Phân tích kết quả nghiên cứu biến dạng và hiệu chỉnh thời gian gia tải thiết kế đắp theo giai đoạn của nền đường ôtô cao tốc thành phố hồ chí minh trung lương theo kết quả nghiên cứu bổ sung và quan trắc thực tế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - A CHT Nguyễn vũ thức Phân tích kết nghiên cứu biến dạng hiệu chỉnh thời gian gia tải thiết kế đắp theo giai đoạn đờng «t« cao tèc thµnh Hå ChÝ Minh – Trung Lơng theo kết nghiên cứu bổ sung quan tr¾c thùc tÕ ” LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - NĂM 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT Ngun vị thức Phân tích kết nghiên cứu biến dạng hiệu chỉnh thời gian gia tải thiết kế đắp theo giai đoạn đờng ôtô cao tốc thành phố Hồ Chí Minh Trung Lơng theo kết nghiên cứu bổ sung quan trắc thực tế Chuyờn ngành: Địa chất cơng trình Mã số: 60.44.65 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ngun huy ph−¬ng HÀ NỘI - NĂM 2009 Lêi cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Kết nghiên cứu luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Tác giả luận văn nguyễn vũ thức i Mục lục Trang phụ bìa Mục lục Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài Đối tợng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ đề tài Nội dung nghiên cứu Phơng pháp nghiên cứu ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn Cơ sở tài liệu luận văn Chơng 1: tổng quan thay đổi đặc trng học đất yếu sau xử lý dới tải trọng đắp 1.1 Mối liên quan ứng suất, biến dạng độ bền đất 1.1.1 Đặc tính cố kết đất yếu tố ảnh hởng 1.1.2 Độ bền kháng cắt đất yếu tố ảnh hởng 1.2 Các thông số đặc trng cho tính chất nén lún độ bền kháng cắt đất 1.2.1 Các thông số đặc trng cho tính nén lún đất 1.2.2 Các thông số đặc trng cho sức kháng cắt đất chơng 2: xây dựng phơng pháp luận nghiên cứu trình cố kết đờng dới tải trọng đắp 2.1 Đặc điểm phân bố đất yếu khu vực nghiên cứu 2.1.1 Đặc điểm phân bố đất yếu khu vực khảo sát 2.1.2 Đặc điểm địa tầng tiêu lý đất khu vực nghiên cứu 2.2 Quá trình phát triển vùng biến dạng dẻo đất yếu dới tải trọng đắp 2.2.1 Các thông số thiết kế đờng đắp đợc áp dụng để tính toán 2.2.2 Sự phát triển vùng biến dạng dẻo đất yếu dới tải trọng đắp 2.3 Đặc điểm đất sau xử lý giếng cát dới tải i v viii ix 1 1 2 3 4 15 18 18 31 36 36 36 36 50 50 43 52 ii trọng đắp 2.3.1 Sự gia tăng sức kháng cắt đất 53 2.3.2 Sự thay đổi đặc trng nén lún đất 55 2.4 xây dựng Phơng pháp tính toán xác định độ cố kết 61 đờng dới tải trọng đắp chơng 3: kết tính toán lún đờng đắp quan trắc trờng 3.1 Tính toán độ lún đờng dựa kết khảo sát bổ sung quan trắc thực tế 3.1.1 Độ lún tức thời, độ lún cố kết độ lún quan trắc 3.1.2 Độ cố kết đờng 3.2 Tính toán mức độ có kết đờng sở thay đổi đặc tính đất đờng đắp 3.2.1 Sự gia tăng sức kháng cắt không thoát nớc đất đắp 3.2.2 Tính toán độ cố kết đờng đắp thông qua gia tăng sức kháng cắt 3.3 Tính thời gian phân kỳ đắp ®−êng 3.3.1 TÝnh thêi gian cè kÕt cđa nỊn ®−êng 3.2 Tính chiều cao đắp đờng 3.3.3 Kiểm toán trợt sâu đờng với chiều cao đắp 3.4 so sánh kết tính lún theo thiết kế theo kết khảo sát bổ sung chơng 4: phân tích xác định nguyên nhân sai khác kiến nghị hiệu chỉnh 4.1 Một số nguyên nhân dẫn tới khác kết qu¶ tÝnh lón 63 63 63 67 69 69 72 75 75 79 80 83 85 85 4.1.1 ¶nh h−ëng việc lựa chọn số liệu đầu vào cho tính toán 4.1.2 ảnh hởng mô hình cách thức tính toán 88 4.2 Một số kiến nghị hiệu chỉnh 92 4.2.1 Kiến nghị hiệu chỉnh giá trị độ lún 4.2.2 Kiến nghị hiệu chỉnh phân kỳ đắp thời gian đắp 92 94 Kết luận kiến nghị 96 85 iii Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Ký hiệu av a0 a1-2 Đơn vị cm2/kG cm2/kG cm2/kG B kG/cm2 cm2/s C Cc Cr Cv §CCT e; e0 ec ei ∆e E0 G h kG/cm2 % cm hn, m htd hi m m cm cm cm cm cm/s cm2/kG H ∆H Hi HS K, Kt mv Nnk n OCR σ σpz % kG/cm2 kG/cm2 Gi¶i thÝch HƯ sè nÐn lón HƯ sè nÐn lón t−¬ng ®èi HƯ sè nÐn lón ë cÊp ¸p lùc tõ đến kG/cm2 Hệ số ảnh hởng hởng tính nén ép nớc lỗ rỗng chiều rộng móng (m) độ sệt đất (%) Lực dính kết ChØ sè nÐn lón ChØ sè në HƯ sè cè kết Địa chất công trình Hệ số rông, hệ số rỗng tự nhiên Hệ số rỗng ứng với áp lực tiền cố kết Hệ số rỗng cấp tải trọng thứ i Biến thiên hệ số rỗng Mô đun tổng biến dạng Độ bÃo hoà Chiều cao mẫu Chiều dày vùng chịu nén chiều sâu vùng hoạt động nén ép Chiều dày lớp tơng đơng Chiều dày lớp phân tố Chiều dày trung bình mẫu đất cấp áp lực xét Biến thiên chiều cao ChiỊu cao mÉu øng víi cÊp t¶i träng thø i Chiều cao phần hạt rắn Hệ số thấm Hệ số nén thể tích Những ngời khác Độ lỗ rỗng Chỉ số cố kết Tải trọng tác dụng áp lực tiỊn cè kÕt iv Ký hiƯu σ0 σgl ∆σtb p Ro S, Sc Stt Sth t tc Tv Th t50 t90 t100 U Uv Uh u u0 ui ue uh W Wt Wp Wn z c Đơn vị kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 cm cm cm giây, phút, Ngày, tháng, năm giây, phút giây giây % % % kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 % % % % m độ g/cm3, T/m3 g/cm3 g/cm3 Giải thích áp lực thân áp lực gây lún áp lực gây lún trung bình lớp đất Tải trọng đắp Sức chịu tải quy ớc Độ lún cuối cùng, độ lún cố kết Độ lún tức thời Độ lún sơ cÊp (do thÊm) Thêi gian Thêi gian ®é lón ỉn định thời gian cuối cần xác định lún từ biến Nhân tố thời gian theo phơng thẳng đứng Nhân tố thời gian theo phơng ngang Thời gian ứng víi ®é cè kÕt 50% Thêi gian øng víi ®é cè kÕt 90% Thêi gian øng víi ®é cè kÕt 100% Độ cố kết Độ cố kết theo phơng thẳng đứng Độ cố kết theo phơng ngang áp lực nớc lỗ rỗng áp lực nớc lỗ rỗng ban đầu áp lực nớc lỗ rỗng thời điểm i áp lực nớc lõ rỗng ban đầu áp lực thuỷ tĩnh Độ ẩm tự nhiên Độ ẩm giới hạn chảy Độ ẩm giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sâu Góc ma sát Khối lợng thể tích tự nhiên Khối lợng thể tích khô Khối lợng riêng cốt đất v Ký hiệu n ; KTr Đơn vị g/cm3 kG/cm2 kG/cm2 - Giải thích Khối lợng riêng nớc ứng suất tổng, ứng suất hữu hiệu Độ bền liên kết kiến trúc Hệ số phụ thuộc vào nở hông đất Hệ số biến dạng ngang (hệ số Poisson) vi Danh mục bảng Bảng Nội dung Trang Bảng 2.1 Các tiêu lý đặc trng đất lớp 3a 37 Bảng 2.2 Các tiêu lý đặc trng đất lớp 38 Bảng 2.3 Các tiêu lý đặc trng đất lớp 39 Bảng 2.4 Các tiêu lý đặc trng đất lớp 40 Bảng 2.5 Các tiêu lý đặc trng đất thấu kính TK1 41 Bảng 2.6 Các tiêu lý đặc trng đất thấu kính TK2 43 Bảng 2.7 Kết cắt cánh trờng lớp đất yếu phạm vi đắp 44 Bảng 2.8 Bảng 3.1 Kết cắt cánh trờng lớp đất yếu phạm vi đắp 47 Các giá trị độ lún độ cố kết đắp 68 Bảng 3.2 Sự thay đổi sức kháng cắt không thoát nớc lớp đất 71 Bảng 3.3 Độ cố kết đất theo gia tăng sức kháng cắt không thoát nớc 73 Bảng 3.4 Thời gian cố kết đờng dới tải trọng đắp 77 Bảng 3.5 Chiều cao đắp tối đa hệ số ổn định trợt sâu đờng 82 Bảng 3.6 So sánh độ lún theo thiết kế theo số liệu khảo sát bổ sung 83 Bảng 4.1 Độ lún ®é cè kÕt sau hiƯu chØnh 93 B¶ng 4.2 Thời gian cố kết đắp cao độ đắp giới hạn 94 vii Danh mục hình vẽ Hình Nội dung Trang Hình 1.1 Đờng cong nén lún đất loại sét trạng thái cứng, nửa cứng Hình 1.2 Đờng cong nén lún đất loại sét yếu, bÃo hoà nớc Hình 1.3 Sự thay đổi ứng suất, áp lực lỗ rỗng d, độ lún trình cố kết 10 Hình 1.4 Mô trình cố kết đất 13 Hình 1.5 Sự thay đổi áp lực nớc lỗ rỗng trình cố kết 14 Hình 1.6 Mô hình ma sát hạt đất 15 Hình 1.7 Đờng bao ứng suất đỉnh cực hạn 16 Hình 1.8 Mô hình cố kết thấm đất ( Tezaghi- 1925) 19 Hình 1.9 Dòng nớc thấm khỏi phân tố đất 20 Hình 1.10 Đờng cong e = f(lg) để xác định áp lực tiền cố kết 24 Hình 1.11 Đờng cong e = f(lg) để xác định số nén 25 Hình 1.12 Đồ thị đờng cong nén lún e = f() 27 Hình 1.13 Đờng cong cố kết lý thuyÕt s¬ cÊp theo S = f( t ) 29 Hình 1.14 Đờng cong lún S = f(lgt) 30 Hình 1.15 Đờng bao độ bền chống cắt không thoát nớc 33 Hình 1.16 Phơng trình Coulomb đờng bao phá hoại 33 Hình 1.17 Độ bền đỉnh, độ bền giới hạn độ bền d 34 Hình 2.1 Sự phân bố đất yếu dọc tuyến đờng 36 Hình 2.2 Quá trình phát triển vùng biến dạng dẻo 51 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Quan hệ sức kháng cắt không thoát nớc đất chiều sâu vùng ảnh hởng tải trọng đắp Quan hệ sức kháng cắt không thoát nớc đất chiều sâu vùng ảnh hởng tải trọng đắp Quan hệ sức kháng cắt không thoát nớc đất chiều sâu vùng ảnh hởng tải trọng đắp Quan hệ sức kháng cắt không thoát nớc đất chiều sâu vùng ảnh hởng tải trọng đắp 53 53 54 54 ... đoạn thiết kế kỹ thuật (tháng 4/2005) - Hồ sơ thiết kế đờng ôtô đắp đất yếu từ thành phố Hồ Chí Minh Trung Lơng - Các kết quan trắc lún trình đắp gia tải đờng ôtô cao tốc thành phố Hồ Chí Minh Trung. .. ôtô cao tốc thành phố Hồ Chí Minh Trung Lơng, giai đoạn thiÕt kÕ kü tht bỉ sung (th¸ng 6/2008) - C¸c kết khảo sát địa chất công trình đờng ôtô cao tốc thành phố Hồ Chí Minh Trung Lơng, giai đoạn. .. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - A CHT Nguyễn vũ thức Phân tích kết nghiên cứu biến dạng hiệu chỉnh thời gian gia tải thiết kế đắp theo giai đoạn đờng «t« cao tèc thµnh Hå ChÝ Minh – Trung