intTypePromotion=3

Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của mưa lên mái dốc đất đắp không bão hòa

Chia sẻ: ViVinci2711 ViVinci2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

0
2
lượt xem
0
download

Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của mưa lên mái dốc đất đắp không bão hòa

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết "Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của mưa lên mái dốc đất đắp không bão hòa" trình bày các nội dung về kết quả nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của lên mái dốc đất đắp không bão hòa.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của mưa lên mái dốc đất đắp không bão hòa

  1. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH H ỞNG C A M A LÊN MÁI DỐC ĐẤT ĐẮP KHÔNG BÃO HÕA PHẠM HUY DŨNG* HOÀNG VIỆT HÙNG** Experiments on the influence of rainfall on compacted unsaturated soil slope Abstract: Rainfall is an important factor causing the slope failure. Due to the rainfall, water infiltrates into the slope, leading to an increase of soil moisture and a decrease of shear strength. The rainfall infiltration into a slope is a complex mechanism, depending on many factors such as rainfall intensity, rainfall duration, slope gradient, soil type, initial water content, surface cover, etc. This paper reports the results of experiments on the effect of rainfall on compacted unsaturated soil slope. In the study, the effect of relative compaction and slope gradient to the runoff rate are considered. For unsaturated soils, the matric suction or negative pore water pressure are important factors controlling the shear strength of soil. Therefore, the studies on the change of matric suction on the slope during the rainfall and after rainfall are also considered. Keywords: relative compaction, slope gradient, runoff rate, matric suction 1. GIỚI THIỆU CHUNG* Tambe (2010). Do đó, cần thiết nghiên cứu ổ 1.1. Mở đầu sung quy luật trên để áp d ng đƣợc v i những Khi mƣa rơi xu ng đất, m t phần nƣ c mƣa mái d c có đ d c l n hơn. Sự ảnh hƣởng c a sẽ ngấm vào đất, m t phần chảy tràn trên ề mặt loại đất, l p ph ề mặt, cƣờng đ mƣa và đ và m t phần c hơi. Nƣ c mƣa ngấm vào mái m an đầu cũng đã đƣợc đề cập trong các d c là m t quá trình phức tạp, ph thu c vào nghiên cứu c a Duley và Kelly (1939), Nassif nhiều tham s nhƣ cƣờng đ mƣa, thời gian và Wilson (1975), Poesen (1984) và Mu và nnk. mƣa, đ d c mái, loại đất, đ m an đầu, l p (2015). Tuy nhiên đ i v i những công trình đắp ph ề mặt, v.v… Đã có nhiều nghiên cứu thực ằng đất nhƣ đê, đập, đƣờng, v.v… thì đ chặt nghi m nhằm đánh giá ảnh hƣởng c a các nh n đất đắp là m t nh n t quan trọng ảnh hƣởng t i t trên. Các kết quả nghiên cứu đều chỉ ra rằng, sự x m nhập c a nƣ c mƣa vào mái d c. Trong cƣờng đ mƣa x m nhập tăng khi đ d c mái x y dựng công trình đất, đ chặt đất đắp đƣợc giảm, tuy nhiên hầu hết các nghiên cứu chỉ tập đặc trƣng ởi h s đầm chặt K là tỷ s giữa trung cho những mái d c thoải, có đ d c nhỏ kh i lƣợng riêng khô ở hi n trƣờng và kh i hơn 20 nhƣ trong nghiên cứu c a Nassif và lƣợng riêng khô l n nhất trong phòng thí Wilson (1975), Poesen (1984) và Joshi và nghi m. Trong ài áo này, các kết quả nghiên cứu cho 3 trƣờng hợp đất đắp có đ chặt thấp * Trường Đại học Thủ lợi; (K=0,70), đất đắp có đ chặt trung ình E-mail: phamhuydung0403@tlu.edu.vn (K=0,90) và đất đắp có đ cao (K=0,95) sẽ đƣợc ** Trường Đại học Thủ lợi; trình ày. Ngoài ra, sự thay đổi c a lực hút dính E-mail: hoangviethung@tlu.edu.vn ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 51
  2. ở các đ s u khác nhau trên mái d c trong quá mƣa và sau khi mƣa là m t ƣ c quan trọng trình mƣa, sau khi dừng mƣa cũng đƣợc xem trong vi c đánh giá ổn định c a mái d c đất xét, đánh giá. không bão hòa. 1.2. Biến trạng thái ứng suất 1.3. Phƣơng pháp nghiên cứu V i những công trình đất đắp nhƣ đê, đập, Phƣơng pháp thực nghi m đã đƣợc sử d ng đƣờng, v.v… thƣờng đƣợc ph n chia thành hai trong nghiên cứu này. Thiết bị thí nghi m chính đ i, đ i ão h a nằm dƣ i mực nƣ c ngầm và bao gồm căng kế, giàn tạo mƣa và máng thí đ i không ão h a nằm trên mực nƣ c ngầm. nghi m. Căng kế là m t loại thiết bị để đo trực Đ i v i đất không ão h a thì lực hút dính hoặc tiếp lực hút dính trong môi trƣờng đất đƣợc chế áp lực nƣ c lỗ rỗng m là những thông s quan tạo bởi Công ty Soilmoisture Equipment Corp. trọng ảnh hƣởng đến sức kháng cắt c a đất. Để Dàn tạo mƣa và máng thí nghi m sẽ đƣợc trình xác định trạng thái ứng suất c a đất, các iến bày chi tiết trong phần sau. trạng thái ứng suất thƣờng đƣợc sử d ng. V i 2. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM đất không ão h a, các iến trạng thái ứng suất 2.1. Dàn tạo mƣa đƣợc iểu thị ằng các ứng suất đo đƣợc nhƣ Để mô phỏng quá trình mƣa xảy ra trong ứng suất tổng , áp lực nƣ c lỗ rỗng uw và áp thực tế, nhóm nghiên cứu đã chế tạo dàn tạo lực khí lỗ rỗng ua. Tổ hợp ứng suất pháp thực mƣa ằng máng nhựa mica dạng hình h p chữ (- ua) và lực hút dính (ua-uw) thƣờng đƣợc lựa nhật v i kích thƣ c chiều dài 150cm, chiều r ng chọn để iểu thị trạng thái ứng suất c a đất 50cm và chiều cao 20cm (hình 1). Để tạo ra không ão h a. Trong trƣờng hợp đất ão h a hình dạng giọt mƣa tƣơng tự nhƣ trong thực tế, thì áp lực nƣ c lỗ rỗng uw c n ằng v i áp lực đáy máng trƣ c tiên đƣợc khoan tạo mặt khum khí lỗ rỗng ua, khi đó lực hút dính (ua-uw) ằng l m v i đƣờng kính mũi khoan 2mm, sau đó sử không. Khi đó phƣơng trình cƣờng đ ch ng cắt d ng mũi khoan đƣờng kính 0,5mm khoan dành cho đất không ão h a theo Fredlund và xuyên qua đáy máng. Các lỗ khoan đƣợc trí nnk. (2012) có dạng: theo các đỉnh c a hình vuông v i chiều dài các ff = c’+ f – ua)f tan’+ ua – uw)f tanb cạnh là 5,65cm. Để duy trì cƣờng đ mƣa không Trong đó: thay đổi trong quá trình thí nghi m, quy tắc “c t ff: là ứng suất cắt trên mặt trƣợt ở trạng thái nƣ c không đổi” đã đƣợc áp d ng ằng cách phá hoại, cho nƣ c trong máng chảy tràn liên t c qua c’: giao điểm c a đƣờng ao phá hoại Mohr- thành mỏng có chiều cao 4,0cm. Để xác định Coulom “kéo dài” v i tr c ứng suất cắt khi lƣợng mƣa rơi vào mái d c, các đồng hồ đo lƣu ứng suất pháp thực và lực hút dính ằng không, lƣợng đƣợc gắn vào các đầu cấp nƣ c vào và (f – ua)f: ứng suất pháp thực ở trạng thái đầu thu nƣ c ra. Khi đó, tổng lƣu lƣợng mƣa phá hoại, chính là chênh l ch lƣợng nƣ c vào và ra khỏi (ua – uw)f: lực hút dính ở trạng thái phá hoại, dàn tạo mƣa. ’: góc ma sát trong ứng v i ứng suất pháp Cấu tạo nhƣ trên c a dàn tạo mƣa sẽ khắc thực (f – ua), ph c đƣợc nhƣợc điểm ph n mƣa không b: góc má sát iểu kiến iểu thị lƣợng tăng đều lên ề mặt mái d c do hình thức tạo mƣa c a ứng suất cắt theo lực hút dính. dƣ i dạng tia nƣ c nhƣ trong m t vài nghiên Vi c xác định đƣợc giá trị lực hút dính (ua – cứu trƣ c đ y c a Poesen (1984) và Joshi và uw) ở các thời điểm khác nhau trong quá trình Tambe (2010). 52 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018
  3. 2.3. Căng kế Căng kế là m t loại thiết bị để đo trực tiếp lực hút dính trong môi trƣờng đất đƣợc chế tạo bởi Công ty Soilmoisture Equipment Corp. Căng kế bao gồm m t c c g m tiếp nhận khí cao làm mặt phân cách giữa h đo và áp lực nƣ c lỗ rỗng m trong đất (hình 3). Hình 1: Cấu tạo dàn tạo mưa 2.2. Máng thí nghiệm Máng thí nghi m cũng có cấu tạo dạng hình h p chữ nhật v i kích thƣ c chiều dài 150cm, chiều r ng 50cm và chiều cao 70cm (hình 2). Khung kim loại và kính cƣờng lực đƣợc sử d ng để đảm bảo khả năng chịu lực c a máng. Để tạo mái d c, máng thí nghi m đƣợc đặt trên m t tr c quay ở vị trí giữa đáy máng. Theo cấu tạo này, góc d c sẽ dễ dàng điều chỉnh bằng cách xoay máng thí nghi m theo tr c quay. Trong thí nghi m mẫu đất có kích thƣ c chiều dài 150cm, chiều Hình 3: Thiết bị c ng kế của Công ty r ng 50cm và chiều cao 50cm. Dƣ i đáy mẫu đất Soilmoisture Equipment Corp là l p dăm lọc có chiều dày 10cm nhằm m c đích thoát nƣ c. Để xác định lƣợng nƣ c tràn trên bề C c g m đƣợc n i v i thiết bị đo áp ằng mặt mái d c, m t van xả mặt và đồng hồ đo lƣu ng dẫn bằng chất dẻo. Trƣ c khi đo lực hút lƣợng đƣợc gắn vào mặt bên c a máng (hình 6). dính trong đất cần phải làm bão hòa c c g m bằng cách ng m trong nƣ c khoảng vài giờ. Sau đó ơm đầy nƣ c vào ng dẫn và c c g m rồi lắp đặt c c g m t i vị trí cần đo lực hút dính trong kh i đất. Khi đạt cân bằng giữa đất và h đo, nƣ c trong căng kế sẽ có cùng áp lực âm v i nƣ c trong lỗ rỗng c a đất. Trong thực tế, giá trị gi i hạn đo c a căng kế là -90kPa do hi n tƣợng sinh bọt khí c a nƣ c trong căng kế. Trong thực tế, đ i v i các ài toán địa kỹ thuật thì áp lực nƣ c lỗ rỗng âm có trị s bằng lực hút dính vì áp lực khí lỗ rỗng là áp lực khí quyển (ua = áp lực kế Hình 2: Cấu tạo máng thí nghiệm bằng không). ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 53
  4. 3. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM pháp C nhƣ chỉ dẫn trong tiêu chu n thí nghi m 3.1. Đất dùng trong thí nghiệm ASTM (2003). Kết quả thí nghi m cho mẫu đất Vật li u đất dùng trong thí nghi m đƣợc lấy đƣợc chế bị v i h s đầm chặt K = 0,97 đƣợc tại mỏ đất Đại Phong, huy n Chí Lính, tỉnh Hải trình bày ở hình 4, từ kết quả cho thấy đất có đ Dƣơng nhƣ trong nghiên cứu trƣ c đ y c a m thể tích bão hòa là s = 0,343 và giá trị t i Dũng và Hùng (2017). Đ y là loại đất á sét màu hạn khí vào là 22,0kPa. xám n u, xám vàng lẫn sạn sỏi có nguồn g c tàn Từ đƣờng cong đặc trƣng đất nƣ c ở hình 4, tích, tính dẻo trung ình (CL). Tính chất vật lý sử d ng phƣơng trình hàm thấm c a Leong và c a mẫu đất đƣợc tổng hợp trong ảng 1 và 2. Rahardjo (1997) để xác định h s thấm tại các Các đặc trƣng đầm nén c a mẫu thí nghi m ao giá trị lực hút dính khác nhau. Theo Leong và gồm đ m t i ƣu wopt = 10,85 và kh i lƣợng Rahardjo thì phƣơng trình hàm thấm có dạng: riêng khô l n nhất dmax = 1,822 (T/m3). kw = ks  p Trong đó: kw là h s thấm c a đất không bão Bảng 1: Thành phần hạt của mẫu đất hòa (m/s); ks là h s thấm c a đất bào hòa, ks = 4,52.10-7 (m/s);  = w / s là chu n hóa đ m Nhóm hạt Sạn sỏi Cát Bụi Sét thể tích; w là đ m thể tích; s là đ m thể tích bão hòa; p là hằng s , theo Fredlund và Tỷ l ( ) 10,59 40,28 33,19 15,94 nnk.(2001b) thì giá trị trung bình c a p cho mọi loại đất là 3,29. Bảng 2: Chỉ tiêu tính chất vật lý của đất V i các thông s nhƣ trên thì hàm thấm c a đất dùng trong thí nghi m (hình 5) có dạng Chỉ tiêu Gs WL (%) WP (%) IP tƣơng tự nhƣ đƣờng cong đặc trƣng đất nƣ c ở Giá trị 2,70 41,44 28,18 13,27 hình 4. H s thấm có xu thế giảm nhanh khi lực hút dính vƣợt qua giá trị t i hạn khí vào. Ghi chú: G s: tỷ trọng hạt; W L : độ m giới hạn chả ; W P: độ m giới hạn dẻo; I P: ch số dẻo. Hình 5: Hàm thấm 3.2. Chuẩn bị thí nghiệm Hình 4: Đường cong đặc trưng đất nước Ban đầu, điều chỉnh máng thí nghi m ở trạng thái c n ằng (nhƣ hình 2) để thuận ti n trong Đƣờng cong đặc trƣng đất nƣ c c a đất dùng quá trình đầm nén mẫu đất. Sau đó l p dăm lọc trong thí nghi m đƣợc thực hi n theo phƣơng có chiều dày 10cm đƣợc ph dƣ i đáy máng 54 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018
  5. nhằm thu nƣ c thấm qua mẫu đất và tránh hi n trình mƣa đƣợc tiến hành liên t c trong thời tƣợng đọng nƣ c ở đáy máng. Tiếp đó, đầm nén gian 2 giờ v i cƣờng đ mƣa 105mm/giờ cho mẫu đất ở đ m t i ƣu w = 10,85 và đ chặt tất cả các chuỗi thí nghi m. Trong quá trình yêu cầu. Kh i đất trong mô hình thí nghi m có thí nghi m, tiến hành ghi chép và đo đạc chiều dày 50cm đƣợc chia thành thành 10 l p lƣợng nƣ c mƣa chảy tràn trên ề mặt mái đầm nén, mỗi l p có chiều dày 5cm để đảm ảo d c (QT ) sau từng khoảng thời gian 5 phút tính đồng nhất c a kh i đất. Sau đó sử d ng trong 1 giờ mƣa đầu tiên và 10 phút trong 1 kích th y lực để điều chỉnh máng thí nghi m về giờ mƣa tiếp theo. đ d c thiết kế. Trong nghiên cứu này, đ d c mái đƣợc thay đổi 3 trƣờng hợp ứng v i h s mái m = 1; m = 2 và m = 4, đ chặt đất đắp cũng đƣợc thay đổi 3 trƣờng hợp ứng v i h s đầm chặt K = 0,70; K = 0,90 và K = 0,95. Hình 7: Hình ảnh thí nghiệm 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hình 6: Sơ đồ thí nghiệm 4.1. Tổng h p kết quả thí nghiệm Từ các kết quả đo đạc lƣợng nƣ c mƣa chảy 3.3. Tiến hành thí nghiệm tràn trên ề mặt mái d c (QT), tính toán đƣợc Ban đầu, mở van cấp nƣ c vào dàn tạo cƣờng đ tràn trên ề mặt mái d c trong từng mƣa, chờ đến khi tạo thành d ng chảy tràn ổn thời đoạn tƣơng ứng (hình 8, 9 và 10). Kết quả định thì ắt đầu tiến hành thí nghi m. Quá thí nghi m đƣợc tổng hợp trong ảng 3. ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 55
  6. Bảng 3: Bảng tổng h p kết quả thí nghiệm tỷ s giữa tổng lƣợng chảy tràn và tổng lƣợng mƣa). Khi h s đầm chặt tăng lên K = 0,90 và RR K = 0,95 thì h s chảy tràn tăng thêm tƣơng STT m K RC (mm/giờ) ứng 10 và 16 . 1 1,0 0,70 86,9 0,74 Khi mái d c thoải nhất và đ chặt thấp nhất (m 2 1,0 0,90 96,9 0,84 = 4 và K = 0,70) thì h s chảy tràn có giá trị thấp 3 1,0 0,95 101,5 0,91 nhất 0,68 và tăng lên t i 0,91 khi mái d c d c nhất 4 2,0 0,70 84,4 0,72 và đ chặt cao nhất (m = 1 và K = 0,95). 5 2,0 0,90 96,4 0,85 6 2,0 0,95 100,2 0,90 7 4,0 0,70 80,7 0,68 8 4,0 0,90 93,6 0,80 9 4,0 0,95 98,6 0,87 Ghi chú: m: hệ số mái; K: hệ số đầm chặt; RR: cường độ tràn ổn định; RC: hệ số chả tràn. Kết quả thực nghi m cho thấy, hi n tƣợng Hình 8: Sự tha đổi của cường độ tràn khi hệ nƣ c chảy tràn chỉ ắt đầu sau m t khoảng thời số mái m = 1 gian mƣa nhất định. Đ i v i đất có đ chặt trung ình và cao (K=0,90 và K=0,95) thì hi n tƣợng chảy tràn ắt đầu xuất hi n sau thời gian mƣa từ 3 đến 5 phút, c n đ i v i đất có đ chặt thấp (K=0,70) thì hi n tƣợng này xảy ra chậm hơn, sau thời gian mƣa từ 8 đến 10 phút. Kể từ khi ắt đầu xuất hi n chảy tràn, thì cƣờng đ tràn có xu thế tăng dần và tiến t i ổn định sau khoảng thời gian từ 30 đến 40 phút (hình 8, 9 và 10). 4.2. Ảnh hƣởng của độ chặt đất đắp đến Hình 9: Sự tha đổi của cường độ tràn khi hệ số mái m = 2 cƣờng độ tràn Kết quả thí nghi m trên các hình 8, 9 và 10 cho thấy quy luật chung c a đ chặt đất đắp và cƣờng đ tràn đó là cƣờng đ tràn giảm (hay cƣờng đ mƣa x m nhập tăng) khi đ chặt đất đắp giảm. Ảnh hƣởng này ở mức đ l n khi đ chặt đất đắp thấp (K = 0,70) và giảm dần khi đ chặt đất đắp tăng dần. Trong trƣờng hợp h s mái m = 1 và h s đầm chặt K = 0,70 thì cƣờng đ tràn ổn định RR = 86,9 mm/giờ tƣơng ứng Hình 10: Sự tha đổi của cường độ tràn v i h s chảy tràn có giá trị RC = 0,74 (RC là khi hệ số mái m = 4 56 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018
  7. 4.3. Ảnh hƣởng của độ dốc mái đến cƣờng 4.4. Sự thay đổi của lực hút dính trong độ tràn quá trình mƣa và sau khi mƣa Khi đ d c mái tăng (h s mái giảm) thì Phƣơng pháp đo trực tiếp lực hút dính ằng cƣờng đ tràn tăng (hay cƣờng đ mƣa x m căng kế đã đƣợc sử d ng để nghiên cứu sự thay nhập giảm dần), tuy nhiên sự ảnh hƣởng là đổi c a lực hút dính trong mái d c. Ở thí không l n khi so sánh v i đ chặt đất đắp. Khi nghi m này, mẫu đất đƣợc đầm nén ở đ m t i đ chặt đất đắp thấp (K = 0,70) thì sự ảnh ƣu w = 10,85 và h s đầm chặt K = 0,97. Căng kế đƣợc lắp đặt tại 2 vị trí ở đ s u lần hƣởng này khá r ràng c n khi đ chặt đất đắp lƣợt là 10cm và 35cm tính từ ề mặt mái d c. trung bình và cao (K = 0,90 và K = 0,95) thì Quy trình tạo mƣa có cƣờng đ 105mm/giờ sự ảnh hƣởng hầu nhƣ không đáng kể (hình 11 trong thời gian liên t c 2 giờ vẫn đƣợc tiến hành và 12). tƣơng tự nhƣ ở trên. Để đo đạc sự thay đổi c a lực hút dính, các căng kế đƣợc liên kết v i chuyển đổi dữ li u và kết n i v i máy tính. Dữ li u sẽ đƣợc đọc tự đ ng liên t c theo khoảng thời gian định sẵn là 5 phút/s li u. Hình 11: Sự tha đổi của cường độ tràn khi hệ số đầm chặt K = 0,70 Khi đất có đ chặt cao nhất (K = 0,95) thì h s chảy tràn chỉ thay đổi từ 0,87 đến 0,91 khi h s mái thay đổi từ m = 4 đến m = 1. Hình 13: Sự tha đổi của lực hút dính sau thời gian mưa 1 ngà Hình 13 cho thấy quy luật thay đổi c a lực hút dính theo thời gian c a mẫu thí nghi m trong quá trình mƣa và sau khi mƣa. Kết quả thí nghi m cho thấy, an đầu lực hút dính tại đ s u 10cm l n hơn lực hút dính tại đ s u 35cm v i khoảng chênh l ch là 2,8 kPa. Trong thời gian mƣa liên t c 2 giờ thì lực hút dính tại 2 điểm đo không thay đổi. Điều này chứng tỏ nƣ c mƣa trên ề mặt mái d c chƣa x m nhập t i 2 vị trí Hình 12: Sự tha đổi của cường độ tràn khi hệ số đầm chặt K = 0,95 này. Tuy nhiên, tại đ s u 10cm thì lực hút dính ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 57
  8. ắt đầu giảm mạnh sau khi dừng mƣa khoảng giảm sức kháng cắt c a đất đắp và làm giảm sự 0,5 giờ, quá trình này giảm liên t c cho đến khi ổn định c a mái d c đất đắp. Nhƣ vậy, đ i v i sau khi dừng mƣa khoảng 5,0 giờ thì giữ ổn công trình đất đắp có đ chặt cao nhƣ đê, đập, định ở giá trị 16,5kPa trong ngày đầu tiên sau đƣờng, v.v… thì giai đoạn nguy hiểm nhất khi dừng mƣa. Sau đó lực hút dính tại đ s u thƣờng là vài giờ sau khi mƣa, sau đó lực hút 10cm có xu thế tăng ngƣợc trở lại, nguyên nh n dính c a đất ở vùng gần ề mặt mái d c sẽ tăng là do hi n tƣợng c hơi ở gần ề mặt mái d c. ngƣợc trở lại do hi n tƣợng th m thấu và c Tuy nhiên, t c đ tăng khá chậm, cho đến 3 hơi, và làm giảm nguy cơ mất ổn định mái d c. ngày sau khi mƣa thì lực hút dính tại vị trí này 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ đạt giá trị 20,5kPa (hình 14). Bài áo đã trình ày kết quả nghiên cứu thực nghi m về ảnh hƣởng c a mƣa lên mái d c đất đắp không bão hòa. M t s kết luận chính có thể rút ra từ nghiên cứu này đó là: - Đã đề xuất và ứng d ng thành công thiết bị mô phỏng mƣa, thuận ti n sử d ng trong các nghiên cứu tƣơng tự. - Cƣờng đ mƣa x m nhập tăng khi đ chặt đất đắp giảm. Ảnh hƣởng này ở mức đ l n khi đất đắp có đ chặt thấp và giảm dần khi đ chặt đất đắp tăng dần. Hình 14: Sự tha đổi của lực hút dính sau thời - Ngƣợc lại, cƣờng đ mƣa x m nhập giảm gian mưa 3 ngà dần khi d d c mái tăng, kết quả này phù hợp v i quy luật trong các nghiên cứu trƣ c đó nhƣ Trong khi đó, sự suy giảm c a lực hút dính c a Nassif và Wilson (1975) và Joshi và Tambe tại đ s u 35cm diễn ra chậm hơn và ít hơn (2010). Tuy nhiên sự ảnh hƣởng là không l n nhiều so v i đ s u 10cm. Sau khi dừng mƣa khi so sánh v i đ chặt đất đắp. khoảng 1,0 giờ thì lực hút dính tại đ s u 35cm - Đ i v i đất đắp có đ chặt l n hơn thì hi n m i ắt đầu suy giảm dần từ giá trị an đầu là tƣợng chảy tràn xuất hi n chậm hơn. Kể từ khi 22,5kPa, cho đến sau khi dừng mƣa khoảng 5,0 bắt đầu xuất hi n chảy tràn, thì cƣờng đ chảy giờ thì giảm xu ng c n 20,5kPa. Sau đó, lực hút tràn có xu thế tăng dần và tiến t i ổn định sau dính ở đ s u này không tăng ngƣợc trở lại khoảng thời gian nhất định. Đặc bi t đ i v i mái gi ng nhƣ ở đ s u 10cm mà tiếp t c giảm d c đất đắp thì h s chảy tràn khá l n thƣờng xu ng v i t c đ c rất chậm, cho đến 3 ngày sau từ 0,70 đến 0,90. Nhƣ vậy, lƣợng nƣ c mƣa khi mƣa thì lực hút dính tại vị trí này đạt giá trị xâm nhập vào mái d c khá nhỏ chỉ chiếm 10% 19,5kPa (hình 14). đến 30% tổng lƣợng mƣa. Tại 2 điểm đo thì lực hút dính đều có xu thế - Đ i v i đất đắp có đ chặt cao thì quá trình giảm rất nhanh khi lực hút dính nhỏ hơn giá trị suy giảm lực hút dính trễ hơn so v i thời gian t i hạn khí vào. Điều này cũng tƣơng tự quy xuất hi n mƣa. Giai đoạn nguy hiểm nhất đ i luật ảnh hƣởng c a lực hút dính t i hàm thấm. v i mái d c đất đắp thƣờng là vài giờ sau khi Sự suy giảm c a lực hút dính kéo theo sự mƣa, sau đó lực hút dính c a đất ở vùng gần ề 58 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018
  9. mặt mái d c sẽ tăng ngƣợc trở lại và làm giảm Effect of slope angle and grass-cover, J.Earth nguy cơ mất an toàn cho mái d c. Syst.Sci.119, Indian Academy of Sciences, p.763-773. TÀI LIỆU THAM KHẢO 6. Leong, E.C. and Rahardjo, H., (1997). Permeability functions for unsaturated soils, 1. ASTM D6838-2 (2003). Standard test ASCE Jounal of Geotechnical and methods for determination of soil water Geoenvironmental Engineering (United States), characteristic curve for desorption using a Vol. 123, No. 12, p 1118 - 1126. hanging column, pressure extactor, chilled 7. Mu, W., Yu, F., Li, C., Xie, Y., Tian, J., mirror hygrometer, and/or centrifuge, Annual Liu, J., and Zhao, N., (2015). Effect of rainfall book of ASTM standards, Volume 04.08. intensity and slope gradient on runoff and soil 2. Duley, F.L., and Kelly, L.L., (1939). moisture content on different growing stages of Effect of soil type, slope and surface conditions Spring maize, Water 7, p. 2990-3008. on intake of water, University of Nebraska, 8. Nassif, S.H., and Wilson, E.M., (1975). College of Agriculture, Agricultural experiment The influence of slope and rain intensity on station, Research bulletin 112. runoff and infiltration, Hydrological Sciences 3. Fredlund, D.G., Fredlund, M.D. and Jounal, Taylor & Francis Group, p. 539-553. Zakerzadeh, N., (2001). Predicting the 9. Poesen, J., (1984). The influence of slope permeability functions for unsaturated soils. angle on infiltration rate and Hotornian Proc. Inter. Symp. on Swelling, permeability overland flow, Z.Geomorph. N.F, Suppl-49, and structure of clays. Berlin. Stuttgart, p.117-131. 4. Fredlund, D.G., Rahardjo, H. and 10. Dũng, P.H. và Hùng, H.V., (2017). Fredlund, D.M., (2012). Unsaturated soil Nghi n c u ảnh hưởng của mưa tới lực hút dính mechanics in engineering practice, ISBN 978- của đất không b o hòa trong mái dốc đắp, 1-118-13359-0, John Wiley&Sons. Tuyển tập h i nghị nghiên cứu khoa học thƣờng 5. Joshi, V.U., and Tambe, D.T., (2010). niên trƣờng Đại học Th y lợi. Estimation of infiltration rate, run-off and sediment yield under simulated rainfall experiments in in upper Pravara Basin, India: ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018 59
  10. Người phản biện: PGS.TS. TRẦN MẠNH LIỂU 60 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2+3-2018

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản