Nghiên cứu đặc tính cơ học của đất yếu được xử lý bằng gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng (TT)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN HỒNG TRƯỜNG NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA ĐẤT YẾU ĐƯỢC XỬ LÝ BẰNG GIA TẢI TRƯỚC KẾT HỢP THOÁT NƯỚC THẲNG ĐỨNG Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng Mã số chuyên ngành: 62-58-60-01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2017 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Thủy lợi Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Nguyễn Hữu Thái Người hướng dẫn khoa học 2: TS Nguyễn Tiếp Tân Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp Trường Đại học Thủy lợi - số 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội vào lúc ngày tháng năm 2018 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Quốc gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ở nước ta, đất yếu phân bố rộng đồng Bắc Bộ đồng sông Cửu Long, vùng ven sông, ven biển Đặc điểm loại đất bão hòa nước, hệ số rỗng lớn, khả chịu tải nhỏ, biến dạng lớn kéo dài theo thời gian Trong tương lai nhu cầu phải giải đa dạng toán xử lý đất yếu tăng lên quỹ đất dành cho xây dựng ngày hạn hẹp.Với đất yếu vùng có chiều dày lớn, diện xử lý rộng, yêu cầu rút ngắn thời gian cố kết lún, phương pháp xử lý thiết bị thoát nước thẳng đứng xem phương pháp xử lý hiệu Về lý thuyết, dùng bấc thấm nhằm tăng nhanh độ cố kết (ĐCK) đất tác dụng tải trọng đắp, tăng nhanh cường độ chống cắt khiến cho tốc độ đắp tăng nhanh Nhưng thực tế cố cơng trình cho thấy xử lý bấc thấm, không khống chế tốc độ đắp không dự báo tốc độ tăng cường độ chống cắt đất yếu cân tải trọng đắp với cường độ chống cắt đất yếu xảy Trong trường hợp có sử dụng bấc thấm (và lưới địa kỹ thuật đắp) khơng có tác dụng việc lạm dụng biện pháp trở nên lãng phí vơ ích Qua báo cáo cố cơng trình, nhận thấy vấn đề tồn cần phải nghiên cứu để hoàn chỉnh phương pháp luận cho toán thực tế cố kết sau: Thứ nhất, ĐCK đất yếu cần phải có đánh giá xác để tránh cố gia tải trước khơng thích đáng, hay đắp tăng tải nhanh vượt tốc độ cố kết cần thiết, đặc biệt phải có giải pháp bố trí thiết bị quan trắc cho đảm bảo yêu cầu kỹ thuật điều kiện hạn chế số lượng thiết bị quan trắc Thứ hai, trình thi công đắp đất cần đánh giá đầy đủ đặc trưng học đất Biết xác gia tăng đặc trưng cường độ, sức kháng cắt khơng nước,…tại thời điểm cố kết yếu tố quan trọng để đưa ứng xử phù hợp với thực tế gia tải trước Thứ ba, phương pháp tính tốn cố kết Phương pháp số sử dụng phổ biến, nhiên mức độ xác phần mềm phụ thuộc nhiều vào người dùng, phải lựa chọn phù hợp mô hình đất xác định đắn đặc trưng tính tốn đất dùng cho mơ hình Mục đích nghiên cứu - Khuyến nghị áp dụng phương pháp xác định ĐCK phù hợp cho giai đoạn cố kết đề nghị bố trí quan trắc hợp lý để nâng cao hiệu quan trắc - Lựa chọn hàm dự báo tiêu học đất (chỉ số nén C c, số nở Cs) áp dụng phù hợp cho địa chất vùng đồng Việt Nam trường hợp khơng có điều kiện thí nghiệm xác định trực tiếp - Làm rõ phạm vi áp dụng công thức (V.6) 22TCN 262-2000 dự tính sức chống cắt khơng thoát nước đất (Su) gia tải trước đề nghị cơng thức dự tính Su áp dụng thời điểm cố kết - Lựa chọn mơ hình đất phù hợp cho tốn cố kết sét yếu tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn (phần mềm Plaxis) Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Lún cố kết, Độ cố kết, đặc tính học đất mơ hình đất - Đất sét yếu điển hình vùng đồng Bắc Bộ Nam Bộ Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu mơ hình vật lý (MHVL) đất yếu xử lý gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng - Nghiên cứu lựa chọn phương pháp đánh giá ĐCK phù hợp cho giai đoạn cố kết; Đề nghị điểm bố trí quan trắc phản ánh độ cố kết trung bình nâng cao hiệu quan trắc - Nghiên cứu đặc trưng học đất, định lượng thay đổi đặc trưng theo q trình cố kết đất; Phân tích, lựa chọn hàm dự báo số nén Cc (và tỉ số Cc/Cs) phù hợp cho địa chất vùng đồng Việt Nam trường hợp khơng có điều kiện thí nghiệm - Nghiên cứu hàm dự tính sức chống cắt khơng nước đất gia tải trước, làm rõ phạm vi áp dụng công thức (V.6) 22TCN 2622000 đề nghị công thức áp dụng thời điểm cố kết - Nghiên cứu mơ hình đất dùng phổ biến phân tích địa kỹ thuật; Mơ cố kết MHVL phương pháp PTHH với nhiều mơ hình đất khác nhau, từ phân tích, đánh giá kết thu đề nghị lựa chọn mơ hình đất phù hợp cho tốn cố kết sét yếu Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu kế thừa: Kế thừa tài liệu, cơng trình nghiên cứu liên quan mật thiết với luận án, từ phát triển nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Nghiên cứu MHVL đất yếu gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng; Nghiên cứu thí nghiệm phòng - Phương pháp giải tích: Tính tốn kết theo phương trình giải tích - Phương pháp mơ hình số: mô cố kết MHVL công trình thực tế, so sánh kết với số liệu quan trắc từ đưa nhận xét, đánh giá - Phương pháp thống kê: Xử lý số liệu thí nghiệm, xử lý thống kê để xác lập đường quan hệ yếu tố nghiên cứu - Phương pháp chuyên gia: Tổ chức hội thảo khoa học nhằm tổng hợp ý kiến đóng góp chuyên gia, nhà khoa học lĩnh vực nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn 6.1 Ý nghĩa khoa học - Tổng hợp liệu tương đối đầy đủ phản ánh đặc trưng học đất sét yếu vùng đồng Bắc Bộ Nam Bộ, qua lựa chọn hàm dự báo số nén Cc, số nở Cs có độ tin cậy cao - Đã làm rõ phạm vi áp dụng công thức (V.6) 22TCN 262-2000 dự tính sức chống cắt khơng thoát nước đất gia tải trước phát triển cơng thức áp dụng thời điểm cố kết - Kết hợp phương pháp số, phương pháp thực nghiệm, luận án lựa chọn mơ hình đất phù hợp cho tốn cố kết sét yếu 6.2 Ý nghĩa thực tiễn - Kết nghiên cứu luận án tài liệu tham khảo thiết thực cho cơng trình sư thi công xử lý đất yếu biện pháp gia tải trước Có sở để tính tốn, đánh giá xác ĐCK cường độ chống cắt khơng nước nền; Đề nghị điểm bố trí quan trắc phản ánh ĐCK trung bình nền, tăng cao độ tin cậy số liệu quan trắc từ đưa biện pháp ứng xử thích đáng - Nâng cao độ xác tính tốn thiết kế lựa chọn hàm dự báo số nén Cc, số nở Cs làm thông số đầu vào cho mô hình Cam - Clay cải tiến để mơ toán cố kết đất yếu Việt Nam Bố cục luận án Ngoài phần mở đầu, phần kết luận kiến nghị, luận án gồm chương: Chương Tổng quan giải pháp thoát nước thẳng đứng xử lý đất yếu Chương Nghiên cứu thí nghiệm mơ hình sét yếu gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng Chương Nghiên cứu đặc tính học đất sét yếu Chương Phân tích lựa chọn mơ hình đất phù hợp cho toán cố kết thoát nước sét yếu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC THẲNG ĐỨNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Đặc điểm chung đất yếu Việt Nam 1.1.1 Khái niệm đất yếu 1.1.2 Đặc điểm địa tầng đất yếu đồng Bắc Bộ 1.1.3 Đặc điểm địa tầng đất yếu đồng Nam Bộ 1.1.4 Những vấn đề đặt xây dựng cơng trình đất yếu Các vấn đề thường gặp xây dựng cơng trình đất yếu như: Các cố gia tải trước khơng thích đáng, đắp tăng tải nhanh vượt tốc độ cố kết cần thiết; Công tác quan trắc q trình thi cơng, đánh giá chưa xác độ cố kết mức độ gia tăng cường độ chống cắt khơng nước; Tính tốn lý thuyết thiếu xác tiêu tính toán khác nhiều với thực tế, vấn đề lựa chọn mơ hình số, thơng số mơ hình chưa phù hợp nhiều khả khác,… Để nghiên cứu làm rõ nhiều vấn đề tốn địa kỹ thuật khối lượng vơ lớn Các nghiên cứu sau phải có tính kế thừa thành tựu, kết nghiên cứu trước, đồng thời ln ln xem xét phản biện có trước để phát triển khoa học 1.2 Xử lý đất yếu giải pháp thoát nước thẳng đứng 1.2.1 Các loại phương tiện thoát nước thẳng đứng Để rút ngắn thời gian cố kết đất sét yếu thường dùng đường thoát nước thẳng đứng kết hợp với biện pháp nén trước Thoát nước thẳng đứng thường bấc thấm giếng cát Bấc thấm hay giếng cát có ưu nhược điểm riêng Tuy nhiên xét khía cạnh vật liệu, khả sản xuất hàng loạt tốc độ thi công nhanh bấc thấm có ưu vượt trội khuyến khích áp dụng nhiều tương lai Vì vậy, thiết bị nước thẳng đứng nghiên cứu bấc thấm 1.2.2 Bấc thấm thơng số tính tốn bấc thấm 1.3 Lý thuyết cố kết không gian đối xứng trục Sự cố kết đất q trình nước lỗ rỗng Do đó, ĐCK đất phụ thuộc vào tải trọng, tính thấm, chiều dài đường nước Nền đất có cắm bấc thấm tác dụng tải trọng cố kết theo sơ đồ đối xứng trục 1.3.1 Lý thuyết cố kết theo Carrilo (1942) 1.3.2 Lý thuyết lực căng đứng cân (Barron, 1948) 1.3.3 Lý thuyết lực căng đứng cân thích hợp (Hansbo, 1981) 1.4 Phương pháp gia tải trước xử lý đất yếu 1.4.1 Đặc điểm nén lún đất yếu Độ lún gồm ba phần: lún tức thời, lún cố kết thấm lún từ biến Với đất sét, ba độ lún rõ ràng tách biệt Độ lún tức thời nhỏ, nhiên số trường hợp chúng chiếm 10% tổng độ lún Độ lún cố kết phần chủ yếu, thường chiếm 90% tổng độ lún, số trường hợp chiếm khoảng 50% tổng độ lún Độ lún từ biến không nhỏ, sét yếu/rất yếu Luận án giới hạn nghiên cứu lún cố kết thấm 1.4.2 Đặc điểm phạm vi áp dụng phương pháp gia tải trước Nén trước tải trọng tĩnh phương pháp xử lý có hiệu đất yếu Tuy nhiên, trường hợp đất có hàm lượng sét lớn, độ dốc thủy lực ban đầu độ bền cấu trúc lớn đáng kể hiệu áp dụng phương pháp có hạn chế định 1.4.3 Nguyên lý tổng quát gia tải trước Kỹ thuật gia tải trước có hai dạng: - Chất tải trước với tải trọng lớn tải trọng cơng trình (Hình 1-7a) - Chất tải trước theo cấp tải trọng (Hình 1-7b) Trong trường hợp chất tải trước với gia tải lớn tải trọng cơng trình gia tải dỡ độ lún lại tải trọng cơng trình khơng khơng đáng kể Trường hợp chất tải nhiều đợt (Hình 1-7b) theo thời gian cố kết sức chống cắt gia tăng để chịu cấp tải trọng lớn hơn, với loại yếu chất tải lần bị Hình 1-7 Nguyên tắc chất tải trước phá hoại, tải trọng gia tải cấp thời gian chờ cần tính tốn cẩn trọng 1.5 Các phương pháp giải toán cố kết Phương pháp đồ giải; Phương pháp giải tích; Phương pháp số 1.6 Nghiên cứu ứng dụng giải pháp thoát nước thẳng đứng xử lý đất yếu 1.7 Các thành tựu đạt lĩnh vực nghiên cứu - Phát triển hồn chỉnh lý thuyết tính tốn cố kết bấc thấm: Terzaghi (1925); Carrilo (1942); Barron (1948); Hansbo (1981) - Các phương pháp tính: phát triển phương pháp giải tích, phương pháp số - Nghiên cứu đặc trưng cố kết (Kh, Kv, Ch, Cv, Cc, Cs, Pc,…), đặc trưng cường độ Su, thông số độ bền, xây dựng tương quan đại lượng,… 1.8 Những vấn đề tồn 1.8.1 Những tồn đánh giá hiệu xử lý (độ cố kết) - Đánh giá ĐCK theo đo lún ALNLR khác nhiều - Hạn chế thiết bị, chưa đánh giá ĐCK trung bình nền; mặt cắt bố trí thưa nên khơng phát kịp thời cố xảy 1.8.2 Những tồn đánh giá đặc trưng học đất - Khó khăn thơng số, đặc trưng học đất (Cc, Cs,…) để tính toán giai đoạn sơ khai dự án mà thí nghiệm chưa đầy đủ - Xác định đặc tính sức kháng cắt khơng nước đất (Su) để đánh giá hiệu xủa lý gặp lúng túng phạm vi áp dụng công thức (V.6) 22TCN-262 chưa làm rõ 1.8.3 Những tồn áp dụng mơ hình số tính tốn Hiện phương pháp số giải hầu hết toán địa kỹ thuật Với phương pháp thơng số đầu vào giữ vai trò định đến tính chuẩn xác kết tính, đòi hỏi người dùng phải lựa chọn mơ hình đất thơng số mơ hình phù hợp Đây vấn đề chưa nghiên cứu nhiều Việt Nam chưa đề cập đến tiêu chuẩn hay tài liệu hướng dẫn 1.9 Hướng nghiên cứu luận án - Nghiên cứu lựa chọn phương pháp xác định ĐCK phù hợp cho giai đoạn cố kết đề bố trí quan trắc hợp lý để nâng cao hiệu quan trắc trường - Nghiên cứu lựa chọn hàm dự báo số nén Cc, số nở Cs phù hợp cho địa chất vùng đồng Việt Nam - Làm rõ phạm vi áp dụng công thức (V.6) 22TCN 262-2000 dự tính sức chống cắt khơng nước đất (Su) đề nghị cơng thức dự tính Su áp dụng thời điểm cố kết - Nghiên cứu mơ hình đất dùng phổ biến phân tích địa kỹ thuật Phân tích, lựa chọn mơ hình đất phù hợp cho toán cố kết sét yếu 1.10 Kết luận Chương Qua phân tích đánh giá cố cơng trình đất yếu thấy nguyên nhân chủ yếu sau: - Đánh giá sai độ cố kết, đặc trưng học, đặc trưng cường độ đất dẫn đến đưa ứng xử khơng thích đáng gia tải, tăng tải hay dỡ tải - Tính tốn lý thuyết trị số độ lún, thời gian lún ổn định,… khác nhiều so với thực tế xây dựng cơng trình tính tốn lựa chọn thơng số tính tốn khơng phù hợp, khơng sát với địa chất đất nền, việc dẫn đến đưa định sai kế hoạch thi công xây dựng, kế hoạch khai thác vấn đề phát sinh phải xử lý trình sử dụng cơng trình Để nghiên cứu giải pháp nhằm hạn chế tồn này, nội dung nghiên cứu luận án đặt trình bày chương tới CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM MƠ HÌNH NỀN SÉT YẾU ĐƯỢC GIA TẢI TRƯỚC KẾT HỢP THOÁT NƯỚC THẲNG ĐỨNG 2.1 Đặt vấn đề MHVL loại công cụ sử dụng rộng rãi khoa học Ưu điểm MHVL tái q trình diễn biến, đặc tính vật lý, trạng thái đối tượng nghiên cứu, đặc biệt bố trí thiết bị quan trắc nhiều điểm để đánh giá tổng thể chung vấn đề mà thực tế khó làm Tuy nhiên, mức độ xác nên xem chấp nhận được, mơi trường địa chất thực tế đa dạng phức tạp, mơ hình khơng chứa đựng tất đặc điểm môi trường thực mà giữ lại đặc điểm Ở MHVL nghiên cứu vấn đề cố kết thấm Các phát từ MHVL với bổ sung nghiên cứu cơng trình thực tế làm sở khoa học cho nghiên cứu đề xuất luận án 2.2 Mục đích nghiên cứu mơ hình vật lý - Nghiên cứu biến thiên đặc trưng cố kết đất yếu (ALNLR, lún, ) - Sử dụng số liệu quan trắc lún, ALNLR để đánh giá độ cố kết tham chiếu kết tính tốn phương pháp số - Hình thành trạng thái đất cố kết 50% 90% phục vụ nghiên cứu đặc tính học, làm sở liệu tham chiếu cho nghiên cứu lý thuyết 2.3 Các trường hợp thí nghiệm mơ hình Trong xử lý gia tải trước, nhìn chung ĐCK đạt 50% cường độ đạt mức phát triển cường độ nhanh giai đoạn đầu MHVL1 nghiên cứu đặc tính học đất cố kết 50% để thấy rõ vấn đề Hiện tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến xử lý đất yếu gia tải trước quy định mức cố kết 90% mức tối thiểu để dỡ tải chuyển sang thi cơng giai đoạn khác hạng mục cơng trình phía trên, nghiên cứu MHVL2 đánh giá đặc trưng học đất trạng thái cố kết 90% 2.4 Thiết kế mơ hình vật lý 2.4.1 Cấu tạo mơ hình Hình 2-5.Piezomete đo ALNLR Hình 2-6 Datalogger đọc liệu Hình 2-2 Sơ đồ cấu tạo MHVL 2.4.2 Chuẩn bị đất mơ hình vật lý Đất mơ hình đất sét lấy từ khu vực Yên Nghĩa, phía Tây thành phố Hà Nội Đất lấy chế bị tương đồng với đất sét yếu bão hòa nước 2.4.3 Vật liệu dùng MHVL (bấc thấm, vải địa kỹ thuật, cát vàng thô, ) 2.4.4 Bố trí thiết bị quan trắc mơ hình vật lý (ALNLR, lún) 2.4.5 Xác định tải trọng gia tải cho MHVL Tải trọng xác định dựa nguyên tắc: i) Tải trọng gia tải < tải trọng phá hoại đất nền; ii) Tổng tải trọng gia tải nén trước ≥ 1,2 lần tổng tải trọng khai thác cơng trình; iii) Theo điều kiện cố kết trước nền, tải trọng gia tải yêu cầu phải đủ lớn để phát huy hiệu nước Q trình gia tải quan trắc 2 lún, ALNLR thực Gia tải p1 = 15 kN/m Chất đủ tải p= 25 kN/m Hình 2-10 Gia tải MHVL Hình 2-10 2.5 Kết quan trắc mơ hình vật lý 2.5.1 Kết quan trắc lún MHVL Bảng 2-5 Độ lún vị trí quan trắc thời điểm dừng quan trắc (t = 165 ngày) Độ sâu 25 cm 50 cm 75 cm Hình 2-11 Lún theo thời gian S (cm), cách bấc 15cm 6,56 4,09 1,97 S (cm), cách bấc 50cm 6,33 3,41 1,62 2.5.2 Kết quan trắc ALNLR MHVL Tại điểm đo lún đồng thời bố trí quan trắc ALNLR Kết quan trắc ALNLR thể Hình 2-12 Bảng 2-6 Bảng 2-6 ALNLR lớn vị trí quan trắc (giá trị đọc t = 22 ngày) Độ sâu 25 cm 50 cm 75 cm umax (kN/m2), cách bấc 15cm 16,34 15,27 13,61 umax (kN/m2), cách bấc 50cm 18,89 18,97 17,87 Hình 2-12 ALNLR theo thời gian MHVL nghiên cứu với chiều sâu đất yếu 1,0 m, nhỏ, tác dụng tải trọng gia tải điểm chịu tác động gần tức ALNLR điểm gần bấc thấm nhỏ điểm nằm xa bấc thấm nhanh chóng suy giảm nước thoát tốt theo đường thấm ALNLR tiêu tán nhanh làm tăng nhanh ứng suất hiệu gây lún nhiều điểm nằm xa bấc thấm Kết phù hợp với nghiên cứu lý thuyết 2.6 Đánh giá hiệu xử lý đất yếu thông qua độ cố kết 2.6.1 Q trình cố kết đất dính bão hòa nước Quá trình cố kết thấm đất phương pháp gia tải tĩnh, ALNLR dư hình thành từ trạng thái ban đầu có độ lớn siêu tải tiêu tan dần Hiệu suy giảm ALNLR lún đánh giá qua ĐCK 2.6.2 Phương pháp xác định độ cố kết theo áp lực nước lỗ rỗng ALNLR thặng dư tăng lên trình gia tải tiêu tán dần giá trị “0” cố kết đạt 100% ĐCK theo ALNLR: U %  u max  ut 100% (2-4) u max umax: ALNLR lớn nhất; ut: ALNLR thời điểm t (tại thời điểm đánh giá) Để tính ĐCK bình qn, cần lập phân bố ALNLR tồn chiều sâu 2.6.3 Xác định độ cố kết theo số liệu quan trắc lún Asaoka (1978) ĐCK tính tỷ số độ lún độ lún cuối cùng: U = St/S∞ Vì điểm mẫu chốt phương pháp dự báo độ lún cuối Phân tích Asaoka sử dụng giá trị đo lún thực tế, thiết lập tương quan Si ~ Si-1: Si = 0 + 1Si-1 Hoành độ điểm giao cắt đường Si ~ Si-1 với đường phân giác độ lún ổn định a) Lún theo thời gian b) Lập quan hệ Si ~ Si-1 nền: S   (2-8) Hình 2-15 Dự báo lún theo phương pháp Asaoka   1 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA ĐẤT SÉT YẾU 3.1 Đặt vấn đề Nghiên cứu xử lý vấn đề địa kỹ thuật đòi hỏi hiểu biết đặc tính học, biến dạng ứng xử khác đất Đất có tính chất khác rõ rệt với loại vật liệu khác tính phân tán tính rỗng chúng Do thay đổi tải trọng bên ngồi nước, đất có thay đổi độ ẩm thể tích Độ chặt, cường độ đặc trưng biến dạng tất bị thay đổi Như thấy, phần lớn cơng trình hư hỏng móng cơng trình, lún khơng đều, lún cục bộ…Ngun nhân tính tốn thiết kế khơng dự kiến xác trạng thái đất, thiếu hiểu biết đặc trưng đất Nghiên cứu thực nghiệm MHVL thí nghiệm phòng định lượng thay đổi đặc tính học theo trạng thái cố kết nền; nghiên cứu hàm dự báo số nén C c lựa chọn hàm áp dụng phù hợp cho đất yếu vùng đồng Bắc Bộ Nam Bộ Ngoài ra, từ vấn đề thực tế, hiệu xử lý thường đánh giá gia tăng sức chống cắt khơng nước Su, việc xác định Su thí nghiệm trường khơng phải lúc thực Vì hợp lý xây dựng hàm dự báo đánh giá gia tăng Su thông qua tiêu lý ban đầu đất 3.2 Các đặc trưng vật lý đất Thí nghiệm phòng xác định tiêu vật lý đất với số lượng 13 mẫu tương ứng với đất trạng thái: Ban đầu (01 mẫu), cố kết 50% (MHVL1: mẫu) cố kết 90% (MHVL2: mẫu) Mẫu lấy độ sâu 25 cm, 50 cm 75 cm vị trí cách bấc thấm 15 cm 50 cm Kết thí nghiệm: độ ẩm trung bình giảm 30,6% cố kết 50%, giảm 52,4% cố kết 90%; Độ rỗng giảm 26,8% 42,0%; Khối lượng riêng đất tăng 5,8% đến 5,9% Nghiên cứu cho thấy, tác dụng nước bấc thấm có hiệu rõ rệt vùng gần bấc thấm Nghiên cứu đặc trưng học đất đánh giá thay đổi đặc trưng theo trạng thái cố kết đất Luận án nghiên cứu thí nghiệm phòng với 13 mẫu đất nêu trên, chi tiết thí nghiệm Bảng 3-1 Bảng 3-1 Khối lượng thí nghiệm phòng xác định đặc trưng học Trường hợp thí nghiệm Nền ban đầu Nền cố kết 50% Nền cố kết 90% TN hệ số thấm (mẫu) 6 TN nén ba trục CU (mẫu) 6 TN nén cố kết (mẫu) 6 TN cắt cánh (lần) 5 3.3 Đặc trưng cho khả thấm đất (hệ số thấm) 3.3.1 Hệ số thấm theo phương đứng kv Theo trình cố kết hệ số thấm giảm dần Kết thí nghiệm mẫu đất cho thấy: Khi đất cố kết 50%, hệ số thấm giảm 34,5%, cố kết 11 90% hệ số thấm giảm 43,1% so với ban đầu chưa xử lý 3.3.2 Hệ số thấm theo phương ngang kh Do hạn chế thiết bị thí nghiệm, hệ số thấm theo phương ngang khơng xác định từ thí nghiệm mà lấy theo kinh nghiệm 3.4 Đặc trưng biến dạng thơng số độ bền đất Thí nghiệm nén ba trục (CU) xác định thông số độ bền (cu, ccu, ’cu, c’cu) xây dựng quan hệ ứng suất – biến dạng 3.5 Đặc trưng khả cố kết đất (hệ số cố kết) 3.5.1 Hệ số cố kết theo phương đứng Cv Nghiên cứu xác định hệ số cố kết với thí nghiệm nén cố kết trục 3.5.2 Hệ số cố kết theo phương ngang Ch Thí nghiệm xác định trực tiếp hệ số cố kết theo phương ngang thường khó khăn thiết bị thí nghiệm, phương thức lấy mẫu cách tiến hành thí nghiệm Trong tính tốn luận án, Ch xác định ngược từ số liệu quan trắc lún Asaoka nêu công thức (2-12): C h   d e F ln( 1 ) t 3.6 Đặc trưng cố kết trước đất (áp lực tiền cố kết p) Nghiên cứu xác định áp lực tiền cố kết mẫu đất sau cố kết 50% 90% thí nghiệm nén cố kết 3.7 Đặc trưng tính nén lún đất, số nén Cc 3.7.1 Xác định số nén Cc từ thí nghiệm nén cố kết 3.7.2 Các hàm dự báo số nén Cc Nghiên cứu hàm dự báo Cc tác giả nước đánh giá có độ xác cao Các hàm dự tính số nén (Cc) theo thông số giới hạn chảy (LL), độ ẩm ban đầu (w0), hệ số rỗng ban đầu (e0) 3.7.3 Lựa chọn hàm dự báo phù hợp cho vùng đồng Việt Nam Nhằm lựa chọn hàm dự báo phù hợp cho đất sét yếu vùng đồng Bắc Bộ Nam Bộ, luận án nghiên cứu số liệu khảo sát địa chất dự án trọng điểm thuộc vùng đất yếu điển hình đồng Bắc Bộ (Hà Nội, Hải Phòng, Nam Định, Ninh Bình) Nam Bộ (TP Hồ Chí Minh, Sóc Trăng, Cần Thơ, Bà Rịa -Vũng Tàu, Đồng Tháp) Tổng số mẫu xem xét đánh giá 250 mẫu Kết kiểm tra cho thấy hàm dự báo tác giả nước phù hợp với địa chất Việt Nam hơn, có hàm có sai số trung bình 15% là: Hàm số 16: Cc =0,0021 w0+0,0027 LL+0,328 e0-0,259; sai số trung bình 11,9% Hàm số 13: Cc = 0,0105 w0 + 0,0022 LL - 0,2; sai số trung bình 13,0% Hàm số 9: Cc = 0,37(e0+0,003LL+0,0004w0 - 0,34); sai số 12,9% Độ lệch chuẩn tương đối nhỏ, 0,028; 0,042 0,056 Nhìn 12 chung hàm sử dụng nhiều thông số đầu vào (2 đến thông số), nhiên tiêu vật lý đơn giản dễ dàng xác định thí nghiệm phòng Vì trường hợp khơng có điều kiện thí nghiệm trực tiếp để xác định số nén Cc, khuyến nghị nên sử dụng hàm 3.8 Đặc trưng tính nén lún đất, số nở Cs 3.8.1 Xác định số nở Cs từ thí nghiệm nén cố kết 3.8.2 Chỉ số nở Cs ước lượng theo kinh nghiệm Từ kết thí nghiệm nén khơng nở hông (oedometer), nhà nghiên cứu thừa nhận ước lượng: 4Cs < Cc