zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa tới lực hút dính của đất không bão hòa trong mái dốc đắp

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

Báo xấu

9
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết trình bày việc nghiên cứu ảnh hưởng của mưa tới lực hút dính của đất không bão hòa trong mái dốc đắp. Đối với đất không bão hòa thì lực hút dính hoặc áp lực nước lỗ rỗng âm là những thông số quan trọng ảnh hưởng đến cường độ chống cắt của đất.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa tới lực hút dính của đất không bão hòa trong mái dốc đắp

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MƯA TỚI LỰC HÚT DÍNH CỦA ĐẤT KHÔNG BÃO HÒA TRONG MÁI DỐC ĐẮP Phạm Huy Dũng1, Hoàng Việt Hùng1, Nguyễn Công Mẫn2 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: phamhuydung0403@tlu.edu.vn 2 Hội Cơ học đất và ĐKTCT Việt Nam 1. GIỚI THIỆU CHUNG suất pháp thực (σ- ua) và lực hút dính (ua-uw) 1.1. Mở đầu thường được lựa chọn để biểu thị trạng thái ứng suất của đất không bão hòa [2]. Trong Do nhu cầu phát triển kinh tế xã hội và đặc trường hợp đất bão hòa thì áp lực nước lỗ điểm đa dạng về địa hình, cho đến nay Việt rỗng uw cân bằng với áp lực khí lỗ rỗng ua, Nam đã xây dựng được hàng nghìn hồ đập khi đó lực hút dính (ua-uw) bằng không. lớn nhỏ và hàng chục nghìn kilômét hệ thống đê, đường giao thông. Vật liệu xây dựng cho 1.3. Phương pháp nghiên cứu những công trình nói trên chủ yếu là đất đắp Phương pháp thực nghiệm đã được sử có nguồn gốc trầm tích hoặc tàn tích. Đã có dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của mưa tới nhiều sự cố trượt lở đất xảy ra với các công lực hút dính của đất không bão hòa trong mái trình trên gây ra thiệt hại lớn về tải sản và dốc đắp. con người đặc biệt là vào mùa mưa. Do đó Thiết bị thí nghiệm chính bao gồm căng vấn đề ổn định mái dốc của những công trình kế, giàn phun mưa và máng thí nghiệm. Căng đất nói trên cần có sự quan tâm đặc biệt. Việc kế là một loại thiết bị để đo trực tiếp lực hút tính toán phân tích ổn định mái dốc loại này dính trong môi trường đất được chế tạo bởi cần xét đến những đặc tính riêng của đất Công ty Soilmoisture Equipment Corp. Dàn không bão hòa do mực nước ngầm ở rất sâu tạo mưa và máng thí nghiệm sẽ được trình hoặc mái dốc được phân chia thành hai đới bày chi tiết trong phần sau. bão hòa-không bão hòa riêng biệt. Đối với đất không bão hòa thì lực hút dính hoặc áp 2. ĐẤT DÙNG TRONG THÍ NGHIỆM lực nước lỗ rỗng âm là những thông số quan Đất dùng trong thí nghiệm được lấy tại mỏ trọng ảnh hưởng đến cường độ chống cắt của đất Đại Phong, huyện Chí Lính, tỉnh Hải đất. Vấn đề này đã được một số nhà khoa học Dương. Đây là loại đất sét pha xám nâu, xám trên thế giới tập trung nghiên cứu trong vàng lẫn sạn sỏi có nguồn gốc tàn tích, tính những năm gần đây [1], nhưng ở Việt Nam dẻo trung bình. Tính chất vật lý của mẫu đất thì còn rất hạn chế. được tổng hợp trong bảng 1 và 2. Các đặc trưng đầm nén của mẫu thí nghiệm bao gồm 1.2. Biến trạng thái ứng suất độ ẩm tối ưu wopt = 10,85% và khối lượng Biến trạng thái ứng suất là những biến ứng riêng khô lớn nhất ρdmax = 1,822 (T/m3). suất nhằm xác định trạng thái của đất. Đối Bảng 1. Thành phần hạt của mẫu đất với đất không bão hòa, các biến trạng thái ứng suất được biểu thị bằng các ứng suất đo Nhóm hạt Sạn sỏi Cát Bụi Sét được như ứng suất tổng σ, áp lực nước lỗ Tỷ lệ (%) 10,59 40,28 33,19 15,94 rỗng uw và áp lực khí lỗ rỗng ua. Tổ hợp ứng 64
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 Bảng 2. Chỉ tiêu tính chất vật lý của đất 3.2. Dàn tạo mưa Chỉ tiêu Gs WL (%) Wp (%) IP Để mô phỏng một trận mưa điển hình Giá trị 2,70 41,44 28,18 13,27 trong thực tế, nhóm nghiên cứu đã chế tạo dàn tạo mưa bằng máng nhựa mica dạng hình 3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM hộp chữ nhật với kích thước chiều dài 1,5m; chiều rộng 0,5m và chiều cao 0,2m (Hình 2). 3.1. Căng kế Đáy máng nhựa được khoan tạo lỗ có đường Căng kế là một loại thiết bị để đo trực tiếp kính 0,3mm, các lỗ khoan được bố trí theo lực hút dính trong môi trường đất được chế các đỉnh của hình vuông với chiều dài các tạo bởi Công ty Soilmoisture Equipment cạnh là 5,65cm. Với đường kính này đã đảm Corp. Căng kế bao gồm một cốc gốm tiếp bảo được dạng nước rơi nhỏ giọt tương tự nhận khí cao làm mặt phân cách giữa hệ đo như hạt mưa ngoài thực tế. Cường độ mưa và áp lực nước lỗ rỗng âm trong đất (Hình 1). trong nghiên cứu được giả thiết là không thay Cốc gốm được nối với thiết bị đo áp bằng đổi trong quá trình mưa. Để mô phỏng được ống dẫn bằng chất dẻo. Trước khi đo lực hút điều này trong quá trình thí nghiệm, quy tắc dính trong đất cần phải làm bão hòa cốc gốm “cột nước không đổi” đã được áp dụng bằng bằng cách ngâm trong nước khoảng vài giờ. cách cho nước trong máng chảy tràn liên tục. Sau đó bơm đầy nước vào ống dẫn và cốc Đồng thời, các đồng hồ đo lưu lượng cũng gốm rồi lắp đặt cốc gốm tới vị trí cần đo lực được gắn vào các đầu cấp nước vào và đầu hút dính trong khối đất. Khi đạt cân bằng thu nước ra. Khi đó, tổng lưu lượng mưa giữa đất và hệ đo, nước trong căng kế sẽ có chính là chênh lệch lượng nước vào và ra cùng áp lực âm với nước trong lỗ rỗng của khỏi máng tạo mưa. đất. Trong thực tế, giá trị giới hạn đo của 3.3. Máng thí nghiệm căng kế là -90kPa do hiện tượng sinh bọt khí của nước trong căng kế [1]. Trong thực tế, đối với các bài toán địa kỹ thuật thì áp lực nước lỗ rỗng âm có trị số bằng lực hút dính vì áp lực khí lỗ rỗng là áp lực khí quyển (ua = áp lực kế bằng không). Hình 2. Mô hình thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của mưa Máng thí nghiệm cũng có cấu tạo dạng hình hộp chữ nhật với kích thước chiều dài Hình 1. Thiết bị căng kế của Công ty 1,5m; chiều rộng 0,5m và chiều cao 0,7m Soilmoisture Equipment Corp (Hình 2). Khung kim loại và kính cường lực 65
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 được sử dụng để đảm bảo khả năng chịu lực khi dừng mữa khoảng 4,0 giờ thì hầu như giữ của máng. Để tạo mái dốc, máng thí nghiệm ổn định ở giá trị -17,5kPa. Trong khi đó, sự được đặt trên một trục quay ở vị trí giữa đáy suy giảm của lực hút dính tại điểm B diễn ra máng. Theo cấu tạo này, góc dốc sẽ dễ dàng chậm hơn và ít hơn so với điểm A. Sau khi điều chỉnh bằng cách xoay máng thí nghiệm dừng mưa khoảng 1,0 giờ thì lực hút dính tại theo trục quay. Trong thí nghiệm mẫu đất có điểm B mới bắt đầu suy giảm cho đến khi sau kích thước chiều dài 1,5m; chiều rộng 0,5m khi dừng mưa khoảng 5,0 giờ thì hầu như giữ và chiều cao 0,5m. ổn định ở giá trị -20,5kPa. Đặc biệt kết quả đo đạc từ thí nghiệm cho thấy, lượng nước 4. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM thấm vào mái dốc chỉ chiếm 8,2% tổng lưu Ban đầu, điều chỉnh máng thí nghiệm ở lượng mưa lên mái dốc. trạng thái cân bằng để thuận tiện trong quá trình đầm nén mẫu đất thí nghiệm. Sau đó lớp dăm lọc có chiều dày 10 được phủ dưới đáy máng thí nghiệm nhằm thu nước thấm qua mẫu đất và tránh hiện tượng nước thấm ngược lên. Tiếp đó, chế bị mẫu đất ở độ ẩm tối ưu là w = 10,85% và độ chặt K = 97%. Tiến hành đầm nén mẫu thí nghiệm thành 10 lớp, mỗi lớp có chiều dày 5cm để đảm bảo tính đồng nhất của mẫu đất. Khi đầm nén tới cao độ cần thiết thì lắp đặt căng kế tại vị trí Hình 3. Quy luật thay đổi của lực hút dính chính giữa của máng thí nghiệm. Trong thí theo thời gian nghiệm, căng kế được lắp đặt tại 02 vị trí là điểm A và điểm B lần lượt ở các độ sâu 10cm 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ và 35cm tính từ bề mặt mái dốc. Sau đó điều - Ổn định mái dốc đất không bão hòa là chỉnh máng thí nghiệm để độ dốc mái m = 2 một vấn đề quan trọng cần được nghiên cứu và tạo mưa theo quy tắc “cột nước không sâu rộng ở Việt Nam. đổi”. Tiếp đến, tạo mưa rơi liên tục trong - Kết quả nghiên cứu đã cho thấy quy luật vòng 2 giờ với cường độ mưa là 105mm/giờ. suy giảm của lực hút dính của đất không bão Để đo đạc sự thay đổi của lực hút dính, các hòa trong mái dốc đắp dưới ảnh hưởng căng kế được liên kết với bộ chuyển đổi dữ của mưa. liệu và kết nối với máy tính. Dữ liệu sẽ được - Cần tiếp tục phát triển hướng nghiên cứu đọc liên tục theo khoảng thời gian định sẵn là nhằm đánh giá quy luật thay đổi của cường 5 phút/ số liệu. độ chống cắt và mức độ an toàn của mái dốc 5. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM trong quá trình mưa và sau khi mưa. Hình 3 cho thấy quy luật thay đổi của lực 7. TÀI LIỆU THAM KHẢO hút dính theo thời gian của mẫu thí nghiệm. [1] Fredlund, D.G., Rahardjo, H. and Fredlund, Kết quả thí nghiệm ban đầu cho thấy, lực hút D.M. (2012), Unsaturated soil mechanics in dính tại độ sâu 10cm lớn hơn lực hút dính tại engineering practice, ISBN 978-1-118- độ sâu 35cm với khoảng chênh lệch là 13359-0, John Wiley&Sons. -2,8 kPa. Trong thời gian mưa liên tục 2 giờ [2] Fredlund, D.G., Morgenstern, N.R., and thì hầu như lực hút dính tại 2 điểm đo không Widger, R.A. (1978), The shear strength of thay đổi. Tại điểm A thì lực hút dính bắt đầu unsaturated soils, Canadian Geotechnical giảm mạnh sau khi dừng mưa khoảng 0,5 Jounal. giờ, quá trình giảm liên tục cho đến khi sau 66

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.