Nghiên cứu ứng dụng mô hình số mô phỏng xử lý nền đất yếu bằng phương pháp cố kết hút chân không khi xây dựng công trình giao thông

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ LÊ QUÝ BỬU NAM NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SỐ MƠ PHỎNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỐ KẾT HÚT CHÂN KHÔNG KHI XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Đà Nẵng - Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ LÊ QUÝ BỬU NAM NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SỐ MƠ PHỎNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỐ KẾT HÚT CHÂN KHÔNG KHI XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: 85.80.205 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật xây dựng công trình giao thơng NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS CHÂU TRƯỜNG LINH TS PHẠM QUANG ĐÔNG Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, tác giả hồn thành Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng mơ hình số mơ xử lý đất yếu phương pháp cố kết hút chân không xây dựng cơng trình giao thơng” Lời tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Châu Trường Linh, TS Pham Quang Đông giúp đỡ hướng dẫn tác giả thực hoàn thành Luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Cô, Thầy Khoa Xây dựng Cầu đường, Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng tận tình giảng dạy giúp đỡ tác giả suốt trình học tập trường Tác giả muốn bày tỏ biết ơn tới tập thể cán quan nơi tác giả công tác tạo điều kiện giúp đỡ cho tác giả hồn thành khóa học Luận văn Và tác giả muốn bày tỏ lịng biết ơn, kính trọng sâu sắc tới người thân gia đình bạn bè, người động viên, hỗ trợ tác giả suốt tháng ngày học tập thực Luận văn Tác giả Luận văn Lê Quý Bửu Nam LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan Luận văn cơng trình nghiên cứu riêng tơi Những nội dung, số liệu tham khảo từ nghiên cứu trích dẫn nguồn rõ ràng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Luận văn Lê Q Bửu Nam TĨM TẮT NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SỐ MƠ PHỎNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỐ KẾT HÚT CHÂN KHÔNG KHI XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Học viên: Lê Q Bửu Nam Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: 85.80.205 Khóa: K36.XGT - Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN TĨM TẮT: Mơ hình số giải pháp xử lý đất yếu phương pháp cố kết chân không thực dựa lý thuyết cố kết thấm theo phương pháp phần tử hữu hạn Trên sở áp dụng cho cơng trình giao thơng đất yếu khu vực Thành phố Đà Nẵng, luận văn đưa số kết luận trình tự xây dựng mơ hình tính cho tốn cố kết chân khơng, xây dựng phương trình mối quan hệ thời gian cố kết (t) với chiều dày đất yếu (H) độ cố kết (U) Từ khóa: Đất yếu, cố kết chân khơng, cơng trình giao thơng, mơ hình số, xử lý nền, Thành phố Đà Nẵng RESEARCH APPLICATION OF DIGITAL MODEL MODEL SIMULATING THE PROCESS OF SOIL LAND BY METHOD OF FACILIZING VACUUM WITHOUT CONSTRUCTION OF TRAFFIC WORKS ABSTRACT: A numerical model of solutions to handle soft ground by the vacuum consolidation method is made based on the theory of finite consolidation by finite element method Based on the application for traffic works on soft ground in the area of Da Nang City, the paper will give some conclusions about the model building sequence for the problem of vacuum consolidation, construction of equation on the relationship between consolidation time (t) and soft soil thickness (H) and consolidation (U) Keywords: Soft ground, vacuum consolidation, transport works, digital model, ground treatment, Da Nang City MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU 1.Lý lựa chọn đề tài 2.Đối tượng nghiên cứu 3.Phạm vi nghiên cứu 4.Mục tiêu nghiên cứu .2 4.1.Mục tiêu tổng quát .2 4.2.Mục tiêu cụ thể 5.Phương pháp nghiên cứu 6.Bố cục đề tài Chương TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ PHƯƠNG PHÁP CỐ KẾT CHÂN KHÔNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 1.1.Tổng quan đất yếu xây dựng cơng trình 1.1.1.Nguồn gốc loại đất yếu thường gặp 1.1.2.Sự phân bố vùng đất yếu nước 1.1.2.1.Đồng Bắc .4 1.1.2.2.Đồng ven biển miền Trung .4 1.1.2.3.Đồng Nam .4 1.1.3.Phân bố tính chất đất yếu Đà Nẵng khu vực lân cận 1.1.3.1.Phân bố lớp đất yếu .5 1.1.3.2.Tính chất đất yếu khu vực 1.2.Tổng quan phương pháp cố kết chân không xử lý đất yếu 1.2.1.Lược sử phát triển công nghệ bơm hút chân không xử lý đất yếu 1.2.2.Tình hình nghiên cứu phương pháp cố kết chân không xử lý đất yếu giới Việt Nam 1.2.3.Tình hình ứng dụng phương pháp cố kết chân không xử lý đất yếu giới Việt Nam 1.3.Lý thuyết phương pháp cố kết chân không 12 1.3.1.Bài toán cố kết thấm 12 1.3.2.Phương trình vi phân 14 1.3.3.Các phương pháp giải toán cố kết thấm 15 1.3.3.1.Phương pháp cố kết nén lún tương đương 15 1.3.3.2.Phương pháp Barron – Terzaghi 17 1.4.Các phương pháp dự báo lún 18 1.4.1.Phương pháp Hybebol 18 1.4.2.Phương pháp Asaoka 19 1.4.3.Phương pháp ba điểm 20 Kết luận chương 22 Chương LỰA CHỌN MƠ HÌNH SỐ TÍNH TỐN VÀ TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC THƠNG SỐ CỦA Q TRÌNH XỬ LÝ CỐ KẾT CHÂN KHÔNG 23 2.1.Đặc điểm phân bố, tính chất lý cấu trúc đất yếu khu vực nghiên cứu 23 2.2.Mơ hình tính cho tốn cố kết chân khơng 31 2.3.1.Mơ hình số tính toán 31 2.3.2.Tính tốn kiểm tra cho cơng trình thực tế 34 2.3.2.1.Giới thiệu cơng trình 34 2.3.2.2.Điều kiện địa chất 35 2.3.2.3.Kết tính tốn 38 2.3.2.4.Kết thực nghiệm cơng trình 39 2.3.2.5.So sánh kết tính tốn thực nghiệm 40 2.3.Tương quan áp lực bơm với ứng suất – biến dạng 41 2.4.Tương quan áp lực bơm với áp lực nước lỗ rỗng 45 2.5.Sự thay đổi khoảng cách bấc thấm 45 Kết luận chương 48 Chương ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SỐ TÍNH TỐN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO CƠNG TRÌNH G IAO THƠNG CAO TỐC ĐÀ NẴNG – QUẢNG NG ÃI 49 3.1.Giới thiệu công trình tính tốn 49 3.2.Đặc điểm cấu trúc cơng trình 51 3.3.Trình tự tính tốn 51 3.4.Kết tính tốn 53 3.5.Đánh giá hiệu xử lý phương pháp cố kết chân không 55 3.6.Xác định hàm hồi quy đa biến quan hệ 55 3.6.1.Đặt vấn đề 55 3.6.2.Kết tính tốn 56 3.6.3.Xây dựng mối quan hệ thời gian cố kết (t) với chiều dày đất yếu (H) độ cố kết (U) 57 Kết luận chương 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 I.Kết luận 60 II.Kiến nghị 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cố kết thấm HCK .12 Hình 1.2 Đường trình lún 14 Hình 1.3 Quan hệ Uv (Tv) theo Terzaghi 18 Hình 1.4 Đồ thị xác định thông số α,β 19 Hình 1.5 Dự đốn độ lún cuối theo phương pháp Asaoka 20 Hình 2.1 Sơ đồ phân chia cấp cấu trúc ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng 25 Hình 2.2 Bản đồ cấu trúc ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng tỉ lệ 1/50.000 (thu nhỏ) 26 Hình 2.3 Cấu trúc địa chất nhóm 30 Hình 2.4 Cấu trúc địa chất nhóm 30 Hình 2.5 Cấu trúc địa chất nhóm 30 Hình 2.6 Cấu trúc địa chất nhóm 30 Hình 2.7 Giới thiệu giao diện phần mềm Msettle 32 Hình 2.8 Giới thiệu giao diện phần mềm Plaxis 32 Hình 2.9 Giới thiệu giao diện phần mềm Geostudio 2012 .33 Hình 2.10 Giới thiệu giao diện phần mềm FoSSA 34 Hình 2.11 Mặt vùng xử lý cơng trình Pvtex Đình Vũ – Hải Phịng .35 Hình 2.12 Mặt cắt địa chất vùng cơng trình Pvtex Đình Vũ - Hải Phịng 36 Hình 2.13 Điều kiện biên mơ đun SEEP/W pha tính tốn 37 Hình 2.14 Điều kiện biên mơ đun SIGMA/W pha tính tốn 37 Hình 2.15 Quan hệ độ lún tính tốn thời gian cơng trình Pvtex Đình Vũ – Hải Phịng .38 Hình 2.16 Quan hệ ALNLR tính tốn thời gian cơng trình Pvtex Đình Vũ – Hải Phòng 38 Hình 2.17 Quan hệ độ lún thực nghiệm thời gian cơng trình Pvtex Đình Vũ – Hải Phịng .39 Hình 2.18 Quan hệ ALNLR thực nghiệm thời gian cơng trình Pvtex Đình Vũ – Hải Phịng .39 Hình 2.19 Quan hệ độ lún tính tốn thực nghiệm với thời gian cơng trình Pvtex Đình Vũ – Hải Phịng .40 Hình 2.20 Quan hệ ALNLR tính tốn thực nghiệm với thời gian cơng trình Pvtex Đình Vũ – Hải Phòng .40 Hình 2.21 Điều kiện biên mô đun SEEP/W nhóm nhóm 42 Hình 2.22 Điều kiện biên mơ đun SEEP/W nhóm nhóm 42 Hình 2.23 Điều kiện biên mơ đun SIGMA/W nhóm nhóm 42 Hình 2.24 Điều kiện biên mơ đun SIGMA/W nhóm nhóm 43 Hình 2.25 Quan hệ độ lún tính tốn với thời gian nhóm .43 Hình 2.26 Quan hệ độ lún tính tốn với thời gian nhóm 43 Hình 2.27 Quan hệ độ lún tính tốn với thời gian nhóm .44 Hình 2.28 Quan hệ độ lún tính tốn với thời gian nhóm .44 Hình 2.29 Quan hệ độ lún tính tốn với thời gian nhóm 1,2,3,4 44 Hình 2.30 Quan hệ ALNLR tính tốn với thời gian nhóm 1,2,3,4 .45 Hình 2.31 Quan hệ độ lún ALNLR tính tốn với thời gian nhóm 46 Hình 2.32 Quan hệ độ lún ALNLR tính tốn với thời gian nhóm 46 Hình 2.33 Quan hệ độ lún ALNLR tính tốn với thời gian nhóm 47 Hình 2.34 Quan hệ độ lún ALNLR tính tốn với thời gian nhóm 47 Hình 3.1 Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi (ảnh: Google) .49 Hình 3.2 Sơ đồ trình tự giải tốn cố kết chân khơng dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi 51 Hình 3.3 Điều kiện biên mơ đun SEEP/W dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi 52 Hình 3.4 Điều kiện biên mô đun SIGMA/W dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi 52 Hình 3.5 Quan hệ độ lún tính tốn thời gian dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi 53 Hình 3.6 Quan hệ ALNLR tính toán thời gian dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi 53 Hình 3.7 Quan hệ lún tính tốn dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi độ lún cấu trúc IAr4 54 Hình 3.8 Quan hệ ALNLR tính tốn dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi ALNLR cấu trúc IAr4 54 Hình 3.9 Quan hệ độ cố kết thời gian chiều dày đất yếu thay đổi .56 Hình 3.10 Quan hệ thời gian cố kết với chiều dày đất yếu độ cố kết .57 46 Thời gian (ngày) 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 Độ cố kết (%) 84,74 84,88 85,01 85,15 85,28 85,39 85,52 85,66 85,79 85,92 86,05 86,18 85,28 85,42 85,56 85,69 85,82 85,95 86,05 86,18 86,33 86,53 86,73 87,03 87,33 87,59 87,85 88,11 88,37 Thời gian (ngày) 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 Độ cố kết (%)) 88,88 89,14 89,40 89,66 89,92 90,18 90,59 90,67 90,75 90,83 90,91 90,99 91,07 91,15 91,23 91,31 91,39 91,47 91,55 91,63 91,71 91,79 91,87 91,95 92,03 92,11 92,19 92,27 92,35 Thời gian (ngày) 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 Độ cố kết (%) 92,61 92,74 92,87 93,00 93,13 93,26 93,39 93,52 93,65 93,78 93,91 94,01 94,10 94,20 94,29 94,39 94,49 94,58 94,68 94,77 94,87 94,97 95,06 95,16 95,25 95,35 95,45 95,5 Ứng dụng mơ hình số tính tốn xử lý đất yếu phương pháp cố kết chân khơng cho cơng trình giao thơng khu vực thành phố Đà Nẵng PGS.TS Châu Trường Linh, TS Phạm Quang Đông, ThS Lê Quý Bửu Nam Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng, Trường Cao đẳng Công nghệ - Kinh tế Thủy lợi miền Trung, Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Xây Dựng Cơng Trình Giao Thơng TĨM TẮT: Mơ hình số giải pháp xử lý đất yếu phương pháp cố kết chân không thực dựa lý thuyết cố kết thấm theo phương pháp phần tử hữu hạn Trên sở áp dụng cho cơng trình giao thơng đất yếu khu vực Thành phố Đà Nẵng, báo đưa số kết luận trình tự xây dựng mơ hình tính cho tốn cố kết chân khơng, xây dựng phương trình mối quan hệ thời gian cố kết (t) với chiều dày đất yếu (H) độ cố kết (U) Từ khóa: Đất yếu, cố kết chân khơng, cơng trình giao thơng, mơ hình số, xử lý nền, Thành phố Đà Nẵng ABSTRACT: A numerical model of solutions to handle soft ground by the vacuum consolidation method is made based on the theory of finite consolidation by finite element method Based on the application for traffic works on soft ground in the area of Da Nang City, the paper will give some conclusions about the model building sequence for the problem of vacuum consolidation, construction of equation on the relationship between consolidation time (t) and soft soil thickness (H) and consolidation (U) Keywords: Soft ground, vacuum consolidation, transport works, digital model, ground treatment, Da Nang City ĐẶT VẤN ĐỀ Đươc tiến sĩ W Kjellman [7] giới thiệu vào năm 1952, công nghệ bơm hút chân không [1-5] so với giải pháp truyền thống (bấc thấm, cọc cát… kết hợp đắp gia tải) cho thấy ưu điểm vượt trội như: rút ngắn thời gian thi công, giảm khối lượng gia tải trước, tiết kiệm, không gây ô nhiễm môi trường,… Điều khẳng định lý mà phương pháp sử dụng rộng rãi giới Tại Việt Nam, thập kỷ trở lại đây, phương pháp cố kết chân không áp dụng vào số dự án giao thơng trọng điểm, điển hình đường cao tốc Hồ Chí Minh Long Thành – Dầu Giây Tuy nhiên Ngồi số đơn vị ghi tên vào lĩnh vực xử lý phương pháp bơm hút chân khơng việc thiết kế thi cơng chủ yếu đơn vị nước đảm nhiệm Với lý đó, việc nghiên cứu thêm phương pháp để áp dụng nước ta vô cần thiết Cơ sở lý thuyết tính tốn cố kết chân không hầu hết xuất phát từ lý thuyết cố kết thấm Theo lý thuyết này, yếu tố định q trình cố kết nước tự lỗ rỗng Do sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để tính tốn Trên sở phân tích mơ hình số, báo đưa số kết luận mối quan hệ thời gian cố kết (t) với chiều dày đất yếu (H) độ cố kết (U) GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH Cơng trình lựa chọn để ứng dụng mơ tính tốn xử lý đất yếu Gói thầu số dự án đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi Km0+000 (điểm giao Quốc lộ 14B) điểm cuối Km8+000 nằm địa bàn huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng Tuyến thiết kế đường cao tốc loại A, cấp 120 (vận tốc thiết kế v = 120km/h), quy mô cắt ngang gồm xe chạy Bxc =4x3,75m dừng xe khẩn cấp Bd=2x3m; giải phân cách Bpc=3m phần lề gia cố Bgc=2x0,75m Tổng bề rộng đường Bn= 25,5m 2.1 Điều kiện địa chất Theo kết báo cáo khảo sát địa chất cơng trình Cơng ty TNHH MTV Tư vấn khảo sát thiết kế xây dựng Trường Sơn thực hiện, địa tầng khu vực phạm vi nghiên cứu bao gồm lớp đất sau: Lớp 1a - Sét màu nâu vàng, xám xanh, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng, bề dày 1,3m Lớp - Bùn sét pha màu xám đen, xám xanh, trạng thái chảy đến dẻo chảy dày 11m Lớp 5b - Sét xám vàng, xám xanh, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng dày 3m Giá trị tiêu lý lớp đất phục vụ tính tốn xử lý tổng hợp bảng Bảng Chỉ tiêu lý đất Lớp 1a 5b Hệ số rỗng e 0,87 1,52 0,72 Độ ẩm (%) Dung trọng γ (KN/m3) 42,74 39,85 40,44 18,4 15,8 18,6 Hệ số nén lún a1-2 3,9 10,7 3,2 Mô đun biến dạng E (kPa) 3500 1327 4700 (m/s) 5,2.10-5 2,3.10-8 3,2.10-8 φ (độ) 11,4 10,12 15,2 c (kPa) 10,4 6,1 24,3 Hệ số thấm k Tham số sức chống cắt 2.2 Lựa chọn mặt cắt tính tốn Tồn tuyến nghiên cứu bắt gặp lớp đất yếu (lớp 4), lớp đất yếu có chiều dày biến đổi mạnh, phân bố lớp đất tương đối tốt lớp 1a nằm bên lớp đất tốt (lớp 5b) Lựa chọn mặt cắt tính tốn thể bảng Bảng Mặt cắt tính tốn dự án đường cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi Ký hiệu măt cắt MC1 Lý trình Cao mặt đất tự nhiên (m) Km4+700 3,62 Cao độ thiết kế (m) 8,12 Chiều cao đắp (m) 4,5 Xây dựng mơ hình phân tích số Bài báo sử dụng phần mềm GeoStudio 2012 để xây dựng mơ hình số tính tốn GeoStudio 2012 phần mềm gồm nhiều mơ đun hỗ trợ lẫn trình tính tốn Để giải tốn cố kết chân khơng, sử dụng chức tích hợp mơ đun SEEP/W SIGMA/W phần mềm để tính tốn Với kiểu phân tích ngồi tham số phục vụ cho phân tích ứng suất – biến dạng dung trọng γ, mô đun biến dạng E, tham số sức chống cắt φ c tham số phục vụ cho phân tích cố kết hệ số thấm k nhập vào phần khai báo vật liệu Tuy vậy, thông số ban đầu tốn dùng kiểu phân tích Insitu GeoStudio 2012 hỗ trợ ba loại hàm để xác định biến thiên hệ số thấm theo áp lực hút âm nước lỗ rỗng Bài báo chọn phương pháp Van Genuchten để xác định biến thiên hệ số thấm Các thông số cần thiết như: độ ẩm (Vol Water Content Fn), hàm lượng nước dư (Residual Water Content), phạm vi lực hút (Suction Range) giả thiết Riêng tham số hệ số thấm điều kiện bão hịa lấy xác với giá trị thí nghiệm Trình tự bước tính tốn tốn cố kết chân khơng việc tích hợp hai mô đun SEEP/W SIGMA/W phần mềm Geostudio 2012 thực sơ đồ hình Hình 1: Sơ đồ trình tự tính tốn tốn cố kết chân không Các điều kiện biên mô đun SEEP/W SIGMA/W thể hình Hình 2: Điều kiện biên mơ đun SEEP/W dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi Hình 3: Điều kiện biên mô đun SIGMA/W dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi Quá trình gia tải gồm hai giai đoạn: Giai đoạn gồm lớp cát gia tải trước 0,5 m có trọng lượng thể tích 16 kN/m3 áp lực chân khơng 55 kPa vòng 10 ngày, giai đoạn sau 10 ngày đầu trở đi, lớp cát gia tải trước tăng thêm 1,0 m có trọng lượng thể tích 16 kN/m3 áp lực chân khơng trung bình 85 kPa Phân tích kết a) Kết độ lún Quan hệ độ lún tính tốn thời gian dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi thể hình Hình 4: Quan hệ độ lún tính tốn thời gian dự án Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi Kết từ hình cho thấy: Khi bắt đầu gia tải chân không, khoảng 10 ngày đầu tốc độ lún mặt phát triển nhanh sau tốc độ giảm dần, độ lún gần ổn định sau thời gian gia tải b) Kết ALNLR Quan hệ ALNLR tính tốn thời gian dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi thể hình Hình 5: Quan hệ ALNLR tính tốn thời gian dự án Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi Kết từ hình cho thấy: Trong khoảng 10 ngày đầu gia tải chân không tốc độ suy giảm ALNLR dư giảm nhanh khoảng thời gian lại ALNLR dư gần ổn định c) Đánh giá hiệu xử lý phương pháp cố kết chân không Để đánh giá hiệu xử lý phương pháp cố kết chân không, báo so sánh kết tính tốn với giải pháp xử lý khác Một giải pháp đề cập đến để xử lý giải pháp dùng bấc thấm giếng cát Kết xử lý hai giải pháp báo tham khảo từ tài liệu trích dẫn [6] Bảng So sánh kết tính tốn theo giải pháp khác MC1 Mặt cắt SPVD, cm 95,3 Bấc thấm (PVD) TPVD, ngày 469 Giếng cát (SD) Cố kết chân không SSD, cm 91,3 TSD, ngày 459 SCKCK, cm 95,61 TCKCK, ngày 150 Kết từ bảng cho thấy, giải pháp xử lý MC1 phương pháp cố kết chân không cho kết thời gian xử lý độ cố kết tốt so với hai giải pháp bấc thấm giếng cát Tuy nhiên, nội dung báo đánh giá giải pháp mặt cắt (MC1) nên chưa thể kết luận giải pháp phù hợp để xử lý gói thầu số dự án đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi Xác định hàm hồi quy đa biến quan hệ 5.1 Đặt vấn đề Kết tính tốn từ mơ hình số việc tích hợp mơ đun SEEP/W SIGMA/W phần mềm GeoStudio 2012 cho dự án cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi cho thấy phù hợp mơ hình số Trong nội dung phần này, tiến hành tính tốn ứng dụng cho đất yếu dự án cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi với chiều dày đất yếu khác từ 10m đến 30m Quá trình gia tải gồm hai giai đoạn: Giai đoạn gồm lớp cát gia tải trước 0,5 m có trọng lượng thể tích 16 kN/m3 áp lực chân khơng 55 kPa vịng 10 ngày, giai đoạn sau 10 ngày đầu trở đi, lớp cát gia tải trước tăng thêm 1,0 m có trọng lượng thể tích 16 kN/m3 áp lực chân khơng trung bình 85 kPa Bấc thấm loại thơng dụng có kích thước (100x4) mm, khoảng cách bấc thấm hiệu chọn 1,1m dùng để tính tốn Cách xây dựng mơ hình tốn điều kiện biên mơ hình số hình Thơng qua kết tính tốn từ chiều dày đất yếu khác nhau, xây dựng mối quan hệ thời gian cố kết (t) với chiều dày đất yếu xử lý (H) độ cố kết (U) 5.2 Kết tính toán Quan hệ độ cố kết thời gian chiều dày đất yếu xử lý 10;15;20;25;30 m thể hình Hình Quan hệ độ cố kết thời gian Kết từ hình cho thấy, độ cố kết thời gian cố kết đất yếu phụ thuộc vào chiều dày đất yếu xử lý Chiều dày đất yếu lớn thời gian cố kết dài 5.3 Xây dựng mối quan hệ thời gian cố kết (t) với chiều dày đất yếu (h) độ cố kết (U) Từ kết độ cố kết tính tốn thời gian ứng với chiều dày đất yếu khác thể bảng Tiến hành xây dựng mối quan hệ thời gian cố kết (t) với chiều dày đất yếu (H) độ cố kết (U) Bảng Độ cố kết thời gian ứng với chiều dày đất yếu cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi Loại đất yếu Chiều dày đất yếu xử lý (m) Thời 80% gian để đạt 85% % độ 90% cố kết (ngày) 95% 10 15 20 25 30 37,17 49,73 58,43 65,7 73,75 57,8 73,88 85,55 95,85 107,23 84,82 107,38 143,9 149,48 155,31 143,47 155,39 174,63 187,77 202,35 Quan hệ thời gian cố kết (t) với chiều dày đất yếu (H) độ cố kết (U) thể hình Hình Quan hệ thời gian cố kết với chiều dày đất yếu độ cố kết Ghi chú: t80, t85, t90, t95 thời gian (t) để đạt độ cố kết tương ứng 80%,85%, 90%, 95% Kết từ hình cho thấy, mối quan hệ thời gian cố kết với chiều dày đất yếu độ cố kết xử lý phương pháp cố kết chân không Mối quan hệ biểu diễn thơng qua phương trình t80 đến t95 ứng với chiều dày đất yếu xử lý từ 10m đến 30m độ cố kết từ 80% đến 95% KẾT LUẬN - Đưa trình tự xây dựng mơ hình tính cho tốn cố kết chân khơng kết hợp mô đun SEEP/W SIGMA/W phần mềm Geostudio 2012 T I LIỆU THAM H O [1] Luận án Tiến Sĩ Kỹ Thuật (2015), Nghiên cứu phương pháp cố kết chân không xử lý đất yếu để xây dựng cơng trình – Phạm Quang Đơng [2] Nguyễn Chiến, Tơ Hữu Đức, Phạm Huy Dũng (2011), Phương pháp cố kết chân không xử lý đất yếu xây dựng cơng trình, NXB Xây Dựng, Hà Nội [3] Nguyễn Chiến, Phạm Quang Đông (2012), "Ứng dụng phương pháp cố kết chân không xử lý đất yếu xây dựng cơng trình thủy lợi vùng ven biển", Tạp chí Địa kỹ thuật, (2), 3-9 [4] Trần Quang Hộ, Trịnh Thị Thùy Dương, Võ Minh Thắng (2009), “Hiệu phương pháp cố kết chân - Xây dựng phương trình t80, t85, t90, t95 mối quan hệ thời gian cố kết (t) với chiều dày đất yếu (H) độ cố kết (U) - Dựa vào phương trình t80, t85, t90, t95 đưa dự đoán thời gian cố kết, độ cố kết xử lý phương pháp cố kết chân không với chiều dày đất yếu xử lý khác từ 10 m đến 30 m, ứng với loại bấc thấm, khoảng cách bấc thấm cấp tải trọng gia tải xác định trước - Có thể sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để mô hình cơng trình dùng bấc thấm kết hợp với áp lực chân không để gia cố đất yếu không kết hợp gia tải trước đất yếu khu cơng nghiệp Phú Mỹ”, Tạp chí Địa kỹ thuật, (4), 30-37 [5] Phạm Văn Long (2012), ”Thiết kế thi công thực nghiệm đánh giá xử lý đất yếu bấc thấm có khơng có cố kết chân không”, Hội thảo xử lý đất yếu, ĐH GTVT, Hà Nội [6] Nguyễn Thị Ngọc Yến, “Nghiên cứu tính chất lý đất yếu đồng ven biển Quảng Nam – Đà Nẵng phục vụ xây dựng đường giao thông”, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Đại học thủy lợi Hà Nội, 2018 [7] Kjellmann W (1952) "Consolidation of clay soil by means of atmospheric pressure" In Proceedings on Soil Stabilization Conference Boston, U.S.A ... NAM NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SỐ MÔ PHỎNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỐ KẾT HÚT CHÂN KHÔNG KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THƠNG Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: ... quan đất yếu phương pháp cố kết chân không xử lý đất yếu Chương 2: Lựa chọn mơ hình số tính tốn tương quan thơng số q trình xử lý cố kết chân không Chương 3: Ứng dụng mô hình số tính tốn xử lý đất. .. triển công nghệ bơm hút chân không xử lý đất yếu 1.2.2.Tình hình nghiên cứu phương pháp cố kết chân không xử lý đất yếu giới Việt Nam 1.2.3.Tình hình ứng dụng phương pháp cố kết chân