Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đất có cốt cho xây dựng đê biển ứng dụng cho đoạn đê biển quảng xương, thanh hóa

L IC M Lu n v n th c s chuyên ngành N a k thu t xây d ng v i đ tài: “Nghiên c u ng d ng công ngh đ t có c t cho xây d ng đê bi n đê bi n Qu ng X ng, Thanh Hóa” đ ng d ng cho đo n c hoàn thành v i s giúp đ t n tình c a th y giáo, cô giáo b môn đ a k thu t, khoa công trình, tr ng ih c Th y l i b n bè đ ng nghi p Tác gi xin chân thành c m n th y giáo, cô giáo, gia đình, b n bè & đ ng nghi p t o u ki n cho tác gi su t trình h c t p th c hi n lu n v n t t nghi p c bi t tác gi xin bày t lòng bi t n đ n GS TS Tr nh Minh Th , th y giáo, cô giáo b môn đ a k thu t, khoa công trình, tr ng i h c Th y l i Tuy có nh ng c g ng nh t đ nh, nh ng th i gian có h n trình đ h n ch , v y lu n v n nhi u thi u sót Tác gi kính mong th y giáo, cô giáo, b n bè & đ ng nghi p góp ý đ tác gi có th ti p t c h c t p nghiên c u hoàn thi n đ tài Xin chân thành c m n! Hà n i, ngày 25 tháng 05 n m 2015 Tác gi lu n v n inh Xuân D ng C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM - c l p – T – H nh phúc - B N CAM K T Kính g i: Ban Giám hi u Tr Phòng t o Tên là: inh Xuân D ng i h c Th y l i i h c Sau i h c – Tr ng i h c Th y l i ng H c viên cao h c l p: 21 KT11 Chuyên ngành: a k thu t xây d ng Mã h c viên: 138580204005 Theo Quy t đ nh s 1285 /Q - HTL ngày 29 tháng n m 2014 c a Hi u tr ng Tr ng i h c Th y l i, v vi c giao đ tài lu n v n cán b h cho h c viên cao h c đ t n m 2014, đ c nh n đ tài “Nghiên c u ng d ng công ngh đ t có c t cho xây d ng đê bi n Qu ng X ng, Thanh Hóa” d is h ng d n ng d ng cho đo n đê bi n ng d n c a Th y giáo GS TS Tr nh Minh Th Tôi xin cam đoan lu n v n k t qu nghiên c u c a tôi, không chép c a N i dung lu n v n có tham kh o s d ng tài li u, thông tin đ c đ ng t i tài li u trang website theo danh m c tài li u tham kh o c a lu n v n Hà N i, ngày 25 tháng 05 n m 2015 Tác gi lu n v n inh Xuân D ng M CL C M U .1 CH NG T NG QUAN V V T LI U T CÓ C T .3 1.1 L ch s hình thành 1.2 Các lo i c t đ t ng d ng 1.2.1 Khái quát v đ t có c t 1.2.2 ng d ng đ t có c t xây d ng công trình đ t .7 1.3 Khái quát v ch c n ng c a v i đ a k thu t xây d ng 1.3.1 Ng n cách 1.3.2 Ch c n ng l c 10 1.3.3 Ch c n ng tiêu thoát n c 11 1.3.4 Ch c n ng b o v 12 1.3.5 Ch c n ng gia c .13 1.4 Tính ch t v t lý c a v i đ a k thu t 14 1.4.1 Kích th 1.4.2 Kh i l c hình h c c a v i đ a k thu t th ng ph m[5] 14 ng đ n v di n tích c a v i 14 1.4.3 Chi u dày c a v i đ a k thu t 15 1.4.4 Tính r ng c a v i đ a k thu t 15 1.4.5 th a c a v i đ a k thu t 17 1.4.6 u n d ng sóng c a v i đ a k thu t 18 1.4.7 Tính co ng n t ng nhi t đ c a v i đ a k thu t .19 1.5 V n đ ng d ng c a c t đ a k thu t 20 1.6 K t lu n ch ng 22 CH S NG C VÀ PH NG PHÁP TÍNH TOÁN N NH KH I T P CÓ C T 23 2.1 Các đ c tính c a v t li u làm c t .23 2.1.1 b n kéo c a v i đ a k thu t .23 2.1.2 b n ch c th ng c a v i đ a k thu t 23 2.1.3 b n lâu dài c a v i đ a k thu t 24 2.1.4 Ma sát dính k t c a v i đ a k thu t v i đ t 24 2.2 Các c ch c b n gi a đ t c t .25 2.2.1 Các c ch t ng tác gi a đ t c t .25 2.2.2 C ch gia c ng đ t mái d c có c t 26 2.2.3 C ch gia c ng đ t móng d i n n đ p 27 2.3 Nguyên t c tính toán c t công trình mái đ t 28 2.3.1 Các quan m v đ t có c t 28 2.3.2 Bài toán v l c neo l n nh t 29 2.3.3 Nguyên t c b trí c t v i đ a k thu t 33 2.4 S n đ nh mái d c có c t n n đ t m m y u .36 2.4.1 C ch phá ho i mái d c có c t n n đ t m m y u 36 2.4.2 Nh ng nguyên t c tính toán thi t k công trình có c t n n đ t m m y u 37 2.5 Các ph ng pháp phân tích n đ nh mái d c th ng dùng ch a có c t .38 2.5.1 Ph ng pháp phân m nh c a W.Fellenius[9] 38 2.5.2 Ph ng pháp phân m nh c a W.Bishop đ n gi n[9] 40 2.6 Các ph ng pháp phân tích n đ nh mái đ p có c t n n đ t y u 41 2.6.1 Các tr ng thái gi i h n v n đ nh mái d c có c t 42 2.6.2 Tính toán s b chi u cao n đ nh c a mái d c ch a b trí c t .44 2.6.3 Ph ng pháp phân m nh đ tính toán m t tr 2.7 K t lu n ch CH t tròn mái d c đ p có c t 44 ng .52 NG PHÂN TÍCH BÀI TOÁN NG D NG 53 3.1 Gi i thi u v ph n m m ReSSA (3.0) 53 3.2 Bài toán nghiên c u 59 3.2.1 M c đích nghiên c u 59 3.2.2 Tr ng h p tính n đ nh 59 3.2.3 L a ch n thông s 60 3.2.4 Các toán nghiên c u 62 3.2.5 K t qu tính toán, phân tích đánh giá 64 3.3 Phân tích toán ng d ng cho đo n đê bi n Qu ng X ng, Thanh Hóa 92 3.3.1 Ph ng pháp 1: Tính theo tra đ ng quan h 95 3.3.2 Ph ng pháp 2: Dùng ph n m m ReSSA (3.0) .96 3.3.3 So sánh gi a hai k t qu tính 99 3.4 K t lu n ch ng .99 K T LU N VÀ KI N NGH 100 DANH M C CÁC HÌNH V CH NG Hình 1.1 M t s hình nh v i đ a k thu t d t Hình 1.2 M t s hình nh v i đ a k thu t không d t Hình M t s hình nh v v i đ a k thu t ph c h p .5 Hình M t s hình nh v l i đ a k thu t .6 Hình Công trình s d ng c t màng polime đ a k thu t[5] Hình V i đ a k thu t trongxây d ng dân d ng[5] Hình V i đ a k thu t giao thông[5] .8 Hình V i đ a k thu t th y l i Hình V i đ a k thu t làm ch c n ng ng n cách Hình 10 V i đ a k thu t làm ch c n ng l c 10 Hình 11 V i đ a k thu t làm ch c n ng tiêu thoát n c .12 Hình 12 V i đ a k thu t làm ch c n ng b o v 13 Hình 13 M t s k t c u n hình xây d ng CTGT b ng đ t m m y u 14 CH NG Hình Tác d ng c a c t đ i v i đ t[11] 26 Hình 2 C ch gia c ng t ng mái d c b ng c t 27 Hình Mái đ p có c t n n đ t y u 28 Hình S đ xác đ nh v trí m t tr t kh d [9] 29 Hình S đ l c tác d ng lên kh i tr t ABC 30 Hình S đ xác đ nh l c kéo neo T kéo [3] 32 Hình C ch gia c ng t ng mái d c b ng c t 34 Hình C ch phá ho i kh i đ t đ p mái có c t n n đ t m m y u[8] .36 Hình S đ tính toán theo ph Hình 10 S đ tính theo ph ng pháp W.Fellenius 39 ng pháp W.Bishop đ n gi n 40 Hình 11 Các tr ng thái gi i h n phá ho i v n đ nh 42 Hình 12 Các tr ng thái gi i h n phá ho i v n đ nh n i b 43 Hình 13 Các tr ng thái gi i h n phá ho i v n đ nh h n h p .43 Hình 14 Ph ng pháp phân m nh v i m t tr t tròn đ tính n đ nh mái đ c đ t có c t 45 Hình 15 Ph CH ng pháp phân m nh v i m t tr t tròn c a Bishop 49 NG Hình Giao di n ph n m m ReSSA (3.0) 53 Hình Menu c a ph n m m ReSSA (3.0) 54 Hình 3 Nh p d li u cho toán 55 Hình Giao di n nh p s l ng l p đ t .56 Hình Giao di n nh p d li u l p đ t 56 Hình Giao di n nh p t i tr ng 57 Hình Giao di n nh p l a ch n ki u c t 57 Hình Giao di n nh p thông s c a c t .58 Hình Giao di n l a ch n bán kính tính n đ nh mái 59 Hình 10 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =30;c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =5 (KN/m2) 64 Hình 11 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =30; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =9 (KN/m2) 65 Hình 12 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =30; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =12 (KN/m2) 66 Hình 13 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =30; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =15 (KN/m2) 67 Hình 14 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =60; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =5 (KN/m2) 69 Hình 15 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =60; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =9 (KN/m2) 70 Hình 16 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =60; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =12 (KN/m2) 71 Hình 17 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =60; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =15 (KN/m2) 72 Hình 18 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =100; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =5 (KN/m2) 74 Hình 19 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =90; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =9 (KN/m2) 75 Hình 20 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =90; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =12 (KN/m2) 76 Hình 21 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =90; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =15 (KN/m2) 77 Hình 22 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =120; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =5 (KN/m2) 78 Hình 23 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =120; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =9 (KN/m2) 79 Hình 24 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =120; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =12 (KN/m2) 80 Hình 25 Bi u đ quan h (Fs~S v ) tr ng h p đ t n n ϕ n =120; c n =5(KN/m2); ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =15 (KN/m2) 81 Hình 26 Bi u đ quan h (Fs~ϕ n ) tr ng h p c t; ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =5 (KN/m2) .83 Hình 27 Bi u đ quan h (Fs~ϕ n ) tr ng h p c t; ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =9 (KN/m2) .84 Hình 28 Bi u đ quan h (Fs~ϕ n ) tr ng h p c t; ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =12 (KN/m2) .85 Hình 29 Bi u đ quan h (Fs~ϕ n ) tr ng h p c t; ch tiêu đ t đ p thay đ i ϕ đ =(50; 100; 150; 200) c đ =15 (KN/m2) .86 Hình 30 Bi u đ quan h gi a h s n đ nh (Fs)v i ch tiêu đ t đ p c đ =5 (ϕ đ p ) khác 88 Hình 31 Bi u đ quan h gi a h s n đ nh (Fs)v i ch tiêu đ t đ p c đ =9 (ϕ đ p ) khác 89 Hình 32 Bi u đ quan h gi a h s n đ nh (Fs) v i ch tiêu đ t đ p c đ =12 (ϕ đ p ) khác 90 Hình 33 Bi u đ quan h gi a h s n đ nh (Fs) v i ch tiêu đ t đ p c đ =15 (ϕ đ p ) khác 91 Hình 34 V trí huy n Qu ng X ng, t nh Thanh Hóa 92 Hình 35 V trí công trình đ a ph n xã Qu ng Thái 93 Hình 36 C t ngang n hình đê 94 Hình 37 Tra n i suy b c c t t bi u đ quan h gi a h s n đ nh (Fs) v i ch tiêu đ t đ p c đ =5(kN/m2) (ϕ đ p ) khác 95 Hình 38 D li u l p đ t .97 Hình 39 K t qu tính toán n đ nh t ng th 97 Hình 40 K t qu tính toán s đ chia th i 98 Hình 41 B ng k t qu phân tích 98 DANH M C CÁC B NG BI U CH NG B ng 1 Tính ch t v t lý c a v i đ a k thu t, ph kho ng tr s c a v i đ a k thu t th CH ng g p[15] 19 NG B ng Tr s góc θ đ xác đ nh m t tr B ng 2 Xác đ nh tr s K K v i tr CH ng pháp thí nghi m, ki m tra t kh d tr ng h p 31 ng h p góc d c[4] 33 NG B ng Các ch tiêu c ng đ c t dùng tính toán[15] 61 B ng Các ch tiêu cao trình đ t chi u dài c t dùng tính toán 62 B ng 3 Các ch tiêu c lý đ t dùng tính toán .63 B ng H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có n =3 ;c n =5 v i lo i đ t đ p c đ =5 kho ng cách c t khác 105 B ng H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có n =3 ;c n =5 v i lo i đ t đ p c đ =9 kho ng cách c t khác 105 B ng H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có n =3 ;c n =5 v i lo i đ t đ p c đ =12và kho ng cách c t khác .106 B ng H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có n =3 ;c n =5 v i lo i đ t đ p c đ =15 kho ng cách c t khác 106 B ng H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có n =6 ;c n =5 v i lo i đ t đ p c đ =5 kho ng cách c t khác 107 B ng H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có n =6 ;c n =5 v i lo i đ t đ p c đ =9 kho ng cách c t khác 107 B ng 10 H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có n =6 ;c n =5 v i lo i đ t đ p c đ =12 kho ng cách c t khác .108 B ng 11 H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có n =6 ;c n =5 v i lo i đ t đ p c đ =15 kho ng cách c t khác .108 B ng 12 H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có n =9 ;c n =5 v i lo i đ t đ p c đ =5 kho ng cách c t khác 109 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Ch tiêu đ t đ p đ (đ ) Sv=0,3; n=3 Sv=0,4; n=3 Sv=0,5; n=3 Sv=0,6; n=3 Sv=0,9; n=3 Sv=1,2; n=3 Sv=0,3; n=6 Sv=0,4; n=6 Sv=0,5; n=6 Sv=0,6; n=6 Sv=0,9; n=6 Sv=1,2; n=6 Sv=0,3; n=9 Sv=0,4; n=9 Sv=0,5; n=9 Sv=0,6; n=9 Sv=0,9; n=9 Sv=1,2; n=9 Sv=0,3; n=12 Sv=0,4; n=12 Sv=0,5; n=12 Sv=0,6; n=12 Sv=0,9; n=12 Sv=1,2; n=12 H s n n đ nh t ng th Fs đ t n n có cn=5 v i lo i đ t đ p cđ=5 kh (đ ) =5 0,52 0,67 0,77 0,80 đ 12 H s n đ nh t ng th Fs ng v i tr ng h p ch tiêu c lý đ t đ p cđ= đ =10 đ =15 0,57 0,60 0,76 0,81 0,90 0,99 1,01 1,14 ho ng cách c t khác 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 H s =20 0,62 0,85 1,06 1,23 đ n đinh t ng th Fs =5 0,7 0,6 0,5 t n n n n(đ đ =5 đ =10 đ =15 đ =20 đ ) 10 11 12 13 H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có cn=5 v i lo i đ t đ p cđ=9 kh n =5 0,57 0,74 0,88 0,98 đ 12 H s n đ nh t ng th Fs ng v i tr ng h p ch tiêu c lý đ t đ p cđ= đ =10 đ =15 0,60 0,62 0,81 0,85 0,97 1,04 1,11 1,21 ho ng cách c t khác 1,4 1,3 H s =20 0,64 0,89 1,10 1,28 đ n đinh t ng th Fs =9 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 t n n n n(đ đ =5 đ =10 đ =15 đ =20 đ ) 10 11 12 13 H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có cn=5 v i lo i đ t đ p cđ=12 k n =5 0,60 0,79 0,94 1,06 đ 12 H s n đ nh t ng th Fs ng v i tr ng h p ch tiêu c lý đ t đ p cđ= đ =10 đ =15 0,62 0,64 0,84 0,88 1,02 1,08 1,17 1,25 kho ng cách c t khác 1,4 1,3 =12 H s =20 0,66 0,91 1,13 1,32 đ n đinh t ng th Fs 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 t n n n n(đ đ =5 đ =10 đ =15 đ =20 đ ) 10 11 12 13 H s n đ nh t ng th Fs đ t n n có cn=5 v i lo i đ t đ p cđ=15 k n =5 0,63 0,83 0,99 1,13 đ 12 H s n đ nh t ng th Fs ng v i tr ng h p ch tiêu c lý đ t đ p cđ= đ =10 đ =15 0,65 0,66 0,87 0,91 1,06 1,11 1,22 1,29 kho ng cách c t khác 1,4 1,3 H s =20 0,68 0,93 1,16 1,36 đ n đinh t ng th Fs =15 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 t n n n n(đ đ =5 đ =10 đ =15 đ =20 đ ) 10 11 12 13