Điểm chủ yếu của phương pháp này là cần tận dụng khả năng mô phỏng trạng thái thực tế của khối trượt, xác định các chỉ tiêu phù hợp với tình hình thực tế. Căn cứ vào trạng thái cắt trên mặt trượt, có thể phân đất sụt làm 3 loại sau:
- Đất trượt mới phát sinh, hiện tại vẫn chưa bị trượt, trên mặt trượt chưa phát sinh phá hoại do cắt.
- Khối đất đã bị trượt và không ngừng phát sinh chuyển vị, đất đã bị phá hoại. - Loại ở giữa hai loại trên: khối đất đã từng bị trượt và hiện tại đất bị trượt không thường xuyên.
Đối với loại đất sắp trượt của loại mới phát sinh, căn cứ vào tình hình chứa nước của khối trượt (nước bổ sung liên tục hay chứa nước theo mùa), tiến hành thí nghiệm cắt cố kết không thoát nước hoặc thí nghiệm cắt không thoát nước để xác định cường độ chống cắt lớn nhất.
Đối với loại đất đã và vẫn đang bị sụt trượt nhiều lần, đất sụt cổ chưa hoàn toàn ổn định, đất sụt là loại sét có khe nứt…, qua nhiều lần cắt trượt, chuyển vị tương đối lớn làm cho kết cấu nguyên dạng của đất bị phá hoại, cường độ chống cắt của đất trượt và đất ở trạng thái nguyên dạng không giống nhau.
Khi chọn dùng chỉ tiêu cường độ phải phù hợp với cường độ chống cắt thực tế của đất trượt.
Trong quá trình cắt, ở một phạm vi nhất định, cường độ chống cắt của đất tăng khi biến dạng tăng (hình 6-3).
Nđs.296
Hình 6-3.Cường độ tàn dư củađất khi cắt nhiều lần.
Sau khi cường độ chống cắt đạt tới giá trị lớn nhất f nào đó, nó bắt đầu giảm dần, biến dạng vẫn tăng, khối đất phát sinh phá hoại.f gọi là "giá trị cường độ đỉnh". Sau khi bị phá hoại, cường độ chống cắt giảm đến một giá trị r nhất định nào đó khi biến dạng vẫn tăng. r gọi là "cường độ chống cắt tàn dư" hoặc "cường độ chống cắt dư thừa".
Kết quả thí nghiệm đối với đất sét chỉ ra rằng: biên độ hạ thấp cường độ chống cắt tàn dư r so với flà tương đối lớn. Có thể tham khảo tỉ lệ % hạ thấp cường độ chống cắtr so vớif của đất sét ở bảng (6-2).
Nguyên nhân hạ thấp cường độ chống cắt tàn dư của đất thường do kết cấu của đất bị phá hoại, mật độ thay đổi, tác dụng xúc biến và do áp lực nước lỗ rỗng gia tăng tạm thời.
Bảng thống kê tỉ lệ hạ thấp của cường độ tàn dưr so với cường độ đỉnhf của đất sét
Bảng 6-2 ứng suất chính r /f % Loại đất 20N/cm2 30N/cm2 Đất sét nặng 25 35 30 40 Đất sét nhẹ 35 50 40 60 Đất sét bột 50 60 60 70 A' sét 60 70 70 80
Đối với đất sụt đã phát sinh hiện tượng trượt hoặc thường xuyên ở vào trạng thái di động chậm, cường độ chống cắt thực tế là cường độ chống cắt tàn dư.
Có thể xác định cường độ chống cắt tàn dư theo phương pháp thí nghiệm sau: (1) Thí nghiệm cắt theo mặt trượt trùng lặp
Nđs.297 Lấy mẫu đất nguyên dạng ở mặt trượt trong lỗ khoan hoặc hố thử, tiến hành thí nghiệm cắt trực tiếp không thoát nước theo mặt trượt trùng lặp với mặt trượt ban đầu. Do mặt trượt đã trượt nhiều lần, mẫu đất giữ nguyên độ ẩm tự nhiên, kết quả thí nghiệm xác định được cường độ tàn dư. Trường hợp mẫu đất có độ ẩm quá lớn, khi cắt, đất hay bị đùn từ giữa hộp ra, phương pháp này sẽ không thích hợp.
(2) Thí nghiệm cắt trực tiếp nhiều lần đối với đất dẻo lại:
Sau khi đất đã bị trượt nhiều lần, kết cấu nguyên dạng của đất bị phá hoại, trường hợp không lấy được mẫu đất nguyên dạng, có thể dùng đất của khối trượt đã được làm dẻo lại để làm thí nghiệm và coi nó như là đất nguyên dạng. Dùng thí nghiệm cắt trực tiếp, không thoát nước, cắt mẫu đất nhiều lần theo mặt cắt lần thí nghiệm đầu tiên cho đến khi cường độ chống cắt không thể hạ thấp nữa, ta đượcr.
(3) Dùng máy cắt dạng vòng để thí nghiệm cắt biến dạng lớn (thí nghiệm cắt vòng): Thí nghiệm này khác thí nghiệm dùng máy cắt phẳng ở chỗ mẫu thí nghiệm của máy cắt vòng là một hình vòng có đường kính trong 10cm, đường kính ngoài 16cm, cao 2 cm (hình 6-4).
Mẫu thí nghiệm có thể dùng đất dẻo lại hoặc đất nguyên dạng.
Mẫu đất được giữ cố định bởi một bản cách trong hộp vòng. Hộp cắt dạng vòng gồm hai nửa riêng biệt, khi cắt, do sự xoay tròn tương đối của hai nửa này làm mẫu đất bị cắt với mặt cắt hình vòng. Có thể căn cứ vào mô men xoay và góc chuyển vị để tính ra cường độ chống cắt và biến dạng của mẫu đất. Đặc điểm chủ yếu của thí nghiệm này là diện tích cắt của mẫu thí nghiệm và ứng suất dương đều không đổi trong quá trình cắt, thí nghiệm này thích hợp để xác định cường độ tàn dư của khối đất trượt có biến dạng lớn.
Có thể dùng máy cắt 3 trục làm thí nghiệm cắt tương đối nhanh để xác định cường độ tàn dư của đất sét, mẫu thí nghiệm là đất nguyên dạng ở mặt trượt. Ngoài các phương pháp thí nghiệm trong phòng như trên, có thể tiến hành thí nghiệm cắt ở hiện trường để xác định chỉ tiêu cường độ tàn dư. Trên mặt trượt của đất đã bị phá hoại, theo hướng trượt, tiến hành các thí nghiệm cắt trực tiếp tại các hố đào thử hoặc tại các giếng sâu ở chân dốc trượt, như vậy có thể khắc phục một số hạn chế của thí nghiệm trong phòng và phản ánh sát thực tế hơn.
Đối với loại dốc trượt ở giữa
Nđs.298
mặt trượt nằm giữa cường độ đỉnh và cường độ tàn dư. Thông thường, có thể làm thí nghiệm cắt trên mặt trượt tại hiện trường, tuy nhiên phương pháp này thường bị hạn chế bởi khó có thể tiến hành thí nghiệm trên các đoạn trượt chính vì mặt trượt thường nằm quá sâu, chỉ có thể tiến hành thí nghiệm ở xung quanh vùng dốc trượt, dùng chỉ tiêu của vùng lân cận thì không đảm bảo chính xác.
Có thể xác định chỉ tiêu chống cắt bằng thí nghiệm cắt mẫu đất nguyên dạng theo mặt trượt trùng lặp, hoặc có thể căn cứ vào trạng thái của dốc trượt, làm thí nghiệm cắt nhiều lần với đất dẻo lại của đất mặt trượt, chọn dùng chỉ tiêu trong các lần cắt đó.
Chỉ tiêu cường độ chống cắt ở mặt trượt không chỉ liên quan đến quá trình trượt và trạng thái trước đó, mà còn có quan hệ đến sự thay đổi của độ ẩm theo mùa. Mẫu thí nghiệm lấy ở các vị trí mặt trượt khác nhau thì chỉ tiêu cường độ chống cắt sẽ khác nhau. Do đó, khi xác định cường độ chống cắt, nên xét trong trường hợp bất lợi nhất của từng đoạn trên mặt trượt.