Mô hình thí nghiệm phao đo cải tiến xác định đặc tính tan rã của đất

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Mô hình thí nghiệm phao đo cải tiến xác định đặc tính tan rã của đất giới thiệu mô hình thí nghiệm phao đo cải tiến được sử dụng để xác định mức độ tan rã của đất. Mô hình thí nghiệm sau đó được thực hiện thử cho 2 loại đất khác nhau để kiểm tra tính khả thi để ứng dụng trong thực tế.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Mô hình thí nghiệm phao đo cải tiến xác định đặc tính tan rã của đất

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM PHAO ĐO CẢI TIẾN XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH TAN RÃ CỦA ĐẤT Trần Duy Quân, Hồ Sỹ Tâm, Trần Văn Vững, Nguyễn Văn Huy Trường Đại học Thủy lợi, email: duyquan@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Đất tan rã được định nghĩa là loại đất dễ dàng bị phân tán, tan chảy khi tiếp xúc với nước [3]. Việc sử dụng đất tan rã làm vật liệu đắp được cho là nguyên nhân dẫn đến nhiều sự cố của các công trình phải làm việc trong CHÚ DẪN: điều kiện tiếp xúc với nước như đê, đập, hay 1. Phao các mái dốc taluy đường khi tiếp xúc với 2. Lưới đặt mẫu nước mưa [1,3]. Vì vậy, việc xác định đặc 3. Bình thủy tinh tính của đất dùng để xây dựng có phải là đất 4. Mẫu đất tan rã hay không và mức độ tan rã như thế nào là một yêu cầu quan trọng trong thiết kế và thi công các công trình đất. Bài báo cáo này giới thiệu mô hình thí nghiệm phao đo cải tiến được sử dụng để xác định mức độ tan rã của đất. Mô hình thí nghiệm sau đó được thực hiện thử cho 2 loại đất khác nhau để kiểm tra tính khả thi để ứng dụng trong thực tế. 2. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM Phương pháp phao đo truyền thống theo quy định của TCVN 8718:2012 đang được sử Hình 1. Sơ đồ thí nghiệm dụng phổ biến trong các thí nghiệm xác minh phao đo hiện nay [2] tính tan rã hiện nay (sơ đồ mô hình thí nghiệm được thể hiện trong hình 1). Độ tan rã của đất Mô hình thí nghiệm phao đo theo TCVN được tính toán dựa trên công thức [2]: 8718:2012 có ưu điểm là khá đơn giản để R -R thực hiện, cho phép xác định tốc độ tan rã Dtr  t o .100% (1) của đất tương đối nhanh. Tuy nhiên, qua quá 100 - Ro trong đó: trình thí nghiệm xác định tính tan rã của một Dtr - là độ tan rã của đất sau thời gian t, % số loại đất đắp thân đập, nhóm nghiên cứu kết cấu của đất bị phá hủy; nhận thấy mô hình hiện tại có hạn chế nhất Rt - là số đọc ngấn nước trên cán phao sau định. Mô hình thí nghiệm này sử dụng vạch thời gian t, kể từ khi thả phao có mẫu đất vào chia trên phao để xác định khối lượng còn lại nước, mm; của mẫu đất thí nghiệm khi được ngâm trong Ro - là số đọc ngấn nước ở cán phao tại nước điều này dẫn đến làm tăng sai số bằng thời điểm ngay sau khi thả phao có mẫu vào mắt khi người thí nghiệm phải quan sát mẫu nước (t = 0), mm. thí nghiệm trong thời gian dài. Ngoài ra, với 188
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 những loại đất có những thời đoạn tan rã Với mô hình thí nghiệm cải tiến, độ tan rã chậm, khối lượng đất tan rã nhỏ làm cho sự của đất được đề xuất xác định theo công thay đổi trên phao đo cũng nhỏ, người thí thức sau: nghiệm rất khó để xác định những sự thay F -F Dtr  o t .100% (2) đổi này. Fo - Fz trong đó: 0.65 N 1 Fo - là số đọc trên cảm biến lực kế tại thời điểm ban đầu, N; 2 Ft - là số đọc trên cảm biến lực kế tại thời điểm t, N; 3 Fz - là số đọc trên cảm biến lực kế tại thời điểm cuối cùng khi mẫu đất thí nghiệm đã tan hết, N. Để kiểm tra khả năng và tính ứng dụng của 4 mô hình thí nghiệm phao đo cải tiến đối trong xác định tính tan rã của đất, nhóm nghiên cứu 5 đã tiến hành thử nghiệm với đất đắp của hai 6 đập trên địa bàn tỉnh Phú Yên là đập của hồ chứa nước Giếng Tiên và hồ chứa nước Suối Vực. Đây là hai hồ đập được xếp vào danh mục hồ đập vừa và lớn của tỉnh Phú Yên. Quá trình quan sát trên thực địa cũng xác 7 định được mái đập hồ chứa nước Giếng Tiên chất lượng tốt, bề mặt phẳng, không bị xói Hình 2. Sơ đồ thí nghiệm phao đo cải tiến mặt, trong khi với đập của hồ chứa nước Suối CHÚ DẪN: 1. Cảm biến lực kế; 2. Giá đỡ thí Vực, mái đập bị xói lở mạnh hình thành các nghiệm; 3. Cốc đong; 4. Nước cất; 5. Mẫu đất thí rãnh xói và hố sụt trên bề mặt mái hạ lưu. nghiệm; 6. Lưới thép đặt mẫu; 7. Bệ đỡ thiết bị Quá trình thí nghiệm từ khâu chuẩn bị mẫu, thí nghiệm. bảo dưỡng mẫu, theo dõi mẫu tan rã khi ngâm Để khắc phục hạn chế trên và nâng cao độ trong nước... được thực hiện theo quy định chính xác của thí nghiệm, nhóm nghiên cứu TCVN 8718:2012 với mẫu chế bị [2]. Để đảm phát triển mô hình và công thức tính độ tan rã bảo chuẩn so sánh, các mẫu đất thí nghiệm của đất. Sơ đồ mô hình thí nghiệm cải tiến của 2 đập được tiến hành chuẩn bị trong điều được thể hiện ở hình 2. Với mô hình thí kiện tương đối đồng nhất (độ ẩm, công đầm nghiệm cải tiến, để xác quá trình tan rã (sự và trọng lượng ban đầu xấp xỉ nhau). sụt giảm khối lượng của mẫu thí nghiệm trên 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU lưới đặt mẫu), đầu trên của lưới được gắn với cảm biến lực kế hiển thị số với độ phân giải Hình 3 thể hiện biểu đồ tốc độ tan rã Dtr đến 0,01N. Trọng lượng mẫu thí nghiệm tại trong thời gian thí nghiệm của những mẫu đất thời điểm bất kỳ sẽ được hiển thị trên màn được chế bị từ đất đắp đập hồ chứa nước hình hiển thị của cảm biến lực, nhờ đó thí Giếng Tiên và Suối Vực tỉnh Phú Yên. Độ nghiệm viên có thể xác định chính xác giá trị tan rã Dtr được tính theo công thức (2). Hình và tránh được sai số do mắt nhìn trên phao 4 thể hiện tương quan trọng lượng ban đầu đo. Ngoài ra, cũng vì độ phân giải của cảm của các mẫu thí nghiệm và tổng thời gian biến lực kế là rất nhỏ nên có thể theo dõi mẫu thí nghiệm tan rã hoàn toàn. Từ trên hai được quá trình tan rã của mẫu thí nghiệm cả biểu đồ này, có thể đánh giá, so sánh mức độ trong trường hợp đất tan rã chậm. tan rã của 2 loại đất từ những tiêu chí sau: 189
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 - Tổng thời gian mẫu tan rã: Vì mẫu thí đất đắp đập hồ Suối Vực khá mạnh. Theo đó, nghiệm đã được chuẩn bị để khi thực hiện thí khi mưa, dưới tác dụng kết hợp của dòng nghiệm, giá trị Fo của mỗi thí nghiệm xấp xỉ chảy do mưa và dòng thấm trong thân đập, nhau (0,55-0,65N), do đó, mẫu thí nghiệm đất đắp đập của hồ Suối Vực bị tan rã và nào có tổng thời gian tan rã càng dài thể hiện chảy theo dòng nước. Quá trình tiếp diễn loại đất thí nghiệm ít tan rã hoặc tan rã chậm, trong nhiều năm làm mái đập bị xói thành và ngược lại; rãnh mấp mô, bên trong thân đập bị rỗng và - Độ dốc của đường biểu đồ độ tan rã theo tạo thành các hố sụt. thời gian: Với những mẫu đất tan rã chậm hoặc ít tan rã, biểu đồ độ tan rã có xu hướng 4. KẾT LUẬN thoải hơn, và ngược lại. Trong phạm vi bài báo, nhóm nghiên cứu tập trung giải thích về mô hình thí nghiệm phao đo cải tiến để nâng cao độ chính xác của thí nghiệm xác định sự tan rã của mẫu đất khi ngâm trong nước. Mô hình đề xuất đã được tiến hành thí nghiệm cho đất đắp đập của hai hồ Suối Vực và Giếng Tiên, tỉnh Phú yên. Kết quả thí nghiệm cho thấy, với mô hình cải tiến, những hạn chế của mô hình thí nghiệm phao đo truyền thống đã được khắc Hình 3. Biểu đồ tốc độ tan rã theo phục. Đồng thời kết quả thí nghiệm cũng thời gian với đất đắp đập hồ Suối Vực phần nào phản ánh được nguyên nhân dẫn và Giếng Tiên tỉnh Phú Yên đến hiện trạng xói lở mái hạ lưu của hai đập được lựa chọn. Tuy vậy, bài báo mới chỉ trình bày kết quả thử nghiệm cho hai đập. Những nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào tiến hành nhiều thử nghiệm hơn để xác định phạm vi, loại đất… phù hợp nhất với mô hình thí nghiệm này 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Knodel, P. C. (1991). Characteristics and problems of dispersive clay soils (Vol. 9). US Bureau of Reclamation. [2] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8718:2012, Đất Hình 4. Biểu đồ trong lượng thí nghiệm ban xây dựng công trình thủy lợi - Phương pháp đầu và tổng thời gian mẫu tan rã hoàn toàn xác định các đặc trưng tan rã của đất trong Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở hình 3 phòng thí nghiệm. [3] Tosun, H., & Kılbıyık, M. (2006). Internal và hình 3 cho thấy, đất đắp đập của hồ Suối erosion resulted from dispersive soils Vực tan rã trong nước khá nhanh so với đất in earthfill dams and a case study. In đắp đập của hồ Giếng Tiên. Như vậy, nguyên ASDSO National Dam Safety Conference. nhân dẫn đến hiện trạng xói lở mái hạ lưu September (pp. 10-14). đập Suối Vực có thể là do đặc tính tan rã của 190