Phân tích ảnh hưởng của kích thước mẫu nén trong thí nghiệm nén cố kết đến các đặc trưng biến dạng của đất và ứng dụng tính toán độ lún của nền đất khi gia tải trước

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÙ NHẬT TRUYỀN PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG CỦA KÍCH THƢỚC MẪU NÉN TRONG THÍ NGHIỆM NÉN CỐ KẾT ĐẾN CÁC ĐẶC TRƢNG BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT VÀ ỨNG DỤNG TÍNH TỐN ĐỘ LƯN CỦA NỀN ĐẤT KHI GIA TẢI TRƢỚC Chuyên Ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Cơng Trình Ngầm Mã Số Ngành : 60580204 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2015 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hƣớng dẫn khoa học: TS LÊ BÁ VINH Cán chấm nhận xét : GS TS TRẦN THỊ THANH Cán chấm nhận xét : TS TRƢƠNG QUANG HÙNG Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 14 tháng năm 2015 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) PGS.TS VÕ PHÁN GS.TS TRẦN THỊ THANH TS TRƢƠNG QUANG HÙNG TS NGÔ TẤN DƢỢC TS LÊ BÁ KHÁNH Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trƣởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG PGS.TS VÕ PHÁN TS NGUYỄN MINH TÂM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHÙ NHẬT TRUYỀN Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 18-07-1989 Nơi sinh: Bình Thuận Địa mail: phunhattruyen@gmail.com Điện thoại: 0903321162 Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Cơng Trình Ngầm MSHV: 13090108 Khóa( năm trúng tuyển) : 2013 I- TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG CỦA KÍCH THƢỚC MẪU NÉN TRONG THÍ NGHIỆM NÉN CỐ KẾT ĐẾN CÁC ĐẶC TRƢNG BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT VÀ ỨNG DỤNG TÍNH TỐN ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT KHI GIA TẢI TRƢỚC II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1- NHIỆM VỤ: - Thí nghiệm nén cố kết với kích thƣớc mẫu nén khác - So sánh khác đặc trƣng nén lún thí nghiệm với mẫu nén có kích thƣớc khác - Tính tốn tốc độ lún gia tải trƣớc từ kết thí nghiệm với mẫu nén có kích thƣớc khác - Mơ toán phần mềm PLAXIS 2D từ kết thí nghiệm với mẫu nén có kích thƣớc khác - So sánh kết tính tốn, kết mơ với kết quan trắc lún cơng trình cụ thể 2- NỘI DUNG: - Chƣơng 1: Tổng quan nghiên cứu - Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết - Chƣơng 3: Phân tích ảnh hƣởng kích thƣớc mẫu nén đến đặc trƣng biến dạng đất thí nghiệm nén cố kết - Chƣơng 4: Ứng dụng tính tốn xử lý phƣơng pháp gia tải trƣớc - Kết luận kiến nghị - Tài liệu tham khảo III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/01/2015 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 14/06/2015 V- CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: TS LÊ BÁ VINH Ngày………tháng………năm 201… CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TS LÊ BÁ VINH TS LÊ BÁ VINH TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG TS NGUYỄN MINH TÂM LỜI CẢM ƠN Để có đƣợc nhƣ ngày hơm khơng thể quên đến công ơn to lớn cha mẹ, tảng vững động viên lúc khó khăn Tơi xin cảm ơn thầy mơn ĐỊA CƠ NỀN MĨNG khoa Kỹ Thuật XÂY DỰNG dạy dỗ truyền đạt kiến thức chuyên ngành nhiều kinh nghiệm quý báu Đặc biệt, em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS LÊ BÁ VINH tận tình hƣớng dẫn em q trình thực luận văn tốt nghiệp Tơi xin cảm ơn thầy TS.ĐỖ THANH HẢI cô ĐẶNG THỊ NGỌC tạo điều kiện cho tơi thực thí nghiệm phịng thí nghiệm ĐỊA CƠ NỀN MĨNG khoa Kỹ Thuật XÂY DỰNG Tôi xin cảm ơn Th.S VÕ THANH LONG tạo điều kiện cho thực thí nghiệm phịng thí nghiệm ĐỊA KỸ THUẬT khoa Kỹ Thuật ĐỊA CHẤT DẦU KHÍ Tơi xin cảm ơn anh chị lớp cao học KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH NGẦM khóa 2013 tơi học tập trao dồi kiến thức suốt thời gian học trƣờng Tơi cố gắng hồn thành Luận Văn cách tốt nhất, nhƣng tránh khỏi sai sót Những ý kiến đóng góp quý báu thầy cô giúp em khắc phục sai sót Học viên Phù Nhật Truyền TĨM TẮT LUẬN VĂN Kết thí nghiệm nén cố kết ảnh hƣởng quan trọng cho việc tính tốn thiết kế móng đặc biệt thiết kế xử lý đất yếu phƣơng pháp gia tải trƣớc Trong luận tác giả tập trung thí nghiệm nén cố kết với loại đƣờng kính mẫu nén: 5.08cm, 6.18cm, 7.98cm loại chiều cao: 2cm, 3cm, 4cm nhằm phân tích ảnh hƣởng kích thƣớc mẫu nén thí nghiệm nén cố kết đến đặc trƣng biến dạng đất Bên cạnh tác giả cịn tính tốn giải tích mơ PLAXIS tốn xử lý đất yếu phƣơng pháp gia tải trƣớc Sau so sánh độ lún từ tính tốn mơ với độ lún quan trắc trƣờng Nhằm đề xuất kích thƣớc mẫu nén thích hợp cho thí nghiệm nén cố kết để có độ lún từ tính tốn mơ phù hợp với kết quan trắc lún ngồi trƣờng Từ kết tính tốn lún từ kết thí nghiệm tác giả nhận thấy mẫu nén có kích thƣớc d x h = 7.98 cm x cm cho kết độ lún ổn định sai số với kết quan trắc -ii- SUMMARY OF THESIS Consolidation Test’s result has a important effect on calculation and design section, especially in the constructions that soft grounds are treated by preloading menthol In this thesis, the author did focus on Consolidation Test with samples diameter of 5.08cm, 6.18cm, 7.98cm and samples height of 2cm, 3cm, 4cm in order to analyze the effect of sample sizes on soil’s deformation feature Besides, the author also calculated and simulated an example of soft grounds treatment by preloading menthol Then, the author compared the settlement among calculated and simulated and field monitoring result in order to propose the suitable sample size for Consolidation Test to match the result from the calculation with settlement monitoring With the settlement calculated result from test result, the author realized that the samples with 7.98cm × 4cm give the calculation result with the less deviation from monitoring result -iii- LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan luận văn tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu thực cá nhân tác giả, đƣợc thực sở nghiên cứu lý thuyết tiến hành thí nghiệm thực tiễn dƣới hƣớng dẫn khoa học TS LÊ BÁ VINH Các số liệu địa chất, kết thí nghiệm, mơ hình tính tốn kết luận văn trung thực, đƣợc xuất phát từ kinh nghiệm thực tiễn, số liệu thực tế đƣợc rõ nguồn trích dẫn danh mục tài liệu tham khảo Một lần tác giả xin khẳng định trung thực lời cam kết Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 Học viên Phù Nhật Truyền -iv- MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH SÁCH HÌNH ẢNH vii MỞ ĐẦU 1 VẤN ĐỀ THỰC TIỄN VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .1 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Ý NGHĨA ĐỀ TÀI PHẠM VI NGHIÊN CỨU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .4 1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.2 NHỮNG NHIỆM VỤ CẦN NGHIÊN CỨU TRONG LUẬN ÁN CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 LÝ THUYẾT CỐ KẾT CỦA ĐẤT .8 2.2 LÝ THUYẾT TÍNH TỐN NỀN ĐẤT ĐẮP 10 CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG CỦA KÍCH THƢỚC MẪU NÉN ĐẾN CÁC ĐẶC TRƢNG BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT BẰNG THÍ NGHIỆM NÉN CỐ KẾT 17 3.1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .17 3.2 Q TRÌNH THÍ NGHIỆM 21 3.3 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ SO SÁNH VỚI NHỮNG NGHIÊN CỨU TRƢỚC ĐÂY NHẰM ĐÁNH GIÁ SỰ TƢƠNG ĐỒNG VỀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28 CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TỐN XỬ LÝ NỀN BẰNG PHƢƠNG PHÁP GIA TẢI TRƢỚC 47 4.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 47 4.2 TÍNH TỐN XỬ LÝ NỀN BẰNG PHƢƠNG PHÁP GIA TẢI TRƢỚC 48 4.3 MÔ PHỎNG BÀI TOÁN TRÊN PHẦN MỀM PLAXIS 2D 54 4.4 KẾT LUẬN .68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .70 A KẾT LUẬN: 70 -v- B KIẾN NGHỊ: 72 C HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO: 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 -vi- DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 1.1 Kết thí nghiệm Brendan C O’Kelly 1.2 Kết thí nghiệm S H Chew & S K Bharati 1.3 Kết thí nghiệm Mẫn B T 2.1 Hình mơ q trình cố kết đất 2.2 Sơ đồ ổn định đất đắp đất yếu lún trồi .11 2.3 Biểu đồ xác định hệ số sức chịu tải Nc đất yếu 12 2.4 Sơ đồ ổn định đất đất yếu trƣợt sâu 12 2.5 Sơ đồ tính toán ổn định trƣợt sâu theo phƣơng pháp Bishop 13 3.1 Bản đồ vị trí cơng trình 17 3.2 Phối cảnh dự án Riviera Point .17 3.3 Mặt cắt địa chất .19 3.4 Đào bỏ lớp rễ bề mặt ấn ống lấy mẫu vào đất 21 3.5 Bịt nilon hai đầu ống mẫu .22 3.6 Thí nghiệm nén ba trục 22 3.7 Cố kết với áp lực 50kPa 23 3.8 Cố kết với áp lực 100kPa 23 3.9 Cố kết với áp lực 150kPa 24 3.10 Nén mẫu cố kết với áp lực 50kPa 24 3.11 Nén mẫu cố kết với áp lực 100kPa 25 3.12 Nén mẫu cố kết với áp lực 150kPa 25 3.13 Đƣờng sức chống cắt 26 3.14 Bão hòa mẫu 24h trƣớc gia tải 27 3.15 Đọc số thí nghiệm nén cố kết 27 3.16 Mẫu đất sau thí nghiệm .27 3.17 Đồ thị e-log(p) thí nghiệm lần thứ .28 3.18 Đồ thị e-log(p) thí nghiệm lần thứ hai 28 3.19 Đồ thị e-log(p) thí nghiệm lần thứ ba 29 3.20 Đồ thị mv -log(p) thí nghiệm lần thứ 29 3.21 Đồ thị mv -log(p) thí nghiệm lần thứ hai .30 3.22 Đồ thị mv-log(p) thí nghiệm lần thứ ba .30 3.23 Đồ thị Cv-log(p) thí nghiệm lần thứ 31 3.24 Đồ thị Cv-log(p) thí nghiệm lần thứ hai .31 3.25 Đồ thị Cv-log(p) thí nghiệm lần thứ ba 32 3.26 Đồ thị Cα-log(p) thí nghiệm lần thứ 32 3.27 Đồ thị Cα-log(p) thí nghiệm lần thứ hai 33 3.28 Đồ thị Cα-log(p) thí nghiệm lần thứ ba 33 3.29 Biểu đồ thay đổi Pc ,Cc ,Cs tăng đƣờng kính mẫu nén 35 3.30 Lõi mẫu đất sau thí nghiệm 36 3.31 Đồ thị e-log(p) thí nghiệm lần thứ .36 3.32 Đồ thị e-log(p) thí nghiệm lần thứ hai 37 3.33 Đồ thị e-log(p) thí nghiệm lần thứ ba 37 -vii- ... ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG CỦA KÍCH THƢỚC MẪU NÉN TRONG THÍ NGHIỆM NÉN CỐ KẾT ĐẾN CÁC ĐẶC TRƢNG BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT VÀ ỨNG DỤNG TÍNH TỐN ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT KHI GIA TẢI TRƢỚC II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI... Đề tài ? ?Phân tích ảnh hƣởng kích thƣớc mẫu nén thí nghiệm nén cố kết đến đặc trƣng biến dạng đất ứng dụng tính tốn độ lún đất gia tải trƣớc” nhằm phân tích triệt để yếu tố nhƣ ma sát đất với... lý đất - Thí nghiệm nén cố kết với kích thƣớc dao vịng nén khác - Phân tích ảnh hƣởng kích thƣớc mẫu nén thí nghiệm nén cố kết đến đặc trƣng biến dạng đất - Tính tốn xử lý đất yếu phƣơng pháp gia