G., Hee, A.M., 2002 Electro-osmotic Nhóm - 21 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh consolidation of soft clay with conductive polymeric vertical drain Proceedings of the 7th International Geosynthetics Conference Nice, Vol France, pp 350–355 Lim, L.H., 2002 Electro-osmotic consolidation of soft clay Masters Thesis National University of Singapore Lo, K.Y., Ho, H.S., Inculet, I.I., 1991 Field test of elctroosmotic strengthening of soft sensitive clay Canadian Geotechnical Journal 28, 74–83 Lo, K.Y., Micic, S., Shang, J.Q., Lee, Y.N., Lee, S.W., 2000 Electrokinetic strengthening of a soft marine sediment International Journal of Offshore and Polar Engineering 10 (2), 133–144 Shang, J.Q., 1998 Electro-osmosis-enhanced preloading consolidation via vertical drains Canadian Geotechnical Journal 35, 491–499 Tan, S.A., Lee, S.L., Karunaratne, G.P., Choa, V., 1987 Design of drains and surcharge in reclamations Soils & Foundations 27 (4), 89–98 Toh, M.L., Lim, L.H., Karunaratne, G.P., Chew, S.H., Ong, G.S., Hee, A.M., 2001 Electrical Osmotic Consolidation of Clay Proceedings of the 14th KKNN Symposium in Civil Engineering Kyoto, Japan, pp 605–610 Wade, M.H., 1976 Slope stability by electroosmosis Proceeding of the 29th Canadian Geotechnical Conference Vol 10 Vancouver, pp 44–66 Nhóm - 22 - [...]... bên trên lớp sét mềm có thể có chút ít “hiệu quả theo chiều sâu” (“depth effect”) như đã được đề nghị bởi Lo et al (1991) Sự khác biệt thực chất giữa nền đất sét được xử lý bằng EO và nền đất sét không được xử lý cho thấy EO khiến sức chống cắt tăng nhiều hơn so với xử lý thông thường bằng PVD Sự gia tăng sức chống cắt không thoát nước của đất sét mềm gần biển với việc cố kết cho đất sét gần biển Singapore... Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh Mỗi vùng đất có một ống đo áp và một thiết bị đo lún định vị xấp xỉ ở vùng trung tâm Sau khi xử lý bằng phương pháp điện thấm, thí nghiệm cắt cánh hiện trường được tiến hành trong lớp sét mềm Các thiết bị cảm biến và điện áp được lắp đặt để lấy số liệu điện áp tại các điểm độ sâu thiết kế trong mỗi khu vực 3.1 Sự quan sát và thao tác công trường 1 Khu vực Y được cho. .. với cả mẫu thí nghiệm nhỏ hoặc lớn trong phòng Nhóm 2 - 19 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh thí nghiệm cũng như thí nghiệm ngoài hiện trường Một phần năng lượng điện được tiêu thụ vào việc vượt qua gradient thủy lực hướng tới ống thoát nước Áp lực nước lỗ rỗng rõ ràng nhỏ hơn khi xử lý bằng EO Thí nghiệm trong phòng cho thấy tầm quan trọng của gradient điện thế giữa cực... rằng đất sét yếu, dưới 18m đất đắp, có thể đạt hiệu quả bởi EVD với những điều kiện: - EVD cấm vào đất phải đảm bảo chất lượng cao - Cách li hiệu quả đế kim loại - Cung cấp được việc đảo điện cực Việc tiến triển của sức chống cắt có thể được thấy rõ ràng trong đất sét xử lý bằng EO, điều này cũng được chỉ ra bởi việc quan sát sự thay đổi của áp lực nước lỗ rỗng Vấn đề này được kiểm chứng với cả mẫu thí. .. do xử lý bằng PVD Độ lún ở vùng trung tâm của vùng xử lý bằng PVD tiếp theo sau việc xử lý bằng EVD không bị ảnh hưởng gì bởi việc xử lý bằng PVD vốn kéo dài khoảng 14 ngày 3.1.3 Yêu cầu năng lượng Phân vùng 2A tiêu thụ tổng năng lượng là 6223kWh suốt 315 giờ và khoảng một nữa đi vào đất sét mềm gần biển Lấy khối lượng đất sét là 1728m 3 năng lượng tiêu thụ là 1.8kWh/m3 4 Kết luận Việc thử nghiệm ngoài... giảm dần về 0 tại cực âm (cathode) như kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm Kết quả của việc kiểm tra gần cực dương (đường VS-C-4, hình 18) đã thể hiện sự tiến triển đáng kể, rõ ràng do tác dụng của EVD Mặc dù trong cả hai lần kiểm tra sức chống cắt của khu vực này đều bắt đầu từ bề mặt mặt đất, điểm chính Nhóm 2 - 16 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh giữa cực dương... sử dụng điện Tuy nhiên hướng di chuyển của nước lỗ rỗng không thể được suy ra từ ống đo Nhóm 2 - 13 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh cột áp thuỷ tĩnh đơn lẻ Hơn nữa, áp lực lỗ rỗng không thấp hơn như mong muốn trong phương pháp EO, thay vì tăng lên Sự tăng áp lực lỗ rỗng được mong muốn trong giai đoạn đầu của EO Nhóm 2 - 14 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD... thiết cho biện pháp xử lý bằng EO trong đất sét mềm gần biển Cần chú ý là việc kết hợp cả hiệu quả của EO và PVD đã được thực hiện theo lý thuyết của Carillo và một sự thay đổi phi tuyến dạng parabol (conservative parapolic variation) đã được thừa nhận giữa cực âm và điểm cắt cánh (vane point) – tức là điểm chính giữa cực dương và cực âm Nhóm 2 - 17 - Tiểu luận: Công Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần... Trình Trên Nền Đất Yếu GVHD TS Trần Tuấn Anh 3.1.1 Kiểm tra sức chống cắt hiện trường Tất cả việc xử lý theo các phân vùng xử lý khác nhau như đã được mô tả ở trên kết thúc bằng việc gia tăng lớn về điện kháng và không có thêm thay đổi nào đối với áp lực nước lỗ rỗng trong quá trình xử lý kéo dài Tuy vậy việc kiểm tra sức chống cắt cũng đã chỉ ra được sự tiến triển về cường độ của đất sét trong các... không được xử lý bắt nguồn từ việc cải tạo bằng PVD và đường VS-C-3 trong phân vùng X Kết quả ở đây dường như đã chỉ ra rằng việc xử lý bằng điện trong vùng X không ảnh hưởng đến tất cả Vùng X cũng đã thể hiện được là trong suốt cả hai biện pháp xử lý, áp lực nước lỗ rỗng giảm rõ ràng Vì việc phân cực không được áp dụng trong khu vực này, cải tạo nền theo phương pháp EVD được mong đợi sẽ đạt tối đa tại ... lượng nước đất sét mềm thí nghiệm phương pháp điện thấm lớn thí nghiệm với đất sét chặt ( nghiên cứu Lo.1991) Điều cách rõ ràng dùng phương pháp điện thấm có hiệu đất sét mềm với đất sét chặt Hình... WL= 80, IP=45 hàm lượng cát,bụi, sét 2%, 46%, 44% 2.2.1 Trình tự thí nghiệm Có ba thí nghiệm nén cố kết EO, gọi Test 1, 3, kiểm soát bể lớn Đất sét thí nghiệm cố kết với cấp áp lực tương ứng 31,... 35; WL= 80) Tiến hành nén cố kết trục mẫu: * Mẫu 1A: nén cố kết trục kết hợp xử lý EO với điện 2V * Mẫu 1B: nén cố kết trục kết hợp xử lý EO với điện 3V * Mẫu 1C: nén cố kết trục (mẫu đối chứng)