Nghiên cứu xác định hệ số cố kết cv và ch của đất yếu khu vực hiệp phước nhà bè

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -[ \ - NGUYỄN DUY QUANG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CỐ KẾT Cv VÀ Ch CỦA ĐẤT YẾU KHU VỰC HIỆP PHƯỚC - NHÀ BÈ Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số học viên : 00906218 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HCM, ngày 03 tháng 07 năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học 1: TS LÊ BÁ VINH Cán hướng dẫn khoa học 2: Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN DUY QUANG Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 22/02/1982 Nơi sinh: Tp HCM Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MSHV: 00906218 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CỐ KẾT Cv VÀ Ch CỦA ĐẤT YẾU KHU VỰC HIỆP PHƯỚC - NHÀ BÈ II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ : Nghiên cứu xác định hệ số cố kết Cv Ch đất yếu khu vực Hiệp Phước – Nhà Bè Nội dung: Chương : Tổng quan Chương : Cơ sở lý thuyết phương pháp nghiên cứu Chương : Phân tích hệ số cố kết Cv Ch khu vực Hiệp Phước từ thí nghiệm phịng trường Chương : Phân tích ngược hệ số cố kết Cv Ch từ kết quan trắc trường ứng dụng xử lý đất yếu Kết luận hướng nghiên cứu III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 03/01/2009 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/07/2009 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS LÊ BÁ VINH CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS VÕ PHÁN Luận văn thạc sĩ Hội đồng chun ngành thơng qua TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH Ngày tháng năm 2009 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn hai thầy TS Lê Bá Vinh ThS Trần Quang Hộ truyền ý tưởng nhiệt tình giúp đỡ, dìu dắt tơi suốt q trình học tập làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Hữu Uy Vũ, Giám đốc Công ty Địa Kỹ thuật Giao Thông Anh Vũ trực thuộc Công ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế Cảng – Kỹ thuật Biển (PortCoast Consultant Corporation) hỗ trợ nhiều việc hướng dẫn đóng góp kinh nghiệm thực tế công tác khảo sát Địa chất Quan trắc cơng trình Cảng tổng hợp Trung tâm Sài Gịn (P&O) để hồn thành tốt luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp đặt biệt bạn Ngơ Quốc Huy Vũ có nhiều đóng góp cung cấp nguồn số liệu quan trắc thực tế q giá giúp phục vụ cơng tác tính tốn Sau cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, nguồn động viên giúp đỡ tinh thần cho tơi suốt q trình làm luận văn Tác giả TÓM TẮT Cụm cảng khu vực TP Hồ Chí Minh bao gồm khu cảng Sài Gịn (sơng Sài Gịn), khu cảng Nhà Bè (sơng Nhà Bè), khu cảng Cát Lái (sông Đồng Nai), khu cảng Hiệp Phước (sơng Sồi Rạp) cụm cảng phục vụ trực tiếp việc xuất nhập hàng hoá đường biển Tp Hồ Chí Minh vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Với việc quy hoạch phát triển việc xây dựng cơng trình cơng nghiệp, giao thơng, thủy lợi gặp phải khó khăn lớn khu vực có bề dày lớp đất yếu lớn Hệ số cố kết theo phương ngang (Ch) thơng số quan trọng giúp dự đốn tốc độ lún đất yếu trước sau xử lý biện pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước Mục tiêu luận văn “Nghiên cứu xác định hệ số cố kết Cv Ch đất yếu khu vực Hiệp Phước – Nhà Bè” khu vực Hiệp Phước – Tp Hồ Chí Minh Thí nghiệm phòng xác định hệ số cố kết đứng Cv từ thí nghiệm nén cố kết thí nghiệm CRS (thí nghiệm nén cố kết tốc độ biến dạng khơng đổi) Đặc biệt thí nghiệm CRS mơ xác trình cố kết đất trường (gia tải cấp áp lực đủ nhỏ đường cong nén lún trơn mịn so với nén cố kết truyền thống) Điểm bật phương pháp so với nén cố kết truyền thống xác định áp lực nước lỗ rỗng thời gian thí nghiệm rút ngắn Thí nghiệm phòng xác định hệ số cố kết đứng Ch từ thí nghiệm thấm Rowe Cell hạn chế thiết bị nên tác giả đề xuất giải pháp thay hộp cố kết truyền thống có trụ cát để mô thấm ngang phân tích gián tiếp Ch từ độ lún đo Kết thu hợp lý tạm chấp nhận Thí nghiệm tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thiết bị xuyên tĩnh điện CPTu thực trường dùng để xác định hệ số cố kết theo phương ngang Ch trước cải tạo đất theo phương pháp khác như: phương pháp tính gián tiếp, phương pháp CE-CSSM, phương pháp đường biến dạng (Strain path) Dựa việc so sánh phương pháp khác nhau, tác giả đề xuất lựa chọn phương pháp ứng dụng thực tế Trong nội dung luận văn, kết quan trắc lún dùng để phân tích ngược để tìm hệ số cố kết ngang Ch đất trình xử lý biện pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước theo phương pháp khác như: phương pháp Asaoka, phương pháp Hyperbolic đo áp lực nước lỗ rỗng Các kết phân tích, đánh giá sở so sánh phương pháp với Hy vọng luận văn giúp ích phần việc hiểu rõ đặc điểm hệ số cố kết đất yếu khu vực Hiệp Phước – Tp Hồ Chí Minh ABSTRACT The port complex in Ho Chi Minh city, which includes ports named Sai Gon (Sai Gon River), Nha Be (Nha Be River), Cat Lai (Dong Nai River), and Hiep Phuoc (Soai Rap River), is to serve directly import-export goods by seaways of Ho Chi Minh city and key economic zones in Southern Vietnam The development of the port complex would encounter many difficulties in geotechnical works because soil profile of the area includes thick and soft clay layer The coefficient of consolidation in the horizontal direction (Ch) is very important parameter for predicting the rate of settlement of soft soil before and after applying prefabricated vertical drains treatment in combination with pre-loading The main objective of this research is “Study of determining vertical and horizontal consolidation coefficient of Hiep Phuoc – Nha Be soft clay” at Hiep Phuoc-Ho Chi Minh city area Laboratory tests are used to find the coefficient of vertical consolidation (Cv) from consolidation test and CRS test Specially, CRS test imitated exactly consolidation process of soft ground at site (increment load is small enough to get smooth consolidation curve comparing with conventional consolidation test Remarkable feature of this method comparing with conventional consolidation test can be determined pore water pressure and shorter period time testing Laboratory tests are used to find the horizontal consolidation coefficient (Ch) from Rowe Cell permeability test But not having Rowe Cell equipment, author proposed alternative solution by using oedometer cell with center sand cylinder in order to imitate horizontal permeability and interpret indirectly Ch from settlement Result of test is acceptable Piezocone (CPTu) dissipation tests are usually carried out in the field to estimate Ch before performing ground improvement, and there are several interpretation methods to determine Ch from the test namely: indirect interpretation method, CE-CSSM method, Strain path method Base on comparing different methods, author proposed to select application method in pratice In this study, monitored settlement results were used to estimate Ch values of the ground improvement prefabricated vertical drains in combination with pre-loading by using back-analysis methods such as Asaoka method, Hyperbolic method, and method of monitoring excess pore water pressure The back-analysis results were then interpreted and estimated based on comparison between the methods It is expected from the study that geotechnical engineers would understand more clearly about soft clay coefficient parameter’s characteristic of Hiep Phuoc-Ho Chi Minh city area i MỤC LỤC CHƯƠNG 1: 1.1 1.2 1.3 TỔNG QUAN 1-1 Mở đầu 1-1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1-5 Phạm vi nghiên cứu đề tài 1-6 CHƯƠNG 2: 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2-7 Lý thuyết cố kết thấm dứng ngang 2-7 2.1.1 2.1.2 Lý thuyết cố kết thấm đứng 2-7 Lý thuyết cố kết thấm ngang 2-9 2.1.2.1 2.1.2.2 2.2 2.2.1 Các phương pháp xác định Cv Ch từ thí nghiệm phịng 2-14 2.2.1.1 2.2.1.2 2.2.2 2.2.2.1 2.2.2.2 2.2.2.3 2.2.2.4 2.2.3 2.3 Trường hợp thoát nước xuyên tâm hướng vào 2-9 Thoát nước xuyên tâm theo chu vi 2-12 Các phương pháp xác định Cv từ thí nghiệm nén cố kết 2-14 Phương pháp Casagrande 2-14 Phương pháp Taylor 2-15 Các phương pháp xác định Cv từ thí nghiệm CRS 2-16 Phương pháp theo ASTM D 4186 – 98 2-17 Phương pháp Wissa (1971) 2-17 Phương pháp Smith & Wahls (1969) 2-19 Phương pháp Lee (1981) 2-20 Phương pháp xác định Ch từ thí nghiệm hộp thấm Rowe Cell 2-21 Xác định Ch trường từ thí nghiệm tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thiết bị CPTu 2-23 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.4 2.4.1 Phương pháp tính gián tiếp (Phương pháp Teh & Houlsby) 2-23 Phương pháp CE-CSSM (Cavity Expansion-Critical State Soil Mechanics) 2-24 Phương pháp đường biến dạng (Strain path) 2-26 Hoán chuyển giá trị Ch từ thí nghiệm CPTu sang Ch trạng thái cố kết thường 2-27 Các phương pháp xác định Cv Ch từ kết quan trắc trường 2-27 Phân tích liệu từ thiết bị quan trắc 2-28 2.4.1.1 2.4.1.2 2.4.2 Phân tích ngược từ liệu quan trắc độ lún 2-29 2.4.2.1 2.4.2.2 2.4.3 Quan trắc độ lún 2-28 Đo áp lực nước lỗ rỗng (Piezometers) 2-28 Phương pháp Asaoka 2-29 Phương pháp Hyperbolic 2-30 Phân tích ngược từ liệu quan trắc áp lực nước lỗ rỗng (piezometer) 2-33 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH HỆ SỐ CỐ KẾT CV & CH KHU VỰC HIỆP PHƯỚC TỪ THÍ NGHIỆM TRONG PHỊNG VÀ THÍ NGHIỆM CPTU 3-35 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.5 3.5.1 3.5.2 3.6 3.6.1 3.6.2 Giới thiệu cơng trình 3-35 Công tác lấy mẫu nguyên dạng 3-39 Xác định Cv từ thí nghiệm nén cố kết 3-40 Thiết bị thí nghiệm 3-40 Kết thí nghiệm 3-40 Nhận xét 3-42 Xác định Cv từ thí nghiệm CRS 3-44 Thiết bị thí nghiệm 3-44 Kết thí nghiệm 3-45 Nhận xét 3-47 Xác định Ch từ thí nghiệm nén cố kết hiệu chỉnh 3-50 Thiết bị kết thí nghiệm 3-50 Nhận xét 3-51 Xác định hệ số cố kết Ch từ thí nghiệm tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng 3-52 Thiết bị thí nghiệm 3-52 Kết thí nghiệm 3-56 ii 3.6.3 Phương pháp tính gián tiếp (Phương pháp Teh & Houlsby) 3-57 3.6.3.1 3.6.3.2 3.6.3.3 3.6.4 Tính giá trị Ir từ thí nghiệm ba trục (CU) 3-57 Tính Ir từ quan hệ (OCR, Ip) 3-59 Nhận xét 3-60 Phương pháp CE-CSSM (Cavity Expansion - Critical State Soil Mechanics) 3-61 3.6.4.1 3.6.5 Nhận xét 3-65 Phương pháp đường biến dạng (Strain path) 3-66 3.6.5.1 3.6.6 3.6.7 Nhận xét 3-69 Hoán chuyển giá trị Ch từ thí nghiệm CPTu sang Ch trạng thái cố kết thường 3-69 So sánh hệ số cố kết từ thí nghiệm phịng trường (CPTu) 3-70 3.6.7.1 Nhận xét 3-71 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH NGƯỢC HỆ SỐ CỐ KẾT CV & CH KẾT QUẢ QUAN TRẮC HIỆN TRƯỜNG VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU4-72 4.1 4.2 4.3 Mặt quan trắc 4-72 Thiết bị quan trắc 4-76 Chi tiết thiết bị quan trắc phương pháp lắp đặt 4-77 4.3.1 Bàn đo lún 4-77 4.3.1.1 4.3.2 4.3.3 4.3.3.1 4.3.3.2 4.3.4 4.3.5 4.3.6 Trình tự thi cơng thiết bị quan trắc 4-82 Số liệu đo lún sâu 4-83 Số liệu đo ALNLR 4-87 Phân tích ngược giá trị Ch từ kết đo lún 4-91 4.5.1.1 4.5.1.2 Phương pháp Asaoka 4-91 Phương pháp Hyperbolic 4-94 Phân tích ngược giá trị Ch từ kết áp lực nước lỗ rỗng 4-96 So sánh kết phương pháp Asaoka, Hyperbolic Piezometer 4-98 4.7.1.1 4.7.1.2 4.8 Trình tự lắp đặt 4-81 Mục đích lắp đặt 4-82 Các số liệu quan trắc điển hình Phase nghiên cứu 4-83 4.4.1.1 4.4.1.2 4.6 4.7 Trình tự lắp đặt 4-80 Mục đích lắp đặt 4-81 Đo chuyển vị ngang thiết bị đo inclinometer 4-81 4.3.5.1 4.3.5.2 4.5 Trình tự lắp đặt thiết bị 4-78 Mục đích lắp đặt 4-79 Đo áp lực nước lỗ rỗng dây rung 4-79 4.3.4.1 4.3.4.2 4.4 Mục đích lắp đặt 4-77 Mốc quan trắc lún 4-77 Đo sâu nhện từ 4-78 Nhận xét 4-100 Hạn chế phương pháp Hyperbolic 4-101 Ứng dụng Cv Ch xử lý đất yếu 4-101 4.8.1.1 4.8.1.2 4.8.1.3 Mơ hình FEM 4-105 Kết FEM so sánh với quan trắc trường 4-106 Nhận xét 4-109 • Kết luận chung đề tài 4-110 • Hướng nghiên cứu 4-111 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 1: Mặt khảo sát địa chất khu vực P&O Hiệp Phước PHỤ LỤC 2: Các mặt cắt địa chất PHỤ LỤC 3: Tổng hợp kết thí nghiệm lý phòng PHỤ LỤC 4: Tổng hợp kết thí nghiệm nén ba trục CU PHỤ LỤC 5: Tổng hợp kết thí nghiệm tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng (CPTu) PHỤ LỤC 6: Tổng hợp kết quan trắc trường PHỤ LỤC 7: Kết FEM 1-1 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1-1 Đồ thị quan hệ tỉ số Cv(90)/Cv(50) ứng suất đứng có hiệu σ’vo 1-1 Hình 1-2 Đồ thị so sánh tỉ số ch(CRS)/cv(cố kết) 1-1 Hình 1-3 Đồ thị so sánh tỉ số kh(CRS)/kv(cố kết) 1-2 Hình 1-4 Đồ thị so sánh tỉ số ch(quan trắc)/ ch(CRS) 1-2 Hình 1-5 So sánh hệ số cố kết xác định từ CRS nén cố kết truyền thống 1-3 Hình 1-6 So sánh giá trị Cv phương pháp Hyperbolic, Asaoka Cv từ TN cố kết 1-4 Hình 1-7 So sánh giá trị Ch phương pháp Hyperbolic, Asaoka Ch từ quan trắc 1-5 Hình 2-1 Cố kết trục: a) Mơ hình Terzaghi b) Đường cong ứng suất theo thời gian (Nguồn: Whitlow, 2001) 2-7 Hình 2-2 Mối quan hệ Tv (logarith) với Uv(%)(Nguồn: Head, 1982) 2-9 Hình 2-3 Mối quan hệ Tv (căn t) với Uv(%)(Nguồn: Head, 1982) 2-9 Hình 2-4 Mối quan hệ mức độ cố kết trung bình theo nhân tố thời gian trường hợp điều kiện biên biến dạng biến dạng tự n=5 (Nguồn: Trautwein,1980) 2-11 Hình 2-5 Hai dạng bố trí lưới nước hình trụ tương đương (Nguồn: Holtz et al., 1991) 2-12 Hình 2-6 Đường cong lý thuyết quan hệ t Uv trường hợp nước xun tâm hướng ngồi theo chu vi với tải biến dạng (Nguồn: Head, 1968) 2-12 Hình 2-7 Đường cong lý thuyết quan hệ t Uv trường hợp nước xun tâm hướng ngồi với tải biến dạng tự (Nguồn: McKinlay, 1961) 2-13 Hình 2-8 Xác định hệ số Cv theo phương pháp Casagrande 2-15 Hình 2-9 Xác định hệ số Cv theo phương pháp Taylor 2-15 Hình 2-10 Đặc trưng biến dạng khơng đổi thí nghiệm CRS 2-16 Hình 2-11 Hộp thấm Rowe Cell 2-21 Hình 2-12 Mặt cắt ngang hộp thấm Rowe Cell 2-21 Hình 2-13 Mơ hình thí nghiệm thấm đứng thấm ngang từ hộp thấm Rowe Cell 2-22 Hình 2-14 Sự phân bố áp lực nước từ thí nghiệm thấm Rowe Cell 2-22 Hình 2-15 Các thành phần chuẩn & lực cắt tác động bên ALNLR xung quanh đầu cone 2-24 Hình 2-16 Giá trị ALNLR thặng dư với log(t) theo phương pháp CE-CSSM 2-26 Hình 2-17 Đường cong tiêu táp áp lực nước lỗ rỗng (Teh & Housby, 1991) 2-27 Hình 2-18 Phương pháp Asaoka dùng để tính ngược lại giá trị Ch 2-30 Hình 2-19 Phương pháp Hyperbolic theo lý thuyết Terzaghi 2-31 Hình 2-20 Phương pháp Hyperbolic theo số liệu quan trắc trường 2-31 Hình 2-21 Biểu đồ xác định hệ số độ dốc (αi) phụ thuộc vào n, tỉ số H/De ch/cv cho trường hợp bấc thấm 2-32 Hình 2-22 Phương pháp Aboshi Monden (1963) dùng để xác định giá trị Ch 2-34 Hình 3-1 Sơ đồ vị trí Cảng Container Trung tâm Sài Gịn 3-35 Hình 3-2 Mặt khảo sát địa chất khu vực Hiệp Phước 3-37 1-2 Hình 3-3 Mặt cắt địa chất điển hình 3-38 Hình 3-4 Thiết bị lấy mẫu Piston (Osterberg) đường kính 100mm 3-39 Hình 3-5 Đánh giá chất lượng mẫu khu vực Hiệp Phước (Theo Lunne et al 1997) 3-39 Hình 3-6 Thiết bị thí nghiệm nén cố kết 3-40 Hình 3-7 Mối quan hệ hệ số cố kết cv theo độ sâu 3-41 Hình 3-8 Đồ thị so sánh tỉ số cố kết cv90 cv50 từ TN cố kết truyền thống 3-42 Hình 3-9 Hệ số cố kết cv90 từ TN cố kết truyền thống lớp 1a&1b 3-43 Hình 3-10 Dạng điển hình đất sét hạt mịn (silty clay) 3-43 Hình 3-11 Hệ thống Load Trac để tăng tải trình thí nghiệm CRS 3-44 Hình 3-12 Hộp nén CRS có đo áp lực nước lỗ rỗng 3-44 Hình 3-13 Mơ hình hộp nén CRS có đo áp lực nước lỗ rỗng 3-45 Hình 3-14 Hệ thống Loadcell cảm biến đo áp lực đứng tự động 3-45 Hình 3-15 Mối quan hệ hệ số cố kết cv từ CRS theo độ sâu 3-46 Hình 3-16 Đồ thị so sánh tỉ số cố kết cv90 từ TN nén cố kết cv từ TN CRS 3-46 Hình 3-17 Tỉ số ub/σv từ thí nghiệm CRS 3-48 Hình 3-18 Hệ số cố kết cv xác định từ CRS lớp 1a&1b 3-49 Hình 3-19 Một số hình ảnh công tác chuẩn bị mẫu 3-50 Hình 3-20 So sánh hệ số cố kết Ch với hệ số cố kết Cv90 Cv50 3-51 Hình 3-21 Các thiết bị hệ thống xuyên tĩnh điện không dây 3-53 Hình 3-22 Một số hình ảnh thực tế cơng trường 3-53 Hình 3-23 Lắp đặt vịng đo áp lực NLR vào mũi xuyên phễu glycerin 3-55 Hình 3-24 Dữ liệu xuyên CPT hình 3-55 Hình 3-25 Bảng số liệu thí nghiệm tiêu tán áp lực NLR 3-56 Hình 3-26 Đường cong tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng 3-57 Hình 3-27 Đồ thị biểu diễn độ lệch ứng suất theo biến dạng 3-57 Hình 3-28 Giá trị E50 theo Su thí nghiệm nén trục CU 3-58 Hình 3-29 Giá trị Ir xác định từ đường cong ứng suất – biến dạng thí nghiệm nén trục theo Su 3-58 Hình 3-30 Giá trị Ir xác định từ quan hệ (OCR, Ip) 3-59 Hình 3-31 So sánh giá trị Ch xác định từ quan hệ (OCR, Ip) với thí nghiệm CU 3-60 Hình 3-32 Quan hệ (OCR, Ip) với số cứng Ir từ thí nghiệm CU (Nguồn: Interpretation of In-Situ Tests, P.W Mayne) 3-61 Hình 3-33 Dạng đường cong xấp xỉ đường cong tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng 3-62 Hình 3-34 Dạng đuờng cong xấp xỉ đường cong tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng trễ 3-63 Hình 3-35 Giá trị OCR theo phương pháp CE-CSSM 3-64 Hình 3-36 Giá trị Ch theo phương pháp CE-CSSM 3-64 Hình 3-37 Dạng đuờng cong tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng trễ quan hệ với OCR 3-65 Hình 3-38 Đường cong tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng độ sâu 3.0-5.0m 3-66 4-108 Hình 4-37 So sánh kết mô FEM kết quan trắc E03 4-109 4.8.1.3 Nhận xét Độ lún vị trí đo lún mặt (Settlement Plate – SP04) lớn độ lún sâu đo (Extensometer – E03) sử dụng phần tử hữu hạn cho kết tương tự Điều giải thích SP04 (để đo lún tổng lớp) đặt cao trình +4.2m so với +5.1m E03 Kết độ lún mô theo phần tử hữu hạn (FEM) lớn độ lún so với quan trắc khoảng 14% Kết thu nhận hợp lý chấp nhận Kết mô FEM cho độ lún lớn quan trắc vì: ™ Modul E tính tốn FEM lấy từ thí nghiệm phịng ln nhỏ E trường – lần So sánh thống kê tỉ số Ch/Cv từ thí nghiệm phịng ngồi trường thể Bảng 4.8 Tỉ số Ch/Cv so sánh trường phòng theo phương pháp Taylor khoảng 1.1 ÷ 3.6 Nếu so sánh trường thí nghiệm CRS tỉ số dao động từ 2.1÷ 3.2 Bảng 4-8 Bảng thống kê so sánh tỉ số ch/ cv từ TN phòng trường Tỉ số Ch/Cv Cv, m2/yr Ch, m2/yr Phương pháp Asaoka Aboshi Strain Path CECSSM PP trực tiếp Taylor TN CRS 1a 2.27 2.78 2.7 2.12 3.25 1b 2.41 2.87 2.7 2.12 3.25 1c 2.22 2.77 1.43 0.9 2.85 1a 1.19 0.97 1b 1.49 1.02 1c 0.8 1a 1.9(2.3) 2.3(2.9) 2.3(2.8) 1.8(2.2) 2.7(3.4) 1b 1.6(2.4) 1.9(2.8) 1.8(2.6) 1.4(2.1) 2.2(3.2) 1.8 1.1 3.6 1c 2.8 3.5 Ghi chú: Tỉ số Ch/Cv so sánh trường phòng (phương pháp Taylor) Tỉ số Ch/Cv ngoặc đơn so sánh trường phịng (từ thí nghiệm CRS) 4-110 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Kết luận chung đề tài Mục đích đề tài trình bày kết dựa việc đánh giá hệ số cố kết đứng Cv hệ số cố kết ngang Ch từ thí nghiệm phịng trường, đồng thời đánh giá ngược hệ số cố kết Ch dựa số liệu quan trắc khu vực xử lý gia tải kết hợp đóng bấc thấm Hiệp Phước Một số kết luận chung cho đề tài: (1) Kết hệ số cố kết Cv xác định từ thí nghiệm nén cố kết truyền thống theo phương pháp Casagrande (phương pháp log(t)) cho kết nhỏ so với phương pháp Taylor (phương pháp t ) từ 7÷23% (2) Đặc điểm hệ số cố kết Cv: ™ Trong giai đoạn đàn hồi Cv thường lớn Cv giai đoạn dẻo Khi áp lực cố kết vượt qua áp lực chảy dẻo (>σmax áp lực tiền cố kết) Cv giảm nhanh chóng, sau giai đoạn Cv gần không đổi ™ Tỉ số Cv giai đoạn đàn hồi giai đoạn dẻo từ 5-10 lần (Terzaghi, Peck Mersi, 1996) Đối với đất Hiệp Phước, tỉ số dao động từ 3.8 – 8.7 lần (3) Kết hệ số cố kết Cv từ CRS cho kết nhỏ so với hệ số cố kết Cv xác định từ thí nghiệm nén cố kết truyền thống từ 17 – 23% ™ Kiến nghị tốc độ biến dạng 0.01 – 0.03%/phút phù hợp với thí nghiệm nén cố kết truyền thống ™ Tương ứng với tốc độ biến dạng đề xuất, tỉ số ALNLR thặng dư ứng suất thẳng đứng thu nhận từ u/σv = 5÷ 20% hợp lý Do tỉ số theo đề nghị ASTM (D4186-89) lớn so với đất sét khu vực nghiên cứu (4) Phương pháp CE-CSSM Strain path có ưu điểm so phưong pháp trực tiếp: thay cho việc đơn tìm điểm đường cong tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng phưong pháp trực tiếp đường cong liên tục làm cho phù hợp để đưa giá trị hệ số cố kết ngang Ch chung tiêu biểu Do đó, phương pháp CE-CSSM Strain path cho kết Ch thấp so với phưong pháp trực tiếp Kiến nghị chọn lựa phương pháp CE-CSSM Strain path để xác định Ch từ thí nghiệm tiêu tán CPTu ™ Phương pháp CE-CSSM có ưu điểm: xác định lịch sử ứng suất xác định OCR ™ Hầu hết 03 phương pháp xác định Ch từ thí nghiệm tiêu tán CPTu cho giá trị Ch trạng thái OC Do đó, việc hiệu chỉnh Ch trạng thái NC phù hợp với thực tế ™ Có thể đánh giá đất OC dựa đường cong tiêu tán ALNLR u2 theo thời gian OCR tăng tượng từ trễ thấy rõ ràng 4-111 (5) Cả hai phương pháp Asaoka Hyperbolic tốt cho việc dự đốn độ lún cuối cơng tác xử lý bấc thấm Phương pháp Asaoka dự đoán độ lún cuối lớn so với phương pháp Hyperbolic (6) Mức độ cố kết (U%) theo phương pháp Asaoka nhỏ phương pháp Hyperbolic độ lún cuối dự đoán theo phương pháp Asaoka lớn phương pháp Hyperbolic (7) Cả hai trường hợp nghiên cứu độ lún cuối hệ số cố kết ngang Ch theo phương pháp Asaoka phương pháp Hyperbolic cho kết giống với kết luận trường hợp nghiên cứu Siew Ann Tan (1995) ™ Để việc dự đoán độ lún cuối (Sult) hệ số cố kết ngang Ch, số liệu chọn nên đạt độ cố kết 60% ™ Theo kết cho thấy độ lún sau theo phương pháp Asaoka Hyperbolic giảm dần theo độ sâu (8) Cả hai phương pháp Asaoka Hyperbolic dự đoán độ lún thời đoạn gia tải định (9) Hạn chế phương pháp Hyperbolic: ™ Phương pháp Hyperbolic khó xác định thơng số αi dựa biểu đồ Có thể thiết lập bảng tra để tiện việc tính tốn ™ Phương pháp Hyperbolic phụ thuộc hệ số cố kết đứng Cv, không xác định Ch độc lập phương pháp Asaoka Do việc tính tốn gặp khó khăn phương pháp Asaoka (10) Theo phương pháp phân tích từ Piezometer, mức độ cố kết (U%) nhỏ so với phương pháp (11) Tỉ số Ch/Cv = kh/kv = ÷ 22TCN 262-2000 cần qui định cụ thể vùng, khu vực Vì qui định độ lún theo thời gian tính dao động khoảng giá trị lớn Điều thiết kế Hướng nghiên cứu ™ Do thời gian hạn chế nên tác giả chưa nghiên cứu 02 phương pháp xác định Cv từ thí nghiệm cố kết truyền thống phương pháp “Hyperbola” phương pháp “Early stage log-t” (trang 294 – 310, Chương 10, “Principles of Geotechnical Engineering” tái lần thứ 05 tác giả Braja M.Das) ™ Do hạn chế thiết bị Rowe Cell, nên tác giả xác định Ch phòng thông qua việc hiệu chỉnh hộp nén cố kết truyền thống với trụ cát Kết nhận phù hợp với nghiên cứu trước ™ Phân tích Ch từ TN tiêu tán ALNLR CPTu theo phương pháp Senneset et al Method – b ™ Xét thêm xáo trộn sức cản giếng phân tích ngược Ch từ quan trắc ALNLR piezometer 4-112 ™ Xác định Cv kết hợp thí nghiệm thấm trường TN cố kết phòng k: hệ số thấm xác định từ TN thấm hố khoan M: modul biến dạng không nở hông (từ TN cố kết) ™ Sử dụng mơ hình 3D mơ bấc thấm PVD thay cho mơ hình 2D khơng mơ thực tế điều kiện làm việc đất trường ™ Do thời gian hạn chế nên tác giả chưa có dịp sử dụng nhiều mơ hình đất khác (Morh Coulomb, Soft soil Creep, Hardening Soil) sử dụng Ch từ nhiều kết thí nghiệm khác để so sánh đối chiếu phần ứng dụng FEM TÀI LIỆU THAM KHẢO ASTM (1996), “D2435-96: Standard test method for one-dimensional consolidation properties of soils”, Annual Book of ASTM Standards, Vol 04.08 ASTM (1995), “D5778-95: Standard test method for performing electronic friction cone and piezocone penetration pesting of soils”, Annual Book of ASTM Standards ASTM (1989), “D4186-89: Standard Test Method for One-Dimensional Consolidation Properties of Soils Using Controlled-Strain Loading”, Annual Book of ASTM Standards Braja M.Das, “Principle of Geotechnical Engineering”, Fourth Edition Charles C Ladd, Hon M., ASCE, Don J DeGroot, M., ASCE, “Recommended Practice for Soft Ground Site Characterization: Arthur Casagrande Lecture”, 12th Panamerican Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering Massachusetts Institute of Technology Asaoka, A., 1978, “Observational Procedure of Settlement Prediction”, Soil and Foundation, Vol 18, No 4, pp 87-101 Burns, S.E and Mayne, P.W (1998), “Monotonic & dilatory pore-pressure decay during piezocone tests”, Canadian Geotechnical J.35 (6), 1063-1073 Lunne, T., Robertson, P.K., and Powell, J.J.M (1997) Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice Blackie Academic/Chapman-Hall Publishers, U.K,; available from EF Spon/Routledge Pub, New York, 312p Mayne, P.W., (2001), “Interpretation of flow parameters from in-situ tests” Mayne, P.W., (2001), “Stress-strain-strength-flow parameters from enhanced in-situ tests”, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia USA, pp 27-48 Robert A Jaeger, December 13, 2006, “Excess Pore Pressure Dissipation During CPT Testing” Teh, C.I and Houlsby, G.T., (1988), “Analysis of piezocone in clay” Teh, C.I and Houlsby, G.T., (1988), “Analysis of cone penetration test by the strain path method” Teh, C.I and Houlsby, G.T., (1991), “An analytical study of the cone penetration test in clay”, Geotechnique, Vol 41, No 1, 17-34 Bergado, D.T, Balasubramaniam, A S., Jonathan Fannin, R., and Robert D Holtz (2002), “Prefabricated vertical drains (PVDs) in soft Bangkok clay: a case study of the new Bangkok International Airport project”, Canadian Geotechnical J 39 304-315 Bergado, D T., Long, P V., & Balasubramaniam, A S 1996, “Compressibility and Flow Parameters from PVD Improved Soft Bangkok Clay” Geotechnical Engineering, Vol 27, No 1, 1-20 T Stapelfeldt, Helsinki University of Technology, “Preloading and vertical drains” Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, Nhà xuất Đại học quốc gia Tp.HCM-2005 Choa, V., Low, B.K, Chu, J and Bo M.W., Soil Improvement: Prefabricated Vertical Drain Techniques, Thomson Asia Pte Ltd Tan, S.-A (1993), “Ultimate settlement by hyperbolic plot for clays with vertical drains”, Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, Vol 119, No 5, 950-956 Tan, S.-A (1995), “Validation of hyperbolic method for settlement in clays with vertical drains”, Soil and foundation, Vol 35, No 1, 101-113 Tan, S.-A and Soon-Hoe Chew (1996), “Comparison of the Hyperbolic and Asaoka observational method of monitoring consolidation with vertical drains”, Soils and foundations, Vol.36, No.3, 31-42 Seah, T.H., Tangthansup, B and Wongsatian, P., (2004), “Horizontal coefficient of consolidation of Soft Bangkok clay”, Geotechnical Testing Journal, Vol 27, No 5, p.p ID GTJ11777 Tian-Ho Seah, “Constant Rate of Strain Consolidation Testing on Bangkok Clay” Tian Ho Seah and Teerawut Juirnarongrit, “Constant Rate of Strain Consolidation with Radial Drainage”, Geotechnical Testing Journal, Vol 26, No 4, Paper ID GTJ10173_264 Lam chee siang, “Criteria of acceptance for constant rate of strain consolidation test for cohesive soil” Long, P.V., Bergado, D.T & Giao, P.H., Balasubramaniam, A.S., Quang, N.C., “Back analyses of compressibility and flow parameters of pvd improved soft ground in southern vietnam” Trần Quang Hộ, Cơng trình đất yếu, Nhà xuất Đại học quốc gia Tp.HCM-2005 Vũ Cơng Ngữ, Thí nghiệm đất trường ứng dụng phân tích móng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Man B T., Nguyen L N., Takemura J., Watabe Y., Tanaka M., Thuận C Đ., “Sai số kết thí nghiệm cố kết ảnh hưởng độ xác hộp nén kiểu thương mại” PHỤ LỤC 1: MẶT BẰNG KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT K H U V Ö Ï C P & O V A Ø H IE Ä P PH Ư Ơ Ù C PHỤ LỤC 2: CÁC MẶT CẮT ĐỊA CHẤT PHỤ LỤC 3: TỔNG HP KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CƠ LÝ TRONG PHÒNG PHỤ LỤC 4: TỔNG HP KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN BA TRỤC CU PHỤ LỤC 5: TỔNG HP KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TIÊU TÁN ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG (CPTU) PHỤ LỤC 6: TỔNG HP KẾT QUẢ Q U A N T R A É C H I Ệ N T R Ư Ơ Ø N G PHỤ LỤC 7: KẾT QUẢ FEM CỘNG HỊA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc -I LÝ LỊCH SƠ LUỢC : Họ tên : NGUYỄN DUY QUANG Ngày sinh : 22/02/1982 Nơi sinh : Tp Hồ Chí Minh Địa liên lạc : 39 Khu phố 06, P Bình Hưng Hịa, Q Bình Tân, Tp Hồ Chí Minh II Q TRÌNH ĐÀO TẠO : ĐẠI HỌC : Chế độ học: Chính quy Thời gian học: Từ năm 2000 đến năm 2005 Nơi học: Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Cảng - Cơng trình biển TRÊN ĐẠI HỌC: Đang tham gia khóa đào tạo sau đại học từ năm 2007 đến trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh chuyên ngành Địa kỹ thuật xây dựng II QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC : Hiện cơng tác Cơng ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế Cảng – Kỹ thuật Biển từ năm 2005 đến ... chung cho khu vực Hiệp Phước – Nhà Bè Do đó, mục tiêu nghiên cứu đề tài ? ?Nghiên cứu xác định hệ số cố kết Cv Ch đất yếu khu vực Hiệp Phước- Nhà Bè” Hệ số cố kết ngang đất sét Ch thơng số quan trọng... Nghiên cứu xác định hệ số cố kết Cv Ch đất yếu khu vực Hiệp Phước – Nhà Bè Nội dung: Ch? ?ơng : Tổng quan Ch? ?ơng : Cơ sở lý thuyết phương pháp nghiên cứu Ch? ?ơng : Phân t? ?ch hệ số cố kết Cv Ch khu vực. .. thấm kết hợp gia tải trước Mục tiêu luận văn ? ?Nghiên cứu xác định hệ số cố kết Cv Ch đất yếu khu vực Hiệp Phước – Nhà Bè” khu vực Hiệp Phước – Tp Hồ Ch? ? Minh Thí nghiệm phịng xác định hệ số cố kết