Nghiên cứu sự thay đổi tính chất cơ lý của các loại đất tàn sườn tích ở tây nguyên khi mưa lũ kéo dài có ảnh hưởng đến sự ổn định của sườn dốc cạnh đường ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM NGÔ TẤN DƯC N G H IE Â N C Ư ÙU S Ư Ï TH A Y Đ O Å I TÍ N H C H A ÁT C Ơ - L Y Ù C U ÛA C A ÙC L O A ÏI Ñ A Á T TA Ø N - S Ư Ơ ØN TÍC H Ơ Û TA ÂY N G U Y E Â N K H I M Ö A L U Õ K E Ù O D A ØI C O Ù A ÛN H H Ư Ơ Û N G Đ E ÁN S Ư Ï O ÅN Đ ỊN H C U ÛA S Ư Ơ Ø N D O ÁC C A ÏN H Đ Ư Ơ Ø N G O Â- T O Â LUẬN ÁN TIẾN SĨ Tp Hồ Chí Minh thaùng Năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM NGÔ TẤN DƯC NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ - LÝ CỦA CÁC LOẠI ĐẤT TÀN - SƯỜN TÍCH Ở TÂY NGUYÊN KHI MƯA LŨ KÉO DÀI CÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA SƯỜN DỐC CẠNH ĐƯỜNG Ô-TÔ LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chun ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 62.58.02.11 Caùn hướng dẫn khoa học: GS.TS TRẦN THỊ THANH GS.TSKH NGUYỄN VĂN THƠ Tp Hồ Chí Minh tháng Năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆN KHOA HỌC THỦY LI NGÔ TẤN DƯC N G H IE Â N C Ö ÙU S Ư Ï TH A Y Đ O Å I TÍ N H C H A ÁT C Ô - L Y Ù C U ÛA C A ÙC L O A ÏI Ñ A Á T TA Ø N - S Ư Ơ ØN TÍC H Ơ Û TA ÂY N G U Y E Â N K H I M Ö A L U Õ K E Ù O D A ØI C O Ù A ÛN H H Ư Ơ Û N G Đ E ÁN S Ư Ï O ÅN Đ ỊN H C U ÛA S Ö Ô Ø N D O ÁC C A ÏN H Đ Ư Ơ Ø N G O Â- T O Â LUẬN ÁN TIẾN SĨ Tp Hồ Chí Minh thaùng Năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI NGÔ TẤN DƯC NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ - LÝ CỦA CÁC LOẠI ĐẤT TÀN - SƯỜN TÍCH Ở TÂY NGUYÊN KHI MƯA LŨ KÉO DÀI CÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ ỔN ĐỊNH CỦA SƯỜN DỐC CẠNH ĐƯỜNG Ô-TÔ LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chun ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 62.58.02.11 Caùn hướng dẫn khoa học: GS.TS TRẦN THỊ THANH GS.TSKH NGUYỄN VĂN THƠ Tp Hồ Chí Minh tháng Năm 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết luận án trung thực, chưa công bố, ghi đầy đủ nguồn trích dẫn Tp Hồ Chí Minh, năm 2011 Tác Giả Luận Án, Ngô Tấn Dược LỜI CẢM ƠN Luận án hồn thành khơng cố gắng thân mà nhờ vào giúp đỡ người thân tình khác Trước tiên xin bày tỏ lòng biết ơn Ba Mẹ, gia đình hết lịng động viên, khuyến khích tạo điều kiện để hoàn thành luận án Xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn Thầy, Cô hướng dẫn người trực tiếp hướng dẫn bước vào đường nghiên cứu khoa học, rõ định hướng mục tiêu phương hướng NCS nhận từ Thầy, Cô hướng dẫn tận tình với ý kiến cần thiết để hồn thành luận án Xin tỏ lịng biết ơn lãnh đạo tập thể Anh, Chị, Thầy, Cô sở đào tạo, tạo thuận lợi suốt thời gian tham gia nghiên cứu Xin chân thành biết ơn Lãnh đạo, cán KH đồng nghiệp dành ưu đặc biệt, tất tốt đẹp mang lại cho NCS suốt thời gian qua Cuối xin cảm ơn người bạn thân, người em, sinh viên phụ giúp lúc thực luận án Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng năm 2011 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trang 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận án CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHU VỰC TÂY NGUN TÌNH HÌNH SẠT LỞ MÁI DỐC CÁC TUYẾN ĐƯỜNG ƠTƠ Ở TÂY NGUYÊN 1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo 1.1.2 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn 1.1.2.1 Đặc điểm sông suối 1.1.2.2 Đặc điểm mưa 1.1.2.3 Đặc điểm gió 1.1.3 Đặc điểm thời tiết khí hậu 1.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH TRONG KHU VỰC 1.2.1 Đặc điểm cấu tạo địa chất 1.2.2 Vỏ phong hóa Tây Nguyên 1.2.2.1 Vỏ phong hóa đá xâm nhập 1.2.2.2 Vỏ phong hoá đá phun trào 1.2.2.3 Vỏ phong hoá đá Biến chất 11 1.2.2.4 Vỏ phong hố đá Trầm tích 11 1.2.3 Chỉ tiêu lý, thành phần khống vật hóa học loại đất 12 đặc trưng khu vực trạng thái tự nhiên 1.3 TÌNH HÌNH SẠT LỞ Ở CÁC TUYẾN ĐƯỜNG TRONG KHU 16 VỰC NGHIÊN CỨU 1.3.1 Các dạng sạt lở thường gặp 17 1.3.1.1 Những đoạn đường qua chân vách đá gần thẳng đứng 17 1.3.1.2 Những đoạn qua chân đồi núi có vỏ phong hóa khác 18 1.3.2 Những nguyên nhân gây sạt lở 20 1.3.2.1 Do tính chất khối đất đá 20 1.3.2.2 Do địa hình hiểm trở, núi cao, vực sâu, hệ thống taluy dương 20 đường dốc 1.3.2.3 Do thời tiết khắc nghiệt 21 1.3.2.4 Do tác động nhân sinh 21 1.4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA CÁC NHÀ KHOA HỌC NƯỚC 21 NGOÀI VÀ TRONG NƯỚC VỀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC, BỜ DỐC 1.4.1 Một số đề nghị phân loại chuyển dịch bờ dốc 22 1.4.1.1 Phân loại theo D.J.Varnes 22 1.4.1.2 Phân loại theo A.Nemcok, J.Pasek J.Rybar 22 1.4.1.3 Phân loại theo Hồ Chất Doãn Minh Tâm 23 1.4.1.4 Phân loại theo đề nghị Nguyễn Sĩ Ngọc 23 1.4.2 Các phương pháp tính tốn ổn định trượt bờ dốc, mái dốc 24 1.4.3 Một số giải pháp phòng chống trượt bờ dốc Tây Nguyên 25 1.4.3.1 Một số biện pháp chống sụt trượt bờ dốc thực tế không thỏa 25 mãn yêu cầu chống trượt 1.4.3.2 Một số biện pháp chống sụt trượt chủ yếu áp dụng đường 26 Hồ Chí Minh số tuyến giao thông Tây Nguyên 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 29 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT SỬ DỤNG ĐỂ TÍNH TỐN ỔN 30 ĐỊNH MÁI DỐC CẠNH ĐƯỜNG Ô TÔ Ở TÂY NGUYÊN 2.1 MẶT TRƯỢT PHẲNG GÃY KHÚC 30 2.2 PHƯƠNG PHÁP MẶT TRƯỢT TRỤ TRÒN 31 2.3 PHƯƠNG PHÁP MẶT TRƯỢT TRỤ TRÒN CÓ XÉT ĐẾN ÁP 35 LỰC THẤM HOẶC ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG 2.3.1 Phương pháp áp lực trọng lượng Tsugaev 35 2.3.2 Phương pháp Terzaghi 36 2.3.3 Phương pháp А.A Ничипорович 36 2.3.4 Phương pháp Bishop 37 2.3.5 Phần mềm tính tốn ổn định 37 2.4 PHƯƠNG PHÁP “FP” CỦA GIÁO SƯ Н.Н MACЛOB 38 2.5 NHẬN XÉT 40 CHƯƠNG THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH 41 CHẤT CƠ LÝ THEO THỜI TIẾT QUANH NĂM CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH CĨ NGUỒN GỐC KHÁC NHAU Ở TÂY NGUYÊN 3.1 CÁC LOẠI ĐẤT ĐƯỢC SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẢO 41 SÁT NGHIÊN CỨU 3.1.1 Chọn loại đất để nghiên cứu 41 3.1.2 Phương pháp khảo sát để nghiên cứu 42 3.1.3 Chọn sơ đồ thí nghiệm cắt 42 3.2 SỰ THAY ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC 44 THÔNG SỐ CHỐNG CẮT (, C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN ĐÁ BAZAN CỔ 3.3 SỰ THAY ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC 52 THÔNG SỐ CHỐNG CẮT (C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN ĐÁ XÂM NHẬP GRANITE 3.4 SỰ THAY ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC 60 THÔNG SỐ CHỐNG CẮT (, C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN ĐÁ TRẦM TÍCH LỤC NGUYÊN 3.5 SỰ THAY ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC 68 THÔNG SỐ CHỐNG CẮT (, C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN ĐÁ BIẾN CHẤT 3.6 MỘT SỐ NHẬN XÉT VỀ SỰ THAY ĐỔI CÁC GIÁ TRỊ W, w, , 76 C, CỦA BỐN LOẠI ĐẤT ĐƯỢC DÙNG THÍ NGHIỆM 3.7 ĐẶC ĐIỂM TRƯƠNG NỞ VÀ TAN RÃ CỦA CÁC NHÓM ĐẤT 79 ĐƯỢC DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU 3.7.1 Các đặc trưng dùng để đánh giá đất trương nở tiêu chuẩn phân 79 loại đất trương nở 3.7.1.1 Mức độ trương nở 79 3.7.1.2 Áp lực trương nở 80 3.7.1.3 Độ ẩm trương nở (WN) 80 3.7.1.4 Những đề nghị khác phân loại đất trương nở 80 3.7.2 Đặc trưng trương nở mẫu đất có cấu trúc tự nhiên thuộc 80 nhiều nguồn gốc khác Tây Nguyên 3.7.3 Đặc điểm tan rã nhóm đất nghiên cứu 81 3.8 MỘT SỐ NHẬN XÉT RÚT RA TỪ CHƯƠNG 83 CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO GIỚI HẠN (h) CỦA BỜ DỐC 84 CÓ ĐỘ DỐC (1:m) KHÁC NHAU THEO SỰ BIẾN ĐỔI ĐỘ ẨM (W) CỦA ĐẤT Ở TÂY NGUYÊN 4.1 So sánh lựa chọn phương pháp thích hợp để tính tốn ổn định trượt 84 bờ dốc cạnh đường ô tô 4.1.1 Tính tốn ổn định bờ dốc cấu tạo đất tàn - sườn tích đá 85 Bazan (đất đỏ Bazan) 4.1.2 Tính tốn ổn định bờ dốc cấu tạo đất tàn - sườn tích đá 86 xâm nhập Granite 4.1.3 Tính tốn ổn định bờ dốc cấu tạo đất tàn - sườn tích đá 86 Trầm tích lục ngun 4.1.4 Tính tốn ổn định bờ dốc cấu tạo bờ đất tàn - sườn tích đá 87 Biến chất 4.1.5 Nhận xét, lựa chọn phương pháp tính ổn định bờ dốc 88 4.2 TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO GIỚI HẠN (h) ỨNG VỚI 90 HỆ SỐ AN TOÀN K, THEO ĐỘ DỐC (1:m) CỦA MÁI DỐC TRÊN MỘT SỐ VỎ PHONG HÓA Ở TÂY NGUYÊN CÓ ĐỘ ẨM (W) THAY ĐỔI 4.2.1 Phương pháp tính tốn 90 4.2.2 Chọn hệ số an tồn chống trượt K 90 4.2.3 Các đặc trưng lý đất sử dụng tính tốn 91 4.2.4 Kết tính tốn 92 4.2.5 Tính tốn kiểm tra hệ số an toàn ổn định số bờ dốc theo 97 phương pháp cung trịn Bishop 4.2.6 Q trình trượt bờ dốc thực tế 98 KẾT LUẬN RÚT RA TỪ CHƯƠNG 99 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 101 I KẾT LUẬN 101 II KIẾN NGHỊ 102 -94- Bảng 4.6 Chiều cao giới hạn (h) ứng với hệ số an toàn (K=1.4) theo độ dốc (1:m) mái dốc đất vỏ phong hóa đá Xâm nhập Granite có đặc trưng w, , , C khác Độ dốc mái l:m 1:1.00 1:1.25 1:1.50 1:1.75 1:2.00 1:2.25 1:2.50 1:2.75 1:3.00 Mặt trượt qua mép mái dốc A 2.34 2.64 2.64 2.87 3.03 3.19 3.53 3.59 3.59 B 5.79 6.05 6.50 6.58 6.70 7.27 7.30 8.02 8.91 h = CB/( K – f.A) Trường hợp Trường hợp 29.71 49.44 53.12 98.58 - Trường Trường hợp hợp 13.70 19.01 20.43 27.64 36.75 57.44 - 6.05 7.22 7.76 8.83 9.84 11.78 15.18 17.56 19.51 4.85 5.61 6.03 6.65 7.22 8.40 9.95 11.29 12.54 100 90 Chiều cao giới hạn (h) 80 70 60 50 40 30 20 10 1:1.00 1:1.25 1:1.50 1:1.75 1:2.00 1:2.25 1:2.50 1:2.75 1:3.00 Độ dốc (1:m) W = 20% (G = 55%) W = 25% (G = 70%) W = 30% (G = 80%) W = 35% (G = 95%) Hình 4.6 Chiều cao giới hạn (h) theo độ dốc (1:m) mái dốc đất vỏ phong hóa đá Xâm nhập Granite -95- Bảng 4.7 Chiều cao giới hạn (h) ứng với hệ số an toàn (K=1.4) theo độ dốc (1:m) mái dốc đất vỏ phong hóa Trầm tích Lục ngun có đặc trưng w, , , C khác Độ dốc mái l:m 1:1.00 1:1.25 1:1.50 1:1.75 1:2.00 1:2.25 1:2.50 1:2.75 1:3.00 Mặt trượt qua mép mái dốc A 2.34 2.64 2.64 2.87 3.03 3.19 3.53 3.59 3.59 B 5.79 6.05 6.50 6.58 6.70 7.27 7.30 8.02 8.91 h = CB/( K – f.A) Trường hợp 24.06 31.79 34.16 43.38 53.67 74.21 - Trường hợp Trường hợp 13.20 15.78 16.95 19.28 21.48 25.73 33.16 38.34 42.60 10.59 12.40 13.32 14.85 16.28 19.12 23.29 26.58 29.53 100 90 Chiều cao giới hạn (h) 80 70 60 50 40 30 20 10 1:1.00 1:1.25 1:1.50 1:1.75 1:2.00 1:2.25 1:2.50 1:2.75 1:3.00 Độ dốc (1:m) W = 20% (G = 70%) W = 25% (G = 80%) W = 30% (G = 98%) Hình 4.7 Chiều cao giới hạn (h) theo độ dốc (1:m) mái dốc đất vỏ phong hóa Trầm tích Lục nguyên -96- Bảng 4.8 Chiều cao giới hạn (h) ứng với hệ số an toàn (K=1.4) theo độ dốc (1:m) mái dốc đất vỏ phong hóa đá Biến chất có đặc trưng w, , , C khác Độ dốc mái l:m 1:1.00 1:1.25 1:1.50 1:1.75 1:2.00 1:2.25 1:2.50 1:2.75 1:3.00 Mặt trượt qua mép mái dốc A B 2.34 5.79 2.64 6.05 2.64 6.50 2.87 6.58 3.03 6.70 3.19 7.27 3.53 7.30 3.59 8.02 3.59 8.91 h = CB/g( K – f.A) Trường Trường Trường hợp hợp hợp 23.63 10.57 5.95 30.33 12.53 7.00 32.59 13.46 7.52 39.98 15.18 8.41 47.75 16.80 9.24 62.66 19.95 10.89 25.09 13.37 28.85 15.29 32.05 16.99 100 90 Chiều cao giới hạn (h) 80 70 60 50 40 30 20 10 1:1.00 1:1.25 1:1.50 1:1.75 1:2.00 1:2.25 1:2.50 1:2.75 1:3.00 Độ dốc (1:m) W = 20% (G = 70%) W = 25% (G = 80%) W = 30% (G = 99%) Hình 4.8 Chiều cao giới hạn (h) theo độ dốc (1:m) mái dốc đất vỏ phong hóa đá Biến chất -97- 4.2.5 Tính tốn kiểm tra hệ số an toàn ổn định số bờ dốc theo phương pháp cung trịn Bishop: Kết tính tốn theo phương pháp cung tròn cải tiến M Н Голbдштейн, với hệ số an toàn K= 1,4 xác định chiều cao giới hạn (h) theo độ dốc (1:m) mái dốc số loại đất Tây Nguyên có độ ẩm (W) khác trình bày bảng số đồ thị mục 4.2.4 Trong mục NCS chọn số bờ dốc có độ dốc 1:m = 1:2,5 có chiều cao giới hạn (h) khác tùy thuộc vào trường hợp độ ẩm (W) đất bờ dốc, sử dụng phương pháp cung trịn Bishop (thơng qua phần mền Geo-Slope) để tính tốn xác định hệ số ổn định chống trượt (K) mái dốc Số liệu sử dụng kết tính tốn phụ lục thuộc chương tổng hợp bảng 4.9 Số liệu bảng 4.9 cho thấy hệ số chống trượt mái dốc tính theo phương pháp cung tròn Bishop K  1.4, phù hợp với việc chọn K=1.4 để xác định chiều cao giới hạn (h) theo độ dốc (1:m) trường hợp độ ẩm (W) khác đất tính tốn theo phương pháp cung trịn cải tiến M Н Голbдштейн Bảng 4.9 Hệ số ổn định chống trượt mái dốc có độ dốc 1:m, chiều cao mái dốc (h) khác tính theo phương pháp cung trịn Bishop (thơng qua phần mềm Geo-Slope) Độ Chiều Các đặc trưng đất dùng vào tính dốc cao (h), toán (1:m) mét W, % , T/m3 , độ C, T/m2 (1) 1:2,5 21,5 50,0 1,75 16o00 2,0 1.358 (2) 1:2,5 10,0 35,0 1,80 14o30 1,2 1.401 (3) 1:2,5 23,5 30,0 1,94 15o20 2,7 1.395 (4) 1:2,5 13,5 30,0 1,94 15o30 1,5 1.387 Loại đất Ghi Chú (1) Đất vỏ phong hóa đá Bazan cổ (2) Đất vỏ phong hóa đá Xâm nhập Granite (3) Đất vỏ phong hóa Trầm tích Lục ngun (4) Đất vỏ phong hóa đá Biến chất Hệ số ổn định K -98- 4.2.6 Quá trình trượt bờ dốc thực tế Trong mục 4.2.4 giới thiệu kết tính tốn xác định chiều cao giới hạn (h), ứng với hệ số an toàn K=1.4, theo độ dốc (1:m) mái dốc số vỏ phong hóa Tây Nguyên có độ ẩm (W) thay đổi Trong tính tốn NCS giả định khối đất bờ dốc đồng dịng thấm Trong thực tế gặp trường hợp bờ dốc đồng Tùy thuộc vào môi trường, loại đất cấu tạo bờ dốc, cường độ thời gian kéo dài trận mưa, mà nước mưa ngấm vào bờ dốc với mức độ khác theo chiều sâu bờ dốc Do đó, thực tế, tùy nơi, tượng trượt xảy khu vực gần đỉnh bờ dốc, có nơi trượt chân mái dốc, có nơi trượt lưng chừng mái dốc Hiện trượt không kết thúc mùa mưa, mà tiếp tục xảy nhiều năm, sau mùa mưa lũ Mùa mưa năm 2008 sau trận mưa kéo dài gần ngày đêm, đồi đất Bazan bên bờ trái quốc lộ 28 từ Đăk-Nông sang Đà Lạt khu vực Km 172 thị xã Gia Nghĩa 6Km bị sạt lở Hố sạt sâu đến 5-:-6m Sau sạt lỡ NCS nhóm cộng tác tiến hành đo đạt, khảo sát địa chất mép đồi tự nhiên lại bên cạnh hố trượt, số liệu khảo sát thí nghiệm ghi phụ lục 4-2 Kết đo đạt cho biết: Bờ dốc cao h=20m, độ dốc trung bình 1:1,25 Mép hố trượt độ cao h=11,0m Kết thí nghiệm ghi bảng phụ lục 4-2 Khi khoan khảo sát hố khoan khơng có nước Điều chứng tỏ khối đất có nước mưa ngấm vào khơng có dịng thấm bờ dốc Số liệu thí nghiệm bảng phụ lục 4-2 cho thấy rằng: - Độ ẩm (W) độ bảo hòa nước (G) mẫu đất giảm theo chiều sâu hố khoan Các mẫu đất gần mặt mái dốc có độ ẩm (W) lớn so với độ ẩm mẫu đất sâu Trên đỉnh bờ dốc (H1) nước ngấm sâu so với hố khoan H2, H3 H4 mặt mái dốc - Do ảnh hưởng giảm độ ẩm (W) nên dung trọng tự nhiên (w) đất giảm dần thơng số chống cắt (, C) có xu hướng tăng dần theo độ sâu tính từ mặt mái dốc - Đường đẳng trị độ bảo hòa nước (G) giảm theo độ sâu kể từ mặt mái dốc, xuống sâu cách mặt mái dốc khoảng 5m độ bảo hòa nước (G) giảm khoảng 70% -99- Chính giảm độ ẩm (W) độ bảo hòa nước (G) theo độ sâu mặt mái dốc, nên sạt lở xảy chiều cao bờ dốc vượt chiều cao giới hạn cho phép phụ thuộc vào trạng thái loại đất độ dốc mái đất Theo kết tính tốn chiều cao giới hạn (h) ghi bảng 4-5 biểu diễn đồ thị hình 4-5, đất đỏ Bazan có độ ẩm W=45%, độ bảo hịa G= 90%, độ dốc mái 1:1,25 có chiều cao giới hạn h=14m (tính với hệ số an tồn K=1.4) Theo kết phân tích kép Slope/W với Vadose/W giới thiệu hình phụ lục 4-2 cho thấy chiều cao giới hạn xuất mặt trượt tương ứng từ 13m đến 14m (với hệ số an toàn FSw =1.2) Mặt trượt thực tế lần thứ xuất độ cao khu vực mái dốc h=11m Như số liệu tính tốn đo đạt phù hợp (Có chênh lệch vài mét chọn hệ số an toàn ổn định trượt khác nhau) Sau mùa mưa năm nước tiếp tục ngấm sâu vào bờ dốc lại bị trượt Sau địa phương xây dựng tường bê tông trọng lực chân bờ dốc không cho đất sạt lỡ đổ đường giao thơng Đất tích tụ lại chân mái dốc tạo thành hệ phân áp có tác dụng chống trượt Mặt khác, có vị trí độ sâu hố trượt đến đá gốc nên mái dốc ổn định KẾT LUẬN RÚT RA TỪ CHƯƠNG 4.3.1 Kết tính tốn hệ số an tồn chống trượt (K) bờ dốc có chiều cao (h) theo độ dốc (1:m) khác loại đất Tây Nguyên cho thấy rằng: - Hệ số an toàn chống trượt tính theo phương pháp cải tiến đơn giản hóa việc tính tốn theo phương pháp mặt trượt trụ tròn giáo sư M.Н Голbдштейн giáo sư Г.Ц Тер-cтепанян đồng thời đề nghị hệ số an tồn chống trượt theo phương pháp cung trịn Bishop thơng qua phần mềm Geo-slope xấp xỉ Điều cho thấy, sử dụng phương pháp cải tiến giáo sư M.Н Голbдштейн giáo sư Г.Ц Тер-cтепанян để tính ổn định mái dốc khơng có điều kiện sử dụng phần mềm Geo-slope theo phương pháp cung trịn Bishop Từ cơng thức tính hệ số ổn định chống trượt theo phương pháp cải tiến giáo sư M.Н Голbдштейн giáo sư Г.Ц Тер-cтепанян công thức (2-7) dễ dàng xác định chiều cao giới hạn (h) mái dốc chọn trước hệ số an tồn (K) 4.3.2 Sử dụng kết thí nghiệm nghiên cứu thay đổi tính chất lý theo độ ẩm quanh năm bốn loại đất chủ yếu đới thuộc vỏ phong hóa Tây -100- Nguyên (được trích chọn bảng 4-3), áp dụng cơng thức (4-1) với hệ số an tồn K=1.4, xác định chiều cao giới hạn (h) theo độ dốc (1:m) độ ẩm (W) khác đất mái dốc kết tính tốn cho thấy: - Cùng độ ẩm (W) chiều cao giới hạn (h) tăng lên theo giảm nhỏ độ dốc (1:m) mái dốc - Cùng độ dốc (1:m) chiều cao giới hạn (h) giảm theo tăng độ ẩm đất bờ dốc 4.3.3 Vào mùa mưa, mái dốc vỏ phong hóa Bazan Trầm tích lục ngun có tính ổn định cao so với mái dốc vỏ phong hóa đá xâm nhập Granite đá Biến chất - Đất tàn-sườn tích đá Granite đá Biến chất có tính trương nở mạnh so với mức độ trương nở đất Bazan nên ổn định vào mùa mưa lũ 4.3.4 Có thể tham khảo sử dụng kết tính toán xác định chiều cao giới hạn (h) theo độ dốc (1:m) độ ẩm (W) loại đất giới thiệu mục 4.2.4 để kiểm tra đánh giá tình hình ổn định bờ dốc cạnh đường giao thơng vỏ phong hóa Tây Ngun -101- KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỀ NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu trình bày chương 1, 2, luận án, rút kết luận chung đây: 1.1 Trên vỏ phong hóa Tây Nguyên tồn nhiều loại khác nhau, thường gặp nhiều là: - Vỏ phong hóa đá phun trào Bazan cổ; - Vỏ phong hóa đá xâm nhập Granite; - Vỏ phong hóa Trầm tích Lục ngun; - Vỏ phong hóa đá Biến chất; Các đới vỏ phong hóa Tây Nguyên có đặc điểm chung là: - Đới đới thổ nhưỡng; - Đới thứ đới sét hóa, đá phân hóa triệt để thành đất sét, sét pha - Đới thứ đới biển đổi yếu phong hóa chưa triệt để, chủ yếu đất lẫn dăm cục, khối tảng, đá nứt nẻ Bề dày đới có khác nhau, phụ thuộc vào mức độ phong hóa đá mẹ, tùy thuộc vào địa hình nơi, lớp thổ nhưỡng bị bóc mịn, đới thứ lộ mặt đất 1.2 Các tuyến đường giao thông Tây Nguyên thường nằm đới thứ Các mái dốc bên đường chủ yếu đất loại sét Đất loại sét nhạy biến đổi tác dụng với nước Nước ngấm vào đất xuất vào mùa mưa, có tác dụng làm tăng độ ẩm đất Nếu mưa lũ kéo dài làm cho đất bão hịa nước, nhìn chung không đủ lượng để tạo nên tầng chứa nước mái dốc Các dạng sạt lở gồm có sụp đổ vách đá, trượt bờ dốc vỏ phong hóa dạng trượt khối, trượt phẳng trượt hỗn hợp 1.3 Có nhiều nguyên nhân gây trượt bờ dốc vỏ phong hóa, chủ yếu tác động nước với đất mùa mưa lũ kéo dài Kết điều tra, theo dõi trường, lấy mẫu đất theo mùa để thí nghiệm cho thấy rằng: Khi mưa lũ kéo dài, độ ẩm (W) đất tăng lên, dung trọng tự nhiên (w) tăng lớn đáng kể, thông số chống cắt (, C) đất giảm nhỏ Đó yếu tố khơng có lợi cho ổn định bờ dốc 1.4 Có thể dùng phương pháp mặt trượt trụ tròn cải tiến giáo sư M.Н Голbдштейн giáo sư Г.Ц Тер-cтепанян đề nghị để tính ổn định mái dốc, -102- khơng có điều kiện tính theo phương pháp cung trịn Bishop thơng qua phần mềm Geo-slope Từ cơng thức tính hệ số ổn định chống trượt theo phương pháp cải tiến giáo sư M.Н Голbдштейн (cơng thức 2-7) dễ dàng xác định chiều cao giới hạn (h) mái dốc chọn trước hệ số an tồn K (cơng thức 4-1) 1.5 Sử dụng kết thí nghiệm nghiên cứu thay đổi tính chất lý theo độ ẩm quanh năm bốn loại đất chủ yếu đới thuộc vỏ phong hóa Tây Ngun, áp dụng cơng thức (4-1) với hệ số an toàn K=1.4, xác định chiều cao giới hạn (h) theo độ dốc (1:m) độ ẩm (W) khác đất mái dốc: - Cùng độ ẩm (W) chiều cao giới hạn (h) tăng lên theo giảm nhỏ độ dốc (1:m) mái dốc - Cùng độ dốc (1:m) chiều cao giới hạn (h) giảm theo tăng độ ẩm đất bờ dốc - Vào mùa mưa, mái dốc vỏ phong hóa Bazan Trầm tích lục ngun có tính ổn định cao so với mái dốc vỏ phong hóa đá xâm nhập Granite đá Biến chất - Đất tàn - sườn tích đá Granite đá Biến chất có tính trương nở mạnh so với mức độ trương nở đất Bazan nên ổn định vào mùa mưa lũ II ĐỀ NGHỊ 2.1 Đối với cơng trình quan trọng, tiếp xúc trực tiếp với mưa lũ, cần sử dụng số liệu thí nghiệm mẫu đất điều kiện bão hịa nước hồn tồn để tính tốn thiết kế bờ dốc Đối với cơng trình tạm thời, cơng trình có biện pháp che phủ, cách nước tốt sử dụng tài liệu thí nghiệm đất theo điều kiện thực tế cơng trình để thiết kế bờ dốc 2.2 Các tuyến đường giao thông Tây Nguyên chạy dài qua nhiều vỏ phong hóa đá gốc khác Do cần sử dụng số liệu thí nghiệm đất theo đoạn tuyến để tính tốn thiết kế bờ dốc Khơng nên dùng thiết kế định hình cho tồn tuyến đường Trong trường hợp vị trí đặc biệt bờ dốc có tầng chứa nước xuất dịng chảy, cần điều tra xác định cụ thể đặc trưng dòng chảy xét đến áp lực thủy động tính tốn ổn định bờ dốc -103- 2.3 Có thể sử dụng kết tính tốn chiều cao giới hạn (h) bờ dốc theo độ soải mái dốc (1:m) khác theo biến đổi độ ẩm (W), (được giới thiệu chương 4) để kiểm tra, đánh giá ổn định bờ dốc thực tế Tây Ngun có giải pháp phịng chống sạt lở thích hợp 2.4 Vấn đề chống sạt trượt bờ dốc qua vùng địa chất phức tạp, có nhiều thiên tai mưa lũ dọc tuyến giao thông Tây Nguyên nói riêng vùng núi nói chung địi hỏi phải có theo dõi, thử nghiệm giải pháp dùng thực tế phương pháp áp dụng nước để rút số biện pháp phù hợp theo điều kiện địa hình, địa chất, địa chất thủy văn khu vực Tây Nguyên Trong phạm vi nội dung luận án, NCS chưa có điều kiện nghiên cứu so sánh giải pháp phịng chống sạt trượt bờ dốc thích hợp mà giới thiệu số phương pháp chung phần tổng quan (chương 1) TÀI LIỆU THAM KHẢO I TÁC GIẢ TRONG NƯỚC TS.Châu Ngọc Ẩn (2002), Nền Móng, NXB ĐH Quốc Gia, Tp Hồ Chí Minh Lê Thanh Bình (2008), Sự cố thấm nước xử lý đập phương pháp khoan tỉnh Nam Trung bộ, Đông Nam Tây Nguyên Tuyển tập kết Khoa học công nghệ, số 11, Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam, NXB Nơng nghiệp Tp Hồ Chí Minh Phạm Văn Cơ (1994), Một số đặc trưng đất pha tàn tích tàn tích, Tuyển tập báo cáo “Hội thảo khoa học & sử dụng đất đắp đập miền Trung”, Bộ Thủy lợi Nguyễn Hướng Dương (2007), Phân tích làm việc hệ thống neo hầm thi công hầm đào, Luận văn Thạc sĩ Trường ĐHBK Tp Hồ Chí Minh Nguyễn Hữu Đẩu (2001) (dịch), Neo đất, NXB Xây Dựng, Hà Nội Đỗ Minh Đức, Đặng Quang Khang, Võ Ngọc Anh (2010), “Phân tích đặc điểm trượt lở khu vực núi Dung huyện An Nhơn tỉnh Bình Định”, Tạp chí Địa kỹ thuật, số Nguyễn Hữu Hạnh (2001), Cơ học ñaát, Nhà Xuất Bản Giáo Dục, Hà Nội Nguyễn Bá Kế (2009), “Một số vấn đề kỹ thuật móng vùng đất dốc”, Tạp chí Người xây dựng, số Nguyễn Việt Kỳ, Nguyễn Văn Tuấn, Các đặc trưng lý vỏ phong hóa số loại đá phổ biến Tây Nguyên 10 Bùi Danh Lưu (1999), Neo đất, NXB Giao Thông vận tải 11 Nguyễn Cơng Mẫn (1978), “Sự hình thành đất đỏ Bazan số tính chất Xây dựng”, Tập san Thủy Lợi, số 191 12 Mai Thanh Nga (2009), Nghiên cứu ổn định mái taluy đường miền núi xử lý hệ neo, Luận văn Thạc sĩ – ĐH Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh 13 Nguyễn Sĩ Ngọc (2006), “Phân loại chuyển dịch bờ dốc”, Tạp chí Địa kỹ thuật, số 14 Nguyễn Hồng Nhung, Trịnh Minh Thụ, Nguyễn Thị Ngọc Hương (2010), “Ảnh hưởng cường độ chống cắt đất khơng bão hịa đến ổn định mái dốc, Tạp chí Địa kỹ thuật, số 15 Trần Văn Tư (2005), “Một vài lưu ý đánh giá điều kiện địa chất cơng trình vùng lũ qt lũ bùn đá”, Tạp chí Địa kỹ thuật, số 16 Phạm Ngọc Tồn, Phạm Tấn Đắc (1978), Khí hậu Việt Nam, NXB Khoa học Kỹ Thuật, Hà Nội 17 Nguyễn Văn Thơ, Nguyễn Văn Tài (1994), Khái quát đặc điểm địa chất cơng trình nguồn vật liệu đắp đập khu vực từ Quảng Nam – Đà Nẵng đến Đông Nam Bộ, tuyển tập báo cáo “Hội thảo khoa học sử dụng đất đắp đập miền Trung” Bộ Thủy Lợi 18 Nguyễn Văn Thơ, Trần Thị Thanh (2001), Sử dụng đất chỗ để đắp đập Tây Nguyên, Nam Trung Bộ Đông Nam Bộ, NXB Nơng Nghiệp, Tp.HCM 19 Nguyễn Văn Thơ, Phạm Văn Thìn (1978), “Những khả sử dụng đất đỏ Bazan làm vật liệu đất đắp”, Tập san Thủy Lợi số 191 20 Nguyễn Văn Thơ (1987), “Những nguyên lý sử dụng loại đất đặc biệt xây dựng đường ô tô điều kiện miền Nam Việt Nam”, Luận án tiến sĩ khoa học kỹ thuật, Matxcova 21 Nguyễn Văn Thơ, З.M Кapayлoвa (1994), Vấn đề khả giảm trị số lực dích đất dính điều kiện biến dạng lâu dài, Tuyển tập “Các cơng trình nghiên cứu” viện nghiên cứu đường tồn Liên Xơ, Tập 75 - Maxcơ-va 22 Nguyễn Văn Thơ, Bài giảng thổ chất cơng trình đất, Cao học chun ngành Cơng trình đất yếu, Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh 23 Trần Thị Thanh (1998), Những nguyên lý sử dụng loại đất loại sét có tính trương nở - co ngót vào cơng trình đất đắp đập điều kiện nhiệt đới ẩm Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường ĐH Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh, 24 Trần Thị Thanh, Nguyễn Việt Tuấn (2006), “Đặc điểm biến đổi hệ số nhớt () đất dích thuộc trầm tích ĐBSCL”, Tạp chí Địa kỹ thuật – liên hiệp hội khoa học kỹ thuật Việt Nam, số 25 Nguyễn Thanh (1985), Địa chất cơng trình lãnh thổ Tây Ngun, Tuyển tập “Tây Nguyên - Các điều kiện tự nhiên tài nguyên thiên nhiên”, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 26 Vũ Văn Thặng (1994), “Sự nứt nẻ đất nguyên nhân cố chủ yếu đập đất khu vực miền Trung”, Tuyển tập báo cáo “Hội thảo khoa học sử dụng đất đắp đập miền Trung”, Bộ Thủy Lợi 27 Nguyễn Thị Thu Thủy (2006), Phân tích ổn định mái dốc đường đắp cao xử lý lưới địa kỹ thuật, Luân văn Thạc sĩ, Trường ĐH BK Tp.HCM 28 Trần Thanh Tú (2008), "Nghiên cứu xác định hệ số nhớt loại đất dính có nguồn gốc sườn - tàn tích khu vực Nam Trung Bộ”, Tuyển tập kết Khoa học công nghệ, số 11, Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam, NXB Nông nghiệp Tp Hồ Chí Minh 29 Nguyễn Việt Tuấn, Nguyễn Thúy Trang (2005), “Xác định hệ số nén lún tương đối (mô đun lún ep) hệ số nhớt (p) đất dính giai đoạn cố kết thấm từ biến thí nghiệm nén khơng nở hơng”, Tuyển tập Khoa học & công nghệ, Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam, NXB Nơng nghiệp Tp Hồ Chí Minh 30 Nguyễn Việt Tuấn (2006), “Mức độ thể lực dính nhớt (w) lực dính kết cấu cứng (Cc) đất loại sét thuộc trầm tích ĐBSCL”, Tuyển tập Khoa học công nghệ, Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam, NXB Nơng nghiệp Tp Hồ Chí Minh 32 Nguyễn Việt Tuấn, (2008), Nghiên cứu thay đổi sức chống cắt hệ số nhớt () đất loại sét theo thời gian áp dụng tính tốn ổn định đê ĐBSCL, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Tp Hồ Chí Minh 32 Nguyễn Việt Tuấn, Trần Thanh Tú, Trương Quang Thành (2006), Thí nghiệm nghiên cứu hệ số nhớt () loại đất tàn - sườn tích đá gốc Bazan, Tuyển tập Khoa học công nghệ, Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam, NXB Nông nghiệp Tp Hồ Chí Minh 33 Đồn Ngọc Toản (2005), Hiện trạng sạt lở đường Hồ Chí Minh khu vực đèo Lò Xo kiến nghị giải pháp phòng chống Báo cáo hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ 9, Trường ĐH BK Tp Hồ Chí Minh 34 Nguyễn Trấn (1979), Ảnh hưởng trình RHEOLOGIE tới độ bền đất dính, Tuyển tập kết nghiên cứu Cơ học đất - Nền móng, Biên tập Nguyễn Văn Thơ - Viện Khoa học Thủy Lợi, Hà Nội 35 Nguyễn Trấp (1974), So sánh giá trị thực tế phương pháp khác tính tốn ổn định mái dốc ánh sáng đối tượng trượt Luận văn phó tiến sĩ KHKT, Maxcơ-va 36 Phạm Xn (1983), Những vấn đề địa chất cơng trình, NXB Xây dựng Hà Nội 37 TCXD 45-78, Tiêu chuẩn thiết kế nền, nhà cơng trình (1979), NXB Xây dựng, Hà Nội 38 TCVN 1995, Các phương pháp thí nghiệm đất xây dựng - NXB Xây dựng, Hà Nội 1997 39 Tiêu chuẩn xây dựng – TCXD 245 - 2000, Gia cố đất yếu bấc thấm thoát nước, NXB Xây dựng, Hà Nội 2000 40 Tiêu chuẩn Việt Nam – TCVN 4195-1995, 4202-1995, Đất xây dựng NXB Xây dựng Hà Nội 1996 41 TCVN 22 TCN 262 - 2000, Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp đất yếu, NXB Giao thông vận tải 2001 42 Kết thí nghiệm đầm nén đất trường cơng trình hồ chứa nước H’Ranam, Huyện Mang Giang tỉnh Gialai, Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam tháng 02-2000 43 Báo cáo kết kiểm tra chất lượng đất đắp đập chỉnh hồ chứa nước Easup thượng Đắk Lắk, Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam tháng 11-2002 44 Hồ sơ báo cáo địa chất – Bước khảo sát thiết kế BVTC, Tập III, Công trình Ngọc Hoằng - Măng Bút – Tu Mơ Rơng - Ngọc Linh, Công ty tư vấn Xây dựng, Cầu đường KonTum năm 2009 II TÁC GIẢ NƯỚC NGOÀI 45 Fredlund D.G., H Rahardjo (1998), Cơ học đất không bão hịa, tập 1, Bản dịch Nguyễn Cơng Mẫn Nguyễn Uyên, NXB Giáo dục, Hà Nội 46 Fredlund D.G., H Rahardjo (2000), Cơ học đất khơng bão hịa, tập 2, Bản dịch Nguyễn Công Mẫn Nguyễn Trường Tiến, Trịnh Minh Thụ Nguyễn Uyên, NXB Giáo dục, Hà Nội 47 Isugaev R.R (1971), Cơ sở tính tốn cơng trình thủy lợi đất, Bản tiếng Việt Nguyễn Xuân Trường, Trịnh Trọng Hàn, Nguyễn Xuân Đặng dịch NXB KHKT 48 В Д Ломтадзе (1978), Thạch luận cơng trình, Bản tiếng Việt Phạm Xn, Nguyễn Thanh, Đặng Hồng Điệp, Phạm Mạnh Hà, Trần Hoàng dịch (1978), NXB ĐH THCN, Hà Nội 49 В Д Ломтадзе (1982), Địa chất động lực cơng trình, Bản tiếng Việt Phạm Xuân, Nguyễn Thanh, Đặng Hồng Điệp, Phạm Mạnh Hà, Trần Hoàng dịch, NXB ĐH THCN, Hà Nội 50 В Д Ломтадзе (1982), Địa chất cơng trình chun môn, Bản tiếng Việt Phạm Xuân, Nguyễn Thanh, Đặng Hồng Điệp, Phạm Mạnh Hà, Trần Hoàng dịch, NXB ĐH THCN, Hà Nội 51 Macлob Н.Н (1968) Оснозы Mexaники Зрyйов Ц Цнжeнepнoй Зeoлoзиц M.выcшaяшкoлa 52 А.A Ничипорович (1979), Đập vật liệu địa phương, Bản tiếng Việt Hoàng Quang, Nguyễn Hữu An dịch, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 53 Н.А Цытович (1987), Cơ học đất, Bản dịch tiếng Việt Đỗ Bằng, Nguyễn Công Mẫn, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 54 Бабков, Β.Ф., B.M ნeZpyk (1986), Осно Грyнтоведения И Mxaники Грyнтов “вcшaя шкаla” ... khối đất bên đường thay đổi gây chuyển vị lớn dẫn đến sạt lở Do đề tài chọn là: NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CÁC LOẠI ĐẤT TÀN - SƯỜN TÍCH Ở TÂY NGUYÊN KHI MƯA LŨ KÉO DÀI CÓ ẢNH HƯỞNG... NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NƠNG THƠN VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI NGÔ TẤN DƯC NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ - LÝ CỦA CÁC LOẠI ĐẤT TÀN - SƯỜN TÍCH Ở TÂY NGUYÊN KHI MƯA LŨ KÉO DÀI CÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN... bền đất bị suy giảm, gây ổn định mái dốc Nhưng thay đổi tính chất lý số loại đất tàn - sườn tích Tây Nguyên mưa lũ kéo dài xảy nào? Mức độ thay đổi chúng theo thời tiết quanh năm có ảnh hưởng