CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NỀN VÀ BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH
3.2. So sánh phương hai phương pháp thí nghiệm
3.2.1. Chuẩn bị đầu vào
Bảng 3.2. 1. Dụng cụ thí nghiệm Thí nghiệm bàn nén theo tiêu chuẩn Pháp
NF P 94-117-1 Thí nghiệm bàn nén theo tiêu chuẩn Việt
Nam 9354-2012 1. Đối tải
2. Tấm cứng
3. Thiết bị điều khiển và tải trọng 4. Thiết bị để đo lún của tấm
5. Một số vật liệu khác như: thước, bay, ít nhất 20 lít cát sạch, chổi.
1. Tấm nén
2. Thiết bị chất tải 3. Thiết bị neo giữ 4. Thiết bị đo biến dạng
6. Lắp đặt thiết bị, tác dụng một tải trọng 500daN ± 50daN, duy trì 10- 15s rồi dỡ tải => Khởi động các thiết bị đo tải và lún.
5. Lắp đặt thiết bị, đưa các số đọc về 0.
3.2.2. Các bước tiến hành
a. Thí nghiệm bàn nén theo tiêu chuẩn Pháp Thí nghiệm tiến hành theo 2 chu kì:
Gia tải chu kỳ đầu bằng áp lực 7068 daN±140daN, duy trì trong 30s. Dỡ tải trong thời gian ≤ 5s. Ghi lại kết quả lún.
Gia tải chu kỳ 2 bằng áp lực 5654 daN±110daN. Thời gian duy trì tải và dỡ tải như chu kỳ đầu.
Nhóm tác giả đã tiến hành phân tích kết quả với thí nghiệm có đường kính bàn nén d= 61.8 cm và cấp tải trọng theo tiêu chuẩn, gia tải theo 2 chu kì, thu được mối quan hệ giữa P và S như sau:
Bảng 3.2. 2. Tải trọng P và độ lún S của hai chu kì nén
CHU KÌ 1 CHU KÌ 2
Tăng Tải Dỡ Tải Tăng Tải Dỡ Tải
P(Mpa
) S(mm) P(Mpa
) S(mm) P(Mpa
) S(mm) P(Mpa
) S(mm)
0.00 0.00 0.25 1.26 0.00 0.52 0.20 1.30
0.05 0.19 0.17 1.23 0.04 0.68 0.13 1.26
0.10 0.41 0.08 1.01 0.08 0.84 0.07 1.01
0.15 0.63 0 0.52 0.12 1.00 0 0.62
0.20 0.91 0.16 1.17
0.25 1.26 0.20 1.30
-0.04 0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
P- MPa S-mm
Hình 3.2. 1. Biểu đồ quan hệ giữa độ lún S và tải trọng P b. Thí nghiệm bàn nén theo tiêu chuẩn Việt Nam
Thí nghiệm 1 chu kỳ:
- Gia tải theo từng cấp ∆ P ( không ít hơn 4 cấp) độ lớn tùy theo loại đất. Duy trì tải đến khi ổn đinh biến dạng (≤1mm). Thời gian ghi số đọc trên các thiết bị đo biến dạng.
- Tiến hành dỡ tải từng cấp. Đối với đất hòn lớn và đất cát, giữ mỗi cấp 10 min, riêng cấp cuối được giữ tới 20 min. Đối với đất loại sét, các khoảng thời gian tương ứng là 15 min và 30 min.
Nhóm tác giả đã tiến hành phân tích kết quả với thí nghiệm bàn nén Việt Nam tại 1 công trình với đường kính bàn nén 79.8 cm,cấp tải trọng và cách tiến hành theo tiêu chuẩn,thu được kết quả dưới bảng sau:
Bảng 3.2. 3. Cấp tải trọng P và độ lún S CHU
KÌ P(Mpa) 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 S(mm) 0.00 1.37 3.65 5.41 7.26 8.51 9.44 10.34 12.77
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0
P- MPa S-mm
Hình 3.2. 2. Biểu đồ qua hệ giữa độ lún S và tải trọng P 3.2.3.Thời gian tiến hành hai thí nghiệm
Ta xét hai biểu đồ quan hệ giữa độ lún và thời gian (S-T) của hai thí nghiệm:
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 0.0
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0
phút
Hình 3.2. 3. Biểu đồ quan hệ giữa độ lún và thời gian (S-T) theo tiêu chuẩn Việt Nam
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
phút
Hình 3.2. 4. Biểu đồ quan hệ giữa độ lún và thời gian (S-T) theo tiêu chuẩn Pháp
3.2.3. Trị số EV2- Điểm khác biệt quan trọng giữa 2 tiêu chuẩn đầm nén
Một lần nữa nhóm tác giả muốn đề cập đến tầm quan trọng của việc đầm chặt đối với xử lí nền đất. Rõ ràng dù ta có kiểm tra đặc trưng cơ lí của nền đất chi tiết như thế nào đi nữa thì việc cuối cùng vẫn phải làm là gia cố và ổn định nền từ đó công trình mới có thể tiến hành xây dựng được. Tiêu chuẩn đầm nén Pháp giúp ta đánh giá ngay được khả năng đầm chặt của đất nền mà tiêu chuẩn đầm nén nước ta chưa có.
Từ biểu đồ quan hệ giữa độ lún S và tải trọng P Hình 3.2. 5 và Hình 3.2. 6 ta thấy ngay tiêu chuẩn Việt Nam chỉ thực hiện qua một chu kì gia tải và do đó ta chỉ thu được một giá trị mô đun biến dạng EV duy nhất; tiêu chuẩn Pháp quy định thêm một lần gia tải nén lún nữa, từ đó có thêm được giá trị EV2 và tỉ số k= EV2/ EV1. Đây là chỉ tiêu quan trọng cho thấy ưu điểm hơn hẳn của tiêu chuẩn.
Mô đun EV2 cho phép đánh giá đúng sự phát triển của các biến dạng trong quá trình gia tải tiếp theo. Nếu đầm ban đầu là chưa đủ sẽ ghi nhận việc giảm đáng kể biến dạng.
Tỷ lệ k=EV2/EV1 có thể dùng đánh giá đúng chất lượng đầm chặt.Kết quả đầm chặt tốt nếu tỷ lệ này thấp.
EV2 / EV1 <2 => đầm chặt tốt.
EV2 / EV1 <1.2 => đầm chặt rất tốt.
Trở lại với những nhận xét vừa rút ra ở mục 3.1 và 3.2 nhóm tác giả nhận thấy rằng việc chỉ đưa ra kết quả mô đun biến dạng ở một chu kì nén lún thôi là chưa đủ để đánh giá bản chất của nền đất là tốt hay xấu, thí nghiệm đạt yêu cầu hay chưa đạt yêu cầu. Ta cùng theo dõi số liệu thu được từ các lớp 1 của 5 Móng( thí nghiệm tiêu chuẩn Pháp):
Bảng 3.2. 4. Bảng số liệu các lớp 1 của 5 Móng TN-L1
Tốt nhất
Chu kì 1 Chu kì 2
EV2/EV1
∆P
(Mpa) ∆S1(mm) EV1
(Mpa)
∆P
(Mpa) ∆S2(mm) EV2
(Mpa)
L1-M1 0.25 1.255 89.6 0.2 0.78 116.6 1.3
L1-M2 0.25 1.275 88.2 0.2 0.665 136.8 1.55
L1-M3 0.25 0.995 113.1 0.20 0.425 211.7 1.87
L1-M4 0.25 1.160 97.0 0.20 0.610 149.1 1.54
L1-M5 0.25 1.390 80.9 0.20 0.910 100.0 1.24 Nếu ta chỉ nhìn số liệu gia số độ lún ∆S1 và môn đun biến dạng EV1 của lớp 1- Móng 3 là lớn nhất mà vội vàng kết luận lớp đó là tốt nhất trong 5 Móng thì chưa thực sự chính xác. Vì tỷ số k=EV2/EV1(=1.87) của lớp này lại lớn đồng nghĩa với việc chất lượng đầm chặt là kém nhất so với các lớp còn lại. Như nhóm đã nhận định ở trên thì Lớp 1- Móng 1 mới là lớp đạt hiệu quả đầm chặt là ổn nhất; tuy không đạt được môn đun EV1 max nhưng lại có tỷ số đầm chặt k tương đối nhỏ.
Qua ví dụ trên ta thấy rõ tầm quan trọng của việc thực hiện thêm một chu kì nén lún trong thí nghiệm bàn nén Pháp. Từ tỷ số k= EV2/ EV1 người đo có thể đánh giá khả năng đầm chặt một cách khả quan. Điều này tiết kiêm rất nhiều thời gian, công sức và tài nguyên tính toán trong việc xác định khả năng đầm chặt của nền đất.