Nghiên cứu sự biến đổi tính chất cơ lý của các loại đất tàn sườn tích ở tây nguyên theo độ ẩm ảnh hưởng đến sự ổn định của sườn dốc cạnh đường ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NƠNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NƠNG THƠN VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM NGÔ TẤN DƯC NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ - LÝ CỦA CÁC LOẠI ĐẤT TÀN - SƯỜN TÍCH Ở TÂY NGUYÊN THEO ĐỘ ẨM ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA SƯỜN DỐC CẠNH ĐƯỜNG Ô-TÔ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Tp Hồ Chí Minh Năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NƠNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NƠNG THƠN VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM NGÔ TẤN DƯC NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ - LÝ CỦA CÁC LOẠI ĐẤT TÀN - SƯỜN TÍCH Ở TÂY NGUYÊN THEO ĐỘ ẨM ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA SƯỜN DỐC CẠNH ĐƯỜNG Ô-TÔ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Chun ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 62.58.02.11 Cán hướng dẫn khoa học: GS.TS TRẦN THỊ THANH GS.TSKH NGUYỄN VĂN THƠ Tp Hồ Chí Minh Năm 2013 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết luận án trung thực, chưa cơng bố, ghi đầy đủ nguồn trích dẫn Tp Hồ Chí Minh, năm 2013 Tác Giả Luận Án, Ngơ Tấn Dược LỜI CẢM ƠN Luận án hồn thành khơng cố gắng thân mà nhờ vào giúp đỡ người thân tình khác Trước tiên xin bày tỏ lòng biết ơn Ba Mẹ, gia đình hết lòng động viên, khuyến khích tạo điều kiện để hồn thành luận án Xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn Thầy, Cơ hướng dẫn người trực tiếp hướng dẫn tơi bước vào đường nghiên cứu khoa học, rõ định hướng mục tiêu phương hướng NCS nhận từ Thầy, Cơ hướng dẫn tận tình với ý kiến cần thiết để hồn thành luận án Xin tỏ lòng biết ơn lãnh đạo tập thể Anh, Chị, Thầy, Cơ sở đào tạo, tạo thuận lợi suốt thời gian tham gia nghiên cứu Xin chân thành biết ơn Lãnh đạo, cán KH đồng nghiệp dành ưu đặc biệt, tất tốt đẹp mang lại cho NCS suốt thời gian qua Cuối xin cảm ơn người bạn thân, người em, sinh viên phụ giúp tơi lúc thực luận án Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 11 năm 2013 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trang 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận án CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHU VỰC TÂY NGUN TÌNH HÌNH SẠT LỞ MÁI DỐC CÁC TUYẾN ĐƯỜNG ƠTƠ Ở TÂY NGUN 1.1 KHÁI QT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo 1.1.2 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn 1.1.2.1 Đặc điểm sơng suối 1.1.2.2 Đặc điểm mưa 1.1.2.3 Đặc điểm gió 1.1.3 Đặc điểm thời tiết khí hậu 1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH TRONG KHU VỰC 1.2.1 Đặc điểm cấu tạo địa chất 1.2.2 Vỏ phong hóa Tây Ngun 1.2.2.1 Vỏ phong hóa đá xâm nhập 1.2.2.2 Vỏ phong hố đá phun trào 1.2.2.3 Vỏ phong hố đá Biến chất 11 1.2.2.4 Vỏ phong hố đá Trầm tích 11 1.2.3 Chỉ tiêu lý, thành phần khống vật hóa học loại đất 12 đặc trưng khu vực trạng thái tự nhiên 1.3 TÌNH HÌNH SẠT LỞ Ở CÁC TUYẾN ĐƯỜNG TRONG KHU 16 VỰC NGHIÊN CỨU 1.3.1 Các dạng sạt lở thường gặp 17 1.3.1.1 Những đoạn đường qua chân vách đá gần thẳng đứng 17 1.3.1.2 Những đoạn qua chân đồi núi có vỏ phong hóa khác 18 1.3.2 Những ngun nhân gây sạt lở 20 1.3.2.1 Do tính chất khối đất đá 20 1.3.2.2 Do địa hình hiểm trở, núi cao, vực sâu, hệ thống taluy dương 20 đường q dốc 1.3.2.3 Do thời tiết khắc nghiệt 21 1.3.2.4 Do tác động nhân sinh 21 1.4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA CÁC NHÀ KHOA HỌC NƯỚC 21 NGỒI VÀ TRONG NƯỚC VỀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC, BỜ DỐC 1.4.1 Một số đề nghị phân loại chuyển dịch bờ dốc 22 1.4.1.1 Phân loại theo D.J.Varnes 22 1.4.1.2 Phân loại theo A.Nemcok, J.Pasek J.Rybar 22 1.4.1.3 Phân loại theo Hồ Chất Dỗn Minh Tâm 23 1.4.1.4 Phân loại theo đề nghị Nguyễn Sĩ Ngọc 23 1.4.2 Các phương pháp tính tốn ổn định trượt bờ dốc, mái dốc 24 1.4.3 Một số giải pháp phòng chống trượt bờ dốc Tây Ngun 25 1.4.3.1 Một số biện pháp chống sụt trượt bờ dốc thực tế khơng thỏa 25 mãn u cầu chống trượt 1.4.3.2 Một số biện pháp chống sụt trượt chủ yếu áp dụng đường 26 Hồ Chí Minh số tuyến giao thơng Tây Ngun 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 29 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT SỬ DỤNG ĐỂ TÍNH TỐN ỔN 30 ĐỊNH MÁI DỐC CẠNH ĐƯỜNG Ơ TƠ Ở TÂY NGUN 2.1 MẶT TRƯỢT PHẲNG GÃY KHÚC 30 2.2 PHƯƠNG PHÁP MẶT TRƯỢT TRỤ TRỊN 31 2.3 PHƯƠNG PHÁP MẶT TRƯỢT TRỤ TRỊN CĨ XÉT ĐẾN ÁP 35 LỰC THẤM HOẶC ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG 2.3.1 Phương pháp áp lực trọng lượng Tsugaev 35 2.3.2 Phương pháp Terzaghi 36 2.3.3 Phương pháp А.A Ничипорович 36 2.3.4 Phương pháp Bishop 37 2.3.5 Phần mềm tính tốn ổn định 37 2.4 PHƯƠNG PHÁP “FP” CỦA GIÁO SƯ Н.Н MACЛOB 38 2.5 NHẬN XÉT 40 CHƯƠNG THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH 41 CHẤT CƠ LÝ THEO THỜI TIẾT QUANH NĂM CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH CĨ NGUỒN GỐC KHÁC NHAU Ở TÂY NGUN 3.1 CÁC LOẠI ĐẤT ĐƯỢC SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẢO 41 SÁT NGHIÊN CỨU 3.1.1 Chọn loại đất để nghiên cứu 41 3.1.2 Phương pháp khảo sát để nghiên cứu 42 3.1.3 Chọn sơ đồ thí nghiệm cắt 42 3.2 SỰ BIẾN ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC THƠNG 44 SỐ CHỐNG CẮT (, C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN ĐÁ BAZAN CỔ 3.3 SỰ BIẾN ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC THƠNG 52 SỐ CHỐNG CẮT (C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN ĐÁ XÂM NHẬP GRANITE 3.4 SỰ BIẾN ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC THƠNG 60 SỐ CHỐNG CẮT (, C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN ĐÁ TRẦM TÍCH LỤC NGUN 3.5 SỰ BIẾN ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC THƠNG 68 SỐ CHỐNG CẮT (, C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN ĐÁ BIẾN CHẤT 3.6 MỘT SỐ NHẬN XÉT VỀ SỰ BIẾN ĐỔI CÁC GIÁ TRỊ W, w, , 76 C, CỦA BỐN LOẠI ĐẤT ĐƯỢC DÙNG THÍ NGHIỆM 3.7 ĐẶC ĐIỂM TRƯƠNG NỞ VÀ TAN RÃ CỦA CÁC NHĨM ĐẤT 79 ĐƯỢC DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU 3.7.1 Các đặc trưng dùng để đánh giá đất trương nở tiêu chuẩn phân 79 loại đất trương nở 3.7.1.1 Mức độ trương nở 79 3.7.1.2 Áp lực trương nở 80 3.7.1.3 Độ ẩm trương nở (WN) 80 3.7.1.4 Những đề nghị khác phân loại đất trương nở 80 3.7.2 Đặc trưng trương nở mẫu đất có cấu trúc tự nhiên thuộc 80 nhiều nguồn gốc khác Tây Ngun 3.7.3 Đặc điểm tan rã nhóm đất nghiên cứu 81 3.8 MỘT SỐ NHẬN XÉT RÚT RA TỪ CHƯƠNG 83 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO GIỚI HẠN (h) CỦA BỜ DỐC 84 CĨ ĐỘ DỐC (1:m) KHÁC NHAU THEO SỰ BIẾN ĐỔI ĐỘ ẨM (W) CỦA ĐẤT Ở TÂY NGUN 4.1 So sánh lựa chọn phương pháp thích hợp để tính tốn ổn định trượt 84 bờ dốc cạnh đường tơ 4.1.1 Tính tốn ổn định bờ dốc cấu tạo đất tàn - sườn tích đá 85 Bazan (đất đỏ Bazan) 4.1.2 Tính tốn ổn định bờ dốc cấu tạo đất tàn - sườn tích đá 86 xâm nhập Granite 4.1.3 Tính tốn ổn định bờ dốc cấu tạo đất tàn - sườn tích đá 86 Trầm tích lục ngun 4.1.4 Tính tốn ổn định bờ dốc cấu tạo bờ đất tàn - sườn tích đá 87 Biến chất 4.1.5 Nhận xét, lựa chọn phương pháp tính ổn định bờ dốc 88 4.2 TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO GIỚI HẠN (h) ỨNG VỚI 90 HỆ SỐ AN TỒN K, THEO ĐỘ DỐC (1:m) CỦA MÁI DỐC TRÊN MỘT SỐ VỎ PHONG HĨA Ở TÂY NGUN CĨ ĐỘ ẨM (W) THAY ĐỔI 4.2.1 Phương pháp tính tốn 90 4.2.2 Chọn hệ số an tồn chống trượt K 90 4.2.3 Các đặc trưng lý đất sử dụng tính tốn 91 4.2.4 Kết tính tốn 92 4.2.5 Tính tốn kiểm tra hệ số an tồn ổn định số bờ dốc theo 97 phương pháp cung tròn Bishop 4.2.6 Q trình trượt bờ dốc thực tế 98 KẾT LUẬN RÚT RA TỪ CHƯƠNG 99 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 101 I KẾT LUẬN 101 II KIẾN NGHỊ 102 TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC ĐƠN VỊ TRONG LUẬN ÁN VỚI CÁC ĐƠN VỊ HỆ SI Đơn vị Tên gọi Tương quan với hệ đơn vị SI đại lượng Tên gọi Kí hiệu Chính xác Chiều dài Centimet Cm 10-2 m Kilogam – lực kG 9.80665N Làm tròn 9.81N Lực 10N Tấn – lực Tải trọng phân bố bề mặt ứng suất (sức chống cắt) Kilogam - lực mét vng Kilogam - lực Centimét vng Tấn – lực mét vng Gam- lực Trọng lượng centimét khối riêng Tấn – lực mét khối Hệ số nhớt  đất Poise T 9806.65N 104N kG/m2 9.80665Pa 9.81 Pa 10 Pa kG/cm2 0.98Mpa 105 Pa T/m2 9806.65Pa 104 Pa g/ cm T/m 9.80665 kN/m 9.80665 kN/m 9.81 kN/m3 10 kN/m3 9.81 kN/m3 10 kN/m3 0.01 1/105 N.S/cm2 kg.S/m2 0.1 N.S/m2 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ STT KÝ HIỆU NỘI DUNG HÌNH VẼ Hình 1.1 Bản đồ khu vực nghiên cứu Hình 1.2 Sơ đồ địa chất cơng trình vùng Tây Ngun Hình1.3a Vỏ phong hố đá Bazan Hình1.3b Vỏ phong hố đá xâm nhập Granite Hình 1.4 Trên đá Trầm tích Lục Ngun - Phong hố đá Biến chất Hình 1.5 Hình ảnh sụp đổ vách đá đường Quốc lộ 24 đèo Lò xo Hình 1.6 Hình ảnh sụp đổ vách đá đường Hồ Chí Minh Hình 1.7 Hình ảnh mặt cắt mái dốc bị nước mưa bào mòn Hình 1.8 Hình ảnh mặt mái dốc bị trượt khối 10 Hình 1.9 Hình ảnh mặt mái dốc bị trượt hỗn hợp 11 Hình 1.10 Hình ảnh mặt mái dốc bị trượt phẳng 12 Hình 1.11 Hình ảnh số cơng trình chống trượt đường Hồ Chí Minh 13 Hình 2.1 Sơ đồ để xác định ổn định khối trượt theo mặt phẳng 14 Hình 2.2 Sơ đồ để tính tốn ổn định mái dốc theo mặt trượt trụ tròn 15 Hình 2.3 Sơ đồ lực tác động mặt trượt 16 Hình 2.4 Sơ đồ tính tốn cung trượt theo Tsugaev 17 Hình 2.5 Sơ đồ tính tốn cung trượt theo Terzaghi 18 Hình 2.6 Sơ đồ tính tốn cung trượt theo А.A Ничипорович 19 Hình 2.7 Sơ đồ tính tốn mái dốc theo phương pháp Fp 20 Hình 2.8 Sơ đồ tính tốn mái dốc nhiều lớp theo phương pháp Fp 21 Hình 3.1 22 Hình 3.2 23 Hình 3.3 24 Hình 3.4 25 Hình 3.5 26 Hình 3.6 27 Hình 3.7 Sự tăng dung trọng tự nhiên (w) tăng độ ẩm đất Sự tăng dung trọng tự nhiên (w) tăng độ ẩm (W) đất q trình ngấm nước (Đất tàn - sườn tích đá Bazan) Sự giảm góc ma sát (φ) tăng độ ẩm (W) đất q trình ngấm nước (Đất tàn - sườn tích đá Bazan) Sự giảm lực dính (C) tăng độ ẩm (W) đất q trình ngấm nước (Đất tàn - sườn tích đá Bazan) Sự tăng dung trọng tự nhiên (w) tăng độ ẩm (W) đất q trình ngấm nước (Đất tàn - sườn tích đá xâm nhập Granite) Sự giảm góc ma sát (φ) tăng độ ẩm (W) đất q trình ngấm nước (Đất tàn-sườn tích đá xâm nhập Granite Sự giảm lực dính (C) tăng độ ẩm (W) đất q trình ngấm nước (Đất tàn - sườn tích đá xâm nhập Granite) -15- Bảng 3.8a Đặc trưng lý mẩu đất tự nhiên thuộc lớp tàn - sườn tích đá Biến chất Kết thí nghiệm đặc trưng lý mẩu đất Giới hạn chảy WL % Giới hạn dẻo WP % Chỉ số dẻo IP % 50.0 29.0 21.0 2.70 14.5 47.0 24.0 23.0 2.71 50.0 29.0 21.0 47.0 24.0 49.0 TT Tỉ trọng  Độ ẩm W% Dung trọng ẩm W T/m3 Sức chống cắt i , kG/cm2 cấp áp lực Pi , kG/cm2 tg Góc ma sát  độ Lực dính C kG/cm2 1.0 2.0 3.0 1.73 1.297 1.875 2.451 0.577 30O00 0.72 14.7 1.74 1.289 1.877 2.467 0.589 30O30 0.70 2.72 14.9 1.72 1.291 1.890 2.493 0.601 31O00 0.69 23.0 2.72 15.0 1.73 1.277 1.855 2.431 0.577 30O00 0.70 29.0 20.0 2.72 15.5 1.76 1.201 1.720 2.243 0.521 27O30 0.68 48.0 29.0 19.0 2.71 15.6 1.75 1.182 1.685 2.186 0.502 26O40 0.68 50.0 30.0 20.0 2.70 15.8 1.76 1.088 1.575 2.064 0.488 26O00 0.60 50.0 31.0 19.0 2.72 15.9 1.74 1.146 1.640 2.138 0.496 26O20 0.65 50.0 29.0 21.0 2.72 16.0 1.74 1.138 1.620 2.114 0.488 26O00 0.65 10 46.0 24.0 22.0 2.70 16.0 1.75 1.179 1.676 2.177 0.499 26O30 0.68 11 49.0 30.0 19.0 2.72 16.2 1.74 1.066 1.530 1.998 0.466 25O00 0.60 12 50.0 31.0 19.0 2.71 16.5 1.74 1.043 1.505 1.969 0.463 24O50 0.58 -16- Bảng 3.8b Đặc trưng lý mẩu đất tự nhiên thuộc lớp tàn - sườn tích đá Biến chất Kết thí nghiệm đặc trưng lý mẫu đất Giới hạn chảy WL % Giới hạn dẻo WP % Chỉ số dẻo IP % 13 47.0 27.5 19.5 2.70 17.0 14 50.0 29.0 21.0 2.72 15 49.0 28.0 21.0 16 46.0 24.0 17 50.0 18 TT Tỉ trọng  Độ ẩm W% Dung trọng ẩm W T/m3 Sức chống cắt i , kG/cm2 cấp áp lực Pi , kG/cm2 tg Góc ma sát  độ Lực dính C kG/cm2 1.0 2.0 3.0 1.78 1.024 1.450 1.872 0.424 23O00 0.60 17.6 1.76 0.965 1.411 1.855 0.445 24O00 0.52 2.71 18.5 1.80 0.891 1.300 1.713 0.411 22O20 0.48 22.0 2.72 19.0 1.81 0.854 1.280 1.702 0.424 23O00 0.43 29.0 21.0 2.71 20.0 1.81 0.771 1.120 1.473 0.351 19O20 0.42 46.0 23.5 22.5 2.70 20.5 1.83 0.724 1.107 1.492 0.384 21O00 0.34 19 46.0 25.0 21.0 2.71 21.4 1.81 0.691 1.020 1.353 0.331 18O20 0.36 20 50.0 29.5 20.5 2.70 22.0 1.84 0.675 1.012 1.345 0.335 18O30 0.34 21 46.0 24.0 22.0 2.72 22.8 1.87 0.586 0.890 1.198 0.306 17O00 0.28 22 46.0 23.5 22.5 2.71 23.5 1.88 0.615 0.931 1.245 0.315 17O30 0.30 23 45.0 23.0 22.0 2.70 24.0 1.87 0.537 0.825 1.111 0.287 16O00 0.25 24 47.0 24.0 23.0 2.72 26.0 1.89 0.487 0.775 1.061 0.287 16O00 0.20 -17Bảng 3.8c Đặc trưng lý mẩu đất tự nhiên thuộc lớp tàn - sườn tích đá Biến chất Kết thí nghiệm đặc trưng lý mẫu đất TT Giới hạn Giới hạn Chỉ số Tỉ trọng Độ ẩm chảy WL dẻo WP dẻo IP  W% % % % Dung trọng ẩm W T/m3 Sức chống cắt i , kG/cm2 cấp áp lực Pi , kG/cm2 1.0 2.0 3.0 tg Góc ma sát .độ Lực dính C kG/cm2 25 46.0 25.0 21.0 2.71 27.5 1.94 0.532 0.865 1.196 0.332 18O20 0.20 26 47.0 24.0 23.0 2.72 28.0 1.92 0.509 0.820 1.127 0.309 17O10 0.20 27 46.0 25.0 21.0 2.72 28.5 1.95 0.476 0.770 1.068 0.296 16O30 0.18 28 47.0 24.0 23.0 2.70 28.7 1.96 0.492 0.805 1.116 0.312 17O20 0.18 29 48.0 28.0 20.0 2.71 29.0 1.96 0.487 0.775 1.061 0.287 16O00 0.20 30 48.0 25.0 23.0 2.70 29.0 1.95 0.486 0.790 1.098 0.306 17O00 0.18 31 46.0 27.0 19.0 2.72 29.0 1.96 0.458 0.725 0.994 0.268 15O00 0.19 32 48.0 25.0 23.0 2.70 29.1 1.95 0.440 0.731 1.020 0.290 16O10 0.15 33 47.0 24.0 23.0 2.72 29.2 1.96 0.483 0.775 1.069 0.293 16O20 0.19 34 46.0 23.0 23.0 2.72 29.8 1.95 0.456 0.754 1.048 0.296 16O30 0.16 35 46.0 24.0 22.0 2.71 30.0 1.94 0.427 0.705 0.981 0.277 15O30 0.15 36 46.0 25.0 21.0 2.71 30.1 1.94 0.428 0.695 0.964 0.268 15O00 0.16 -18II PHỤ LỤC CHƯƠNG PL.4.1 KẾT QUẢ TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC ĐỐI VỚI MỘT SỐ LOẠI ĐẤT Ở TÂY NGHUN THEO PHƯƠNG PHÁP CUNG TRỊN BISHOP THƠNG QUA PHẦN MỀM GEO-SLOPE Chú thích: Đất loại 1: Đất tàn - sườn tích đá Bazan (đất đỏ Bazan) Đất loại 2: Đất tàn - sườn tích đá xâm nhập Granite Đất loại 3: Đất tàn - sườn tích đá Biến chất Đất loại 4: Đất tàn - sườn tích đá Trầm tích lục ngun h: Chiều cao mái dốc Bảng tổng hợp tiêu lý đặc trưng bờ dốc đất số loại đất Tây Ngun tính tốn theo theo Theo phương pháp Bishop thơng qua phần mềm Geo - Slope Chỉ tiêu lý đất Đặc trưng bờ dốc W, % c , T/m3 w , T/m3  C T/m2 Tàn - sườn tích đá Bazan 49.0 1.16 1.73 16o30 2.0 5.0 1:2 Tàn - sườn tích đá xâm nhập Granite 27.0 1.36 1.73 18o00 1.7 5.0 1:2 Tàn - sườn tích đá Trầm tích lục ngun 21.0 1.50 1.82 19o20 3.7 10.0 1:2 Tàn - sườn tích đá Biến chất 21.0 1.51 1.83 18o00 3.7 10.0 1:2 Loại đất Chiều cao Độ dốc h, (m) mái 1:m -19ĐẤT TRÊN VỎ PHONG HĨA ĐÁ BAZAN ( = 1.73 T/m3,  = 16o30, C = 2.0 T/m2 h= 5.0m) ĐẤT TRÊN VỎ PHONG HĨA ĐÁ XÂM NHẬP GRANITE ( = 1.73 T/m3,  = 18o00, C = 1.7 T/m2 h= 5.0m) -20ĐẤT TRÊN VỎ PHONG HĨA TRẦM TÍCH LỤC NGUN ( = 1.82 T/m3,  = 19o20, C = 3.7 T/m2 h= 10.0m) ĐẤT TRÊN VỎ PHONG HĨA ĐÁ BIẾN CHẤT ( = 1.83 T/m3,  = 18o00, C = 3.7 T/m2 h= 10.0m) -21ĐẤT TRÊN VỎ PHONG HĨA ĐÁ BAZAN ( = 1.75 T/m3,  = 16o00, C = 2.0 T/m2 h= 21.5m) ĐẤT TRÊN VỎ PHONG HĨA ĐÁ XÂM NHẬP GRANITE ( = 1.80 T/m3,  = 14o30, C = 1.2 T/m2 h= 10.0m) -22ĐẤT TRÊN VỎ PHONG HĨA TRẦM TÍCH LỤC NGUN ( = 1.94 T/m3,  = 15o20, C = 2.7 T/m2 h= 23.5m) ĐẤT TRÊN VỎ PHONG HĨA ĐÁ BIẾN CHẤT ( = 1.94 T/m3,  = 15o30, C = 1.5 T/m2 h= 13.5m) -23PL.4.2 KHẢO SÁT NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐỎ BAZAN TRÊN BỜ DỐC I Mục đích nghiên cứu Những đồi đất Bazan bên bờ trái dọc quốc lộ 28 từ Đăk-Nơng Đà Lạt, khu vực gần thị xã Gia Nghĩa (Đăk-Nơng) có nhiều đoạn bị sạt lở sau đợt mưa lũ kéo dài Ở vị trí đồi cao khoảng 15-20m, sạt lở mái dốc khơng xảy lần mà tiếp tục xảy nhiều năm, sau mùa mưa lũ Trong q trình lấy mẫu nghiên cứu thay đổi đặc trưng lý đất đỏ Bazan theo mùa quanh năm km 172 cách thị xã Gia Nghĩa 6km, nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát thay đổi đặc trưng lý theo độ sâu mặt mái dốc đất đỏ Bazan vào mùa mưa kéo dài năm 2008, nhằm mục đích: - So sánh bổ sung vào số liệu thí nghiệm đất đỏ Bazan bãi thí nghiệm (Bãi thí nghiệm đất Bazan chọn gần chân bờ dốc, mẫu thí nghiệm lấy độ sâu 0.5-1.5m) - Tìm hiểu ngun nhân bờ dốc tương đối cao, q trình sạt lở lại xảy theo nhiều năm khác nhau? II Phương pháp nghiên cứu - Chọn bờ dốc gần khu thí nghiệm có chiều cao h = 20m, độ dốc trung bình 1:1.25 - Tuyến khoan lấy mẫu chọn mái dốc thiên nhiên, cạnh mép hố trượt vừa xảy sau trận mưa kéo dài - Bố trí hố khoan (H1, H2, H3, H4) từ mặt đỉnh đến gần chân bờ dốc, cách 5m theo độ cao Sơ đồ bố trí hố khoan thể hình - Các hố khoan sâu 5m, theo độ sâu hố khoan 1(m) lấy mẫu đất ngun dạng đêm phòng thí nghiệm để xác định đặc trưng lý mẫu đất III Kết khảo sát, thí nghiệm nhận xét Trong hố khoan khơng có nước khoan Điều chứng tỏ khối đất có nước mưa ngấm vào khơng có dòng thấm bờ dốc; Đặc trưng lý mẫu đất theo độ sâu hố khoan liệt kê bảng Số liệu bảng cho thấy rằng: - Độ ẩm (W) độ bão hòa nước (G) mẫu đất giảm theo chiều sâu hố khoan Các mẫu gần mặt mái dốc có độ ẩm (W) lớn so với độ ẩm mẫu -24sâu hơn, Trên đỉnh bờ dốc (H1) nước ngấm sâu so với hố H2, H3 H4 mặt mái dốc; - Do ảnh hưởng giảm độ ẩm (W), nên dung trọng tự nhiên (w) đất giảm dần thơng số chống cắt (, C) có xu hướng tăng dần theo độ sâu tính từ mặt mái dốc Trên bảng 2, giới thiệu trị trung bình số W, G, , C lớp đất theo độ sâu tính từ mặt mái dốc Lớp I: Gồm mẫu lấy hố khoan sâu 1m Lớp II: Gồm mẫu khoan hố khoan sâu 2m; tương tự Lớp III, IV, V: Gồm mẫu khoan sâu 3m, 4m, 5m - Gần đúng, vẽ đường nối mẫu có độ bão hòa (G) sấp xỉ hố khoan, ta có đường đẳng trị độ bão hòa nước(G) theo độ sâu kể từ mặt mái dốc (Hình 1) Càng xuống sâu cách mặt mái dốc khoảng 5m, độ bão hòa nước (G) giảm khoảng 70%; Chính giảm độ ẩm (W) độ bão hòa (G) theo độ sâu mặt mái dốc nên sạt lở xảy chiều cao vượt q chiều cao giới hạn cho phép phụ thuộc vào trạng thái loại đất độ dốc mái đất Đến mùa mưa năm sau, độ dốc mái chưa có thay đổi cho phù hợp chưa có bảo vệ cần thiết, nước mưa ngấm sâu vào làm cho bờ dốc sạt lở thêm, q trình sạt lở xảy số năm chiều cao (h) bờ dốc giảm dần độ dốc (1: m) mái tăng lên đạt điều kiện ổn định Kết phân tích Slope/W: Xét trường hợp hệ số an tồn giới hạn theo kết giải tích FSmin = 1.2 Các kết phân tích kép Slope/W với Vadose/W cho thấy chiều cao giới hạn xuất mặt trượt tương ứng từ 13m đến 14m (Hình 2) -25- Hình 1: Sơ đồ bố trí hố khoan H1, H2, H3 H4 mặt mái dốc (độ dốc 1:1.25) Đường đẳng trị độ bảo hòa nước theo độ sâu hố khoan Mặt trượt có cao độ đỉnh giới hạn bé (cao độ 13m đến 14m) nhóm mặt trượt có hệ số an tồn FS =1,2 Hình 2: Cung trượt thấp thể chiều cao giới hạn từ 13m đến 14m tương ứng với hệ số an tồn FSmin=1,2 -26- Bảng 1: Đặc trưng lý mẫu đất theo độ sâu hố khoan H1, H2, H3 H4 Hố khoan (1) Mẫu đất (2) 1-1 1-2 H1 1-3 1-4 1-5 2-1 2-2 H2 2-3 2-4 2-5 Độ sâu lấy mẫu Các tiêu vật lý mẫu đất  B W C (8) (9) T/m3 (10) T/m3 (11) (12) (13) 2.80 49.5 0.61 1.74 1.16 1.413 98.10 20.0 2.79 48.9 0.57 1.72 1.16 1.405 95.30 39.0 19.0 2.81 47.5 0.45 1.70 1.15 1.443 92.50 60.0 39.0 21.0 2.79 45.5 0.31 1.69 1.16 1.405 90.30 5.0 59.0 39.0 20.0 2.80 40.0 0.05 1.60 1.14 1.456 80.00 1.0 57.0 37.0 20.0 2.81 48.7 0.58 1.71 1.15 1.443 94.83 2.0 56.0 37.0 19.0 2.79 47.0 0.53 1.70 1.16 1.405 93.35 3.0 59.0 38.5 20.5 2.80 46.2 0.37 1.70 1.16 1.413 91.55 4.0 60.0 39.0 21.0 2.79 45.8 0.32 1.68 1.15 1.426 89.60 5.0 57.0 38.0 19.0 2.79 39.0 0.05 1.58 1.14 1.447 75.20 WL WP IP % (4) % (5) % (6) (7) 1.0 57.0 38.0 19.0 2.0 57.5 37.5 3.0 58.0 4.0 (3) W % eo G % Thơng số chống cắt C  độ (14) kG/cm2 (15) 15O10 0.18 16O30 0.20 18O30 0.20 20O00 0.25 21O30 0.30 16O00 0.20 17O30 0.22 19O00 0.25 21O30 0.28 22O30 0.36 -27- Bảng 1: Đặc trưng lý mẫu đất theo độ sâu hố khoan H1, H2, H3 H4 (tiếp theo) Hố khoan (1) Mẫu đất (2) 3-1 3-2 H3 3-3 3-4 3-5 4-1 4-2 H4 4-3 4-4 4-5 Độ sâu lấy mẫu Các tiêu vật lý mẫu đất  B W C (8) (9) T/m3 (10) T/m3 (11) (12) (13) 2.80 48.5 0.63 1.72 1.16 1.413 96.10 19.0 2.81 46.3 0.49 1.68 1.15 1.443 90.16 38.0 20.0 2.79 41.0 0.15 1.62 1.15 1.426 80.22 57.0 38.0 19.0 2.79 39.0 0.05 1.61 1.16 1.405 77.44 5.0 59.0 38.5 20.5 2.80 35.7 1.56 1.15 1.434 69.70 1.0 56.0 37.0 19.0 2.79 48.0 0.58 1.70 1.15 1.426 94.00 2.0 56.0 38.0 18.0 2.81 45.0 0.39 1.68 1.16 1.422 89.00 3.0 59.0 39.0 20.0 2.80 40.0 0.05 1.60 1.14 1.456 77.00 4.0 60.0 39.0 21.0 2.79 38.5 1.59 1.15 1.426 75.30 5.0 56.5 37.5 19.0 2.81 35.2 1.54 1.14 1.465 67.50 WL WP IP % (4) % (5) % (6) (7) 1.0 55.5 36.5 19.0 2.0 56.0 37.0 3.0 58.0 4.0 (3) W % -0.14 -0.02 -0.12 eo G % Thơng số chống cắt C  độ (14) kG/cm2 (15) 16O20 0.20 18O00 0.24 20O30 0.25 22O00 0.32 23O30 0.38 16O30 0.22 18O00 0.22 20O00 0.30 22O30 0.35 22O30 0.40 -28Bảng 2: Trị trung bình tiêu lý lớp đất theo độ sâu tính từ mặt mái dốc MẨU ĐẤT THEO HỐ KHOAN Lớp I Độ sâu cách mặt mái dốc 1.0 (m) 1-1 2-1 3-1 4-1 Trung bình W, % 49.50 48.70 48.50 48.00 48.68 W, T/m3 1.74 1.71 1.72 1.70 1.72 Chỉ tiêu lý G % 98.10 94.83 96.10 94.00 95.76 φ, độ 15o10 16o00 16o20 16o30 16o00 C, kG/cm2 0.18 0.20 0.20 0.22 1-2 2-2 3-2 4-2 W, % 48.90 45.50 44.80 45.00 0.20 Trung bình 46.05 W, T/m3 1.72 1.69 1.67 1.68 1.69 Chỉ tiêu lý G % 95.30 90.35 87.24 89.00 90.47 φ, độ 16o30 17o30 18o00 18o00 17o30 C, kG/cm2 0.20 0.22 0.24 0.22 0.22 1-3 2-3 3-3 4-3 Trung bình W, % 47.80 46.20 41.00 40.00 43.75 W, T/m3 1.70 1.70 1.62 1.60 1.66 Chỉ tiêu lý G % 92.50 91.55 80.22 76.92 85.30 φ, độ 18o30 19o00 20o30 20o00 19o30 C, kG/cm2 0.20 0.25 0.25 0.30 0.25 1-4 2-4 3-4 4-4 Trung bình W, % 45.50 45.80 39.00 38.50 42.20 W, T/m3 1.69 1.68 1.61 1.59 1.64 Chỉ tiêu lý G % 90.03 89.60 77.44 75.30 83.09 φ, độ 20o00 21o30 22o00 22o30 21o30 C, kG/cm2 0.25 0.28 0.32 0.35 0.30 1-5 2-5 3-5 4-5 Trung bình W, % 40.00 39.00 35.70 35.20 37.48 W, T/m3 1.60 1.58 1.56 1.54 1.57 Chỉ tiêu lý G % 80.00 75.20 69.70 67.50 73.10 φ, độ 21o30 22o30 23o30 22o30 22o30 C, kG/cm2 0.30 0.36 0.38 0.40 0.36 MẨU ĐẤT THEO HỐ KHOAN Lớp II Độ sâu cách mặt mái dốc 2.0 (m) MẨU ĐẤT THEO HỐ KHOAN Lớp III Độ sâu cách mặt mái dốc 3.0 (m) MẨU ĐẤT THEO HỐ KHOAN Lớp IV Độ sâu cách mặt mái dốc 4.0 (m) MẨU ĐẤT THEO HỐ KHOAN Lớp V Độ sâu cách mặt mái dốc 5.0 (m) CÁC TÀI LIỆU BUỔI HỌP ĐÁNH GIÁ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CẤP VIỆN [...]... ra sự cố nêu trên chủ yếu là do mưa lũ kéo dài làm cho độ bền của khối đất bên đường thay đổi gây ra sự chuyển vị lớn dẫn đến sạt lở Do đó đề tài được chọn là: NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CÁC LOẠI ĐẤT TÀN - SƯỜN TÍCH Ở TÂY NGUN THEO ĐỘ ẨM ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA SƯỜN DỐC CẠNH ĐƯỜNG Ơ TƠ 2 Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu đặc điểm biến đổi độ. .. yếu thường gặp ở Tây Ngun có liên quan đến ổn định bờ dốc bằng đất Sự ổn định bờ dốc cạnh đường giao thơng còn có chịu ảnh hưởng rung động của các phương tiện giao thơng trên đường Trong phạm vi luận án chỉ nghiên cứu sự giảm độ bền của đất do thời tiết mưa lũ kéo dài ảnh hưởng đến hệ số an tồn ổn định của bờ dốc, khơng xét đến ảnh hưởng rung động của các phương tiện giao thơng trên đường 3 Ý nghĩa... bền của các loại đất tàn - sườn tích ở Tây Ngun trong điều kiện khơ (vào mùa khơ) và ngấm nước bão hồ (trong mùa mưa) và độ ẩm nghiên cứu > 10% từ đó, có cơ sở đánh giá ổn định của các đồi đất bên đường và cung cấp những số liệu cần thiết để bạn đọc tham khảo sử dụng khi xây dựng các tuyến đường giao thơng ở Tây Ngun - Đối tượng nghiên cứu: Sự thay đổi tính chất cơ lý của các loại đất tàn - sườn tích. .. tác động của nước với đất Mưa lũ kéo dài, đất đang ở trạng thái khơ chuyển sang trạng thái bão hòa no nước, làm cho độ bền của đất bị suy giảm, gây ra sự mất ổn định mái dốc Nhưng sự thay đổi tính chất cơ lý của một số loại đất tàn - sườn tích ở Tây Ngun khi mưa lũ kéo dài sẽ xảy ra như thế nào? Mức độ thay đổi của chúng theo thời tiết quanh năm có ảnh hưởng nhiều hay ít đến sự ổn định của bờ dốc, sườn. .. nước (Đất tàn - sườn tích trên đá Trầm tích lục ngun) Sự giảm góc ma sát trong (φ) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong q trình ngấm nước (Đất tàn - sườn tích trên đá Trầm tích lục ngun) Sự giảm lực dính (C) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong q trình ngấm nước (Đất tàn sườn tích trên đá Trầm tích lục ngun) Sự tăng dung trọng tự nhiên (w) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong q trình ngấm nước (Đất tàn - sườn. .. tình trạng ổn định của các bờ dốc thực tế có chiều cao (h) và độ dốc (1:m) khác nhau theo mùa khơ và mùa mưa của bốn loại đất thường gặp ở Tây Ngun 4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu các lý thuyết có liên quan đến phương pháp tính tốn ổn định mái dốc và phương pháp thí nghiệm xác định các đặc trưng cơ lý của đất - Nghiên cứu thực nghiệm: Chọn địa điểm khảo sát đối với các loại đất khác nhau theo mùa... tàn - sườn tích trên đá Biến chất) Sự giảm góc ma sát trong (φ) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong Hình 3.11 q trình ngấm nước (Đất tàn - sườn tích trên đá Biến chất) Sự giảm lực dính (C) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong q trình Hình 3.12 ngấm nước (Đất tàn - sườn tích trên đá Biến chất) Sự tăng dung trọng tự nhiên (w) do sự tăng độ ẩm (W) trong q trình ngấm nước của các loại đất khác nhau Sự giảm... trưng cơ lý của các mẫu đất tự nhiên thuộc lớp tàn - sườn tích trên đá Trầm tích lục ngun Bảng 3.9 Đặc trưng cơ lý của các mẫu đất loại sét (thuộc lớp 2) của vỏ phong hóa trên Trầm Tích lục ngun, sét bột kết, cát bột kết Bảng 3.10 Chỉ tiêu tính chất vật lý của khu đất tàn - sườn tích trên đá Biến chất được lấy mẫu thí nghiệm Bảng 3.11 Đặc trưng cơ lý của các mẫu đất tự nhiên thuộc lớp tàn - sườn tích. .. hóa ở Tây Ngun Giá trị của các góc góc  và  19 Giá trị các hệ số A và B để tính gần đúng ổn định của mái dốc Chỉ tiêu tính chất vật lý của khu đất Bazan được lấy mẫu thí nghiệm Bảng 3.2 Đặc trưng cơ lý của các mẫu đất đỏ Bazan tự nhiên Bảng 3.3 Trị trung bình đặc trưng cơ lý của các mẫu đất Bazan ngun dạng ở một số cơng trình thực tế thuộc các tỉnh Tây Ngun Bảng 3.4 Chỉ tiêu tính chất vật lý của. .. góp mới của đề tài a) Nghiên cứu thí nghiệm xác định được đặc điểm biến đổi dung trọng tự nhiên (Wvà các thơng số chống cắt (C) theo độ ẩm (W>10%) từ mùa khơ đến mùa mưa của bốn loại đất tàn - sườn tích thường gặp ở Tây Ngun Đó là các loại tàn- sườn tích thuộc vỏ phong hóa trên đá Bazan, đá xâm nhập Granite, đá Trầm tích lục ngun và đá Biến chất Thiết lập quy luật biến đổi của dung trọng, các thơng ... THỦY LI MIỀN NAM NGÔ TẤN DƯC NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ - LÝ CỦA CÁC LOẠI ĐẤT TÀN - SƯỜN TÍCH Ở TÂY NGUYÊN THEO ĐỘ ẨM ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA SƯỜN DỐC CẠNH ĐƯỜNG Ô- TÔ LUẬN ÁN TIẾN SĨ... LOẠI ĐẤT TÀN - SƯỜN TÍCH Ở TÂY NGUN THEO ĐỘ ẨM ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA SƯỜN DỐC CẠNH ĐƯỜNG Ơ TƠ Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu đặc điểm biến đổi độ. .. tuyến đường giao thơng Tây Ngun - Đối tượng nghiên cứu: Sự thay đổi tính chất lý loại đất tàn - sườn tích chủ yếu thường gặp Tây Ngun có liên quan đến ổn định bờ dốc đất Sự ổn định bờ dốc cạnh đường