Về nguyên tắc, phải tiến hành việc dự đoán hóa lỏng nh sau:
(1) Khi đất gồm có các loại đất nh cát rời rạc bão hoà, phải dự đoán và đánh giá về việc xẩy ra hoá lỏng trong đất
(2) Dự đoán và đánh giá sự xẩy ra hoá lỏng của đất phải tiến hành bằng cách chọn một ph-
ơng pháp thích hợp, phơng pháp này sử dụng việc phân cấp và các kết quả thử nghiệm xuyên tiêu chuẩn hoặc kết quả thử nghiệm ba trục tuần hoàn
[Chú giải]
(1) Các loại dự đoán và đánh giá hoá lỏng
Có hai loại phơng pháp để dự đoán và đánh giá sự xẩy ra hoá lỏng. Một phơng pháp dựa trên phân cấp và giá trị N, và phơng pháp kia sử dụng các kết quả của một thử nghiệm ba trục tuần hoàn. Ph-
ơng pháp thứ nhất dựa trên việc phân cấp và giá trị N là phơng pháp đơn giản nhất và nói chung có thể áp dụng. Phơng pháp sau dùng các kết quả thử nghiệm ba trục tuần hoàn là một phơng pháp chi tiết và đợc sử dụng trong các trờng hợp mà việc dự đoán theo phơng pháp dựa trên phân cấp và giá
trị N gặp khó khăn.
(2) ChiÒu s©u ®iÒu tra
Đất cần dự đoán hoá lỏng là đất tới một chiều sâu bằng 20m dới mặt đất (hoặc dới đá gốc đối với kết cấu trong biển). Tuy nhiên, khi dự đoán kết cấu sẽ bị h hại nghiêm trọng nếu sự hoá lỏng xẩy ra ở một lớp tại độ sâu lớn hơn 20 m, hoặc khi lớp đất còn tiếp tục dới chiều sâu 20 m, việc dự đoán hoá lỏng cũng phải bao gồm cả lớp này
[Chỉ dẫn kỹ thuật]
(1) Dự đoán hoá lỏng sử dụng phân cấp và giá trị N (a) Đánh giá dựa trên phân cấp
Đất phải phân loại theo phân cấp theo Hình T.13.2.1, hình này đợc chia thành hai hình nhỏ theo giá trị của hệ số đồng đều. Giá trị ngỡng của hệ số đồng đều (UC = D60 /D10) là 3,5, ở đây UC là hệ số đồng đều, và D60 và D10 là cỡ hạt tơng ứng lần lợt với 60% và 10% qua sàng. Đất đợc đánh giá
là không hoá lỏng khi đờng cong phân bố cỡ hạt không nằm trong phạm vi "khả năng hoá lỏng"
Khi đờng cong phân bố cỡ hạt nằm trong phạm vi "khả năng hoá lỏng" cần có một biện pháp thích hợp để nghiên cứu khả năng hoá lỏng với đất có sự phân bố cỡ hạt mà phần cỡ hạt nhỏ lại lớn, cần thực hiện một thử nghiệm ba trục tuần hoàn. Với đất có sự phân bố cỡ hạt mà phần sỏi lại lớn, đất đợc xác định là không hoá lỏng khi hệ số thấm là 3 cm/s hoặc lớn hơn. Khi đất có tính thấm kém nh đất sét hoặc bùn nằm trên đất mục tiêu, trong trờng hợp này phải xem nh đất nằm trong phạm vi "khả năng hoá lỏng"
(b) Dự đoán hoá lỏng sử dụng giá trị N tơng đơng và gia tốc tơng đơng. Với đất có phân cấp nằm trong phạm vi "Khả năng hoá lỏng" nh trong Hình T.13.2.1 phải tiến hành nghiên cứu thêm theo nh mô
tả sau :
1. Giá trị N tơng đơng
Giá trị N tơng đơng phải tính theo phơng trình (13.2.1)
trong đó :
(N)65 : giá trị N tơng đơng N : giá trị N của đất gốc
σv' : áp lực chất tải hữu hiệu của đất (kN/m2)
(áp lực chất tải hữu hiệu sử dụng ở đây phải tính với cao độ của đất tại thời điểm thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn)
Giá trị N tơng đơng là giá trị N hiệu chỉnh với áp lực chất tải hữu hiệu bằng 65 kN/m . Việc biến đổi Hình T.13.2.1(a) Phạm vi có thể hoá lỏng (UC≥ 3,5)
Hình T.13.2.1(b) Phạm vi có thể hoá lỏng (UC < 3,5)
Phần trăm qua sàng theo khối l ợng (%)Phần trăm qua sàng theo khối l ợng (%)
Sét Bùn Cát Sỏi
Đối với đất có khả năng hoá lỏng lớn (Uc≥ 3,5)
Khả năng hoá lỏng rất lớn Khả năng hoá lỏng
Cỡ hạt (mm)
Sét Bùn Cát Sỏi
Đối với đất có khả năng hoá lỏng bé (Uc < 3,5)
Khả năng hoá
Khả năng hoá lỏng
Cỡ hạt (mm) láng rÊt lín
2. Gia tốc tơng đơng
Gia tốc tơng đơng đợc tính theo phơng trình (13.2.2). ứng suất cắt lớn nhất đợc xác định từ phân tích phản ứng động đất sẽ đợc dùng để xác định gia tốc tơng đơng cho mỗi lớp đất. Chuyển động
đầu vào tới đa gốc trong phân tích phản ứng động đất đợc xác định bằng cách tham khảo tài liệu 5)
trong đó :
αeq : gia tốc tơng đơng (Gal) τmax : ứng suất cắt lớn nhất (kN/m2)
σv' : áp lực chất tải hữu hiệu (kN/m2) (áp lực chất tải hữu hiệu phải xác định dựa trên cao độ đất trong một trận động đất)
g : gia tốc trọng trờng (980 Gal)
3. Dự đoán bằng sử dụng giá trị N tơng đơng và gia tốc tơng đơng
Lớp đất đợc phân loại theo các phạm vi đánh số I ~ IV trong Hình T.13.2.2, sử dụng giá trị N tơng
đơng và gia tốc tơng đơng của lớp đất. ý nghĩa của các phạm vi I - IV đợc giải thích trong Bảng T.13.2.1 díi ®©y
Hình T.13.2.2 Phân loại lớp đất với giá trị N tơng đơng vàgia tốc tơng đơng (c) Hiệu chỉnh của gía trị N và dự đoán khi phần có hàm lợng hạt nhỏ tơng đối lớn
Khi hàm lợng cõ hạt nhỏ (cõ hạt 75àm hoặc nhỏ hơn) là 5% hoặc lớn hơn, giá trị N tơng đơng phải hiệu chỉnh trớc khi áp dụng Hình T.13.2.2. Hiệu chỉnh của giá trị N tơng đơng đợc chia thành ba trờng hợp
1.Trờng hợp I : khi chỉ số dẻo nhỏ hơn 10 hoặc không thể xác định, hoặc khi hàm lợng các hạt nhỏ ít hơn 15%
Giá trị N tơng đơng (sau hiệu chỉnh) phải đợc định bằng (N)65/cN.Hệ số bù cN đợc cho trong Hình T.13.2.3. Giá trị N tơng đơng (sau hiệu chỉnh) và gia tốc tơng đơng đợc dùng để xác định phạm vi trong H×nh T.13.2.2
Gia tốc tơng đơng (Gal)
Giá trị N t ơng đ ơng
Hình T.13.2.3 Hệ số bù của giá trị N tơng đơng tơng ứng với các hàm lợng cỡ hạt nhỏ
2. Trờng hợp 2: Khi chỉ số dẻo lớn hơn 10 nhng nhỏ hơn 20, và hàm lợng hạt nhỏ bằng 15% hoặc cao hơn.
Giá trị N tơng đơng (sau hiệu chỉnh) phải định bằng (N)65/0,5 và N + ∆N và phạm vi phải xác định theo các tình huống sau, khi giá trị của ∆N đợc cho bởi phơng trình sau:
∆N = 8 + 0,4 . (IP - 10) (13.2.3)
i) Khi N + ∆N rơi vào trong phạm vi I, dùng phạm vi I ii) Khi N + ∆N rơi vào trong phạm vi II, dùng phạm vi II
iii) Khi N + ∆N rơi vào trong phạm vi III hoặc IV và (N)65 / 0,5 ở trong phạm vi I , II, hoặc III, dùng phạm vi III
iv) Khi N + ∆N rơi vào trong phạm vi III hoặc IV và (N)65 / 0,5 ở trong phạm vi IV, dùng phạm vi IV ở đây, phạm vi III đợc dùng cho trờng hợp iii, ngay cả khi giá trị N tơng đơng (sau hiệu chỉnh) với (N)65 / 0,5 ở trong phạm vi I hoặc II vì các kết quả từ việc hiệu chỉnh hàm lợng hạt nhỏ quá bảo thủ. Lý do phạm vi IV không đợc dùng cho trờng hợp iii, ngay cả khi phạm vi IV đợc cho bởi một hiệu chỉnh N + ∆N là độ tin cậy của chỉ số dẻo trong phwong trình thấp khi giá trị là 10 ~ 20. Vì
vậy, đánh giá đất nằm ở phạm vi IV " khả năng hoá lỏng rất thấp" đợc xem là mạo hiểm 3.Trờng hợp 3 : Khi chỉ số dẻo là 20 hoặc hơn, và hàm lợng hạt nhỏ là 15 % hoặc cao hơn
Giá trị N tơng đơng (sau hiệu chỉnh) phải định bằng N + ∆N. Phạm vi đợc xác định theo giá trị N t-
ơng đơng (sau hiệu chỉnh) và gia tốc tơng đơng
Hình T.13.2.4 minh hoạ các phạm vi áp dụng của các trờng hợp từ 1. tới 3.
Hàm lợng hạt cỡ nhỏ Fc (%) Hệ số bù cN cho giá trị N t ơng đ ơng
Chỉ số dẻo Ip
Không hiệu chỉnh
Hiệu chỉnh với cN trong Hình T.13.2.3 Hiệu chỉnh với ∆N trong phơng trình (13.2.3)
Hiệu chỉnh với cN trong Hình T.13.2.3 và
∆N trong phơng trình (13.2.3)
Vì dự đoán hoá lỏng cũng pnải xét đến yếu tố khác ngoài các hiện t ợng vật lý ví nh phải duy trì kết cấu ở mức độ an toàn nào, không có thể xác lập vô điều kiện bất cứ tiêu chuẩn nào để đánh giá đối với các kết quả dự đoán khác nhau. Quy tắc phán đoán việc xẩy ra hoá lỏng đối với các kết quả dự đoán đợc xem là tiêu chuẩn đợc liệt kê trong Bảng T.13.2.1.
Trong bảng này thuật ngữ " dự đoán hoá lỏng " là nói đến khả năng hoá lỏng cao hoặc thấp nh một hiện t- ợng vật lý . Tơng phản lại, thuật ngữ "phán đoán (hoặc đánh giá) việc hoá lỏng " là nói đến việc xem xét khả năng hoá lỏng cao hoặc thấp và phán đoán xem đất có hoá lỏng hay không
Bảng T.13.2.1 Dự đoán và đánh giá việc hoá lỏng của lớp đất theo các phạm vi I tới IV Phạm vi
trong H×nh
T.13.2.3 Dự đoán hoá lỏng Đánh giá hoá lỏng
I Khả năng xẩy ra hoá lỏng rất cao Hoá lỏng sẽ xẩy ra
II Khả năng xẩy ra hoá lỏng cao Hoặc đánh giá hoá lỏng sẽ xẩy ra hoặc tiến hành đánh giá thêm dựa trên thử nghiệm ba trục tuần hoàn
III Khả năng hoá lỏng thấp Hoặc phán đoán hoá lỏng sẽ không xẩy ra hoặc tiến hành đánh giá thêm dựa trên thử nghiệm ba trục tuần hoàn .
Với một kết cấu rất quan trọng, hoặc phán đoán hoá lỏng sẽ xẩy ra hoặc tiến hành đánh giá
thêm dựa trên các thử nghiệm ba trục tuần hoàn IV Khả năng hoá lỏng rất thấp Hoá lỏng không xẩy ra
(2) Dự đoán đánh giá dựa trên các kết quả thử nghiệm ba trục tuần hoàn
Trong một số trờng hợp có thể khó dự đoán hoặc đánh giá khả năng hoá lỏng của đất từ các kêt quả
phân loại và các giá trị N. Trong các trờng hợp nh vậy phải dự đoán và đánh giá sự hoá lỏng của đất với kết quả phân tích phản ứng động đất và các thử nghiệm ba trục tuần hoàn tiến hành trên các mẫu nguyên dạng
(3) Đánh giá sự hoá lỏng toàn bộ
Trong việc đánh giá sự hoá lỏng toàn bộ của đất cho một địa điểm gồm có nhiều lớp đất, phải quyết
định dựa trên một phán đoán cho mỗi lớp đất