Hóa lỏng nền do động đất và phương pháp đánh giá khả năng hóa lỏng nền công trình chống ngập TP. Hồ Chí Minh

Đánh giá ổn định của nền do tai biến nói trên có ý nghĩa quan trọng trong việc đề xuất các giải pháp gia cố nền hợp lý. Bài báo trình bày một số phương pháp đánh giá khả năng hóa lỏng nền tiên tiến trên thế giới và áp dụng cho công trình cống Kinh Lộ (TP. Hồ Chí Minh). Mời các bạn tham khảo!

KHOA HỌC CƠNG NGHỆ HĨA LỎNG NỀN DO ĐỘNG ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HÓA LỎNG NỀN CƠNG TRÌNH CHỐNG NGẬP TP HỒ CHÍ MINH PGS.TS Trần Đình Hịa, KS Bùi Mạnh Duy Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Tóm tắt: Ổn định cơng trình yêu cầu quan trọng thiết kế, xây dựng cơng trình nói chung Một vấn đề khó khăn tính tốn ổn định cơng trình có xét đến động đất Động đất trực tiếp phá hỏng kết cấu gây ổn định cơng trình (động đất mạnh) gây bất lợi mà từ làm ổn định cơng trình cách từ từ Khi xảy động đất, đất bị tượng lỏng hóa làm thay đổi tính chất lý ảnh hưởng đến ổn định tổng thể cơng trình Đánh giá ổn định tai biến nói có ý nghĩa quan trọng việc đề xuất giải pháp gia cố hợp lý Bài báo trình bày số phương pháp đánh giá khả hóa lỏng tiên tiến giới áp dụng cho cơng trình cống Kinh Lộ (TP Hồ Chí Minh) Summary: The construction stabilization is the most important requirement in the design, construction in general One of the most difficult problems in the calculation of the stabilization, is considered earthquakes factor Earthquakes can directly destroy the structure and stabilization of the construction (Strong earthquake) or cause unfavorable effects from which to destabilize more slowly When earthquakes catastrophe occurs, foundation soil may be the liquefaction to change the physical properties and affect the overall stability of the construction Assess the stability of the foundation by the above catastrophe to have important implications in suggesting solutions the reasonable reinforcing soil This paper presents some advanced methods of stabilization assessment for liquefied foudation in the world and application for Kinh Lo barrier (Ho Chi Minh City) I ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘNG ĐẤT TỚI ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH3 1.1 Một số đặc trưng động đất Động đất tượng chuyển động hay rung động đột ngột vỏ đất sinh giải phóng tức thời lượng biến dạng tích lũy dần từ trước Có nhiều nguyên nhân gây động đất kiến tạo mảng, núi lửa phun trào, đứt gãy nội khối, tương tác nước với khối đất đá vỏ đất, người gây nổ sâu lòng đất (tác nhân nguồn gốc hóa học hay hạt nhân) Bên cạnh đó, có số lý giải nguyên nhân trận động đất như: trôi dạt lục địa kiến tạo mảng kích thích núi lửa hoạt động [5] Nơi phát sinh động đất gọi chấn tiêu Chấn tiêu động đất thường sâu vài km đến hàng chục km Khối vật chất bị phá hoại giả thuyết điểm, từ điểm bắt đầu truyền sóng chấn động Hình chiếu chấn tiêu động đất lên mặt đất gọi trung tâm động đất hay chấn tâm Chấn tâm điểm bề mặt đất có sóng chấn động đến sớm Sóng dọc sóng ngang từ chấn tiêu lan truyền bốn phía dạng tia sóng địa chấn Tia địa chấn bị phản xạ hay khúc xạ gặp tầng đá có tính đàn hồi tỷ trọng khác Từ chấn tâm dao động truyền xung quanh theo sóng đồng Người phản biện: GS.TS Nguyễn Cơng Mẫn TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013 21 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ tâm tựa dao động mặt nước ném vật vào nước gọi sóng mặt đất Tốc độ sóng mặt đất nhỏ tốc độ sóng ngang nguyên nhân gây phá hoại lớn Như vậy, điểm bề mặt đất, trước hết nhận chấn động dọc, đến chấn động ngang từ chấn tiêu động đất truyền lên, sau nhận chấn động xuất phát từ chấn tâm Tất chấn động giao thoa với sinh chấn động phức tạp Hiện tượng cịn bị phức tạp hố thêm hạt đất đá bước vào chấn động trở thành trung tâm lan truyền chấn động dọc, chấn động ngang bề mặt chấn tiêu a Sóng động đất: Hình 1: Sơ đồ truyền sóng động đất Sóng dọc lan truyền với tốc độ cực đại, chúng chuyển lượng dự trữ lớn gây tác dụng phá hoại lớn động đất Sóng dọc lan truyền khơng vật thể cứng mà chất lỏng khí Tốc độ truyền sóng đàn hồi dọc mơi trường vô hạn liên quan đến đặc trưng đàn hồi mơi trường Tốc độ truyền sóng dọc nước 1500 m/s Sóng ngang lan truyền đá cứng, khơng lan truyền nước khơng khí chất lỏng chất khí khơng chống lại biến đổi hình dạng Khi sóng dọc sóng ngang truyền lên mặt đất, phát sinh dao động hình thức sóng mặt, cịn sóng đàn hồi qua ranh giới phân chia môi trường phát sinh sóng thứ sinh: sóng phản xạ, khúc xạ… Tất sóng thứ sinh lan truyền với tốc độ nhỏ so với tốc độ sóng đàn hồi gây nên chúng mang theo lượng dự 22 trữ không đáng kể b Cường độ chấn cấp động đất: Cường độ động đất thông số đánh giá hậu thường mang tính định tính cịn độ lớn động đất hay gọi chấn cấp động đất thơng số đo đạc thể tính định lượng có liên hệ đến lượng giải phóng trình động đất Trong trận động đất giải phóng lượng đàn hồi Năng lượng truyền hình thức sóng đàn hồi từ tâm động đất phía tới mặt đất Một phần lượng từ chấn tiêu sinh cơng để sóng đàn hồi lan truyền lịng đất Vì vậy, lượng mà sóng địa chấn đạt tới mặt đất yếu phụ thuộc vào độ sâu nằm miền chấn tiêu, khoảng cách từ điểm xét đến tâm ngoài, cấu trúc địa chất khu vực tính chất đất đá Vì cường độ động đất trước hết số lượng tỏa miền tâm địa chấn sau lượng sóng địa chấn định TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 15 - 2013 KHOA HỌC c Gia tốc động đất: Gia tốc địa chấn a đặc trưng cho lực động đất Đó lượng dịch chuyển bề mặt trái đất đơn vị thời gian Lượng dịch chuyển đặc trưng cho gia tốc mà hạt đất đá mặt đất đạt tác dụng sóng địa chấn 1.2 Đánh giá khả rung động Động đất gây bất lợi cho ổn định cơng trình kết cấu nền; ảnh hưởng tới hóa lỏng, lún, sạt trượt, … Đánh giá khả rung động hay độ nguy hiểm động đất cho khu vực đưa kết định lượng dạng biểu đồ biểu thị phân bố không gian thông số rung động (cường độ I, gia tốc cực đại PGA, vận tốc hạt PGV, phổ phản ứng gia tốc SA), đại lượng thường sử dụng nhiều gia tốc cực đại PGA CÔNG NGHỆ lâu dài đất, dẫn tới điều kiện ứng suất hữu hiệu đất gần 0, mà từ trở coi hoá lỏng Bản chất tượng có chấn rung đến giới hạn nước lỗ rỗng đất nhanh, sức chống cắt giảm, áp lực thủy động tăng lên, tạo lực đẩy hạt đất lên phía làm tiêu giảm (thậm chí độ chênh áp lực cột nước lỗ rỗng đất đạt tới giá trị tới hạn) trọng lượng hạt đất (ứng suất hiệu tiến tới giá trị =0) Áp lực nước lỗ rỗng làm xáo trộn yếu lớp phủ phía lớp bị lỏng hóa đất trạng thái gần dịch thể, mặt đất hình thành hố (như miệng núi lửa nhỏ) dạng hình – tượng cát sủi, đất trạng thái bị lỏng hóa Nếu mực nước ngầm nằm nông độ lún sụt lớn tồn mặt đất tự nhiên bị chìm lún xuống gây tác động xấu đến ổn định kết cấu cơng trình phía II CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HÓA LỎNG NỀN DO ĐỘNG ĐẤT 1.3 Hóa lỏng Động đất gây loại chuyển động đất lực cắt, nén, trượt dọc theo mặt đứt gãy (hậu nguyên sinh), tiếp tượng trượt đất, nứt đất, rung lắc hóa lỏng (hậu thứ sinh) Rung lắc động đất thông qua yếu tố gia tốc, tác động trực tiếp lên phần tử đất từ ảnh hưởng đến sức kháng giới hạn đất Một tượng đặc trưng đất bị ảnh hưởng hóa lỏng, dạng tai biến thứ cấp động đất Khi tượng sụt chìm xảy với đất có trạng thái xốp, hạt mịn bão hịa nước (hiện tượng hóa lỏng khơng xảy với đất cát hạt thô độ rỗng cao, khả thấm lớn làm cho áp lực nước lỗ rỗng xuất đất hồi phục nhanh trở lại trạng thái áp lực thủy tĩnh ban đầu có động đất nên độ lún nhỏ) Sự giảm sức chống cắt độ cứng tăng áp lực nước lỗ rỗng vật liệu rời bão hồ nước lúc có chuyển động động đất, đến mức làm tăng đáng kể biến dạng 2.1 Đánh giá khả hóa lỏng đất nước ta nay: Khi đánh giá khả lỏng hóa đất nước ta chủ yếu dựa vào đặc điểm sức kháng xuyên (giá trị xuyên tiêu chuẩn SPT) đất Trong tiêu chuẩn TCXDVN 375-2006 đề cập cách xác định, đánh giá khả hóa lỏng đơn giản sau: - Nguy hố lỏng bỏ qua α.S < 0,15 điều kiện sau phải đảm bảo: + Cát có hàm lượng hạt sét lớn 20% với số dẻo PI > 10; + Cát có hàm lượng hạt bụi lớn 35% đồng thời số búa SPT sau chuẩn hoá với ảnh hưởng áp lực thân đất với tỷ số lượng + Cát sạch, với số búa SPT sau chuẩn hoá với áp lực thân đất với tỷ số lượng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013 23 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ - Ứng suất cắt động đất: τe = 0,65α.S.σvo Hiệu chỉnh giá trị xuyên tiêu chuẩn đất: Trong đó: σvo: Áp lực tồn phần thân đất (khơng áp dụng cho chiều sâu lớn 20m) ( N1 )60 = 1, 29.CN ER m N / 60 Trong đó: α : tỷ số gia tốc thiết kế ag loại A với gia tốc trọng trường g; (N1)60: Sức kháng xuyên tiêu chuẩn hiệu chỉnh áp suất hiệu (95,76 kN/m2) cho giá trị SPT với 60% lượng rơi búa S : hệ số Phương pháp tính tốn chủ yếu dựa vào đồ thị có để xác định khả hóa lỏng đơn giản, dùng cho cát cát bụi Như phân tích trên, việc đánh giá ổn định hóa lỏng có ý nghĩa quan trọng tính tốn thiết kế, xây dựng cơng trình Trên giới có nhiều phương pháp tiêu chuẩn để tính tốn vấn đề 2.2 Theo tiêu chuẩn Mỹ [5]: N: Giá trị xuyên tiêu chuẩn SPT vị trí tính tốn; CN: Hệ số tương quan đất, (σ’0/95,76)-0,5 kN/m2 (theo Liao, Whitman, 1985); ERm: Tỷ số lượng phần trăm lượng rơi búa đóng =1 Quan hệ CSR (N1)60 ứng với động đất cường độ M = 7,5 liên quan tới thành phần hạt: + Khi đánh giá lỏng hóa, trước tiên cần xem đánh giá thành phần hạt đất, kích thước hạt trung bình 50% lọt qua rây D50 CSRM = 7.5 = a.e + Theo Seed Idriss (1971) tỷ số ứng suất cắt theo chu kỳ (CSR) gây động đất: b = 0,82 F − 0,357 F + 0,1146 CSR = (3) b ( N1 )60 a = −1.24 F + 0,645F − 0,0016 (4) (5) Trong đó: F thành phần hạt mịn đất τ av a σ = 0,65 max 0' rd ' σo g σo (1) Trong : τav/σ’o: Tỷ số ứng suất cắt chu kỳ gây động đất; Tỷ số ứng suất cắt theo chu kỳ ứng với cường độ động đất bất kỳ: CSR req M = CSRM =7.5 9,5284.M −1,1123 (6) σo: Ứng suất tổng đất độ sâu tính toán; Hệ số ổn định định nghĩa tỷ số khả lỏng hóa đất ứng suất cắt chu kỳ động đất gây Hệ số ổn định nhỏ khả lỏng hóa đất ứng với trường hợp khơng bị lỏng hóa có động đất Fs≥ 1,10: σ'o :Ứng suất hiệu đất độ sâu tính tốn; Fs = β τav : Ứng suất cắt lớn trung bình; amax: Gia tốc đỉnh lớn theo phương ngang; rd: Hệ số giảm ứng suất CSR req M CSR (7) Trong trường hợp hệ số ổn định Fs nhỏ hệ Z Z số ổn định cho Z đất hậu phép −6 rd = 0,98 + 0, 004 − 2,55.10 −4 + động 1, 60.10 đất 0,3048 0,3048 0,3048thiết kế thông số đất (2) Z  Z   Z  − 2,55.10 −4  + 1, 60.10 −6    0,3048  0,3048   0,3048  + Đánh giá tỷ số ứng suất cắt đất nền: 24 (như hệ số phản lực nền, ma sát thành cọc, mô đun đàn hồi,…) cần hiệu chỉnh với hệ số nhân De< Trong đó: < Hệ số tương quan số dẻo với tỷ số ứng suất cắt ứng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 15 - 2013 KHOA HỌC với trường hợp thành phần hạt mịn lớn 30%, khả lỏng hóa phụ thuộc vào số dẻo đất Nếu số dẻo nhỏ 5% hệ số tương quan β = 1, số dẻo PI > 5% β> Như hệ số tương quan định nghĩa tỷ số cường độ chu kỳ đất với cường độ chu kỳ đất ứng với số dẻo PI=5% 2.3 Theo tiêu chuẩn Nhật Bản [6]: Phương pháp kinh nghiệm đánh giá khả hóa lỏng nền: (Dựa kết nghiên cứu Nigata, Nhật Bản 1964) Chỉ số SPT áp lực σ'v N0,1 = 0,15.N./(σv' + 0,05) Chỉ số kháng xuyên SPT: N Áp lực cột đất hữu hiệu: σv' (Mpa) Quan hệ N0,1 với ứng suất cắt tương đương chuẩn hóa τeq/0,1 III ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH HĨA LỎNG NỀN CHO CƠNG TRÌNH CỐNG KINH LỘ (TP HỒ CHÍ MINH) 3.1 Giới thiệu chung: Cống Kinh Lộ số 13 cơng trình thuộc hệ thống cơng trình chống ngập úng cho TP Hồ Chí Minh (TP HCM), nằm Rạch Giồng (là nhánh sơng Sài Gịn), có vai trị ngăn triều gây ngập lụt cho thành phố từ phía sơng Sài Gịn lên Do tính chất quan trọng, cống Kinh Lộ xếp vào loại cơng trình cấp 1[2] Ngồi vấn đề kỹ thuật phức tạp liên quan đến kết cấu cơng trình biện pháp thi cơng, vấn đề kháng chấn (do tượng hóa lỏng chân cơng trình có động đất) quan tâm nhằm đưa giải pháp ổn định công trình cách hợp lý 3.2 Mức độ ảnh hưởng động đất khu vực TP Hồ Chí Minh Thành phố Hồ Chí Minh nằm vùng chuyển tiếp miền nâng bóc mịn Đà Lạt miền tích tụ đồng sơng Cửu Long, hệ thống đứt gãy qua khu vực thành phố CÔNG NGHỆ vùng lân cận chia làm cấp Trên lý thuyết, Tp.HCM nằm đới đứt gãy cấp II - đứt gãy sơng Sài Gịn Tp.HCM vùng phụ cận nằm nơi giao hai đới đứt gãy có biểu nứt đất động đất Đó đới đứt gãy Lộc Ninh-Thủ Dầu Một-Tp.HCM đới đứt gãy sông Vàm Cỏ Đơng - sơng Sài Gịn Đây hai đới đứt gãy mà theo nhà địa chất, “có ảnh hưởng trực tiếp gần tới Tp.HCM" [3] Trên đồ phân vùng gia tốc lãnh thổ Việt Nam với xác suất vượt 10% 1000 năm viện Vật lý Địa cầu cung cấp, giá trị PGA khu vực thành phố Hồ Chí Minh nằm khoảng 0,08g đến 0,12g (tải trọng động đất dựa theo TCVN 375-2006 – Thiết kế cơng trình chịu động đất - theo đồ phân vùng động đất cường độ phân bố động đất lãnh thổ Việt Nam cho vùng – thành phố Hồ Chí Minh – phụ lục 1) có ag = a1.γ γ hệ số ứng dụng cơng trình; a1 gia tốc động đất Tuy nhiên, giá trị PGA đánh giá mang tính tổng quan độ nguy hiểm động đất cho khu vực nghiên cứu Thực tế, rung động động đất phụ thuộc vào điều kiện đất địa điểm xảy động đất Do đó, để đánh giá khả rung động mức độ chi tiết cần thông tin điều kiện Theo liệu mà giới khoa học Việt Nam ghi nhận được, khứ TP.HCM khu vực lân cận xảy động đất: Trận động đất cách cửa biển Cần Giờ 40 km vào 22 18 ngày 8/8/1964 Trận động đất mạnh 4,8 độ richter với độ sâu chấn tiêu 15 km Một trận động đất khác xảy khu vực Lộc Ninh-Bình Long vào lúc 19 ngày 26/10/1964 với cường độ 2,7 độ Richter, độ sâu chấn tiêu 15 km Gần trận động đất Vũng Tàu vào ngày 26/8/ 2002 gây chấn động mạnh cấp có độ sâu chấm 10 km Trong năm 2005 chịu ảnh hưởng trận động đất: trận thứ vào ngày 6/8/2005; trận thứ vào ngày 17/10/2005; trận thứ vào ngày 8/11/2005 với cường độ 5,5 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013 25 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ độ richter Gần đêm ngày 28/11/2007, Tp.HCM số tỉnh lân cận chịu trận động đất nhẹ, trận kéo dài khoảng 5-7 giây Khu vực ảnh hưởng nhiều quận Thủ Đức, quận 2, quận 6, quận 8, huyện Nhà Bè Việc đánh giá khả hóa lỏng loại đất gồm bước tính tốn: + Đánh giá ứng suất cắt biến đổi động đất gây độ sâu khác nhau; + Xác định sức kháng mơi trường với q trình lỏng hóa điểm khác nhau; Đã có nhiều tài liệu nhà khoa học Việt Nam nghiên cứu động đất TP.HCM Hầu hết nhà khoa học có tham gia nghiên cứu vấn đề thống khả động đất xảy TP.HCM với mức 5-6 độ Richter TP.HCM nằm “các đới đứt gãy sơng Sài Gịn – Vàm Cỏ Đơng, đới đứt gãy Lộc NinhThủ Dầu Một-TP.HCM đứt gãy có khả “sinh chấn” (gây động đất)[3],[7] + So sánh sức kháng ứng suất cắt biến đổi Đối với cống Kinh Lộ, chúng tơi lựa chọn phương pháp tính theo theo tiêu chuẩn Mỹ để kiểm tra ổn định hóa lỏng (1) Điều kiện đất điều kiện thiết kế cường độ động đất: + Mặt cắt ngang thiết kế cơng trình cống Kinh Lộ: 3.3 Đánh giá hóa lỏng cho cơng trình cống Kinh Lộ: HƯ thèng cäc chèng va tµu HƯ thèng cäc chống va tàu +1.50 +0.50 Tấm lát BTCT dày 10cm Tấm lát BTCT dày 10cm Tấm lát BTCT dày 10cm Tấm lát BTCT dày 10cm +0.50 Tấm lát BTCT dày 10cm +0.50 Rọ đá thép bọc PVC 4x2x0.5m Rọ đá thép bọc PVC 4x2x0.5m -3.00 Rọ đá thép bọc PVC 4x2x0.5m -3.00 Rọ đá thép bọc PVC 4x2x0.5m -3.00 Dầm BTCT đầu cừ Cừ BT dự ứng lực SW 600B, L = 20m Dầm BTCT đầu cừ Cừ BT dự ứng lực SW 600B, L = 20m Rọ đá thép bäc PVC 4x2x0.5m -3.00 -6.00 Cõ BT dù øng lùc SW 600B, L = 20m Rọ đá thép bọc PVC 4x2x0.5m -3.00 Cõ BT dù øng lùc SW 600B, L = 20m Dầm BTCT đầu cừ Dầm BTCT đầu cừ Rọ đá thép bọc PVC 4x2x0.5m -3.00 Cừ BT dự ứng lực SW 600B, L = 20m Dầm BTCT đầu cừ Dầm BTCT đầu cừ Cừ BT dự ứng lực SW 600B, L = 20m Đờng đáy sông tự nhiên m = 5.00 Rọ đá thép bọc PVC 2x1x1m Rọ ®¸ thÐp bäc PVC 2x1x1m m = 5.00 Rä ®¸ thép bọc PVC 2x1x1m Rọ đá thép bọc PVC 2x1x1m Rọ đá thép bọc PVC 2x1x1m Rọ đá thép bọc PVC 2x1x1m Rọ đá thép bọc PVC 2x1x1m Vải địa kỹ thuật TS70 Rọ đá thép bọc PVC 2x1x1m Vải địa kỹ thuật TS70 -17.80 Đáy hàng cừ gia cố mái sông SW600B Đáy hàng cừ gia cố mái sông SW600B Đáy hàng cừ gia cố mái sông SW600B Đáy hàng cừ gia cố mái sông SW600B -23.00 -23.00 -40.37 -40.37 11.86 9.32 10.51 8.34 9.70 6.79 7.31 9.85 17.33 12.61 10.88 8.45 8.66 12.26 14.17 17.49 17.37 -9.25 -9.18 -9.30 -9.25 -9.35 -9.31 -9.44 -9.45 -9.35 -9.28 -9.30 -9.30 -9.00 -8.85 -8.68 -8.63 -8.99 -9.35 -9.37 -9.32 -9.33 -9.43 Mss= -41 Cao độ tự nhiên (m) Khoảng cách lẻ (m) 11.52 Hình 4: Mặt cắt ngang đại diện cống Kinh Lộ + Đặc điểm địa chất đáy công trình Kinh Lộ: Bảng 1: Đặc điểm địa chất đáy cơng trình Kinh Lộ Thứ tự lớp Độ sâu (m) 0-15,00 15,00-19,00 19,00-30,00 Kiểu đất γdn (T/m3) Giá trị SPT Đất bùn Đất sét pha Đất cát pha 0,540 0,977 1,060 16 30 + Điều kiện động đất khu vực cơng trình: Theo TCXDVN 375:2006 vùng cơng trình tương ứng động đất cấp 7, gia tốc theo phương ngang lớn amax = 0,09g (2) Đánh giá khả lỏng hóa đất nền: 26 Thành phần hạt mịn F (%) 83,1 49,5 5,0 Chỉ số dẻo PI (%) 20,90 15,81 Dựa đặc điểm địa chất vị trí xây dựng cơng trình cống Kinh Lộ, thấy rằng: + Lớp đất lớp bùn sét yếu có sức chịu tải đất yếu, tải trọng cơng trình khơng đặt trực tiếp lên lớp đất (do cọc chịu lực đặt lên lớp này) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 15 - 2013 KHOA HỌC + Lớp đất lớp đất sét pha trạng thái nửa cứng nên khả lỏng hóa động đất gần khơng xảy + Lớp đất lớp đất cát pha chặt vừa đến chặt, lớp có khả bị lỏng hóa cần nghiên cứu đánh giá ổn định động đất lớp Điều kiện cần: CƠNG NGHỆ + Kích hạt trung bình 50% lọt qua rây D50< 10mm + Kích hạt trung bình 10% lọt qua rây D10< 1mm Đánh giá hóa lỏng thơng qua tham số: + Xét lớp đất số với chiều sâu từ 19,00m tới Z = 31,00m; Z = + Ứng với hàm lượng hạt mịn F = 22% a = b + Hàm lượng hạt mịn (F< 0,075mm) = 22% < = 0,08 hệ số tương quan β = ứng PI = 5% 35% số dẻo PI = 0< 15 Bảng 2: Xác định hệ số ổn định hóa lỏng đất ứng với động đất cấp (amax=0,1g) Z (m) 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 SPT N 15 16 23 22 28 33 33 32 34 37 40 σo T/m2 28,08 30,14 32,20 34,26 36,32 38,38 40,44 42,50 44,56 46,62 48,68 σ'o T/m2 10,58 11,64 12,70 13,76 14,82 15,88 16,94 18,00 19,06 20,12 21,18 rd CSR CN 0,6112 0,5823 0,5549 0,5293 0,5059 0,4849 0,4667 0,4517 0,4402 0,4326 0,4291 0,1054 0,0980 0,0914 0,0857 0,0806 0,0762 0,0724 0,0693 0,0669 0,0651 0,0641 0,960 0,916 0,877 0,842 0,811 0,784 0,759 0,736 0,716 0,696 0,679 (N1)60 CSRM=7,5 CSRM Fs 0,310 0,315 0,433 0,398 0,489 0,556 0,539 0,507 0,523 0,554 0,584 0,1267 0,1267 0,1279 0,1276 0,1284 0,1291 0,1289 0,1286 0,1288 0,1291 0,1294 1,202 1,293 1,399 1,489 1,594 1,695 1,780 1,855 1,925 1,981 2,018 0,0797 0,0797 0,0804 0,0802 0,0807 0,0812 0,0811 0,0809 0,0810 0,0811 0,0813 Hệ số Fs Z(m) Hình 5: Quan hệ cấp động đất (gia tốc gây lỏng hóa nền) với hệ số ổn định lỏng hóa TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 14 - 2013 27 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Kết bảng cho thấy cơng trình cống Kinh Lộ khơng bị hóa lỏng xảy động đất đến cấp IV KẾT LUẬN Lỏng hóa đất tác động trực tiếp đến kết cấu ổn định tổng thể cơng trình Trong điều kiện biến đổi khí hậu tồn cầu nay, rủi ro, thiên tai xảy bất thường khó dự đốn.Vì thế, q trình tính tốn ổn định cơng trình cần xem xét đánh giá ảnh hưởng tượng hóa lỏng Đặc biệt cơng trình quan trọng đất yếu, từ tính tốn thiết kế kết cấu cho có động đất (trong khả chịu đựng cấp cơng trình) xảy ra, cơng trình làm việc ổn định an toàn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Việt, “Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật”, NXB Xây dựng, Hà Nội 2005 [2] Viện Thủy Công – Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, “Hồ sơ thiết kế Dự án cơng trình cống Kinh Lộ (TP Hồ Chí Minh)”, Hà Nội 2012 [3] Báo cáo kết nghiên cứu đề tài “ Phân vùng nhỏ động đất Tp.HCM” , Liên đoàn đồ địa chất miền Nam Sở Khoa học Công nghệ Tp.HCM thực (2006 – 2010), Ths Cát Nguyên Hùng, Trưởng Liên đoàn, làm chủ nhiệm đề tài [4] Quyết định số 3558 /QĐ-UBND ngày 13 tháng năm 2012 Chủ tịch Ủy ban nhân dân thành phố Hồ Chí Minh việc ban hành phương án “Phịng ngừa, ứng phó khắc phục hậu động đất, sóng thần địa bàn thành phố Hồ Chí Minh” [5] Geotechnical Engineering Bureau, “Liquefaction potential of Cohesionless Soils (Geotechnical Design Procedure – – Revision # 2)”, New York State Department of Transportation(April 2007) [6] Awad Ali Al - Karni,“Evaluation of Liquefaction potential of the soil at the University of Jazan in Jazan city in the southwest of Saudi Arabia” King Saud University, College of Engineering, Civil Engineering Department, P.O Box 800, Riyadh, 11421, Saudi Arabia(2007) [7] Phạm Văn Hùng, “ Đặc điểm hoạt động đứt gãy tích cực khu vực Đơng Nam Bộ”, Tạp chí Các khoa học trái đất, 12-2007 28 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 15 - 2013 ... tác động xấu đến ổn định kết cấu cơng trình phía II CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HÓA LỎNG NỀN DO ĐỘNG ĐẤT 1.3 Hóa lỏng Động đất gây loại chuyển động đất lực cắt, nén, trượt dọc theo mặt đứt... chuyển động động đất, đến mức làm tăng đáng kể biến dạng 2.1 Đánh giá khả hóa lỏng đất nước ta nay: Khi đánh giá khả lỏng hóa đất nước ta chủ yếu dựa vào đặc điểm sức kháng xuyên (giá trị xuyên... nghĩa tỷ số khả lỏng hóa đất ứng suất cắt chu kỳ động đất gây Hệ số ổn định nhỏ khả lỏng hóa đất ứng với trường hợp không bị lỏng hóa có động đất Fs≥ 1,10: σ'o :Ứng suất hiệu đất độ sâu tính