Báo cáo nghiên cứu khoa học: " XÁC LẬP TƯƠNG QUAN GIỮA TÍNH CHẤT CƠ LÝ ĐẤT THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG VÀ XUYÊN TIÊU CHUẨN VÙNG NAM SÔNG HƯƠNG"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

102
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong bài báo này, nhóm tác giả muốn giới thiệu kết quả nghiên cứu tương quan hồi quy cặp giữa các tính chất vật lý, tính chất cơ học của đất trầm tích sông - biển, sông - biển đầm lầy Holocen hạ - trung cũng như trầm tích sông biển Pleistocen trung - thượng vùng đồng bằng Nam Sông Hương. Ðại bộ phận các phương trình hồi quy cặp có mức độ liên hệ tương quan từ không chặt (r = 0,34) đến rất chặt (r = 0,91). ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học: " XÁC LẬP TƯƠNG QUAN GIỮA TÍNH CHẤT CƠ LÝ ĐẤT THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG VÀ XUYÊN TIÊU CHUẨN VÙNG NAM SÔNG HƯƠNG"

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 48, 2008 XÁC LẬP TƯƠNG QUAN GIỮA TÍNH CHẤT CƠ LÝ ĐẤT THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG VÀ XUYÊN TIÊU CHUẨN VÙNG NAM SÔNG HƯƠNG Nguyễn Thanh, Hồ Tiến Trường Ðại học Khoa học, Đại học Huế TÓM TẮT Trong bài báo này, nhóm tác giả muốn giới thiệu kết quả nghiên cứu tương quan hồi quy cặp giữa các tính chất vật lý, tính chất cơ học của đất trầm tích sông - biển, sông - biển - đầm lầy Holocen hạ - trung cũng như trầm tích sông biển Pleistocen trung - thượng vùng đồng bằng Nam Sông Hương. Ðại bộ phận các phương trình hồi quy cặp có mức độ liên hệ tương quan từ không chặt (r = 0,34) đến rất chặt (r = 0,91). Phương trình hồi quy có mức độ liên hệ chặt, rất chặt có thể sử dụng để xác định các giá trị tính chất cơ lý đất thông qua số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chu n ở hiện trường. 1. Đặt vấn đề Trong nghiên cứu, khảo sát địa chất công trình phục vụ cho xây dựng công trình và khai thác kinh tế lãnh thổ vấn đề thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của đất đá và xử lý, tổng hợp kết quả thí nghiệm để cung cấp các giá trị tính chất cơ lý tin cậy cho công tác thiết kế và thi công công trình là vô cùng quan trọng. Số liệu xác định tính chất cơ lý chính xác và phản ánh đúng bản chất, trạng thái của đất đá không những đảm bảo ổn định công trình, mà còn tránh được sự lãng phí trong thiết kế nền móng do không sử dụng hết tính năng của đất nền hoặc hạn chế sự cố khi xây dựng công trình với tải trọng vượt quá xa sức chịu tải vốn có của đất đá cấu tạo nền. Một vấn đề khoa học rất thời sự và cấp thiết khác là nghiên cứu, thành lập các phương trình hồi quy giữa các tính chất cơ lý đất đá với nhau hoặc giữa tính chất cơ lý đất đá thí nghiệm trong phòng với số liệu thí nghiệm đất đá ở hiện trường nói chung. Trong bài báo này, nhóm tác giả dành sự quan tâm hàng đầu cho việc xây dựng phương trình hồi quy cặp giữa tính chất cơ lý đất trầm tích đa nguồn gốc Q đồng bằng tích tụ Nam Sông Hương thành phố Huế với giá trị xuyên tiêu chuNn ngoài hiện trường. 2 . Khái quát v ề t r ầ m tích Q và tình hình kh ả o sát, thí nghi ệ m tính ch ấ t c ơ l ý đ ấ t đ ồ ng b ằ ng Nam Sông H ươ ng, thành ph ố H u ế a. Ðịa tầng trầm tích Q vùng Nam Sông Hương, thành phố Huế Theo tài liệu Ðịa chất và Khoáng sản tờ Hướng Hoá - Huế - Ðà Nẵng [9], trầm tích Q đồng bằng tích tụ Nam Sông Hương vùng Huế bao gồm các thành tạo từ dưới lên trên dưới đây: 153
- Trầm tích hỗn hợp sông - biển Pleistocen trung - thượng bậc dưới, hệ tầng 1 Quảng Ðiền (am Q12 −3 qđ). Thành tạo này gồm cát lẫn sạn sỏi bên dưới, chuyển dần lên cát pha, sét pha, sét bị laterit hoá, loang lỗ và phân bố thành những dải hẹp, không liên tục ven rìa đồng bằng hoặc bị phủ dưới trầm tích trẻ hơn (hướng ra phía biển). 2 - Trầm tích biển Pleistocen thượng bậc trên, hệ tầng Ðà Nẵng (m Q13 đn). - Trầm tích biển hệ tầng Ðà Nẵng (tương đương hệ tầng Phú Xuân) chủ yếu phân bố rải rác ven rìa đồng bằng và được cấu tạo từ cát bụi, ít hơn có cát pha màu vàng nghệ, lẫn ít sỏi đá ong nhỏ. - Trầm tích sông - biển - đầm lầy Holocen hạ - trung, hệ tầng Phú Bài ambQ21-2 pb. Thành tạo trầm tích đang xét không xuất lộ trên mặt đất, mà chỉ bắt gặp trong các lỗ khoan và được cấu tạo từ bùn cát pha, bùn sét pha màu xám đen lẫn vỏ sò, tàn tích thực vật và than bùn. - Trầm tích sông biển Holocen hạ - trung, hệ tầng Phú Bài (amQ21-2 pb). Trầm tích amQ21-2 pb lộ ra trên phần lớn diện tích Nam Sông Hương và có thành phần chủ yếu là sét pha, ít hơn có sét, cát pha, đôi nơi gặp cát chứa sỏi thạch anh. - Trầm tích sông Holocen thượng (aQ23). Bồi tích Holocen thượng thuộc tướng bãi bồi, tướng lòng sông hiện đại, phân bố dọc theo hệ thống sông, đặc biệt là bãi bồi sông Hương. Thành phần thạch học chủ yếu là cát lẫn sỏi, cát pha, ít hơn có sét pha. b. Tình hình khảo sát địa chất công trình, thí nghiệm tính chất cơ lý đất trong phòng và ngoài trời. Trên lãnh thổ đồng bằng Nam Sông Hương, thành phố Huế để phục vụ công tác thiết kế thi công nhiều công trình, nhất là nhà cao tầng, trong 10 năm gần đây đã có nhiều cơ quan khác nhau tiến hành khoan khảo sát địa chất công trình, thí nghiệm xuyên tiêu chuNn, xuyên tĩnh và thí nghiệm xác định tính chất cơ lý đất trong phòng [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8]. Các số liệu thí nghiệm trong phòng và ngoài hiện trường là cơ sở dữ liệu để nhóm tác giả nghiên cứu, thành lập phương trình hồi quy cặp giữa giá trị tính chất cơ lý đất thí nghiệm trong phòng với số liệu xuyên tiêu chuNn. 3 . T h à n h l ậ p p h ư ơ n g trì n h h ồ i q u y c ặ p g i ữ a tí n h ch ấ t c ơ l ý đ ấ t t h í n g h i ệ m v ớ i s ố l i ệ u SPT hi ệ n tr ườ ng và đ ánh giá m ứ c đ ộ l iên h ệ g i ữ a chúng Từ giá trị các tính chất cơ lý đất thí nghiệm các mẫu lấy tại cùng độ sâu đã tiến hành thí nghiệm SPT với số liệu tương ứng, nhóm tác giả lập bảng tổ hợp “số liệu cặp” về tính chất cơ lý đất thí nghiệm và kết quả xuyên tiêu chuNn (bảng 2.1). Ðồng thời đưa lên hệ toạ độ xoy để xác lập đồ thị quan hệ giữa tính chất cơ lý đất. 154
Bảng 2.1. Bảng tổ hợp “số liệu cặp” về tính chất đất thí nghiệm và xuyên tiêu ch n thí nghiệm và giá trị SPT tương ứng (hình 2.1a-h) Tính chất cơ lý của đất Tính chất cơ học của đất Khối Hạn độ Độ Nm lượng Hệ số Aterberg Modun SPT Lực tự thể biến nén N30 dính kết tgϕ GH GH nhiên tích tự dạng TT lún C chảy dẻo W nhiên a1-2 E1-2 Wl Wp γw cm2/ g/cm3 Kg/cm2 Kg/cm2 độ Búa % % % Kg 1 7 33,00 1,89 38,10 21,60 0,22 0,25 0,04 29,23 2 4 40,60 1,71 45,40 32,00 0,21 0,23 0,08 16,05 3 9 35,50 1,86 40,20 23,60 0,23 0,23 0,05 24,78 4 4 30,23 1,86 33,41 21,79 0,08 0,20 0,04 25,21 5 6 23,39 1,93 26,59 15,78 0,15 0,26 0,04 23,61 6 8 25,59 1,98 29,79 17,54 0,13 0,22 0,03 34,48 7 5 28,70 1,86 36,40 20,70 0,19 0,23 0,05 21,55 8 4 36,74 1,80 41,01 24,80 0,04 0,21 0,06 18,91 9 5 29,78 1,77 33,23 20,88 0,05 0,20 0,06 19,25 10 5 49,76 1,64 53,20 39,90 0,09 0,26 0,07 19,61 11 4 24,52 1,93 31,10 17,30 0,06 0,28 0,03 33,67 12 7 32,51 1,80 40,20 24,10 0,05 0,27 0,02 47,08 13 6 38,73 1,78 41,40 30,90 0,15 0,22 0,06 20,22 14 8 36,15 1,81 42,31 25,95 0,09 0,19 0,05 21,16 15 5 27,37 1,85 30,73 18,06 0,11 0,20 0,04 22,97 16 7 31,61 1,82 35,94 21,18 0,10 0,19 0,04 24,94 17 5 26,10 1,87 29,88 17,59 0,38 0,29 0,04 28,56 18 6 30,91 1,84 38,89 22,80 0,16 0,31 0,04 28,97 19 4 39,98 1,74 45,40 28,50 0,18 0,26 0,03 36,13 20 8 43,03 1,74 46,10 34,67 0,20 0,27 0,05 24,28 21 9 18,25 1,88 21,64 13,06 0,12 0,22 0,02 48,30 22 11 22,93 1,92 27,97 16,54 0,17 0,28 0,02 38,86 23 14 22,15 1,96 27,53 16,30 0,20 0,26 0,02 41,81 24 8 23,59 1,95 28,29 16,72 0,37 0,28 0,02 49,79 25 6 27,16 1,89 31,39 18,68 0,04 0,29 0,04 25,59 26 7 31,23 1,83 35,22 20,78 0,29 0,24 0,05 23,90 27 4 32,75 1,79 36,17 23,30 0,19 0,22 0,04 28,76 155
28 6 33,40 1,85 40,30 26,30 0,21 0,23 0,04 27,14 29 7 35,40 1,87 44,30 23,60 0,34 0,24 0,04 28,72 30 8 32,50 1,90 38,60 22,30 0,38 0,22 0,04 30,70 31 7 35,99 1,77 40,40 24,20 0,24 0,22 0,08 15,42 32 6 38,90 1,83 43,60 27,30 0,32 0,30 0,04 29,40 33 5 39,00 1,78 44,90 28,60 0,34 0,25 0,04 30,19 34 12 29,64 1,94 38,74 22,60 0,27 0,28 0,03 34,54 35 11 37,45 1,79 46,04 29,85 0,17 0,30 0,04 26,37 36 17 21,88 2,02 27,78 16,44 0,15 0,29 0,02 42,16 37 15 22,18 1,98 28,70 16,94 0,18 0,30 0,03 33,88 38 18 27,91 1,89 35,15 20,74 0,46 0,27 0,03 36,23 39 13 20,53 2,01 27,35 16,20 0,15 0,32 0,02 41,39 40 15 18,84 2,00 26,47 15,72 0,27 0,27 0,03 35,13 41 12 22,01 1,95 29,08 17,15 0,13 0,26 0,02 44,75 42 17 18,83 2,02 26,19 15,56 0,18 0,26 0,02 39,47 43 14 21,68 1,92 28,57 16,87 0,26 0,27 0,02 43,87 44 10 29,14 1,83 37,30 22,00 0,13 0,26 0,05 23,27 45 11 28,00 1,97 38,00 22,60 0,33 0,36 0,02 43,73 46 13 34,01 1,83 42,30 27,30 0,20 0,30 0,04 28,98 47 14 37,45 1,70 43,30 32,20 0,29 0,26 0,04 35,73 48 16 31,44 1,74 39,30 27,60 0,30 0,24 0,03 40,47 49 14 31,59 1,74 37,60 26,60 0,33 0,26 0,03 37,69 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 295 19 25,31 1,96 35,60 27,30 0,15 0,49 0,02 72,38 2 2 y = 0,0425x - 2,2532x + 49,282 y = 0,0133x - 0,661x + 41,317 2 2 R = 0,5819 R = 0,1129 75,00 65,00 60,00 65,00 55,00 y) G h ch¶ (% 55,00 50,00 ) § ¶m(% 45,00 45,00 40,00 iíi ¹n 35,00 é 35,00 30,00 25,00 25,00 15,00 20,00 5,00 15,00 1 11 21 31 41 1 11 21 31 41 SPT (N30) SPT (N30) a) c) 156
2 y = 0,015x - 0,6464x + 28,742 2 y = -0,0003x + 0,0214x + 1,6336 2 R = 0,1294 2 R = 0,2598 2,20 45,00 K l−îng thÓ tÝch tù nhiªn (g/cm ) 3 2,10 2,00 35,00 Îo ) G h¹n d (% 1,90 1,80 25,00 1,70 iíi 1,60 15,00 1,50 hèi 1,40 5,00 1,30 1 11 21 31 41 1 11 21 31 41 SPT (N30) SPT (N30) d) b) 2 2 y = 0,0316x + 2,0088x + 14,351 y = 0,0001x - 0,0067x + 0,0928 2 2 R = 0,6073 R = 0,593 200,00 0,15 M ® biÕn d g E (K /cm) 2 g) H sè nÐn lón a (cm /K ¹n 1-2 g 150,00 2 0,10 1-2 100,00 0,05 « un 50,00 Ö 0,00 0,00 1 11 21 31 41 1 11 21 31 41 SPT (N30) SPT (N30) f) e) 2 2 y = -0,0004x + 0,0161x + 0,06 y = -0,0002x + 0,0188x + 0,0974 2 2 R = 0,3302 R = 0,8268 0,60 0,50 0,50 0,40 g/cm) 2 0,40 L d kÕt (K 0,30 Tϕ g 0,30 ùc Ýnh 0,20 0,20 0,10 0,10 0,00 0,00 1 11 21 31 41 1 11 21 31 41 SPT (N30) SPT (N30) h) g) Hình 2.1 a-h. Phương trình hồi quy cặp giữa tính chất cơ lý đất với SPT (N30) Sau khi nhận dạng phương trình hồi quy cặp và với sự trợ giúp của máy tính (ECM) có sử dụng phần mềm Excel, tập thể tác giả đã lập 8 phương trình hồi quy cặp giữa độ Nm tự nhiên, khối lượng thể tích tự nhiên, giới hạn chảy, giới hạn dẻo, hệ số nén lún, mođun tổng biến dạng, hệ số ma sát và lực dính kết của đất nền với giá trị SPT (N30). Các dạng phương trình hồi quy cặp nói trên và hệ số (hay tỷ số) tương quan của chúng được minh họa trong bảng 2.2. Bảng 2.2. Các phương trình hồi quy cặp giữa tính chất cơ lý với SPT và hệ số tương quan TT Dạng phương trình hồi quy cặp Hệ số r tương quan 2 W = - 0,0425N - 2,2532N30 + 49,282 1 0,76 30 2 γ w = - 0,0003N + 0,0214 N30 + 1,6336 2 0,51 30 157
2 WL = 0,0133N 30 - 0,661N30 + 41,317 3 0,34 2 Wp = 0,015N 30 - 0,646430 = 28,742 4 0,36 2 a1 - 2 = 0,0001N 30 - 0,00067N30+ 0,0928 5 0,77 2 E0 = 0,0316N + 2,0088N30 + 14,351 6 0,78 30 2 tg ϕ = - 0,0002 N + 0,0188N30 + 0,0974 7 0,91 30 2 C = -0,0004 N +0,0161N30 + 0,06 8 0,57 30 Từ dẫn liệu trình bày ở bảng 2.2, dễ dàng nhận thấy hệ số (tỷ số) tương quan biến đổi từ mức độ liên hệ không chặt (r = 0,34) đến cấp độ rất chặt (r = 0,91). Trong đó, liên hệ không chặt (r = 0,34 - 0,36) rơi vào phương trình hồi quy cặp giữa giới hạn chảy, giới hạn dẻo với giá trị SPT, còn liên hệ chặt vừa ứng với khối lượng thể tích tự nhiên, lực dính kết của đất với N30. Liên hệ chặt (r = 0,76 - 0,78) và rất chặt (r = 0,91) lại đặc trưng cho quan hệ giữa độ Nm, hệ số nén lún, mođun tổng biến dạng và hệ số ma sát với giá trị SPT của đất loại sét. Mức độ liên hệ giữa giới hạn chảy, giới hạn dẻo với giá trị SPT thấp hơn cả, theo đánh giá của chúng tôi, là do tính bất đồng nhất cao về thành phần vật chất, cấu trúc và trạng thái của bản thân đất nền cũng như do độ chính xác trong thí nghiệm xác định hai đặc trưng của tính dẻo này. Tuy vậy, đối với những tính chất cơ lý đất có liên hệ chặt và rất chặt với N30 có thể sử dụng phương trình hồi quy để xác định giá trị tính chất cơ lý như độ Nm, hệ số nén lún, mođun tổng biến dạng và hệ số ma sát khi có số liệu về kết quả xuyên tiêu chuNn ở hiện trường. 4. Kết luận Từ những nội dung đã dẫn ở trên, có thể rút ra một vài kết luận chủ yếu sau đây: 1. Trầm tích Q vùng Nam Sông Hương có sự bất đồng nhất và biến đổi mạnh đã có ảnh hưởng nhất định đến liên hệ tương quan với giá trị xuyên tiêu chuNn. 2. Kết quả nghiên cứu phương trình hồi quy cặp giữa tính chất cơ lý đất và SPT (N30) cho thấy hệ số (tỷ số) tương quan dao động trong phạm vi rất rộng từ không chặt (r = 0,34 - 0,36) đến chặt vừa (r = 0,51 - 0,57), tới chặt (r = 0,76 - 0,78) và rất chặt (r = 0,91). 3. Ở mức độ cho phép có thể sử dụng các phương trình hồi quy giữa tính chất cơ lý đất với N30 có tỷ số tương quan chặt và rất chặt để xác định giá trị tính chất cơ lý yêu cầu khi có giá trị SPT trong khảo sát địa chất công trình lãnh thổ Nam Sông Hương này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bộ Xây Dựng - Viện Nghiên cứu Kiến trúc Quốc gia, Báo cáo khảo sát địa chất công trình Trung tâm hành chính tập trung thành phố Huế - Khu quy hoạch Kiểm Huệ, Huế, (2007). 158
2. Công ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế tổng hợp, Báo cáo khảo sát địa chất công trình khách sạn Garden, Huế, (2006). 3. Công ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế tổng hợp, Báo cáo khảo sát địa chất công trình Trụ sở UBDS & TE tỉnh Thừa Thiên Huế, Huế, (2007). 4. Công ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế tổng hợp, Báo cáo khảo sát địa chất công trình Trụ sở làm việc Cục thuế Thừa Thiên Huế, Huế, (2007). 5. Công ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế tổng hợp, Báo cáo khảo sát địa chất công trình Bệnh viện quốc tế Trung ương Huế, Huế, (2008). 6. Công ty TNHH Tư vấn & Dịch vụ KHKT Xuân Tâm, Báo cáo khảo sát địa chất công trình Nhà văn phòng cho thuê của Thừa Thiên Huế, Huế, (2007). 7. Công ty Tư vấn triển khai công nghệ và Xây dựng Mỏ - Ðịa chất, Báo cáo khảo sát địa chất công trình Khách sạn Hùng Vương Huế, Huế, (2002). 8. Công ty Xây lắp Thừa Thiên Huế, Phòng thí nghiệm LAS-XD114, Báo cáo khảo sát địa chất công trình Khách sạn Ðông Dương, Huế, (2008). 9. Cục Ðại chất và Khoáng sản Việt Nam, Bản đồ Ðịa chất và Khoáng sản tờ Hướng Hoá - Huế - Ðà Nẵng tỷ lệ 1:200.000, NXB. Cục Ðịa chất và Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội, (1999). THE DETERMINATION OF THE CORRELATION BEETWEEN THE PHYSICO – MECHANICAL PROPERTIES OF LABORATORY TEST AND THE VALUES OF SPT IN THE SOUTH HUONG RIVER AREA Nguyen Thanh, Ho Tien College of Sciences, Hue University SUMMARY In this paper, the authors would like to introduce the results of the investigation for establishing regresstion equations between the values of physico - mechanical properties and the standard penetration test values of soils forming mixed alluvial - marine middle - uper Pleistocene and alluvial - marine, alluvial - swampy - marine lower - middle Holocene deposits in the south Huong river area. The greatest part of regression equations was specified by the correlation coefficient or ratio of non - tight and high values. The regression equations of tightly correlation degree may be used to define any value of physico - mechanical properties of soils through the field standard penetration test parameters. 159