khảo sát mối tương quan giữa hai phương pháp xác định sức chống cắt của đất cắt cánh (vst) – nén ba trục (uu)

Chương 2: sử dụng các phương pháp thu thập và tham khảo tài liệu và tổng hợp xử lý số liệu bằng các phần mềm tin học ứng dụng và phương pháp hồi quy tuyến tính để khảo sát và đánh giá mố

MỤC LỤC

TÓM TẮT ĐỒ ÁN 1

MỞ ĐẦU 2

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2

3 NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

3.1 Nội dung nghiên cứu 2

3.2 Phạm vi nghiên cứu 2

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 4

1.1.1 Các nghiên cứu trong nước 4

1.1.2 Các nghiên cứu ngoài nước 5

1.2 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA CHẤT THỦY VĂN – ĐỘNG LỰC CÔNG TRÌNH KHU VỰC NGHIÊN CỨU 5

1.2.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 5

1.2.2 Đặc điểm khí hậu 6

1.2.3 Đặc điểm thủy văn 7

1.3 TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8

1.3.1 Khái niệm về sức chống cắt của đất 8

1.3.2 Các thông số sức chống cắt 9

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.1 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP VÀ THAM KHẢO TÀI LIỆU 14

2.2 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP XỬ LÝ SỐ LIỆU 15

2.3 PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CÁC PHẦN MỀM TIN HỌC ỨNG DỤNG 15

2.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐÁNH GIÁ VÀ PHƯƠNG PHÁP HỒI QUY

TUYẾN TÍNH 15

2.5 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỐNG CẮT 18

2.5.1 Phương pháp thí nghiệm cắt cánh (VST) 18

2.5.2 Phương pháp thí nghiệm nén ba trục (UU) 19

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22

3.1 KẾT QUẢ 22

3.1.1 Đặc điểm đát nền khu vực 22

3.1.2 Quy mô dự án 23

3.1.3 Khảo sát mối tương quan giữa kết quả thí nghiệm của cắt cánh – nén ba trục 24

3.2 THẢO LUẬN 27

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32

TÀI LIỆU THAM KHẢO 34

PHỤ LỤC 35

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

VST: thí nghiệm cắt cánh

UU: thí nghiệm nén ba trục không cố két, không thoát nước

Su: giá trị sức chống cắt, đơn vị kPa

LKR-: lỗ khoan tuyến đường

LKC-: lỗ khoan cầu

ĐCCT: địa chất công trình

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Trị số R đánh giá mức độ quan hệ của đại lượng X và Y 17

Bảng 2.2 Phân loại độ nhạy của đất theo thí nghiệm cắt cánh 19

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất tuyến R1 22

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất tuyến R2 23

Bảng 3.3 Tổng hợp giá trị Su của thí nghiệm cắt cánh (VST) và nén ba trục không thoát nước không cố kết (UU) của tuyến R1 25

Bảng 3.4 Kiểm định lại kết quả VST từ phương trình tương quan của VST và UU của tuyến R2 29

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Mặt bằng tổng thể quy hoạch khu đô thị mới Thủ Thiêm 5

Hình 1.2 Các kiểu phá hoại cắt chủ yếu 9

Hình 1.3 Trạng thái ứng suất tại thời điểm phá hủy 10

Hình 1.4 Vòng tròn Mohr của một số loại đất 11

Hình 1.5 Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng đối với đất ở trạng thái rời và chặt 13

Hình 2.1 Các biểu đồ mô hình hồi quy tuyến tính và phi tuyến tính 16

Hình 3.1 Sơ đồ vị trí của dự án 24

Hình 3.2 Tương quan giữa Su theo kết quả thí nghiệm VST và UU của tuyến R1 26

Hình 3.3 Biểu đồ quan hệ của Su với độ sâu từ các kết quả thí nghiệm 28

Hình 3.4 Giá trị Su của thí nghiệm UU và VST của tuyến R1 28

Bảng 3.4 Kiểm định lại kết quả VST từ phương trình tương quan của VST và UU của tuyến R2 29

Hình 3.5 Biểu đồ giá trị Su (VST) với độ sâu từ các kết quả bảng 3.5 30

Hình 3.6 Biểu đồ sự chênh lệch giữa các giá trị Su (VST) tính từ phương trình tương quan và thí nghiệm từ các kết quả bảng 3.5 31

Chương 1: tổng quan tài liệu, giới thiệu về khu vực nghiên cứu khu đô thị Thủ Thiêm, Quận 2 Thành phố Hồ Chí Minh, khái niệm về các thông số sức chống cắt của đất

Chương 2: sử dụng các phương pháp thu thập và tham khảo tài liệu và tổng hợp

xử lý số liệu bằng các phần mềm tin học ứng dụng và phương pháp hồi quy tuyến tính

để khảo sát và đánh giá mối tương quan sức chống cắt của hai thí nghiệm cắt cánh (VST) và ba trục (UU)

Chương 3: tổng hợp các số liệu sức chống cắt từ hai thí nghiệm cắt cánh (VST)

và nén ba trục (UU) từ công trình xây dựng bốn tuyến đường chính trong đô thị Thủ Thiêm, Quận 2 Thành phố Hồ Chí Minh, đưa ra được phương trình tương quan Từ đó,

sử dụng phương trình để thử nghiệm ở các khu vực lân cận, nhận xét mức độ sai sót giữa các giá trị

Nhìn chung, kết quả mô phỏng phương trình tương quan của đồ án có phần hạn chế về số liệu Tuy nhiên, kết quả này đã giải quyết rõ được hai thí nghiệm cắt cánh hiện trường (VST) và nén ba trục (UU) có mối tương quan với nhau, giá trị tính toán

từ phương trình tương quan cũng đạt mức tương đối Giúp người thiết kế có thể đánh giá sơ bộ được sức chống cắt của khu vực nghiên cứu, trước khi tiến hành xây dựng trên nền đất này

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đất loại sét yếu có diện phân bố rộng nên khi xây dựng, như đường giao thông, nhà ở… phải tiến hành xử lý Các thông số sức chống cắt đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế xử lý, thi công tính toán ổn định nền và móng của công trình xây dựng (dân dụng và công nghiệp) trên nền đất yếu Sức chống cắt của đất được thực hiện bằng nhiều thiết bị và thí nghiệm khác nhau, do đó các kết quả thu được sẽ khác nhau Việc thiết lập

sự tương quan giữa sức chống cắt không thoát nước (Su) của đất sét yếu theo thí nghiệm cắt cánh (VST) từ hiện trường với kết quả thí nghiệm nén ba trục (UU) trong phòng thí nghiệm là điều cần thiết Qua đó, giúp cho người thiết kế có thể dựa vào kết quả thí nghiệm trong phòng sẽ tham khảo và định hướng được sơ bộ sức chống cắt không thoát nước theo thí nghiệm cắt cánh và ngược lại Từ những điều vừa phân tích trên, đưa ra được đề tài về “Khảo sát mối tương quan giữa hai phương pháp xác định sức chống cắt của đất : cắt cánh (VST) – nén ba trục (UU)”

2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Dựa vào số liệu thực tế của công trình thiết lập mối tương quan thông qua phương trình tuyến tính của giá trị sức chống cắt hai thí nghiệm cắt cánh – nén ba trục

ở tuyến đường R1 Trên cơ sở đó, kiểm chứng lại mối tương quan bằng số liệu từ khu vực lân cận tuyến đường R2 và đánh giá mức độ tương quan giữa thí nghiệm hiện

trường và trong phòng

3 NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung nghiên cứu

Tìm hiểu địa chất đất nền các tuyến đường chính trong khu đô thị mới Thủ Thiêm Thu thập và tham khảo tổng quan về đất yếu trong khu vực khảo sát và cách xác định sức chống cắt của đất bằng phương pháp thí nghiệm (VST, UU) Từ đó, tổng hợp xử lý các giá trị sức chống cắt Su, tính toán bằng phương pháp hồi quy tuyến tính

để đưa ra các đánh giá và kết luận cho loại đất ở khu vực nghiên cứu

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu: Đất sét yếu trong khoảng từ mặt đất tới sâu từ 2-18m, được sử dụng để thí nghiệm cắt cánh và nén ba trục

Phạm vi công trình áp dụng: các tuyến đường chính tại khu đô thị Thủ Thiêm,

quận 2 Thành phố Hồ Chí Minh

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp thu thập và tham khảo tài liệu

Phương pháp tổng hợp xử lý số liệu

Phương pháp sử dụng các phần mềm tin học ứng dụng

Phương pháp tính toán đánh giá và phương pháp hồi quy tuyến tính

Phương pháp thí nghiệm xác định sức chống cắt (VST, UU)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

1.1.1 Các nghiên cứu trong nước

Theo Bùi Trường Sơn, Lê Hoàng Việt trong nghiên cứu chọn lựa hợp lý sức chống cắt không thoát nước của sét mềm để tính toán nền công trình đắp, tuyển tập kết quả khoa họa công nghệ, NXB Nông nghiệp, tập 14, 2011 Bài báo khoa học dựa vào kết quả tổng hợp và phân tích sức chống cắt không thoát nước của sét yếu bão hòa nước theo các phương pháp thí nghiệm khác nhau ở khu vực Nhà Bè Sử dụng tỷ số

CU

Ngoài ra, một số nghiên cứu về mối tương quan sức chống cắt có liên quan như

đề tài tương quan sức chống cắt không thoát nước của sét mềm theo độ sâu và mức độ nén chặt, của Lê Hoàng Việt, Bùi Trường Sơn được đăng tại tạp chí khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường – số 39 (12/2012) Đây là kết quả nghiên cứu cho phép xây dựng tương quan sức chống cắt không thoát nước của sét mềm bão hòa nước khu vực khá chặt chẽ theo trạng thái ứng suất và độ chặt Đưa ra phương trình tương quan giữa sức chống cắt Su và hệ số rỗng e, dựa vào phương trình tương quan đưa ra các giá trị

Su, so sánh mức độ sai số giữa giá trị Su thực tế và từ phương trình

Tại hội nghị Khoa học lần thứ 13 Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh,

2013, Trần Quang Hộ, Dương Toàn Thịnh đã đưa ra đề tài sức chống cắt không thoát nước theo quy luật Shansep của sét yếu ở phía Nam và phía Bắc tập trung vào xác định các thông số S là hệ số chuẩn hóa sức chống cắt không thoát nước, m là hệ số từ độ

cánh, nén ba trục UU, CU

Từ các báo cáo khoa học trên, nhìn thấy được mối tương quan giữa các thí nghiệm cắt cánh hiện trường (VST) và trong phòng (UU, CU) là rất lớn Ảnh hưởng mạnh mẽ đến việc lựa chọn các phương pháp cải tạo đất sét, cũng như giúp người thiết

kế nhìn nhận tương đối về mối liên hệ giữa sứ chống cắt, độ sâu, hệ số rỗng, áp lực nén

1.1.2 Các nghiên cứu ngoài nước

Trên thế giới, một số nhà địa kỹ thuật như Yit – Jin Chen, Fred H Kulhawy cũng đã nghiên cứu và sử dụng các giá trị của thí nghiệm cắt cánh, nén ba trục UU,

CU, IUC để đưa ra mối tương quan sức chống cắt theo độ sâu ở khu vực loại đất sét trên toàn thế giới

Từ các nghiên cứu trong và ngoài nước,làm tiền đề đồ án này thiết lập mối tương quan giữa các phương pháp xác định sức chống cắt được xác định bằng hai thí nghiệm cắt cánh (VST) và nén ba trục (UU) và có cái nhìn tổng quát hơn về khu vực đất sét yếu quận 2, Thành phố Hồ Chí Minh

1.2 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA CHẤT THỦY VĂN – ĐỘNG LỰC CÔNG TRÌNH KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.2.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu

Bán đảo Thủ Thiêm đối diện với trung tâm Quận 1 thành phố Hồ Chí Minh, được bao quanh bởi phường An Khánh và phường An Lợi Đông

Hình 1.1 Mặt bằng tổng thể quy hoạch khu đô thị mới Thủ Thiêm

(nguồn viện quy hoạch Xây dựng Tp.HCM)

1.2.2 Đặc điểm khí hậu

Khu đô thị Thủ Thiêm mang đặc thù khí hậu của Tp.HCM Khu đô thị Thủ Thiêm nằm trong khu vực môi trường cận nhiệt đới với các điều kiện khí hậu và lượng mưa được trình bày sơ bộ như sau:

là 240C

Số giờ nắng biến đổi từ 6 ở tháng 6 đến 9 ở tháng 4

Khí hậu mùa mưa nhiệt đới có hai mùa: Mùa nắng (từ tháng 12 đến tháng 4) và mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 11)

Độ ẩm trung bình hằng ngày là 70-80%

Lượng mưa trung bình hằng năm là 1.949mm

Lượng mưa trong mùa mưa xấp xỉ 85% tổng lượng mưa hàng năm, cao nhất vào tháng 6 và tháng 9

Lượng mưa rất lớn, trung bình từ 0,8 đến 1,5mm/phút

Hướng gió thịnh hành là Đông Nam đến Tây Bắc vào mùa khô, và Tây Nam đến Đông Bắc vào mùa mưa, từ 3-4m/giây

Điều kiện địa hình : Khu đô thị Thủ Thiêm là bán đảo, được bao quanh 3 phía

bởi sông Sài Gòn, xấp xỉ 8.5 km bờ sông Khu vực có cao độ khoảng từ +0.5m ÷ +1.5m so với mực nước biển, hiện nay bị chia cắt bởi mạng lưới kênh rạch chằng chịt,

với độ sâu và bề rộng khác nhau

Điều kiện địa chất : Khu vực bán đảo Thủ Thiêm là vùng đồng bằng thấp, cấu

hủy, nguồn gốc hỗn hợp đầm lầy sông Đây là vùng đồng bằng ngập triều ven sông Sài Gòn Địa hình khu vực này tương đối thấp với cao độ trung bình từ +0.5m ÷ +1.5m thường xuyên bị ngập nước và bị chia cắt bởi hệ thống sông lạch, thực vật đầm lầy phát triển mạnh Tại đây có nhiều sông rạch nhỏ nông xen lẫn các vùng đầm lầy Đây

là vùng đất phèn tiềm tàng, hàm lượng Clo trong đất không cao nhưng có sự giảm dần

về hướng bờ sông chứng tỏ có sự nhiễm mặn Địa hình ở đây bằng phẳng, rải rác có các trũng đầm lầy nhỏ Địa tầng chủ yếu của khu vực này là trầm tích sông biển

1.2.3 Đặc điểm thủy văn

Vùng dự án ở nơi có dòng chảy mặt nghèo nhất trên lưu vực Theo thời gian các công trình thượng lưu sẽ được xây dựng nhiều hơn, nước dùng sẽ tăng lên theo quá trình phát triển, nước đến ngày càng ít đi, những bất lợi cho vùng hạ du tăng lên Môi trường hạ lưu sẽ chịu những tác động xấu Mặt khác, nhờ có công trình thượng lưu lũ lụt không còn là mối đe dọa đối với hạ du Dòng chảy mùa kiệt tăng thêm

Vùng dự án chịu ảnh hưởng “thống trị” của thủy triều biển khi lưu lượng nguồn càng bé, ảnh hưởng của biển càng mạnh Những tác động của con người, đặc biệt là đê bao dọc sông, công trình san lấp lấy đất xây dựng càng làm cho triều lên càng mạnh Hiện tại những diễn biến bất lợi từ phía biển đang diễn ra một cách toàn diện trên phạm vi rộng gây ngập triều, ngập úng (kết hợp với mưa), xói lở bờ Những thay đổi

đã chuyển từ lượng sang chất Các biện pháp bảo vệ Thành phố chống với các thiên tai ngày càng tăng từ phía biển là yêu cầu bức thiết

Sông Sài Gòn bao quanh bán đảo là một đoạn sông uốn khúc có kích thước lớn

đoạn sông này là quyết định Mức nước cao nhất đã xảy ra trong 20 năm qua là 145cm, thấp nhất là 246cm Biên độ dao động mức nước nhiều năm là 391cm Biên độ dao động ngày đêm > 320cm (chiếm 82% tổng biên độ dao động) đang ngày càng tăng lên

do tác động con người (là động lực chính cho truyền triều vào sông rạch) Tốc độ bình quân dòng triều rút khoảng 1.1 ÷ 1.3m/s Tốc độ lớn nhất đo đạc được khoảng 1.7 ÷

dọa sạt lở bờ, xói lòng sông rất lớn Tuy vậy, hiện tại đoạn sông còn được xem là ổn định so với toàn bộ lòng sông hạ lưu Trong trường hợp gia tải, bờ sông (như một vách hở) sẽ bị biến dạng Hiện tượng lở đất, trượt đất chắc chắn sẽ xảy ra, nếu bờ sông không được bảo vệ Đặc biệt cần chú ý hai đoạn sông có bờ lõm với bán kính cong bé nhất phía cầu Sài Gòn và rạch Cá Trê, các đoạn là cửa đổ nước của các rạch lớn: Văn Thánh, Thị Nghè, kênh Đôi, kênh Tẻ, Cá Trê Lớn, các kênh sẽ đào theo quy hoạch là những đoạn sông có nguy cơ xói lở bất lợi nhất

1.3 TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.3.1 Khái niệm về sức chống cắt của đất

Sức chống cắt là chỉ tiêu đặc trưng cho độ bền của đất loại cát và đất loại sét, tức là khả năng chống lại sự phá hoại kết cấu tự nhiên của đất dưới tác dụng của ngoại lực Sự phá hoại xảy ra trong đất được thể hiện ở chỗ đất bị mất tính liên tục do kết quả chuyển dịch (trượt) của các phần đất theo một hoặc một vài mặt trượt hay dọc theo một đới trượt (đới mềm yếu) Sự phá vỡ bắt đầu xảy ra khi ứng suất tiếp vượt quá sức chống lại bên trong

Trong đất loại cát (đất rời xốp), các lực chống trượt (chống phá vỡ bên trong) là lực ma sát, phát sinh khi các phần đất trồng lên nhau dưới tác dụng của ngoại lực bởi

vì, lực này phát sinh ở bên trong đất và có tác dụng kìm hãm sự trượt của các phần đất nên người ta quy ước gọi là lực ma sát trong.Trong đất loại sét (đất mềm dính), ngoài lực ma sát trong ra, còn có lực dính kết, nghĩa là, lực của các liên kết kiến trúc giữa các hạt hoặc tập hợp hạt Lực dính kết được dùng để biểu thị định lượng độ bền của các liên kết kiến trúc trong đất

Các không thông số cơ bản đặc trưng cho sức chống cắt của đất là góc ma sát

Các kiểu phá hoại giới thiệu trong hình 1.3 đều là phá hoại cắt do có chuyển động trượt giữa hai bề mặt Thực tế tại các bề mặt phá hủy, các phần tử đất sẽ lăn, lê, trượt Phương của chuyển động chiếm ưu thế sẽ là phương của mặt trượt Bởi vì đất bị phá hoại theo phương thức cắt do đó, ta đặc biệt chú ý đến sức chống cắt (độ bền cắt) của đất

Độ bền cắt của đất không chỉ có một giá trị duy nhất Nó phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố của đất ngoài hiện trường Ví dụ:

cứng tùy theo độ ẩm)

thặng dư của áp lực nước lỗ rỗng

Hình 1.2 Các kiểu phá hoại cắt chủ yếu

Chú thích: a) Móng băng, b) Khối đắp dài, c) Móng đơn và tác dụng xuyên, d)

Hố đào thẳng đứng, e) Tường chắn với hai khả năng trượt Đất đắp sau tường trượt đẩy tường về phía trước Trượt quay cũng có khả năng xảy ra phụ thuộc vào điều kiện đất nền

thặng dư của áp lực nước lỗ rỗng

chống cắt song song với mặt phân lớp

Trong phòng thí nghiệm, độ bền cắt phụ thuộc mạnh mẽ vào các yếu tố sau:

a) Phương trình Mohr – Coulomb

Coulomb là người đầu tiên đưa ra giả thuyết về sức chống cắt của đất vào năm 1776:

s = c + v𝜎 (1.1) Trong đó: s – độ bền cắt trên mặt phẳng đang xét

c – lực dính hay lực hút giữa các hạt ( lực này gần như độc lập với ứng suất pháp tác dụng lên mặt phẳng đang xét)

𝜎 - ứng suất pháp tác dụng trên mặt phẳng đang xét

v – hệ số ma sát giữa các hạt tiếp xúc với nhau

Trong địa kỹ thuật, hệ số ma sát v được lấy bằng tg𝜑, ta có:

Theo ứng suất tổng : s = c + 𝜎tg𝜑 (1.2)

𝜑 được gọi là góc ma sát trong Như chúng ta đã thấy ở trên, 𝜑 không phải là một hằng số

Vào đầu thế kỷ 20, năm 1900, Mohr đã giới thiệu lý thuyết phá hủy ở trạng thái ứng suất tới hạn như sau:

Hình 1.3 Trạng thái ứng suất tại thời điểm phá hủy

Phương tình trên có nghĩa là trên mặt phẳng phá hủy, ứng suất cắt phá hủy là một hàm số của ứng suất pháp có hiệu trên mặt phẳng đó Phương trình (1.3) có thể được viết lại:

và xem như đây là một trường hợp đặc biệt của phương trình Coulomb (1.2) Kết hợp

cả hai phương trình ta sẽ có tiêu chuẩn phá hủy Mohr – Coulomb như sau:

Người ta thường bỏ chỉ số f và do đó ta có phương trình (1.2) Trạng thái phá hủy hay còn gọi là trạng thái tới hạn, trạng thái giới hạn, trạng thái cân bằng giới hạn

Bởi vì (1.1) và (1.2) là phương trình của một đường thẳng biểu thị ứng suất cắt giới hạn và tất cả các điểm trên đường tròn phá hủy của Mohr cũng biểu thị ứng suất cắt giới hạn, do đó sẽ hợp lý nếu ta vẽ đường bao của các đường tròn Mohr và đường bao đó cũng chính là tiếp tuyến các vòng tròn Mohr Khi điều này được thực hiện tức

là mẫu đất đã đạt tới các quan hệ trên các hình 1.4 và 1.5 Nghĩa là sức chống cắt của đất tại thời điểm phá hủy có thể dự báo được thông qua đường bao của các vòng tròn Mohr Phương trình của đường bao này sẽ phụ thuộc vào việc ta xem xét đất nền đang làm việc dưới tác dụng của ứng suất tổng hay ứng suất có hiệu

Hình 1.4 Vòng tròn Mohr của một số loại đất

Chú thích: a) Đất mềm rời, b) Đất cố kết trước, c) Trong một khoảng thử nghiệm rộng, đường bao Mohr là một đường cong, d) Các thông số sức chống cắt có hiệu đối với đất sét cố kết bình thường

b) Đường phá hủy của một số loại đất

Theo hình 1.4 mô tả vòng tròn Mohr của một số loại đất, trong đó:

1 Đất không dính: Nhận thấy lực dính c bằng 0

cố kết bình thường như trên hình 1.4d

3 Đường bao Mohr: Gần như đối với mọi loại đất, đường bao Mohr là một

chiếu lên trục tung ta sẽ có c

4 Các thông số ứng với ứng suất có hiệu: nếu trong quá trình thí nghiệm có đo

áp lực nước lỗ rỗng thì ta có thể hiệu chỉnh vòng tròn Mohr như trên hình 1.4d Đối với đất sét cố kết bình thường, đường bao Mohr gần như đi qua gốc tọa độ Xét trở lại

thì đất có hành vi là cố kết bình thường Nếu ta hiệu chỉnh các vòng tròn Mohr theo áp

cố kết bình thường

Trong thực tế, ta không cần phải vẽ các vòng tròn Mohr để sau đó vẽ đường bao

cách: giải hệ các phương trình (1.2) hay xác định các thông số của đường hồi quy

Đối với đa số các loại đất, các phương trình (1.1) và (1.2) không được dùng để xác định ứng suất cắt cực đại Các phương trình Mohr-Coulomb xác định ứng suất cắt tới hạn gây phá hủy và chúng được xây dựng từ các ứng suất pháp và ứng suất tiếp trên các mặt phẳng tới hạn

c) Các đường cong ứng suất-biến dạng

Một số loại đất thể hiện hành vi giòn trên đường cong ứng suất – biến dạng Theo đó, ứng suất tăng lên dến đỉnh điểm và rồi giảm đột ngột Một số loại đất sau có khả năng hành vi giòn (Hình 1.5a):

Đối với một số loại đất, khi ứng suất tăng thì biến dạng cứ tăng cho đến một trị

số ứng suất gần như bằng hằng số, trị số này tương ứng với một trị số biến dạng khá

lớn Ta nói đất bị phá hoại kiểu tăng dần Các loại đất có kiểu phá hủy này là: đất loại cát ở trạng thái rời rạc, đất dính ở trạng thái không nguyên dạng, đất đầm nện ở độ ẩm

thí nghiệm ba trục ở ứng suất nén nhỏ (Hình 1.6b)

Phá hủy giòn xảy ra ở biến dạng nhỏ, thường vào khoảng 1-3% Đối với phá hủy kiểu tăng dần thì không dễ xác định được ứng suất tại thời điểm phá hủy Tuy nhiên, người ta thường sử dụng ứng suất ứng với biến dạng tương đối đạt 20% làm ứng suất cực đại

Hình 1.5 Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng đối với đất ở trạng thái rời và chặt

Chú thích cho hình 1.5 sau đây: a) Phá hoại giòn, b) Phá hoại từ từ, c) Thí nghiệm cùng một loại cát nhưng với độ chặt khác nhau, d) 𝜑 biểu diễn theo ứng suất

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP VÀ THAM KHẢO TÀI LIỆU

Thu thập các nghiên cứu trong và ngoài nước các nghiên cứu về tương quan các thí nghiệm xác định sức chống cắt của đất

Tham khảo phân loại nền đất yếu tại Việt Nam và tiêu chuẩn áp dụng cho bài

báo cáo này như :

Thu thập các tài liệu về địa chất, địa hình, địa mạo, địa chất thủy văn, dân cư, kinh tế, giao thông khu công trình nền đất yếu tại Thủ Thiêm, Quận 2, Thành phố Hồ Chí Minh

Thu thập các tài liệu về các công tác khoan thăm dò, tài liệu về thí nghiệm trong phòng và ngoài trời đã được tiến hành

Thu thập các tài liệu về ĐCCT ở giai đoạn trước đã khảo sát như: Bản đồ ĐCCT, bản đồ tài liệu thực tế vùng nghiên cứu, bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đất

đá, mặt cắt ĐCCT tuyến…

Tài liệu về quy mô, kết cấu các hạng mục công trình thực tế

Ngoài ra còn có thể thu thập các tài liệu khác có liên quan để đánh giá mức độ

khó khăn và thuận lợi khi tiến hành khảo sát và thi công

2.2 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP XỬ LÝ SỐ LIỆU

Tổng hợp số liệu địa chất từ các thí nghiệm trong phòng, mặt cắt địa chất công trình và hình trụ hố khoan Mục đích đưa ra các số liệu chính xác giúp đề tài nghiên cứu được thực hiện hiệu quả nhất Dựa vào các tài liệu thu thập được thông qua quá trình thu thập cùng các kết quả thí nghiệm trong phòng và hiện trường, tiến hành tổng hợp các số liệu dựa trên các cơ sở đánh giá và tính toán công trình nhằm phản ánh đúng đắn điều kiện địa chất công trình và điều kiện địa chất khu vực

Tính toán lập bảng chỉ tiêu cơ lý đất, đá nền bằng phương pháp thống kê

Phần mềm Word được sử dụng cho công tác trình bày đồ án tốt nghiệp

2.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐÁNH GIÁ VÀ PHƯƠNG PHÁP HỒI QUY TUYẾN TÍNH

Tổng hợp các kết quả tính toán các giá trị sức chống cắt Su của thí nghiệm cắt cánh hiện trường, nén ba trục UU

Phân tích hồi quy nghiên cứu mối phụ thuộc của một biến (gọi là biến phụ thuộc hay biến được giải thích có giá trị đã biết) nhằm ước lượng và dự báo giá trị trung bình của biến phj thuộc với các giá trị đã biết của các biến độc lập

(a) (b)

Hình 2.1 Các biểu đồ mô hình hồi quy tuyến tính và phi tuyến tính

1 Mô hình hồi quy tuyến tính (Mô hình hồi quy đường thẳng) (hình 2.1a) là mô hình hồi quy nói lên mức phụ thuộc tuyến tính của một biến phụ thuộc với một hay nhiều biến độc lập mà phương trình của mô hình hồi quy có dạng tuyến tính đối với các hệ số: y = ax+b

2 Mô hình hồi quy phi tuyến (hình 2.1b) là các dạng mô hình hồi quy phi tuyến nói lên mức phụ thuộc của một biến phụ thuộc với một hay nhiều biến độc lập

mà phương trình của mô hình hồi quy có dạng phi tính đối với các hệ số Chẳng hạn như hàm hồi quy parabol, hồi quy hyperbol

3 Khi nghiên cứu mối phụ thuộc nếu xét theo trình độ chặt chẽ của mối phụ thuộc thì có hai loại phụ thuộc sau:

a) Phụ thuộc hàm: mối liên hệ hàm số hai biến ngẫu nhiên X và Y được gọi

là phụ thuộc hàm số nếu tồn tại f sao cho Y = f(X) tức là khi đại lượng X biến đổi thì theo một quy tắc nào đó có thể xác định được giá trị tương ứng đại lượng Y Đây là sự phụ thuộc hoàn toàn chặt chẽ

b) Phụ thuộc thống kê: mối quan hệ tương quan hai biến ngẫu nhiên X và Y được gọi là phụ thuộc thống kê nếu mỗi giá trị của X ta đều có thể xác định được quy luật phân phối xác suất có điều kiện của Y

F (Y/X=x) = P (Y>Y/X=x) Đây là sự phụ thuộc không hoàn toàn chặt chẽ tức là khi một hiện tượng biến đổi làm cho hiện tượng liên quan biến đổi nhưng nó không có ảnh hưởng hoàn toàn quyết định đến sự biến đổi này

c) Phân tích tương quan chủ yếu dựa vào cơ sở phân tích đặc trưng cơ bản

là hệ số tương quan (trường hợp hai biến ngẫu nhiên) hệ số tương quan bội và hệ số tương quan riêng phần (trường hợp có nhiều hơn hai biến ngẫu nhiên)

 Hệ số tương quan (R): đo lường mức độ quan hệ tuyến tính giữa hai biến mà không phân biệt biến nào là biến phụ thuộc, biến nào là biến giải thích

 Công thức xác định hệ số tương quan (R):

n i i i

n i

i i

y x XY

y y x

x

y y x x S

S

S R

2 2

1

) ( ) (

) )(

i i

n i i i

y n y x

n x

y x n y x R

1

2 2 1

2 2 1

Bảng 2.1 Trị số R đánh giá mức độ quan hệ của đại lượng X và Y

Đánh giá kết quả xử lý, thông qua phương trình đã xác định được, sử dụng giá trị Su của thí nghiệm nén ba trục UU của tuyến lân cận vào phương trình đưa ra giá trị

Su của thí nghiệm cắt cánh Từ đó, so sánh hai giá trị Su của thí nghiệm cắt cánh từ

phương trình với giá trị đã thí nghiệm thực tế Đưa ra mức đô chênh lệch giữa hai giá trị này

Kết luận đưa ra các ý kiến chủ quan về số liệu từ hai thí nghiệm cắt cánh và nén

ba trục, điểm thuận lợi và hạn chế từ phương trình tương quan đã lập Kiến nghị mở rộng hướng nghiên cứu cho đề tài này

2.5 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỐNG CẮT

2.5.1 Phương pháp thí nghiệm cắt cánh (VST)

a) Giới thiệu

Để có thể xác định nhanh chóng sức chống cắt không thoát nước của đất yếu

mà không cần tiến hành lấy mẫu nguyên trạng Một thiết bị được gọi là Thí nghiệm cắt cánh hiện trường (Field Van Shear Test) được phát minh ở Thụy Điển vào năm 1918,

nơi có nhiều loại sét đặc trưng, rồi sau phát triển ra thế giới

b) Nguyên lý thí nghiệm

Thí nghiệm cắt cánh theo nguyên tắc:cắt đất trên một mặt phẳng định sẵn Nguyên lý thí nghiệm rất đơn giản là ấn vào trong đất một cánh cắt chữ thập, sau đó quay cánh chữ thập quanh trục của nó và đo momen xoay, từ đó suy ra sức kháng cắt của đất Đất bị cắt trong thời gian khá nhanh, nước không kịp thoát ra nên thí nghiệm được xem là theo sơ đồ UU Thí nghiệm này áp dụng cho tầng đất sét yếu (trạng thái chảy, dẻo chảy, dẻo mềm), không áp dụng cho đất cát do khả năng thoát nước nhanh, đất trương nở, thành phần lẫn sạn, sỏi

Su: Sức kháng cắt không thoát nước (kPa)

Tmax: Tổng lực lớn nhất (kNm), Tmax= số đo hiệu chỉnh(mm) x hệ số hiệu chỉnh

Số đo hiệu chỉnh = số lớn nhất – số đo ma sát cần ( được đọc trên đồng hồ)

Hệ số hiệu chỉnh như hệ số vòng lực, xác định trong qua trình chuẩn đồng hồ

D: Đường kính cánh (m), Chiều cao cánh = 2 x D

K: hằng số cánh, phụ thuộc vào kích thước và hình dạng lưỡi cắt

nguyên dạng với phá hoại:

𝑆𝑢,𝑝ℎ

Bảng 2.2 Phân loại độ nhạy của đất theo thí nghiệm cắt cánh

d) Hiệu chỉnh kết quả

Bjerrum (1972) nhận xét khi nghiên cứu hiện tượng trượt đất đắp trên sét dẻo cho thấy lực dính huy động thực tế ở hiện trường nhỏ hơn so với kết quả thí nghiệm cắt cánh Sự chênh lệch phụ thuộc vào chỉ số dẻo Ip Nên ông đưa ra việc hiệu chỉnh

để có thể sử dụng trong thiết kế

μ = 1.7 - 0.54*log(PI) Trong đó:

Su(r): sức chống cắt đã hiệu chỉnh(kPa)

phỏng xác thực nhất mẫu đất trong những điều kiện chịu tải trong đất nền, gánh đỡ các loại công trình khác nhau Mặt khác, thí nghiệm nén ba trục cũng có thể mô phỏng các điều kiện thoát nước khác nhau của đất nền Cũng như có thể xác định các thông số biến dạng như : modun biến dạng, hệ số cố kết, hệ số thấm…

Nén nhanh không thoát nước: Nén dọc trục lên mẫu đất với áp lực hông không đổi và độ ẩm không đổi

b) Nguyên lý thí nghiệm

Mô phỏng gần đúng trạng thái ứng suất của đất trong trạng thái tự nhiên, thí

ba lần với ba giá trị buồng nén khác nhau Kết quả thí nghiệm được vẽ bằng đường tiếp tuyến trên ba vòng tròn Mohr Từ đó, xác đinh được c, 𝜑

c) Tính toán kết quả

Biến dạng dọc trục (𝜀) do tải trọng dọc trục gây ra :

𝐻𝑖Trong đó:

∆H : độ biến thiên chiều cao mẫu, được xác định bằng số đọc trên đồng hồ đo

chuyển vị (mm)

Tiết diện thỏi mẫu cần được tính toán ở từ khoảng biến dạng tương đối nghe theo công thức:

1−𝜀

Trong đó:

𝜀 : biến dạng dọc trục do tải trọng dọc trục gây ra (%)

𝜎1𝑖 = 𝑃

𝐴𝑖 + 𝜎3

Trong đó:

P: luật ấn pít tông đo bằng đồng hồ trên vòng ứng biến (kN)

áp lực ở buồng nén

tích Giá trị đại diện thường được chọn là một giá trị , trong đó ta có 3 mẫu đất: mẫu 1:

cột đất ở chiều sâu lấy mẫu

Kết quả thí nghiệm thể hiện dưới 2 dạng đường cong sau:

2

Giá trị ứng suất lệch khi mẫu bị phá hủy sau khi đã trừ giá trị hiệu chỉnh màng,

𝜀 : biến dạng tương đối (%)

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Lớp đất san lấp bao gồm: xà bần, gạch, đá, sét, … Lớp này chủ yếu là đất đắp

bờ, đắp đường, nền nhà, đất ruộng Bề dày lớp biến đổi từ 0.1m đến 2.5m

Lớp 1a: sét dẻo, đôi chỗ lẫn các lớp cát mỏng, hữu cơ, màu xám xanh, xám

đen, trạng thái chảy đến dẻo chảy Bề dày lớp từ 11.5 m đến 33.5m Cao độ đáy lớp biến đổi từ -11.82m đến -33.44m

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất tuyến R1

Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị TB

 Tuyến R2:

Tiến hành khoan 19 lỗ khoan và 22 vị trí thí nghiệm cắt cánh tại hiện trường Căn cứ vào các kết quả khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng, địa tầng khu vực dọc tuyến khảo sát có thể chia thành các lớp đất chính như sau:

Lớp đất đắp, đất bề mặt, bao gồm: lớp mỏng sét lẫn hữu cơ, xám xanh, xám

vàng, nâu vàng Lớp này chủ yếu là đất đắp bờ, đắp đường, nền nhà, đất ruộng…(xem

cụ thể trong phần hình trụ các lỗ khoan) Bề dày lớp biến đổi từ 0.7m đến 2.2m

Lớp 1a: sét dẻo, lẫn hữu cơ, đôi chỗ lẫn các lớp cát mỏng, màu xám xanh, xám

đen, trạng thái chảy đến dẻo chảy Vị trí địa tầng nằm dưới lớp lớp đất san lấp Bề dày

lớp thay đổi từ 13.70m đến 24.50m Cao độ đáy lớp biến đổi từ -26.73m đến -12.49m

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất tuyến R2

Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị trung bình

Bảng 1.1 Các tuyến đường trong khu đô thị Thủ Thiêm

Trong bài báo cáo này, sẽ tập trung vào độ sâu từ 2m đến 18.5m của tuyến R1,R2 Chọn số liệu của tuyến R1, R2 tại các vị trí hố khoan mà thí nghiệm UU và VST có cùng độ sâu:

Để lập phương trình tương quan từ thí nghiệm cắt cánh (VST) và nén ba trục không thoát nước không cố kết (UU), thí nghiệm cắt cánh (VST) sử dụng giá trị từ tuyến R1 Dùng số liệu thí nghiệm tuyến R2 để kiểm nghiệm lại phương trình tương quan

Bảng 3.3 Tổng hợp giá trị Su của thí nghiệm cắt cánh (VST) và nén ba trục

không thoát nước không cố kết (UU) của tuyến R1

Dựa vào kết quả thí nghiệm từ bảng 3.5, tương quan giữa sức chống cắt không

thoát nước Su theo kết quả thí nghiệm VST và UU theo đồ thị hình 3.3 như sau:

Hình 3.2 Tương quan giữa Su theo kết quả thí nghiệm VST và UU của tuyến R1

y = 0.909x + 8.5608 R² = 0.7403

Nhận thấy sức chống cắt không thoát nước tăng dần theo độ sâu từ 2-2.5m là 8.66kPa với UU và 13kPa với VST đến 18-18.5m là 11.9kPa với UU và 20.7kPa với VST được lấy từ 20 hố khoan mẫu trên tuyến đường R1 Có giá trị sức chống cắt đạt giá trị cao nhất: 21.19kPa (UU) và 28.9kPa (VST), đạt giá trị nhỏ nhất: 7.35kPa (UU)

và 13.3kPa (VST) Khoảng cách Su giữa thí nghiệm cắt cánh vs nén ba trục UU trung bình là 7kPa, khi xác định giá trị trung bình Su của UU là 13.48kPa, VST là 20.82kPa Thông qua đồ thị hình 3.3, xác định được phương trình tuyến tính từ mối tương quan

cắt của thí nghiệm cắt cánh, x là sức chống cắt của UU

Theo biểu đồ hình 3.1, đất loại sét dẻo có đôi chỗ lẫn các lớp cát mỏng, hữu cơ, màu xám xanh, xám đen, trạng thái chảy đến dẻo chảy của khu vực này có độ ẩm rất

nên ngoài nước liên kết, trong lỗ rỗng còn có một hàm lượng đáng kể nước tự do cũng như phụ thuộc vào độ sâu, ứng suất trọng lượng bản thân của đất tăng làm độ chặt tăng

nên càng xuống sâu thì giá trị Su càng tăng

Để rõ ràng hơn việc nhận định khoảng cách giữa ba thí nghiệm VST, UU xác định giá trị Su sẽ được thông qua ở biểu đồ hình 3.4

Hình 3.3 Biểu đồ quan hệ của Su với độ sâu từ các kết quả thí nghiệm

Như ở biều đồ hình 3.4, sẽ thấy rõ sự chênh lệch của giá trị Su dưới hai thí nghiệm:

Hình 3.4 Giá trị Su của thí nghiệm UU và VST của tuyến R1

-20.0-18.0-16.0-14.0-12.0-10.0-8.0-6.0-4.0-2.00.0

Bảng 3.4 dưới đây là bảng tổng hợp kết quả tương quan giữa sức chống cắt không thoát nước theo kết quả thí nghiệm cắt cánh (VST), nén ba trục (UU) của đất sét yếu tuyến R1, công trình tuyến đường chính trong khu đô thị Thủ Thiêm

Phương trình tuyến tính và hệ số tương quan

R² = 0.7403

Do địa kiện địa chất công trình của hai tuyến R1 và R2 gần như tương đương nhau (bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý 3.1, 3.4) Ta sẽ dùng số liệu UU thực tế để tính giá trị VST của tuyến R2 nhằm kiểm nghiệm lại phương trình tương quan của tuyến R1 và mức sai lệch giá trị của thực tế và phân tích Đây là kết quả thực tế khi thí nghiệm VST, UU, của tuyến R2

Bảng 3.4 Kiểm định lại kết quả VST từ phương trình tương quan của VST và UU

của tuyến R2

Hố

khoan

Độ sâu (m)

Su (UU) (kPa)

Su (VST) (kPa)

Su (VST) từ phương trình

y = 0.909x + 8.5608

Sai số giữa giá trị đo được và từ phương trình

Hình 3.5 Biểu đồ giá trị Su (VST) với độ sâu từ các kết quả bảng 3.5

Xác định được giá trị Su cắt cánh từ giá trị Su của UU theo phương trình y = 0.909x + 8.5608 với giá trị cao nhất là 21.1909kPa và sai số so với thực tế là 1.491kPa tại mẫu hố khoan LKR2-5, giá trị thấp nhất là 16.6922kPa và sai số so với thực tế là 1.008kPa tại mẫu hố khoan LKR2-2 Đạt giá trị trung bình 18.59kPa trong lớp đất sét dẻo có đôi chỗ lẫn các lớp cát mỏng, hữu cơ, màu xám xanh, xám đen, trạng thái chảy đến dẻo chảy, mức độ sai số thực tế nhỏ hơn 1 là 0.97kPa Được thể hiện rõ hơn thông qua đồ thị 3.5, có thể nhận xét được rằng các giá trị Su (VST) sẽ tập trung từ 16 - 21kPa và xuống càng sâu giá trị càng ít dao động và gần hơn với giá trị thực tế

Để nhìn thấy sự chênh lệch giữa giá trị thực tế thí nghiệm được với giá trị được tính toán thông qua phương trình tương quan từ tuyến R1: y = 0.909x + 8.5608, hình 3.6 biểu đồ sự chênh lệch giữa các giá trị Su (VST) tinh từ phương trình tương quan và thí nghiệm:

-14-12-10-8-6-4-2

Hình 3.6 Biểu đồ sự chênh lệch giữa các giá trị Su (VST) tính từ phương trình

tương quan và thí nghiệm từ các kết quả bảng 3.5

Ở bảng 3.4, nhận thấy giá trị của Su (VST) nằm trong khoảng 16-20 kPa và càng xuống sâu thì khoảng cách sai số lại càng hẹp lại.Nên việc sử dụng các phương trình tương quan đã thiết lập được từ số liệu thực tế từ tuyến R1 cho việc tính toán thay thế cho một vài hố khoan gần đó của tuyến R2, nhận thấy việc xác định sức chống cắt của thí nghiệm cắt cánh (VST) ở cùng độ sâu với thí nghiệm trong phòng (UU) là có thể gần đúng, sự chênh lệch sai số trung bình 0.97kPa với phương trình tương quan giữa VST và UU và nhỏ hơn 1kPa

Sự chênh lệch giữa kết quả từ thí nghiệm thực tế và số liệu được tính là không quá lớn nằm trong mức cho phép Từ đó, ta có thể phỏng đoán được tầm giá trị Su trong khu vực này là bao nhiêu

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Từ kết quả tổng hợp và phân tích sức chống cắt không thoát nước của đất sét yếu theo các phương pháp thí nghiệm khác nhau có thể rút ra các kết luận sau:

Đất sét yếu ở khu vực các tuyến đường chính trong khu đô thị Thủ Thiêm quận

2, thành phố Hồ Chí Minh ở độ sâu từ 2-18m tập trung phần lớn là đất sét dẻo, đôi chỗ

lẫn các lớp cát mỏng, hữu cơ, màu xám xanh, xám đen, trạng thái chảy đến dẻo chảy

có độ ẩm khá cao, hàm lượng bột và sét chiếm chủ yếu đến 93.1% trong tổng thể, sức chống cắt dao động từ 18-30kPa, nên khi xây dựng cần tiến hành cố kết đất trước hoặc tiến hành các phương pháp tiến bộ ngày nay như bấc thấm, hút chân không để đảm bảo nền đất cứng và ổn định Tạo điều kiện cho người xây dựng dễ thi công và công trình đạt được hiệu quả tốt nhất

Nhận thấy kết quả thí nghiệm cắt cánh, sức chống cắt không thoát nước có khuynh hướng tăng theo độ sâu theo quy luật tuyến tính, nghĩa là gần bề mặt có giá trị nhỏ và tăng dần khi xuống sâu Có thể lựa chọn thông số này cho tính toán ổn đinh công trình đắp hay mái dốc ở nơi có sự phân cắt địa hình Nhưng nếu lấy giá trị này sử dụng cho tính toán ổn định nền móng hầu như không an toàn, không chính xác với điều kiện thực tế do giá trị Su quá lớn và thời gian thực hiện quá ngắn

Sức chống cắt không thoát nước của đất theo kết quả thí nghiệm trong phòng nhỏ hơn kết quả thí nghiệm hiện trường Vì trong quá trình khoan lấy mẫu, bảo quản mẫu, kích mẫu ra khỏi ống mẫu… và cả trong quá trình thí nghiệm, mẫu bị xáo trộn, phá vỡ kết cấu hạt của đất, dẫn đến sức chịu tải của đất bị giảm đi đáng kể Theo bảng kết quả 3.2 và 3.3 đưa ra mức độ trung bình như sau:

𝑆𝑢 (𝑈𝑈) = (1.5 ÷ 2.5) lần

Tỉ số này càng giảm theo độ sâu cho cùng một loại đất và trạng thái của đất

Có thể thấy rằng sức chống cắt không thoát nước của các phương pháp có giá trị theo thứ tự:

Su(UU) < Su(VST)

 Kiến nghị:

Đối với các loại đất sét quá mềm, rất khó lấy mẫu nguyên dạng Tiếp đến các khâu vận chuyển, bảo quản, lấy mẫu ra khỏi ống chứa, chuẩn bị mẫu sẽ làm xáo trộn trạng thái nguyên dạng của mẫu không ít, kết quả từ thí nghiệm trong phòng ít nhiều

độ tin cậy sẽ bị ảnh hưởng việc thí nghiệm hiện trường cắt cánh sẽ giúp ta so sánh và đưa ra kiến nghị chính xác hơn cho công trình khi xây dựng Mức giá thành của thí nghiệm hiện trường thấp hơn trong phòng và lại đưa ra nhiều số liệu hơn

Tuy nhiên nếu đã thiết lập được sự tương quan, việc giảm thiểu được chi phí cho các thí nghiệm ngoài hiện trường hoặc trong phòng là việc cần thiết Ngoài ra, còn

có thể dự đoán được về khu vực lân cận giá trị Su cho từng thí nghiệm (cắt cánh, UU) trước khi tiến hành thí nghiệm mà không sợ sai lệch quá lớn

Thí nghiệm UU là thí nghiệm thực hiện trong thời gian ngắn từ 15-20 phút mà không thoát nước trong suốt quà trình thí nghiệm, phù hợp với công trình đơn giản sức chịu tải nhỏ, dùng móng nông thi công nhanh trên nền sét hoặc trên nền đất đắp

Có thể mở rộng hướng nghiên cứu, xác định mối tương quan Su cho toàn khu vực Xây dựng cơ sở dữ liệu của công trình đã thi công Việc đưa ra mối tương quan sẽ chính xác cao hơn, mức độ tin cậy cao hơn đối với công trình mới

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Ao Văn Toàn, đề tài luận văn: “Đánh giá tương quan giữa các giá trị Su từ thí nghiệm CPTu, VST và ba trục UU”, 2011

[2] Bùi Trường Sơn, Lê Hoàng Việt, Chọn lựa hợp lý sức chống cắt không thoát nước của sét mềm để tính toán nền công trình đắp), Tuyển tập kết quả khoa họa công nghệ, NXB Nông nghiệp, tập 14, 2011, tr469-477

[3] Hoàng Thị Thu Thủy, Thiềm Quốc Tuấn, Sổ tay thí nghiệm địa kỹ thuật, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2014, tr 76

[4] Lê Hoàng Việt, Bùi Trường Sơn, Tương quan sức chống cắt không thoát nước của sét mềm theo độ sâu và mức độ nén chặt, Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường –

[8] Trần Văn Việt, Cẩm nang dùng cho kỹ sư Địa kỹ thuật, NXB Xây dựng, 2010, tr

150 – 155, tr 192 - 198

[9] 22TCN355 – 2006, Quy trình thí nghiệm cắt cánh hiện trường

[10] ASTM D2573, Standard Test Method for Field Vane Shear Test in Cohesive soils

[11] ASTM D2850, Standard Test Method for Unconsolidated – Undrained Triaxial Compression Test on Cohesive soils

[12] ASTM D4767, Standard Test Method for Consolidated – Undrained Triaxial Compression Test on Cohesive soils

[13] Yit – Jin Chen, Fred H Kulhawy, Undrained Strength Interrelationships Among CIUC, UU and UC Test, Journal of Geotechnical Engineering, Vol 119, No 11, 1993