Báo cáo nghiên cứu khoa học: " XÁC LẬP HÀM TƯƠNG QUAN HỒI QUY TUYẾN TÍNH GIỮA CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA MỘT SỐ NGUỒN GỐC ĐẤT Ở THỪA THIÊN HUẾ"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

100
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo trình bày kết quả xác lập các hàm tương quan hồi quy tuyến tính giữa các tính chất cơ lý của đất có nguồn gốc sông - biển (amQ13) và nguồn gốc biển - đầm lầy (mbQ21-2) ở thừa Thiên Thiên Huế.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học: " XÁC LẬP HÀM TƯƠNG QUAN HỒI QUY TUYẾN TÍNH GIỮA CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA MỘT SỐ NGUỒN GỐC ĐẤT Ở THỪA THIÊN HUẾ"

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 48, 2008 XÁC LẬP HÀM TƯƠNG QUAN HỒI QUY TUYẾN TÍNH GIỮA CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA MỘT SỐ NGUỒN GỐC ĐẤT Ở THỪA THIÊN HUẾ Nguyễn Thanh Tùng Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế TÓM TẮT Bài báo trình bày kết quả xác lập các hàm tương quan hồi quy tuyến tính giữa các tính chất cơ lý của đất có nguồn gốc sông - biển (amQ13) và nguồn gốc biển - đầm lầy (mbQ21-2) ở thừa Thiên Thiên Huế. Thông qua giá trị hệ số tương quan R để đánh giá mức độ tương quan giữa các tính chất cơ lý của hai loại đất có nguồn gốc thành tạo khác nhau. 1. Đặt vấn đề Trong nghiên cứ u đ ị a ch ất công trình, các ch ỉ t iêu cơ l ý th ườ ng bi ế n đ ổ i ph ụ t hu ộ c vào nhau theo m ộ t quy lu ậ t nào đ ó, có khi gi ữ a chúng có m ố i t ươ ng quan khá ch ặt ch ẽ. Trên cơ s ở t h ố ng kê 263 m ẫu đ ất, chúng tôi tiến hành xây dựng các hàm tương quan tối ưu gi ữ a các ch ỉ t iêu cơ l ý củ a chúng. Thí d ụ n h ư t ìm hàm t ươ ng quan gi ữa các đ ại l ượ ng: s ức kháng c ắ t củ a đ ất (c, ϕ ) và h ệ s ố n én lún (a) t ươ ng quan v ớ i thành ph ần h ạt, đ ộ Nm, ch ỉ s ố d ẻo, h ệ s ố rỗ ng,… Ở đồng bằng Thừa Thiên Huế, đất nguồn gốc sông-biển (amQ13) bị phủ bởi trầm tích trẻ hơn, diện phân bố rộng, gặp hầu hết tại trung tâm đồng bằng. Chúng nằm ở độ sâu từ 7,5 đến 53,4 m, chiều dày thay đổi từ 3,5 đến 23,4 m [4, tr141]. Thành tạo đất này thường có độ chặt tốt, độ biến dạng nhỏ, sức chịu tải từ trung bình đến cao nên thường được chọn đặt móng cho công trình. Thành tạo đất nguồn gốc sông - biển (mbQ21-2) cũng bị phủ và phân bố hầu hết ở khu vực đồng bằng, Chúng nằm ở độ sâu từ 4,0 đến 16,0 m, chiều dày thay đổi từ 3,5 đến 22,4 m [4, tr156]. Đất loại này thường rất yếu, sức chịu tải thấp đến rất thấp, độ biến dạng lớn. Các lớp đất loại này thường không sử dụng để làm móng cho công trình, nếu trường hợp bắt buộc phải cải tạo mới có khả năng sử dụng làm nền cho công trình. Hi ệ n nay, các công trình xây dựng ngày càng nhiều và quy mô lớn đòi hỏi phải có đầy đủ hệ thống số liệu khảo sát phục vụ cho công tác thiết kế móng công trình. Nhưng trong thực tế, khi khảo sát địa chất cho các công trình cụ thể do điều kiện địa chất rất khác nhau nên số liệu mẫu đất thu được không phải lúc nào cũng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu đề ra. Đặc biệt, đối với các loại đất như bùn sét, đất cát, sét pha lẫn nhiều dăm sạn thì lại càng khó khăn. Vì vậy, kết quả nghiên cứu xác lập sự tương quan giữa các tính chất cơ lý sẽ tạo cơ sở khoa học cho việc đánh giá đúng, đầy đủ điều kiện địa chất phục vụ tốt cho công tác thiết kế công trình. 171
2. Kết quả nghiên cứu 2.1. Hàm tương quan Khi hệ số tương quan R ≠ 0 thì giữa hai biến ngẫu nhiên x và y sẽ có sự phụ thuộc hàm y = y(x). Để diễn tả sự tương quan bằng một biểu đồ và một hàm số nghĩa là thay thế những điểm thực tế của biểu đồ bằng một đường cong hay đường thẳng. Một trong những phương pháp thay thế những điểm thực tế để xác định một đường cong hay đường thẳng này là phương pháp bình phương bé nhất. Khi đường hồi quy thực nghiệm gần đường thẳng hay tương quan mẫu R ≈ 1 khi đó hàm hồi quy có dạng tuyến tính y = ax + b [2]. Thông qua các biến ngẫu nhiên ta sẽ xác định được hệ số a và b. 2.2. Đánh giá sự tương quan Khi xét đồng thời hai biến ngẫu nhiên x và y ta sẽ có một sự tương quan thống kê lẫn nhau, đại lượng đó được gọi là hệ số tương quan mẫu ký hiệu là R. Hệ số tương quan mẫu R là đại lượng thiên từ -1 đến +1, nếu R < 0 thì giá trị tương quan nghịch, nếu R > 0 thì giá trị tương quan thuận, nếu R = 0 thì không có sự tương quan [2]. Hệ số tương quan R được đánh giá theo Kalomenxki như sau: - Nếu 0 < R ≤ 0,5 thì mức độ tương quan rất yếu - Nếu 0,5 < R ≤ 0,7 thì mức độ tương quan yếu - Nếu 0,7 < R ≤ 0,9 thì mức độ tương quan chặt - Nếu 0,9 < R ≤ 1,0 thì mức độ tương quan rất chặt 2.3. Các tính chất cơ lý trung bình của các mẫu đất nghiên cứu Bảng 1. Bảng tổng hợp các tính chất cơ lý trung bình của các nguồn gốc đất nghiên cứu Hàm lượng % các nhóm hạt (mm) Loại đất Sét Bụi Dăm cuội Cát Sạn sỏi 20,0 Trầm tích nguồn gốc sông biển (amQ13) Cát pha 7,0 15,3 67,4 10,7 0,0 Sét pha 29,1 13,6 49,5 7,8 0,0 Sét 57,3 19,7 22,6 0,4 0,0 1-2 Trầm tích nguồn gốc biển – đầm lầy (amQ2 ) Bùn cát pha 6,5 18,9 71,7 2,9 0,0 Bùn sét pha 17,8 45,1 34,5 2,6 0,0 Bùn sét 34,7 39,0 24,4 1,9 0,0 172
Tính chất vật lý Tính chất cơ học Độ KL thể Hệ số Giới Giới Chỉ KL thể Độ Hệ số Góc nội Lực Hệ số Môđun KL Nm hạn hạn số Độ sệt tích bão rỗng rỗng dính kết tổng BD tích riêng ma sát nén lún chảy dẻo dẻo W khô hòa ∆ C a1-2 E1-2 γw γc W n e0 G Wl Wp Ip B ϕ 2 2 kG/cm2 3 3 kG/cm cm /kG g/cm g/cm 3 % % - % % % % - độ g/cm Trầm tích nguồn gốc sông biển (amQ13) 17015’ 24,3 1,916 1,542 2,67 42,3 0,732 88,5 26,8 20,7 6,1 0,578 0,137 0,025 69,1 0 25,3 1,899 1,515 2,69 43,6 0,774 87,9 34,1 21,9 12,2 0,276 16 32’ 0,239 0,037 46,9 1507’ 29,4 1,873 1,448 2,71 46,5 0,869 91,5 45,5 24,6 20,9 0,230 0,317 0,042 44,5 1-2 Trầm tích nguồn gốc biển – đầm lầy (amQ2 ) 1205’ 27,9 1,844 1,442 2,66 45,9 0,847 87,8 26,9 20,7 6,2 1,172 0,109 0,047 39,7 0 44,2 1,701 1,180 2,67 55,8 1,265 93,3 39,3 25,6 13,7 1,353 7 15’ 0,106 0,084 26,8 602’ 50,1 1,652 1,100 2,68 59,0 1,439 93,5 48,2 27,3 20,9 1,093 0,077 0,174 14,0 2.4. Biểu đồ tương quan giữa các tính chất cơ lý đất 2.4.1. Trầm tích nguồn gốc sông-biển (amQ13) t−¬ng quan gi÷a giíi h¹n ch¶y - h¹t sÐt t−¬ng quan gi÷a hÖ sè rçng - ®é Èm 65 1.3 y = 0.428x + 26.165 y = 0.020x + 0.240 Giíi h¹n ch¶y Wl (%) R 2 = 0.598 R 2 = 0.677 HÖ sè rçng e0 50 1.0 35 0.7 C¸t pha C¸t pha SÐt pha SÐt pha SÐt SÐt 0.4 20 10 18 26 34 42 0 20 40 60 80 Hµm l−îng h¹t sÐt P c (%) §é Èm W (%) Hình 2 Hình 1 t−¬ng quan gi÷a chØ sè dÎo - giíi h¹n ch¶y t−¬ng quan gi÷a g. h¹n dÎo -giíi h¹n ch¶y 30 34 y = 0 .297x + 11.764 y = 0 .702x - 11.707 Giíi h¹n dÎo Wp (%) ChØ sè dÎo Ip (%) R 2 = 0 .582 R 2 = 0 .888 26 20 18 10 C¸t pha C¸t pha SÐt pha SÐt pha SÐt SÐt 10 0 15 27 39 51 63 15 27 39 51 63 Giíi h¹n ch¶y W l (%) Giíi h¹n ch¶y W l (%) Hình 3 Hình 4 173
t−¬ng quan gi÷a hs gãc ma s¸t - hÖ sè rçng t−¬ng quan gi÷a hÖ sè nÐn lón - hÖ sè rçng 0.09 0.8 C¸t pha C¸t pha HS nÐn lón a1-2 (cm /kG) y = -0.242x + 0.491 y = 0 .019x + 0.018 HÖ sè gãc ma s¸t tgϕ SÐt pha SÐt pha R2 = 0.166 2 2 R = 0 .052 SÐt 0.06 0.5 SÐt 0.03 0.3 0.00 0.0 0.3 0.6 0.8 1.1 1.3 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 HÖ sè rçng e0 (%) HÖ sè rçng e0 (%) Hình 5 Hình 6 (amQ21-2) 2.4.2. Trầm tích nguồn gốc biển-đầm lầy t−¬ng quan gi÷a hÖ sè rçng - ®é Èm t−¬ng quan gi÷a giíi h¹n ch¶y - h¹t sÐt 2.3 75 y = 0.026x + 0.118 y = 0.489x + 29.671 Giíi h¹n ch¶y Wl (%) R2 = 0 .883 R2 = 0.490 HÖ sè rçng e0 1.7 55 1.1 35 C¸t pha C¸t pha SÐt pha SÐt pha SÐt SÐt 0.5 15 15 30 45 60 75 0 18 36 54 72 Hµm l−îng h¹t sÐt Pc (%) §é Èm W (%) Hình 8 Hình 7 t−¬ng quan gi÷a chØ sè dÎo - giíi h¹n ch¶y t−¬ng quan gi÷a giíi h¹n dÎo - g. h¹n ch¶y 36 42 y = 0.403x + 9.035 y = 0.594x - 8.893 Giíi h¹n dÎo Wp (%) ChØ sè dÎo Ip (%) R 2 = 0 .730 R2 = 0 .851 24 32 12 22 C¸t pha C¸t pha SÐt pha SÐt pha SÐt SÐt 0 12 15 30 45 60 75 15 30 45 60 75 Giíi h¹n ch¶y Wl (%) Giíi h¹n ch¶y Wl (%) Hình 10 Hình 9 t−¬ng quan gi÷a hs gãc ma s¸t - hÖ sè rçng t−¬ng quan gi÷a hÖ sè nÐn lón - hÖ sè rçng 0.36 0.45 C¸t pha HS nÐn lón a1-2 (kG/cm ) y = 0.150x - 0.077 y = -0.118x + 0.288 2 HÖ sè gãc ma s¸t tgϕ SÐt pha R2 = 0 .463 R2 = 0 .334 SÐt 0.24 0.30 0.12 0.15 C¸t pha SÐt pha SÐt 0.00 0.00 0.50 0.95 1.40 1.85 2.30 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 HÖ sè rçng e0 HÖ sè rçng e0 Hình 11 Hình 12 174
Bảng 2. Bảng tổng hợp kết quả xác lập các hàm tương quan hồi quy tuyến tính Trầm tích nguồn gốc sông biển Trầm tích nguồn gốc biển – đầm lầy 3 (mbQ21-2) (amQ1 ) Chỉ tiêu tương Mức độ Đánh giá Mức độ Đánh giá quan Hàm tương quan tương sự tương Hàm tương quan tương sự tương quan R quan quan R quan Y = 0,428x + y = 0,489x + Chặt Chặt Wl - Pc 0,773 0,702 26,165 29,671 Chặt Rất chặt e0 - W Y = 0,020x + 0,240 0,823 y = 0,026x + 0,118 0,940 Y = 0,297x + Chặt Chặt Wp - W l 0,763 y = 0,403x + 9,035 0,854 11,764 Rất yếu y = 0,594x - 8,893 Rất chặt Ip - Wl Y = 0,702x - 11,707 0,942 0,992 tgϕ - e0 Y = -0,242x + 0,491 Rất yếu y = -0,118x + 0,288 Yếu 0,407 0,578 Rất yếu y = 0,150x - 0,077 Yếu a1-2 - e0 Y = 0,019x + 0,018 0,228 0,680 3. Kết luận và kiến nghị Trên cơ sở tổng hợp, nghiên cứu 113 mẫu đất nguồn gốc hỗn hợp sông-biển (amQ1 ) và 150 mẫu đất nguồn gốc hổn hợp biển-đầm lầy (mbQ21-2) đã xác lập được 3 các hàm tương quan lẫn nhau, chúng tôi đi đến một số kết luận như sau: - Hai nguồn gốc có điều kiện, môi trường thành tạo khác nhau nhưng dạng hàm tương quan giữa các tính chất cơ lý tương tự nhau. - Sự phụ thuộc tương quan tuyến tính giữa hệ số góc ma sát (tgϕ với hệ số rỗng tự nhiên (e0) có tương quan nghịch (H5 và H11) còn các tương quan khác là sự tương quan thuận. - S ự t ươ ng quan tuyế n tính gi ữ a ch ỉ s ố d ẻo (Ip ) v ớ i gi ớ i h ạn ch ả y (W l ), h ệ s ố rỗ ng t ự n hiên (e0 ) v ớ i đ ộ Nm t ự n hiên (W) có m ứ c đ ộ rất ch ặt (H4, H8, H10) R > 0,9. Còn các t ươ ng quan khác có m ứ c đ ộ t ừ ch ặt đ ế n rất yế u. - M ức đ ộ t ươ ng quan gi ữa các tính ch ất v ật lý cao h ơ n m ức đ ộ t ươ ng quan gi ữ a tính ch ất v ật lý v ớ i tính ch ấ t cơ . Đi ều này cho th ấ y rằ ng m ặc dù gi ữ a các tính ch ất v ật lý và tính ch ất cơ h ọ c có m ố i liên h ệ d ẫn xu ất ch ặt ch ẽ v ớ i nhau nh ư ng khi th ố ng kê k ết qu ả t h ực nghi ệ m xác đ ị nh các hàm t ươ ng quan thì k ết qu ả cho th ấ y m ứ c đ ộ t ươ ng quan gi ữ a chúng không cao. - N ếu s ố l ượ ng m ẫu nhi ề u và đ áng tin c ậ y thì t ừ c ác hàm t ươ ng quan h ồ i quy có th ể t ìm ra đ ượ c s ự l iên h ệ t ươ ng quan gi ữ a các tính ch ất cơ l ý đ ất có m ứ c đ ộ c h ặt đ ến r ất ch ặ t. Các m ố i t ươ ng quan này rấ t có ý ngh ĩ a trong vi ệc ki ểm ch ứng, đ ánh giá, nghiên c ứu đ i ều ki ện đ ị a ch ấ t công trình. 175
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đinh Xuân Bảng, Xây dựng những công thức thực nghiệm và những liên hệ tương quan trong cơ học đất, Tập san Kỹ thuật Thuỷ lợi các số 6, 7, 9 và 10, (1982). 2. Đào Hữu Hồ, Xác suất thống kê, NXB ĐHQG Hà Nội, (1999). 3. Trần Văn Minh và nnk, Hướng dẫn giải bài tập xác suất thống kê và các tính toán trên excel, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội, (2002). 4. Ngô Quang Toàn (chủ biên) và nnk, Vỏ phong hoá và trầm tích Đệ tứ Việt Nam, Bộ Công nghiệp - Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội, (2000). 5. Các báo cáo khảo sát Địa chất công trình khu vực tỉnh Thừa Thiên - Huế. ESTABLISHING THE RECURRENT RECURRENT INTERRELATING FUNCTIONS FOR PHYSICAL - MECHANICAL PROPERTIES OF SOIL SEDIMENT WITHIN THUA THIEN HUE PROVINCE Nguyen Thanh Tung College of Sciences, Hue University SUMMARY This paper proposes the recurrent interrelating funtions as the results of our studying on the physical - mechanical properties of aluvi- marine (amQ13) and marine-bog (mbQ21-2) within Thua Thien Hue provice. From the obtained interrelating coefficient - R, we assess the interrelating degree between district physical and mechanical of the two above sediments. 176