Ứng dụng vải địa kỹ thuật nhiều lớp kết hợp tường chắn trong nền đắp cao

CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học 1: TS TRẦN XUÂN THỌ Cán hướng dẫn khoa học 2: TS NGUYỄN HOÀNG QUÂN Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày……….tháng……năm 2006 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập -Tự Do - Hạnh Phúc oOo - TPHCM, ngày tháng năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ HỌ TÊN HV : TRẦN THANH VŨ - PHÁI : NAM NGAØY SINH : 14 – - 1976 - NƠI SINH : TIỀN GIANG CHUYÊN NGÀNH: CẦU TUYNEN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH KHÁC TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ MÃ SỐ : CA.15.005 KHÓA : K15 - NĂM 2004 ÷ 2006 I/-TÊN ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT NHIỀU LỚP KẾT HP TƯỜNG CHẮN TRONG NỀN ĐẮP CAO II/-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG NHIỆM VỤ: Nghiên cứu ứng suất, biến dạng gia cố vải địa kỹ thuật nhiều lớp Từ rút ưu điểm việc gia cố vải địa kỹ thuật nhiều lớp đắp cao NỘI DUNG: Chương I: Giới thiệu Chương II: Tổng quan ứng dụng vải địa kỹ thuật đắp cao Chương III: Cơ sở lý thuyết tính toán Chương IV : Phân tích ứng xử đắp có cốt vải địa kỹ thuật nhiều lớp gia cường kết hợp tường chắn CHƯƠNG V: Kết luận kiến nghị • NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : • NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 06 / 10 / 2006 • HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS TRẦN XUÂN THỌ TS NGUYỄN HOÀNG QUÂN • HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ PHẢN BIỆN : • HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ PHẢN BIỆN : CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TS TRẦN XUÂN THỌ TS NGUYỄN HOÀNG QUÂN TS LÊ THỊ BÍCH THỦY Nội dung đề cương Luận án cao học thông qua Hội đồng chuyên ngành Ngày…………tháng……….năm 2006 PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỜI CẢM ƠN Qua trình học tập nghiên cứu tham gia chương trình Cao học trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, truyềøn đạt kiến thức khoa học chuyên sâu chuyên môn, đặt biệt lónh vực xây dựng cầu đường Với giảng dạy tận tâm thầy cô khoa Xây Dựng , môn Cầu Đường, môn địa Nền Móng, giúp ích nhiều công việc hoàn thành luận văn Để hoàn thành đề tài này, xin gửi lời cám ơn chân thành tới : -TS Trần Xuân Thọ, TS Nguyễn Hoàng Quân tận tình hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn - Quý thầy cô khoa Kỹ thuật Xây dựng, môn Cầu Đường, môn Địa Nền móng, phòng Đào tạo Sau đại học trường Đại học bách Khoa TPHCM hết lòng giảng dạy, hướng dẫn truyền đạt kiến thức hữu ích suốt khoá học - Cty CP tư vấn đầu tư Giao thông-Thủy lợi Tiền Giang tạo đủ điều kiện để hoàn thành khóa học luận văn Sau cùng, xin gởi lời cám ơn đến gia đình tôi, bạn bè đồng nghiệp người động viên giúp đỡ mặt để hoàn thành luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 06/10/2006 Người thực luận văn Trần Thanh Vũ TÓM TẮT Xuất phát từ số công trình thực tế sử dụng vải địa kỹ thuật (VĐKT) gia cường đắp cao, đề tài “Ứng dụng VĐKT nhiều lớp gia cường kết hợp tường chắn đắp cao” thực nhằm mục đích xem xét ảnh hưởng VĐKT nhiều lớp đáy đắp đến ổn định biến dạng đường đắp cao Đề tài nghiên cứu dựa vào phương pháp PTHH, phương pháp giải tích thực tế ứng dụng Một số kết nhận từ luận văn : - VĐKT gia cường nhiều lớp làm giảm biến dạng đắp cao - VĐKT gia cường nhiều lớp làm tăng sức chống cắt đất - Nền đắp cao gia cường VĐKT làm tăng nhanh tốc độ cố kết đất nhờ vào phân bố ứng suất đồng đắp - VĐKT gia cường nhiều lớp làm tăng hệ số ổn định công trình - Sử dụng tốt khả chịu kéo VĐKT gia cường kết hợp làm tường chắn VĐKT ABSTRACT This thesis, titled “Application of multi-layer geotextiles combined with retaining walls to reinforce high embankment” was carried out due to the investigation of the effect of multi-layer geotextiles for upper surface soft ground on stability and deformation of high embankment The analytic solution, the finite element method and measurement are applied to analyse the problem Some conclusions of this thesis : -Reinforce multi-layer geotextiles has decreased strain of embankment -Reinforce multi-layer geotextiles increase the shear strength of soft ground -High embankment reinforced by multi-layer geotextiles increase the consolidation rate of soft ground -Reinforce multi-layer geotextiles increase the factor of safe of embankment - Application of multi-layer geotextiles combine with retaining wall is very significant for high embankment MUÏC LỤC Chương : Giới thiệu Trang 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Hạn chế luận văn Chương : Tổng quan ứng dụng vải địa kỹ thuật đắp cao 2.1 VĐKT với chức gia cường 2.2 Dùng VĐKT làm tường chắn mềm 2.3 Dùng VĐKT ổn định đắp cao 2.4 Công trình cụ thể ứng dụng VĐKT nhiều lớp kết hợp Trang tường chằn đắp cao 2.4.1 Mô tả công trình 2.4.2 Thực tế thi công kết quan trắc Chương : Cơ sở lý thuyết tính toán Trang 12 3.1 Giới thiệu Trang 12 3.2 Nguyên lý đất có cốt mặt học Trang 12 3.2.1 Sự phá hoại cốt cốt 3.2.2 Vai trò cốt đất 3.2.3 Cơ chế gia cường đất cốt tường chắn có cốt 3.2.4 Tương tác đất cốt 3.3 Phương pháp cân giới hạn (CBGH) 3.3.1 Tính ổn định theo tải trọng an toàn q at 3.3.2 Tính ổn định theo tải trọng cho phép 3.3.3 Đánh giá ổn định dựa vào lý thuyết CBGH 3.3.3.1 n định chống lún trồi 3.3.3.2 PP CBGH mặt trượt trụ tròn Trang 21 3.3.3.3 Tính toán ổn định theo TCN 262-2000 3.3.4 nh hưởng VĐKT gia cường đến tăng Trang 37 sức chịu tải đất 3.3.4.1 Ứng suất phát sinh hiệu màng mỏng 3.3.4.2 Ứng suất phát sinh hiệu tăng sức chống cắt 3.3.4.3 Tăng khả chịu tải hiệu neo 3.3.5 Chiều sâu vùng hoạt động có VĐKT Trang 40 3.3.6 Tổng quan phương pháp tính toán tường chắn VĐKT Trang 41 3.3.6.1 Mô tả chế phá hoại 3.3.6.2 n định bên 3.3.6.3 n định bên 3.3.6.4 Tính toán tường chắn VĐKT 3.4 Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) Trang 47 3.4.1 Mô hình Mohr –Coulomb 3.4.2 Phương pháp giảm sức chống cắt tính toán ổn định Chương : Phân tích ứng xử đắp có cốt vải địa kết nhiều lớp Trang 50 gia cường kết hợp làm tường chắn 4.1 Đặt vấn đề Trang 50 4.2 Mô tả công trình nghiên cứu cụ thể Trang 51 4.2.1 Qui mô công trình 4.2.2 Địa chất công trình 4.3 Phân tích kết cấu đắp có cốt VĐKT gia cường nhiều lớp kết hợp tường chắn phương pháp PTHH 4.3.1 Mô tả mô hình 4.3.2 Phương pháp mô hình Trang 52 4.3.3 Thuộc tính vật liệu 4.3.4 Phạm vi nghiên cứu 4.4 Phân tích kết Trang 57 4.4.1 Xét thời điểm kết thúc công tác đắp Trang 60 4.4.1.1 Ứng suất tải trọng đắp gây lớp đất yếu tim đường sau tường chắn 4.4.1.2 Chuyển vị phát sinh đắp gây 4.4.1.3 Lực dọc biến dạng VĐKT 4.4.1.4 p lực lỗ rỗng thặng dư đất yếu 4.4.1.5 Phân tích ổn định tổng thể 4.4.2 Xét thời điểm sau năm khai thác 4.4.2.1 Ứng suất tải trọng đắp gây lớp đất yếu tim đường sau tường chắn 4.4.2.2 Chuyển vị tổng đắp gây 4.4.2.3 Lực dọc biến dạng VĐKT 4.4.2.4 p lực lỗ rỗng thặng dư đất yếu 4.4.3 Xét thời điểm đất đạt cố kết U=95% 4.5 4.4.3.1 Ứng suất tải trọng đắp gây lớp đất yếu tim đường sau tường chắn 4.4.3.2 Chuyển vị tổng đắp gây 4.4.3.3 Lực dọc biến dạng VĐKT 4.4.3.4 Phân tích ổn định tổng thể Thi công công trình thực tế , số liệu quan trắc Trang 75 Trang 79 Trang 83 sau năm sử dụng 4.6 Tổng hợp kết phân tích 4.6.1 Ứng suất tải trọng đắp gây lớp đất yếu 4.6.2 Chuyển vị Trang 83 4.6.3 Nội lực-chuyển vị VĐKT 4.6.4 Phân tích ổn định 4.6.5 Tốc độâ cố kết đất Kết luận kiến nghị Kết luận Những kiến nghị Các nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO LÝ LỊCH KHOA HỌC PHỤ LỤC (các tính toán theo PP CBGH 22 TCN 262-2000) Trang 93 -1- Chương - GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ TÁC DỤNG CỦA VẢI ĐỊA KỸ THUẬT 1.1 Đặt vấn đề Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) vùng châu thổ hạ lưu thuộc hệ thống sông Mê Kông, với đặc điểm địa chất trẻ trình hình thành, thường xuyên bồi đắp phù xa hàng năm nhánh sông Mêkông đường đổ biển, vựa lúa lớn nước, vùng kinh tế với nhiều tiềm bước đầu khai phá Với địa chất bên đặc trưng đất sét yếu, nhiều nơi yếu việc phải xử lý móng giải pháp thiết kế hợp lý để đặt công trình lên nhu cầu khách quan Dùng vải địa kỹ thuật (VĐKT) làm cốt gia cường biện pháp nhằm gia tăng chiều cao đắp đất tới hạn, tăng hệ số ổn định, giảm khối lượng đất đắp, giảm đất xây dựng rút ngắn thời gian thi công Cơ chế làm việc ‘’đất có cốt’’ nghiên cứu kiến trúc sư Henry Vidal (1969) Trong kết cấu đất có vải địa gia cường, vải địa thành phần chịu kéo Dưới tác dụng tải trọng, phát sinh lực kéo vải ĐKT ứng suất tiếp bề mặt tiếp xúc vải ĐKT đất làm hạn chế biến dạng ngang tăng khả chịu lực kết cấu Ngoài ra, VĐKT có khả thoát nước tốt (theo phương ngang) làm giảm áp lực kẻ rỗng trình thi công tăng sức kháng cắt đất Trong trường hợp vải ĐKT đặt trực tiếp đất yếu có thêm chức phân cách đất đất đắp, tăng ổn định cục bộ, ngăn cản lún chìm đất xuống đất yếu trình san ủi đầm nén làm tăng khả đầm chặt đất đắp 95 PHỤ LỤC - TÍNH TOÁN TƯỜNG CHẮN VĐKT - XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN - THIẾT KẾ ĐẮP ĐẤT TỪNG GIAI ĐOẠN - PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH THEO PHƯƠNG PHÁP CBGH - DỰ KIẾN LÚN CỦA NỀN ĐẮP THEO 22 TCN 262-2000 - THI CÔNG THỰC TẾ VÀ QUAN TRẮC - 91 - TÍNH TOÁN GIẢI TÍCH CHO ĐƯỜNG DẪN VÀO CẦU PHÚ MỸ Tính toán tường chắn VĐKT Số liệu tính toán : -Đất đắp có : γ = 1.8 t/m3, ϕ = 300 -Hoạt tải H30 -Vải địa kỹ thuật Geotex 1751 (I) có : Lực kéo giật : 34.10 KN/m,Độ dãn dài : 1.40 - 96 - Nhận xét kết : -Đối với trường hợp VĐKT gia cường đắp nhanh lần đến cao trình thiết kế (H=5.30m) – FS = 0.956 -Khi có 04 lớp VĐKT đắp nhanh FS = 1.25 < 1.40 (theo 22 TCN 2622000) chưa an toàn Tuy nhiên, thực tế thi công công trình ổn định Điều hoàn toàn chấp nhận được, thực tế gia tải lúc đến chiều cao thiết kế mà phải khoảng thời gian đáng kể -Khi công trình đưa vào sử dụng 17 năm ứng với độ cố kết U=95% có hệ số an toàn FS = 2.56 > 1.40 Công trình ổn định Hệ số ổn định tăng theo thời gian, với cố kết đất Trong trình tính toán chưa đề cập biến dạng từ biến đất VĐKT Kết tính lún công trình theo 22 TCN 262-2000 (bảng tính phần phụ lục) -Đắp đất giai đoạn : H1 = 2.00m ứng với độ cố kết 40% + Độ lún cố kết : 7.5 cm + Thời gian chờ : 115 ngày -Đắp đất giai đoạn : H2 = 3.80m ứng với độ cố kết 60% + Độ lún cố kết : 20 cm + Thời gian chờ : 612 ngày -Đắp đất giai đoạn : H2 = 5.30m ứng với độ cố kết 60% + Độ lún cố kết : 30 cm + Thời gian : 950 ngày Như vậy, để đảm bảo ổn định công trình phải đắp theo giai đoạn, 115+612 = 727 ngày (2 năm) - 97 - Thi công thực tế số liệu quan trắc sau năm sử dụng : -Đắp đất giai đoạn : H1 = 2.00m + Độ lún quan trắc sau kết thúc đắp : 15 cm + Thời gian đắp : 10 ngày + Thời gian chờ : 180 ngày -Đắp đất giai đoạn : đắp lần đến chiều cao thiết kế H=5.30m + Độ lún quan trắc : không thực + Thời gian đắp : 10 ngày + Độ lún cố kết quan trắc sau năm sử dụng : Vị trí Lề trái Tim đường Lề phải Độ lún điểm đo (H = 5.30m) 6.0 cm 5.0 cm 5.0 cm Độ lún điểm đo (H = 5.10m) 5.5 cm 3.7 cm 3.5 cm Độ lún điểm đo (H = 4.90m) 4.0 cm 3.5 cm 3.0 cm Độ lún trung bình 5.17 cm 4.07 cm 3.83 cm DỰ KIẾN LÚN NỀN ĐẤT YẾU - TCN 262-2000 Công trình : CẦU PHÚ MỸ - HUYỆN TÂN PHƯỚC - TỈNH TIỀN GIANG Chiều cao đắp : 2.00 (m) I> SỐ LIỆU TÍNH TOÁN Bn = 12 (m) γ = 1.80 (T/m³) 1.0 ϕ = 30.00 (T/m³) H = 2.00 (m) C = 0.01 (T/m³) Neàn đắp h = 26.20 (m) Nền đất yếu Lớp Loại hi (m) γ (T/m3) ϕ (độ) C (T/m ) e CC Cr s 3.50 0.78 12.65 2.23 1.194 0.251 0.025 6.80 s 2.70 0.58 11.00 1.62 1.839 0.443 0.044 3.14 s 6.00 0.95 15.50 2.67 0.827 0.144 0.014 7.15 s 14.00 0.95 15.50 2.67 0.827 0.144 0.014 16.65 i tb V(cm /s) σ pz(T/m ) C 0.011826 10 II> TÍNH TOÁN DỰ BÁO LÚN 1> Tính độ lún cố kết S I (theo phương pháp cộng lún lớp) a> Tính độ lún không nở hông S e(m) Theo quy trình khảo sát thiết kế đường ôtô đắp đất yếu 22 TCN 262 - 2000 : S = i n ∑ i =1 H i ⎡⎢ i ⎛ lo g ⎜ i ⎢C ⎝ +e o ⎢ r ⎣ σ +σ σ i σ /σ ⎞⎟ + i lo g Cc ⎠ i i pz vz z i pz i vz ⎤ ⎥ ⎥ ⎦⎥ Trong : Bn Bề dày lớp đất thứ i ( H i < 2m) Hi i a e0 Heä số rỗng lớp I trạng thái tự nhiên ban đầu C ic Chỉ số nén lún lớp i C ir Chỉ số nén lún hồi phục ứng với trình dỡ tải lớp i σivz B 1:m Áp lực trọng lượng thân lớp đất tự nhiên nằm lớp i hi Chiều cao, trọng lượng riêng lớp đất thứ i Áp lực tiền cố kết lớp i i Áp lực tải trọng đắp gây lớp i σz Hd g i σ pz 1:m C;ϕ;γ σivz=∑hi γι hi ; γi b hi hi i σ z=∑ Ι hđ γd I hd ; γd Hệ số ảnh hưởng theo toán đồ Osterberg phụ thuộc a/z i ; b/zi Chiều cao, trọng lượng riêng đất đắp * Tính cho chiều cao đắp H = a= 1.00 (m) b= (m) (m) hi (m) zi (m) a/zi b/zi I 2I Cci Cr ei σiz(T/m²) σivz(T/m²) σipz(T/m²) (σiz + σivz ) /σipz σipz/σivz Si (m) 3.00 1.50 0.667 4.000 0.496 0.992 0.251 0.025 1.194 1.785 1.176 6.800 0.435 5.782 0.026 0.50 3.25 0.308 1.846 0.477 0.954 0.251 0.025 1.194 1.716 2.548 6.800 0.627 2.669 0.002 3.00 5.00 0.200 1.200 0.447 0.894 0.443 0.044 1.839 1.608 3.619 3.140 1.665 0.868 0.075 3.00 8.00 0.125 0.750 0.373 0.747 0.144 0.014 0.827 1.344 5.921 7.146 1.017 1.207 0.004 3.00 11.00 0.091 0.545 0.304 0.608 0.144 0.014 0.827 1.094 8.777 7.146 1.381 0.814 3.00 14.00 0.071 0.429 0.250 0.499 0.144 0.014 0.827 0.899 11.630 16.646 0.753 1.431 3.00 17.00 0.059 0.353 0.214 0.428 0.144 0.014 0.827 0.771 14.480 16.646 0.916 1.150 3.00 19.50 0.051 0.308 0.187 0.374 0.144 0.014 0.827 0.673 17.330 16.646 1.082 * Tính cho chiều cao đắp H = a= 5.00 (m) b= (m) 0.961 S e (m) = 0.107 (m) hi (m) zi (m) a/zi b/zi I 2I Cci Cr ei σiz(T/m²) σivz(T/m²) σipz(T/m²) (σiz + σivz ) /σipz σipz/σivz Si (m) 3.00 1.50 3.333 4.000 0.496 0.992 0.251 0.025 1.194 8.925 1.176 6.800 1.486 5.782 0.085 0.50 3.25 1.538 1.846 0.483 0.967 0.251 0.025 1.194 8.699 2.548 6.800 1.654 2.669 0.015 3.00 5.00 1.000 1.200 0.467 0.935 0.443 0.044 1.839 8.415 3.619 3.140 3.832 0.868 0.244 3.00 8.00 0.625 0.750 0.415 0.829 0.144 0.014 0.827 7.465 5.921 7.146 1.873 1.207 0.066 3.00 11.00 0.455 0.545 0.361 0.721 0.144 0.014 0.827 6.489 8.777 7.146 2.136 0.814 0.057 3.00 14.00 0.357 0.429 0.309 0.618 0.144 0.014 0.827 5.563 11.630 16.646 1.033 1.431 0.007 3.00 17.00 0.294 0.353 0.268 0.536 0.144 0.014 0.827 4.828 14.480 16.646 1.160 1.150 0.017 3.00 19.50 0.256 0.308 0.237 0.474 0.144 0.014 0.827 4.263 17.330 16.646 1.297 0.961 0.023 * Tính cho chiều cao đắp H = 10 S e (m) = 0.537 (m) a = 10.00 (m) b= (m) hi (m) zi (m) a/zi b/zi I 2I Cci Cr ei σiz(T/m²) σivz(T/m²) σipz(T/m²) (σiz + σivz ) /σipz σipz/σivz Si (m) 3.00 1.50 6.667 4.000 0.496 0.992 0.251 0.025 1.194 17.854 1.176 6.800 2.798 5.782 0.180 0.50 3.25 3.077 1.846 0.491 0.981 0.251 0.025 1.194 17.662 2.548 6.800 2.972 2.669 0.029 3.00 5.00 2.000 1.200 0.477 0.953 0.443 0.044 1.839 17.154 3.619 3.140 6.615 0.868 0.355 3.00 8.00 1.250 0.750 0.435 0.869 0.144 0.014 0.827 15.648 5.921 7.146 3.018 1.207 0.115 3.00 11.00 0.909 0.545 0.398 0.795 0.144 0.014 0.827 14.315 8.777 7.146 3.231 0.814 0.099 3.00 14.00 0.714 0.429 0.353 0.706 0.144 0.014 0.827 12.706 11.630 16.646 1.462 1.431 0.043 3.00 17.00 0.588 0.353 0.317 0.634 0.144 0.014 0.827 11.404 14.480 16.646 1.555 1.150 0.047 3.00 19.50 0.513 0.308 0.286 0.573 0.144 0.014 0.827 10.311 17.330 16.646 1.661 0.961 0.048 S e (m) = 0.989 b> Độ lún cố kết S c(m) (xét đến khả nở hông đất yếu) Sc = 0.8*S e Hđắp (m) 10 Se (m) 0.107 0.537 0.989 Sc (m) 0.086 0.430 0.791 2> Tính độ lún tức thời S i(m) Si = (m - 1) *S c Hđắp (m) 10 Sc (m) 0.086 0.430 0.791 m 1.100 1.100 1.100 Si (m) 0.009 0.043 0.079 3> Tính xác chiều cao phòng lún xác định chiều cao đắp đất 10 0.086 0.430 0.791 S2 (m) 0.009 0.043 0.079 S= S1+S2 0.094 0.473 0.870 BIỂU ĐỒ QUAN HỆ GIỮA S & H S (m) S1 (m) ĐỘ LÚN Hđắp (m) Bảng tóm tắt : Dựa vào kết ta vẽ biẻu đồ quan hệ độ lún chiều cao đắp đất, ta thấy đường đạt chiều cao ổn định : H đ = 2.00 (m) cần phải đắp đường đến chiều cao có xét tới phòng lún : H pl = 2.21 (m) Khi độ lún tương ứng đạt : Trong đó, Lún cố kết Lún tức thờ KL : S S1 = 0.19 (m) S2 = 0.02 (m) Chiều cao đường xét đến phòng lún Hpl = = 0.21 (m) 2.21 (m) CHIỀU CAO ĐẮP H (m) III> TÍNH TOÁN CỐ KẾT THEO THỜI GIAN - XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO ĐẮP THỰC TẾ 1> Tính toán cố kết theo thời gian: Từ V = C H V *t Ctbv Hệ số cố kết trung bình theo phương thẳng đứng H Chiều sâu thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng Tv Độ cố kết đạt tùy thuộc U V = f(T V) H = Ctbv = 1550 (cm) BIỂU ĐỒ ĐỘ LÚN & THỜI GIAN ĐỘ LÚN (m) Trong đó:ù tb T TN : chiều 0.011826 (cm2/s) 1.50 1.25 1.00 UV 13.5% 27.9% 38.8% 55.4% 71.9% 82.9% 95.0% 0.75 N/tố thời gia Tv 0.004 0.02 0.048 0.125 0.3 0.5 0.50 812584.9 4062925 9751019 25393279 60943871 1.02E+08 2.03E+08 0.25 Độ cố kết Thời gian t (s) t (năm) 0.03 0.13 0.31 0.81 1.93 3.22 6.44 Lún cố keát S1 (m) 0.026 0.053 0.074 0.105 0.136 0.157 0.180 Lún tức thời S2 (m) 0.019 0.019 0.019 0.019 0.019 0.019 0.019 Lún lại ΔS(m) 0.164 0.137 0.116 0.085 0.053 0.032 0.009 0.00 50 100 150 200 250 300 THỜI GIAN (năm) DỰ KIẾN LÚN NỀN ĐẤT YẾU - TCN 262-2000 Công trình : CẦU PHÚ MỸ - HUYỆN TÂN PHƯỚC - TỈNH TIỀN GIANG Chiều cao đắp : 3.80 (m) I> SỐ LIỆU TÍNH TOÁN Bn = 12 (m) γ = 1.80 (T/m³) 1.0 ϕ = 30.00 (T/m³) H = 3.80 (m) C = 0.01 (T/m³) Nền đắp h = 26.20 (m) Nền đất yếu Lớp Loại hi (m) γ (T/m3) ϕ (độ) C (T/m ) e CC Cr s 3.50 0.78 12.65 2.23 1.194 0.251 0.025 6.80 s 2.70 0.58 11.00 1.62 1.839 0.443 0.044 3.14 s 6.00 0.95 15.50 2.67 0.827 0.144 0.014 7.15 s 14.00 0.95 15.50 2.67 0.827 0.144 0.014 16.65 i tb V(cm /s) σ pz(T/m ) C 0.013027 10 II> TÍNH TOÁN DỰ BÁO LÚN 1> Tính độ lún cố kết S I (theo phương pháp cộng lún lớp) a> Tính độ lún không nở hông S e(m) Theo quy trình khảo sát thiết kế đường ôtô đắp đất yếu 22 TCN 262 - 2000 : S = i n ∑ i =1 H i ⎡⎢ i ⎛ lo g ⎜ i ⎢C ⎝ +e o ⎢ r ⎣ σ +σ σ i σ /σ ⎞⎟ + i lo g Cc ⎠ i i pz vz z i pz i vz ⎤ ⎥ ⎥ ⎦⎥ Trong : Bn Bề dày lớp đất thứ i ( H i < 2m) Hi i a e0 Hệ số rỗng lớp I trạng thái tự nhiên ban đầu C ic Chỉ số nén lún lớp i C ir Chỉ số nén lún hồi phục ứng với trình dỡ tải lớp i σivz B 1:m Áp lực trọng lượng thân lớp đất tự nhiên nằm lớp i hi Chiều cao, trọng lượng riêng lớp đất thứ i Áp lực tiền cố kết lớp i i Áp lực tải trọng đắp gây lớp i σz Hd g i σ pz 1:m C;ϕ;γ σivz=∑hi γι hi ; γi b hi hi i σ z=∑ Ι hđ γd I hd ; γd Hệ số ảnh hưởng theo toán đồ Osterberg phụ thuộc a/z i ; b/zi Chiều cao, trọng lượng riêng đất đắp * Tính cho chiều cao đắp H = a= 1.00 (m) b= (m) (m) hi (m) zi (m) a/zi b/zi I 2I Cci Cr ei σiz(T/m²) σivz(T/m²) σipz(T/m²) (σiz + σivz ) /σipz σipz/σivz Si (m) 3.00 1.50 0.667 4.000 0.496 0.992 0.251 0.025 1.194 1.785 1.176 6.800 0.435 5.782 0.026 0.50 3.25 0.308 1.846 0.477 0.954 0.251 0.025 1.194 1.716 2.548 6.800 0.627 2.669 0.002 3.00 5.00 0.200 1.200 0.447 0.894 0.443 0.044 1.839 1.608 3.619 3.140 1.665 0.868 0.075 3.00 8.00 0.125 0.750 0.373 0.747 0.144 0.014 0.827 1.344 5.921 7.146 1.017 1.207 0.004 3.00 11.00 0.091 0.545 0.304 0.608 0.144 0.014 0.827 1.094 8.777 7.146 1.381 0.814 3.00 14.00 0.071 0.429 0.250 0.499 0.144 0.014 0.827 0.899 11.630 16.646 0.753 1.431 3.00 17.00 0.059 0.353 0.214 0.428 0.144 0.014 0.827 0.771 14.480 16.646 0.916 1.150 3.00 19.50 0.051 0.308 0.187 0.374 0.144 0.014 0.827 0.673 17.330 16.646 1.082 * Tính cho chiều cao đắp H = a= 5.00 (m) b= (m) 0.961 S e (m) = 0.107 (m) hi (m) zi (m) a/zi b/zi I 2I Cci Cr ei σiz(T/m²) σivz(T/m²) σipz(T/m²) (σiz + σivz ) /σipz σipz/σivz Si (m) 3.00 1.50 3.333 4.000 0.496 0.992 0.251 0.025 1.194 8.925 1.176 6.800 1.486 5.782 0.085 0.50 3.25 1.538 1.846 0.483 0.967 0.251 0.025 1.194 8.699 2.548 6.800 1.654 2.669 0.015 3.00 5.00 1.000 1.200 0.467 0.935 0.443 0.044 1.839 8.415 3.619 3.140 3.832 0.868 0.244 3.00 8.00 0.625 0.750 0.415 0.829 0.144 0.014 0.827 7.465 5.921 7.146 1.873 1.207 0.066 3.00 11.00 0.455 0.545 0.361 0.721 0.144 0.014 0.827 6.489 8.777 7.146 2.136 0.814 0.057 3.00 14.00 0.357 0.429 0.309 0.618 0.144 0.014 0.827 5.563 11.630 16.646 1.033 1.431 0.007 3.00 17.00 0.294 0.353 0.268 0.536 0.144 0.014 0.827 4.828 14.480 16.646 1.160 1.150 0.017 3.00 19.50 0.256 0.308 0.237 0.474 0.144 0.014 0.827 4.263 17.330 16.646 1.297 0.961 0.023 S e (m) = 0.537 * Tính cho chiều cao đắp H = 10 (m) a = 10.00 (m) b= (m) hi (m) zi (m) a/zi b/zi I 2I Cci Cr ei σiz(T/m²) σivz(T/m²) σipz(T/m²) (σiz + σivz ) /σipz σipz/σivz Si (m) 3.00 1.50 6.667 4.000 0.496 0.992 0.251 0.025 1.194 17.854 1.176 6.800 2.798 5.782 0.180 0.50 3.25 3.077 1.846 0.491 0.981 0.251 0.025 1.194 17.662 2.548 6.800 2.972 2.669 0.029 3.00 5.00 2.000 1.200 0.477 0.953 0.443 0.044 1.839 17.154 3.619 3.140 6.615 0.868 0.355 3.00 8.00 1.250 0.750 0.435 0.869 0.144 0.014 0.827 15.648 5.921 7.146 3.018 1.207 0.115 3.00 11.00 0.909 0.545 0.398 0.795 0.144 0.014 0.827 14.315 8.777 7.146 3.231 0.814 0.099 3.00 14.00 0.714 0.429 0.353 0.706 0.144 0.014 0.827 12.706 11.630 16.646 1.462 1.431 0.043 3.00 17.00 0.588 0.353 0.317 0.634 0.144 0.014 0.827 11.404 14.480 16.646 1.555 1.150 0.047 3.00 19.50 0.513 0.308 0.286 0.573 0.144 0.014 0.827 10.311 17.330 16.646 1.661 0.961 0.048 S e (m) = 0.989 b> Độ lún cố kết S c(m) (xét đến khả nở hông đất yếu) Sc = 0.8*S e Hđắp (m) 10 Se (m) 0.107 0.537 0.989 Sc (m) 0.086 0.430 0.791 2> Tính độ lún tức thời S i(m) Si = (m - 1) *S c Hđắp (m) 10 Sc (m) 0.086 0.430 0.791 m 1.100 1.100 1.100 Si (m) 0.009 0.043 0.079 3> Tính xác chiều cao phòng lún xác định chiều cao đắp đất 10 0.086 0.430 0.791 S2 (m) 0.009 0.043 0.079 S= S1+S2 0.094 0.473 0.870 BIỂU ĐỒ QUAN HỆ GIỮA S & H S (m) S1 (m) ĐỘ LÚN Hđắp (m) Bảng tóm tắt : Dựa vào kết ta vẽ biẻu đồ quan hệ độ lún chiều cao đắp đất, ta thấy đường đạt chiều cao ổn định : H đ = 3.80 (m) cần phải đắp đường đến chiều cao có xét tới phòng lún : H pl = 4.20 (m) Khi độ lún tương ứng đạt : Trong đó, Lún cố kết Lún tức thờ KL : S S1 = 0.36 (m) S2 = 0.04 (m) Chiều cao đường xét đến phòng lún Hpl = = 0.40 (m) 4.20 (m) CHIỀU CAO ĐẮP H (m) III> TÍNH TOÁN CỐ KẾT THEO THỜI GIAN - XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO ĐẮP THỰC TẾ 1> Tính toán cố kết theo thời gian: Từ V = C H V *t Ctbv Hệ số cố kết trung bình theo phương thẳng đứng H Chiều sâu thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng Tv Độ cố kết đạt tùy thuộc U V = f(T V) H = Ctbv = 2150 (cm) BIỂU ĐỒ ĐỘ LÚN & THỜI GIAN ĐỘ LÚN (m) Trong đó:ù tb T TN : chiều 0.013027 (cm2/s) 1.50 1.25 1.00 UV 13.5% 27.9% 38.8% 55.4% 71.9% 82.9% 95.0% 0.75 N/tố thời gia Tv 0.004 0.02 0.048 0.125 0.3 0.5 0.50 7096821 17032370 44355131 1.06E+08 1.77E+08 3.55E+08 0.25 Độ cố kết Thời gian t (s) t (năm) 1419364 0.05 0.23 0.54 1.41 3.38 5.63 11.25 Lún cố kết S1 (m) 0.049 0.101 0.140 0.200 0.259 0.299 0.343 Lún tức thời S2 (m) 0.036 0.036 0.036 0.036 0.036 0.036 0.036 Lún lại ΔS(m) 0.312 0.260 0.221 0.161 0.101 0.062 0.018 0.00 50 100 150 200 250 300 THỜI GIAN (năm) DỰ KIẾN LÚN NỀN ĐẤT YẾU - TCN 262-2000 Công trình : CẦU PHÚ MỸ - HUYỆN TÂN PHƯỚC - TỈNH TIỀN GIANG Chiều cao đắp : 5.33 (m) I> SỐ LIỆU TÍNH TOÁN Bn = 12 (m) γ = 1.80 (T/m³) 1.0 ϕ = 30.00 (T/m³) H = 5.33 (m) C = 0.01 (T/m³) Nền đắp h = 26.20 (m) Nền đất yếu Lớp Loại hi (m) γ (T/m3) ϕ (độ) C (T/m ) e CC Cr s 3.50 0.78 12.65 2.23 1.194 0.251 0.025 6.80 s 2.70 0.58 11.00 1.62 1.839 0.443 0.044 3.14 s 6.00 0.95 15.50 2.67 0.827 0.144 0.014 7.15 s 14.00 0.95 15.50 2.67 0.827 0.144 0.014 16.65 i tb V(cm /s) σ pz(T/m ) C 0.012764 10 II> TÍNH TOÁN DỰ BÁO LÚN 1> Tính độ lún cố kết S I (theo phương pháp cộng lún lớp) a> Tính độ lún không nở hông S e(m) Theo quy trình khảo sát thiết kế đường ôtô đắp đất yếu 22 TCN 262 - 2000 : S = i n ∑ i =1 H i ⎡⎢ i ⎛ lo g ⎜ i ⎢C ⎝ +e o ⎢ r ⎣ σ +σ σ i σ /σ ⎞⎟ + i lo g Cc ⎠ i i pz vz z i pz i vz ⎤ ⎥ ⎥ ⎦⎥ Trong : Bn Bề dày lớp đất thứ i ( H i < 2m) Hi i a e0 Hệ số rỗng lớp I trạng thái tự nhiên ban đầu C ic Chỉ số nén lún lớp i C ir Chỉ số nén lún hồi phục ứng với trình dỡ tải lớp i σivz B 1:m Áp lực trọng lượng thân lớp đất tự nhiên nằm lớp i hi Chiều cao, trọng lượng riêng lớp đất thứ i Áp lực tiền cố kết lớp i i Áp lực tải trọng đắp gây lớp i σz Hd g i σ pz 1:m C;ϕ;γ σivz=∑hi γι hi ; γi b hi hi i σ z=∑ Ι hđ γd I hd ; γd Hệ số ảnh hưởng theo toán đồ Osterberg phụ thuộc a/z i ; b/zi Chiều cao, trọng lượng riêng đất đắp * Tính cho chiều cao đắp H = a= 1.00 (m) b= (m) (m) hi (m) zi (m) a/zi b/zi I 2I Cci Cr ei σiz(T/m²) σivz(T/m²) σipz(T/m²) (σiz + σivz ) /σipz σipz/σivz Si (m) 3.00 1.50 0.667 4.000 0.496 0.992 0.251 0.025 1.194 1.785 1.176 6.800 0.435 5.782 0.026 0.50 3.25 0.308 1.846 0.477 0.954 0.251 0.025 1.194 1.716 2.548 6.800 0.627 2.669 0.002 3.00 5.00 0.200 1.200 0.447 0.894 0.443 0.044 1.839 1.608 3.619 3.140 1.665 0.868 0.075 3.00 8.00 0.125 0.750 0.373 0.747 0.144 0.014 0.827 1.344 5.921 7.146 1.017 1.207 0.004 3.00 11.00 0.091 0.545 0.304 0.608 0.144 0.014 0.827 1.094 8.777 7.146 1.381 0.814 3.00 14.00 0.071 0.429 0.250 0.499 0.144 0.014 0.827 0.899 11.630 16.646 0.753 1.431 3.00 17.00 0.059 0.353 0.214 0.428 0.144 0.014 0.827 0.771 14.480 16.646 0.916 1.150 3.00 19.50 0.051 0.308 0.187 0.374 0.144 0.014 0.827 0.673 17.330 16.646 1.082 * Tính cho chiều cao đắp H = a= 5.00 (m) b= (m) 0.961 S e (m) = 0.107 (m) hi (m) zi (m) a/zi b/zi I 2I Cci Cr ei σiz(T/m²) σivz(T/m²) σipz(T/m²) (σiz + σivz ) /σipz σipz/σivz Si (m) 3.00 1.50 3.333 4.000 0.496 0.992 0.251 0.025 1.194 8.925 1.176 6.800 1.486 5.782 0.085 0.50 3.25 1.538 1.846 0.483 0.967 0.251 0.025 1.194 8.699 2.548 6.800 1.654 2.669 0.015 3.00 5.00 1.000 1.200 0.467 0.935 0.443 0.044 1.839 8.415 3.619 3.140 3.832 0.868 0.244 3.00 8.00 0.625 0.750 0.415 0.829 0.144 0.014 0.827 7.465 5.921 7.146 1.873 1.207 0.066 3.00 11.00 0.455 0.545 0.361 0.721 0.144 0.014 0.827 6.489 8.777 7.146 2.136 0.814 0.057 3.00 14.00 0.357 0.429 0.309 0.618 0.144 0.014 0.827 5.563 11.630 16.646 1.033 1.431 0.007 3.00 17.00 0.294 0.353 0.268 0.536 0.144 0.014 0.827 4.828 14.480 16.646 1.160 1.150 0.017 3.00 19.50 0.256 0.308 0.237 0.474 0.144 0.014 0.827 4.263 17.330 16.646 1.297 0.961 0.023 S e (m) = 0.537 * Tính cho chiều cao đắp H = 10 (m) a = 10.00 (m) b= (m) hi (m) zi (m) a/zi b/zi I 2I Cci Cr ei σiz(T/m²) σivz(T/m²) σipz(T/m²) (σiz + σivz ) /σipz σipz/σivz Si (m) 3.00 1.50 6.667 4.000 0.496 0.992 0.251 0.025 1.194 17.854 1.176 6.800 2.798 5.782 0.180 0.50 3.25 3.077 1.846 0.491 0.981 0.251 0.025 1.194 17.662 2.548 6.800 2.972 2.669 0.029 3.00 5.00 2.000 1.200 0.477 0.953 0.443 0.044 1.839 17.154 3.619 3.140 6.615 0.868 0.355 3.00 8.00 1.250 0.750 0.435 0.869 0.144 0.014 0.827 15.648 5.921 7.146 3.018 1.207 0.115 3.00 11.00 0.909 0.545 0.398 0.795 0.144 0.014 0.827 14.315 8.777 7.146 3.231 0.814 0.099 3.00 14.00 0.714 0.429 0.353 0.706 0.144 0.014 0.827 12.706 11.630 16.646 1.462 1.431 0.043 3.00 17.00 0.588 0.353 0.317 0.634 0.144 0.014 0.827 11.404 14.480 16.646 1.555 1.150 0.047 3.00 19.50 0.513 0.308 0.286 0.573 0.144 0.014 0.827 10.311 17.330 16.646 1.661 0.961 0.048 S e (m) = 0.989 b> Độ lún cố kết S c(m) (xét đến khả nở hông đất yếu) Sc = 0.8*S e Hđắp (m) 10 Se (m) 0.107 0.537 0.989 Sc (m) 0.086 0.430 0.791 2> Tính độ lún tức thời S i(m) Si = (m - 1) *S c Hđắp (m) 10 Sc (m) 0.086 0.430 0.791 m 1.100 1.100 1.100 Si (m) 0.009 0.043 0.079 3> Tính xác chiều cao phòng lún xác định chiều cao đắp đất 10 0.086 0.430 0.791 S2 (m) 0.009 0.043 0.079 S= S1+S2 0.094 0.473 0.870 BIỂU ĐỒ QUAN HỆ GIỮA S & H S (m) S1 (m) ĐỘ LÚN Hđắp (m) Bảng tóm tắt : Dựa vào kết ta vẽ biẻu đồ quan hệ độ lún chiều cao đắp đất, ta thấy đường đạt chiều cao ổn định : H đ = 5.33 (m) cần phải đắp đường đến chiều cao có xét tới phòng lún : H pl = 5.87 (m) Khi độ lún tương ứng đạt : Trong đó, Lún cố kết Lún tức thờ KL : S S1 = 0.49 (m) S2 = 0.05 (m) Chiều cao đường xét đến phòng lún Hpl = = 0.54 (m) 5.87 (m) CHIỀU CAO ĐẮP H (m) III> TÍNH TOÁN CỐ KẾT THEO THỜI GIAN - XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO ĐẮP THỰC TẾ 1> Tính toán cố kết theo thời gian: Từ V = C H V *t Ctbv Hệ số cố kết trung bình theo phương thẳng đứng H Chiều sâu thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng Tv Độ cố kết đạt tùy thuoäc U V = f(T V) H = Ctbv = 2620 (cm) BIỂU ĐỒ ĐỘ LÚN & THỜI GIAN ĐỘ LÚN (m) Trong đó:ù tb T TN : chiều 0.012764 (cm2/s) 1.50 1.25 1.00 UV 13.5% 27.9% 38.8% 55.4% 71.9% 82.9% 95.0% 0.75 N/tố thời gia Tv 0.004 0.02 0.048 0.125 0.3 0.5 0.50 2151184 10755919 25814206 67224494 1.61E+08 2.69E+08 5.38E+08 0.25 Độ cố kết Thời gian t (s) t (naêm) 0.07 0.34 0.82 2.13 5.12 8.53 17.05 Lún cố kết S1 (m) 0.067 0.137 0.191 0.273 0.354 0.408 0.468 Lún tức thời S2 (m) 0.049 0.049 0.049 0.049 0.049 0.049 0.049 Lún lại ΔS(m) 0.426 0.355 0.302 0.220 0.138 0.084 0.025 2> Chiều cao đắp thực tế : Từ kết tính toán cố kết theo thời gian trên, ta có kết sau : Sau 3.0 năm đắp (36 tháng) - Lún cố kết S1 = 0.30 (m) - Lún tức thời S2 = 0.05 (m) - Tổng cộng S = S1 + S2 = 0.35 (m) 0.023653 0.00 50 100 150 200 250 300 THỜI GIAN (năm) ... TRONG VẢI ĐỊA Vải địa BĐ LỰC DỌC TRONG VẢI ĐỊA Vải địa Vải địa Hình 2.5 Tậân dụng hiệu khả chịu kéo vải địa kết cấu vải địa gia cường nhiều lớp kết hợp làm tường chắn Nhận xét: Qua hai ứng dụng. .. I/-TÊN ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT NHIỀU LỚP KẾT HP TƯỜNG CHẮN TRONG NỀN ĐẮP CAO II/-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG NHIỆM VỤ: Nghiên cứu ứng suất, biến dạng gia cố vải địa kỹ thuật nhiều lớp Từ rút ưu... định đắp NỀN ĐƯỜNG NHỎ Nền đường Đất đắp Khỏang hở Tường bao Tường bao Khỏang hở NỀN ĐƯỜNG RỘNG Hình 2.4 Vải địa Kỹ thuật gia cườøng nhiều lớp kết hợp tường chắn [4] [9] -8- Vải địa BĐ LỰC DỌC TRONG