Nghiên cứu sự ảnh hưởng của hàm lượng xi măng và sợi xơ dừa đến sức chống cắt của đất yếu

Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG Tp.HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS Võ Phán Cán chấm nhận xét : PGS TS Nguyễn Văn Chánh Cán chấm nhận xét : TS Lê Văn Pha Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 08 tháng 01 năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm : PGS TS Châu Ngọc Ẩn TS Lê Trọng Nghĩa PGS TS Nguyễn Vãn Chánh TS Lê Văn Pha TS Nguyễn Ngọc Phúc Xác nhận Chủ Tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quan lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG KỸ THUẬT XÂY DỰNG PGS TS Châu Ngọc Ẩn PGS TS Nguyễn Minh Tâm ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÓA XÃ HỘI CHÙ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Trần Tất Thành MSHV: 7140136 Ngày, tháng, năm sinh: 26/10/1990 Nơi sinh: Bình Định Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây Dựng Cơng Trình Ngầm Mã số : 60.58.02.04 I TÊN ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG XI MĂNG VÀ SỢI XƠ DỪA ĐẾN SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT YẾU.” II NỘI DUNG LUẬN VĂN: Mở đầu Chương : Tổng quan gia cố đất yếu xi măng sợi Chương : Cơ sở lý thuyết đất trộn xi măng - sợi ổn định mái taluy đường Chương : Thí nghiệm mẫu đất trộn sợi xơ dừa xi măng phòng thí nghiệm Chương : Tính tốn ổn định đường trước sau gia cường xi măng - sợi xơ dừa III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : Ngày 06 tháng 07 năm 2015 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 04 tháng 12 năm 2015 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS TS Võ Phán Tp HCM, ngày 08 tháng 01 năm 2016 CÁN BỘ HƯƠNG DẤN CHÙ NHIỆM BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA PGS TS Võ Phán PGS TS Lê Bá Vinh PGS TS Nguyễn Minh Tâm LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, học viên xin cảm ơn gia đình, bạn bè, cổ vũ, động viên hỗ trợ học viên suốt thời gian qua Xin cảm ơn thầy mơn Địa Cơ Nền Móng - Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng - Trường ĐH Bách Khoa TPHCM, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện cho học viên sử dụng phòng thí nghiêm Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS TS Võ Phán tận tình hướng dẫn, giúp học viên có định hướng tốt cho luận văn Qua thầy, học viên truyền đạt kiến thức, mà học phương pháp nghiên cứu, phương pháp làm việc nhiệt huyết nghề nghiệp Xin kính chúc sức khỏe thầy cơ! Học viên Trần Tất Thành TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Luận văn nghiên cứu khả cải tạo đất sét yếu khu vực tỉnh Bền Tre sợi xơ dừa xi măng Sử dụng thí nghiêm : cắt trực tiếp, nén đơn để xác định hàm lượng sợi xơ dừa - xi măng thích hợp Xi măng sử dụng loại PCB40, xơ dừa cắt nhỏ thành đoạn 2cm Các hàm lượng xơ dừa xét đến : 0%, 0.4%, 0.8%, 1.2 %, hàm lượng xi măng xét đến : 6%, 8%, 10%, 12% ứng dụng hỗn hợp vật liệu vào đắp đường huyện Châu Thành - tỉnh Bến Tre Abstract: This reseach presents a treatment solution of soft soil clay by mixing cement and coừ fiber By using laboratory tests : Dừect Shear Test and Unconfined Compression Test, with different contents of coừ fiber : 0.0 %, 0.4 %, 0.8%, 1.2%, cement: 6%, 8%, 10%, 12%, the reseach figures out the optimum content of coừ fiber and cement for the composite In addition, the author considers to apply this composite to road in Chau Thanh district - Ben Tre province LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết luận đưa luận văn thực theo phương pháp khoa học khách quan, không chép có trích dẫn nguồn tài liệu đầy đủ Các thí nghiệm thực theo tiêu chuẩn Học viên Trần Tất Thành MỤC LỤC Mở đầu Đặt vấn đề nghiên cứu Mục đích nghiên cứu .1 Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học Giá trị thực tiễn Giới hạn đề tài Chương TỔNG QUAN VỀ GIA CỐ ĐẤT YẾU BANG XI MĂNG VÀ SỢI 1.1 Tổng quan gia cố đất yếu sợi .3 1.2 Tổng quan gia cố đất yếu sợi kết hợp xi măng 1.3 Tổng quan gia cố đất yếu sợi xơ dừa 1.4 Tổng quan phương pháp đưa sợi vào đất trường .12 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐẤT TRỘN XI MĂNG - SỢI VÀ ỔN ĐỊNH TRƯỢT MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG 2.1 Cơ chế đóng rắn xi măng đất 15 2.2 Tương tác sợi .15 2.2.1 Tương tác sợi đồng không nứt 15 2.2.2 Tương tác sợi bị nứt 17 2.3 Phân tích ổn định mái taluy đường theo mặt trượt 18 2.3.1 Phương trình cân khối đất trượt 18 2.3.2 Phương trình cân mơmen 20 2.3.3 Phương trình cân lực 20 2.3.4 Phương trình cân giới hạn tổng quát (GLE) 20 Chương THÍ NGHIỆM MẪU ĐẤT TRỘN SỢI XƠ DỪA VÀ XI MĂNG TRONG PHỊNG THÍ NGHỆM 3.1 Ngun vật liệu dùng ương thí nghiêm 22 3.1.1 Đất dùng thí nghiêm 22 3.1.2 Xi măng dùng thí nghiêm 23 3.1.3 Xơ dừa dùng thí nghiêm 23 3.2 Thí nghiệm cắt trực tiếp (TCVN 4199-2012) 25 3.2.1 Mục đích thí nghiệm cắt trực tiếp 25 3.2.2 Thiết bị thí nghiệm cắt trực tiếp 25 3.2.3 Chế bị mẫu thí nghiêm cắt trực tiếp 26 3.2.4 Thực thí nghiệm cắt trực tiếp 28 3.2.5 Kết thí nghiệm cắt trực tiếp 29 3.3 Thí nghiệm nén đơn (ASTM D2166) 35 3.3.1 Mục đích thí nghiệm nén đơn 35 3.3.2 Thiết bị thí nghiệm nén đơn 35 3.3.3 Chế bị mẫu thí nghiệm nén đơn 36 3.3.4 Thực thí nghiệm nén đơn 38 3.3.5 Kết thí nghiệm nén đơn 39 3.4 Thí nghiệm đầm chặt đất (TCVN 4201:2012) 44 3.4.1 Mục đích thí nghiệm đầm chặt 44 3.4.2 Thiết bị thí nghiệm đầm chặt 44 3.4.3 Chuẩn bị mẫu thí nghiệm đầm chặt 44 3.4.4 Tiến hành thí nghiệm đầm chặt 46 3.4.5 Kết thí nghiệm đầm chặt 47 Chương TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG TRƯỚC VÀ SAU KHI GIA CƯỜNG BANG XI MĂNG - SỢI XƠ DỪA 4.1 Đặt vấn đề 50 4.2 Giới thiệu cơng trình 51 4.2.1 Vị trí địa lý 51 4.2.2 Các thông số kỹ thuật cơng trình 51 4.2.3 Số liệu địa chất 53 4.3 Tải trọng tác dụng lên đường (22TCN 262 - 2000) 55 4.4 Tính tốn ổn định cho cơng trình đắp đất tự nhiên 56 4.4.1 Phân tích phần mềm SLOPE/W 56 4.4.2 Phân tích phần mềm Plaxis 8.5 57 4.5 Tính tốn ổn định cho cơng trình đắp đất gia cường 59 4.5.1 Phân tích phần mềm SLOPE/W 59 4.5.2 Phân tích phần mềm Plaxis 8.5 60 Kết luận kiến nghị A Kết luận 62 B Kiến nghị 62 Đắp đất tự nhiên - xi mãng - xơ dừa cao m : Kết Geo Slope/W Kết Plaxis 8.5 Đắp đất tự nhiên - xi mãng - xơ dừa cao m : Kết Geo Slope/W Fellenius WWW HàA == h=- 2.019 Morgenstern - Price •K T M Ket qua Plaxis 8.5 “Sxw— ■> txkjf uabH -roW".»pMT5 Reached'taMíĩ L raw E-HoBtfc |L'JPJP Er^xKfi; jifliwo I raíáeỊht jl.ửửùù |1(JD(JD E frBCQd: p.aủũù z -Mi-fl |1 5« 111 s 111 111 Iraeri Idrithcewn Lift a (Tù* ■/ 4fu« 1> V ■j'+yxr l> V PhflStDB Start tcgn a Q D 1 CfkutatBn loMjna'TWt ■SỊ Mete, Tp-e L'l.Uili'i acodvy N|W Ptalbc fibril rjiA Aask trrfew Staged Cffijtn/Ctwn ftWdffi PfaatK staged ctxi'tnxtMn acodsv Shacpd cwiJLrtHn T/ -: phase 4? V J Fli-.hr flndaVS Ffasbc «iJFW staged constnjctton staged construction OMdar a 00 day v’ -: Phase fl =• V -tPhase T> fl G Plasbc BHBirVĩ Ptasbc anatfW Stag'd Ctrl5tjurbon Staged cmsinjcbon a 00 day a 00 day V 3 B Fiasbc aiatysE Fii iLit-lj-till Staged cwistrcxtian icieiieiiLM raJtjjie Í a 00 day Ct00 day IrJifhaa? 3>O1 Ml Đắp đất tự nhiên - xi mãng - xơ dừa cao m : 2.001 Kết Plaxis 8.5 líiraa frrarKttis tMipteifc fTEMtw-|| -9nw— ■S1 Cnputowti^s í*" “tnoewtftp es.irpbẹrĩ gMdnd WK ■■Wisp aawci rioedA: McađB: ŨIIỈOÚỦ ■'Hcoei NSfi aqND rptei njT*e"5 ~í] $1 E -Mdispi 11 E ttiaadỉ: íỊ 1.MW 11 11.Min *1 ].WM t| E -r*ada: ;| E ■ỜMeishi- E ĩ' J: :e: ĩỉ t| |Ĩ4ỈW 11 U.L*JL»J E-f¥fcfi aiMO 11 MasíX Idartrtatiủn PtHSẾÍH Start im CdoJbtai IntìalrtiaeE V1 ĩPhm ]> a ự1 íhaeỉí V w :PhiKB4= 3 s*«íí: rdvPB V fl ự :Ptw5C0> V *Fh®e7> V=FhME[j> □data Cniart LcaHl input rhe staged'ZOT+iKten CulOdaaftdPdw Blỡgcd CPTFtiK»on atJBdw staged owiFtucton anodw rtsctfc a-airee staged const Iflcci 0.00 daw rtwtfc mJira staged const Lrtcfl aoodw rtỉsd: trd™ fl STid1.-?! staged oonrtiKỉon staged co net Lrton OUJDdw 0.00 dw L WM rtwtfc trdyse flrdYM a Irtira staged const Lrtcfl aoodav V':FhaSe5> a iniira Staged const ucton aoodw v' :Pt™ »= 10 in staged oinrtiKỉon Duipic nJtvten aaodw oaotaw1 IL Hwtk BTd™ f*^r nẹducter Đắp đất tự nhiên - xi mãng - xơ dừa cao 5.5 m : Kết Geo Slope/W Kết Plaxỉs 8.5 General ỊSrameters ỊỵơTì |pneww Sw tMđ-rrikduÉS Totd nùtdrra kmenentd m.jtcieis I'XJut vdues c (C-.ÚMŨ Hindis MMOtJ; [O.JMO |OIJW» K™dit £-Hckxp: |1.ŨO» |J| |:.OÚK- ĨJ t| r+iMiU E- I nrnj sj ej HMGD: I Hwai^hb: kMM» ; — I I *Z1Z ~ :J ĨĨ Hfiud MSF t] ^IWO sj ;| E-Otsft 4$ tnscri ftiMB na IdantAiahr-i irnwiptwe iZ cFhwe l> Surf rnm 0 1 c JcuUkai Lairing rcrjt HPjne^ir Tma rựa a.aadaj- Fijitc WiN-f 95 Staged twwfruclwi a 00 day rissbc snariss staged K«5 truck WI a 00 day I /■iPhflMSB Hỉítranahss staged cwiriKion 0.00 day cFtlMS V ư=hMỊ 5> ■9 MiltJC BOfl^FfS MiitJC snstyis staged ron?riK»wi staged ron?riK»wi 0.00 day 0.00 day ự L "ill he indF|*Bi ubKpd n™ truck W1 a.03d«y J d=fi-.r?> cPhaÈ? L "111he indF|*Bi ubKpd n™ truck W1 0.03 d«y B s B Haiiỉcỉnatytis Id Has DC anatyB* ĩraQùd cons ruck tfl iu^fcd nonarucim 0.00 day a 00 day s Ftastjc Miafras Staged LCfH lull Oil ■/ cFtissi Ll> 11 L2 LŨ Phittanafras stao^d LũỉKlưllMl Li FtiiCielKiifi liweiKHtat Irjfcfc'i -/ =Phast 2B d5ha«r9> ■/ d=tiase lử> 13 L2«n 0.03 daj a 03 day O.OOdS y Đắp đất tự nhiên - xi mãng - xơ dừa cao m : Kết Geo Slope/W ;1 ■■? 2,394 « SHF?; -•■-•■ U4— F frier,! UI -irrr- HI*— ' Jf*T—■ M fa »*r VTM ! ;l-w- *1> raw' ■ TT*W1 Hftf *>*•» A " • H -w K TTriiPs ■ỉ M' ■ TH! ■ •.- •'/ BisHop wii? :»w H5 A jr* BBS J ế 44 AA MA*“ ■>*#— "IrR 111 F II > 2.109 ý ** JSJL - ?- ỂTB* 1 1 1:1 11 IMiJ '1Ạ :1 1:1 1 1.881 Kết Plaxis 8.5 SsKfcJ I Eprwwta-5 ìứ' “Ữ1 remen 3Ể r -tp 1ers— “BWM -'* ặ"t>JỈ '.-U-iri ỉ + p taste-Sfldyss staged ccretnct D.'jOCa?' Z iPltiíỄ 6> ẽ p las ít«1 F si staged constnjctiri [ijMdap V -ttiỉỉi 7> J Ptaateaid^M Ỉttạỉd ửXtitnKtúrì ÚJM dty / few 8> ■ự -sphfl« 9=- a Plartcennip Pbĩte-srslm Staged ■axntHKhri Staged ccnjtHKtari MOdsp « dap < » u PSStrwdfW V" cFhaac u j 15 11' 1.L PBSieand^Sf PtastcMiaifSi Staged oywtnjtttr, Staged cownucttn D 00 dtp ự FltiM 1J> iB