Nghiên cứu phương pháp tính lún cho nền đất yếu được gia cố trụ đất xi măng (tt)

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, tốc độ phát hệ thống đường giao thông đáp ứng nhu cầu giao thông ngày tăng, đặc biệt nút giao thông đô thị lớn thường xuyên xảy ùn tắc giao thơng, gây khơng khó khăn cho phát triển kinh tế xã hội nói chung việc sinh hoạt, lại người dân nói riêng Trong bối cảnh đó, hầm chui giải pháp tối ưu để giải ùn tắc giao thông nút giao thông Tuy nhiên, hầm chui quy hoạch nơi có địa chất yếu đòi hỏi phải xử lí, gia cố đất yếu trụ đất xi măng Ví dụ hầm chui Thanh Xuân, Hà Nội hầm chui Việt Nam sử dụng trụ đất xi măng để gia cố Hình Hầm chui Thanh Xuân gia cố trụ đất xi măng Hình Mơ hình gia cố hầm chui trụ đất xi măng Ngoài ứng dụng gia cố hầm chui, trụ đất xi măng sử dụng để gia cố móng bè đỡ sàn tầng hầm tòa nhà thấp tầng Ở Việt Nam có nhiều nghiên cứu trụ đất xi măng, nhiên đa số nghiên cứu thực chủ yếu thí nghiệm phòng, chưa nghiên cứu nhiều lý thuyết tính lún thí nghiệm trường Do tác giả tiến hành nghiên cứu phương pháp tính lún cho đất yếu gia cố trụ đất xi măng Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu đề xuất phương pháp tính lún ổn định tính lún theo thời gian cho đất yếu gia cố trụ đất xi măng Theo đó, cơng thức tính lún thân khối gia cố, tác giả có xét đến sức chống cắt đất xung quanh khối gia cố Đồng thời công thức tính lún theo thời gian gia cố, tác giả có xét đến tính thấm trụ đất xi măng Bên cạnh tác giả phân tích ảnh hưởng áp lực ngang đến mô đun đàn hồi vật liệu trụ, từ đề xuất tương quan mơ đun đàn hồi vật liệu trụ từ thí nghiệm nén trục mô đun đàn hồi vật liệu trụ từ thí nghiệm nén đơn Phương pháp nghiên cứu Trên sở tổng quan nghiên cứu nước tiêu chuẩn TCVN 9403:2012 Tác giả đề xuất phương pháp giải tích tính lún ổn định tính lún theo thời gian cho đất yếu gia cố trụ đất xi măng Bên cạnh tác giả tiến hành thí nghiệm trường phòng để phục vụ cho việc tính lún Sau tác giả tiến hành kiểm chứng phương pháp giải tích đề xuất thí nghiệm trường ngồi nước, đồng thời tác giả kiểm chứng thêm phương pháp Phần tử hữu hạn Tính khoa học thực tiễn nghiên cứu Nghiên cứu đề xuất phương pháp giải tích tính lún ổn định tính theo thời gian cho đất yếu gia cố trụ đất xi măng phù hợp với thực tế việc xét thêm ảnh hưởng sức chống cắt đất xung quanh khối gia cố hệ số thấm trụ đất xi măng Bên cạnh tác giả đề xuất tương quan mơ đun đàn hồi vật liệu trụ thu từ thí nghiệm nén trục thí nghiệm nén trục Từ góp phần làm cho kết tính tốn biến dạng, tính lún theo thời gian đất yếu gia cố trụ đất xi măng hợp lí hơn, đồng nghĩa với việc giúp cho giải pháp xử lí đất yếu trụ đất xi măng phù hợp với thực tế hơn, kiểm soát tốt kinh tế Điểm luận án 5.1 Nghiên cứu, đề xuất phương pháp tính lún ổn định thân khối gia cố, có xét đến sức chống cắt đất xung quanh khối gia cố sau: S1  qH H (1  ) aEC  1  a E S 5.2 Nghiên cứu, đề xuất phương pháp tính lún theo thời gian đất yếu gia cố trụ đất xi măng, có xét đến tính thấm biến dạng trụ đất xi măng 5.3 Nghiên cứu, đề xuất tương quan mô đun đàn hồi vật liệu trụ thu từ thí nghiệm nén trục thí nghiệm nén trục nở hơng sau: (Ecol)nén3trục ≈ (1,65÷3,7)(Ecol)nénđơn Cấu trúc luận án Luận án có phần: thuyết minh (100 trang) phụ lục (29 trang) Thuyết minh gồm phần: Mở đầu, Chương 1, Chương 2, Chương 3, Chương 4, Kết luận - kiến nghị Phụ lục gồm phần: Hồ sơ kiểm định thiết bị, kết thí nghiệm phòng kết tính tốn từ phương pháp Phần tử hữu hạn Phạm vi nghiên cứu Trong nghiên cứu tính lún ổn định, tác giả tập trung cho độ lún thân khối gia cố Nghiên cứu thực với đất khu vực xã Phước Nhơn, huyện Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long, nơi có địa chất đặc trưng cho vùng Đồng Bằng Sơng Cửu Long CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH LÚN CHO NỀN ĐẤT YẾU ĐƯỢC GIA CỐ TRỤ ĐẤT XI MĂNG 1.1 Tổng quan việc xác định lún ổn định thân khối gia cố 1.1.1 Tiêu chuẩn Việt Nam, Thụy Điển [1] Theo độ lún gia cố chia thành độ lún thành phần S1 độ lún thân khối gia cố S2 độ lún bên khối gia cố hình 1.1 Hình 1.1 Các độ lún thành phần gia cố Độ lún thân khối gia cố tính sau: S1  qH qH  Etb aEC  1  a E S (1.1) Theo cách tính độ lún S1 thân khối gia cố cơng thức (1.1) phương pháp bỏ qua sức chống cắt đất xung quanh khối gia cố 1.1.2 Tiêu chuẩn Trung Quốc số nước Châu Âu [2] [3] Độ lún S1 thân khối gia cố xác định sau: S1  P0  P0 Z L Etđ (1.2) Theo cách tính độ lún S1 thân khối gia cố cơng thức (1.2) phương pháp bỏ qua sức chống cắt đất xung quanh khối gia cố Tuy nhiên phương pháp có xét thêm trọng lượng thân trụ đất xi măng 1.2 Tổng quan việc xác định độ lún theo thời gian gia cố Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9403-2012 biến dạng theo thời gian đất yếu gia cố trụ đất xi măng định yếu tố tính thấm trụ đất xi măng phân bố ứng suất nền.[1] 1.2.1 Phương pháp Thụy Điển [9]   2C t  U t   exp  h   R f n   Trong (1.15) Ut: Độ cố kết đất gia cố trụ đất xi măng Ch: Hệ số cố kết ngang đất gia cố trụ đất xi măng t: Thời gian cố kết R: Bán kính ảnh hưởng trụ đất xi măng R= 0,56c f ( n)  1   n  1 k soil   ln( n )  , 75  (  )  LD  n   n 4.n   n r k col  n 2 (1.16) 1.3 Tổng quan mô đun đàn hồi đất xi măng 1.3.1 Nghiên cứu Kitazume [15] Trong nén trục áp lực buồng khơng cường độ chịu nén thu 120% cường độ chịu nén thu từ thí nghiệm nén đơn Khi áp lực buồng tăng 2% cường độ chịu nén cường độ chịu nén thu từ thí nghiệm nén trục 180% cường độ chịu nén thu từ thí nghiệm nén đơn 1.3.2 Nghiên cứu Baker [16] Thí nghiệm trường Baker công trường Loftaan miền nam Goteborg, Thụy Điển cho kết mô đun đàn hồi vật liệu trụ từ thí nghiệm nén tĩnh trường Ec = 220MPa, kết từ thí nghiệm nén đơn Ec = 60MPa Nhận xét: Từ số liệu thí nghiệm trường nêu cho thấy có chênh lệch đáng kể, từ (2,1÷3,7) lần mơ đun đàn hồi vật liệu trụ từ thí nghiệm nén tĩnh trường mô đun đàn hồi vật liệu trụ từ thí nghiệm nén đơn 1.5 Kết luận chương  Phần lớn phương pháp tính độ lún ổn định thân khối gia cố bỏ qua sức chống cắt đất xung quanh khối gia cố Với cách tính chưa phù hợp với thực tế, thiên an tồn khơng kinh tế Nên tác giả nghiên cứu, đề xuất phương pháp giải tích tính độ lún ổn định thân khối gia cố có xét đến sức chống cắt đất xung quanh khối gia cố  Các phương pháp tính lún theo thời gian đất yếu gia cố trụ đất xi măng quan điểm tác giả chưa thống tính thấm trụ đất xi măng Trong tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9403:2012 chưa có phương pháp hướng dẫn tính lún theo thời gian đất yếu gia cố trụ đất xi măng Do tác giả nghiên cứu, đề xuất phương pháp giải tích tính độ lún theo thời gian đất yếu gia cố trụ đất xi măng, có xét đến tính thấm biến dạng trụ đất xi măng  Khi tính tốn độ lún đất yếu gia cố trụ đất xi măng, giá trị mô đun đàn hồi chủ yếu lấy từ thí nghiệm nén trục có nở hơng thí nghiệm đơn giản phổ biến Tuy nhiên với cách xác định chưa phù hợp thực tế ngồi trường xung quanh trụ đất xi măng có áp lực ngang đất Nhiều kết thí nghiệm trường cho thấy khác biệt đáng kể, từ (2,1÷3,7) lần Do tác giả nghiên cứu, đề xuất tương quan mô đun đàn hồi vật liệu trụ từ thí nghiệm nén trục thí nghiệm nén trục nở hơng CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH LÚN CHO NỀN ĐẤT YẾU ĐƯỢC GIA CỐ TRỤ ĐẤT XI MĂNG 2.1 Phương pháp tính lún ổn định đất yếu gia cố trụ đất xi măng 2.1.1 Các phương pháp [1] [2] [4] [6] [5] Phần lớn phương pháp tính độ lún ổn định khối gia cố bảng 2.1, bỏ qua sức chống cắt đất xung quanh khối gia cố Với cách tính thiên an tồn, nhanh chóng chưa phù hợp với thực tế không kinh tế Bảng 2.1 Các phương pháp giải tích tính tốn độ lún ổn định thân khối gia cố Phương pháp Tiêu chuẩn Thụy Điển, Việt nam Độ lún thân khối gia cố S1 qH qH S1   Etb aEC  1  a E S Tiêu chuẩn Trung Quốc số nước Châu Âu S1  P0  P0 Z L Etđ S1  mvs  sH Tiêu chuẩn Nhật Bản John P.Carter (2011) Phương pháp Mikio Kubo (2011) S1 = (q1/Etb) x (2/3H1)  block S   dz   dz Eblock D D Phương pháp Alen Baker (2010) 2.1.2 Phương pháp đề xuất Trên sở tổng quan phương pháp nay, tác giả nghiên cứu, đề xuất phương pháp giải tích tính độ lún ổn định thân khối gia cố có xét đến sức chống cắt đất xung quanh khối gia cố Với cách tính phù hợp với thực tế kinh tế việc gia cố đất yếu trụ đất xi măng Hơn nữa, theo tiêu chuẩn Việt Nam 9403:2012: “Độ lún trung bình giảm ứng suất cắt đất, huy động bề mặt tiếp xúc theo chu vi khối với đất xung quanh Chỉ chuyển dịch nhỏ (vài mm) đủ để huy động sức kháng cắt đất” Xét khối đất yếu có chiều rộng B, chiều dài L, chiều cao H gia cố trụ đất xi măng: Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý phân bố tải trọng khối gia cố Chia khối gia cố thành nhiều lớp phân tố có chiều dài dz, lớp phân tố chịu lực đứng tác dụng sau: Hình 2.2 Lớp phân tố đất Biến dạng tương đối lớp phân tố tính sau:  q B.L  cu 2( B  L).dz B.L.Ekgc  dS   dz (2.1) (2.2) Từ tác giả đề xuất cơng thức tính độ lún S1 thân khối gia cố sau: H  q.B.L  cu 2( B  L)dz  S1    dz B.L.Ekgc    (2.3) Xem chiều dày lớp phân tố 1m, độ lún S1 thân khối gia cố tính sau: S1  H H q  2( B  L)  dz  cu dz    Ekgc  qB.L  (2.4) Để giải phương trình 2.4, ta tính tốn tích phân nhỏ sau: Đặt: H P  1dz (2.5) 2( B  L ) cu dz qB.L 0 H Q (2.6) Theo Schofield Worth, [19] sức chống cắt đất xác định sau: cu  M ,    v exp(  )  (2.7) Khi phương trình 2.6 trở thành: H Q    zdz (2.8) Với η số tính sau:   BL   M exp(  ) qBL  (2.9)   0,434Cc (2.10)   0,434Cr (2.11) M  sin   sin  , , (2.12) Tóm lại độ lún S1 thân khối gia cố tính sau: S1  H H  q  qH H dz   zdz   (1  )   Ekgc   aEC  1  a ES (2.13) 2.2 Phương pháp tính lún theo thời gian đất yếu gia cố trụ đất xi măng 2.2.1 Các phương pháp [9] [12] Các phương pháp tính lún theo thời gian đất yếu gia cố trụ đất xi măng quan điểm tác giả tính thấm trụ đất xi măng định phương pháp tính lún theo thời gian cho gia cố bảng 2.2 Bảng 2.2 Các phương pháp giải tích tính toán độ lún theo thời gian gia cố Phương pháp Thông số công thức   2C t  U t   exp  h   R f n   Tiêu chuẩn Thụy Điển  w  k stab  0.043  exp   0.004qu  k soil  w0  Ahnberg (2003) Sc  mv* H  1   H1  , Jonh Brown (2016) 2.2.2 Phương pháp đề xuất Xét đất yếu gia cố trụ đất xi măng hình 2.3 xem hệ số thấm trụ nhỏ hay với hệ số thấm đất xung quanh Do mô đun biến dạng khối gia cố lớn mô đun biến dạng đất tự nhiên nên hệ số nén lún tương đối khối gia cố nhỏ hệ số nén lún tương đối đất tự nhiên, điều làm cho hệ số cố kết khối gia cố tăng lên, làm trình cố kết chiều xảy nhanh Do trụ đất xi măng khơng đóng vai trò nước, mà trụ đất xi măng góp phần làm giảm hệ số nén lún tương đối đất tự nhiên 10 CV2 kV2 Hình 2.3 Nền gia cố trụ đất xi măng Giả thuyết hệ số thấm trụ với hệ số thấm đất xung quanh kv1 Khi hệ số cố kết khối gia cố tính sau: Cvkgc=kv1/(a0kgc.γn) (2.14) Từ hệ số nén lún tương đối khối gia cố xác định sau: a0kgc=β/Ekgc (2.15) Mô đun biến dạng khối gia cố xác định sau: Ekgc= a.Ecol + (1-a).Esoil ( với a tỷ diện tích thay đất xi măng) Hệ số cố kết gia cố xác định sau: Cvtd  H2  hi   C vi  Nhân tố thời gian Tv xác định sau: 11     (2.16) 1 h1 h2 kV1 CVkgc Tv  Cvtd t h2 (2.17) Do mơ hình nước biên nên độ cố kết Ut xác định sau: Ut  1  e  2 Tv (2.18) Độ lún theo ổn định gia cố xác định sau: S   p  p  Cc H  log  1 e  p0  (2.19) Từ ta xác định độ lún theo thời gian gia cố sau: St = Ut S∞ (2.20) 2.4 Kết luận chương  Cơng thức giải tích đề xuất để tính độ lún ổn định thân khối gia cố mục 2.1.2, dễ áp dụng, cho kết nhỏ so với phương pháp nên kinh tế  Phương pháp giải tích đề xuất để tính độ lún theo thời gian gia cố mục 2.2.2 dễ dàng áp dụng, phù hợp với việc dự tính nhanh độ lún theo thời gian gia cố CHƯƠNG THÍ NGHIỆM TRONG PHỊNG VÀ HIỆN TRƯỜNG ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ LÚN ỔN ĐỊNH VÀ ĐỘ LÚN THEO THỜI GIAN CỦA NỀN ĐẤT YẾU ĐƯỢC GIA CỐ TRỤ ĐẤT XI MĂNG 3.1 Các thí nghiệm phòng xác định đặc trưng biến dạng thấm đất trộn xi măng 3.1.1 Thí nghiệm xác định mơ đun đàn hồi đất xi măng Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9403:2012, tính tốn độ lún S1 khối gia cố, thơng số Ec mơ đun đàn hồi vật liệu trụ [1] Hiện giá trị mô đun đàn hồi chủ yếu lấy từ thí nghiệm nén trục có nở hơng thí nghiệm đơn giản phổ biến Tuy nhiên với cách xác định chưa phù hợp thực tế ngồi trường xung quanh trụ đất xi 12 măng có áp lực ngang đất nền, thí nghiệm nén trục có nở hơng khơng có áp lực xung quanh mẫu thí nghiệm Do vậy, nguyên nhân gây khác biệt giá trị mô đun đàn hồi vật liệu trụ từ thí nghiệm nén tĩnh trường giá trị mô đun đàn hồi vật liệu trụ từ thí nghiệm nén trục có nở hơng Nhiều kết thí nghiệm trường cho thấy khác biệt đáng kể 3.1.1.1 Thí nghiệm nén đơn xác định mô đun đàn hồi đất xi măng Bảng 3.1 Kết nén đơn mẫu đất xi măng lấy trường Thời gian (ngày) qu (kg/cm2) E50 (MPa) 28 6,91 54,5 45 8,35 60,24 60 9,18 63 3.1.1.2 Thí nghiệm nén trục xác định mơ đun đàn hồi đất xi măng Thí nghiệm nén trục xác định giá trị E50 mẫu đất xi măng trộn trường tiến hành theo sơ đồ U-U với cấp áp lực ngang tăng từ 0kg/cm2 đến 7kg/cm2 Thí nghiệm trục xác định giá trị E50 nhằm phục vụ cho việc tính tốn biến dạng phân tích so sánh với E50 thí nghiệm nén trục nở hơng Tác giả tiến hành nén trục với nhiều cấp áp lực ngang khác để phân tích mức độ ảnh hưởng áp lực ngang đến mô đun đàn hồi đất xi măng Bảng 3.2 Kết nén trục với σ3= mẫu đất xi măng lấy trường Thời gian (ngày) 28 45 60 q (kg/cm2) 7,85 9,97 10,05 13 E50 (MPa) 58 65,83 67,48 Hình 3.4 Tương quan ứng suất, biến dạng với cấp áp lực buồng khác Kết cho thấy có chênh lệch đáng kể, từ (1,65÷3,7) lần mô đun đàn hồi vật liệu trụ từ thí nghiệm nén trục mơ đun đàn hồi vật liệu trụ từ thí nghiệm nén đơn 3.1.3 Thí nghiệm xác định tính thấm đất xi măng 3.1.3.1 Thí nghiệm với máy nén cố kết 3.1.3.2 Thí nghiệm với thiết bị thấm có cột áp thay đổi 3.1.3.3 Thí nghiệm với thiết bị xác định mác chống thấm bê tông 0.400 Hệ số thấm kv.E-7 (cm/s) 0.350 0.300 0.250 0.200 0.150 0.100 0.050 0.000 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Tỷ lệ xi măng đất (%) Kv từ thí nghiệm nén cố kết Thấm Nam Kinh TN chống thấm bê tơng TN JC Chai Hình 3.9 Hệ số thấm đất xi măng theo thí nghiệm khác 14 Từ kết thí nghiệm tính thấm đất xi măng cho thấy với áp lực nước 400kN/m2 ≈ 4at có mẫu bị nước thấm qua Điều có nghĩa đất xi măng có mác chống thấm 2at Mặt khác theo [21], với mác chống thấm bê tơng có khoảng giá trị hệ số thấm tương ứng thể bảng 3.5 Bảng 3.5 Tương quan mác chống thấm W hệ số thấm K TT Mác chống thấm W (at) 6 10 12 Hệ số thấm K (m/ngày) 0,4.10-5 ÷ 0,8.10-5 0,2.10-5 ÷ 0,3.10-5 0,12.10-5 ÷ 0,19.10-5 0,19.10-5 ÷ 0,07.10-5 0,07.10-5 ÷ 0,02.10-5  0,007.10-5 Do đất xi măng có mác chống thấm 2at có hệ số thấm từ 0,4.10-5 m/ngày đến 0,8.10-5 m/ngày Với khoảng giá trị hệ số thấm trụ đất xi măng nhỏ lần so với hệ số thấm đất xung quanh 3.2 Thí nghiệm trường xác định độ lún đất yếu gia cố trụ đất xi măng 3.2.1 Địa điểm thí nghiệm Thí nghiệm tiến hành huyện Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long, nơi có vùng đất yếu Đồng sông Cửu Long nhằm nghiên cứu biến dạng đất yếu gia cố trụ đất xi măng Theo đất phân bố với lớp mặt sét dẻo mềm có chiều dày từ 1,4m đến 2m, lớp sét dẻo có chiều dày từ 4m đến 6m, mực nước ngầm nằm độ sâu 0,8m 3.2.2 Chế tạo thiết bị thi công trụ đất xi măng trường 3.2.3 Mơ hình thí nghiệm Nghiên cứu thực ngồi trường Theo trụ đất xi măng có đường kính 110mm, chiều dài 1000mm tạo đất yếu hình 3.13 hình 3.14 15 0,295m 0,11m 0,295m 0,7m Hình 3.13 Mặt mơ hình thí nghiệm Khối Bê tơng nặng 2,5T T Tấm thép dày 10mm Trụ đất xi măng có d=0,11m, L=1m Thiết bị quan trắc lún đáy khối gia cố Hình 3.14 Mặt cắt mơ hình thí nghiệm 16 3.2.4 Kết thí nghiệm 12 15 20 22 25 27 t (ngày) S mặt 10 S đáy 15 S (mm) 20 Hình 3.21 Tương quan độ lún thời gian từ thí nghiệm trường Hình 3.27 Tương quan kết quan trắc kết từ Plaxis 3.3 Kết luận chương  Từ kết nén ba trục tác giả nhận thấy giá trị E50 vật liệu trụ xác định từ thí nghiệm nén trục lớn gấp (1,65÷3,7) lần giá trị E50 vật liệu trụ xác định từ thí nghiệm nén trục nở hơng  Theo phân tích tác giả, với hàm lượng xi măng 210kg/m3, hỗn hợp đất xi măng đạt mác chống thấm 2at, tương đương với hệ số thấm từ 0,4.10-5 m/ngày đến 0,8.10-5 m/ngày 17 CHƯƠNG KIỂM CHỨNG CÁC CƠNG THỨC ĐỀ XUẤT BẰNG CÁC THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG VÀ PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 4.1 Lún ổn định khối gia cố trụ đất xi măng 4.1.1 So sánh kết từ công thức đề xuất với kết quan trắc trường tác giả (trong mục 3.2) kết từ phương pháp phần tử hữu hạn Trong phần tác giả phân tích biến dạng khối gia cố phương pháp giải tích đề xuất, phương pháp tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9403:2012, phương pháp phần tử hữu hạn, sau so sánh với kết quan trắc trường tác giả Bảng 4.3 Thơng số vật liệu phân tích Plaxis Mô Vật liệu γunsat γsat E50ref kN/m3 kN/m3 kN/m2 Eoed Eur kN/m2 kN/m2 νur φ ψ k x,y,z hình kN/m2 độ độ m/day Vật c liệu Lớp (0-1m) Sét pha 16,5 17,8 359 359 1077 0,2 22 18,3 18,9 4807 4807 14421 0,2 41 17,2 18 63.103 0,2 250 8,4 4,7 10 dẻo HS -5 mềm Lớp (1-5m) Sét pha dẻo 12, 3,4 HS 10-5 cứng Trụ đất xi măng 210kg/ m3 18 32 0,86 10-5 MC Hình 4.4 Kết tính tốn độ lún thân khối gia cố theo phương pháp khác (tiêu chuẩn Thụy Điển, Trung Quốc, Việt Nam…) Nhận xét: Qua biểu đồ hình 4.4 ta thấy kết tính độ lún thân khối gia cố theo phương pháp phần tử hữu hạn, kết quan trắc công thức đề xuất tác giả tương đối xấp xi nhau, với sai số 8,76% 4.1.2 Phân tích, so sánh kết từ cơng thức đề xuất với kết quan trắc trường Jinchun Chai Hình 4.9 Kết tính tốn độ lún theo phương pháp Nhận xét: Qua biểu đồ hình 4.9 ta thấy kết tính tốn theo công thức đề xuất kết quan trắc trường Jinchun Chai xấp xỉ với sai số 5% 19 4.2 Độ lún theo thời gian gia cố trụ đất xi măng 4.2.1 So sánh kết từ phương pháp giải tích đề xuất kết quan trắc trường tác giả 12 15 18 21 24 27 30 33 40 45 t (ngày) Giải tích 10 Quan trắc 15 20 S (mm) Hình 4.12 Tương quan độ lún thời gian Nhận xét: Qua biểu đồ hình 4.12 ta thấy kết tính tốn theo công thức đề xuất xấp xỉ với số liệu quan trắc trường tác giả Tuy nhiên giai đoạn từ đến 18 ngày độ lún thực tế trường lớn nhanh tắt lún so với phương pháp giải tích 4.2.2 So sánh kết từ phương pháp giải tích đề xuất kết quan trắc trường Jinchun Chai 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 t (ngày) 0.05 0.1 0.15 Giải tích 0.2 Quan trắc 0.25 0.3 0.35 Hình 4.14 Tương quan độ lún thời gian 20 Nhận xét: Qua biểu đồ hình 4.14 ta thấy kết tính tốn theo công thức đề xuất tương đối xấp xỉ với số liệu quan trắc Jinchun Chai Tuy nhiên giai đoạn từ 50 đến 75 ngày độ lún thực tế trường lớn nhanh tắt lún so với phương pháp giải tích, tải trọng truyền sang trụ cố kết xong trước 150 ngày so với phương pháp giải tích 4.2.3 So sánh kết từ phương pháp giải tích đề xuất kết từ phương pháp Phần tử hữu hạn Trong phần tác giả sử dụng thông số vật liệu bảng 4.11 để phân tích lún theo thời gian, sau so sánh với kết thu từ phương pháp giải tích đề xuất Bảng 4.11 Thông số vật liệu giả định phân tích Plaxis Ký hiệu Đơn vị CDM Lớp Lớp Vật liệu - Mơ hình - hi m Đất xi măng LE Non-porous 6,0 Cát MC Drained 0,5 Bùn sét MC UnDrained 14,0 γunsat kN/m3 16,6 18,00 16,6 γsat kN/m3 20,00 17,30 kx m/day - 4,64E-04 ky m/day - 2,32E-04 Eref kN/m2 175000 20000 1050 0,25 0,20 0,33 ν cref kN/m2 - 1,00 11,00 φ ° - 30,00 28,00 ψ ° 0 21 Hình 4.16 Chuyển vị tổng thể gia cố Hình 4.17 Tương quan độ lún thời gian Từ kết hình 4.17 ta thấy kết thu từ phương pháp giải tích phương pháp Phần tử hữu hạn xấp xỉ 4.3 Kết luận chương  Qua việc kiểm chứng cơng thức giải tích đề xuất để tính độ lún ổn định khối gia cố thí nghiệm trường ngồi nước phương pháp phần tử hữu hạn mục 4.1 cho thấy cơng thức giải tích đề xuất phù hợp với thực tế, sai số so với số liệu quan trắc không 8,76%  Qua việc kiểm chứng cơng thức giải tích đề xuất để tính độ lún theo thời gian gia cố thí nghiệm trường ngồi nước phương pháp phần tử hữu hạn mục 4.2 cho thấy phương pháp đề xuất phù hợp với thực tế, sai số lớn 16% 22 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Kết luận Với cách tính độ lún S1 thân khối gia cố chưa xét đến sức chống cắt đất xung quanh khối gia cố chưa phù hợp với thực tế thiên an tồn Do tác giả đề xuất cơng thức tính S1 với việc xét thêm sức chống cắt đất xung quanh khối gia cố sau: S1  qH H (1  ) aEC  1  a E S Qua việc kiểm chứng cơng thức đề xuất thí nghiệm trường nước phương pháp phần tử hữu hạn mục 4.1 cho thấy Công thức đề xuất phù hợp với thực tế, thiên kinh tế sai số so với số liệu quan trắc không 8,76% Hiện nay, tiêu chuẩn trụ đất xi măng Việt Nam chưa có hướng dẫn cụ thể việc tính tốn độ lún theo thời gian gia cố trụ đất xi măng Nên tác giả đề xuất phương pháp giải tích để tính tốn độ lún theo thời gian gia cố trụ đất xi măng mục 2.2.2 Qua việc kiểm chứng phương pháp đề xuất thí nghiệm trường ngồi nước phương pháp phần tử hữu hạn mục 4.2 cho thấy phương pháp đề xuất phù hợp với thực tế, dễ áp dụng sai số lớn so với số liệu quan trắc 16% Khi tính tốn biến dạng gia cố trụ đất xi măng, mô đun đàn hồi vật liệu trụ chủ yếu lấy giá trị E50 từ thí nghiệm nén trục chưa phù hợp, điều kiện thực tế trụ đất xi măng có chịu áp lực ngang đất Từ kết thí nghiệm, tác giả nhận thấy giá trị E50 vật liệu trụ xác định từ thí nghiệm nén trục chênh lệch đáng kể so với giá trị E50 vật liệu trụ từ thí nghiệm nén trục, cụ thể (Ecol)nén3trục ≈ (1,65÷3,7)(Ecol)nénđơn 23 Theo phân tích tác giả, với hàm lượng xi măng 210kg/m3, hỗn hợp đất xi măng đạt mác chống thấm 2at, tương ứng với hệ số thấm từ 4,7.10-9cm/s đến 10-8cm/s Với khoảng giá trị hệ số thấm trụ đất xi măng nhỏ lần so với hệ số thấm đất xung quanh Từ đó, tính tốn độ lún theo thời gian gia cố trụ đất xi măng cần lưu ý trụ đất xi măng không đóng vai trò nước, mà trụ đất xi măng góp phần làm giảm hệ số nén lún tương đối khối gia cố, làm cho trình cố kết chiều xảy nhanh lún xảy Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9403:2012, tính lún cho gia cố, mơ đun đàn hồi vật liệu trụ xác định từ thí nghiệm mẫu trường sau 28 ngày Tuy nhiên, trộn ướt cường độ chịu nén mô đun đàn hồi mẫu đất xi măng tăng khoảng từ 28 đến 60 ngày Theo thí nghiệm tác giả, mô đun đàn hồi vật liệu trụ sau 28, 45, 60 ngày 58MPa; 65,83MPa; 67,48MPa Từ cho thấy, giá trị mơ đun đàn hồi đất xi măng tăng thêm 16,34% thời điểm 60 ngày Kiến nghị Khi tính tốn biến dạng đất yếu gia cố trụ đất xi măng, sử dụng giá trị mô đun đàn hồi từ thí nghiệm nén đơn cần hiệu chỉnh lại với tỷ lệ (Ecol)nén3trục ≈ (1,65÷3,7)(Ecol)nénđơn cho đất Vĩnh Long vùng đất tương tự Cần làm thêm thí nghiệm cho đất vùng khác Với hàm lượng xi măng 210kg/m3 (đất sét Vĩnh Long), hệ số thấm đất trộn xi măng đạt từ 4,7.10-9cm/s đến 1,0.10-8cm/s Cần nghiên cứu thêm hàm lượng xi măng khác với đất vùng khác Mô đun đàn hồi vật liệu trụ tăng dần theo thời gian tăng khoảng 16,34% thời điểm 60 ngày Cần đánh giá thêm thời điểm 90 ngày, 120 ngày,… 24 ... tích tính độ lún theo thời gian đất yếu gia cố trụ đất xi măng, có xét đến tính thấm biến dạng trụ đất xi măng  Khi tính tốn độ lún đất yếu gia cố trụ đất xi măng, giá trị mô đun đàn hồi chủ yếu. .. Các phương pháp tính lún theo thời gian đất yếu gia cố trụ đất xi măng quan điểm tác giả tính thấm trụ đất xi măng định phương pháp tính lún theo thời gian cho gia cố bảng 2.2 Bảng 2.2 Các phương. .. nghiên cứu nhiều lý thuyết tính lún thí nghiệm trường Do tác giả tiến hành nghiên cứu phương pháp tính lún cho đất yếu gia cố trụ đất xi măng Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu đề xuất phương