Nghiên cứu ứng xử cố kết của đất sét nạo vét từ lòng sông khi gia cường đệm cát và vải địa kỹ thuật dưới điều kiện nén 3 trục

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỐ KẾT CỦA ĐẤT SÉT NẠO VÉT TỪ LỊNG SƠNG KHI GIA CƯỜNG ĐỆM CÁT VÀ VẢI ĐỊA KỸ THUẬT DƯỚI ĐIỀU KIỆN NÉN TRỤC S K C 0 9 MÃ SỐ: T2020-81TĐ S KC 0 3 Tp Hồ Chí Minh, tháng 4/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỐ KẾT CỦA ĐẤT SÉT NẠO VÉT TỪ LỊNG SƠNG KHI GIA CƯỜNG ĐỆM CÁT VÀ VẢI ĐỊA KỸ THUẬT DƯỚI ĐIỀU KIỆN NÉN TRỤC Mã số: T2020-81TĐ Chủ nhiệm đề tài: Thạc sĩ NGUYỄN THANH TÚ TP HCM, 04/2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỐ KẾT CỦA ĐẤT SÉT NẠO VÉT TỪ LỊNG SƠNG KHI GIA CƯỜNG ĐỆM CÁT VÀ VẢI ĐỊA KỸ THUẬT DƯỚI ĐIỀU KIỆN NÉN TRỤC Mã số: T2020-81TĐ Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN THANH TÚ Thành viên đề tài: NGUYỄN MINH ĐỨC LÊ PHƯƠNG BÌNH TP HCM, 04/2021 DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGUYỄN THANH TÚ- Khoa Xây Dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Tp Hồ Chí Minh NGUYỄN MINH ĐỨC- Khoa Xây Dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Tp Hồ Chí Minh LÊ PHƯƠNG BÌNH - Khoa Xây Dựng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Tp Hồ Chí Minh MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH ẢNH iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iv THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .v INFORMATION ON RESEARCH RESULTS vii CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU I TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU .1 1.1 Tình hình nghiên cứu nước: .1 1.2 Nghiên cứu nước .3 TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI II III MỤC TIÊU CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU IV 4.1 Cách tiếp cận 4.2 Phương pháp nghiên cứu ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU V 5.1 Đối tượng nghiên cứu 5.2 Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN I SƠ BỘ VỀ TÍNH NÉN LÚN VÀ CỐ KẾT CỦA ĐẤT .6 1.1 Tính nén lún đất .6 1.2 Cố kết BIẾN DẠNG KHÔNG NỞ HÔNG- HỆ SỐ ÁP LỰC NGANG TĨNH KO .8 II 2.1 Biến dạng mẫu đất: .8 2.2 Hệ số áp lực ngang tĩnh Ko- Biến dạng đất khơng nở hơng III THÍ NGHIỆM CỐ KẾT TRỤC KHÔNG NỞ HÔNG 3.1 Khái niệm 3.2 Mục đích thí nghiệm nén cố kết: 3.3 Tính tốn thí nghiệm nén cố kết IV THÍ NGHIỆM CỐ KẾT TRỤC KHÔNG NỞ HÔNG .14 4.1 Mục đích thí nghiệm 14 4.2 Quy trình thí nghiệm 15 4.3 Tính tốn 17 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM .20 i/54 I VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM 20 1.1 Đất bùn sét nạo vét .20 1.2 Vải địa kỹ thuật 21 1.3 Cát thí nghiệm 22 CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM 23 II 2.1 Chuẩn bị đất thí nghiệm .23 2.2 Thí nghiệm xác định hệ số áp lực ngang tĩnh Ko .23 2.3 Trình tự thí nghiệm nén cốt kết trục không nở hông 23 2.4 Trình tự thí nghiệm cố kết trục .25 2.5 Số lượng mẫu thí nghiệm 25 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ .29 I HỆ SỐ ÁP LỰC NGANG KO 29 ỨNG XỬ LÚN CỦA MẪU CỐ KẾT TRỤC 29 II 2.1 Độ lún cố kết mẫu đất không gia cường: 29 2.2 Độ lún cố kết mẫu đất gia cường vải địa kỹ thuật 30 2.3 Độ lún cố kết mẫu đất gia cường đệm cát vải địa kỹ thuật .30 2.4 Ảnh hưởng lớp gia cường đến thời gian cố kết mẫu thí nghiệm: 31 2.5 Kết luận 32 III KẾT QUẢ CỐ KẾT MẪU TRỤC 32 3.1 Mẫu đất không gia cường 32 3.2 Mẫu đất gia cường vải địa kỹ thuật 35 3.3 Mẫu gia cường đệm cát vải địa kỹ thuật 37 3.4 Kết luận: .39 IV SO SÁNH CỐ KẾT TRỤC VÀ TRỤC 40 4.1 Thời gian cố kết: 40 4.2 Hệ số cố kết Cv hệ số thấm K 41 4.3 Kết luận 42 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KẾT NGHỊ 44 I KẾT LUẬN .44 II KIẾN NGHỊ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO .45 ii/54 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 1: Tính nén lún đất 2: Cố kết hướng 3: Sự cố kết đất sét bão hòa 4: Sơ đồ thí nghiệm nén cố kết thiết bị nén không nở hông .9 5: Phương pháp xác định số nén Cc 11 6: Phương pháp xác định số Cr (đường nén lại- cố kết) 11 7: Đường cong cố kết Phương pháp xác định thời gian T90 12 8: Xác định thời gian cố kết theo phương pháp logarit thời gian T50 .12 9: Xác định giai đoạn cố kết thấm đất bão hòa nước gồm giai đoạn bắt đầu cố kết thấm kết thúc cố kết thấm 14 10: Mơ hình thí nghiệm trục 15 11: Kích cỡ thành phần hạt đất sét 21 12: Vải địa kỹ thuật 22 13: Kích cỡ thành phần hạt cát 22 14: Đất trước sàn, sàn, đất sau sàn 23 16: Nén cố kết trục không nở hông .24 17: Mẫu đất thí nghiệm nén cố kết trục 25 15: Mẫu đất thí nghiệm 26 18: Mẫu đất nén cố kết trục 27 19: Biến dạng vải; vải đệm cát cấp áp lực 28 20: Biểu đồ quan hệ độ lún h thời gian đất không gia cường 30 21: Biểu đồ quan hệ độ lún h thời gian đất gia cường lớp vải địa kỹ thuật 30 22: Biểu đồ quan hệ độ lún h thời gian đất gia cường vải địa kỹ thuật đệm cát cm 31 23: Chuyển vị đứng mẫu đất không theo thời gian 33 24: Tổng biến dạng thể tích mẫu đất vải theo thời gian .33 25: Đường kính mẫu đất khơng gia cường theo thời gian .34 26: Thay đổ đường kính mẫu đất không gia cường theo thời gian 34 27: Chuyển vị đứng mẫu đất- vải theo thời gian .35 28: Tổng biến dạng thể tích mẫu đất vải theo thời gian .36 29: Đường kính mẫu đất- vải theo thời gian .36 30: Chuyển vị đứng mẫu đất gia cường đệm cát theo thời gian .38 31: Đường kính mẫu đất- vải theo thời gian Error! Bookmark not defined 32: Thời gian cố kết T90 T100 mẫu .40 33: Hệ số cố kết Cv 41 34: Hệ số thấm mẫu 41 35: mẫu thí nghiệm cố kết trục truyền thống cải tiến để khảo sát ảnh hưởng lớp gia cường .42 iii/54 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: - Các yếu tố để xác định c v 18 Bảng 2: Tính chất học đất .20 Bảng 3: Tính chất học vải địa kỹ thuật 21 Bảng 4: Tính chất học cát 22 Bảng 5: Thời gian đạt độ lún 1.5 mm 31 Bảng 6: Thời gian cố kết T90, T100, Cv, Mv, K mẫu cố kết trục 31 Bảng 7: Tỉ lệ T90, T100, Cv, Mv, K mẫu gia cường không gia cường cố kết trục 32 Bảng 7: Kết cố kết mẫu không gia cường 35 Bảng 8: Kết cố kết mẫu gia cường vải địa kỹ thuật 37 Bảng 9: Kết cố kết mẫu gia cường vải địa kỹ thuật 37 Bảng 11: Tỉ lệ T90, T100, Cv, Mv, K mẫu gia cường không gia cường cố kết trục 40 Bảng 10: Tỉ lệ thời gian cố kết 90% (T90) 100% (T100) mẫu cố kết trục mẫu cố kết trục 41 Bảng 11: Tỉ lệ hệ số cố kết Cv hệ số thấm Kv mẫu cố kết trục mẫu cố kết trục 42 iv/54 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc Khoa XÂY DỰNG Tp HCM, ngày 12 tháng 04 năm 2020 THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên Cứu Ứng Xử Cố Kết Của Đất Sét Nạo Vét Từ Lịng Sơng Khi Gia Cường Đệm Cát Và Vải Địa Kỹ Thuật Dưới Điều Kiện Nén Trục - Mã số: T2020-81TĐ - Chủ nhiệm: Nguyễn Thanh Tú - Cơ quan chủ trì: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật - Thời gian thực hiện: 12 tháng, từ 12/2019- 12/2020 Mục tiêu: - Nghiên cứu ứng xử cố kết đất sét cố kết gia cường đệm cát vải địa kỹ thuật điều kiện thí nghiệm nén trục - So sánh kết ứng xử cố kết đất sét không gia cường, gia cường đệm cát vải địa kỹ thuật nén cố kết trục trục Tính sáng tạo: - Nghiên cứu đưa biện pháp gia cố đất yếu vật liệu vải địa kỹ thuật phương pháp vải địa kỹ thuật kết hợp đệm cát để đẩy nhanh trình cố kết đất sét yếu, từ gia tăng cường độ cho đất - Thí nghiệm nén trục cần thiết để mô phỏng làm việc mẫu đất điều kiện thực tế Từ đó, giúp người thiết kế hiểu trình cố kết đất sét gia cường khác biệt cố kết thí nghiệm cố kết trục truyền thống, đặc biệt chiều cao mẫu lớn, ảnh hưởng ma sát đất thành dao vòng đáng kể Kết nghiên cứu: - Các lớp gia cường thúc đẩy nhanh trình cố kết loại thí nghiệm Vải địa kỹ thuật giúp đẩy nhanh q trình nước từ 62% đến 80%, đệm cát + vải địa kỷ thuật 25%- 30% so với trường hợp khơng gia cường Đo đó, hệ số thấm mẫu đất tăng lên Quá trình đẩy nhanh cố kết lớp đệm cát vải địa kỹ thuật tạo thành biên thoát nước tốt đồng thời làm giảm chiều cao lớp đất cố kết - Nén cố kết trục cho kết xác nén cố kết trục, đặc biệt chiều cao mẫu lớn hay tỉ lệ đường kính mẫu/chiều cao mẫu >2.5 lần Do ảnh hưởng v/54 ma sát đất thành dao vịng, thí nghiệm cố kết trục, áp lực nén bị mát phần làm cho mẫu đất khơng cịn chịu tải trọng tác dụng Kết rằng, thí nghiệm cố kết trục, thời gian cố kết giảm khoảng 90% cho mẫu không gia cường, 75% 68% cho mẫu gia cường vải địa kỹ thuật mẫu gia cường vải địa + đệm cát Do đó, hệ số thấm mẫu cố kết trục lớn mẫu cố kết trục từ 1.12 đến 1.33 lần Sản phẩm: 01 báo nước (theo đăng ký đề tài 01 báo danh mục tính điểm 0.75-1 điểm) Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu khả áp dụng: - Hiệu quả: Kết nghiên cứu góp phân quan trọng việc bảo vệ mơi trường, sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên bền vững Kết nghiên cứu giúp sử dụng đất sét lòng sơng làm cát san lấp, giúp khai thơng dịng chảy, chống lại ảnh hưởng mực nước dâng cao biến đổi khí hậu Đồng thời, hạn chế việc khai thác cát từ lịng sơng, giảm ảnh hưởng hưởng mơi trường tự nhiên Kết nghiên cứu áp dụng rộng rãi giáo dục làm sở lý thuyết cho nghiên cứu có liên quan - Phương thức chuyển giao nghiên cứu: Kết đăng tạp chí chuyên ngành Trưởng Đơn vị Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) (ký, họ tên) Nguyễn Thanh Tú vi/54 10 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGỒI NƯỚC 10.1 Ngồi nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài giới, liệt kê danh mục cơng trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) Phương pháp bơm bùn lịng sơng làm đất đắp cho cơng trình áp dụng nhiều cơng trình lấn biển (Shang et al., 1998; Wang et al., 2014; Liu and Liu, 2008; Shen et al., 2006)) Tuy nhiên đặc điểm loại bùn hàm lượng nước cao, có độ rỗng lớn, khả biến dạng lớn chịu lực Những móng thường chịu biến dạng có độ lún lớn (Huerta and Rodriguez, 1992; Liu and Zhou, 2005) Khi nghiên cứu hệ số thấm phương pháp tính độ lún cho lớp đất bùn yếu, Zhang et al., 2015 cho thấy hệ số rỗng hàm lượng đất sét ảnh hưởng lớn đến hệ số thấm loại đất Kết cho thấy hệ số rỗng bùn giảm dần theo thời gian Đất đắp bùn nạo vét cần thời gian vài năm để ổn định cần có xử lý, gia cường nhằm đẩy nhanh trình cố kết đất bùn loại Để xử lý gia cố lớp bùn yếu móng cơng trình, nhiều nghiên cứu cho thấy vải địa kỹ thuật giải pháp hữu hiệu Palmeira et al., 1998 phân tích ngược trường hợp đê đất yếu gia cố vải địa kỹ thuật Nghiên cứu sử dụng phương pháp giải tích để tính tốn hệ số an tồn đập khơng gia cố vải địa kỹ thuật Jewel, 1996 đề xuất Nghiên cứu cho thấy hệ số an toàn đê gia cố vải địa kỹ thuật tối thiểu, Fs = 1.2 thiết kế thông thường Zhou et al., 2008 nghiên cứu biện pháp gia cố đệm cát kết hợp với lưới vải địa kỹ thuật Geogrid túi địa kỹ thuật Geocell Kết nghiên cứu cho thấy kết cấu liên hợp vải địa kỹ thuật đệm cát gia tăng khả chịu lực cho lớp đất yếu Hệ kết cấu liên hợp giúp tăng hệ số K thêm 30 lần độ lún giảm 44% làm giảm ứng suất bề mặt lớp đất yếu so với đất yếu không gia cố Một nghiên cứu khác đề xuất Sitharam et al., 2013 sử dụng Geocell làm móng đỡ đập cao 3m bùn đỏ - sản phẩm thải từ trình tuyển quặng nhơm Nghiên cứu đề xuất phương pháp giải tích nhằm xác định khả chịu tải lớp bùn yếu gia cường Geocell kết hợp với lưới vải địa kỹ thuật Kết nghiên cứu cho thấy kết hợp đem lại hiệu lớn sử dụng Geocell Đệm cát kết hợp với vải địa kỹ thuật áp dụng làm móng cho đê chắn đất yếu đề xuất nghiên cứu Yu et al., 2005 Nghiên cứu cho thấy đệm cát kết hợp với vải địa kỹ thuật đóng vai trị: (1) vải địa kỹ thuật ngăn cản biến dạng ngang tăng tính ổn định cho đê; (2) vải địa kỹ thuật ngăn cản dịch chuyển ngang đất đê Đất yếu gây dịch chuyển ngang lớn làm tăng hiệu vải địa kỹ thuật, đặc biệt lớp đệm cát nằm kẹp lớp đất yếu Nghiên cứu thể vải địa kỹ thuật có mơ đun đàn hồi độ rộng lớn đem lại hiệu cao ổn định đê Geocell đệm cát kết hợp với cọc vật liệu rời (đá - sỏi) để gia cố đất yếu trình bày nghiên cứu Dash et al., 2013 Nghiên cứu cho thấy cọc vật liệu rời có chiều dài mật độ đảm bảo làm tăng gấp lần khả chịu lực cho đất yếu Vải địakỹ thuật đệm cát làm tăng khả chịu lực đất lên lần Tuy nhiên kết hợp đệm cát, vải địa kỹ thuật Geocell cọc vật liệu rời, khả chịu lực đất gấp 10 lần so với đất ban đầu chưa gia cố Hufenus et al 2006 nghiên cứu khả chịu tải ứng xử đất yếu gia cường vải địa kỹ thuật dựa theo thí nghiệm tỷ lệ thực đường Nghiên cứu gia cường cho đất yếu xảy sử dụng lớp mỏng cốt liệu thô kẹp vải địa kỹ thuật Trong trường này, vệt lún tạo đường gây biến dạng dài lực lực kéo vải địa kỹ thuật tạo hiệu ứng gia cường cho đất Các nghiên cứu kết cấu đất gia cường vải địa kỹ thuật cho thấy việc sử dụng đất sét có tính thấm làm đất đắp địi hỏi áp dụng cơng nghệ xây dựng hệ thống nước phù hợp (Sridharan et al 1991; Glendinning et al 2005; Chen and Yu 2011; Taechakumthorn and Rowe 2012; Yang et al 2015) Nghiên cứu Zornberg and Mitchell (1994) Mitchell and Zornberg (1995) khẳng định vai trò thoát nước vải địa kỹ thuật tăng cường sức chịu tải ổn định cơng trình đất đắp từ đất sét tính thấm Các thí nghiệm nén trục sử dụng rộng rãi nhằm xác định ứng xử đất sét gia cường vải địa kỹ thuật điều kiện thoát nước khác (Ingold 1983; Ingold Miller 1982, 1983; Fabian Foure 1986; Fourier Fabian 1987; Al-Omari et al 1989; Indraratna et al 1991; Unnikrishnan et al 2002; Noorzad Mirmoradi 2010; Jamei et al 2013; Mirzababaei et al 2013; Yang et al 2015) Ingold Miller (1982) tiến hành thí nghiệm khơng nước với đất cao lanh gia cường nhôm không thấm nước chất bọt nhựa dẻo thấm nước Kết cho thấy vật liệu gia cường thấm nước cho cường độ kháng cắt cao so với vật liệu gia cường không thấm nước Sử dụng thí nghiệm nén trục khơng cố kết, khơng thoát nước, Fabian Fourie (1986) khảo sát ảnh hưởng khả dẫn nước vật liệu gia cường tính kháng cắt khơng nước đất sét Kết cho thấy vật liệu gia cường thấm nước gia tăng cường độ cho đất sét khoảng 40% vật liệu gia cường không thấm nước làm giảm cường độ đất sét với giá trị tương tự Al-Omari et al (1989) tiến hành thí nghiệm nén trục cố kết thoát nước cố kết khơng nước đất sét gia cường lưới vải địa kỹ thuật Kết cho thấy phá hoại mẫu đất sét gia cường trượt tương đối đất sét lớp vải địa kỹ thuật gia cường Noorzad Mirmoradi (2010), Mirzababaei et al (2013), Yang et al (2015) tiến hành thí nghiệm nén trục khơng cố kết, khơng nước đất sét gia cường vải địa kỹ thuật Kết cho thấy vải địa kỹ thuật thấm nước gia tăng khả chống cắt lớn nhất, giảm mát khả chống cắt với biến dạng lớn Lớp cát mỏng kẹp lớp vải địa chất gia cường đất sét ảnh hưởng đến ứng xử chịu cắt biến dạng mẫu đất nghiên cứu khảo sát sử dụng thí nghiệm cắt đất trực tiếp (Abdi et al 2009), thí nghiệm kéo tuột vải địa kỹ thuật (Sridharan et al 1991; Abdi & Arjomand 2011; Abdi & Zandieh 2014) thí nghiệm nén trục (Unnikrishnan et al 2002) Kết nghiên cứu cho thấy lớp cát mỏng cải thiện tương tác bề mặt (lực ma sát) đất sét vải địa kỹ thuật từ gia tăng cường độ cho đất sét Lớp cát đóng vai trị biên thoát nước nhằm làm giảm áp lực nước lỗ rỗng xuất trình tải trọng tác dụng lên mẫu Các nghiên cứu Unnikrishnan et al (2002); Abdi et al (2009); Abdi & Arjomand (2011); Abdi & Zandieh (2014) bề dày tối ưu lớp cát khoảng từ 8-15mm thí nghiệm khơng cố kết, khơng nước (UU) thí nghiệm cắt đất trực tiếp chí đến 8cm thí nghiệm kéo tuột vải địa kỹ thuật Ngồi với vai trị biên nước, nghiên cứu Raisinghani & Viswanadham (2010) Lin & Yang (2014) cho thấy vải địa kỹ thuật cịn đóng vai trị ngăn chặn xâm nhập đất sét vào biên thấm Bên cạnh đó, số cơng trình nghiên cứu nước cơng trình đất yếu Pierre Lareal cộng sự, 1989 đưa tính tốn ổn định biến dạng đường cơng trình đắp tương tự đất yếu Bên cạnh nghiên cứu đưa số giải pháp xử lý xây dựng đường đắp đất yếu bao gồm phương pháp gia tải, tăng tốc độ cố kết đường thấm đứng, rãnh thấm, phương pháp gia cố cọc vôi, cọc xi măng đất… Abdi, M R., Sadrnejad, A., & Arjomand, M A (2009) Strength enhancement of clay by encapsulating geogrids in thin layers of sand Geotext Geomem, 27(6), 447–455 Abdi, M R., & Arjomand, M A (2011) Pullout tests conducted on clay reinforced with geogrid encapsulated in thin layers of sand Geotextiles and Geomembranes, 29(6), 588–595 Abdi, M R., & Zandieh, A R (2014) Experimental and numerical analysis of large scale pull out tests conducted on clays reinforced with geogrids encapsulated with coarse material Geotext Geomem, 42(5), 494–504 Casagrande, A and Fadum, R.E (1940) Notes on Soil Testing for Engineering Purposes Harvard SoilMechanics, Series No 8, Cambridge, Mass Chen, J., & Yu, S (2011) Centrifugal and numerical modeling of a reinforced lime-stabilized soil embankment on soft clay with wick drains International Journal of Geomechanics, 11(3), 167–173 Dash, S K., & Bora, M C (2013) Improved performance of soft clay foundations using stone columns and geocell-sand mattress Geotextiles and Geomembranes, 41, 26–35 Glendinning, S., Jones, C., & Pugh, R (2005) Reinforced soil using cohesive fill and electrokinetic geosynthetics International Journal of Geomechanics, 5(2), 138–146 Huerta, A., & Rodriguez, A (1992) Numerical analysis of non-linear large-strain consolidation and filling Comput Struct, 44 (1), 357–365 Lin, C.Y., & Yang, K.H (2014) Experimental study on measures for improving the drainage efficiency of low-permeability and low-plasticity silt with nonwoven geotextile drains J Chin Inst Civ Hydraul Eng, 26(2), 71–82 (in Chinese) 10 Liu, B.H., & Liu,W (2008) Current situation and countermeasures of sea reclamation in China Guangzhou Environ Sci, 2, 26–30, in Chinese 11 Liu, Z.Q., Zhou, & C.Y (2005) One-dimensional non-linear large deformation consolidation analysis of soft clay foundation by FDM Acta Sci Nat Univ Sunyatseni 44 (3), 25–28, in Chinese 12 Mitchell, J.K., & Zomberg, J.G (1995) Reinforced soil structures with poorly draining backfills Part II: Case histories and applications Geosynthetics International, 2(1), 265–307 13 Palmeira, E M., Pereira, J H F., & Da Silva, A R L (1998) Backanalyses of geosynthetic reinforced embankments on soft soils Geotextiles and Geomembranes, 16(5), 273–292 14 Prasada, P.S., Ramana, G.V (2016) Imperial smelting furnace (zinc) slag as a structural fill in reinforced soil structures Geotextiles and Geomembranes, 44(3), 406-428 15 Raisinghani, D V., & Viswanadham, B.V.S (2010) Evaluation of permeability characteristics of a geosynthetic-reinforced soil through laboratory tests Geotext Geomem, 28(6), 579–588 16 Shahbazi, M., et al., (2016) Optimization of carpet waste fibers and steel slag particles to reinforce expansive soil using response surface methodology, 142(2017), 185-192 17 Shang, J.Q., Tang, M., & Miao, Z (1998) Vacuum preloading consolidation of reclaimed land: a case study Can Geotech J, 35 (5), 740–749 18 Shen, Y.M., Feng, N.H., Zhou, Q., Liu, Y.M., & Chen, Z.Y (2006) The status and its influence of reclamation on Jiangsu coast Mar Sci, 10, 39–43, in Chinese 19 Sridharan, A., Murthy, S., Bindumadhava, B.R., & Revansiddappa, K (1991) Technique for using fine-grained soil in reinforced earth Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 117(8), 1174–1190 20 Sitharam, T G., & Hegde, A (2013) Design and construction of geocell foundation to support the embankment on settled red mud Geotextiles and Geomembranes, 41, 55–63 Taechakumthorn, C & Rowe, R (2012) Performance of reinforced embankments on ratesensitive soils under working conditions considering effect of reinforcement viscosity International Journal of Geomechanics, 12(4), 381–390 10.2 Trong nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài Việt Nam, liệt kê danh mục cơng trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài trích dẫn đánh giá tổng quan) Lê Bá Vinh cộng sự, 2003 nghiên cứu giải pháp xử lý tính tốn ổn định cơng trình đường cấp III có lớp đất yếu mỏng Nghiên cứu tập trung biện pháp xử lý đất yếu đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật cừ tràm Nghiên cứu đề xuất phương pháp tính tốn hệ số an tồn chống trượt tự nhiên xét ảnh hưởng vải địa kỹ thuật gia cố tăng ổn định đất yếu đường Lê Xuân Roanh, 2014 đề xuất công nghệ xử lý thi công đê, đập chắn sóng đất yếu Nghiên cứu phân tích số công nghệ xử lý đất sét yếu bao gồm (1) xử lý đê đệm cát đóng vai trị lớp chịu lực lớp nước cho đê, (2) xử lý bấc thấm làm tăng khả thoát nước qua hệ thống thoát nước đứng, (3) xử lý giếng cát vừa đóng vai trị biên thấm đứng, vừa đóng vai trị chịu tải trọng, tăng cường sức chịu tải cho nền, (4) ứng dụng vải địa kỹ thuật gia cố phân cách đê thân đê, phân bố áp lực đất đắp, tăng độ bền chống trượt khối đất đắp, giảm mặt cắt ngang đê, (5) xử lý bè cây, (6) xử lý cọc đệm cát (7) gia cố cọc xi măng đất Nghiên cứu cho thấy phương pháp sử dụng vật liệu cát cọc vật liệu rời giúp rút ngắn khoảng cách thoát nước cách bố trí hành lang nước theo phương thẳng đứng phương ngang, đồng thời bề mặt đất lại phủ lớp cát thoát nước lớp gia tải nhằm đẩy nhanh cố kết 10.3 Danh mục cơng trình cơng bố thuộc lĩnh vực đề tài chủ nhiệm thành viên tham gia nghiên cứu (họ tên tác giả; báo; ấn phẩm; yếu tố xuất bản) - Nguyễn Thanh Tú; Xác định tiêu chí đánh giá giải pháp thiết kế; đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường 2013 - Nguyễn Thế Anh, Nguyễn Thanh Tú; Tenso độ cứng hữu hiệu môi trường rỗng mô hình mạng lưới lị xo đàn hồi; Tạp chí xây dựng Việt Nam, số 8-2017, trang 281-287; Hội nghị Hội thảo CiviTech 2, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh - Nguyen, M.D., Vo, V.I., Pham, K.P., (2017) The Application of Limit Equilibrium Method on the Stability Anlysis to Determine the critical Water Level and Dangerous Lateral Riverbank Zone In Co Chien River, Vinh Long Province, Journal of Science and Technology in Civil Engineering, Vietnam Institute for Building Science and Technology, (04-05) 2017 - Yang, K-H, Nguyen, M.D., Yalew, W M., Liu, C-N, and Gupta, R., (2016) “Behavior of Geotextile-Reinforced Clay under Consolidated-Undrained Tests: Reinterpretation of Porewater Pressure Parameters”, Journal of GeoEngineering, 11(2), 45-57 [EI] - Yang, K-H,Yalew, W M and Nguyen, M.D., (2016) “Behavior of Geotextile Reinforced Clay with a Coarse Material Sandwich Technique under Unconsolidated Undrained Triaxial Compression”, International Journal of Geomechanics, ASCE, 16(3), [SCI] - Liu, C.N, Yang, K-H, and Nguyen, M.D., (2014) “Effect of Reinforcement Anchorage on the Plane Strain Behavior of Geogrid-Reinforcement Sand”, Geotextiles and Geomembranes, 42(4) [SCI] - Nguyen, M.D., Yang, K-H, Lee, S.H, Wu, C.S, Tsai, M.H, (2013) “Behavior of Nonwoven Geotextile-Reinforced Soil and Mobilization of Reinforcement Strain under Triaxial Compression”, Geosynthetics International, 20(3), 207-225 [SCI] - Nguyen, M.D., Nguyen , C.T., Nguyen, L.N.H., Nguyen, T.A.T, (2017) " The Application of Straw Rolls with Net for Embankment Protection in Mekong Delta", Journal of Science and Technology in Civil Engineering, Vietnam Institute for Building Science and Technology, 08/2017, 89-94 - Yang, K-H, Liu, C-N, and Nguyen, M.D., (2014) “Effect of Reinforcement Anchorage on the Plane Strain Behavior of Geogrid-Reinforced Sand”, Proceedings of the 10th International Conference on Geosynthetics, 10 ICG, Berlin, Germany, September 2014 [EI] - Nguyen, M.D, Yang, K-H, and Lee, S.H (2011), “Comparison of the Prediction of GeosyntheticReinforced Soil Shear Strength by Different Approaches”, Proceedings of the 14th Conference of Taiwan Geotechnical Engineering, Taoyuan Taiwan, August 2011 - Nguyen, M.D., Yang, K-H and Lee, S.H (2010) “Analytical Prediction of the Peak Shear Strength of Geosynthetic Reinforced Soils” Proceedings of the 1st International GSI-Asia Geosynthetics Conference, 1st GSI-Asia, Taichung Taiwan, November 2010 11 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cát xây dựng đóng vai trị thành phần quan trọng cơng trình xây dựng Việt Nam Nhu cầu cát xây dựng (cát san lấp cát đổ bê tông, xây tô) lớn Hiện (2015) khoảng 50-60 triệu m3 năm, đến năm 2020 khoảng 130 triệu m3/năm Nhu cầu từ năm 2016 đến năm 2020 cần 2,1 đến 2,3 tỉ m3 cát Trong đó, trữ lượng dự báo tỉ m3 Đặc biệt, cơng trình đường giao thơng nông thôn khu vực Đồng sông Cửu Long, nhu cầu cát san lấp lớn Việc khai thác cát từ lịng sơng tăng nguy an tồn giao thơng thuỷ lợi, ảnh hưởng đê điều, mơi trường tự nhiên Trong đó, hàng năm chi phí cho việc nạo vét đất từ lịng kênh sông lớn Đặc biệt khu vực đồng sơng Cửu Long, nơi có mạng lưới sơng ngịi dày đặc Như vậy, chi phí cơng trình xây dựng cơng trình đường giao thơng nơng thơn giảm chi phí lớn cát san lấp thay đất nạo vét từ lịng kênh, sơng Biện pháp tránh làm đất canh tác địa phương giúp gia tăng độ sâu lịng sơng nhằm chống lại ảnh hưởng mực nước dâng cao biến đổi khí hậu tồn cầu Tuy nhiên, đất bùn nhão khai thác từ lịng sơng có hệ số rỗng lớn, sức chống cắt thấp gây ổn định, lún mức cho cơng trình Khi đường cần áp dụng biện pháp gia cố nhằm gia tăng khả chịu lực đất Nghiên cứu đề xuất biện pháp gia cường khả chịu tải đất bùn nhão khai thác từ lịng sơng đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật Nghiên cứu làm rõ ứng xử cố kết đất sét cố kết gia cường đệm cát vải địa kỹ thuật điều kiện thí nghiệm nén trục để sử dụng làm đường sau cải tạo, đảm bảo khả chịu tải trọng, độ lún đường Quá trình thực nghiên cứu bắt đầu với cơng tác khảo sát xác định tính chất vật lý học đất bùn từ lòng sơng ĐBSCL Sau đó, đất bùn gia cố đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật thí nghiệm nén cố kết nén trục theo nguyên lý (1) đệm cát tạo biên thoát nước đẩy nhanh trình cố kết đất sét bùn yếu; (2) vải địa kỹ thuật tạo biên ngăn cách xâm nhập đất bùn vào đệm cát; (3) lớp đệm cát giúp gia tăng tương tác bề mặt đất sét vải địa kỹ thuật từ tăng khả chịu cắt đất sét gia cường Thí nghiệm nén trục cần thiết để mô làm việc mẫu đất điều kiện thực tế Cuối cùng, thông số bề dày đệm cát, khoảng cách đệm cát cường độ vải địa kỹ thuật tối ưu để ứng dụng vào cơng trình thực tế 12 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Nghiên cứu ứng xử cố kết đất sét cố kết gia cường đệm cát vải địa kỹ thuật điều kiện thí nghiệm nén trục 13 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 13.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: đất xét, cát, vải địa kỹ thuật 13.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: đất sét yếu vùng đồng song Cửu Long 14 CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14.1 Cách tiếp cận Tìm hiểu, tham khảo tài liệu liên quan đến nén cố kết, đất sét gia cường vải địa kỹ thuật đệm cát áp dụng vào thực tế đất sét vùng đồng sông Cửu Long với đặc trưng lý riêng biệt 14.2 Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu thực thí nghiệm xác định tiêu lý nén cố kết trục với mẫu đất sét: - Thí nghiệm lý xác định trọng lượng hạt, độ ẩm… - Thí nghiệm nén trục với mẫu đất khơng có có gia cường đệm cát- vải địa kỹ thuật với bề dày mẫu đất khác 15 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN 15.1 Nội dung nghiên cứu (trình bày dạng đề cương nghiên cứu chi tiết) Chương 1: tổng quan tình hình nghiên cứu 1.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Chương 2: Xác định tính chất lý vải địa kỹ thuật – đất sét bùn nhão 2.1 Xác định tính chất lý vải địa lỹ thuật 2.2 Thu thập số liệu, mẫu đất sét nhão lịng sơng, cát đồng sông Cửu Long 2.2 Xác định tiêu lý đất sét Chương 3: Xây dựng sở lý thuyết phát triển lý thuyết đệm cát- vải địa kỹ thuật 3.1 Đặc trưng vật liệu vải địa kỷ thuật 3.2 Đặc trưng vật liệu cát 3.3 Phương pháp nén trục 3.4 Mơ hình đệm cát- vải địa thí nghiệm nén trục Chương 4: Thí nghiệm 4.1 Xác định mẫu thí nghiệm 4.2 Kết thí nghiệm 4.3 Xử lý số liệu 4.4 Đề xuất Chương 5: kết luận- kiến nghị 5.1 Kết luận 5.2 Kiến nghị 15.2 Tiến độ thực STT Các nội dung, công việc thực Sản phẩm Thời gian (số tháng) Người thực Báo cáo tổng hợp 02 tháng Báo cáo kết 02 tháng Lý thuyết tổng quát 03 tháng Nguyễn Minh Đức Lê Phương Bình Chương 1: tổng quan tình hình nghiên cứu Chương 2: Xác định tính chất lý vải địa kỹ thuật – đất sét bùn nhão Chương 3: Xây dựng sở lý thuyết phát triển lý thuyết đệm cát- vải địa kỹ thuật Thí nghiệm Kết thí nghiệm 03 tháng Lê Phương Bình Nguyễn Thanh Tú Viết báo cáo Bài báo cáo 02 tháng Nguyễn Thanh Tú Nguyễn Thanh Tú Lê Phương Bình Nguyễn Minh Đức Lê Phương Bình 16 SẢN PHẨM 16.1 Sản phẩm khoa học Sách chuyên khảo Sách tham khảo Giáo trình Bài báo đăng tạp chí nước ngồi Bài báo đăng tạp chí nước Bài đăng kỷ yếu hội nghị, hội thảo quốc tế 16.2 Sản phẩm đào tạo Nghiên cứu sinh Cao học 16.3 Sản phẩm ứng dụng Mẫu Tiêu chuẩn Tài liệu dự báo Phương pháp Dây chuyền cơng nghệ Vật liệu Qui phạm Qui trình cơng nghệ Chương trình máy tính Báo cáo phân tích Thiết bị máy móc Sơ đồ, thiết kế Luận chứng kinh tế Bản kiến nghị Bản quy hoạch 16.4 Các sản phẩm khác 16.5 Tên sản phẩm, số lượng yêu cầu khoa học sản phẩm Stt Tên sản phẩm Số lượng Bài tạp chí nước 01 Yêu cầu khoa học Trong danh mục HĐCDNN 0-1đ, tạp chí Xây dựng, ISSN 18591566 17 HIỆU QUẢ (giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội) Kết nghiên cứu góp phân quan trọng việc bảo vệ môi trường, sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên bền vững Kết nghiên cứu giúp sử dụng đất sét lịng sơng làm cát san lấp, giúp khai thơng dịng chảy, chống lại ảnh hưởng mực nước dâng cao biến đổi khí hậu Đồng thời, hạn chế việc khai thác cát từ lịng sơng, giảm ảnh hưởng hưởng mơi trường tự nhiên Kết nghiên cứu áp dụng rộng rãi giáo dục làm sở lý thuyết cho nghiên cứu có liên quan 18 PHƯƠNG THỨC CHUYỂN GIAO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỊA CHỈ ỨNG DỤNG Kết đăng tạp chí chuyên ngành Phụ Lục CÁC KHOẢN CHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Bảng Chi công lao động tham gia trực tiếp thực đề tài (Đơn vị: triệu đồng) TT Nội dung chi Tổng quan tình hình nghiên cứu Xác định tính chất lý vải địa kỹ thuật – đất sét bùn nhão Xây dựng sở lý thuyết phát triển lý thuyết đệm cát- vải địa kỹ thuật Thí nghiệm Viết báo cáo Nguồn kinh phí Thời gian Thành tiền NSNN Khác 02 tháng 2,0 2,0 Báo cáo kết 02 tháng 2,0 2,0 Báo cáo phân tích 03 tháng 5,0 5,0 03 tháng 5,0 5,0 02 tháng 2,5 2,5 16,5 16,5 23,5 Dự kiến kết Báo hợp cáo tổng Kết nghiệm Bài báo cáo thí Cộng Ghi 16,5 Bảng Chi mua nguyên nhiên vật liệu, tài liệu tham khảo TT Nội dung chi Đơn vị tính Số lượng Đơn giá (Đơn vị: triệu đồng) Nguồn kinh phí Thành tiền NSNN Khác 0 Ghi Cộng Bảng Chi bảo trì sửa chữa, mua sắm tài sản cố định (Đơn vị: triệu đồng) TT Nội dung chi Đơn vị tính Số lượng Đơn giá Nguồn kinh phí Thành tiền NSNN Khác 0,0 0,0 Cộng Ghi e0 crAo DUC vA EAo rAo MTIONC OTT STI i'TTAVT ngr Cnt NCnia vrEr DQc l6p - TU - Hanh phtic CQNG HoA XA KY THUAT MrNH rsmnr pno Ho'cni so l$41IQD-DHSPKT fp Hi NAM Ch[ Minh, ngayl+thdng ndm 2021 QUYET DINH Vv Thinh lfp HQi tliing nghiQm thu tI6 Ai NCKH cdp Trudmg trgng di6m HrgU TRrrOr.{c TRUdNG DAI HQC sIIPHAM KV THUAr TP 116 crri NIINH Cdn c* Ludt Gido duc dqi hac ngoy 18 thdng ndm 2012 vd LuQt s*a diii, bO sung mQt sii diiu cria LuQt Gido duc dqi hgc hgay 19 thdng I I ndm 2018; Cdn cu NShi dinh 99/2019/ND-CP ngdy 30 thdng l2 ndrn 2019 cfia Chinh.phit Quy dinh chi ti€t vdhuong ddn thi hdnh m\t sA-atiu cila LuQt stba difii, bO sung m\t sd diiu cfio LuQt gido duc dsi hpe; j0 thdrls ndm 2017 cila Thfi tudng Chinh Qdn c* Quydt dinh sd %7/QD-TTg"ngay phil vi viQc phA &ty€t an thi didm dAi mA co chd hoqt dQng cila Trudng Dsi hpc Su -phsm K! thuqt Thdnh phiS tti Chi uinh; Cdn cti NShi quy& sA I ltllg-UOT ngdy 08/01/2021 crta HQi ddng truong ban hdnh Quy ch| tA chric vd ioqt dQng cia truong Eqi hec Su phqm KY thudt Thdnh phi nA Cnt Minh; Cdn c* Nghi quyil sO ZZtWg-ruOT ngdy 16/3/2021 crta HQi ddng trudng vi c6ng tdc cdn b0 ldnh dqi cia trudng Eqi hpc Su phsm K! thuQt Thdnh phii UA Cht Utnlt; Cdn ab Quy€t dinh sii |127/QD-DHSPKT ngoy 20/6/2018 cila Trudng Dqi hec Su phsm Ki thuAi Tp HCM vi vi€c ban hdnh quy dlnh vi qudn $, di tdi Khoa hqc vd C6ng (^ ngne cap lruong; , - Cln crir Qiyiit dinh s6 1245/QD-DHSPKT, 04/5/2021 v€ viQc phdn c1ng nhiQm vw cila ldnh dqo trtdng; Xdt di nghi cila Trudng phdng KHCN-QHQT '' QTITET D{NH: Di6u Thanh Bp HQi d6ng nghiQm thu dC tai Nghi{ criu khoa hqc c6p Trucmg trgng di6m n5m 2020khoaXdy dpg (Danh muc dinh kdm), g6m c6c vi0n sau ddy: DH SPKT Tp HCM Cht tich HQi d6ng i TS fran Van Tiilng DH GTVT Tp HCM uy vlen flQl oong TS Nguyen Anh TuAn DH SPKT Tp HCM Uy vi6n HQi ddng TS Ddo Duy Ki6n DH SPKT Tp HCM Uy vi6n HQi d6ng TS NguyEn VIn Chring DH SPKT Tp HCM Thu ky HQi ddng KS Nguy6n EIng Nam Di6u IIOi d6ng c6 nhiQm vu danh gi6 toan di0n viOc thuc hr.6n OA tai theo Quy5t dinh Tp HCM vi t.u gi6i sO 1OZZIqO-DHSPKT ngiry 20/612018 cira Trucmg D4i hqc Su ph4m K! thuft dA tai Khoa hgc vd C6ng nghQ c6p Trucrng vC viQc ban hanh quy dinh vC quin th6 sau hoan nhiQm vu li Diiiu Truong phdng Khoa hgc Cdng ngh$ vd Quan hQ Qu6c t6, Truong khoa Xdy dpg vd cilc cdnhdn c6 t6n & EiAu chiu tr6ch nhiQm thi hanh quytSt dinh ndy Noi nhQn: - Nhu diOu 3r - Luu: VT, P.KHCN-QHQT (7) S LG Hi6u Giang rcd = z