Báo cáo khoa học: "Xác định các thông số nổ mìn để làm chặt đất Trong xây dựng"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

76
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt: Xây dựng công trình trên nền đất yếu đòi hỏi phải gia c-ờng, cải tạo để nâng cao các chỉ tiêu cơ - lý theo h-ớng có lợi, nhằm tăng ổn định cho công trình. Ph-ơng pháp tăng dung trọng của đất bằng nổ mìn nén ép kết hợp với phun dung dịch lấp khoảng trống sau nổ trong khối đất đ-ợc đề trong bài viết này đã đ-a ra cách xác định các thông số nổ mìn trong cải tạo đất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Xác định các thông số nổ mìn để làm chặt đất Trong xây dựng"

X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè næ m×n ®Ó lµm chÆt ®Êt Trong x©y dùng nguyÔn xu©n m∙n Ph¹m Thanh tiÕn bïi v¨n tuÊn ViÖn C¬ häc øng dông nguyÔn xu©n Tïng Tr−êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Tãm t¾t: X©y dùng c«ng tr×nh trªn nÒn ®Êt yÕu ®ßi hái ph¶i gia c−êng, c¶i t¹o ®Ó n©ng cao c¸c chØ tiªu c¬ - lý theo h−íng cã lîi, nh»m t¨ng æn ®Þnh cho c«ng tr×nh. Ph−¬ng ph¸p t¨ng dung träng cña ®Êt b»ng næ m×n nÐn Ðp kÕt hîp víi phun dung dÞch lÊp kho¶ng trèng sau næ trong khèi ®Êt ®−îc ®Ò trong bμi viÕt nμy ®· ®−a ra c¸ch x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè næ m×n trong c¶i t¹o ®Êt. Summary: Constructions built on weak soil require consolidation and rehabilitation to CT 2 raise the mechaphysical norms of soil for stabilization enhancement of the constructions. The method of increasing soil weight by wedged mine explosion together with filling the hole after explosion with solution is mentioned in this article. The method of defining parameters of mine explosion in soil improvement is also proposed. 1. §Æt vÊn ®Ò C¸c nghiªn cøu thùc nghiÖm ®· chØ ra r»ng ®Êt cã cïng thµnh phÇn h¹t, thµnh phÇn kho¸ng vËt nÕu cã ®é rçng nhá th× dung träng t¨ng lªn vµ ®é chÆt còng ®−îc c¶i thiÖn. Lµm t¨ng ®é chÆt cña ®Êt ®−îc ¸p dông trong nhiÒu lÜnh vùc x©y dùng: giao th«ng, thuû lîi, x©y dùng ngÇm, x©y dùng d©n dông vµ c«ng nghiÖp. Khi ®−îc lµm chÆt th× c¸c chØ tiªu vÒ ®é bÒn cña ®Êt t¨ng, kh¶ n¨ng bÞ biÕn d¹ng vµ tÝnh thÊm n−íc gi¶m vµ do ®ã tÝnh æn ®Þnh cña c«ng tr×nh x©y dùng ®−îc c¶i thiÖn [1]. Trªn c¬ së c¸c sè liÖu thùc tÕ ®· cho phÐp x©y dùng t−¬ng quan gi÷a dung träng, ®é bÒn cña ®Êt víi ®é rçng [2]: σn = σno (1 - bγ)2 , b > 0 (1) trong ®ã: γ = γo (1 - n); σn - ®é bÒn nÐn cña ®Êt øng víi dung träng γ; σno - ®é bÒn nÐn cña ®Êt øng víi tr−êng hîp ®é rçng n = 0; γo - dung träng cña ®Êt øng víi n = 0, tøc lµ dung träng riªng cña ®Êt;
n - ®é rçng cña ®Êt. Nh− vËy, nÕu b»ng c¸ch nµo ®ã ta lµm cho ®é rçng cña ®Êt gi¶m ®i th× chØ tiªu bÒn sÏ t¨ng lªn. ChØ tiªu bÒn chèng c¾t cña ®Êt còng tu©n theo quy luËt trªn. HiÖn nay ng−êi ta ¸p dông c¸c ph−¬ng ph¸p lµm chÆt ®Êt sau ®©y: + Lµm chÆt b»ng ph−¬ng ph¸p ®Çm c¬ häc (®Çm r¬i). + Lµm chÆt b»ng xe lu (®Çm l¨n) + Lµm chÆt b»ng ®Çm rung + NÐn tr−íc b»ng tÜnh t¶i. Trong bµi viÕt nµy tr×nh bµy ph−¬ng ph¸p lµm chÆt ®Êt b»ng næ m×n Ðp ®Êt t¹o kho¶ng rçng vµ sau ®ã b¬m phôt dung dÞch v÷a vµo kho¶ng rçng. 2. Mèi quan hÖ gi÷a ®é chÆt víi hÖ sè ®é rçng §é chÆt cña ®Êt (D) ®−îc ®¸nh gi¸ qua chØ tiªu hÖ sè rçng e (e = n/(1 – n)), x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc [1]: D = (emax - e)/ (emax - emin) (2) trong ®ã: emax vµ emin - hÖ sè rçng cùc ®¹i vµ cùc tiÓu cña ®Êt; e - hÖ sè rçng cña ®Êt. CT 2 §é chÆt cña ®Êt lµ hµm cña nhiÒu yÕu tè: D = f(γk) = f(w, Tkv, That, t0 , A, Pt®, ...) (3) trong ®ã: w - ®é Èm cña ®Êt; Tkv - thµnh phÇn kho¸ng vËt cña ®Êt; That - thµnh phÇn h¹t cña ®Êt; t0 - nhiÖt ®é cña ®Êt; A - c«ng lµm chÆt ®Êt; Pt® - ph−¬ng thøc mµ t¶i träng t¸c ®éng vµo ®Êt. B»ng thùc nghiÖm ®· x¸c ®Þnh r»ng khi ®é Èm cña ®Êt trong kho¶ng w = 12% ®Õn 14% th× ®é nÐn chÆt ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i. Khi ®Çm nÐn th× c«ng tèi −u lµm ®Êt cã ®é chÆt lín nhÊt lµ: A ≥ 12 kG.m = 120 N.m. §Êt cã thµnh phÇn h¹t ®ång nhÊt khã lµm chÆt vµ tèn nhiÒu c«ng. §Êt chøa c¸c h¹t sÐt nhiÒu còng khã lµm chÆt. §Êt cµng cã møc ®é kh«ng ®ång nhÊt vÒ cì h¹t th× cµng dÔ lµm chÆt. §Êt cã thµnh phÇn kho¸ng vËt cã kh¶ n¨ng chøa n−íc sÏ khã lµm chÆt vµ qu¸ tr×nh sÏ kÐo dµi ®Ó cè kÕt ®Êt. T¶i tÜnh lµm ®Êt chøa sÐt dÔ chÆt h¬n t¶i ®éng. Ng−îc l¹i t¶i ®éng lµm ®Êt rêi dÔ chÆt h¬n. NhiÖt ®é cña ®Êt cao sÏ lµm t¨ng qu¸ tr×nh lµm chÆt ®Êt.
3. Lμm chÆt ®Êt b»ng næ m×n Ðp Ph−¬ng ph¸p nµy ®Æc biÖt hiÖu qu¶ khi gia cè ®Êt yÕu d¹ng dÝnh vµ dÎo. B¶n chÊt cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ: dïng n¨ng l−îng thuèc næ ®Ó nÐn Ðp ®Êt l¹i lµm t¨ng ®é chÆt cña ®Êt. §é chÆt cña ®Êt t¨ng do cã sù s¾p xÕp l¹i cÊu tróc vµ thÕ n»m cña ®Êt nhê n¨ng l−îng næ. PhÇn kh«ng gian rçng trong khèi ®Êt sau næ ®−îc lÊp ®Çy b»ng c¸t hay vËt liÖu kh¸c lµm t¨ng qu¸ tr×nh cè kÕt cña ®Êt dÝnh. KÕt qu¶ lµ søc chÞu t¶i cña ®Êt t¨ng lªn. Muèn ®¹t ®−îc ®é chÆt cÇn thiÕt ta ph¶i thiÕt kÕ næ m×n cho ®iÒu kiÖn cô thÓ cña ®Êt víi c¸c th«ng sè ban ®Çu ®· biÕt. Gi¶ thiÕt ®Êt cã: + §é rçng ban ®Çu lµ: n0 = V0r/V = V0r/(V0 r + Vh) + HÖ sè rçng ban ®Çu lµ: e0 = V0r/Vh; + T−¬ng øng lµ ®é chÆt ban ®Çu: D0 a. X¸c ®Þnh thÓ tÝch cña toµn bé kh«ng gian rçng trong mét khèi ®Êt cÇn lµm chÆt do næ §Ó ®¹t ®−îc ®é chÆt cÇn thiÕt DCT th× gi¸ trÞ hÖ sè rçng cÇn thiÕt sÏ lµ: ect Ta cã: DCT = (emax - (Vctr/Vh))/(emax - emin); (4) D0 = (emax - (V0r/Vh))/(emax - emin); (5) Vctr = Vh [ emax - Δe DCT ] V0r = Vh [ emax - Δe D0 ] CT 2 Δe = (emax - emin) víi mét lo¹i ®Êt nhÊt ®Þnh th× Δe lµ kh«ng ®æi; emax - t−¬ng øng víi ®Êt cã ®é chÆt lín nhÊt; emin - t−¬ng øng víi ®Êt cã ®é chÆt nhá nhÊt; Suy ra: ΔV = Vctr - Vcr = - Vh Δe (DCT - D0) = Vh Δe (D0 – DCT) (6) Nh− vËy ®Ó cã ®−îc ®é chÆt cÇn thiÕt DCT th× cÇn t¹o nªn mét khoang rçng trong khèi ®Êt víi thÓ tÝch ®óng b»ng chªnh lÖch thÓ tÝch rçng ban ®Çu øng víi D0 vµ thÓ tÝch rçng øng víi DCT. theo c«ng thøc (6). b. TÝnh to¸n l−îng næ §Ó t¹o ra thÓ tÝch khoang rçng ΔV cÇn ph¶i næ mét l−îng næ lµ: M = k1 k2 ΔV. 10 2/A, kg (7) trong ®ã: k1 - hÖ sè hiÖu qu¶ sö dông kh¶ n¨ng c«ng næ; k2 - tû sè gi÷a kh¶ n¨ng sinh c«ng cña thuèc næ sö dông so víi thuèc næ chuÈn thö nghiÖm;
A - kh¶ n¨ng sinh c«ng cña thuèc næ chuÈn tÝnh b»ng cm3 /10 gam thuèc næ (gi¸ trÞ nµy cho s½n trong c¸c b¶ng sö dông thuèc næ c«ng nghiÖp); L−îng thuèc næ cho mét lç khoan ®Ó næ lµ: m = M/N; N - sè l−îng lç khoan cÇn thiÕt, x¸c ®Þnh theo kÝch th−íc vïng gia cè víi mËt ®é trung b×nh lµ: s = (3 - 4) m2/1 lç khoan c. VÝ dô tÝnh Gi¶ thiÕt cho thÓ tÝch vïng cÇn gia cè lµ: V = 1500 m3; KÝch th−íc cña vïng cÇn gia cè: a x b = (15 x 20) m2 §é lç rçng ban ®Çu cña ®Êt lµ: n0 = 0,2; em·x = 0,5; emin = 0,1; Δe = em·x - emin = 0,5 - 0,1 = 0,4; Tõ ®ã suy ra hÖ sè rçng: e0 = n0/(1 - n0) = 0,2/(1 - 0,2) = 0,25; Vh = (1- n0)V = 0,8 V §é chÆt ban ®Çu lµ: D0 = (em·x - e0)/(em·x - emin) = (0.5 - 0.25)/0.4 = 0,625; §é chÆt cÇn thiÕt ®−îc lÊy b»ng: DCT = 0,925; Tæng thÓ tÝch kho¶ng rçng do næ t¹o ra lµ: ΔV = Vh e (Dc - D0) = 0,8 V. 0,4. 0,3 = 0, 096V = 0,1V ΔV = 0,1x 1500 m3 = 150 m3 X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè næ: + Dïng thuèc næ Amonit sè 6JB cã: A = 320 cm2; k1 = 0,85; k2 = 1,2 CT 2 + TÝnh M = 1,2 .0,85 102 .150/320 = 47,8 kg. LÊy M = 50 kg. + Sè lç khoan cÇn thiÕt lµ: N = F/s =(15 x 20) m2/4m2/lç = 75 lç . + Sè l−îng c¸c lç khoan ®−êng biªn: Nb = Chu vi/2 m/lç = 70/2 = 35 lç. + Sè l−îng c¸c lç khoan hµng bªn trong: 75 - 35 = 40 lç. + ChiÒu s©ô trung b×nh mét lç khoan: Lkh = 0,6Htb = 0.6.V/F = 0,6.1500 m3/300 m2 = 0,6.5 = 3.0 m + Tæng sè mÐt khoan: Ltong = 50.3.0 = 150 m + L−îng thuèc n¹p trung b×nh cho mét lç khoan bªn trong (l−îng thuèc cho lç khoan biªn lÊy b»ng 0.8 l−îng thuèc trong c¸c lç khoan bªn trong): qtbtrong = M/ (40 + 35.0.8) = 50/68 = 0.735 kg/lç. LÊy b»ng 0.75 kg/lç = 3 thái thuèc: mçi thái 250 gam, dµi 25 cm. + L−îng thuèc n¹p trung b×nh cho mét lç khoan biªn: qtbbien = 0.588 kg/ lç; lÊy b»ng 0.6 kg/lç; lÊy 3 thái thuèc mçi thái 200 gam dµi 25 cm + KÕt cÊu lç m×n cho trong h×nh 1.
L−îng thuèc trong mét lç khoan ®−îc ph©n 3 ®o¹n theo chiÒu s©u; kho¶ng ph©n ®o¹n lÊy b»ng 0.5 m. 3 1 2 25 25 50 50 125 25 H×nh 1. KÕt cÊu lç m×n: 1 - Bóa c¸t; 2 vμ 3: thái thuèc dμi 25 cm. Vïng rçng H×nh 2. Lç m×n sau næ CT 2 4. KÕt luËn - HiÖn nay ng−êi ta sö dông nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®Ó lµm chÆt ®Êt nh−: ®Çm r¬i, ®Çm l¨n, ®Çm rung vµ nÐn tr−íc tÜnh t¶i,…Nh÷ng ph−¬ng ph¸p nµy hiÖu qu¶ trong x©y dùng ®−êng, ®Êp ®Ëp,… trong m«i tr−êng ®Êt xèp, Ýt Èm −ít vµ cã thµnh phÇn h¹t kh«ng ®ång ®Òu. - Trong m«i tr−êng ®Êt dÝnh vµ ë c¸c ®Þa h×nh kh«ng thuËn lîi (s−ên nói, m¸i dèc,…) hoÆc vïng cÇn gia cè kh«ng qu¸ lín ng−êi ta sö dông ph−¬ng ph¸p næ m×n nÐn Ðp lµm chÆt ®Êt. HiÖu qu¶ lµm chÆt ®Êt cña ph−¬ng ph¸p nµy sÏ ®−îc t¨ng lªn khi c¸c kho¶ng trèng ®−îc chÌn lÊp bëi c¸t, v÷a nghÌo hay c¸c dung dÞch (xim¨ng, silicat…) - Trong bµi viÕt ®· ®−a ra nguyªn lý vµ ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n lµm chÆt ®Êt b»ng næ m×n ®Ó cã thÓ ®¹t ®é chÆt theo thiÕt kÕ. §· ®−a ra ph−¬ng ph¸p luËn tÝnh to¸n c¸c th«ng sè næ m×n vµ ®ång thêi ®−a ra c¸c tÝnh to¸n sè minh ho¹ cho mét vïng gi¶ ®Þnh muèn gia cè. Tµi liÖu tham kh¶o [1] §ç Minh Toµn. §Êt ®¸ x©y dùng. Hµ Néi, 2003. [2] V. V. RJEVXKI, G. Ya. NOVIK. C¬ së vËt lý ®¸. B¶n dÞch ra tiÕng ViÖt. NXB Khoa häc vµ Kü thuËt”, Hµ Néi, 1971. [3] NguyÔn Xu©n M·n. Næ m×n ph¸ ®¸. Bµi gi¶ng cho líp gi¸m ®èc ®iÒu hµnh má. §H C«ng nghiÖp thµnh phè Hå ChÝ Minh, 2005