L ời cám ơn
6. Bốc ục của luận án
1.4.2. Nghiên cứu ở Việt Nam
1. Tác giả Nguyễn Văn Thơ, Trần Thị Thanh (2005) - Nghiên cứu sử dụng đất có tính chất đặc biệt trong xây dựng các hồ chứa ở miền Trung và Tây Nguyên [16].
Nội dung nghiên cứu xác định ảnh hưởng của độ chặt –độ ẩm ban đầu (hệ số đầm nén K) đến mức độ giảm sức chống cắt của đất đắp khi hồtích nước, đất bị bão hòa nước. Khả năng đầm nén của một số loại đất nào đó dự định dùng để đắp đập thường được xác định theo kết quảđầm nện Proctor ở trong phòng thí nghiệm. Giá trị (γc~Wop) phụ thuộc theo từng loại đất có nguồn gốc khác nhau, là cơ sở để lựa chọn dung trọng khô thiết kếđập và xác định độẩm thích hợp của đất khi đầm nén ở công trường. Phạm vi biến đổi dung trọng khô (γcmax) và độ ẩm (W) thích hợp khi đầm tương ứng (Wop) của các loại đất khác nhau thuộc tầng phong hóa từ đá gốc bazan, phong hóa từcát – bột kết, phong hóa từđá granite được liệt kê ở Bảng 1.5.
Bảng 1.5. Độ ẩm tối ưu và dung trọng khô tối ưu của một số loại đất
Lớp Độẩm tối ưu và dung trọng khô tối ưu
Đất phong hóa từ bazan Đất phong hóa từcát – bội kết Đất phong hóa từ granite
1 Độẩm tối ưu, Wopt (%) Dung trọng, γcmax (T/m3) 35,0 - 38,0 1,28 - 1,35 16,0 - 18,0 1,78 - 2,05 20,0 - 24,0 1,57 - 1,63
2 Độẩm tối ưu, Wopt (%) Dung trọng, γcmax (T/m3) 26,0 - 30,0 1,45 - 1,60 24,0 - 26,0 1,53 - 2,05 16,0 - 18,0 1,67 - 1,78
3 Độẩm tối ưu, Wopt (%) Dung trọng, γcmax (T/m3)
24,0 - 26,0 1,53 - 1,62
Đất được dùng để nghiên cứu là loại đất á sét lấy ở mỏ vật liệu để đắp đập Sông Quao – Bình Thuận. Thí nghiệm các chỉ tiêu tính chất vật lý chủ yếu đã xác định dung trọng khô lớn nhất γcmax = 1,80 T/m3, độ ẩm thích hợp khi đầm Wop = 15,5%. Tiến hành thí nghiệm cắt ở các mẫu chế bị có độ chặt, độẩm ứng với hệ số đầm nén K = 1-0,95-0,9. Từ các kết quả thí nghiệm có thể rút ra những nhận xét chung sau:
- Các thông số chống cắt (φw, Cw) của đất đắp thay đổi theo trạng thái độ chặt, độẩm tương ứng của mẫu trên đường đầm nén Proctor;
- Cùng một hệ sốđầm nén (K): tức là cùng một giá trị dung trọng khô (γc) các đặc trưng chống cắt của đất (φw, Cw) giảm nhỏkhi tăng độẩm (W) của mẫu.
Gọi mức độ giảm nhỏ của φwlà: k bh k
− =
Gọi mức độ giảm nhỏ của Cwlà: k bh C k C C C − =
Trong các công thức φk, φbh, Ck, Cbhtương ứng là góc ma sát trong φw và lực dính Cw của đất ở trạng thái khô và trạng thái bão hòa của nước. Mức độ giảm các thông số sức chống cắt từ trạng thái khô đến trạng thái bão hòa nước phụ thuộc vào hệ sốđầm nén K (Bảng 1.6).
Bảng 1.6. Sự thay đổi sức chống cắt của cácmẫu đất chế bị
Hệ số đầm
nén
Các mẫu có độ ẩm nhánh trái đường Proctor
Các mẫu sau khi đã bão hòa nước Phạm vi biến đổi sức chống cắt K Điểm W % γc T/m3 G % φw độ Cw kg/cm2Điểm W % γc T/m3 G % φbh độ Cbh kg/cm2 φw - φbh độ Cw– Cbh kg/cm2 1,00 A1 15,5 1,80 85,68 22°33 0,82 A2 18,0 1,80 99,50 16°30 0,36 22°33’ - 16°30’ 0,82-0,36 0,95 B1 11,0 1,71 52,35 30°52 0,80 B2 21,0 1,71 99,95 09°39 0,31 30°52’ - 09°39’ 0,80-0,31 0,90 C1 7,0 1,62 28,84 35°00 0,54 C2 23,1 1,62 95,30 06°17 0,16 35°00 - 06°17’ 0,54-0,16
Bảng 1.7. Mức độ giảm góc ma sát trong và giảm lực dính của đất từ trạng thái khô đến trạng thái bão hòa
Hệ số đầm nén K Dung trọng khô (T/m3) Góc ma sát trong (độ) ηφ Lực dính (kG/cm2) ηc φk φbh Ck Cbh 1,00 1,80 22°33’ 16°30’ 0,26 0,82 0,36 0,56 0,95 1,71 30°52’ 9°39’ 0,68 0,80 0,31 0,61 0,90 1,62 35°00’ 6°17’ 0,82 0,54 0,16 0,70 Từ Bảng 1.7 cho thấy rằng: đất càng khô, hệ sốđầm nén nhỏ, mức độ giảm sức chống cắt của đất khi bão hòa nước càng lớn. Từ những thí nghiệm trình bày ở trên cho thấy rằng: Sức chống cắt của đất trong thân đập thay đổi trong phạm vi rộng tùy thuộc vào dung trọng khô (γc) tức là phụ thuộc vào hệ sốđầm nén (K) và phạm vi biến đổi độẩm của đất (Wđn) khi thi công đến độẩm của đất bão hòa (Wbh) sau khi hồtích nước, đập ngấm nước.
2. Tác giả Nguyễn KếTường (2009) - Nghiên cứu khảo sát sựthay đổi hệ số thấm nước của loại đất sét có tính trương nở sau nhiều năm khai thác trong đập đất [12].
Tháng 01 năm 2006, tác giảxin phép cơ quan quản lý công trình và khoan lấy mẫu đất từtrong thân đập hồ chứa nước Thuận Ninh, Bình Định. Chiều sâu hố khoan 27m, sốlượng hốkhoan là 01 hố, vịtrí từtrên đỉnh đập hơi lệch vềphía thượng lưu, tất cả mẫu đất được bảo quản theo tiêu chuẩn và đưa vềphòng thí nghiệm Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam.
Trong phòng thí nghiệm đã xác định hệ số thấm của các mẫu đất nguyên dạng lấy ở lõi đập. Hệ số thấm được xác định theo phương pháp thí nghiệm với cột nước thay đổi. Kết quảđược ghi ở Bảng 1.8.
Bảng 1.8. Kết quả thí nghiệm thấm của đất nguyên dạng từ lõi đập Thuận Ninh
Độsâu lấy mẫu (m) H1 (cm) H2 (cm) T (h) T (10 3s) T (103s) Kt (cm/s) 5,18 100 78 15:00:00 54 432 1,33E-06 13,3 100 83 15:00:00 54 810 9,98E-07 17,8 100 83 15:00:00 54 1350 9,98E-07 19,0 100 87 15:00:00 54 1782 7,46E-07 23,4 100 88 15:00:00 54 2214 6,85E-07
Hệ số thấm trung bình Kttb của đất nguyên dạng lấy từtrong lõi thân đập hồ Thuận Ninh sau 10 năm khai thác là Kttb = 0,027x10-7÷ 1,5x10-6 cm/s.
Tổng hợp giá trị hệ số thấm của đất ởlõi đập theo các phương pháp khác nhau được trình bày ở Bảng 1.9.
Bảng 1.9. So sánh hệ số thấm của đất loại sét có tính trương nở trong thân đập
1. Hệ số thấm mẫu đất nguyên dạng từđất đắp trong lõi đập Kt (cm/s)
PP thấm kế PP cố kết
1,6x10-6÷ 6,8x10-7 (0,985 ÷ 0,021)x10-7
2. Hệ số thấm xác định từ quan trắc hiện trường Kt (cm/s) = 9,17x10-6÷ 6,82x10-7
Kết luận dựa trên số liệu thí nghiệm: Hệ số thấm của đất loại sét có tính trương nởtrong đập đất sẽ giảm rất nhiều theo thời gian khi hồ chứa nước do tính chất trương nởvà do cố kết. Tính thấm giảm làmcho đường bão hòa trong thân đập đất dâng cao và tính ổn định của đập giảm.
3. Tác giảTrương Quang Thành (2011) - Nghiên cứu sựthay đổi tính chất cơ lý của đất đắp sau khi hồtích nước theo thời gian có ảnh hưởng đến sựổn định lâu dài của đập đất miền Trung Việt Nam [28].
Mục tiêu của nghiên cứu này là: Nghiên cứu sựthay đổi các đặc trưng chống cắt (C, φ), hệ số thấm (Kt) và hệ sốtrương nở (RN) của một số loại đất thường dùng đểđắp đập ở khu vực miền Trung theo thời gian do sự phục hồi các liên kết kiến trúc của đất đắp khi tiếp xúc với nước, để từđó có cơ sởphân tích ổn định của đập đất theo thời gian nhằm đánh giá khảnăng sử dụng các loại đất trong khu vực nghiên cứu đểđắp đập và nâng cao hiệu quảđầu tư xây dựng các công trình hồ chứa nước.
Các loại đất được dùng trong thí nghiệm là:Đất tàn tích có nguồn gốc granite được lấy ở hồ chứa nước Thuận Ninh –Bình Định; Đất bồi tích có nguồn gốc sét bội kết, cát bội kết được lấy ở hồ chứa nước Sông Sắt – Ninh Thuận; Đất sườn tàn tích – tàn tích trên nền bazan cổđược lấy tại công trình thủy điện Đắk R’tih –Đắk lắk. Các mẫu đất được chế bị trong các ống nhựa PVC và ống sắt có thànhống dày 5mm và đường kính trong của ống 114mm, chiều dài ống mẫu là 30cm. Hai đầu ống có nắp đậy dán keo giữ chặt sau khi chế bị xong. Xung quanh thân ống và nắp đậy có khoan lỗ nhỏ đường kính 2mm nhằm mục đích để ngấm bão hòa đất trong ống mẫu khi ngâm nước (Hình 1.15).
Hình 1.15. Hình ảnh của các mẫu đất được chế bị vào ống mẫu trước khi được ngâm vào bể chứa ngập nước [28]
4. Tác giảNgô Tấn Dược (2013) - Nghiên cứu sựthay đổi tính chất cơ lý của các loại đất tàn - sườn tíchởTây Nguyên khi mưa lũ kéo dài có ảnh hưởng đến sựổn định của sườn dốc cạnh đường ôtô [10].
Từ mục đích nghiên cứu đặc điểm biến đổi độ bền của các loại đất tàn - sườn tíchởTây Nguyên trong điều kiện khô (vào mùa khô) và ngấm nước bão hòa (trong mùa mưa), từđó có cơ sởđánh giá ổn định của các đồi đất bêncác tuyến đường giao thông ởTây Nguyên. Để thực hiện mục đích này, tác giả tiến hành lấy mẫu nguyên dạng các loại đất thuộc nhóm đất tàn - sườn tích ởTây Nguyên vào mùa khô và mùa mưa. Đó là các loài tàn - sườn tích thuộc vỏphong hóa trên đá bazan, đá xâm nhập granite, đá trầm tích lục nguyên và đá biến chất.
Từđó thí nghiệm xác định được đặc điểm biến đổi dung trọng tựnhiên (γ) và các thông số chống cắt (φ, C) theo độ ẩm (W). Kết quả sự thay đổi dung trọng tự nhiên (γ) và các thông số chống cắt (φ, C) của đất tàn - sườn tích trên đá bazan cổ thể hiện ởHình 1.16, Hình 1.17, Hình 1.18.
- Hình 1.16. thể hiện độ gia tăng dung trọng tựnhiên (γ) theo độ ẩm (W).
Hình 1.16. Độtăng dung trọng tự nhiên (γ) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong quá trính ngấm nước [10]
- Hình 1.17 thể hiện độ giảm gócma sát trong (φ) theo độẩm (W).
Hình 1.17. Độ giảm góc ma sát trong (φ) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong quá trình ngấm nước [10]
- Hình 1.18 thể hiện độ giảm lực dính(C) theo độẩm (W).
Hình 1.18. Độgiảm lực dính (C) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong quá trình ngấm nước [10]