Ước lượng độ lún của nền đất yếu dưới nền đường theo thời gian có xét đến tính nén ép của nước lỗ rỗng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -[ \ - NGUYỄN DUY PHÚC ƯỚC LƯỢNG ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG THEO THỜI GIAN CĨ XÉT ĐẾN TÍNH NÉN ÉP CỦA NƯỚC LỖ RỖNG Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số ngành: 60 58 60 LUẬN VĂN THẠC SĨ Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 11 năm 2008 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn 1: TS ĐINH HOÀNG NAM Cán hướng dẫn 2: TS BÙI TRƯỜNG SƠN Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo TP HCM, ngày 30 tháng 11 năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN DUY PHÚC Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 28-10-1983 Nơi sinh : TP HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành : Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Khoá (Năm trúng tuyển) : 2006 1- TÊN ĐỀ TÀI: ƯỚC LƯỢNG ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG THEO THỜI GIAN CĨ XÉT ĐẾN TÍNH NÉN ÉP CỦA NƯỚC LỖ RỖNG 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: -Phân tích tổng hợp số kết nghiên cứu có tính nép ép nước lỗ rỗng đất, so sánh kết thí nghiệm tính tốn; -Sử dụng kết nghiên cứu điều kiện ban đầu phân bố áp lực nước lỗ rỗng thặng dư đất yếu tác dụng tải trọng đường; -Trên sở lý thuyết cố kết, tiến hành tính toán ước lượng độ lún đất yếu đường theo thời gian 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 15-06-2008 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30-11-2008 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : CBHD1: TS ĐINH HOÀNG NAM CBHD2:TS BÙI TRƯỜNG SƠN Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Trải qua hai năm Cao Học khóa 2006 niên khóa 2006-2008 nghành Địa Kỹ Thuật Xây Dựng, với nhiêt tình tất Thầy Cơ giáo, em học hỏi trưởng thành lên nhiều, không mặt kiến thức, kinh nghiệm mà mặt đạo làm người Với lòng người kỹ sư Học viên cao học trở thành Thạc sĩ, cho phép em gửi lời tri ân sâu sắc đến tất Thầy Cô giáo mình: • Sự kính trọng biết ơn cao đến Thầy Đinh Hoàng Nam, giảng viên Trường Đại học Kiến Trúc, hướng dẫn truyền đạt hết kiến thức, đồng thời giúp đỡ, động viên, nhắc nhở nhiều thời gian làm Luận án • Sự kính trọng cảm ơn sâu sắc đến Thầy Bùi Trường Sơn hướng dẫn làm Luận Văn suốt tháng qua Sự hướng dẫn nhiệt tình chuẩn mực Thầy mở tạo cho tơi hướng việc tìm tịi nghiên cứu khoa học • Sự kính trọng biết ơn đến Thầy Võ Phán, chủ nhiệm Bộ môn Địa Cơ Nền Móng, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm tất môn học Thầy phụ trách đồng thời giúp đỡ, động viên, nhắc nhở nhiều thời gian làm luận án • Sự biết ơn sâu sắc đến tất Thầy Cô Bộ môn Địa Nền Móng truyền đạt kiến thức vơ q báu cho em • Và cuối niềm động viên tinh thần lớn để em hoàn thành tốt luận văn Thạc sĩ gia đình, đặc biệt Ba Mẹ Xin chân thành cảm ơn Ba Mẹ, Gia đình giúp đỡ em hồn thành khóa học TÓM TẮT ĐỀ TÀI: ƯỚC LƯỢNG ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG THEO THỜI GIAN CÓ XÉT ĐẾN TÍNH NÉN ÉP CỦA NƯỚC LỖ RỖNG Cơng trình đường đắp đất yếu có khả biến dạng lớn trình cố kết Trong xây dựng nay, việc ước lượng xác độ lún tức thời độ lún lâu dài cơng trình đường đắp đất yếu theo thời gian vấn đề quan trọng người kỹ sư Điều cho phép tính tốn xác khối lượng vật liệu xây dựng xây dựng đưa vào sử dụng cơng trình thời điểm hợp lý giúp đảm bảo điều kiện làm việc ổn định Nền đường đắp đất yếu thường có giá trị biến dạng tức thời tức xuất lún sau xây dựng xong, điều giải thích nén ép nước lỗ rỗng Và trường hợp nước lỗ rỗng bị nén ép tức thời phân bố ứng suất hữu hiệu áp lực nước lỗ rỗng thặng dư ban đầu khác với lý thuyết cổ điển Terzaghi SUMARY OF THESIS SUBJECT : ESTIMATING SETTLEMENT FOLLOWING TIME OF SOFT CLAY BELOW ROAD-BED INCLUDING THE COMPRESSIBILITY OF PORE WATER Road-bed structures on soft soil may be settled by time because of consolidation On the contructional procession, estimating exactly instantaneous settlement and long term settlement is a important problem to engineers So, it helps engineers who calculate exactly the quantity of the material as constructing, and exploit the work at the reasonable moment to ensure resonably conditional work Road-bed structures on soft soil has been variably instantaneous deformation, that is to say to appear settlement after finished construction, because of compressibility of pore water On the circumstance, when pore water is compressed, the distribution of effective stress pressure and initial pore water are different with the classical cosolidation theory MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT CỐ KẾT THẤM VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT YẾU THEO THỜI GIAN 1.1 Khái niệm trình cố kết thấm, áp lực nước lỗ rỗng ứng suất hữu hiệu 1.2 Cơ sở toán cố kết thấm chiều 1.3 Cơ sở toán cố kết thấm hai chiều 13 1.4 Kết nghiên cứu lời giải toán cố kết thấm khác 15 1.5 Phương pháp xác định độ lún theo thời gian .17 1.6 Nhận xét nhiệm vụ đề tài .23 CHƯƠNG TÍNH NÉN ÉP CỦA NƯỚC LỖ RỖNG VÀ SỰ PHÂN BỐ ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG BAN ĐẦU TRONG NỀN ĐẤT BÃO HÒA NƯỚC 24 2.1 Tính nén ép dung dịch lỗ rỗng 24 2.2 Phương pháp suy tìm độ nén hỗn hợp khí ước lỗ rỗng 28 2.3 Phương pháp Skempton xác định hệ số áp lực nước lỗ rỗng ban đầu cho đất loại sét bão hòa nước 32 2.4 Nhận xét chương .36 CHƯƠNG SỰ PHÂN BỐ ÁP NƯỚC LỖ RỖNG BAN ĐẦU TRONG NỀN SÉT BÃO HÒA NƯỚC DƯỚI TÁC DỤNG TẢI TRỌNG NỀN ĐƯỜNG .37 3.1 Kết thí nghiệm xác định áp lực nước lỗ rỗng 37 3.2 Trình tự tính tốn áp lực nước lỗ rỗng ban đầu đất bão hòa nước 39 3.3 Sự phân bố áp lực nước lỗ rỗng ban đầu sét bão hịa nước cơng trình đường Đồng tháp 44 3.3.1 Giới thiệu điều kiện địa chất cơng trình khu vực Đồng Bằng Sơng Cửu Long (ĐBSCL) 44 3.3.3 Cơng trình đường Quốc lộ 30 – đoạn từ Cao Lãnh đến Hồng Ngự 46 3.3.4 Kết tính tốn phân bố áp lực NLR thặng dư ban đầu 50 3.4 Kết luận chương 56 CHƯƠNG ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG THEO THỜI GIAN CĨ XÉT ĐẾN TÍNH NÉN ÉP CỦA HỖN HỢP KHÍ-NƯỚC LỖ RỖNG .58 4.1 Độ lún tức thời ổn định chấm dứt trình cố kết thấm 58 4.2 Độ lún theo thời gian đất yếu đường 65 4.3 Phân tích tốn trường hợp bề dày lớp đất yếu khác 69 4.4 Kết luận chương 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 77 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG -1- MỞ ĐẦU Tính cấp thiết ý nghĩa khoa học đề tài Q trình thị hóa xây dựng sở hạ tầng vấn đề quan trọng kinh tế quốc gia Ở nước ta, điều kiện hội nhập phát triển kinh tế nay, hệ thống giao thông không ngừng xây dựng mở rộng phát triển từ thành thị đến nơng thơn, đến vùng sâu vùng xa Vì mà năm gần đây, q trình thị hoá, xây dựng sở hạ tầng phát triển nhanh khu vực Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) Khu vực có lớp đất yếu bao phủ bề mặt với bề dày lớn thay đổi phạm vi từ vài mét đến vài chục mét Đây lớp đất loại sét bão hồ nước có khả chịu tải bé, tính nén ép lớn Đối với cơng trình sở hạ tầng khu vực có cao độ mặt đất tự nhiên thấp khu vực TPHCM vùng ĐBSCL Trong xây dựng thiết phải tiến hành san lấp tôn cao Do tác dụng tải trọng khối đắp, đất yếu bị biến dạng gây lún cơng trình Khu vực ĐBSCL có nhiều kênh rạch, cầu khu vực thường xây dựng với cao độ tĩnh không lớn nên đường dẫn vào cầu đắp cao tương ứng Nền đường đắp đất yếu có khả bị biến dạng với giá trị lớn trình cố kết Trong xây dựng nay, việc ước lượng xác độ lún tức thời độ lún lâu dài cơng trình đường đắp đất yếu theo thời gian vấn đề quan trọng người kỹ sư Điều cho phép tính tốn xác khối lượng vật liệu xây dựng xây dựng đưa vào sử dụng cơng trình thời điểm hợp lý giúp đảm bảo điều kiện làm việc ổn định Cũng cần thấy rằng, thực tế xây dựng đường cơng trình đắp vùng xa, hạn chế kinh phí nên đất yếu đường đường thiết kế với biện pháp xử lý hợp lý giá thành cao nguồn vật liệu tốt khan Nếu tính toán ước lượng khả chịu tải mức độ biến -2- dạng, đặc biệt khả thay đổi chúng theo thời gian, sử dụng cơng trình đường đắp đất yếu số đoạn cơng trình xây dựng trước Có thể thấy đường đắp đất yếu thường có giá trị biến dạng tức thời tức xuất lún sau xây dựng xong, điều giải thích nén ép nước lỗ rỗng Và trường hợp nước lỗ rỗng bị nén ép tức thời (theo kết số nghiên cứu có tốc độ lan truyền áp lực nước lỗ rỗng tương đương với tốc độ âm thanh), rõ ràng phân bố ứng suất hữu hiệu áp lực nước lỗ rỗng thặng dư ban đầu khác với giả thiết ban đầu theo lý thuyết cố kết cổ điển K Terzaghi, thời điểm ban đầu toàn cấp áp lực truyền vào nước lỗ rỗng chấp nhận σ’ thời điểm t=o zerơ (σ’=0) Từ thấy kết tính tốn độ lún theo thời gian có xét đến tính nén ép hỗn hợp khí-nước khác biệt so với kết tính từ lý thuyết cố kết thấm cổ điển Để đánh giá so sánh khác biệt hy vọng tìm phương pháp tính hợp lý cho tốn xây dựng thực tế, chọn lựa đề tài “ƯỚC LƯỢNG ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG THỜN THỜI GIAN CĨ XÉT ĐẾN TÍNH NÉN ÉP CỦA NƯỚC LỖ RỖNG”cho luận văn cao học Nhiệm vụ đề tài bao gồm - Phân tích tổng hợp số kết nghiên cứu có tính nép ép nước lỗ rỗng đất; - Sử dụng kết nghiên cứu điều kiện ban đầu phân bố áp lực nước lỗ rỗng thặng dư đất yếu tác dụng tải trọng đường; - Trên sở lời giải phương trình vi phân cố kết thấm có xét đến tính nén ép hỗn hợp khí-nước, ước lượng độ lún đất yếu đường theo thời gian Việc tính tốn sở điều kiện địa chất cơng trình khu vực TPHCM ĐBSCL; - So sánh kết đo đạc từ thí nghiệm phịng tính tốn xác định giá trị áp lực nước lỗ rỗng ban đầu -3- Phương pháp nghiên cứu - Tổng hợp số lý thuyết tính nén ép hỗn hợp khí-nước từ xác định hệ số áp lực nước lỗ rỗng ban đầu cho đất loại sét bão hòa nước điều kiện ban đầu phục vụ tính tốn ước lượng độ lún theo thời gian đất yếu đường; - Thu thập số liệu thí nghiệm phịng phục vụ cho sở tính tốn cơng trình thực tế chương trình tự thiết lập sở lý thuyết có; Hạn chế đề tài - Do điều kiện kinh nghiệm chuyên môn, hạn chế số liệu quan trắc thực tế thời gian nghiên cứu làm luận văn có hạn nên lượng thơng tin cịn hạn chế Việc tính tốn ước lượng độ lún theo thời gian đất yếu đường có xét đến tính nén ép nước lỗ rỗng thực phương pháp tính tốn so sánh thí nghiệm phịng - Số lượng mẫu thí nghiệm chưa nhiều khơng có điều kiện thí nghiệm quan trắc ngồi thực tế; - Lý thuyết tính nén ép nước lỗ rỗng có nhiều quan điểm khác tác giả nên đề tài chưa thể tiến hành phân tích, tổng hợp hết; - Trong nội dung Luận văn khơng tiến hành tính tốn so sánh với kết tính tốn theo tốn cố kết hai chiều - 70 - 50 45 40 AÙp lực lỗ rỗng 35 30 25 20 15 10 10 100 1000 10000 100000 Thờ i gian (ngà y đê m ) Hình 4.3.1 Phân tán áp lực lỗ rỗng theo chiều dài đường thấm Với: - đường 1: Áp lực lỗ rỗng trung tâm lớp đất yếu lớp đất yếu h1 = 4m; - đường 2: Áp lực lỗ rỗng trung tâm lớp đất yếu lớp đất yếu h2 = 8m; - đường 3: Áp lực lỗ rỗng trung tâm lớp đất yếu lớp đất yếu h3 = 12m 0.1 0.2 0.3 Độ lún(m) 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 10 100 1000 10000 100000 Thờ i gian (ngà y đê m ) Hình 4.3.2 Độ lún theo thời gian lớp đất yếu theo chiều dài đường thấm - 71 - Với: - đường 1: Độ lún theo thời gian lớp đất yếu bề dày h1 = 4m; - đường 2: Độ lún theo thời gian lớp đất yếu bề dày h2 = 8m; - đường 3: Độ lún theo thời gian lớp đất yếu bề dày h3 = 12m 0.1 0.2 Độ cố kết Ut 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10 100 1000 10000 100000 Thờ i gian (ngà y đê m ) Hình 4.3.3 Độ cố kết lớp đất yếu theo chiều dài đường thấm Với: - đường 1: Độ cố kết lớp đất yếu bề dày h1 = 4m; - đường 2: Độ cố kết lớp đất yếu bề dày h2 = 8m; - đường 3: Độ cố kết lớp đất yếu bề dày h3 = 12m Có thể thấy bề dày lớp đất yếu khác nằm diện chịu tải, áp lực nước lỗ rỗng thặng dư ban đầu phụ thuộc vào ứng suất đẳng hướng tải trọng khác nên có giá trị khác Do chiều dài đường thấm khác biệt nên thời gian bắt đầu chấm dứt cố kết lớp có bề dày bé ngắn so với trường hợp có bề dày lớp đất yếu lớn - 72 - 4.4 Kết luận chương Phân chia độ lún làm hai thành phần cho phép đánh giá độ lún ban đầu đất bị trượt ngang bị nén ép phần tác dụng ứng suất hữu hiệu gây nén thể tích Độ lún ban đầu không không, nên độ cố kết theo công thức truyền thống xem biến dạng ban đầu không không trường hợp chất vốn có - 73 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết thí nghiệm, lập trình tính tốn độ lún độ lún theo thời gian đất yếu đường đắp cao đất yếu có xét đến tính nén ép hỗn hợp khí nước lỗ rỗng, qua phân tích tốn thực tế, qua phân tích chúng tơi rút kết luận sau đây: Sự phân bố áp lực nước lỗ rỗng thặng dư ban đầu phụ thuộc vào phân bố ứng suất nén đẳng hướng, độ sâu mực nước ngầm tính nén ép nước lỗ rỗng Áp lực nước lỗ rỗng thặng dư ban đầu khác biệt đáng kể so với giá trị áp lực nén theo phương thẳng đứng khối đắp Độ lún ban đầu đất yếu đường đất bị trượt ngang phần nén ép thể tích chiếm đến 12 ÷ 14 % so với độ lún ổn định Độ lún ban đầu gây trượt trồi độ lún ổn định cuối không gây trượt trồi hai bên taluy đường Tính tốn độ lún theo thời gian có xét tính nén ép NLR thơng qua hệ số cố kết Cv cho thấy đất yếu (dày 12m) bắt đầu lún thời điểm sau năm xây dựng chấm dứt 10.000 ngày KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu nhận xét đánh giá đưa kiến nghị đề nghị số phương hướng nghiên cứu phát triển sau: Bệ phản áp sử dụng xử lý đất yếu đường có tác dụng khoảng thời gian định sau tháo dỡ Đề tài mở rơng cho nhiều hướng nghiên cứu thí nghiệm phịng, nhằm nâng cao tính xác thực tế điều kiện phát triển Nghiên cứu độ lún theo thời gian trường hợp toán cố kết thấm chiều có xét đến tính nén ép hỗn hợp khí, nước có xét đến tính biến - 74 - dạng trượt ngang hệ số cố kết thấm theo hai phương khác Ảnh hưởng khác hệ số thấm theo hai phương lên phân tán áp lực lỗ rỗng theo thời gian Sau chấm dứt cố kết thấm đất bị lún thêm tượng từ biến, vấn đề cần nghiên cứu bổ sung - 75 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Quý An, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Văn Quý (1977), Cơ học đất, NXB Đại học trung học chuyên nghiệp [2] Châu Ngọc Ẩn (2004), Cơ học đất, NXB Đại học quốc gia TP.Hồ Chí Minh [3] Trần Quang Hộ (2004), Cơng trình đất yếu, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh [4] Bùi Trường Sơn (10/2005), Phương pháp xác định áp lực nước lỗ rỗng ban đầu toán cố kết thấm, Viện khoa học thủy lợi miền nam, trang 675, 678 [5] Bùi Trường Sơn (10/2005), Biến dạng tức thời lâu dài cơng trình sở thơng số nền, Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ, Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, Tạp chí số năm 2006, trang 17-24 [6] Nguyễn văn Thơ, Trần Thị Thanh (2002), Xây dựng Đê Đập, đắp tuyến dân cư trê đất yếu Đồng Bằng Sông Cữu Long, Nhà xuất nông nghiệp [7] N.A Xưtôvich (1987): Cơ học đất, NXB Nông nghiệp Hà nội [8] Braja M Das, Advanced Soil Mechanics, 2nd Edition, California State University, Sacramento [9] David Muir Wood (1990), Soil behaviour and critical state soil mechanics, Cambridge University, London [10] D G Fredlund, H Rahardjo (2004), Cơ học đất cho đất khơng bão hịa, NXB giáo dục [11] R.G.H.Parry (1971), Stress – Strain behaviour of soils, Cambridge University, London - 76 - [12] Le Roueill, Jean Pierre, Francois Tavenas, A division of Simon and Schuster International Group (1990), Embankments on softclays, Ellis Horwood Limited [13] Schuurman I.E (1996), The compressibility of an air-water mixture and a theorical relation between the air and water pressures, Geotechnique, voi.N0 [14] Z.G Ter-Martirosyan and C.S Bui (2005), Stress-strain state of weak saturated clay beds of embankments, Soil mechanics and Foundation Engineering, Vol 42, No 5, p.153-159 [15] ZHUANG Ying-chun & XIE Kang-he and LI Xi-bin (2004): Nonlinear, analisis of consolidation with variable compressibility and permeability, Institute of Geotechnical Engineering, School Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University - 77 - PHỤ LỤC KẾT QUẢ TÍNH TỐN SỰ PHÂN BỐ ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG BAN ĐẦU Cong trinh nen duong co a := b := 15 Nen duong thi cong bang cat pha voi γ = 18 KN/m2, chieu cao h = m Tai nen duong p := 18⋅ → 54 ⎛ KN ⎞ ⎜ ⎝m ⎠ Cac thong so va chi tieu co ly cua dat nen: Be day lop dat yeu h := 12 m module lau dai E := 646 he so Poisson ν := 0.3 rong n n := 0.59 bao hoa S := 0.991 ⎛ KN ⎞ ⎜ ⎝m ⎠ thi nghiem ba truc theo so CU, ta co: module tuc thoi: Ta co: E ( − 2⋅ ν ) ⋅ H := 0.02 Kaw1 := Eu = 1.938 × 10 → 538.3333333333333333 Xét tạ i đ ộ sâu z := −h 1 ⎡ − S⋅ ( − H)⎤ ⋅ ⎛ ⎞ + ⎢ ⎥ ⎜ ⎣ ⎦ ⎜ 100 + 10⋅ h 100 + 10⋅ h + p 2 ⎝ ⎠ Vậ y Module biế n ng tổ ng thể Ktot := K + Kaw1 n ⎛ KN ⎞ ⎜ ⎝m ⎠ Module bien dang the tich cua cot dat : K := Eu := E⋅ → 32843.16006819397231 = 1.906 × 10 - 78 Toa diem can tinh: z := Sigma dung: ⎡ ⎢ N ⎢ σz( x, z) := ⋅ N⋅π ⎢ ⎢n = ⎢ ⎣ ∑ p x := −h N := 20 2⎤ ⎤⎤ ⎡ ⎡2 ⎡ ⎡b − ⎛ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤ + x⎤⎤ ⎢⎡ ⎡ ⎡⎢b − ⎛⎜ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎥⎤ − x⎤ ⎥⎥ ⎢x − z − ⎡⎢b − ⎛⎜ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎥⎤ ⎥ ⎥ ⎥⎥ ⎥ ⎢ ⎢ ⎜ 2⋅ N ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎥⎥ 2⋅ N ⎠ b −a⎞ p ⎦ ⎣ ⎝ ⎠ ⎦ ⎣ ⎣ ⎝ ⎦ ⎦ ⎡ ⎛ ⎤ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎥ ⋅ ⋅ ( z) ⋅ ⎥ + atan ⎢ ⎥⎥ − 2⋅ ⎢b − ⎜ ⎢⎢⎣atan ⎢⎣ ⎥⎥ z z ⎦ ⎣ ⎦⎦ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦ N ⎡ 2⎤ ⎤ ⎢ ⎢⎡ 2 b −a⎞ b −a⎞ 2⎥ ⎥⎥ π ⋅ ⎢⎢x + z − ⎡⎢b − ⎛⎜ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤⎥ ⎥ + 4⋅ ⎡⎢b − ⎛⎜ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎥⎤ ⋅ z ⎥ ⎥⎥ ⎢ ⎣ ⎣⎣ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦⎦ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦ ⎦ ⎦⎦ Sigma ngang: σx( x, z) := 2⎤ ⎡⎡ ⎡ ⎤ ⎡ 2 ⎡ ⎛ b − a⎞ ⎡ ⎡b − ⎛ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤ + x⎤⎤ ⎡b − ⎛ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤ − x⎤ ⎢ ⎥ ⎢x − z − ⎢b − ⎜ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤⎥ ⎥ ⎥ ⎥⎥ ⎢ ⎜ ⎥ ⎥ ⎢⎢ ⎜ ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎥ ⎣ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦⎦ ⎦ ⎥⎥ + 2⎡b − ⎛ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤ ⋅ p ⋅ ( z) ⋅ ⎦ ⎥ + atan ⎢ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ atan ⎢ ⎢ ⎢ ⎜ ⎥ ⎢⎣ ⎣ ⎥ z z N⋅ π ⎦ N ⎣ ⎦⎦ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦ ⎡⎡ ⎤ 2⎤ ⎢ 2 ⎡ ⎛ b − a⎞ ⎥ n =1 ⎢ b −a⎞ 2⎥ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤⎥ ⋅ z ⎥ ⎥ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤⎥ ⎥ + 4⋅ ⎡⎢b − ⎛⎜ π ⋅ ⎢⎢x + z − ⎢b − ⎜ ⎢ ⎣ ⎣⎣ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦ ⎦⎦ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦⎦ p N ∑ τ ( x, z) := b −a⎞ p ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤⎥ ⋅ ⋅ x⋅ z ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦ N 4⋅ ⎡⎢b − ⎛⎜ N ⎣ ∑ n =1 ⎡⎡ ⎢ π ⋅ ⎢⎢x + z − ⎡⎢b − ⎣⎣ ⎣ 2 ⎤ ⎛ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤ ⎤⎥ + 4⋅ ⎡b − ⎛ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤ ⋅ z2⎥ ⎜ 2⋅ N ⎥ ⎢ ⎜ 2⋅ N ⎥ ⎥ ⎝ ⎠ ⎦⎦ ⎣ ⎝ ⎠ ⎦ ⎦ Tenser ung suat lech: τi ( x, z) := 2 ⋅ [ σx( x, z) − ν ⋅ ( σx( x, z) + σz( x, z) ) ] + [ ν ⋅ ( σx( x, z) + σz( x, z) ) − σz( x, z) ] + ( σz( x, z) − σx( x, z) ) + ( τ ( x, z) ) Ung suat dang huong: σ( x, z) := + vtot ⋅ ( σz( x, z) + σx( x, z) ) σ( x, z) = 34.746 He so nen the tich cua hon hop khi-nuoc : S = 0.991 kw( x, z) := − 0.991⋅ ( − H) ⋅ ⎡⎢ ⎣ 100 + 10⋅ ( −z) + ⎤ ⎥ 100 + 10⋅ ( −z) + σ( x, z) ⎦ kw( x, z) = 1.829 × 10 - 79 He so ban dau ap luc nuoc lo rong: β ( x, z) := kw( x, z) β ( x, z) = 0.983 n ⋅ K + kw( x, z) Ap luc nuoc lo rong ban dau cua dat loai set co set den tinh nen ep cua hon hop khi-nuoc: uo ( x, z) := σ( x, z) ⋅ β ( x, z) + 0.2⋅ β ( x, z) ⋅ τi ( x, z) uo ( x, z) = 37.12 −4 Cv := 4.32⋅ 10 10⋅ ⎡⎢ ⎣ 2( + ν ) K + 3⋅ n ⎤ ⎥ −3 kw( x, z) ⎦ Cv = 8.769 × 10 t := 10, 20 100 Muc tieu tan ap luc lo rong theo thoi gian u ( z, t) := uo ( x, z) π u ( z, t ) = 37.017 37.112 37.119 37.12 37.12 37.12 37.12 37.12 37.12 37.12 N ⋅ ∑ i=1 2 ⎡ ⎛ i⋅ π ⋅ z ⎡ ⎞ ⋅ exp⎢ −Cv⋅ i ⋅ π ⋅ t⎥⎤⎥⎤ ⎢ ⋅ sin ⎜ ⎢ i ⎝ −h ⎠ ⎢ ( −h ) ⎥⎥ ⎣ ⎣ ⎦⎦ - 80 - PHỤ LỤC KẾT QUẢ TÍNH TỐN ĐỘ LÚN Ở THỜI ĐIỂM BAN ĐẤU VÀ ĐẠT ỔN ĐỊNH Cac gia thiet: Cong trinh duong dan vao cau voi kich thuoc a := b := 15 be day t := ( m) ⎛ KN ⎞ ⎜ ⎝m ⎠ γ := 18 Thi cong bang cat pha set voi ⎛ KN ⎞ ⎜ ⎝m ⎠ p := γ ⋅ t → 54 Tai cua nen duong: Cac chi tieu co ly cua dat nen: h := 12 ( m) ν := 0.3 he so Poisson E := 646 module lau dai rong n n := 0.59 bao hoa S := 0.991 ⎛ KN ⎞ ⎜ ⎝m ⎠ thi nghiem nen ba truc theo so CU: Eu = 1.938 × 10 Module nen the tich cua cot dat: K := E ( − 2⋅ ν ) ⋅ ⎛ KN ⎞ ⎜ ⎝m ⎠ → 538.3333333333333333 Module cat: G := E 2⋅ ( + ν ) ⎛ KN ⎞ ⎜ ⎝m ⎠ γw := 10 Module nen cua hon hop khi-nuoc: Kaw := → 248.4615384615384615 − S⋅ ( − 0.02) ⎞ ⋅ ⎛⎜ + h h 100 + γw ⋅ + p ⎜ 100 + γw ⋅ 2 ⎝ ⎠ → 19059.84777356782092 - 81 He so nen the tich tong the: Kaw Ktot := K + n → 32843.16006819404675 ⎛ KN ⎞ ⎜ ⎝m ⎠ He so poisson tong the: Eu 1− νtot := Ktot → 0.4704961398967696048 Module cat tuc thoi: Gtot := Eu 2⋅ ( + νtot ) → 658.96126736383329235 ⎛ KN ⎞ ⎜ ⎝m ⎠ Tinh cac phan ung suat: Xet tai toa sau: x := −45, −44 45 z := −h N := 20 Ung suat theo phuong dung: σz( x, z) := ⎡ ⎢ N ⎢ N⋅π ⎢ ⎢n = ⎢ ⎣ p ⋅ ∑ 2⎤ ⎤⎤ ⎡ ⎡2 ⎡ ⎡b − ⎛ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤ + x⎤⎤ ⎢⎡ ⎡ ⎡⎢b − ⎛⎜ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎥⎤ − x⎤ ⎥⎥ ⎢x − z − ⎡⎢b − ⎛⎜ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎥⎤ ⎥ ⎥ ⎥⎥ ⎥ ⎢ ⎢ ⎜ 2⋅ N ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎥⎥ 2⋅ N ⎠ b −a⎞ p ⎦ ⎣ ⎝ ⎠ ⎦ ⎣ ⎣ ⎝ ⎦ ⎦ ⎡ ⎛ ⎤ atan + atan − ⋅ b − ⋅ ( ⋅ n − ) ⋅ ⋅ ( z ) ⋅ ⎥ ⎢ ⎥⎥ ⎢ ⎜ 2⋅ N ⎥ N ⎢⎢⎣ ⎢⎣ ⎥⎥ z z ⎦ ⎣ ⎦⎦ ⎣ ⎝ ⎠ ⎦ ⎡ 2⎤ ⎤ ⎢ ⎢⎡ 2 b −a⎞ b −a⎞ 2⎥ ⎥⎥ π ⋅ ⎢⎢x + z − ⎡⎢b − ⎛⎜ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤⎥ ⎥ + 4⋅ ⎡⎢b − ⎛⎜ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎥⎤ ⋅ z ⎥ ⎥⎥ ⎢ ⎣ ⎣⎣ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦⎦ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦ ⎦ ⎦⎦ Ung suat theo phuong ngang: 2⎤ ⎡⎡ ⎡ ⎡ ⎛ b − a ⎞ ⎤ ⎡ 2 ⎡ ⎛ b − a⎞ ⎡ ⎡b − ⎛ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤ + x⎤⎤ ⎢ ⎥ ⎢x − z − ⎢b − ⎜ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤⎥ ⎥ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤⎥ − x⎤⎥ ⎥ ⎥⎥ ⎢b − ⎜ ⎢ ⎢ ⎜ 2⋅ N ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎥ 2⋅ N ⎠ p b − a⎞ ⎣ ⎣ ⎝ ⎦ ⎦ ⎣ ⎝ ⎠ ⎦ ⎦ ⎡ ⎛ ⎤ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎥ ⋅ ⋅ ( z) ⋅ σx( x, z) := ⎢atan ⎢ ⎥⎥ + 2⎢b − ⎜ ⎥ + atan ⎢ ⎢ ⎥ z z N⋅ π ⎦ N ⎣ ⎣ ⎣ ⎦⎦ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦ ⎡⎡ ⎤ 2⎤ ⎢ 2 ⎡ ⎛ b − a⎞ ⎥ n =1 ⎢ b − a ⎞ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤ ⋅ z ⎥ ⋅ ( 2⋅ n − 1)⎤⎥ ⎥ + 4⋅ ⎡⎢b − ⎛⎜ π ⋅ ⎢⎢x + z − ⎢b − ⎜ ⎢ ⎥ ⎥ ⎥ ⎣ ⎣⎣ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦ ⎦⎦ ⎣ ⎝ 2⋅ N ⎠ ⎦⎦ p N ∑ Ung suat tong: σ( x, z) := + νtot ⋅ ( σz( x, z) + σx( x, z) ) Tong lun ban dau: S1( x, z) := ⎛ σz( x, z) − σ( x, z) + σ( x, z) ⎞ ⋅ h ⎜ 2⋅ Gtot Ktot ⎠ ⎝ - 82 S1( x, z) = x= -0.007811 -45 -0.008169 -44 -0.00855 -43 -0.008959 -42 -0.009397 -41 -0.009867 -40 -0.010373 -39 -0.010917 -38 -0.011503 -37 -0.012137 -36 -0.012821 -35 -0.013562 -34 -0.014364 -33 -0.015234 -32 -0.016178 -31 Tong lun cuoi cung: S2( x, z) := S2( x, z) = 0.00271 0.002893 0.003095 0.00332 0.003571 0.003852 0.004168 0.004525 0.00493 0.005393 0.005924 0.006538 0.007251 0.008086 0.009072 ⎛ σz( x, z) − σ( x, z) + σ( x, z) ⎞ ⋅ h ⎜ 2⋅ G K ⎠ ⎝ x= -45 -44 -43 -42 -41 -40 -39 -38 -37 -36 -35 -34 -33 -32 -31 - 83 Do lun on dinh cuoi cung: S( x, z) := S2( x, z) − S1( x, z) S( x, z) = 0.011 0.011 0.012 0.012 0.013 0.014 0.015 0.015 0.016 0.018 0.019 0.02 0.022 0.023 0.025 TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN : Nam Họ tên : NGUYỄN DUY PHÚC Phái Sinh ngày: : 28 tháng 28 năm 1983 Nơi sinh : TP.HCM Địa liên lạc : 350, Vĩnh Viễn, phường 8, quận 10, TP.HCM Điện thoại : 0918266222 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 2001 – 2005 : Sinh viên Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên 2006 – 2008 : Học viên Cao học khóa 2006, Ngành Địa Kỹ thuật Xây dựng Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh ... TÀI: ƯỚC LƯỢNG ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG THEO THỜI GIAN CĨ XÉT ĐẾN TÍNH NÉN ÉP CỦA NƯỚC LỖ RỖNG 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: -Phân tích tổng hợp số kết nghiên cứu có tính nép ép nước lỗ rỗng. .. thành khóa học TĨM TẮT ĐỀ TÀI: ƯỚC LƯỢNG ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG THEO THỜI GIAN CĨ XÉT ĐẾN TÍNH NÉN ÉP CỦA NƯỚC LỖ RỖNG Cơng trình đường đắp đất yếu có khả biến dạng lớn q trình cố... ĐƯỜNG THEO THỜI GIAN CÓ XÉT ĐẾN TÍNH NÉN ÉP CỦA HỖN HỢP KHÍ-NƯỚC LỖ RỖNG .58 4.1 Độ lún tức thời ổn định chấm dứt trình cố kết thấm 58 4.2 Độ lún theo thời gian đất yếu đường