CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐOẠN TUYẾN NGHIÊN CỨU
3.3. Lựa chọn các thông số của đất nền để thiết kế
Dựa trên kết quả thí nghiệm mẫu trong phòng, lập các biểu đồ quan hệ sự biến đổi các chỉ tiêu cơ lý tại các độ sâu lấy mẫu khác nhau cho từng lớp đất. Dựa trên các biểu đồ này lựa chọn các giá trị đặc trưng dùng cho tính toán như sau:
Cường độ chống cắt không thoát nước ban đầu- Su
Cường độ kháng cắt không thoát nước ban đầu của đất yếu (Su) được xác định dựa trên các cơ sở sau:
Các dãy số liệu và giá trị Su điển hình của các lớp đất được tổng hợp trong các hình sau:
Hình 3-3: Tổng hợp số liệu thí nghiệm sức kháng cắt không thoát nước của lớp 2
Từ các biểu đồ ở hình 3-3 ta lựa chọn Su theo độ sâu để đưa vào tính toán.
Cường độ chống cắt không thoát nước ban đầu của từng lớp được đề xuất đưa vào tính toán như ở bảng 3.3.
Bảng 3.3: Lựa chọn cường độ chống cắt không thoát nước của đất ở trạng thái tự nhiên
Lớp Cường độ chống cắt Su (kg/cm2) 2 Su = 0.1 kG/cm2 (xuống tới EL +/- 0m)
Su = 0.1 + 0.02 x Z kG/cm2 (Dưới EL +/- 0m) Hệ số tăng Cường độ chống cắt không thoát nước - m
Cường độ kháng cắt không thoát nước của đất yếu tăng do cố kết với hệ số gọi là
“hệ số tăng cường độ kháng cắt không thoát nước” – m, hệ số này được tính từ thí nghiệm 3 trục, sơ đồ CU (Tiêu chuẩn 22TCN262-2000, m bằng tan (jcu)).
Hình 3-4: Các giá trị m từ thí nghiệm CU và giá trị kiến nghị dùng cho thiết kế Các thí nghiệm CU đã được tiến hành chỉ cho lớp đất yếu 2 giá trị m được thể hiện trong hình 3-4 (Các số liệu lớn khác biệt được loại bỏ):
Khi không có thí nghiệm 3 trục CU để xác định giá trị m có thể sử dụng công thức của Skempton như sau:
m = Cu/P = 0,11 + 0,0037xIp
Theo đó, hệ số tăng sức kháng cắt của lớp 2, được xác định trong khoảng m = 0,17 ~ 0,19 được tổng hợp theo bảng dưới đây.
Bảng 3.4: Mối quan hệ giữa m và chỉ số dẻo- Ip của các lớp đất Lớp đất Ip (%) Công thức của
Skempton Giá trị m kiến nghị
2 24.18 0.19 0.20
Để đảm bảo an toàn, hệ số tăng sức kháng cắt của các lớp đất yếu kiến nghị sử dụng cho tính toán là m = 0,2.
- Các thông số cố kết
Các thông số cố kết của các lớp đất như Cc, Cs, Cv và Pc được xác định từ các kết quả thí nghiệm cố kết một trục trong phòng được trình bày ở bảng 3.6. Đây là các số liệu sử dụng để tính toán.
- Cường độ chống cắt của cát
Cường độ chống cắt của lớp 3 được xác định dựa vào thí nghiệm SPT (N30).
Cường độ chống cắt của j của lớp cát còn được chọn bằng cách sử dụng các công thức Ohsaki, Peck và Dunham.
Cường độ chống cắt của lớp 4 được đề xuất như trong bảng 3.5.
Bảng 3.5: Cường độ chống cắt của cát
Lớp đất 3 Ghi chú
Giá trị thí nghiệm SPT-N (búa) 5
φ
Theo Ohsaki
φ = 20N +15 (Độ) 25
Theo Peck, Dunham(1)
φ = 12N +20 (Độ) 28
Theo Dunham(2)
φ = 12N +15 (Độ) 23
φ Kiến nghị (Độ) 23
- Các thông số của đất để thiết kế
Từ các kết quả phân tích ở trên, các thông số của đất nền đưa vào tính toán được trình bày ở bảng 3.6.
Bảng 3.6- Các thông số của đất đưa vào tính toán
Lớp đất
Các chỉ tiêu 2 3 4 5
Giá trị thí nghiệm SPT N búa 2 1 5 5
Khối lượng thể tích g (g/cm3) 1.578 1.573 - 1.695 Cường
độ kháng
cắt
Sức kháng cắt không thoát
nước
Su (kG/cm3) Chú ý (2) Chú ý (3) Hệ sổ tăng
sức kháng cắt m 0.2 0.2 - -
Cố kết
Hệ số lỗ rỗng e0 1.664 1.773 - -
Chỉ số nén
lun Cc 0.403 0.454 - -
Chỉ số nở Cs 0.066 0.076 - -
Áp lực tiền cố
kết Pc (kG/cm3) 0.700 0.690 - -
Hệ sổ Cố kết Cv 10-4
cm2/s 5.27 3.45 - -
Chú ý
1: Su = 0.1 kg/cm2 (đến cao độ 0m)
Su = 0.1 + 0.02 x Z kg/cm2 (dưới cao độ 0m) 2: Su = 0.1 kg/cm2 (đến cao độ 0m)
Su = 0.1 + 0.005 x Z kg/cm2 (dưới cao độ 0m) 3: Su = 0.1 + 0.02 x Z kg/cm2 (dưới cao độ -5m) - Vật liệu đắp nền đường
Căn cứ vào báo cáo khảo sát mỏ vật liệu, các chỉ tiêu của vật liệu đắp nền đường được cho trong bảng 3.7
Bảng 3.7: Chỉ tiêu vật liệu đắp nền đường
Vật liệu đắp g (t/m3) C (t/m2) j (o)
1.80 0 30