Nghiên cứu sức kháng cắt không thoát nước của đất loại sét hệ tầng thái bình (aq2 3tb1) ở khu vực hà nội bằng các thiết bị nén ba trục, nén một trục nở hông và cắt phẳng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ- ĐỊA CHẤT ***** NGUYỄN THỊ DUNG NGHIÊN CỨU SỨC KHÁNG CẮT KHƠNG THỐT NƯỚC CỦA ĐẤT LOẠI SÉT HỆ TẦNG THÁI BÌNH (aQ23tb1) Ở KHU VỰC HÀ NỘI BẰNG CÁC THIẾT BỊ NÉN BA TRỤC, NÉN MỘT TRỤC NỞ HÔNG VÀ CẮT PHẲNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT MÃ SỐ: 60520501 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐỖ MINH TOÀN Hà Nội, 2014 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa có cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Hà Nội, ngày 16 tháng 04 năm 2014 Tác giả Nguyễn Thị Dung i MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi DANH MỤC CÁC ẢNH CHỤP vii MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN SỨC KHÁNG CẮT CỦA ĐẤT VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỨC KHÁNG CẮT CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐẤT DÍNH Ở VIỆT NAM BẰNG CÁC SƠ ĐỒ KHÁC NHAU 1.1 Sức kháng cắt đất, phƣơng pháp thí nghiệm phòng xác định sức kháng cắt đất 1.1.1 Sức kháng cắt đất 1.1.2 Các phương pháp thí nghiệm phịng xác định sức kháng cắt đất 1.2 Một số kết nghiên cứu ảnh hƣởng phƣơng pháp thí nghiệm đến kết xác định sức kháng cắt đất 23 CHƢƠNG 2: ĐỊA TẦNG TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH CỦA ĐẤT LOẠI SÉT a tb1 Ở KHU VỰC HÀ NỘI 27 2.1 Đặc điểm địa tầng trầm tích Đệ tứ khu vực Hà Nội 27 2.1.1 Các trầm tích Pleistoxen (Q1) 27 2.1.2 Các trầm tích Holoxen (Q2) 29 2.2 Đặc điểm hình thành trầm tích hệ tầng Thái Bình khu vực Hà Nội đặc điểm địa chất cơng trình đất loại sét a 31 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỨC KHÁNG CẮT KHƠNG THỐT NƢỚC CỦA ĐẤT LOẠI SÉT a PHÂN BỐ Ở KHU VỰC HÀ NỘI 34 ii 3.1 Lựa chọn vị trí nghiên cứu khối lƣợng cơng tác lấy mẫu thí nghiệm 34 3.1.1 Vị trí đối tượng nghiên cứu 34 3.1.2 Khối lượng công tác lấy mẫu nghiên cứu 35 3.2 Nội dung, phƣơng pháp kết nghiên cứu 37 3.2.1 Nội dung nghiên cứu 37 3.2.2 Phương pháp kết nghiên cứu 37 3.3 Những nhận xét chung sức kháng cắt khơng nước Su đất nghiên cứu 50 3.4 Nghiên cứu quan hệ tương quan kết thí nghiệm sức kháng cắt Su thiết bị khác 58 3.4.1 Đặt vấn đề 58 3.4.2 Quan hệ tương quan kết thí nghiệm sức kháng cắt khơng nước Su đất thiết bị khác 61 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị Giải thích a1-2 cm2/kG Hệ số nén lún Is Độ sệt e0 Hệ số rỗng tự nhiên G % Độ bão hòa IP % Chỉ số dẻo Độ lỗ rỗng n W % Độ ẩm tự nhiên mẫu đất WL % Độ ẩm giới hạn chảy mẫu đất WP % Độ ẩm giới hạn dẻo mẫu đất w g/cm3 Khối lượng thể tích tự nhiên mẫu đất c g/cm3 Khối lượng thể tích khơ mẫu đất P % Hàm lượng phần trăm nhóm hạt đất cu kG/cm2 Lực dính kết khơng nước Su kG/cm2 Sức kháng cắt khơng nước đất P kG/cm2 Tải trọng nén chặt pháp tuyến kG/cm2 Lực cắt g/cm3 Khối lượng riêng mẫu đất độ Góc ma sát trong, góc ma sát có hiệu kG/cm2 Lực dính kết, lực dính kết hiệu kG/cm2 Ứng suất, ứng suất có hiệu kG/cm2 Ứng suất thân (áp lực địa tầng) , ’ c, c’ , ’ n, n’ kG/cm2 Ứng suất pháp, ứng suất pháp có hiệu 1, 1’ kG/cm2 Ứng suất lớn nhất, ứng suất LN có hiệu iv UU Thí nghiệm khơng cố kết- khơng nước QDS Thí nghiệm cắt phẳng trực tiếp UC Thí nghiệm nén trục nở hơng CU Thí nghiệm cố kết- khơng nước CD Thí nghiệm cố kết- thoát nước 3, U 3’ kG/cm2 kG/cm2 Ứng suất nhỏ nhất, ứng suất NN có hiệu Áp lực nước lỗ rỗng v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Nội dung Trang 2.1 Tổng hợp tiêu lý đặc trưng loại đất thuộc HTTB 33 3.1 Tổng hợp khối lượng mẫu thí nghiệm 36 3.2 Các cấp áp lực nén cắt mẫu thí nghiệm 38 3.3 Tổng hợp kết thí nghiệm cắt phẳng 40 3.4 Áp lực buồng 41 3.5 Tổng hợp kết thí nghiệm nén ba trục UU 47 3.6 Tổng hợp kết thí nghiệm nén trục nở hông 49 3.7 Tổng hợp KQTN xác định Su từ thiết bị thí nghiệm khác 50 cắt cho thỏi mẫu vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Nội Dung Trang 1.1 Sơ đồ thiết bị hộp cắt 1.2 Sơ đồ buồng chứa mẫu thí nghiệm 12 1.3 Đường bao phá hoại Mohr- Coulomb 18 1.4 Phương pháp xác định sức kháng cắt 19 1.5 Các thành phần ứng suất phân tố đất thí nghiệm nén trục 21 1.6 Đường cong ứng suất giới hạn nén trục 22 1.7 Thí nghiệm nén đơn trục đất yếu 23 3.1 Địa tầng chung hố khoan vị trí nghiên cứu 34 3.2 Biểu đồ xác định sức kháng cắt thí nghiệm cắt phẳng 39 3.3 Biểu đồ sức kháng cắt đất thí nghiệm nén ba trục UU 46 3.4 Biểu đồ biến đổi P, W, c Su theo độ sâu Sét pha dẻo cứng 52 3.5 Biểu đồ biến đổi P, W, c Su theo độ sâu Sét pha dẻo mềm 52 3.6 Biểu đồ biến đổi P, W, c Su theo độ sâu Sét pha dẻo chảy 53 3.7 Biểu đồ quan hệ Su - c đất sét pha dẻo cứng 54 3.8 Biểu đồ quan hệ Su - c đất sét pha dẻo mềm 55 3.9 Biểu đồ quan hệ Su - c đất sét pha dẻo chảy 57 3.10 Quan hệ tương quan Su (UU) Su (QDS) 63 3.11 Quan hệ tương quan Su (UU) Su (UC) 64 vii DANH MỤC CÁC ẢNH CHỤP Ảnh Nội Dung Trang 1.1 Máy nén ba trục 13 3.1 Hệ thống máy nén ba trục nén trục 35 3.2 Máy cắt phẳng ứng biến 36 3.3 Dụng cụ tạo mẫu thí nghiệm nén ba trục tay 42 3.4 Các dụng cụ sử dụng trình tạo mẫu thí nghiệm 43 3.5 Dạng phá hoại mẫu đất nghiên cứu theo sơ đồ UU 45 3.6 Dạng phá hoại mẫu đất nén trục nở hơng 49 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trầm tích sét thuộc hệ tầng Thái Bình bao gồm nhiều loại đất có thành phần, trạng thái khác nhau, chúng thường chọn làm lớp đặt móng cơng trình Khi tiến hành cơng tác khảo sát địa chất cơng trình, việc xác định sức kháng cắt loại đất dính cách xác phù hợp với điều kiện làm việc thực tế cần thiết Chỉ tiêu sức kháng cắt đất đặc trưng góc ma sát lực liên kết c đất Giá trị khơng phụ thuộc vào loại đất, trạng thái đất mà cịn phụ thuộc vào thiết bị thí nghiệm sơ đồ thí nghiệm Sự lựa chọn thơng số c, đưa vào tính tốn cách xác phụ thuộc nhiều vào thiết bị thí nghiệm xác định chúng Nhằm phục vụ tốt cho việc nghiên cứu so sánh, đánh giá xác kết thí nghiệm để lựa chọn thơng số c, việc nghiên cứu so sánh sức kháng cắt khơng nước thu từ thiết bị cắt khác cần thiết Vì vậy, đề tài : “ Nghiên cứu sức kháng cắt khơng nước đất loại sét thuộc hệ tầng Thái Bình (aQ23tb1 ) khu vực Hà Nội thiết bị nén ba trục, nén trục nở hơng cắt phẳng” có ý nghĩa thực tế có tính cấp thiết Mục tiêu đề tài Xác định thiết lập mối quan hệ tương quan đặc trưng độ bền sức kháng cắt đất loại sét hệ tầng Thái Bình (aQ23tb1) phân bố khu vực Hà Nội theo sơ đồ thí nghiệm cắt nhanh khơng nước thiết bị nén ba trục, nén trục nở hông cắt phẳng Phạm vi đối tƣợng nghiên cứu đề tài - Đối tượng nghiên cứu đề tài: đất sét pha trầm tích sơng (aQ23tb1) - Phạm vi nghiên cứu đề tài: khu vực Hà Nội ... quan hệ tương quan đặc trưng độ bền sức kháng cắt đất loại sét hệ tầng Thái Bình (aQ23 tb1) phân bố khu vực Hà Nội theo sơ đồ thí nghiệm cắt nhanh khơng nước thiết bị nén ba trục, nén trục nở hông. .. cắt khơng nước đất loại sét thuộc hệ tầng Thái Bình (aQ23 tb1 ) khu vực Hà Nội thiết bị nén ba trục, nén trục nở hông cắt phẳng? ?? có ý nghĩa thực tế có tính cấp thiết Mục tiêu đề tài Xác định thiết. .. sức kháng cắt không nước đất thiết bị thí nghiệm khác (nén ba trục, nén trục nở hông cắt phẳng) ; - Thống kê: xử lý kết thí nghiệm xác định đặc trưng sức kháng cắt đất phân bố khu vực nghiên cứu;