Đánh giá một số đặc trưng động học đất nền đô thị trung tâm Hà Nội

ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TR NG ĐỘNG HỌC<br /> ĐẤT NỀN ĐÔ THỊ TRUNG TÂM HÀ NỘI<br /> <br /> TRẦN MẠNH LIỂU, TĂNG TỰ CHIẾN*,<br /> NGUYỄN VĂN THƢƠNG*<br /> <br /> <br /> Some dynamic characteristic of ground in Hanoi central urban<br /> area<br /> Abstract: Dynamic parameter of ground is essential for calculating<br /> the shock ressitance and assessing geological risk for urban area<br /> due to the impact of dynamic loads. However the dynamic<br /> properties of ground are not interested in Hanoi study properly.<br /> The paper presents a calulation method to evaluate some dynamic<br /> parameter of soil (wave propagation velocity Vs, dynamic shear<br /> modular), mapping of variation field of dynamic parameter and<br /> zonning mapping of sensitivity to dynamic loads for soils in Hanoi<br /> central urban area<br /> <br /> 1. TỔNG QU N KHU VỰC NGHI N C U*<br /> 1.1. Vị trí địa lý<br /> Đô thị Trung t m thành ph Hà N i đƣợc<br /> công trong ản đồ quy hoạch chung thành<br /> ph Hà N i năm 2030 tầm nhìn năm 2050 di n<br /> tích khoảng 754 km2. Gồm 12 quận và m t phần<br /> các huy n Mê Linh, Đan Phƣợng, Hoài Đức,<br /> Quận Hà Đông, huy n Thƣờng Tín, huy n<br /> Thanh Oai, huy n Gia L m.<br /> Phạm vi Đô thị trung t m Hà N i đƣợc gi i<br /> hạn ởi:<br /> - Phía Bắc giáp huy n Sóc Sơn<br /> - Phía Đông là các huy n Mê Linh, Đan<br /> Phƣợng, Hoài Đức<br /> - Phía Nam là các huy n Thanh Oai,<br /> Thƣờng Tín<br /> - Phía Đông là huy n Gia L m, Đông Anh Hình 1. Bản đồ hành chính đô thị trung tâm<br /> thành phố Hà Nội<br /> <br /> 1.2 Cấu trúc địa chất và tính chất cơ lý của<br /> *<br /> Đại học Khoa học tự nhi n đất nền khu Đô thị trung tâm Tp. Hà Nội<br /> 093008946 Các trầm tích Đ tứ ở khu đô thị trung t m<br /> Email:lieutm.cus.vnu@gmail.com<br /> <br /> <br /> 28 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018<br /> thành ph Hà N i đƣợc hình thành từ Pleistocen tr¹ng th¸i dÎo ch¶y, ch¶y - A1.<br /> s m đến Holocen mu n. Theo các công trình Phô hÖ tÇng H¶i Hƣng gi÷a (mQ21-2hh2)<br /> nghiên cứu đã đƣợc công , trầm tích Đ tứ khu Líp 12: SÐt mµu x¸m xanh, tr¹ng th¸i dÎo<br /> vực Hà N i đƣợc ph n chia nhƣ sau: mÒm - dÎo cøng - B1.<br /> H tầng L Chi (aQ11lc) Phô hÖ tÇng H¶i Hƣng díi (lbQ21-2hh1)<br /> H tầng Hà N i (ap, am Q12-3 hn) Líp 13: Bïn sÐt mµu x¸m ®en lÉn h÷u c¬ - A1.<br /> H tầng Vĩnh Phúc (Q13 vp) HÖ tÇng VÜnh Phóc (a,l,lbQ13vp)<br /> H tầng Hải Hƣng (Q21-2 hh) Líp 14: SÐt mµu x¸m vµng, x¸m tr¾ng, tr¹ng<br /> H tầng Thái Bình (Q23 tb) th¸i dÎo cøng - dÎo mÒm - B2.<br /> Đất nền Hà N i theo các tài li u thu thập Líp 15: SÐt pha mµu n©u, vµng, ®á loang læ,<br /> đƣợc chia làm 26 l p [5], ao gồm: tr¹ng th¸i dÎo cøng - nöa cøng - C.<br /> TrÇm tÝch nh©n sinh (anQ2) Líp 16: SÐt pha mµu x¸m ®en lÉn h÷u c¬,<br /> Líp 1: §Êt lÊp thµnh phÇn hçn t¹p, tr¹ng th¸i tr¹ng th¸i dÎo ch¶y, ch¶y - A2.<br /> kh«ng ®Òu. Líp 17: C¸t pha xen kÑp sÐt pha, c¸t mµu<br /> Phô hÖ tÇng Th¸i B×nh trªn (aQ23tb2) x¸m vµng, tr¹ng th¸i dÎo - B2.<br /> Líp 2: Bïn ®¸y ao hå - A1. Líp 18: C¸t h¹t nhá mµu n©u, n©u vµng - C.<br /> Líp 3: SÐt pha xen kÑp c¸t pha mµu n©u, n©u Líp 19: C¸t h¹t trung lÉn s¹n, sái mµu x¸m<br /> hång, tr¹ng th¸i dÎo mÒm - B1. vµng, x¸m tr¾ng - D.<br /> Líp 4: C¸t h¹t nhá mµu x¸m n©u, tr¹ng th¸i HÖ tÇng Hµ Néi (ap, amQ12-3hn)<br /> xèp - B1. Líp 20: SÐt pha mµu n©u x¸m, tr¹ng th¸i dÎo<br /> Phô hÖ tÇng Th¸i B×nh díi (a,l Q23tb1) mÒm, cã chç lÉn h÷u c¬ - B1.<br /> Líp 5: SÐt mµu n©u vµng, tr¹ng th¸i dÎo cøng Líp 21: C¸t pha mµu x¸m ghi, tr¹ng th¸i dÎo,<br /> - dÎo mÒm - B2. cã chç lÉn s¹n, sái - B2.<br /> Líp 6: SÐt pha mµu n©u, n©u vµng, tr¹ng th¸i Líp 22: Cuéi sái lÉn c¸t mµu x¸m, x¸m vµng - E.<br /> dÎo cøng - dÎo mÒm - B2. HÖ tÇng LÖ Chi (aQ11lc)<br /> Líp 7: SÐt pha mµu n©u x¸m, tr¹ng th¸i dÎo Líp 23: C¸t pha mµu x¸m ghi, n©u, tr¹ng th¸i<br /> ch¶y, ch¶y lÉn Ýt h÷u c¬ - A2. dÎo, cã chç lÉn s¹n, sái - C.<br /> Líp 8: SÐt pha xen kÑp c¸t pha, c¸t mµu n©u Líp 24: Cuéi sái lÉn c¸t, sÐt mµu x¸m n©u,<br /> x¸m, tr¹ng th¸i dÎo mÒm - B1. x¸m vµng - E.<br /> Líp 9: C¸t h¹t nhá mµu x¸m xanh, tr¹ng th¸i HÖ §Ö Tø kh«ng ph©n chia (Q)<br /> chÆt võa - B2. Líp 25: SÐt pha mµu n©u, n©u ®á loang læ,<br /> Líp 10: SÐt pha mµu n©u x¸m, dÎo mÒm, cã tr¹ng th¸i dÎo cøng - nöa cøng - C.<br /> chç xen kÑp c¸t pha, c¸t - B1. Líp 26: SÐt, bét, c¸t kÕt phong hãa m¹nh - E.<br /> Phô hÖ tÇng H¶i Hƣng trªn (bQ21-2hh3) Tính chất cơ lý c a các l p đất nhƣ sau:<br /> Líp 11: SÐt pha mµu x¸m ®en lÉn h÷u c¬,<br /> Bảng 1. Tính chất cơ lý của đất đá trong khu vực nghiên cứu<br /> Khối Độ ẩm Độ ẩm Góc ma Lực<br /> Độ ẩm Hệ số<br /> lƣ ng giới hạn giới Độ sệt sát dính SPT<br /> Lớp tự nhiên rỗng<br /> riêng chảy hạn dẻo (-) trong (kg/c (búa)<br /> (%) (-)<br /> (g/cm3) (%) (%) (đ ) m2)<br /> 2 52,5 2,62 1,38 50,5 34,8 1,13 5o44’ 0,08 2<br /> 3 29 2,7 0,929 35 20 0,6 9o03’ 0,21 5<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 29<br />  Khối Độ ẩm Độ ẩm Góc ma Lực<br /> Độ ẩm Hệ số<br /> lƣ ng giới hạn giới Độ sệt sát dính SPT<br /> Lớp tự nhiên rỗng<br /> riêng chảy hạn dẻo (-) trong (kg/c (búa)<br /> (%) (-)<br /> (g/cm3) (%) (%) (đ ) m2)<br /> 4 2,66 6<br /> o<br /> 5 31,5 2,71 0,915 44,5 25,9 0,3 10 38’ 0,309 9,5<br /> 6 28,9 2,7 0,847 37,6 23,6 0,38 12o46’ 0,265 9<br /> 7 4,21 2,66 1,181 43,8 43,8 0,88 7o34’ 0,121 3<br /> 8 31,6 2,67 0,931 33,8 24,1 0,77 13o38’ 0,135 8<br /> 9 2,69 12<br /> 10 33,7 2,66 1,051 37,2 25,1 0,71 11o10’ 0,162 8<br /> 11 2,68 4<br /> 12 35,6 2,7 1,029 45,2 26,7 0,48 10o30’ 0,266 5<br /> 13 54,7 2,59 1,483 49,6 33,5 1,32 5o30’ 0,087 4<br /> 14 30,2 2,72 0,877 44,5 25,9 0,23 12o32’ 0,323 12<br /> 15 26,9 2,71 0,801 37 22,9 0,29 14o11’ 0,29 12<br /> 16 34,6 2,68 1,037 36,7 24,5 0,83 11o16’ 0,124 7<br /> 17 25,8 2,68 0,823 28,6 20,1 0,67 15o27’ 0,157 14<br /> 18 2,69 29<br /> 19 2,72 27<br /> 20 29,5 2,68 0,954 33,8 22,8 0,61 9o13’ 0,155 9<br /> 21 2,71 22<br /> 22 >50<br /> 23 30<br /> 24 >50<br /> 25 12<br /> <br /> 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ - Đất nền khi bị biến dạng bao gồm biến<br /> CƠ SỞ TÀI LIỆU dạng đàn hồi và biến dạng dƣ, trong đó iến<br /> 2.1. Cơ sở phƣơng pháp dạng dƣ có tác d ng hấp thu năng lƣợng tại chỗ<br /> Tải trọng đ ng là tải trọng mà khi tác d ng và làm tri t tiêu dao đ ng. Còn biến dạng đàn<br /> vào ề mặt đất g y ra những hi n tƣợng rung hổi giải phóng năng lƣợng ra xung quanh thông<br /> đ ng ề mặt đất nền. qua va chạm làm cho đất nền bị rung đ ng và<br /> Đất nền là m t tập hợp các phần tử có kích biến đổi tính chất cơ lý.<br /> thƣ c, hình dạng khác nhau, đƣợc hình thành - Dao đ ng đất nền và thay đổi tính chất cơ<br /> ởi các cấu tử có mức đ liên kết khác nhau. lý là hai cách thức phá h y công trình khác nhau<br /> Khi các phần tử đất dao đ ng có thể g y ra sự c a tải trọng đ ng.<br /> iến đổi hình dạng, kích thƣ c và trạng thái - Ở cùng m t mức năng lƣợng, nếu trạng thái<br /> c a các phần tử, điều này có thể dẫn đến sự tĩnh có chiều s u vùng ảnh hƣởng l n hơn tải<br /> thay đổi tính chất cơ lý c a đất nền. Vậy nên trọng đ ng, thì ngƣợc lại tải trọng đ ng có vùng<br /> khi chịu tác d ng c a tải trọng đ ng sẽ xảy ra ảnh hƣởng l n hơn tải trọng tĩnh.<br /> các phản ứng sau: Đặ đ ểm độ đ<br /> <br /> <br /> 30 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018<br />  - Dao động của hệ vô số bậc tự do của Mô đun đàn hồi là quan h giữa ứng suất tác<br /> đất n n d ng vào đất nền v i iến dạng c a đất nền<br /> Quá trình chuyển đ ng tự do c a mỗi phần tử đƣợc thể hi n ởi công thức dƣ i đ y. Đặc<br /> đƣợc xem là tổng hợp c a các dao đ ng điều trƣng c a mô đun iến dạng là khả năng ch ng<br /> h a cùng tần s và cùng pha cho mọi phần tử lại iến dạng thẳng đứng nếu tải trọng thẳng<br /> trong h , c n iên đ thay đổi liên t c từ phần đứng là không đổi.<br /> tử này đến phần tử khác sao cho tính liên t c<br /> không ị phá h y. Các dao đ ng thành phần đó E=<br /> là dao đ ng chu n hay dao đ ng có tần s riêng.<br /> Nhƣ vậy, dao đ ng c a vật thể đàn hồi ất k là Trong đó: là ứng suất tác d ng<br /> tổng hợp các dao d ng chu n. Khi coi đất nền<br /> là iến dạng<br /> đồng nhất, iến dạng đ é thì dao đ ng c a đất<br /> nền là dao đ ng h vô hạn ậc tự do, mỗi m t Mô đun cắt trượt G<br /> ậc tự do xem nhƣ m t dao đ ng chu n. Nhƣ ở trên đã viết, mô đun cắt trƣợt G cũng<br /> - S ng đàn hồi là m t trong những thông s đặc trƣng cho iến<br /> Dao đ ng c a m t phần tử trong đất nền là sự dạng c a đất, nó là m i quan h giữa ứng suất<br /> chuyển đ ng có tính thuận nghịch c a phần tử cắt và góc trƣợt. Mô đun cắt trƣợt G v i đặc<br /> đó xung quanh vị trí c n ằng. Nhờ sự chuyển trƣng là khả năng ch ng lại iến dạng g y trƣợt<br /> đ ng c a các phần tử đã tạo ra sự va chạm v i c a vật li u và đƣợc thể hi n ởi công thức:<br /> các phần tử l n cận mà các dao đ ng đƣợc lan ra<br /> G=<br /> từ phần tử này đến phần tử khác. Quá trình dao<br /> đ ng đó gọi là sóng và sóng đó gọi là sóng đàn<br /> hồi. Yếu t không gian và tình chất đàn hồi c a Trong đó: là ứng suất cắt (hay ứng suất<br /> môi trƣờng sẽ quyết định đến sự lan truyền dao<br /> tiếp) và là góc trƣợt<br /> đ ng c a sóng. Tính chất này đƣợc đặc trƣng<br /> ởi t c đ truyền sóng. 2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu xác định<br /> C ỉ ê ơ ả đặ độ các thông số đặc trƣng biến dạng động.<br /> đ C ơ í đú<br /> Tốc độ tru n s ng ố ế độ đ<br /> Tổ hợp nhiều lần c a tải trọng lên nền đất Biến dạng c a đất nền theo m t góc đ có thể<br /> thực chất là sự tác đ ng c a tải trọng đ ng iến chia ra làm 2 loại iến dạng thể tích và iến<br /> thiên theo chu k lên nền đất. Vi c tác đ ng dạng hình dạng. Biến dạng thể tích luôn luôn<br /> theo chu k này làm cho các phần tử đất dao song hành v i ứng suất nén khi lan truyền tạo ra<br /> đ ng the chu k và lan truyền trong đất. Nhƣ ở sóng nén, hay sóng dọc theo phƣơng nén chính.<br /> trên đã nói, quá trình dao đ ng này chính là Dao đ ng ề mặt nền, dịch chuyển c a các<br /> sóng đàn hổi và đặc trƣng c a nó là t c đ l p đất khi có lan truyền chấn đ ng là kiểu iến<br /> truyền sóng Vs. dạng hình dạng, iến dạng trƣợt có thông s đặc<br /> Mô đun đàn hồi E trƣng là mođun iến dạng trƣợt G. Mođun iến<br /> Khi đất nền chịu tác d ng c a tải trọng đ ng, dạng trƣợt G có thể xác định qua mođun nén E<br /> thì ngoài vi c các phần tử đất dao đ ng theo tần và h s viến dạng ngang ν.<br /> s c a tải trọng nó c n ị iến dạng. Cho nên Mođun iến dạng trƣợt G đƣợc tính toán gần<br /> thông s đặc trƣng cho iến dạng này là mô đun đúng là m t trong các giải pháp xác định các<br /> đàn hồi E và mô đun iến dạng trƣợt đ ng G. thông s đ ng học.<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 31<br />  - H. Senapathy và J.R Davie đã đƣa ra P ơ í ố độ y ó<br /> công thức chuyển đổi giữa mođun trƣợt G0,0001% ắ [9].<br /> và mođun trƣợt G0,375% dựa và chỉ s dẻo xác Dựa vào các thông s tĩnh học c a đất nền.<br /> định ằng thí nghi m lăn và Cazagrande theo Khi đánh giá về ảnh hƣởng c a đ ng đất cho<br /> công thức [8]. m t lãnh thổ, thông thƣờng sử d ng thông s<br /> đặc trừng là t c đ truyền sóng Vs, ởi mỗi<br /> = loại đất đƣợc đặc trƣng ởi m t t c đ truyền<br /> sóng. Trên cơ sở đó, vi c tính toán và so sánh<br /> Trong đó: PI là chỉ s dẻo xác định ằng thí<br /> t c đ truyền sóng v i v n t c gi i hạn sẽ cho<br /> nghi m lăn và thí nghi m Cazagrande<br /> phép đánh giá mức đ r i ro c a đ ng đất t i<br /> G0.375% là mô đun trƣợt ứng v i iến dạng lãnh thổ đó.<br /> trƣợt 0,375 và đƣợc xác định theo m i quan<br /> P ơ ơ ự<br /> h đã đƣợc Davie và Lewis đƣa ra Cơ sở c a phƣơng pháp là các tài li u đo địa<br /> G0.375% =200Su chấn chi tiết c a các trận đ ng đất, điều ki n địa<br /> V i Su là cƣờng đ kháng cắt c a đất theo sơ<br /> chất công trình trƣ c và sau đ ng đất, cùng v i<br /> đồ cắt nhanh không thoát nƣ c. những nghiên cứu về quy mô tính chất phá h y<br /> - Hardin đã xuất phát từ các mô hình đàn nền đất do các đ ng đất g y ra. Điều ki n cần và<br /> hổi và tính dẻo c a môi trƣờng đã thiết lập quan<br /> đ để xảy ra hóa lỏng c a nền đất có cấu trúc<br /> h mođun trƣợt Gmax, hay mođun trƣợt biến nền 2 l p, trong đó l p có khả năng hóa lỏng<br /> dạng nhỏ v i ứng suất hi u quả , h s c kết<br /> nằm dƣ i l p không hóa lỏng, ở các cấp đ ng<br /> OCR và h s r ng e nhƣ sau: đất khác nhau. Dựa vào m i quan h c a chiều<br /> dày l p có khả năng hóa lỏng nằm dƣ i và l p<br /> không có khả năng hóa lỏng nằm trên tiến hành<br /> Richart đƣa ra công thức xác định môđun ph n chia cấu trúc nền theo xác suất xảy ra hóa<br /> trƣợt Gmax lỏng cho các cấp đ ng đất khác nhau. Từ đó<br /> Đ i v i cát sạch ph n chia các khu vực nghiên cứu theo mức đ<br /> nguy hiểm.<br /> C ơ í m<br /> Nguyên tắc cơ ản c a các phƣơng pháp thí<br /> Đ i v i cát thô<br /> nghi m xác định các đặc trung đ ng học là: tạo<br /> ra chấn đ ng cho mẫu đất theo các kịch ản<br /> khác nhau về iên đ , tần s và các điều ki n<br /> an đầu. Đồng thời thu nhận các thông tin iến<br /> Trong đó OCR = , k là đại lƣợng ph<br /> dạng, ứng suất c a đất trong su t quá trình ứng<br /> thu c vào chỉ s dẻo. xử v i chấn đ ng đó. Tùy thu c vào mức đ mô<br /> Khi đề cập đến các mođun tƣơng ứng v i phỏng các kịch ản và cách thức thu nhận các<br /> iến dạng l n hơn 0,0001 khác giá trị mođun thông tin, sẽ có các phƣơng pháp thí nghi m<br /> cực đại, m t s tác giả đã đƣa ra các kết luận khác nhau.<br /> khác nhau. Sun và nhiều ngƣời khác, Seed và Thí nghiệm trong phòng<br /> nhiều ngƣời khác, ằng các thông tin về mođun Thí nghi m trong ph ng cho phép tạo ra<br /> trƣợt ứng v i iên đ iến dạng trƣợt, đã kết l n nhiều kịch ản khác nhau. Đặc i t nó kiểm<br /> tỉ s G/Gmax iến đổi từ 1,7 - 11,3 ph thu c vào soát và cô lập đƣợc các điều ki n để thu<br /> chỉ s dẻo. đƣợc các thông tin cần thiết để thỏa mãn<br /> <br /> <br /> 32 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018<br /> m c đích nghiên cứu, điển hình cho các thí hƣởng c a c t đất khi ị dao đ ng thẳng đứng,<br /> nghi m này là: hay dao đ ng u n tùy thu c vào kịch ản tác<br /> - Phƣơng pháp c t c ng hƣởng c a Hardin, d ng. Các thông tin thu thập đƣợc trong thí<br /> Drenvich, Richart [9]. Nguyên lý chung c a nghi m là tần s c a lực kích đ ng ở thời điểm<br /> phƣơng pháp này là dựa trên hi n tƣợng c ng c ng hƣởng cùng v i các kích thƣ c c t đất và<br /> hƣởng dao đ ng xoắn c a m t lăng tr . Tại thời kh i lƣợng riêng. Từ các thông tin này sẽ tính<br /> điểm c ng hƣởng có tần s dao đ ng cƣỡng ức toán ra mođun E ứng v i kích đ ng thẳng đứng,<br /> ằng tần s riêng c a c t đất. Do vậy, có đƣợc mođun G v i kích đ ng ngang.<br /> các thông về dao đ ng cƣỡng ức, kích thƣ c 2.3. Quy trình tính toán, đánh giá và xây<br /> cùng kh i lƣợng thể tích sẽ tính toán đƣợc dựng bản đồ trƣờng biến đổi các đặc trƣng<br /> mođun trƣợt G c a đất chính là đ cứng ch ng động học của đất nền<br /> xoắn c a c t đất. Lự ọ ỉ ê tính toán<br /> Khi nền đất chịu ảnh hƣởng c a tải trọng<br /> đ ng, thì ngoài vi c các phần tử đất dao đ ng<br /> Trong đó: γ, h, F là kh i lƣợng thể tích,<br /> theo tần s c a tải trọng nó c n ị iến dạng.<br /> chiều cao và di n tích mặt cắt ngang c a c t đất.<br /> Cho nên t c đ truyền sóng Vs và mô đun trƣợt<br /> Ω là tần s dao đ ng cƣỡng ức.<br /> đ ng G là các đặc trƣng đ ng học mà có thể<br /> Ƣu điểm c a thí nghi m này là đã mô phỏng<br /> phản ánh đƣợc trạng thái c a đất và đánh giá<br /> t t nhất dao đ ng xoắn c a đất nền khi dao<br /> đƣợc mức đ ổn định c a nền đất. Dựa trên cơ<br /> đ ng. Trên cơ sở lý thuyết này. Nhìn chung, tồn<br /> sở đó, tác giả lựa chọn hai đặc trƣng cơ ản là<br /> tại c a các phƣơng pháp c t c ng hƣởng là nhận<br /> t c đ truyền sóng Vs và mô đun cắt trƣợt G để<br /> iết thời điểm c t c ng hƣởng có đ ph n giải<br /> tính toán đánh giá.<br /> thấp. Điều đó ảnh hƣởng đến đ chính xác c a<br /> kết quả. P ơ í<br /> - Phƣơng pháp chất tải chu k . Dựa vào các tính chất đặc trưng của đất n n<br /> Nguyên lý chung c a các phƣơng pháp này là C thể t c đ truyền sóng đƣợc tính theo<br /> tác d ng vào mẫu đất các lực chu k hình sin, công thức dƣ i đ y:<br /> đo sự iến thiên iến dạng mẫu theo thời gian, Vs = 91 N0.375 (v i N là giá trị xuyên tiêu<br /> hoặc cho mẫu iến dạng chi k hình sin, đo ứng chu n)<br /> suất tác d ng lên mẫu trong quá trình iến dạng. Mô đun cắt đ ng G:<br /> Ƣu điểm c a phƣơng pháp này là tạo ra đƣợc G= Vs2 (v i là kh i lƣợng thể tích tự<br /> iến dạng tùy ý. Kết quả thi đƣợc thí nghi m là<br /> nhiên)<br /> các thông sô đ ng E, G.<br /> Cùng v i vi c sử d ng các phƣơng pháp<br /> Thí nghiệm hiện trƣờng.<br /> tính toán, ta sử d ng thêm phần mềm Arcgis để<br /> Ƣu điểm là tiến hành trên chính đ i tƣợng<br /> x y dựng ản đồ trƣờng iến đổi các giá trị Vs<br /> nghiên cứu, nhƣng thành phần, tính chất cũng<br /> và G. Phần mềm Arcgis cho phép ta tính toán<br /> nhƣ không gian tồn tại c a đ i tƣợng khó có thể<br /> các giá trị và khoanh vùng các trƣờng iến đổi<br /> sáng tỏ đầy đ , do đó các thôn tin thu đƣợc từ<br /> Vs và G, dựa trên các kết quả thu đƣợc đánh<br /> thí nghi m ị chi ph i nhiều yếu t mà không<br /> giá các iến đổi c a 2 đặc trƣng đ ng học Vs<br /> thể cô lập đƣợc. Phƣơng pháp điển hình là<br /> - Phƣơng pháp tr c ng hƣởng. Nguyên lý và G mà có thể ph n vùng định lƣợng mức đ<br /> c a phƣơng pháp là dựa trên hi n tƣợng c ng ổn định c a công trình.<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 33<br />  Hình 2. Sơ đồ minh họa quá trình phân vùng định lượng các giá trị động học đất n n<br /> <br /> í ỉ ê độ ọ đ Tính giá trị G cho 1 hố khoan<br /> - Tính giá trị Vstb và giá trị Gtb cho từng l p Xét 1 h khoan, mỗi l p đất trong h khoan<br /> V i mỗi l p có nhiều giá trị N c a từng h<br /> đó có giá trị ( kh i lƣợng thế tích) khác nhau<br /> khoan, ta tính Ntb cho từng l p theo công thức: 2<br /> <br /> Ntb = 1 Gi = V 6<br /> si<br /> <br /> Trong đó: N là chỉ s SPT c a 1 l p tính toán Tính G cho 1 h khoan theo công thức:<br /> n là s lƣợng giá trị xuyên tiêu chu n c a l p<br /> G= 7<br /> tính toán<br /> Vstb = 91Ntb0,375 2 Trong đó: m : là bề dày l p thứ i tại lỗ khoan<br /> i<br /> <br /> Gtb = Vstb 3 đang tính<br /> m : là chiều sâu c a lỗ khoan đang tính<br /> : là kh i lƣợng thể tích tự nhiên<br /> Gi: mô đun trƣợt đ ng c a l p thứ I tại h<br /> - Tính các giá trị Vs, G đặc i t khoan đang tính<br /> Tính giá trị Vs cho một hố khoan Sau khi tính toán đƣợc các s li u, cần sử<br /> Xét m t h khoan có thành phần các l p d ng phần mềm Arcgis v i các s li u đã tính<br /> đất khác nhau, mỗi l p có giá trị xuyên tiêu<br /> toán, các bản đồ đã có để tiến hành n i suy,<br /> chu n N<br /> thành lập các bản đồ trƣờng biến đổi. Từ các<br /> Ta tính Vs c a từng l p tại h khoan đó theo<br /> bản đồ đó và các tiêu chu n đã iết, tiến hành<br /> công thức:<br /> đánh giá mức ổn định c a đất nền khu vực<br /> Vsi = 91 N0,375 4<br /> nghiên cứu.<br /> Tiếp đó tính Vs c a 1 h khoan theo công<br /> thức: 2.4. Kết quả tính toán đánh giá và xây<br /> dựng bản đồ trƣờng biến đổi các đặc trƣng<br /> Vs = 5<br /> của động học đất nền<br /> Trong đó: Kế q ả í s à G ừ ố<br /> mi: là ề dày l p thứ i tại lỗ khoan đang tính khoan<br /> m: là chiều s u c a lỗ khoan đang tính Dựa trên cơ sở tính toán c a phƣơng pháp<br /> VSi: là t c đ truyền sóng c a l p thứ I tại h truyền sóng cắt và áp d ng các công thức ở<br /> khoan đang tính.<br /> phần 2.2.4 ta thu đƣợc ảng giá trị Vs và G cho<br /> Tính tƣơng tự cho các h khoan.<br /> từng h khoan.<br /> <br /> <br /> 34 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018<br />  Bảng 2. Giá trị Vs và G tính cho từng hố khoan<br /> <br /> Ký hiệu Vs Gs Ký hiệu Vs Gs<br /> STT STT<br /> lỗ khoan (m/s) (MPa) lỗ khoan (m/s) (MPa)<br /> 1 BSS7 214,75 861,73 22 TT22 188,07 658,12<br /> 2 LKT19 255,12 1205,36 23 GL57 191,98 726,49<br /> 3 LK20 326,34 1788,72 24 LK2HN 322,94 1676,14<br /> 4 BSS6 284,32 1403,55 25 HM70 304,51 1697,70<br /> 5 SS14 226,82 1012,56 26 HM6 140,51 401,88<br /> 6 BSS5 248,68 1106,64 27 HM65 221,66 979,54<br /> 7 SS9 214,45 934,28 28 TL26 183,62 686,77<br /> 8 SS6 178,83 685,82 29 TX24 180,96 720,31<br /> 9 SS16 184,47 657,90 30 TX32 148,02 474,84<br /> 10 BSS4 291,13 1511,17 31 TX46 202,41 762,07<br /> 11 SS23 141,48 340,55 32 TX40 208,26 850,48<br /> 12 SS42 299,99 1748,71 33 ĐĐ87 242,52 1130,45<br /> 13 LK14HN 315,74 1653,39 34 ĐĐ16 212,56 870,02<br /> 14 BSS2 279,70 1477,73 35 ĐĐ79 211,94 879,48<br /> 15 LK15HN 269,22 1224,00 36 ĐĐ83 236,06 1092,53<br /> 16 BSS4 291,13 1511,17 37 ĐĐ2 135,94 354,39<br /> 17 SS22 238,29 1096,22 38 HBT32 178,33 695,27<br /> 18 TL13 206,67 804,29 39 HBT82 173,58 593,95<br /> 19 TLK11 226,75 960,48 40 HK76 152,23 605,22<br /> 20 TL29 281,04 1482,23 41 HK29 183,33 683,43<br /> 21 ĐA14 232,69 1028,30 42 HK95 162,67 649,50<br /> <br /> Kết quả tính toán giá trị trung bình Vs và G lý thuyết về đặc trƣng đ ng học ta thu đƣợc<br /> cho từng l p ảng giá trị trung ình c a Vs và G cho từng l p<br /> Sử d ng các công thức ở phần 2.2.4 và cơ sở nhƣ sau:<br /> <br /> Bảng 3. Giá trị Vs và G cho từng lớp đất<br /> <br /> Vs Gs Vs Gs<br /> Lớp đất Lớp đất<br /> (m/s) (MPa) (m/s) (MPa)<br /> 1 - - 14 231,0651 989,6160<br /> 2 118,0124 228,0909 15 238,1059 1061,9641<br /> 3 166,4007 491,5017 16 188,7788 618,6083<br /> 4 178,1756 560,4087 17 244,8158 1093,2713<br /> 5 211,6839 817,3811 18 321,6923 1928,2843<br /> 6 207,4351 797,5587 19 352,4658 2193,0208<br /> 7 137,3921 320,2624 20 207,4351 746,9200<br /> 8 198,4724 703,0850 21 290,0347 1484,9385<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 35<br />  Vs Gs Vs Gs<br /> Lớp đất Lớp đất<br /> (m/s) (MPa) (m/s) (MPa)<br /> 9 231,0651 968,6717 22 394,5982 2290,5392<br /> 10 198,4724 672,1802 23 325,8081 1457,4308<br /> 11 153,0431 379,0076 24 394,5982 2137,8366<br /> 12 166,4007 491,5017 25 231,0651 994,8520<br /> 13 153,0431 372,1165 26 394,5982 1985,1339<br /> <br /> Xây dựng bản đồ trƣờng biến đổi các phía Bắc trung t m là khu vực có vận t c<br /> thông số đặc trƣng động học. truyền sóng cao. Khu vực ở trung t m có G khá<br /> Sau khi tính toán xong các giá trị cho các h là thấp, càng ra rìa trung t m giá trị mô đun cắt<br /> khoan và cho các l p đất trong khu vực nghiên trƣợt G càng tăng.<br /> cứu, ta sử d ng phần mềm Arcgis để thành lập Khi x y dựng đƣợc 2 ản đồ trên, ta ắt đầu<br /> ản đồ trƣờng iến đổi các thông s Vs và Gs. luận giải mô hình trƣờng iến đổi đó dựa vào<br /> Sau đó, sử d ng các s li u tính toán đƣợc và ản đồ và các giá trị đặc i t mà ta tính đƣợc<br /> phầm mềm Arcgis ta n i suy đƣợc các ản đồ cho cách khoan trƣ c đó.<br /> trƣờng iến đổi các giá trị Vs và G. Cu i cùng, ta dựa trên cơ sở ph n chia nền<br /> đất trong tiêu chu n Qu c gia về thiết kế công<br /> trình đ ng đất - TCVN 9386:2012 để ph n vùng<br /> định lƣợng mức đ nhạy cảm c a đất nền khu<br /> vực đô thị trung t m Hà N i, từ đó có thể đánh<br /> giá mức đ ổn định c a công trình.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5. Bản đồ trường biến đổi tốc độ<br /> tru n s ng cắt Vs<br /> <br /> Có thể thấy, khu vực phía trung t m gồm<br /> các quận Hoàn Kiếm, Ba Đình, Đ ng Đa, Cầu<br /> Giấy, Hai Bà Trƣng, Thanh Xu n là các khu Hình 6. Bản đồ trường biến đổi giá trị mô đun<br /> vực có chỉ s t c đ truyền sóng thấp, khu vực cắt trượt G<br /> <br /> <br /> 36 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018<br />  Phân vùng đánh giá mức độ nhạy cảm<br /> của đất nền đô thị trung tâm Hà Nội với tải<br /> trọng động<br /> Sau khi thành lập đƣợc ản đồ, dựa vào tiêu<br /> chu n TCVN 9386:2012, ph n đất nền Hà N i<br /> ra làm các vùng sau:<br /> <br /> Bảng 4. Phân vùng mức độ ổn định<br /> của đất nền Hà Nội<br /> <br /> T cđ Mô đun trƣợt<br /> Cấp truyền sóng đ ng G<br /> Vs (m/s) (Mpa)<br /> Đặc i t nhạy