Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
12
NGHIÊN CỨU HA LNG CÁT SÔNG HỒNG
KHU VỰC CẢNG HÀ NỘI CHỊU TẢI TRNG 3 TRỤC ĐỘNG
Nguyn Hng Nam1, Nguyn Chí Linh2, Phạm Tư Chính
1Đại hc Thy li, email: hongnam@wru.vn
2Chi cc thy li Hà Nội, email: chilinhwru@gmail.com
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ha lng do động đt là thm ha đi vi
cc công trnh: đê, đp, khi đp, nn đưng
và nn nhà cao tng. Tại Nht Bn, ha lng
nn nhiu tuyn đê sông đã đưc quan st
trong hu ht cc trn động đt mạnh.
Hà Nội nằm trong vùng đứt gãy sông
Hng - sông Chy, nơi đã xy ra cc trn
động đt mạnh 5,1-5,5 độ Richter. Chu kỳ lặp
lại động đt mạnh 5,4 độ Richter ở Hà Nội là
1100 năm và trn động đt mạnh cui cùng
xy ra cch đây đã hơn 700 năm (năm 1285)
(Nguyn Đnh Xuyên, 2004).
Hà Nội hiện c 20 tuyn đê chính vi tổng
chiu dài 469,913 km, trong đ tuyn đê hữu
Hng đoạn qua thành ph Hà Nội dài tổng
cộng 128,6 km là đê cp đặc biệt c nhiệm v
phòng chng lt bão, bo vệ an toàn tuyệt đi
cho trên 160000 ha diện tích lưu vực ca th
đô Hà Nội. Tuy nhiên, nhiu đoạn đê Hữu
Hng đưc đp trực tip trên nn đt yu, đt
ct, c kh năng nhạy ha lng khi chịu động
đt mạnh.
Thit kchng ha lng hiện nay chưa đưc
p dng trong cc tiêu chuẩn thit k khng
chn công trnh thy li ở nưc ta. V vy,
nghiên cứu này nhằm đnh gi kh năng ha
lng ca đt ct nn đê hữu Hng dựa trên cc
thí nghiệm trong phòng trên my 3 trc động.
2. THIẾT BỊ, VẬT LIỆU, QUY TRÌNH
THÍ NGHIỆM
Nghiên cứu thí nghiệm đưc thực hiện tại
Phòng thí nghiệm Địa k thut động đt,
Trưng Đại hc Thy li trong khuôn khổ
ca đ tài cp nhà nưc, mã s KC08.23/11-
15. Hệ thng thit bị thí nghiệm 3 trc động,
model DTC - 367D ca công ty Seiken, Nht
Bn (hnh 1) đưc s dng. Hệ thng bao
gm cc khi điu khiển khí - nưc; khi gia
ti thẳng đứng; bung 3 trc; khi đo lưng
và cc ph kiện; thit bị gia ti động cho cc
tn s ti thực t trong phạm vi từ 0,001-1
Hz. Tt c cc đu đo lực và chuyển vị đưc
kt ni vi một my vi tính thông qua cc
giao diện cm bin. Đu đo ti trng công
sut 2 kN c kh năng chng nưc đưc lp
trực tip trên np mẫu, trong bung 3 trc.
Hnh 1: H thng thit b th nghim
3 trc đng, DTC - 367D
Cc mẫu ct sông Hng đưc ly bằng cc
ng mẫu thành mng tại bãi vt liệu tại khu
vực cng Hà Nội c cc ch tiêu cơ l như sau:
hàm lưng hạt mịn fc = 0,63%; Gs = 2,65;
D60 = 0,32 mm, D10 = 0,13 mm; emax = 1,015;
emin = 0,603 (ASTM D422-63). Cc mẫu ct
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
13
hnh tr c đưng kính D=50 mm, chiu cao
H=100 mm, đưc ch bị theo phương php
mưa ct trong không khí để đm bo cc mẫu
c cùng một độ chặt tương đi Dr. Sau khi s
dng khí CO2 thâm nhp, mẫu đưc bão hòa
nưc vi hệ s B>0.95.
Bng 1. Cc mu ct th nghim
Tên
mẫu
Do
(mm)
Ho
(mm)
ec
Drc
(%)
CSR
SH-01
50,27
100,22
0,774
58,5
0,189
SH-02
50,04
100,25
0,777
57,8
0,220
SH-03
50,04
99,993
0,766
60,4
0,241
SH-04
50,04
100,07
0,755
63,1
0,273
SH-07
50,03
100,51
0,758
62,4
0,184
CSH-A3
50,44
98,70
0,751
64,1
0,219
CSH-A4
50,50
98,04
0,778
57,5
0,250
CSH-A5
50,43
98,92
0,797
52,9
0,269
CSH-A6
50,40
98,61
0,757
62,6
0,183
Tip theo, cc mẫu ct chịu qu trnh c
kt đẳng hưng vi p lực c kt hiệu qu
tăng từ 30 kPa đn 100 kPa. Tại đây, mẫu
chịu tc dng ca cc ti trng có chu kỳ
hnh sin vi tn s 0,1 Hz vi cc t s CSR
(= d/2o’) khc nhau trong điu kiện không
thot nưc; trong đ, o’ là ứng sut hiệu qu
ban đu; d là độ lệch ứng sut theo phương
đứng v và ngang h, d = v - h. Thí
nghiệm kt thc khi mẫu bị ha lng sau một
s chu kỳ ti trng. Điu kiện ha lng xy ra
khi hệ s ru0.95, tức là p lực nưc l rng
đưc pht triển hoàn toàn (ha lng ban đu)
hoặc gi trị bin dạng dc trc biên độ kp a
đạt mức 5% hay ln hơn (JGS 0541-2000).
Cc mẫu ct thí nghiệm c cc hệ s rng
sau c kt đẳng hưng ec dao động trong
khong từ 0,751 đn 0,797 (bng 1).
3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ
THẢO LUẬN
Cc kt qu thí nghiệm điển hnh cho mẫu
SH-02 chịu ti trng không thot nưc tại
o’ =100 kPa vi CSR=0.22 đưc thể hiện
trong hnh 2.
Hnh 2 cho thy cc quan hệ: CSR ~N;
a ~N; ru ~N; q~p’; q~ a và ru ~a; trong đ ru
(= u/o’) là hệ s p lực nưc l rng dư;
u là p lực nưc l rng dư; q là độ lệch
ứng sut (=d); p’ là ứng sut chính hiệu qu
trung bình. Cc kt qu thí nghiệm cho thy
khi s chu kỳ ti trng N tăng, hệ s ru tăng.
Mẫu đt đạt ru=0.95 tại N=31.2.
010 20 30
-4
-2
0
2
ec= 0,777
SH-02
c'=o'= 100KPa
a (%)
N
0 5 10 15 20 25 30 35
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
N= 31,2
u/'o= 0.95
SH-02
c'=o'= 100KPa
ec=0.777
ru
N
020 40 60 80 100
-60
-40
-20
0
20
40
60
ec= 0,777
SH-02
c'=o'= 100KPa
q(kPa)
p'(kPa)
-3 -2 -1 0 1
-60
-40
-20
0
20
40
60
SH-02
c'=o'= 100 kPa
ec=0.777
q(kPa)
a (%)
-3 -2 -1 0 1
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
SH-02
c'=o'= 100KPa
ec=0.777
ru
a(%)
Hnh 2. Kt qu th nghim ti trng chu k không thot nưc
đi vi mu SH-02
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
14
Cc kt qu thí nghiệm đi vi cc mẫu
ct còn lại khi thay đổi t s ứng sut CSR
trong khong từ 0.18 đn 0.28 cho thy khi t
s ứng sut CSR tăng, s chu kỳ ti trng Nc
gây ha lng gim.
Hnh 3 thể hiện đưng cong ha lng
(CSR~Nc) đưc xây dựng đi vi cc mẫu
đt ct trong bng 1 c cùng độ chặt tương
đi. Hnh 3 cng cho thy cc đưng đẳng
gi trị bin dạng kp dc trc khc nhau
a=1%, 2%, 5% và ru=0.95. Đưng cong ha
lng trong hnh 3 c dạng phù hp vi cc
kt qu đã công b đi vi cc loại ct khc
nhau (Towhata, 2008).
Cc kt qu nghiên cứu thực nghiệm này
cung cp s liệu đu vào cn thit để mô phng
bài ton ha lng nn đê tại hiện trưng theo
phương php phn t hữu hạn.
110 100
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
Test: SH-01, e=0.774
SH-02: e=0.777
SH-03: e=0.766
SH-04: e=0.755
SH-07: e=0.758
DA1%
DA2%
Nu95
CSR
Nc
DA1%
DA2%
DA5%
Nu95
Cat song Hong
Test: CSH-A3: e=0.751
CSH-A4: e=0.778
CSH-A5: e=0.797
CSH-A6: e=0.759
Hnh 3: Đưng cong ha lng
ca cc mu đt ct sông Hng
4. KẾT LUẬN
Kt qu nghiên cứu hiện tại ca một loạt
cc thí nghiệm 3 trc động trong điu kiện
không thot nưc trên cc mẫu đt ct sông
Hng tại khu vực cng Hà Nội cho thy c
thể xc định chính xc cc đặc tính ha lng
ca ct sông Hng như sự bin thiên p lực
nưc l rng, bin dạng, điu kiện ha lng
theo cc chu kỳ, độ ln ti trng khc nhau.
Từ đ, c thể xây dựng đưc đưng cong ha
lng ca ct sông Hng. Nghiên cứu thực
nghiệm cung cp s liệu đu vào để tính ton
dự bo kh năng ha lng nn đê sông Hng
chịu ti trng động đt mạnh.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] ASTM D422-63 (2007). Standard Test
Method for Particle-Size Analysis of
Soils, ASTM International, West
Conshohocken, PA.
[2] JGS 0541-2000 (2000). Method for cyclic
undrained triaxial test on soils. The
Japanese Geotechnical Society.
[3] Towhata I. (2008). Geotechnical earthquake
engineering, Springer -Verlag Berlin
Heidelberg.
[4] Nguyn Đnh Xuyên (2004). Nghiên cứu
dự bo động đt và dao động nn ở Việt
Nam, Bo co tổng kt đ tài độc lp cp
Nhà nưc.