CHệễNG II NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG XỬ CỦA ĐẤT YẾU DƯỚI DIỆN GIA TẢI
2.3 Sự biến đổi của các chỉ tiêu cơ lý của đất dưới diện có gia tải trước
2.3.1 Sự biến đổi của các chỉ tiêu cơ lý của đất dưới diện có gia tải trước bằng đất đắp:
Các chỉ tiêu của đất đều thay đổi ở những mức độ nhất định theo chiều hướng thúc đẩy đất nền cố kết nhanh, qua đó làm tăng sức chịu tải của đất nền.
Do công tác trong phòng thí nghiệm , tác giả có điều kiện tự làm và thu thập tổng hợp các kết quả so sánh sự biến đổi các chỉ tiêu trên. Phần kết quả thí nghiệm sẽ được trình bày ở chương IV của luận văn.
Đường phá hoại τ
σ’h σ’h σ’v σ’v σ,σ’
2.3.2 Sự biến đổi của các chỉ tiêu cơ lý của đất dưới diện có gia tải trước bằng áp lực chân không:
Xuất phát từ điều kiện thực tiễn khách quan của nước ta hiện nay: số lượng các công trình được xử lý một cách chuyên nghiệp cho kết quả đáng tin cậy bằng phương pháp gia tải chân không, còn hạn hẹp, mặt khác do thời gian thực hiện luận văn có hạn tác giả chưa thể tiến hành mô phỏng ứng xử của đất trong điều kiện phòng thí nghiệm, do đó tác giả chỉ dừng lại ở việc thu thập số liệu của các công trình ở nước ngoài có điều kiện đất yếu tương tự như đất yếu ở Đồng Bằng Song Cửu Long để đưa ra cái nhìn tổng quan về sự biến đổi các chỉ tiêu cơ lý của đất.
MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TIÊU BIỂU ÁP DỤNG BIỆN PHÁP GIA TẢI TRƯỚC BẰNG ÁP LỰC CHÂN KHÔNG
Dự án nhà máy nước thải Kimhae
Địa điểm công trình của dự án nhà máy nước thải Kimhae nằm trên đồng bằng Kimhae thuộc khu vực châu thổ sông Nakdong thuộc vùng đông bán đảo Nam Triều Tiên, là nơi lắng tụ những tầng trầm tích phù sa có bề dày đến 45 m.
Công trình có diện tích 80.000 m2, trước kia là ruộng lúa.
Hình 2.3.1 Hình ảnh trước khi tiến hành xây dựng nhà máy nước thải Kimhae
Hình 2.3.2 Hình ảnh nhà máy nước thải Kimhae sau khi hòan tất.
Một cuộc khảo sát sơ bộ về điều kiện đất đai trước khi tiến hành gia tải bao gồm các thử nghiệm SPT, CPT, kiểm tra cắt cánh ngoài hiện trường kết hợp với công tác thí nghiệm trong phòng cho kết quả như sau:
Một số tính chất của các lớp đất:
Lớp Loại Chiều
dày h (m) Dung trọng γ
(t/m3) Heọ soỏ
roóng eo Chổ soỏ
neựn Cc Heọ soỏ coỏ keỏt cv (m2/naêm) Lớp
1 MH 5 đến 10 1.58 2.01 0.9 1.32
Lớp 2
CH 15 đến 30 1.58 2.10 1.21 1.32
Lớp
3 CL 4 1.58 0.98 0.2 1.32
0 1.0 2.0
N SPT ( blows )
0 10 20 30 40 0 0.8 1.6
Cc atio
0 m 5 m 10 m 15 m 20 m 25 m 30 m 35 m 40 m 45 m
Một vài thông số ban đầu của lớp sét mềm yếu trước khi xử lý:
Thuộc loại cố kết thường Độ ẩm trung bình W =75%
Số búa SPT: từ 0 đến 1 Chổ soỏ neựn Cc =1.21
Hệ số rỗng ban đầu eo = 2.012 eo void r
Soá buùa (N) SPT
Chổ soỏ neựn
Cc Heọ soỏ roóng eo
Hình 2.3.4 Sự biến đổi các tính chất cơ lý ban đầu của các lớp đất theo độ sâu như sau
V o i d R a t i o e o
- 3 0 5 0 0 0
0 1 2 3
- 2 - 2 - 1 5 - 1
- 5 - 5
- 30 - 25 - 20 - 15 - 10 0
0 1 2 3 Heọ soỏ roóng e0
P r e c o n s o P r e s s u
l i d a t i o n r e P c
- 3 0 - 2 5 - 2 0 - 1 5 - 1 0 - 5 0
0 5 1 0 1 5 2 0
0 5 10 15 20 Aựp lưcù tiền cố
keát Pc C c c o m p r e s s i o n i n d e x
- 3 0 - 2 5 - 2 0 - 1 5 - 1 0 - 5 0
0 0 . 5 1 1 . 5
0 0.5 1.0 1.5 Chổ soỏ neựn Cc
CCaáùcc tthhoôânngg ssoốá ccuủûaa đđaấátt t
trrưươớựcc vvaàứ sasauu khkhii ggiiaa ttaảỷii bbaằốnngg ỏựpap llưựùcc chchaõõnn k
khhoụõnngg ththaayy đođổồii nhnhưư ssaauu::
TTrrưươớùcc kkhhii ggiiaa ttaảûii SSaauu kkhhii ggiiaa ttaảûii G
Giiaảỷmm hheệọ ssoốỏ rroỗónngg eeoo
TTaaêênngg PPcc G
Giiaảûmm CCcc
ĐĐoộọ ththaayy đođổồii cacỏựcc t
thhooâânngg sosoáá::∆∆eeoo, , ∆∆PPcc,,
∆∆CCcc ởỷ ơ cacỏựcc đođộọ sasõõuu kkhhaáùcc nnhhaauu ttưươơnngg đođốáii ủủooàànngg ủủeeààuu
Hình 2.3.5 Sự biến đổi các tính chất cơ lý của các lớp đất trước và sau khi gia tải
Dự án nhà máy điện Bang Bo, Thái Lan
Vị trí công trình nhà máy điện Bang Bo nằm ở phía nam Bangkok, gần Vịnh Thái Lan. Mực nước ngầm ở đây thay đổi theo mùa, có cao độ rất cao vào mùa mưa và thời kỳ triều cường.
(a) (b)
(c) (d)
Hình 2.3.6(a,b,c,d) Các hình ảnh về điều kiện đất ban đầu
Hình 2.3.7Lắp đặt các đường thoát Hình 2.3.8 Cắm bấc thấm nước ngang
Hình 2.3.9 Trải màng chắn khí
Tính chất của các lớp đất nền như sau:
Lớp 1: Đất phong hóa, dày 1 đến 2 m
Lớp 2: Sét màu xám xanh, trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy, dày khoảng 20 m Giới hạn chảy WL :100 % ÷ 130 %
Độ ẩm W: 100 % ÷ 120 %
Lực dính không thoát nước (sức chống cắt không thoát nước) Cu: 4÷10 kN/m2
Lớp 3: Lớp sét màu vàng, trạng thái nửa cứng đến cứng, dày trên 25 m
Một số chỉ tiêu ban đầu của đất theo độ sâu khi chưa tiến hành gia tải như sau:
*Độ ẩm•Giới hạn chảy ∆Giới hạn dẻo (b)
Giới hạn chảy, dẻo, độ ẩm (%)
(a)
Độ sâu (m)
Dung trọng tự nhiên (kN/m3)
Hình 2.9.10 (a, b)
Các tính chất tự nhiên của đất trước khi gia tải
Sự thay đổi lực kháng cắt không thoát nước cu trước và sau khi tiến hành gia tải bằng áp lực chân không:
Hình 2.9.11
Giá trị cu trước và sau khi gia tải
Sau gia tải
Trước gia tải
Độ sâu (m)
Lực dính không thoát nước cu (kN/m3)
• Sau khi gia tải chân không, giá trị cuở các độ sâu khác nhau đều tăng thêm khoảng 20 kN/m2 cu sau gia tải ≈ cu trước gia tải + 20 (kN/m2)
• Tyû soá
usaugiatai ai utruocgiat
c
K = c ở từng độ sâu khác nhau biến đổi không đồng đều nhau
Ở độ sau 5 m: K ≈ 6 Ở độ sau 10 m: K ≈ 3 Ở độ sau 15 m: K ≈ 2 Ở độ sau 20 m: K ≈ 1.7
Dự án đường vào nhà máy điện chu trình hỗn hợp 260 MW EPEC Công trình nằm ở phía nam Bangkok, gần vịnh Thái Lan. Khu vực này trước kia được dùng làm hồ nuôi cá và tôm , mặt bằng bằng phẳng, mực nước ngầm thay đổi theo mùa và lượng mưa.
Công trình này là một phần của dự án nhà máy điện, là đường dẫn vào và các đường nội bộ nhà máy từ cây số 59 đường Sukhumvit cũ và trong chính nhà máy. Tổng chiều dài của đường là 2 km. Cao trình hoàn chỉnh của đường sau khi gia cố là +2.8 m. Mặt đường rộng 12 m tại đỉnh và 15 m tại đáy nền.
Hình 2.9.12 Hình ảnh về điều kiện đất ban đầu:
Hình 2.9.13 Quang cảnh của công trường Hình 2.9.14 Các trạm thu bơm nước
Hình 2.9.15 Thi coâng baác thaám
Công tác khảo sát địa chất được tiến hành chi tiết dọc theo tuyến đường.
Tổng cộng có 6 hố khoan, 10 thí nghiệm cắt cánh, 39 thí nghiệm xuyên tĩnh và 10 thí nghiệm đo áp lực nước lỗ rỗng được tiến hành trên 30.000 m2 diện tích đất sẽ tiến hành xây dựng đường. Tại mỗi hố khoan, cứ cách 1.5 m lấy mẫu nguyên dạng một lần rồi đem phân tích tại phòng thí nghiệm. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) cũng được thực hiện mỗi khoảng cách 1.5 m cho tất cả các hố khoan.
Mặt cắt địa chất:
Từ 0 đến 10 m là lớp bùn sét, màu xám đen.
Từ 10 m đến 20 m là lớp sét màu xám xanh trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm.
Từ 20 m đến 25 m là lớp sét màu vàng nâu, trạng thái từ nửa cứng đến cứng.
Bảng liệt kê một số thông số điển hình của các tầng đất:
Các thông số của đất Lớp1 (0 ÷10 m)
Lớp2(10 ÷ 20 m)
Độ dày (m) 10 10
Heọ soỏ roóng eo 3.4 3.01 ữ2.17
Cố kế sơ khởi Cc 1.41 1.28
Cố kết thứ cấp Cαe 0.04 Cc 0.04 Cc
Dung trọng tự nhiên γ (kN/m3) 13.5 14 ÷16
Lực chống cắt chưa thoát nước cu
(kN/m2) 0.2σ’ 0.3σ’
Hệ số cố kết đứng cv (m2/năm) 1.5 1.5
Heọ soỏ coỏ keỏt ngang ch (m2/naờm) 3 cv 3 cv
Sư thay đổi của giá trị lực kháng cắt không thoát nước trước và sau khi gia tải bằng áp lực chân không.
0
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60
cu (kN/m2)
Độ sâu (m)
• Sau khi gia tải chân không, giá trị cu ở các độ sâu khác nhau đều tăng thêm khoảng 20 kN/m2
cu sau gia tải ≈ cu trước gia tải + 20 (kN/m2)
• Tyû soá
usaugiatai ai utruocgiat
c
K = c ở từng độ sâu khác nhau biến đổi không đồng đều nhau
Ở độ sau 5 m: K ≈ 6 Ở độ sau 10 m: K ≈ 3.5 Ở độ sau 15 m: K ≈ 2 Ở độ sau 20 m K ≈ 1.8
Sau khi gia tải
Trước khi gia tải
HìHìnnhh 22..99..1166
SSưựù tthhaayy đđoổồii ccuủỷaa ccuu ttrrưươớựcc vvaàứ ssaauu kkhhii ggiiaa ttaảỷii
QuQuaa sosoỏỏ lilieeọọuu ththaamm kkhhaaỷỷoo ttửửứứ cacaựựcc cocoõõnngg ttrrỡỡnnhh ttrreeõõnn,, cocoựự tthheeồồ ủửủửaa rara mmooọọtt ssooỏỏ nnhhaaọọnn xexeựựtt nnhhửử ssauau::
SaSauu kkhhii ggiiaa ttaảỷii bbaằốnngg aỏựpp llưựùcc cchhaõõnn kkhhoụõnngg,, ccaỏựcc tthhoụõnngg ssoốỏ ccuủỷaa đđaấỏt t bbiieếỏnn đđoổồii nnhhưư ssaauu::
•
• GiGiaảỷmm hheệọ ssoốỏ rroỗónngg eeo o
•
• TaTăờnngg aỏựpp llưựùcc ttiieềànn ccoốỏ kkeếỏtt,, PPcc
• • GiGiaảûmm cchhỉỉ ssoốá nneéùnn,, CCcc
• • ĐoĐộọ ththaayy đođổồii cacỏựcc ththoụõnngg ssoốỏ::∆∆eeoo, ,∆P∆Pcc,, ∆∆CCcc ởỷ ơcacỏựcc đođộọ sasõõuu khkhaỏựcc nnhhaauu ttưươơnngg đđoốỏi i đođồànngg đđeềàuu
• Tăng lực kháng cắt không thoát nước .Tỉ số giữa giá trị cu sau khi gia tải và trước khi gia tải giảm theo chiều sâu.
CHệễNG III