Nghiên cứu ảnh hưởng của cường độ chống cắt đất không bão hòa đến sự ổn định đập đất

- 152 - Phô lôc - 153 - Phô lôc I Hiệu chuẩn thiết bị đo lực đo áp lực nước lỗ rỗng luận án - 154 - Hiệu chuẩn cảm biến đo áp lực nước lỗ rỗng Bảng I.1 Kết hiệu chuẩn cảm biến đo áp lực nước lỗ rỗng Thứ tự 10 11 12 13 Lùc kPa 10 20 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Chỉ thị cảm biến kPa 0,2 10,1 20,3 49,0 100,0 151,0 201,0 248,0 299,0 352,0 399,0 451,0 502,0 600 y = 0,9981x + 0,2158 Lực nén, (kPa) 500 R =1 400 300 200 100 0 100 200 300 400 500 Số đọc đồng hồ nối với cảm biến, (kPa) 600 - 155 - Hiệu chuẩn vòng đo lực máy cắt ba trục Bảng I.2 Kết hiệu chuẩn vòng đo lực máy cắt ba trục Thứ tự Lực nén Chỉ thị đồng hồ đo lực 10 11 12 N 21 50 100 151 201 251 305 351 402 452 500 Div ( 10-3 mm) 10 24 48 72 96 120 146 168 192 216 239 600 y = 2,0919x - 0,0133 Lực nén, (N) 500 R =1 400 300 200 100 0 50 100 150 200 Số đọc đồng hồ đo lực, (Div) 250 300 - 156 - Hiệu chuẩn vòng đo lực máy cắt trực tiếp Bảng I.3 Kết hiệu chuẩn vòng đo lực máy cắt trực tiếp Thứ tự Lực nén Chỉ thị đồng hồ đo lực 10 11 12 13 N 50 100 150 175 200 225 250 275 350 400 450 500 Div ( 10-2 mm) 0,0 9,0 18,0 27,0 31,8 36,2 40,8 45,0 50,0 63,0 72,0 81,0 90,0 600 y = 5,5556x - 0,3775 Lực nén, (N) 500 R =1 400 300 200 100 0 20 40 60 Số đọc đồng hồ đo lực, (Div) 80 100 - 157 - Phơ lơc II KÕt qu¶ thÝ nghiệm xác định đường cong đặc trưng đất-nước cho mẫu đất thí nghiệm - 158 - Bảng II.1 Kết thí nghiệm xác định SWCC cho mẫu vật liệu đầm nén Khe Cát Lực hút dính, (ua-uw) Trọng lượng dao + mẫu đất ổn định Thể tích nước mẫu đất, Vw Độ ẩm thể tích, qw (kPa) (G) (cm3) 158,03 27,34 0,456 10 155,55 24,86 0,414 20 155,12 24,43 0,407 50 154,45 23,76 0,396 100 152,66 21,97 0,366 200 151,76 21,07 0,351 400 151,37 20,68 0,345 Bảng II.2 Kết thí nghiệm xác định SWCC cho mẫu vật liệu đầm nén Sông Sắt Lực hút dính, (ua-uw) Trọng lượng dao + mẫu đất ổn định Thể tích nước mẫu đất, Vw Độ ẩm thÓ tÝch, qw (kPa) (G) (cm3) 166,71 20,90 0,348 10 164,86 19,05 0,318 20 164,55 18,74 0,312 40 163,90 18,09 0,302 80 162,80 16,99 0,283 160 161,89 16,08 0,268 320 161,69 15,88 0,265 - 159 - B¶ng II.3 KÕt thí nghiệm xác định SWCC cho mẫu vật liệu đầm nén Sông Sắt Lực hút dính, (ua-uw) Trọng lượng dao + mẫu đất ổn định Thể tích nước mẫu đất, Vw Độ ẩm thể tích, qw (kPa) (G) (cm3) 177,76 20,67 0,345 10 177,22 20,13 0,336 20 176,90 19,81 0,330 50 176,12 19,03 0,317 100 175,35 18,26 0,304 200 174,88 17,79 0,297 400 174,56 17,47 0,291 Bảng II.4 Kết thí nghiệm xác định SWCC cho mẫu vật liệu đầm nén Sông Sắt Lực hút dính, (ua-uw) Trọng lượng dao + mẫu đất ổn định Thể tích nước mẫu đất, Vw Độ Èm thÓ tÝch, qw (kPa) (G) (cm3) 181,40 23,39 0,390 10 179,07 21,06 0,351 20 178,09 20,08 0,335 50 176,45 18,44 0,307 100 175,76 17,75 0,296 200 175,32 17,31 0,289 400 175,00 16,99 0,283 - 160 - B¶ng II.5 Kết thí nghiệm xác định SWCC cho mẫu đất Yên Bái Lực hút dính, (ua-uw) Trọng lượng dao + mẫu đất ổn định Thể tích nước mẫu đất, Vw Độ ẩm thể tích, qw (kPa) (G) (cm3) 144,58 26,79 0,447 10 134,89 17,10 0,285 20 134,47 16,68 0,278 50 132,71 14,92 0,249 100 130,50 12,71 0,212 200 129,00 11,21 0,187 B¶ng II.6 KÕt qu¶ thÝ nghiệm xác định SWCC cho mẫu đất Yên Bái Lực hút dính, (ua-uw) Trọng lượng dao + mẫu đất ổn định Thể tích nước mẫu đất, Vw §é Èm thÓ tÝch, qw (kPa) (G) (cm3) 148,59 24,63 0,410 10 141,72 17,76 0,296 20 140,81 16,85 0,281 50 138,59 14,63 0,244 100 135,91 11,95 0,199 200 134,58 10,62 0,177 - 161 - B¶ng II.7 KÕt qu¶ thÝ nghiệm xác định SWCC cho mẫu đất Yên Bái Lực hút dính, (ua-uw) Trọng lượng dao + mẫu đất ổn định Thể tích nước mẫu đất, Vw §é Èm thÓ tÝch, qw (kPa) (G) (cm3) 149,11 29,75 0,496 10 143,96 24,60 0,410 20 143,13 23,77 0,396 50 140,52 21,16 0,353 100 138,02 18,66 0,311 200 136,20 16,84 0,281 Bảng II.8 Kết thí nghiệm xác định SWCC cho mẫu đất Yên Bái Lực hút dính, (ua-uw) Trọng lượng dao + mẫu đất ổn định Thể tích nước mẫu đất, Vw Độ ẩm thể tÝch, qw (kPa) (G) (cm3) 144,96 30,57 0,510 10 140,50 25,50 0,425 20 139,49 25,10 0,418 50 135,18 20,79 0,347 100 132,04 17,65 0,294 200 130,32 15,93 0,266 - 202 - Bảng V.2 Giá trị c toàn phần giá trị b tương ứng lớp đất không bão hòa thuộc khối chống thấm thân đập TT ua - uw Tính toán theo Fredlund Vanapalli (2001) Tính toán theo tác giả c b c b (kPa) (kPa) (§é) (kPa) (§é) 15,00 12,00 15,00 12,00 20 18,59 8,61 18,41 8,69 40 21,61 7,75 21,47 8,23 60 24,34 7,15 24,36 7,90 10 80 26,85 6,69 27,14 7,65 11 100 29,19 6,33 29,82 7,44 12 120 31,41 6,02 32,44 7,27 13 140 33,52 5,86 34,99 7,17 Bảng V.3 Giá trị c toàn phần giá trị b tương ứng lớp đất không bão hòa thuộc khối gia tải hạ l­u TT ua - u w TÝnh to¸n theo  Fredlund Vanapalli (2001) Tính toán theo tác giả c b c b (kPa) (kPa) (Độ) (kPa) (§é) 14 14,00 13,00 14,00 13,00 15 20 17,58 8,04 17,56 8,95 16 40 20,40 7,03 20,71 8,44 17 60 22,87 6,38 23,68 8,09 18 80 25,10 5,90 26,52 7,82 19 100 27,17 5,54 29,27 7,60 20 120 29,11 5,24 31,94 7,42 21 140 30,95 5,00 34,54 7,26 22 160 32,70 4,86 37,09 7,17 - 203 - 2.40 2.000 2.000 1.80 1.600 3.000 1.412 180 175 170 Cao ré (m) 165 13 12 22 11 10 21 160 Thượng lưu 155 Hạ lưu 19 18 Lõi chống thấm 150 20 14 15 16 17 Đống đá Tiêu nước 145 140 Nền đá gốc 135 130 125 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Kho¶ng c,ch (m) Hình V.8 Kết tính ổn định mái hạ lưu đập theo phương pháp lực dính toàn phần với b tính toán theo nghiên cứu Fredlund vµ Vanapalli (2001), Fs = 1,412 2.2 00 2.000 1.600 - 204 - 1.8 00 2.400 1.600 2.00 1.478 180 175 170 Cao ®é (m) 165 13 12 22 11 10 160 Thượng lưu 155 21 Hạ lưu 19 18 Lâi chèng thÊm 150 20 14 15 17 16 §èng đá Tiêu nước 145 140 Nền đá gốc 135 130 125 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Khoảng cách (m) Hình V.9 Kết tính ổn định mái hạ lưu đập theo phương pháp lực dính toàn phần với b tính toán theo nghiên cứu tác giả, Fs = 1,478 - 205 - Kết phân tích thấm qua đập đất hồ chứa khe cát phần mềm Seep/W 50 Cao độ (m) 40 30 Khối đất đắp 20 Đống đá Nền lớp 10 Tiªu n­íc NỊn líp NỊn líp 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 Khoảng cách (m) Hình V.10a Lưới phần tử hữu hạn tính toán thấm ổn định mái dốc Hình V.10b Đường phân bố áp lực nước lỗ rỗng thân đập 250 260 270 - 206 - Kết phân tích ổn định đập đất hồ chứa khe cát phần mềm SLOPE/W 50 Cao độ (m) 40 30 Khối đất đắp 20 Đống đá Nền lớp 10 Tiêu nước Nền lớp NỊn líp 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 Khoảng cách (m) Hình V.11 Mặt cắt tính toán ổn định theo phương pháp giả thiết không xét đến b Hình V.12 Kết tính ổn định theo phương pháp giả thiết không xÐt b, Fs = 2,573 260 270 - 207 - Hình V.13 Kết tính ổn định theo phương pháp gi¶ thiÕt b = ’, Fs = 2,705 - 208 - Bảng V.4 Giá trị c toàn phần giá trị b tương ứng lớp đất không bão hòa thuộc khối đất đắp nằm đường bão hòa TT ua - u w Tính toán theo Fredlund Vanapalli (2001) Tính toán theo tác giả c b c b (kPa) (kPa) (Độ) (kPa) (§é) 37,00 23,18 37,00 23,18 20 44,35 16,21 44,67 17,96 40 50,17 13,68 51,15 15,95 60 55,04 11,90 56,86 14,49 80 59,25 10,59 62,03 13,36 100 62,99 9,57 66,78 12,47 120 66,36 8,77 71,21 11,74 140 69,45 8,12 75,36 11,14 160 72,30 7,57 79,30 10,62 10 180 74,96 7,28 83,05 10,33 - 209 - Hình V.14 Kết tính ổn định theo phương pháp lực dính toàn phần với b tính toán theo nghiên cứu Fredlund Vanapalli (2001), Fs = 2,781 Hình V.15 Kết tính ổn định theo phương pháp lực dính toàn phần với b tính toán theo nghiên cứu tác giả, Fs = 2,794 - 210 - Mái dốc tự nhiên Hình V.16 Mái dốc tự nhiên thành phố Yên Bái - 211 - Kết phân tích thấm qua mái dốc phần mềm Seep/W 72 70 Đất tàn tÝch 68 66 Cao ®é (m) 64 62 60 58 Đất phong hóa mạnh đến hoàn toàn 56 54 Nền ®¸ gèc 52 50 12 15 18 21 24 27 30 Khoảng cách (m) Hình V.17 Lưới phần tử hữu hạn tính toán thấm ổn định mái dốc Hình V.18 Đường phân bố áp lực nước lỗ rỗng thân mái dốc - 212 - Kết phân tích ổn định mái dốc phần mềm SLOPE/W 72 70 Đất tàn tích 68 66 Đất phong hóa mạnh đến hoàn toàn Cao ®é (m) 64 62 60 58 NỊn ®¸ gèc 56 54 52 50 12 15 18 21 24 27 30 Khoảng cách (m) Hình V.19 Mặt cắt tính toán ổn định theo phương pháp giả thiết không xét đến b 02 1.0 30 - 213 - 1.0 40 02 1.018 72 70 68 66 Cao ®é (m) 64 62 60 58 56 54 52 50 12 15 18 21 24 27 30 Khoảng cách (m) Hình V.20 Kết tính ổn định theo phương pháp giả thiết không xét b, Fs = 1,018 72 70 Đất tàn tích 68 66 1.2 Đất phong hóa mạnh đến hoàn toàn 1.250 56 Cao ®é (m) 64 80 62 2.120 60 58 Nền đá gốc 56 54 52 50 12 15 18 21 24 27 30 Khoảng cách (m) Hình V.21 Kết tính ổn định theo phương pháp giả thiết b = , Fs = 1,250 - 214 - Bảng V.5 Giá trị c toàn phần giá trị b tương ứng lớp đất không bão hòa thuộc lớp đất tàn tích TT ua - uw Tính toán theo Fredlund Vanapalli (2001) Tính toán theo tác giả c b c b (kPa) (kPa) (Độ) (kPa) (§é) 60 27,92 4,31 28,24 6,40 80 29,43 3,53 30,49 5,90 100 30,66 2,98 32,55 5,50 120 31,70 2,57 34,48 5,18 140 32,60 2,25 36,29 4,92 160 33,38 2,09 38,01 4,77 Bảng V.6 Giá trị c toàn phần giá trị b tương ứng lớp đất không bão hòa thuộc lớp phong hóa mạnh đến hoàn toàn TT ua - uw Tính toán theo Fredlund Vanapalli (2001) Tính toán theo tác giả c b c b (kPa) (kPa) (§é) (kPa) (§é) 18,00 22,52 18,00 22,52 20 22,32 5,22 21,53 6,17 40 24,15 2,81 23,69 4,86 10 60 25,13 1,64 25,39 4,10 11 80 25,70 0,99 26,82 3,57 12 100 26,04 0,60 28,07 3,19 13 120 26,25 0,35 29,18 2,89 14 140 26,38 0,24 30,19 2,73 - 215 - 72 14 §Êt tµn tÝch 68 13 66 12 39 Cao ®é (m) 64 11 62 10 60 1.258 84 2.430 58 32 70 Nền đá gốc 56 54 Đất phong hóa mạnh đến hoàn toàn 52 50 12 15 18 21 24 27 30 Kho¶ng cách (m) Hình V.22 Kết tính ổn định mái dốc theo phương pháp lực dính toàn phần với b tính toán theo nghiên cứu Fredlund Vanapalli (2001), Fs = 1,258 - 216 - 72 70 14 Đất tàn tích 68 13 12 1.284 40 64 Cao ®é (m) 08 66 11 62 10 60 2.144 58 56 Nền đá gốc Đất phong hóa mạnh ®Õn hoµn toµn 54 52 50 12 15 18 21 24 27 30 Khoảng cách (m) Hình V.23 Kết tính ổn định mái dốc theo phương pháp lực dính toàn phần với b tính toán theo nghiên cứu tác giả, Fs = 1,284 ... xác định đường cong đặc trưng đất- nước cho mẫu đất thí nghiệm - 158 - Bảng II.1 Kết thí nghiệm xác định SWCC cho mẫu vật liệu đầm nén Khe Cát Lực hút dính, (ua-uw) Trọng lượng dao + mẫu đất ổn định. .. 0,283 - 160 - Bảng II.5 Kết thí nghiệm xác định SWCC cho mẫu đất Yên Bái Lực hút dính, (ua-uw) Trọng lượng dao + mẫu đất ổn định Thể tích nước mẫu đất, Vw Độ ẩm thÓ tÝch, qw (kPa) (G) (cm3) 144,58... 11,21 0,187 Bảng II.6 Kết thí nghiệm xác định SWCC cho mẫu đất Yên Bái Lực hút dính, (ua-uw) Trọng lượng dao + mẫu đất ổn định Thể tích nước mẫu đất, Vw Độ ẩm thể tích, qw (kPa) (G) (cm3) 148,59