BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
CÔNG TRÌNH NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM
K
C
S
0
0
3
9
5
9
NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỐ KẾT CỦA ĐẤT SÉT NẠO VÉT TỪ LÒNG SÔNG KHI GIA CƯỜNG ĐỆM CÁT VÀ VẢI ĐỊA KỸ THUẬT DƯỚI ĐIỀU KIỆN NÉN 3 TRỤC
MÃ SỐ: T2020-81TĐ
S KC 0 0 7 3 1 3
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4/2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỐ KẾT CỦA ĐẤT SÉT NẠO VÉT TỪ LÒNG SÔNG KHI GIA CƯỜNG ĐỆM CÁT VÀ VẢI ĐỊA KỸ THUẬT DƯỚI ĐIỀU KIỆN NÉN 3 TRỤC Mã số: T2020-81TĐ Chủ nhiệm đề tài: Thạc sĩ NGUYỄN THANH TÚ
TP. HCM, 04/2021
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỐ KẾT CỦA ĐẤT SÉT NẠO VÉT TỪ LÒNG SÔNG KHI GIA CƯỜNG ĐỆM CÁT VÀ VẢI ĐỊA KỸ THUẬT DƯỚI ĐIỀU KIỆN NÉN 3 TRỤC Mã số: T2020-81TĐ
Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN THANH TÚ Thành viên đề tài: NGUYỄN MINH ĐỨC
LÊ PHƯƠNG BÌNH
TP. HCM, 04/2021
DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA
NGUYỄN THANH TÚ- Khoa Xây Dựng, 1.
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Tp Hồ Chí Minh
NGUYỄN MINH ĐỨC- Khoa Xây Dựng, 2.
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Tp Hồ Chí Minh
LÊ PHƯƠNG BÌNH - Khoa Xây Dựng, 3.
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật, Tp Hồ Chí Minh
MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................................i DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. iii DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................iv THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ....................................................................... v INFORMATION ON RESEARCH RESULTS ........................................................... vii CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ............................................... 1 I.
1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước: ............................................................... 1
1.2. Nghiên cứu trong nước................................................................................. 3
II. TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI ................................................................................ 3
III. MỤC TIÊU ......................................................................................................... 4
IV. CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 4
4.1. Cách tiếp cận ................................................................................................ 4
4.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 5
V. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU ......................................................... 5
5.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................... 5
5.2. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 5
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ........................................................................................... 6 SƠ BỘ VỀ TÍNH NÉN LÚN VÀ CỐ KẾT CỦA ĐẤT ..................................... 6 I.
1.1. Tính nén lún của đất ..................................................................................... 6
1.2. Cố kết ........................................................................................................... 7
II. BIẾN DẠNG KHÔNG NỞ HÔNG- HỆ SỐ ÁP LỰC NGANG TĨNH KO ....... 8
2.1. Biến dạng mẫu đất: ....................................................................................... 8
2.2. Hệ số áp lực ngang tĩnh Ko- Biến dạng đất không nở hông ......................... 9
III. THÍ NGHIỆM CỐ KẾT 1 TRỤC KHÔNG NỞ HÔNG .................................... 9
3.1. Khái niệm. .................................................................................................... 9
3.2. Mục đích thí nghiệm nén cố kết: .................................................................. 9
3.3. Tính toán thí nghiệm nén cố kết ................................................................... 9
IV. THÍ NGHIỆM CỐ KẾT 3 TRỤC KHÔNG NỞ HÔNG ............................... 14
4.1. Mục đích thí nghiệm .................................................................................. 14
4.2. Quy trình thí nghiệm .................................................................................. 15
4.3. Tính toán .................................................................................................... 17
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM ............................... 20
i/54
I. VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM................................................................................ 20
1.1. Đất bùn sét nạo vét ..................................................................................... 20
1.2. Vải địa kỹ thuật .......................................................................................... 21
1.3. Cát thí nghiệm ............................................................................................ 22
II. CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM ................................................................... 23
2.1. Chuẩn bị đất thí nghiệm ............................................................................. 23
2.2. Thí nghiệm xác định hệ số áp lực ngang tĩnh Ko ....................................... 23
2.3. Trình tự thí nghiệm nén cốt kết 1 trục không nở hông .............................. 23
2.4. Trình tự thí nghiệm cố kết 3 trục ............................................................... 25
2.5. Số lượng mẫu thí nghiệm ........................................................................... 25
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ ............................................................................................... 29 I. HỆ SỐ ÁP LỰC NGANG KO........................................................................... 29
II. ỨNG XỬ LÚN CỦA MẪU CỐ KẾT 1 TRỤC ................................................ 29
2.1. Độ lún cố kết của mẫu đất không gia cường: ............................................. 29
2.2. Độ lún cố kết của mẫu đất gia cường bằng vải địa kỹ thuật. ..................... 30
2.3. Độ lún cố kết của mẫu đất gia cường bằng đệm cát và vải địa kỹ thuật. ... 30
2.4. Ảnh hưởng lớp gia cường đến thời gian cố kết mẫu thí nghiệm: .............. 31
2.5. Kết luận ...................................................................................................... 32
III. KẾT QUẢ CỐ KẾT MẪU 3 TRỤC ................................................................. 32
3.1. Mẫu đất không gia cường ........................................................................... 32
3.2. Mẫu đất gia cường bằng vải địa kỹ thuật ................................................... 35
3.3. Mẫu gia cường bằng đệm cát và vải địa kỹ thuật ...................................... 37
3.4. Kết luận: ..................................................................................................... 39
IV. SO SÁNH CỐ KẾT 1 TRỤC VÀ 3 TRỤC ................................................... 40
4.1. Thời gian cố kết: ........................................................................................ 40
4.2. Hệ số cố kết Cv và hệ số thấm K ................................................................ 41
4.3. Kết luận ...................................................................................................... 42
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KẾT NGHỊ .................................................................. 44 I. KẾT LUẬN ....................................................................................................... 44
II. KIẾN NGHỊ ...................................................................................................... 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 45
ii/54
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Tính nén lún của đất .............................................................................................. 6 Hình 2: Cố kết một hướng .................................................................................................. 8 Hình 3: Sự cố kết của đất sét bão hòa ................................................................................. 8 Hình 4: Sơ đồ thí nghiệm nén cố kết bằng thiết bị nén không nở hông ............................. 9 Hình 5: Phương pháp xác định chỉ số nén Cc ................................................................... 11 Hình 6: Phương pháp xác định chỉ số Cr (đường nén lại- quá cố kết) .............................. 11 Hình 7: Đường cong cố kết. Phương pháp xác định thời gian T90 .................................. 12 Hình 8: Xác định thời gian cố kết theo phương pháp logarit thời gian T50 ..................... 12 Hình 9: Xác định giai đoạn cố kết thấm của đất bão hòa nước gồm giai đoạn bắt đầu cố kết thấm và kết thúc cố kết thấm ........................................................................ 14 Hình 10: Mô hình thí nghiệm 3 trục ................................................................................. 15 Hình 11: Kích cỡ thành phần hạt đất sét ........................................................................... 21 Hình 12: Vải địa kỹ thuật .................................................................................................. 22 Hình 13: Kích cỡ thành phần hạt cát ................................................................................ 22 Hình 14: Đất trước khi sàn, bộ sàn, đất sau khi sàn.......................................................... 23 Hình 16: Nén cố kết 1 trục không nở hông ....................................................................... 24 Hình 17: Mẫu đất thí nghiệm nén cố kết 1 trục ................................................................ 25 Hình 15: Mẫu đất thí nghiệm ............................................................................................ 26 Hình 18: Mẫu đất nén cố kết 3 trục .................................................................................. 27 Hình 19: Biến dạng vải; vải và đệm cát dưới các cấp áp lực ............................................ 28 Hình 20: Biểu đồ quan hệ độ lún h và thời gian của đất không gia cường .................... 30 Hình 21: Biểu đồ quan hệ độ lún h và thời gian của đất gia cường bằng 1 lớp vải địa kỹ thuật .................................................................................................................... 30 Hình 22: Biểu đồ quan hệ độ lún h và thời gian của đất gia cường bằng vải địa kỹ thuật và đệm cát 1 cm .................................................................................................. 31 Hình 23: Chuyển vị đứng của mẫu đất không theo thời gian ........................................... 33 Hình 24: Tổng biến dạng thể tích mẫu đất vải theo thời gian. ......................................... 33 Hình 25: Đường kính mẫu đất không gia cường theo thời gian ....................................... 34 Hình 26: Thay đổ đường kính mẫu đất không gia cường theo thời gian .......................... 34 Hình 27: Chuyển vị đứng của mẫu đất- vải theo thời gian ............................................... 35 Hình 28: Tổng biến dạng thể tích mẫu đất vải theo thời gian. ......................................... 36 Hình 29: Đường kính mẫu đất- vải theo thời gian. ........................................................... 36 Hình 30: Chuyển vị đứng mẫu đất gia cường bằng đệm cát theo thời gian ..................... 38 Hình 31: Đường kính mẫu đất- vải theo thời gian. ........... Error! Bookmark not defined. Hình 32: Thời gian cố kết T90 và T100 các mẫu ............................................................. 40 Hình 33: Hệ số cố kết Cv................................................................................................... 41 Hình 34: Hệ số thấm của các mẫu .................................................................................... 41 Hình 35: mẫu thí nghiệm cố kết 1 trục truyền thống và cải tiến để khảo sát ảnh hưởng lớp gia cường. ........................................................................................................... 42
iii/54
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1: - Các yếu tố để xác định .................................................................................. 18
Bảng 2: Tính chất cơ học của đất ....................................................................................... 20 Bảng 3: Tính chất cơ học của vải địa kỹ thuật ................................................................... 21 Bảng 4: Tính chất cơ học của cát ...................................................................................... 22 Bảng 5: Thời gian đạt độ lún 1.5 mm ................................................................................ 31 Bảng 6: Thời gian cố kết T90, T100, Cv, Mv, K của mẫu cố kết một trục ........................ 31 Bảng 7: Tỉ lệ T90, T100, Cv, Mv, K của mẫu gia cường và không gia cường khi cố kết 1 trục ........................................................................................................................ 32 Bảng 7: Kết quả cố kết mẫu không gia cường ................................................................... 35 Bảng 8: Kết quả cố kết mẫu gia cường vải địa kỹ thuật .................................................... 37 Bảng 9: Kết quả cố kết mẫu gia cường vải địa kỹ thuật .................................................... 37 Bảng 11: Tỉ lệ T90, T100, Cv, Mv, K của mẫu gia cường và không gia cường khi cố kết 3 trục ........................................................................................................................ 40 Bảng 10: Tỉ lệ thời gian cố kết 90% (T90) và 100% (T100) của mẫu cố kết 3 trục và mẫu cố kết 1 trục ........................................................................................................... 41 Bảng 11: Tỉ lệ hệ số cố kết Cv và hệ số thấm Kv giữa mẫu cố kết 3 trục và mẫu cố kết 1 trục ........................................................................................................................ 42
iv/54
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Tp. HCM, ngày 12 tháng 04 năm 2020 Khoa XÂY DỰNG
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: Nghiên Cứu Ứng Xử Cố Kết Của Đất Sét Nạo Vét Từ Lòng Sông Khi Gia
Cường Đệm Cát Và Vải Địa Kỹ Thuật Dưới Điều Kiện Nén 3 Trục
- Mã số: T2020-81TĐ
- Chủ nhiệm: Nguyễn Thanh Tú
- Cơ quan chủ trì: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
- Thời gian thực hiện: 12 tháng, từ 12/2019- 12/2020
2. Mục tiêu:
- Nghiên cứu ứng xử cố kết của đất sét cố kết gia cường đệm cát và vải địa kỹ thuật
dưới điều kiện thí nghiệm nén 3 trục.
- So sánh kết quả ứng xử cố kết của đất sét không gia cường, gia cường đệm cát và vải
địa kỹ thuật khi nén cố kết 1 trục và 3 trục.
3. Tính mới và sáng tạo:
- Nghiên cứu đưa ra biện pháp gia cố nền đất yếu bằng vật liệu vải địa kỹ thuật và bằng phương pháp vải địa kỹ thuật kết hợp đệm cát để đẩy nhanh quá trình cố kết đất sét yếu, từ đó gia tăng cường độ cho đất nền.
- Thí nghiệm nén 3 trục rất cần thiết để mô phỏng sự làm việc của mẫu đất trong điều kiện thực tế. Từ đó, giúp người thiết kế hiểu được quá trình cố kết của đất sét gia cường và sự khác biệt khi cố kết bằng thí nghiệm cố kết một trục truyền thống, đặc biệt khi chiều cao mẫu lớn, ảnh hưởng của ma sát giữa đất và thành dao vòng là đáng kể.
4. Kết quả nghiên cứu:
- Các lớp gia cường thúc đẩy nhanh quá trình cố kết trong cả 2 loại thí nghiệm. Vải địa kỹ thuật giúp đẩy nhanh quá trình thoát nước từ 62% đến 80%, trong khi đệm cát + vải địa kỷ thuật là 25%- 30% so với trường hợp không gia cường. Đo đó, hệ số thấm của mẫu đất cũng sẽ tăng lên. Quá trình đẩy nhanh cố kết này do lớp đệm cát và vải địa kỹ thuật tạo thành biên thoát nước tốt đồng thời làm giảm chiều cao của lớp đất cố kết.
- Nén cố kết 3 trục sẽ cho kết quả chính xác hơn khi nén cố kết 1 trục, đặc biệt khi chiều cao mẫu lớn hay tỉ lệ đường kính mẫu/chiều cao mẫu >2.5 lần. Do ảnh hưởng
v/54
của ma sát giữa đất và thành dao vòng, trong thí nghiệm cố kết 1 trục, áp lực nén sẽ bị mất mát một phần làm cho mẫu đất không còn chịu đúng tải trọng tác dụng. Kết quả chỉ ra rằng, khi thí nghiệm cố kết 3 trục, thời gian cố kết giảm khoảng 90% cho mẫu không gia cường, 75% và 68% cho mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật và mẫu gia cường bằng vải địa + đệm cát. Do đó, hệ số thấm của mẫu cố kết 3 trục cũng sẽ lớn hơn các mẫu cố kết 1 trục từ 1.12 đến 1.33 lần
5. Sản phẩm:
01 bài báo trong nước (theo đăng ký đề tài là 01 bài báo trong danh mục tính điểm 0.75-1 điểm)
6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng:
- Hiệu quả:
Kết quả nghiên cứu sẽ góp phân quan trọng trong việc bảo vệ môi trường, sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên bền vững. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp sử dụng đất sét lòng sông làm cát san lấp, giúp khai thông dòng chảy, chống lại ảnh hưởng mực nước dâng cao do biến đổi khí hậu. Đồng thời, hạn chế việc khai thác cát từ lòng sông, giảm ảnh hưởng hưởng môi trường tự nhiên.
Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng rộng rãi trong giáo dục và làm cơ sở lý
thuyết cho các nghiên cứu có liên quan
- Phương thức chuyển giao nghiên cứu: Kết quả sẽ được đăng trên tạp chí chuyên
ngành.
Trưởng Đơn vị
Chủ nhiệm đề tài
(ký, họ và tên)
(ký, họ và tên)
Nguyễn Thanh Tú
vi/54
INFORMATION ON RESEARCH RESULTS
1. General information:
Project title: THE CONSOLIDATION BEHAVIOUR OF THE RIVERBED CLAY REINFORCED BY GEOTEXTILE AND SAND CUSHION UNDER TRIAXIAL COMPRESSION TESTS.
Code number: T2020-81TĐ
Coordinator: NGUYEN THANH TU
Implementing institution: University of Technology and Education
Duration: from 12/2019 to 12/2020
2. Objectives:
- Studying the consolidation behavior of the riverbed clay reinforced by sand cushion
and the geotextile under the trial axis compression test.
- Comparing the consolidation results of un-reinforced clay, clay reinforced by a sand cushion, and geotextile under the one-dimensional consolidation test and trial axis compression test.
3. Creativeness and innovativeness:
- The research introduces the method to reinforce the soft soil by using geotextile materials, and geotextile combined with sand cushion to increase the consolidation process, thereby increasing soil strength.
-
The trial axis compression test is essential to simulate the working of soil samples in real conditions. From there, the designers have a clear understanding of the consolidation process of reinforced clays and the differences between the traditional one-dimension consolidation test and the trial axis compression test, especially when the sample height is large, the effect of friction between the soil and the ring is substantial.
4. Research results:
- The reinforcement layers increase the consolidation process in both types of experiments. Geotextile decreased the drainage process from 62% to 80%, while this number in the case of the sand cushion + geotextile was 25% - 30% compared to the case of un-reinforcement. Therefore, the permeability coefficient of the soil sample also increased. This increased consolidation process is due to the fact that the sand cushion and geotextile play a role as a good drainage boundary and reduced the height of the consolidation soil.
- The trial-axis compression test gives more accurate results than the one-dimension test, especially when the sample height was large or the ratio of sample diameter
vii/54
over sample height was more than 2.5 times. Due to the influence of the friction between the soil and the ring in the one-dimension consolidation test, the compression pressure would be decreased, making the soil sample no longer subject to the correct applied load. The results showed that, in the trial axis consolidation test, the consolidation time was reduced by about 90% compared to the unreinforced sample, 75% and 68% for the geotextile reinforced sample and the reinforcement with geotextile plus a sand cushion. Therefore, the permeability coefficient of trial axis consolidation samples will also be 1.12 to 1.33 times higher than those in the one consolidation tests.
5. Products:
01 national paper (01 national paper was proposed in the project).
6. Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:
- Effects:
The results will contribute significantly to environmental protection and sustainable uses of the natural resources. The results will help to re-use the river-bed clay for leveling sand, helping to clear the river flow and counteract the effects of rising water levels caused by climate changes. At the same time, limiting the exploitation of sand from the river bed, reducing the impact of the natural environment. Research results can be widely applied in education and as a theoretical basis for related research
- Methods of research transfer: The results will be published in specialized journals.
viii/54
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
I. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước:
Phương pháp bơm bùn lòng sông làm đất đắp cho công trình đã được áp dụng tại nhiều công trình lấn biển (Shang et al., 1998; Wang et al., 2014; Liu and Liu, 2008; Shen et al., 2006)). Tuy nhiên đặc điểm loại bùn này hàm lượng nước cao, có độ rỗng lớn, khả năng biến dạng lớn và chịu lực kém. Những nền móng này thường chịu biến dạng và có độ lún rất lớn (Huerta and Rodriguez, 1992; Liu and Zhou, 2005). Khi nghiên cứu về hệ số thấm và phương pháp tính độ lún cho lớp đất bùn yếu, Zhang et al., 2015 cho thấy hệ số rỗng và hàm lượng đất sét ảnh hưởng lớn đến hệ số thấm của loại đất này. Kết quả cho thấy hệ số rỗng của bùn giảm dần theo thời gian. Đất đắp bằng bùn nạo vét cần thời gian vài năm để có thể ổn định và cần có những xử lý, gia cường nhằm đẩy nhanh quá trình cố kết trong đất bùn loại này.
Để xử lý và gia cố lớp bùn yếu dưới nền móng công trình, nhiều nghiên cứu đã cho thấy vải địa kỹ thuật là một giải pháp hữu hiệu. Palmeira et al., 1998 đã phân tích ngược trường hợp đê trên nền đất yếu được gia cố bằng vải địa kỹ thuật. Nghiên cứu sử dụng phương pháp giải tích để tính toán hệ số an toàn của nền đập được và không được gia cố bằng vải địa kỹ thuật do Jewel, 1996 đề xuất. Nghiên cứu cho thấy đối với hệ số an toàn đối với đê gia cố vải địa kỹ thuật tối thiểu, Fs = 1.2 trong thiết kế thông thường.
Zhou et al., 2008 nghiên cứu biện pháp gia cố đệm cát kết hợp với lưới vải địa kỹ thuật Geogrid và túi địa kỹ thuật Geocell. Kết quả nghiên cứu cho thấy kết cấu liên hợp vải địa kỹ thuật và đệm cát gia tăng khả năng chịu lực cho lớp đất yếu. Hệ kết cấu liên hợp này giúp tăng hệ số nền K0 thêm 30 lần và độ lún giảm 44% và làm giảm ứng suất tại bề mặt lớp đất yếu so với đất yếu khi không được gia cố.
Một nghiên cứu khác đề xuất bởi Sitharam et al., 2013 sử dụng Geocell làm nền móng đỡ đập cao 3m trên bùn đỏ - sản phẩm thải ra từ quá trình tuyển quặng nhôm. Nghiên cứu đề xuất phương pháp giải tích nhằm xác định khả năng chịu tải của lớp bùn yếu được gia cường bởi Geocell kết hợp với lưới vải địa kỹ thuật. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự kết hợp này đem lại hiệu quả lớn hơn khi chỉ sử dụng Geocell.
Đệm cát kết hợp với vải địa kỹ thuật đã được áp dụng làm nền móng cho đê chắn trên nền đất yếu đề xuất trong nghiên cứu của Yu et al., 2005. Nghiên cứu cho thấy đệm cát kết hợp với vải địa kỹ thuật đóng 2 vai trò: (1) vải địa kỹ thuật ngăn cản biến dạng ngang và tăng tính ổn định cho đê; (2) vải địa kỹ thuật ngăn cản dịch chuyển ngang của đất nền dưới đê. Đất nền càng yếu càng gây ra dịch chuyển ngang lớn và càng làm tăng hiệu quả của vải địa kỹ thuật, đặc biệt khi lớp đệm cát nằm dưới hoặc kẹp giữa lớp đất yếu. Nghiên cứu thể hiện vải địa kỹ thuật có mô đun đàn hồi và độ rộng càng lớn càng đem lại hiệu quả cao trong ổn định nền đê.
1/54
Geocell và đệm cát còn được kết hợp với cọc vật liệu rời (đá - sỏi) để gia cố nền đất yếu như được trình bày trong nghiên cứu của Dash et al., 2013. Nghiên cứu cho thấy cọc vật liệu rời có chiều dài và mật độ đảm bảo sẽ làm tăng gấp 3 lần khả năng chịu lực cho đất yếu. Vải địakỹ thuật và đệm cát sẽ có thể làm tăng khả năng chịu lực của đất nền lên 7 lần. Tuy nhiên nếu được kết hợp cả đệm cát, vải địa kỹ thuật Geocell và cọc vật liệu rời, khả năng chịu lực của đất nền có thể gấp 10 lần so với đất nền ban đầu chưa gia cố.
Hufenus et al. 2006 nghiên cứu khả năng chịu tải và ứng xử của đất yếu gia cường vải địa kỹ thuật dựa theo thí nghiệm tỷ lệ thực của nền đường. Nghiên cứu chỉ ra sự gia cường cho đất yếu chỉ xảy ra khi sử dụng lớp mỏng cốt liệu thô kẹp giữa vải địa kỹ thuật. Trong trường này, khi vệt lún tạo ra trên nền đường sẽ gây ra biến dạng dài và lực lực kéo trong vải địa kỹ thuật và tạo ra hiệu ứng gia cường cho đất nền.
Các nghiên cứu về kết cấu đất gia cường vải địa kỹ thuật cho thấy việc sử dụng đất sét có tính thấm kém làm đất đắp đòi hỏi áp dụng những công nghệ xây dựng và hệ thống thoát nước phù hợp (Sridharan et al. 1991; Glendinning et al. 2005; Chen and Yu 2011; Taechakumthorn and Rowe 2012; Yang et al. 2015). Nghiên cứu của Zornberg and Mitchell (1994) và Mitchell and Zornberg (1995) đã khẳng định vai trò thoát nước của vải địa kỹ thuật trong tăng cường sức chịu tải và sự ổn định của công trình đất đắp từ đất sét tính thấm kém.
Các thí nghiệm nén 3 trục được sử dụng rộng rãi nhằm xác định ứng xử của đất sét gia cường vải địa kỹ thuật trong các điều kiện thoát nước khác nhau (Ingold 1983; Ingold và Miller 1982, 1983; Fabian và Foure 1986; Fourier và Fabian 1987; Al-Omari et al. 1989; Indraratna et al. 1991; Unnikrishnan et al. 2002; Noorzad và Mirmoradi 2010; Jamei et al. 2013; Mirzababaei et al. 2013; Yang et al. 2015). Ingold và Miller (1982) tiến hành thí nghiệm không thoát nước với đất cao lanh gia cường bằng nhôm không thấm nước và chất bọt nhựa dẻo thấm nước. Kết quả cho thấy vật liệu gia cường thấm nước cho cường độ kháng cắt cao hơn so với vật liệu gia cường không thấm nước. Sử dụng thí nghiệm nén 3 trục không cố kết, không thoát nước, Fabian và Fourie (1986) khảo sát sự ảnh hưởng của khả năng dẫn nước của vật liệu gia cường đối với tính kháng cắt không thoát nước của đất sét. Kết quả cho thấy vật liệu gia cường thấm nước gia tăng cường độ cho đất sét khoảng 40% trong khi vật liệu gia cường không thấm nước làm giảm cường độ của đất sét với giá trị tương tự. Al-Omari et al. (1989) tiến hành thí nghiệm nén 3 trục cố kết thoát nước và cố kết không thoát nước đối với đất sét gia cường lưới vải địa kỹ thuật. Kết quả cho thấy sự phá hoại của mẫu đất sét gia cường là do sự trượt tương đối của đất sét và lớp vải địa kỹ thuật gia cường. Noorzad và Mirmoradi (2010), Mirzababaei et al. (2013), và Yang et al. (2015) tiến hành thí nghiệm nén 3 trục không cố kết, không thoát nước đối với đất sét gia cường vải địa kỹ thuật. Kết quả cho thấy vải địa kỹ thuật thấm nước gia tăng khả năng chống cắt lớn nhất, giảm sự mất mát khả năng chống cắt với biến dạng lớn.
Lớp cát mỏng kẹp giữa lớp vải địa chất gia cường đất sét và ảnh hưởng của nó đến ứng xử chịu cắt và biến dạng của mẫu đất đã được nghiên cứu và khảo sát sử dụng thí nghiệm
2/54
cắt đất trực tiếp (Abdi et al. 2009), thí nghiệm kéo tuột vải địa kỹ thuật (Sridharan et al. 1991; Abdi & Arjomand 2011; Abdi & Zandieh 2014) và thí nghiệm nén 3 trục (Unnikrishnan et al. 2002). Kết quả nghiên cứu cho thấy lớp cát mỏng này cải thiện tương tác bề mặt (lực ma sát) giữa đất sét và vải địa kỹ thuật từ đó gia tăng cường độ cho đất sét. Lớp cát cũng đóng vai trò là biên thoát nước nhằm làm giảm áp lực nước lỗ rỗng xuất hiện trong quá trình tải trọng tác dụng lên mẫu. Các nghiên cứu của Unnikrishnan et al. (2002); Abdi et al. (2009); Abdi & Arjomand (2011); Abdi & Zandieh (2014) cũng đã chỉ ra bề dày tối ưu của lớp cát này khoảng từ 8-15mm đối với thí nghiệm không cố kết, không thoát nước (UU) và thí nghiệm cắt đất trực tiếp và thậm chí đến 8cm đối với thí nghiệm kéo tuột vải địa kỹ thuật. Ngoài ra với vai trò là biên thoát nước, các nghiên cứu của Raisinghani & Viswanadham (2010) và Lin & Yang (2014) đã cho thấy vải địa kỹ thuật còn là đóng vai trò ngăn chặn sự xâm nhập của đất sét vào biên thấm này.
Bên cạnh đó, một số công trình nghiên cứu trong nước về công trình trên nền đất yếu. Pierre Lareal và cộng sự, 1989 đã đưa ra những tính toán ổn định và biến dạng nền đường và công trình đắp tương tự trên đất yếu. Bên cạnh đó nghiên cứu đưa ra một số giải pháp xử lý khi xây dựng nền đường đắp trên đất yếu bao gồm phương pháp gia tải, tăng tốc độ cố kết bằng đường thấm đứng, rãnh thấm, phương pháp gia cố bằng cọc vôi, cọc xi măng đất…
1.2. Nghiên cứu trong nước
Lê Bá Vinh và cộng sự, 2003 nghiên cứu giải pháp xử lý nền và tính toán ổn định của công trình đường cấp III trên nền có lớp đất yếu mỏng. Nghiên cứu tập trung các biện pháp xử lý nền đất yếu bằng đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật và cừ tràm. Nghiên cứu đề xuất phương pháp tính toán hệ số an toàn chống trượt đối với nền tự nhiên và xét ảnh hưởng của vải địa kỹ thuật gia cố tăng ổn định của nền đất yếu dưới nền đường.
Lê Xuân Roanh, 2014 đề xuất công nghệ xử lý nền và thi công đê, đập chắn sóng trên nền đất yếu. Nghiên cứu phân tích một số công nghệ xử lý nền đất sét yếu bao gồm (1) xử lý nền đê bằng đệm cát đóng vai trò lớp chịu lực và lớp thoát nước cho nền đê, (2) xử lý nền bằng bấc thấm làm tăng khả năng thoát nước trong nền qua hệ thống thoát nước đứng, (3) xử lý nền bằng giếng cát vừa đóng vai trò là biên thấm đứng, vừa đóng vai trò chịu tải trọng, tăng cường sức chịu tải cho nền, (4) ứng dụng vải địa kỹ thuật gia cố nền phân cách nền đê và thân đê, phân bố đều áp lực đất đắp, tăng độ bền chống trượt của khối đất đắp, giảm mặt cắt ngang đê, (5) xử lý nền bằng bè cây, (6) xử lý nền bằng cọc đệm cát và (7) gia cố bằng cọc xi măng đất. Nghiên cứu cho thấy phương pháp sử dụng vật liệu như cát hoặc cọc vật liệu rời giúp rút ngắn khoảng cách thoát nước bằng cách bố trí các hành lang thoát nước theo phương thẳng đứng và phương ngang, đồng thời trên bề mặt đất nền lại phủ lớp cát thoát nước và lớp gia tải nhằm đẩy nhanh cố kết.
II. TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI
3/54
Cát xây dựng đóng vai trò là thành phần quan trọng trong công trình xây dựng ở Việt Nam. Nhu cầu về cát xây dựng (cát san lấp. cát đổ bê tông, xây tô) là rất lớn. Trong khi đó, trữ lượng dự báo hiện nay chỉ hơn 2 tỉ m3. Đặc biệt, các công trình đường giao thông nông thôn khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, nhu cầu về cát san lấp là rất lớn. Việc khai thác cát từ lòng sông sẽ tăng nguy cơ mất an toàn giao thông thuỷ lợi, ảnh hưởng đê điều, môi trường tự nhiên. .
Trong khi đó, hàng năm chi phí cho việc nạo vét đất từ lòng kênh sông là rất lớn. Đặc biệt là khu vực đồng bằng sông Cửu Long, nơi có mạng lưới sông ngòi rất dày đặc. Như vậy, chi phí công trình xây dựng công trình đường giao thông nông thôn sẽ giảm được chi phí rất lớn nếu cát san lấp được thay thế bằng đất nạo vét từ lòng kênh, sông. Biện pháp này tránh làm mất đất canh tác tại địa phương giúp gia tăng độ sâu lòng sông nhằm chống lại ảnh hưởng mực nước dâng cao do biến đổi khí hậu toàn cầu. Tuy nhiên, đất bùn nhão khai thác từ lòng sông có hệ số rỗng lớn, sức chống cắt thấp gây mất ổn định, lún quá mức cho công trình. Khi đó nền đường cần áp dụng các biện pháp gia cố nhằm gia tăng khả năng chịu lực của đất nền.
Đã có nhiều nghiên cứu gia cường đất sét bằng vải địa kỷ thuật và đệm cát. Tuy nhiên các các nghiên cứu này đều dựa trên thí nghiệm cố kết 1 trục. Khi chiều dài lớp đất tăng lên, hay lớp gia cường tăng lên nên tỷ lệ tổng chiều cao mẫu và đường kính mẫu không còn đảm bảo trong thí nghiệm cố kết 1 trục.
Do đó, việc nghiên cứu ứng xử cố kết của đất sét cố kết gia cường đệm cát và vải địa
kỹ thuật dưới điều kiện thí nghiệm cố kết 3 trục là cần thiết để có thể áp dụng thực tế.
Quá trình thực hiện nghiên cứu bắt đầu với công tác khảo sát và xác định tính chất vật lý và cơ học của đất bùn từ lòng sông tại ĐBSCL. Sau đó, đất bùn gia cố đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật được thí nghiệm cố kết và nén 3 trục theo nguyên lý (1) đệm cát tạo biên thoát nước đẩy nhanh quá trình cố kết đất sét bùn yếu; (2) vải địa kỹ thuật tạo biên ngăn cách sự xâm nhập của đất bùn vào đệm cát; (3) lớp đệm cát giúp gia tăng tương tác bề mặt giữa đất sét và vải địa kỹ thuật từ đó tăng khả năng chịu cắt của đất sét gia cường. Thí nghiệm nén 3 trục rất cần thiết để mô phỏng sự làm việc của mẫu đất trong điều kiện thực tế.
III. MỤC TIÊU
Nghiên cứu ứng xử cố kết của đất sét cố kết gia cường đệm cát và vải địa kỹ thuật dưới
điều kiện thí nghiệm cố kết 3 trục.
So sánh kết quả ứng xử cố kết của đất sét không gia cường, gia cường đệm cát và vải
địa kỹ thuật khi cố kết 1 trục và 3 trục.
IV. CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1. Cách tiếp cận
4/54
Tìm hiểu, tham khảo các tài liệu liên quan đến nén cố kết, đất sét gia cường vải địa kỹ thuật và đệm cát và áp dụng vào thực tế đất sét vùng đồng bằng sông Cửu Long với những đặc trưng cơ lý riêng biệt
4.2. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu thực hiện thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý và cố kết 3 trục với các mẫu đất
sét:
- Thí nghiệm cơ lý của đất: xác định trọng lượng hạt, độ ẩm….
- Thí nghiệm nén cố kết 1 trục với mẫu đất không có gia cường, gia cường vải địa kỷ
thuật và gia cường bằng vải địa kỹ thuật và đệm cát.
- Thí nghiệm cố kết 3 trục với mẫu đất không có gia cường, gia cường vải địa kỷ thuật và gia cường bằng vải địa kỹ thuật và đệm cát.
V. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
5.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: đất xét, cát, vải địa kỹ thuật.
5.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu: đất sét yếu vùng đồng bằng song Cửu Long.
5/54
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
I. SƠ BỘ VỀ TÍNH NÉN LÚN VÀ CỐ KẾT CỦA ĐẤT
1.1. Tính nén lún của đất
Là khả năng giảm thể tích của nó (do giảm độ rỗng, biểu hiện ở sự giảm chiều cao) dưới
tác dụng của tải trọng ngoài
Quá trình nén lún của đất dưới tác dụng của tải trọng ngoài thực chất là quá trình nén chặt đất. Dưới tác dụng của tải trọng ngoài, các hạt rắn sắp xếp lại, thể tích lỗ rỗng trong đất giảm xuống, độ chặt của đất tăng lên. Như vậy, tính nén lún của đất hoàn toàn khác nhau tùy thuộc vào từng loại đất và từng trạng thái, và trong từng hoàn cảnh cụ thể đối với một loại đất.
Hình 1: Tính nén lún của đất
Khi công trình được xây dựng trên đất bão hoà, tải trọng của công trình được xem như truyền lên nước trong các lỗ rỗng của đất trước tiên. Vì chịu tải nên nước có xu hướng thoát ra từ các lỗ rỗng trong đất (áp lực nước lỗ rỗng phân tán từ nơi có áp lực lớn đến nơi có áp lực bé hơn và áp lực hữu hiệu tăng dân lền), gât ra sự giảm thể tích phần rỗng của đất và lún công trình.
Đối với đất có hệ thấm lớn (đất hạt thô), quá trình này hoàn tất trong khoảng thời gian ngắn và kết quả như lún kết thúc hoàn toàn trong thi công. Tuy nhiên, tuy nhiên đối với đất có hệ số thấm nhỏ (đất hạt mịn, đặt biệt là đất loại sét), quá trình này chiếm một khoảng thời gian rất lớn, mức độ lún và độ lún xẩy ra rất chậm.
Tính nén lún của đất gồm 2 loại:
a. Nén chặt: là quá trình các hạt đất bị ép chuyển sang trạng thái lèn chặt hơn cùng với sự giảm tương ứng về mặt thể tích và khí thoát ra. Quá trình này đòi hỏi một năng lượng cơ học và thường là sự gia tài do trọng lượng bản thân hoặc tải trọng phụ trên mặt đất sinh ra như: sự dao động xe cộ, sóng va chấn động đất…. Những đất nhạy cảm nhất là cát hay cát chứa cuội rời, vật liệu đắp, đặc biệt là sau khi đổ không được lu lăn hay đầm chặt đầy đủ.
6/54
b. Cố kết: là quá trình nước lỗ rỗng thoát ra do tải trọng tác dụng tăng lên. Thể tích giảm dần dần cho tới khi áp lực nước lỗ rỗng ở bên trong đạt cân bằng, việc giảm tải trọng có thể gây ra sự trương nở làm cho đất duy trì sự bão hoà. Đất nhạy cảm nhất là đất bùn và đất sét cố kết bình thường, một số loại đất đắp nhất định được bão hoà.
c. Biến dạng đàn hồi: khi chịu tải trọng thì tất cả vật liệu rắn đều biến dạng. Đất có bản chất riêng biệt, biến dạng một phần là do nén chắt hay cốt kết, phần khác là do biến dạng đàn hồi.
1.2. Cố kết
Khi đất chịu tải trọng tác dụng, như là trong quá trình xây dựng, đất sẽ chịu áp lực nén nhất định. Quá trình nén xảy ra theo nhiều cách: sự sắp xếp lại các hạt đất hoặc là sự thoát ra của khí hoặc/ và nước. Tezaghi (1943) cho rằng: quá trình giảm thể tích nước trong đất bão hoà khi không có sự sắp xếp lại hạt đất gọi là quá trình cố kết. Khi đất bão hoà chịu tác dụng tải trọng nén, áp lực nước lỗ rỗng lập tức gia tăng, tuy nhiên bởi vì tính thấm thấp của đất, nên có thời gian trễ khi lực tác dụng và sự thoát nước trong mẫu đất, và do đó mẫu đất sẽ bị lún. Hiện tượng này được gọi là quá trình cố kết.
Khi xem xét cơ chế nén lún của đất, có thể giả thuyết là hạt khoáng và nước lỗ rỗng không bị co ép. Vì thế hiệu quả tức thời của việc tăng ứng suất là áp lực nước lỗ rỗng tăng lên. Khi nước lỗ rỗng thấm khỏi đất, sự tăng áp lực nước lỗ rỗng bị tiêu tan dần một cách chậm chạp. Khi toàn bộ độ tăng áp lực nước lỗ rỗng bị tiêu tan, đất lại hoàn toàn cố kết. Để biểu thị quá trình này, Terzaghi (1963) đã đưa ra mô hình dùng lò xo bằng thép để biểu hiện khung kết cấu của đất. Giả thuyết là pit tông không có ma sát được chống đỡ bởi lò xo và ống trụ chứa đầ nước. Nếu tải trọng tác dụng lên pit tông mà van bị đóng thi chiều dài lò xo không thay đổi vì giả thuyết là nước không co ép. Nếu tải trọng gây ra độ tăng của ứng suất tổng là thì toàn bộ giá trị này phải nhận được bằng sự tăng tương đương của áp lục nước lỗ rỗng. Khi van mở, áp lục nước lỗ rỗng dư là cho nước thoát ra, áp lực nước lỗ rỗng giảm và pit tông lún xuống vì lò xo bị nén. Như thế, tải trọng truyền dần dần vào cho lò xo làm cho nó co ngắn lại cho tới khi chịu toàn bộ tải trọng. Do vậy, ở giai đoạn cuối, độ tăng ứng suất hữu hiệu bằng độ tăng ứng suất tổng và áp lực nước lỗ rỗng thặng dư đã giảm đến không. Tốc độ ép co phụ thuộc vào độ mở của van – tương tự tính thấm của đất .
Khi nghiên cứu cố kết, đất được xem như một kết cấu khung có tính ép co của các hạt khoáng vật (bản thân các hạt khoáng vật không bị ép co). Hơn nữa, nếu giả thuyết trong suốt quá trình cố kết đất luôn bão hoà thì độ giảm thể tích bằng thể tích nước thoát ra và điều đó được thể hiện bằng sự thay đổi hệ số rỗng e.
7/54
,u
Nước
Ban đầu Cuối cùng u = u =0 ’=0 ;=
Lò xo Van
Thời gian
a) Mô hình Terzaghi b) Đường cong ứng suất thời gian
Hình 2: Cố kết một hướng
Hình 3: Sự cố kết của đất sét bão hòa
II. BIẾN DẠNG KHÔNG NỞ HÔNG- HỆ SỐ ÁP LỰC NGANG TĨNH KO
2.1. Biến dạng mẫu đất:
Biến dạng thể tích mẫu đất v được xác định bằng:
v = 1 + 2 + 3
Trong đó: v ; 1 ; 2; 3 lần lượt là biến dạng thể tích, biến dạng dọc trục (trục 1);
biến dạng ngang theo trục 2, 3.
1
2
3
Hình 4: Biến dạng mẫu đất
8/54
2.2. Hệ số áp lực ngang tĩnh Ko- Biến dạng đất không nở hông
Điều kiện mẫu không nở hông (2 = 3= 0) hay v = 1, khi đó tỉ lệ áp lực ngang hữu hiệu
và áp lực dọc trục hữu hiệu được gọi là áp lực ngang tĩnh Ko.
𝐾𝑜 = 𝜎3 𝜎1
Trong đó:
1: áp lực dọc trục hữu hiệu.
3: áp lực ngang hữu hiệu.
III. THÍ NGHIỆM CỐ KẾT 1 TRỤC KHÔNG NỞ HÔNG
3.1. Khái niệm.
Thí nghiệm cố kết 1 trục không nở hông ( thí nghiệm nén cố kết): Là thí nghiệm xác định độ lún trong quá trình thoát nước lỗ rỗng của một mẫu đất dưới tải trọng thẳng đứng khác nhau và không bị nở hông (do chỉ tiêu ép co của đất được xác định thí nghiệm này bằng cách nén mẫu đất chứa trong dao vòng có thành cứng).
Hình 5: Sơ đồ thí nghiệm nén cố kết bằng thiết bị nén không nở hông
3.2. Mục đích thí nghiệm nén cố kết:
Thí nghiệm nén cố kết được tiến hành trong điều kiện đất không nở hông để xác định độ giảm thể tích của đất khi chịu tải trọng nén khác nhau. Từ kết quả thí nghiệm ta có thể vẽ biểu đồ e – p, e – log, xác định được các hệ số: hệ số nến lún a, hệ số nén thể tích mv, chỉ số nén Cc, chỉ số nở Cs, module biến dạng E, hệ số cố kết Cv, hệ số thấm k, tính toán độ lún công trình.
Từ các đặc trưng trên, người kỹ sư có thể xác định độ lún của đất nền dưới công trình
cũng như dự báo độ lún theo thời gian.
Thí nghiệm nén cố kết: để xác định hệ số cố kết Cv từ đó tính được hệ số nén thấm Kp
của mẫu.
3.3. Tính toán thí nghiệm nén cố kết
9/54
a) Các công thức tính toán cơ sở:
Độ ẩm trước khi thí nghiệm (W0) được tính bằng phần trăm:
Độ ẩm sau khi thí nghiệm (Wk) được tính bằng phần trăm:
Khối lượng thể tích trước khi thí nghiệm (o) (g/cm³):
Khối lượng thể tích sau khi thí nghiệm (k) (g/cm³) :
Hệ số rỗng ban đầu của đất (e0):
𝐺𝑆 𝛾𝑘
-1 𝑒0 =
Trong đó:
md là khối lượng dao vòng, tính bằng gam (g);
m1 là khối lượng dao vòng có đất trước khi thí nghiệm, tính bằng gam (g);
m2 là khối lượng dao vòng có đất sau khi thí nghiệm, tính bằng gam (g);
m3 là khối lượng dao vòng có đất sau khi sấy khô, tính bằng gam (g);
p là khối lượng riêng của đất, tính bằng gam trên xentimét khối (g/cm³);
V là thể tích dao vòng, tính bằng xentimét khối (cm³).
Tính toán sự thay đổi của hệ số rỗng (en) đối với mỗi áp lực:
Hệ số rỗng (en) ứng với cấp áp lực đó:
Đối với cấp áp lực cuối cùng, tương ứng có:
10/54
Trong đó:
h0 là chiều cao mẫu đất trước khi thí nghiệm (mm);
e0 là hệ số rỗng của đất trước khi thí nghiệm;
hn là biến dạng của mẫu đất dưới cấp áp lực thứ n (mm);
ek là hệ số rỗng của đất ứng với cấp áp lực cuối cùng;
ek là lượng biến đổi (giảm) hệ số rỗng ứng với cấp áp lực cuối cùng;
hk là biến dạng của mẫu đất dưới cấp áp lực cuối cùng (mm).
Chỉ số nén Cc và Cr:
Hình 6: Phương pháp xác định chỉ số nén Cc
Hình 7: Phương pháp xác định chỉ số Cr (đường nén lại- quá cố kết)
b) Trình tự xác định hệ số cố kết thấm
11/54
Từ các kết quả đo biến dạng nén lún của mẫu đất dưới mỗi cấp áp lực ở các thời gian khác nhau, vẽ đường cố kết trong tọa độ lún (h, mm) và căn số bậc hai của thời gian ( , min) theo phương pháp D.Taylor. Kéo dài đoạn thẳng lên phía trên, cho cắt trục tung tại điểm F; điểm này được xem là điểm gốc của giai đoạn cố kết thấm, ứng với mức độ cố kết U = 0 theo lý thuyết. Từ điểm F vẽ đường thứ hai có hoành độ mọi điểm đều bằng 1,15 hoành độ của các điểm tương ứng trên đường thẳng thứ nhất. Điểm C, giao điểm giữa đường thẳng thứ hai và đường cong, là điểm ứng với mức độ cố kết thấm U = 90 % .
Hình 8: Đường cong cố kết. Phương pháp xác định thời gian T90
Điểm kết thúc của cố kết thấm (U = 100 %) được xác định theo phương pháp A. Casagrande: lập biểu đồ liên hệ h - lgt. Giao điểm của phần dưới đường cố kết thấm (được coi là thẳng) với đoạn thẳng ứng với cố kết thứ cấp (rão của cốt đất) sẽ ứng với thời điểm t100. Sau khi xác định được t0 và t100, có thể suy ra các thời điểm ứng với mức độ cố kết bất kỳ, chẳng hạn t50, t80,...; đối chiếu với t90 đã xác định được theo phương pháp D.Taylor.
Hình 9: Xác định thời gian cố kết theo phương pháp logarit thời gian T50
12/54
Từ kết quả thí nghiệm xác định thời gian cố kết: T90 (ứng với phương pháp căn bậc hai
thời gian) và T50 (ứng với phương pháp logarit thời gian)
Từ T90 và T50, tính hệ số cố kết Cv theo công thức:
hoặc
Trong đó:
0.848 là yếu tố thời gian ( thường vẫn được kí hiệu là t90 ) ứng với mức độ cố kết
thấm 90%
H: chiều cao của mẫu tính bằng xentimet (cm)
( phương T90 là thời gian ứng với 90% cố kết thấm, xác định theo phương pháp
pháp D.Taylor – đã có hướng dẫn tính ở phía trên), tính bằng phút ( min)
Sau đó, tính hệ số nén lún của đất trong áp lực thí nghiệm, tính bằng một trên kilopascan
(kPa-1) theo công thức:
Hệ số nén thể tích mv (là thông số biểu thị giá trị biến đổi một đơn vị thể tích đất do tang
một đơn vị ứng suất) theo công thức:
Trong đó:
là hệ số rỗng ban đầu;
là hệ số rỗng sau khi nén;
là cấp áp lực.
Hệ số thấm của đất dưới mỗi cấp áp lực (Kp) được tính bằng mét trên giây(m/s), theo
công thức:
𝐾𝑝 = 𝐶𝑣 × 𝛾𝑤 × 𝑚𝑣
Trong đó:
Cv : là hệ số cố kết, tính bằng mét vuông trên giây (m2/s)
𝛾𝑤 : khối lượng thể tích tự nhiên của đất tính bằng (g/cm3)
13/54
Hình 10: Xác định giai đoạn cố kết thấm của đất bão hòa nước gồm giai đoạn bắt đầu cố kết thấm và kết thúc cố kết thấm
IV. THÍ NGHIỆM CỐ KẾT 3 TRỤC KHÔNG NỞ HÔNG
4.1. Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm 3 trục trong nghiên cứu này được dùng để xác định hệ số cố kết của mẫu
đất bão hoà nước trong điều kiện không nở hông
Khi thí nghiệm cố kết để xác định tính lún của mẫu đất bằng phương pháp cố kết 1 trục không nở hông, mẫu đất sẽ không hoàn toàn giống như cách làm thực tế vì xung quanh mẫu đất là dao vòng (ảnh hưởng của ma sát thành…). Do đó, thí nghiệm nén cố kết 3 trục là thí nghiệm đáng tin cậy nhất để mô phỏng xác thực mẫu đất trong điều kiện chịu tải trọng khác nhau.
Casagrande là người phát triển thí nghiệm nén 3 trục. Thí nghiệm cho phép mô tả được nhiều trạng thái ứng suất như ứng xử của mẫu đất theo điều kiện trạng thái ứng suất (gia tải, dỡ tải theo phương ngang), cũng như ứng xử thực tế của đất nền (thoát nước hay không thoát nước) và điều kiện thoát nước được kiểm soát cho tất cả các mẫu đất. Trong thí nghiệm nén 3 trục, việc kiểm soát áp lực nước lỗ rỗng hoàn toàn có thể được thực hiện chính xác, biến đổi thể tích cũng có thể đo đạc được.
14/54
CHÚ DẪN: 1 Nắp buồng 2 Pittông 3 Ống lót hoặc ống đệm pittông 4 Thân buồng 5 Đế buồng 6 Van áp lực buồng 7 Van xả đáy 8 Thiết bị đo lực 9 Nước áp lực đã khử khí 10 Trụ và giá đỡ thiết bị đo biến dạng dọc trục 11 Tấm nén trên 12 Tấm đế dưới 13 Màng (cao su...) 14 Gioăng cao su 15 Nút xả khí 16 Thanh giằng liên kết 17 Đá thấm 18 Gioăng cao su (giữa nắp buồng và pittông) 19 Van áp lực nước lỗ rỗng 20 Thiết bị đo áp lực nước lỗ rỗng 21 Van áp lực ngược
Hình 11: Mô hình thí nghiệm 3 trục
4.2. Quy trình thí nghiệm
Có 2 bước: bão hoà mẫu và cố kết cho mẫu đất
a) Bão hoà mẫu:
Mục đích của việc làm bão hoà là làm cho tất cả các lỗ rỗng đều được lấp đầy bằng nước. Muốn vậy, thường nâng áp lực nước lỗ rỗng trong mẫu đất lên đủ cao để nước choán chỗ toàn bộ phần khí có trong các lỗ rỗng. Nâng áp lực nước lỗ rỗng lên bằng cách dùng áp lực nước (áp lực ngược) tác động lên mẫu, cùng lúc đó tăng áp lực buồng để giữ lại một ứng suất hữu hiệu dương nhỏ;
Mức độ bão hoà được tính bằng cách xác định hệ số áp lực nước lỗ rỗng B và theo
nguyên tắc nếu B lớn hơn hoặc bằng 0,95 thì ở mức độ bão hòa là chấp nhận được.
15/54
Các yêu cầu cơ bản
Nước dùng để ngâm mẫu đất lấy từ hệ thống áp lực ngược phải là loại nước sạch,
đã khử khí.
Mỗi cấp tăng áp lực buồng không được vượt quá 50 kPa, hoặc ứng suất hiệu quả là ứng suất mà mẫu sẽ bị cố kết khi thí nghiệm nén ("áp lực cố kết hiệu quả cần thiết"), nên chọn thấp hơn.
Sự khác nhau giữa áp lực buồng và áp lực ngược (chênh lệch áp lực) không được lớn hơn áp lực thí nghiệm hiệu quả cần thiết, hoặc 20 kPa, nếu nhỏ hơn thì không được nhỏ hơn 5 kPa Độ chênh lệch áp lực 10kPa là thích hợp cho nhiều loại đất mà độ trương nở của nó là không đáng kể ở cấp ứng suất hữu hiệu này.
Đối với đất có khả năng trương nở, độ chênh lệch áp lực thường không được nhỏ hơn ứng suất hiệu quả cần thiết để tránh hiện tượng trương nở, hoặc không nhỏ hơn 5 kPa; nên chọn trị số nào lớn hơn.
b) Cố kết mẫu đất:
Giai đoạn cố kết kế tiếp ngay sau khi giai đoạn bão hoà và sử dụng chính những thiết bị
đã dùng để làm bão hoà.
Sự cố kết của mẫu đất trong thí nghiệm này theo quá trình cố kết ko. Trong quá trình này, áp lực nén 1 và áp lực xung quanh 3 liên hệ theo công thức: 3 = 1 x ko. Trong đó, ko là hệ số để mẫu đất không bị nở ngang.
Mục tiêu của giai đoạn cố kết là đưa mẫu đất đến trạng thái của ứng suất hiệu quả cần thiết. Các số liệu nhận được trong quá trình cố kết được sử dụng để ước lượng tốc độ biến dạng thích hợp sẽ dùng trong quá trình nén lún, để xác định khi nào thì mẫu cố kết xong và để tính toán kích thước của mẫu khi bắt đầu giai đoạn nén.
Trình tự cố kết.
Sau khi kết thúc giai đoạn bão hoà, trong khi van áp lực ngược
'3 = 3 - ub
Ghi lại áp lực nước lỗ rỗng khi đạt đến độ ổn định (ui, kPa).
Ghi lại số đọc của thiết bị đo thay đổi thể tích. Tại thời điểm thích hợp (điểm 0) cho bắt
đầu giai đoạn cố kết bằng cách mở một hoặc một số van áp lực ngược.
Ghi các số đọc của thiết bị đo thay đổi thể tích tại những thời điểm thích hợp.
Quá trình cố kết diễn ra cho tới khi không còn một sự thay đổi thể tích đáng kể, khi ít nhất là 95 % áp lực nước lỗ rỗng dư đã bị tiêu tán, có nghĩa là tới khi U lớn hơn 95% theo công thức sau:
16/54
(14)
Trong đó:
U là mức độ cố kết (%);
ui là số đo áp lực nước lỗ rỗng ổn định trước khi cố kết (kPa)
Khi quá trình cố kết kết thúc, ghi số đo thay đổi thể tích và tính toán sự thay đổi toàn bộ
của thể tích (Vc) trong giai đoạn cố kết. Ghi số đo áp lực nước lỗ rỗng uc (kPa).
4.3. Tính toán
Theo mục 5.5.3.3.2 tiêu chuẩn Việt Nam 8868:2011 Thí nghiệm xác định sức kháng cắt không cố kết - không thoát nước và cố kết - thoát nước của đất dính trên thiết bị nén ba trục, tính toán kích thước của mẫu sau khi cố kết từ các công thức sau:
- Thể tích:
- Diện tích:
- Chiều dài:
trong đó:
Vc là thể tích mẫu đất đã cố kết, (cm3);
Vo là thể tích ban đầu của mẫu, (cm3);
Vc là sự thay đổi thể tích của mẫu, trong quá trình cố kết, được xác định bằng thể tích nước thoát ra từ mẫu đất, (cm3)
Ac là diện tích mặt cắt ngang mẫu đã cố kết, (mm2);
Ao là diện tích mặt cắt ngang mẫu ban đầu, (mm2);
Lc là chiều dài mẫu đã cố kết, (mm);
CHÚ THÍCH: Nếu sự thay đổi thể tích trong quá trình bão hoà là đáng kể, thì ở đây cũng phải tính đến, chẳng hạn từ số liệu
đo được ở trong buồng về sự thay đổi độ dài của mẫu cùng với Vc.
Lo là chiều dài mẫu ban đầu, (mm).
Vẽ đồ thị sự thay đổi thể tích đã đo được ứng với căn bậc hai thời gian.
17/54
Kẻ một đường thẳng gần như trùng với đường biểu diễn sự thay đổi thể tích theo căn bậc hai thời gian (phần này thường trong khoảng 50% đầu của số đọc thể tích thay đổi). Từ điểm cuối của đồ thị kẻ một đường nằm ngang. Tại điểm giao nhau của hai đường, đọc
giá trị căn bậc hai thời gian, ký hiệu là , và tính toán thời gian tại điểm giao nhau này,
(bằng min).
Tính giá trị của hệ số cố kết cvi (theo m2/năm) cho cố kết đẳng hướng từ công thức sau:
trong đó:
D là đường kính mẫu thí nghiệm, (mm);
là hệ số phụ thuộc vào điều kiện thoát nước và tỷ số giữa chiều cao và đường
kính của mẫu theo bảng sau:
Bảng 1: - Các yếu tố để xác định
Các giá trị
Điều kiện thoát nước trong quá trình cố kết L/D =2 L/D = r
Từ một phía 1 r2/4
Từ cả hai phía 4 r2
Từ chu vi và một phía 80 3,2(1+2r)2
Từ chu vi và cả hai phía 100 4(1+2r)2
Tính toán hệ số nén thể tích (nếu yêu cầu) đối với cố kết đẳng hướng mvi (m2/MN) theo
công thức sau:
trong đó:
Vc là sự thay đổi thể tích của mẫu do cố kết, (cm3);
Vo là thể tích mẫu ban đầu, (cm3);
ui là áp lực nước lỗ rỗng tại thời điểm bắt đầu cố kết, (kPa);
uc là áp lực nước lỗ rỗng tại thời điểm cố kết kết thúc, (kPa).
Tuy nhiên Giá trị của Cv thu được bằng cách này không được dùng trong tính toán lún
công trình, vì nó cho sai số lớn khi có sử dụng thoát nước bên.
18/54
Do đó, nếu mẫu không nở hông thì vẫn có thể áp dụng theo cách tính toán của cố kết 1
trục.
19/54
CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM
I. VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM
1.1. Đất bùn sét nạo vét
Đất trong thí nghiệm được nạo vét từ sông Cái Lớn tỉnh Kiên Giang. Đây là loại đất yếu mà bản thân không đủ khả năng tiếp thu tải trọng của công trình bên trên như các công trình nhà cửa, đường xá, đê đập.
Đất yếu là loại đất có sức chịu tải kém (nhỏ hơn 0,5 – 1,0 kG/cm2), dễ bị phá hoại, biến
dạng lớn dưới tác dụng của tải trọng công trình.
Dựa vào chỉ tiêu vật lý, đất được gọi là yếu khi :
- Dung trọng : - Hệ số rỗng : - Độ ẩm : - Độ bão hòa : W 1,7 T/m3. e 1. W 40%. G 0,8.
Dựa vào các chỉ tiêu cơ học, đất được gọi là yếu khi
E0 50 kG/cm2. a 0,01 cm2/kG. 100.
- Modun biến dạng : - Hệ số nén : - Góc ma sát trong : - Lực dính (đối với đất dính): c 0,1 kG/cm2.
Tính chất đất nạo vét được thể hiện trong Bảng dưới. Đất có chỉ số dẻo, PI = 46.6 với tỷ trọng Gs = 2.75. Đất đất bùn được phân loại theo USCS của Hoa Kỳ (Unified Soil Classification System) là loại đất OH-MH (đất sét bùn dẻo cao).
Bảng 2: Tính chất cơ học của đất
Tính chất
Giá trị 16.13 55.4 10.4 1.55 15.11 19.45 44.9 91.5 46.6 2.75 OH và MH
Dung trọng tự nhiên, , kN/m3 Độ ẩm tự nhiên, % Dung trọng khô, k, kN/m3 Hệ số rỗng ban đầu, e0 Dung trọng khô lớn nhất, , k - max , kN/m3 Độ ẩm tối ưu, OMC, % Giới hạn dẻo, PL Giới hạn chảy, LL Chỉ số dẻo, PI Tỷ trọng, Gs Phân loại đất theo USCS Thành phần hạt của đất được thể hiện trong Hình 11.
20/54
100
90
)
Đất bùn nạo vét
%
80
(
70
g n à s t
60
ọ
l
50
40
m ă r t
30
n ầ h P
20
10
0
10
1
0.1
0.01
0.001
Đường kính hạt (mm)
Hình 12: Kích cỡ thành phần hạt đất sét
1.2. Vải địa kỹ thuật
Loại vải địa kỹ thuật là Nonwoven Geotextiles – vải địa không dệt được sử dụng trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và thi công thử nghiệm. Các tính tính chất cơ học của vải được thể hiện trong bảng sau. Vải không dệt được sử dụng thi công thử nghiệm ngoài hiện trường nhằm kiểm nghiệm ảnh hưởng của đệm cát và vải địa kỹ thuật đến tính nén lún và đầm chặt của đất bùn.
Bảng 3: Tính chất cơ học của vải địa kỹ thuật
Tính chất Loại vải Khối lượng riêng (g/m2) Bề dày (mm) Khả năng chịu kéo (kN/m) – phương dọc vải Khả năng chịu kéo (kN/m) – phương ngang vải Biến dạng dài khi phá hoại phương dọc vải (%) Biến dạng dài khi phá hoại phương ngang vải (%) Kích thước lỗ lọc, O90 (mm) Lưu lượng thấm ở 100mm cột nước, l/m2/giây Hệ số thấm, k (m/giây) Giá trị Không dệt 200 1,3 9,28 7,08 84,1 117,8 0,11 196 3,6x10-3
21/54
Hình 13: Vải địa kỹ thuật
1.3. Cát thí nghiệm
Cát sử dụng trong thí nghiệm có các tính chất trong bảng sau.
Bảng 4: Tính chất cơ học của cát
Giá trị
2,66 1,28 0,692 1,573 1,078 1,472 0,808 Tính chất Phân loại cát SP: Cát sạch, ít hạt mịn, cấp phối kém Tỷ trọng, Gs Dung trọng khô nhỏ nhất, ρdmin (g/cm3) Hệ số rỗng nhỏ nhất, emin Dung trọng khô nhỏ nhất, ρdmax (g/cm3) Hệ số rỗng lớn nhất, emax Dung trọng khô tại D70, ρd (g/cm3) Hệ số rỗng tại D70, e
100
90
)
Cát hạt nhỏ
%
80
(
70
g n à s t
60
ọ
l
50
40
m ă r t
30
n ầ h P
20
10
0
10
1
0.1
0.01
0.001
Đường kính hạt (mm)
Kích cỡ thành phần hạt của cát được trình bày trong hình sau:
Hình 14: Kích cỡ thành phần hạt cát
22/54
II. CHƯƠNG TRÌNH THÍ NGHIỆM
2.1. Chuẩn bị đất thí nghiệm
Đất nạo vét được phơi khô và dùng chày giã đất nhỏ ra trên khay.
Sàng qua rây 5mm loại bỏ những phần đất nằm trên rây.
Trộn đất ở độ ẩm tự nhiên từ kết quả thí nghiệm đầm chặt, bỏ vào túi zip để trong 48
giờ cho đất trộn đạt độ ẩm đồng nhất.
Hình 15: Đất trước khi sàn, bộ sàn, đất sau khi sàn
2.2. Thí nghiệm xác định hệ số áp lực ngang tĩnh Ko
Quy trình xác định hệ số áp lực ngang tĩnh Ko như sau:
Bước 1: Bão hoà mẫu bằng áp lực ngước với độ gia tăng áp lực là 10 kPa mỗi giờ cho
đến khi mẫu đạt hệ số Skempton B tối thiểu 0.95.
Bước 2: Cố kết đẳng hước mẫu thí nghiệm tại áp lực 5 kPa (1 = 2 = 3) để đảm bảo mẫu không bị phá hoại do yếu tố khách quan trong giai đoạn đầu của quá trình cố kết không đẳng hướng. Trong giai đoạn này và các quá trình sau, áp lực ngược trong mẫu được giữ không đổi tại 300 kPa với việc thoát nước xảy ra tại đáy và đỉnh mẫu. Áp lực nước lỗ rỗng cũng được đo tại giữa mẫu.
Bước 3: Cố kết mẫu theo 3 phương ’1= ’3 = ’2 lần lượt tại 25 kPa, đo sự thay đổi thể tích v và biến dạng dọc trục 1 cho đến khi mẫu cố kết xong (áp lực nước lỗ rỗng thặng dự về 0). Sau đó, gia tăng ứng suất dọc trục 1 cho đến khi 1 = v. Tỉ lệ ’3 và ’1 là giá trị Ko.
Bước 4: lập lại bước 3 với giá trị cố kết 3 trục tại 50 kPa.
2.3. Trình tự thí nghiệm nén cốt kết 1 trục không nở hông
Thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn: TCVN 4200:2012 – Đất xây dựng – Phương
pháp xác định tính nén lún trong phòng thí nghiệm gồm những bước thí ngiệm sau:
23/54
Bước 1: Xác định kích thước dao vòng.
Bước 2: Xác định khối lượng đất ở độ chặt K70 so với kích thước dao vòng.
Bước 3: Đầm chặt đất ở K70, ấn dao vòng vào mẫu đất và dùng dao trộn gạt bằng mặt.
Kiểm tra lại trọng lượng đất trong dao vòng để đạt K70.
Bước 4: Cho mẫu đất và dao vòng vào hộp nén và đặt giữa 2 tấm đá bọt.
Bước 5: Cho đầy nước vào hộp nén để trong 24h sau đó thì đưa mẫu vào môi trường
chân không nhằm đẩy nhanh quá trình bão hòa mẫu trong 24 giờ.
Bước 6: Chỉnh đồng hồ đo về 0.
Bước 7: Chất tải theo từng cấp: 50kPa, 100kPa (sau 48 giờ thì tăng 1 cấp tải).
Bước 8: Đọc số liệu từng cấp áp lực ở các thời điểm 0,1; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 8; 15; 30; 60;
120; 240; 480; 960; 1440 phút.
Đối với trường hợp nén cố kết kết hợp vải địa kỹ thuật, vải địa kỹ thuật + cát ta thực
hiện các bước tương tự như trên sau khi trừ bề dày lớp vải, lớp cát.
Một số hình ảnh thí nghiệm nén cố kết trong phòng thí nghiệm
Hình 16: Nén cố kết 1 trục không nở hông
24/54
2.4. Trình tự thí nghiệm cố kết 3 trục
Thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn: TCVN 8868: Thí nghiệm xác định sức kháng cắt không cố kết - không thoát nước và cố kết - thoát nước của đất dính trên thiết bị nén ba trục.
Bước 1: Tạo mẫu theo yêu cầu tương tự như mẫu đất ở thí nghiệm nén cố kết 1 trục.
Bước 2: Bão hoà mẫu đất bằng thi nghiệm nén cố kết 3 trục.
Bước 3: Gia tải cố kết theo quy trình ko tại tải trọng 50 kPa.
Bước 4: Gia tải cố kết theo quy trình ko tại tải trọng 100 kPa.
Đối với trường hợp nén cố kết kết hợp vải địa kỹ thuật, vải địa kỹ thuật + cát ta thực
hiện các bước tương tự như trên sau khi trừ bề dày lớp vải, lớp cát.
2.5. Số lượng mẫu thí nghiệm
a) Mẫu nén cố kết 1 trục
Các mẫu đất được chế tạo ở độ chặt K= 0.7 để dung trọng khô của mẫu bằng dung trọng khô tự nhiên. Có 3 mẫu đất với tổng chiều cao 4 cm, đường kính D = 5 cm bao gồm: không gia cường và 2 mẫu gia cường: 1 mẫu có chiều cao 4 cm với 1 lớp gia cường vải địa ở giữa, 1 mẫu còn lại có tổng chiều cao 4 cm với lớp đệm cát dày 1 cm nằm giữa 2 lớp vải địa kỹ thuật như hình sau.
Mẫu thí nghiệm cao 4 cm, đường kính D = 5
Đất
Đất
m c
Vải địa kỹ thuật
Đất
Đệm cát 1 cm
Vải địa kỹ thuật
4 = H
m c
Đất
Đất
cm
Hình 17: Mẫu đất thí nghiệm nén cố kết 1 trục
25/54
a) Mẫu đất không gia cường b) Mẫu đất gia cường vải địa kỹ thuật
c) Mẫu đất gia cường đệm cát + vải địa kỹ thuật
Hình 18: Mẫu đất thí nghiệm
b) Mẫu nén cố kết 3 trục
Số lượng mẫu nén cố kết 3 trục bao gồm 3 mẫu với chiều cao 4 cm đường kính 5 cm, bao gồm: không gia cường và 2 mẫu gia cường: 1 mẫu có chiều cao 4 cm với 1 lớp gia cường vải địa ở giữa, 1 mẫu còn lại có tổng chiều cao 4 cm với lớp đệm cát dày 1 cm nằm giữa 2 lớp vải địa kỹ thuật tương tự như mẫu đất nén cố kết 1 trục.
26/54
Hình 19: Mẫu đất nén cố kết 3 trục
Do biến dạng dọc trục của mẫu đất gia cường là tổng cộng của biến dạng đất sét và các
lớp gia cường. Do đó, biến dạng của phần đất sét, hs được xác định như sau:
hs = h - hgs
Trong đó: h: tổng biến dạng của mẫu thí nghiệm
hgs: độ biến dạng của vải hoặc vải và đệm cát.
Thời gian (giây)
10
1000
100000
0.1
0
)
0.1
m m
(
0.2
0.3
s g h g n ạ d
i
0.4
n ế B
0.5
0.6
50 kPa
100 kPa
Giá trị biến dạng mẫu đất dưới các cấp áp lực được thể hiện trong hình sau:
a) Vải địa kỹ thuật.
27/54
Thời gian (giây)
)
10
1000
100000
0.1
0
m m
(
0.2
s g h
0.4
g n ạ d
i
0.6
n ế B
0.8
50 kPa
100 kPa
(b) Vải và đệm cát dày 1 cm
Hình 20: Biến dạng vải; vải và đệm cát dưới các cấp áp lực
Nhận xét: Kết quả cho thấy biến dạng của vải hoặc vải và đệm cát gần chỉ thay đổi trong 6 giây đầu tiên. Các biến dạng này tương đối nhỏ so với toàn bộ mẫu đất (khoảng 1.75%) nên có thể bỏ qua trong quá trình tính toán.
28/54
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ
I. HỆ SỐ ÁP LỰC NGANG KO
Kết quả xác định hệ số áp lực ngang với các giá trị áp lực ngang hữu hiệu (3 = 2) như
bảng sau:
Hệ số áp lực ngang tĩnh Ko Áp lực ngang hữu hiệu (kPa) Áp lực dọc trục 1 (kPa)
25 47.7 0.524
50 94.3 0.530
Trung bình 0.527
Bảng 5: Kết quả xác định hệ số áp lực ngang tĩnh Ko
Nhận xét: Hệ số áp lực ngang tĩnh Ko không thay đổi khi áp lực ngang hữu hiệu (3 = 2) là 25 kPa và 50 kPa. Lất giá trị trung bình K0 = 0.527 để làm thí nghiệm cố định 3 trục.
II. ỨNG XỬ LÚN CỦA MẪU CỐ KẾT 1 TRỤC
Áp lực tác dụng lên mặt trên của mẫu đất (áp lực cố kết) cũng xấp xỉ với áp lực tác dụng
tại các mặt cắt tương ứng với vị trí của lớp vải địa kỹ thuật và đệm cát.
Áp lực tại mặt trên của mẫu đạt giá trị lớn nhất, bằng tải trọng tác dụng vào mẫu. Tại các mặt cắt phía dưới của mẫu, áp lực giảm dần theo độ sâu. Độ sâu càng lớn, độ giảm áp lực càng cao. Nguyên nhân do ma sát giữa mẫu đất và thành dao vòng thí nghiệm. Tuy nhiên, độ chênh lệch này không lớn do: Đất sử dụng là loại đất sét yếu, ma sát giữa đất sét và thành dao vòng inox đã được bôi trơn bằng vaseline là tương đối nhỏ. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy việc sử dụng vaseline đã giảm ma sát giữa dao vòng inox và đất sét, từ đó, khác biệt giữa áp lực của mẫu do ảnh hưởng của ma sát thành dao vòng tương đối nhỏ Kolay & Bhattacharya (2008). Các kết quả của cố kết ở cấp áp lực 100 kPa bao gồm: chuyển vị, hệ số cố kết Cv, hệ số nén lún Mv, hệ số thấm Kv.
2.1. Độ lún cố kết của mẫu đất không gia cường:
Kết quả cho thấy biến dạng mẫu tăng theo thời gian. Bên cạnh đó, sau 24h thí nghiệm, mẫu đã kết thúc quá trình cố kết, và chuyển sang giai đoạn cố kết thứ cấp (từ biến) thông qua điểm uốn của đường cong biến dạng theo logarit thời gian. Quá trình xác định sự xảy ra cố kết thứ cấp dựa theo phương pháp xác định thời gian cố kết 90%, T90 tuân theo TCVN 4200:2012. Trong đó, khoảng thời gian T100 (100% cố kết) được xác định cho từng trường hợp cho thấy thời gian cố kết đã kết thúc đối với mẫu thí nghiệm. Sau 24h, tất cả các mẫu thí nghiệm đề chuyển sang lún thứ cấp. Nhận định này cho thấy, thời gian thí nghiệm 24h là để xác định ứng xử lún cố kết của các mẫu thí nghiệm trong nghiên cứu này.
29/54
0 500 1500 2000 Thời gian (phút) 1000
)
0
m m
(
n ú l
0.5
ộ Đ
1
1.5
2
Hình 21: Biểu đồ quan hệ độ lún h và thời gian của đất không gia cường
2.2. Độ lún cố kết của mẫu đất gia cường bằng vải địa kỹ thuật.
Tương quan độ lún theo thời gian của mẫu đất sét gia cường 1 lớp vải địa kỹ thuật được thể hiện trong hình bên dưới. Tương tự như mẫu không gia cường, biến dạng mẫu tăng theo thời gian. Bên cạnh đó, sau 24h thí nghiệm, mẫu cũng đã kết thúc quá trình cố kết, và chuyển sang giai đoạn cố kết thứ cấp (từ biến) thông qua điểm uốn của đường cong biến dạng theo logarit thời gian.
Thời gian (phút) 1000
)
m m n ú l
ộ Đ
0 500 1500 2000
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
Hình 22: Biểu đồ quan hệ độ lún h và thời gian của đất gia cường bằng 1 lớp vải địa kỹ thuật
2.3. Độ lún cố kết của mẫu đất gia cường bằng đệm cát và vải địa kỹ thuật.
Hình 20 thể hiện ứng xử nén lún của đất sét gia cường đệm cát và vải địa kỹ thuật theo thời gian sau khi loại bỏ biến dạng của phần gia cường theo thời gian. Kết quả thí nghiệm
30/54
cho thấy thời gian thí nghiệm 24h cho từng cấp tải đủ để mẫu hoàn thành cố kết và chuyển sang giai đoạn cố kết thứ cấp (từ biến).
0 500 Thời gian (phút) 1000 1500 2000
0
)
0.5
m m
1
( n ú
l
ộ Đ
1.5
2
Hình 23: Biểu đồ quan hệ độ lún h và thời gian của đất gia cường bằng vải địa kỹ thuật và đệm cát 1 cm
2.4. Ảnh hưởng lớp gia cường đến thời gian cố kết mẫu thí nghiệm:
a) Tốc độ lún
Kết quả cho thấy khi gia cường, tốc độ lún mẫu gia cường đệm cát lớn hơn so với mẫu gia cường vải địa kỹ thuật. Tốc độ lún mẫu không gia cường là nhỏ nhất. Bảng cho thấy thời gian để các mẫu đạt độ lún 1 mm.
Mẫu Không gia cường Gia cường vải địa kỹ thuật Gia cường đệm cát Thời gian (giây) đạt độ lún 1 mm 3840 1418 66
Bảng 6: Thời gian đạt độ lún 1.5 mm
Như vậy, so với mẫu không gia cường, tốc độ lún ban đầu mẫu gia cường đệm cát và
mẫu gia cường vải địa gấp 66 lần và khoảng 20 lần so với mẫu không gia cường.
b) Kết quả cố kết T90, T100, Cv, Mv
Thời gian cố kết tại thời điểm 90% (T90), cố kết 100% (T100), hệ số cố kết Cv, hệ số
nén thể tích Mv, hệ số thấm K được thể hiện trong Bảng 6.
Bảng 7: Thời gian cố kết T90, T100, Cv, Mv, K của mẫu cố kết một trục
Mẫu
Không gia cường Gia cường vải địa kỹ thuật Gia cường đệm cát T90 (phút) 156.51 65.13 9.49 T100 (phút) 213.27 124.512 46.33 Cv (mm2/phút) 1.414 4.163 16.191 Mv (m2/MN) 0.919 0.786 0.518 K (m/phút) 1.30E-08 3.27E-08 4.02E-08
31/54
Nhận xét: Từ kết quả thí nghiệm, ta thấy được rằng thời gian cố kết giảm dần từ mẫu cố kết không gia cường đến mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật và mẫu gia cường đệm cát. Do độ lún các mẫu cũng giảm nên hệ số nén lún và hệ số thấm cũng tăng dần theo trình tự gia cường.
Bảng 8: Tỉ lệ T90, T100, Cv, Mv, K của mẫu gia cường và không gia cường khi cố kết 1 trục
T90 T100 Cv K Mv
0.42 0.58 2.94 0.86 2.52
0.06 0.22 11.45 0.56 3.09 Tỉ lệ Mẫu gia cường bằng vải/ Mẫu không gia cường Mẫu gia cường bằng vải+ đệm cát/ Mẫu không gia cường
2.5. Kết luận
Vải địa kỹ thuật và đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật giúp đẩy nhanh quá trình cố kết đất lên 30% - 80% ở cấp áp lực nén 100kPa. Quá trình đẩy nhanh cố kết này do lớp đệm cát và vải địa kỹ thuật tạo thành biên thoát nước tốt đồng thời làm giảm chiều cao của lớp đất cố kết. Có thể thấy, mặc dù lớp vải địa kỹ thuật không liên kết với biên thoát nước bên ngoài mà chỉ giúp thoát nước từ tâm của khối đất ra lớp vải kỹ thuật, tuy nhiên, kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình cố kết được đẩy nhanh trong mẫu gia cường. Như vậy, bản chất của vải địa kỹ thuật là gia tăng áp lực nước lỗ rỗng trong lòng khối đất gia cường, từ đó, thúc đẩy quá trình thoát nước ra khỏi mẫu qua biên thoát nước.
Có thể dễ dàng nhận thấy hệ số cố kết, hệ số thấm của mẫu gia cường đệm cát và vải địa kỹ thuật cao hơn đối với mẫu gia cường vải và mẫu không gia cường. Các lớp gia cường với tính thấm lớn đã cải thiện khả năng thoát nước của lớp đất sét gia cường, từ đó gia tăng hệ số thấm và hệ số nén lún của mẫu gia cường. Như vậy, nhờ các lớp gia cường nâng cao khả năng thoát nước của mẫu đất sét, đẩy nhanh quá trình cố kết trong nền móng công trình xây dựng.
III. KẾT QUẢ CỐ KẾT MẪU 3 TRỤC
3.1. Mẫu đất không gia cường
Kết quả cố kết ở cấp áp lực 100 kPa bao gồm biểu đồ chuyển vị theo thời gian và thể
tích được thể hiện ở các Hình sau:
32/54
)
Thời gian (căn bậc 2 của phút) 20.00 10.00 30.00 40.00
m m
(
0.00 0
g n ứ đ
0.5
ị v
1
1.5
n ể y u h C
2
2.5
) 3 m c (
h c í t ể h t
g n ạ d
Hình 24: Chuyển vị đứng của mẫu đất không gia cường theo thời gian
n ế i B
1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Thời gian ( phút)
Hình 25: Tổng biến dạng thể tích mẫu đất vải theo thời gian.
Để kiểm tra độ biến dạng ngang của mẫu đất, đường kính mẫu tại thời điểm bất kỳ của
mẫu đất được tính toán như sau:
V = Vo - V1
= H1S1 – HoSo
2/4 - HoSo
= (H+ Ho)D1
4(𝑉+ 𝐻𝑜𝑆𝑜) (𝐻+ 𝐻𝑜)
D1 = √
Trong đó: V: biến dạng của mẫu đất (cm)
Vo, V1 : thể tích ban đầu, thể tích ở thời điểm đang tính của mẫu.
Ho, H1 : chiều cao ban đầu, chiều cao ở thời điểm đang tính của mẫu
So, S1: diện tích ban đầu, diện tích tại thời điểm đang xét.
Do, D1: chiều cao ban đầu, chiều cao tại thời điểm đang xét.
33/54
)
m m
(
u ẫ m h n í k
Hình sau thể hiện đường kính mẫu theo thời gian:
g n ờ ư Đ
55.00 50.00 45.00 40.00 35.00 30.00 25.00
- 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400
Thời gian (phút)
Hình 26: Đường kính mẫu đất không gia cường theo thời gian
Sự thay đổi đường kính mẫu được tính bằng công thức:
𝐷1−𝐷𝑜 𝐷𝑜
D1 =
)
%
(
u ẫ m h n í k
g n ờ ư đ
i ổ đ
Hình 26 thể hiện sự thay đổi đường kính mẫu theo thời gian:
y a h T
4.00% 3.50% 3.00% 2.50% 2.00% 1.50% 1.00% 0.50% 0.00%
- 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400
Thời gian (phút)
Hình 27: Thay đổ đường kính mẫu đất không gia cường theo thời gian
Đồ thị thể hiện áp lực nước lỗ rỗng tại giữa mẫu theo thời gian:
34/54
g n ỗ r
) a P k
ỗ l c ớ ư n
u ẫ m a ữ i g
c ự l
i ạ t (
p Á
60 50 40 30 20 10 0 0.01 0.1 100 1000 10000
10 1 Thời gian (logarit phút)
Hình 28: Áp lực nước lỗ rỗng tại giữa mẫu theo thời gian
Nhận xét: Đường kính mẫu đất thay đổi không nhiều (tối đa 4% đường kính ban đầu của
mẫu).
Kết quả cố kết bao gồm: thời gian cố kết 90% (T90), thời gian cố kết 100% (T100), hệ
số cố kết Cv, hệ số nén thể tích Mv và hệ số thấm Kv được thể hiện trong Bảng sau:
Bảng 9: Kết quả cố kết mẫu không gia cường
Cv
T90 (phút) 84.46 T100 (phút) 136.87 mm2/phút 3.721 Mv m2/MN 0.611 Kv m/phút 2.28e-8
Thời gian để áp lực nước tiêu tán từ 120-240 phút, phù hợp với kết quả tính toán từ lý
thuyết.
3.2. Mẫu đất gia cường bằng vải địa kỹ thuật
Kết quả cố kết ở cấp áp lực 100 kPa bao gồm biểu đồ chuyển vị theo thời gian và thể
tích được thể hiện ở các Hình sau:
Thời gian (Căn bậc hai của phút) 10.00 20.00 30.00 40.00
)
0.00 0
m m
(
0.2
g n ứ đ
0.4
ị v
0.6
0.8
n ể y u h C
1
1.2
Hình 29: Chuyển vị đứng của mẫu đất- vải theo thời gian
35/54
3
) 3 m c (
2.5
2
h c í t ể h t
1
g n ạ d
1.5
n ế i B
0
0.5
- 200 800 1,000
400 600 Thời gian (phút)
Hình 30: Tổng biến dạng thể tích mẫu đất vải theo thời gian.
Để kiểm tra độ biến dạng ngang của mẫu đất, đường kính mẫu tại thời điểm bất kỳ của
mẫu đất được thể hiện hình sau:
)
m m
51.50
(
51.00
u ẫ m h n í k
50.50
50.00
g n ờ ư Đ
49.50
- 200 800 1,000
400 600 Thời gian (phút)
Hình 31: Đường kính mẫu đất- vải theo thời gian.
h n í k
)
m m
(
g n ờ ư đ
i ổ đ
u ẫ m
3.0% 2.5% 2.0% 1.5% 1.0% 0.5% 0.0%
y a h T
Sự thay đổi đường kính mẫu theo thời gian:
- 200 400 800 1,000 1,200
600 Thời gian (phút)
Hình 32: Sự thay đổi đường kính mẫu đất- vải theo thời gian.
36/54
Đồ thị thể hiện áp lực nước lỗ rỗng tại giữa mẫu theo thời gian:
a ữ i g
50.0
i ạ t
60.0
g n ỗ r
30.0
) a P k (
u ẫ m
40.0
ỗ l c ớ ư n
20.0
c ự l
p Á
10.0
0.0
0.01 0.10 100.00 1,000.00 10,000.00 1.00
10.00 Thời gian (logarit phút)
Hình 33: Áp lực nước lỗ rỗng tại giữa mẫu theo thời gian
Nhận xét: Đường kính mẫu đất thay đổi không nhiều (tối đa 3% đường kính ban đầu của
mẫu). Do đó, mẫu đảm bảo điều kiện cố kết không nở hông.
Kết quả cố kết bao gồm: thời gian cố kết 90% (T90), thời gian cố kết 100% (T100), hệ
số cố kết Cv, hệ số nén thể tích Mv và hệ số thấm Kv được thể hiện trong Bảng sau:
Bảng 10: Kết quả cố kết mẫu gia cường vải địa kỹ thuật
Cv
Mv m2/MN 0.597 Kv m/phút 3.72E-08 T90 (phút) 46.11 T100 (phút) 84.26
mm2/phút 6.238 Thời gian để áp lực nước tiêu tán từ 60-120 phút, phù hợp với kết quả từ lý thuyết.
3.3. Mẫu gia cường bằng đệm cát và vải địa kỹ thuật
Kết quả cố kết bao gồm: thời gian cố kết 90% (T90), thời gian cố kết 100% (T100), hệ
số cố kết Cv, hệ số nén thể tích Mv và hệ số thấm Kv được thể hiện trong Bảng sau:
Bảng 11: Kết quả cố kết mẫu gia cường vải địa kỹ thuật
Cv
T90 (phút) 26.7 T100 (phút) 52.2 mm2/phút 5.817 Mv m2/MN 0.704 Kv m/phút 4.095E-08
Chuyển vị đứng mẫu đất theo thời gian:
37/54
)
m m
(
g n ứ đ
ị v
n ể y u H C
10.00 Thời gian (Logarit phút) 20.00 30.00 40.00
0.00 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45
Hình 34: Chuyển vị đứng mẫu đất gia cường bằng đệm cát theo thời gian
h c í t ể h t
) 3 m c (
g n ạ d
n ế i B
Sự thay đổi thể tích của mẫu theo thời gian:
2.5 2 1.5 1 0.5 0
- 500 1,000 1,500 2,000
Thời gian (phút)
Hình 35: Sự thay đổi thể tích mẫu gia cường đệm cát theo thời gian
)
m m
(
u ẫ m h n í k
g n ờ ư Đ
Đường kính mẫu theo thời gian:
51.4 51.2 51.0 50.8 50.6 50.4 50.2 50.0 49.8
- 200 400 1,000 1,200 1,400 1,600 600
800 Thời gian (phút)
Hình 36: Đường kính mẫu gia cường đệm cát theo thời gian
38/54
Sự thay đổi đường kính mẫu theo thời gian:
)
%
(
2.50%
2.00%
u ẫ m h n í k
1.50%
g n ờ ư đ
1.00%
i ỗ đ
0.50%
y a h T
0.00%
- 200 400 1,000 1,200 1,400 1,600 600
800 Thời gian (phút)
Hình 37: Sự thay đổi đường kính mẫu gia cường đệm cát theo thời gian
Áp lực nước lỗ rỗng thặng dư ở giữa mẫu:
a ữ i g
60
i ạ t
40
g n ỗ r
) a P k (
50
u ẫ m
30
ỗ l c ớ ư n
20
c ự l
p Á
10
0 0.01 0.1 100 1000
1 10 Thời gian (phút)
Hình 38: Sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng mẫu gia cường đệm cát theo thời gian
Nhận xét:
Áp lực nước lỗ rỗng tiêu tán (u = 0) ở trong khoảng thời gian phút thứ 30 đến 59 phút
gần bằng thời điểm tính toán theo lý thuyết tính toán.
Đường kính mẫu đất thay đổi không nhiều (tối đa 3% đường kính ban đầu của mẫu). Do
đó, mẫu đảm bảo điều kiện cố kết không nở hông (tương tự như nén một trục).
3.4. Kết luận:
Tương tự như thí nghiệm 1 trục, thời gian cố kết mẫu gia cường bằng đệm cát nhỏ hơn so với mẫu gia cường bằng vải. Mẫu không gia cường có thời gian cố kết lớn nhất, gấp 3.6
39/54
lần mẫu gia cường bằng đệm cát và 1.8 lần mẫu gia cường bằng vải (Bảng 11). Ngược lại, hệ số cố kết Cv và hệ số thấm Kv của mẫu gia cường bằng đệm cát lớn khoảng 1,9 lần so với mẫu không gia cường. Đối với mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật, các số liệu này lần lượt là 1,6 lần.
Nguyên nhân là do vải địa kỹ thuật và đện cát đóng vai trò như biên thoát nước, giúp
nước thoát ra nhanh hơn.
Bảng 12: Tỉ lệ T90, T100, Cv, Mv, K của mẫu gia cường và không gia cường khi cố kết 3 trục
T90 T100 Cv K Mv
0.55 0.62 1.68 0.98 1.64
0.28 0.34 1.82 1.08 1.97 Tỉ lệ Mẫu gia cường bằng vải/ Mẫu không gia cường Mẫu gia cường bằng vải+ đệm cát/ Mẫu không gia cường
IV. SO SÁNH CỐ KẾT 1 TRỤC VÀ 3 TRỤC
Để so sánh kết quả trong 2 loại thí nghiệm, các điều kiện thí nghiệm phải được tương đương nhau. Do đó, trong điều kiện thí nghiệm nén 3 trục, quá trình cố kết được thực hiện theo quy trình cố kết ko để không làm biến dạng ngang mẫu bằng 0. Kết quả thí nghiệm cũng cung cấp rằng, đường kính mẫu trong quá trình thí nghiệm thay đổi 3% đường kính ban đầu của mẫu. Do đó, điều kiện trong 2 thí nghiệm này tương đương nhau.
4.1. Thời gian cố kết:
Thời gian cố kết T90 và T100 của các mẫu được thể hiện hình sau:
200.0
150.0
) t ú h p ( n a i g
100.0
i ờ h T
50.0
0.0
T90 T100
1 trục Không gia cường 1 trục Gia cường vải địa kỹ thuật
1 trục Gia cường đệm cát 3 trục Không gia cường
3 trục Gia cường vải địa kỹ thuật 3 trục Gia cường đệm cát
Hình 39: Thời gian cố kết T90 và T100 các mẫu
40/54
Nhận xét: Dù các mẫu được tạo trong điều kiện ban đầu như nhau (độ chặt, hệ số rỗng), thời gian cố kết của các mẫu khi thí nghiệm bằng nén cố kết 1 trục và 3 trục khác nhau. Thời gian cố kết của mẫu thí nghiệm 3 trục nhỏ hơn 70% đến 88% mẫu thí nghiệm nén 1 trục.
Bảng 13: Tỉ lệ thời gian cố kết 90% (T90) và 100% (T100) của mẫu cố kết 3 trục và mẫu cố kết 1 trục
Mẫu
Tỉ lệ thời gian cố kết 90% (T90) Mẫu 3 trục/mẫu 1 trục 0.88 lệ thời gian cố kết 100% (T100) Mẫu 3 trục/mẫu 1 trục 0.88
0.71 0.68
0.85 0.88 Mẫu gia cường đệm cát Mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật Mẫu không gia cường
6.760
6.238
5.817
4.163
3.721
) t ú h p / 2 m m
2.268
(
v C
8.000 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0.000
3 trục - Gia cường đệm cát
1 trục -Gia cường đệm cát
3 trục -Gia cường vải địa kỹ thuật
1 trục -Gia cường vải địa kỹ thuật
3 trục - Không gia cường
1 trục - Không gia cường
4.2. Hệ số cố kết Cv và hệ số thấm K
5.00E-08
4.48E-08
4.09E-08
3.72E-08
4.00E-08
3.27E-08
3.00E-08
2.28E-08
2.04E-08
) t ú h p / m
2.00E-08
( v K
1.00E-08
0.00E+00
3 trục - Gia cường đệm cát
1 trục -Gia cường đệm cát
3 trục -Gia cường vải địa kỹ thuật
1 trục -Gia cường vải địa kỹ thuật
3 trục - Không gia cường
1 trục - Không gia cường
Hình 40: Hệ số cố kết Cv
Hình 41: Hệ số thấm của các mẫu
41/54
Hệ số cố kết và hệ số thấm của mẫu đất gia cường đệm cát lớn hơn mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật và không gia cường. Trong cùng điều kiện gia cường hay không gia cường, mẫu thí nghiệm bằng buồng nén 3 trục đều cho kết quả lớn hơn so với mẫu thí nghiệm bằng buồng nén 1 trục. Đối với hệ số cố kết, tỉ lệ chênh lệch giữa mẫu nén bằng 3 trục và 1 trục khoảng từ 15% đến 65%. Trong khi đó, đối với hệ số thấm, khoảng chênh lệch khoảng từ 9% (cho mẫu không gia cường) đến 15% (mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật).
Bảng 14: Tỉ lệ hệ số cố kết Cv và hệ số thấm Kv giữa mẫu cố kết 3 trục và cố kết 1 trục
Mẫu Tỉ lệ hệ số cố kết Cv Mẫu 3 trục/mẫu 1 trục Tỉ lệ hệ số thấm K Mẫu 3 trục/mẫu 1 trục
1.16 1.09 Mẫu gia cường đệm cát
1.50 1.14 Mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật
1.64 1.11 Mẫu không gia cường
4.3. Kết luận
Như vậy, so với cố kết một trục, cố kết 3 trục trong cùng điều kiện diễn ra nhanh hơn và kết quả của hệ số cố kết và hệ số thấm cũng lớn hơn. Điều này có thể giải thích bằng sự mất mát áp lực cố kết do ma sát thành của mẫu đất và thành dao vòng trong điều kiện cố kết 1 trục. Trong nén cố kết truyền thống, đường kính mẫu đất D = 5 cm và chiều cao mẫu H = 2cm, tỉ lệ D/H = 2.5 lần. Tiêu chuần ASTM quy định tỉ lệ D/H tối thiểu là phải là 2.5 để bỏ qua ảnh hưởng của ma sát thành và dao vòng.
p (kPa)
p (kPa) p (kPa)
t a s a m F
t a s a m F
Chiều cao H= 4 cm Đường kính D= 5 cm
0 t a s a m F
0 t a s a m F
Chiều cao H= 2 cm Đường kính D= 5 cm
trục truyền thống
a) Mẫu thí nghiệm cố kết 1
b) Mẫu thí nghiệm cố kết 1 trục khảo sát ảnh hưởng lớp gia cường
Hình 42: mẫu thí nghiệm cố kết 1 trục truyền thống và cải tiến để khảo sát ảnh hưởng lớp gia cường.
42/54
Tuy nhiên, trong thí nghiệm cố kết 1 trục, để khảo sát ảnh hưởng lớp gia cường (vải địa kỹ thuật, đệm cát + vải địa kỹ thuật) cần phải gia tăng chiều cao mẫu trong khi đường kính mẫu bị giới hạn do thiết bị. Do đó, tỉ lệ D/H > 2.5, trong thí nghiệm này là 1.25, sẽ bị ảnh hưởng bởi ma sát thành. Nói cách khác, ma sát thành làm áp lực cố kết bị giảm đi không còn đúng giá trị tác động ban đầu.
Do đó, kết quả cố kết 1 trục sẽ có nhỏ hơn (hệ số thấm và hệ số cố kết) khi cố kết 3 trục
theo điều kiện ko (không cho nở hông).
43/54
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KẾT NGHỊ
I. KẾT LUẬN
Nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm đất không gia cường, đất gia cường bằng vải địa kỹ thuật và đất gia cường bằng vải + đệm cát trên thí nghiệm cố kết 1 trục và 3 trục. Kết quả đã chỉ ra rằng:
- Hệ số áp lực ngang tĩnh K0 là 0.527 để bảo đảm mẫu không bị nở hông. - Các lớp gia cường thúc đẩy nhanh quá trình cố kết trong cả 2 loại thí nghiệm. Vải địa kỹ thuật giúp đẩy nhanh quá trình thoát nước khoảng 60%, trong khi đệm cát và vải địa kỷ thuật là 20%- 35% so với trường hợp không gia cường. Đo đó, hệ số thấm của mẫu đất cũng sẽ tăng lên. Quá trình đẩy nhanh cố kết này do lớp đệm cát và vải địa kỹ thuật tạo thành biên thoát nước tốt đồng thời làm giảm chiều cao của lớp đất cố kết.
- Nén cố kết 3 trục sẽ cho kết quả chính xác hơn khi nén cố kết 1 trục, do ảnh hưởng của ma sát giữa đất và thành dao vòng, trong thí nghiệm cố kết 1 trục, áp lực nén sẽ bị mất một phần làm cho mẫu đất không còn chịu đúng tải trọng tác dụng. Kết quả chỉ ra rằng, khi thí nghiệm cố kết 3 trục không nở hông, thời gian cố kết giảm khoảng 90% cho mẫu không gia cường, 70% và 88% cho mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật và mẫu gia cường bằng vải địa + đệm cát. Do đó, hệ số thấm của mẫu cố kết 3 trục cũng sẽ lớn hơn các mẫu cố kết 1 trục từ 1.09 đến 1.14 lần.
II. KIẾN NGHỊ
Kết quả thí nghiệm cho thấy sự cố kết của đất được đẩy nhanh đáng kể khi gia cường
vải địa kỹ thuật kết hợp đệm cát. Tuy nhiên, thí nghiệm còn có 1 số hạn chế sau:
- Số lượng mẫu thí nghiệm chưa nhiều nên còn một số sai số do yếu tố khách quan.
- Kích thước mẫu còn hạn chế, cần khảo sát mẫu với nhiều chiều cao khác nhau.
- Thay đổi số lớp vải địa kỹ thuật hay chiều dày mẫu cát để khảo sát ảnh hưởng
toàn diện lớp gia cường.
Do đó, để có thể dự đoán, nghiên cứu chuyên sâu hơn về những khả năng cải tạo và gia cố nền đất yếu, cần có các đề tài tiếp tục phát triển thêm về mảng thí nghiệm nén 1 trục, 3 trục xác định thời gian cố kết của nhiều lớp đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật đồng thời kết hợp tính toán, mô phỏng từ đó đưa ra tối ưu về bề dày lớp đất và lớp đệm cát.
Ngoài ra cũng có thể nghiên cứu về khả năng gia cường của các loại đệm cát có thành phần và kích thước khác nhau, khi không kết hợp vải địa kỹ thuật để đưa ra sự tối ưu phù hợp với tải trọng công trình đồng thời giải quyết được vấn đề kinh tế, xã hội như tránh mất đất nông nghiệp, giảm chi phí xây dựng, khơi thông dòng chảy, tăng chiều sâu lòng song khi sử dụng đất bùn sét cho công tác san lấp.
44/54
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Abdi, M. R., Sadrnejad, A., & Arjomand, M. A. (2009). Strength enhancement of clay by encapsulating geogrids in thin layers of sand. Geotext. Geomem, 27(6), 447–455. 2. Abdi, M. R., & Arjomand, M. A. (2011). Pullout tests conducted on clay reinforced with geogrid encapsulated in thin layers of sand. Geotextiles and Geomembranes, 29(6), 588–595.
3. Abdi, M. R., & Zandieh, A. R. (2014). Experimental and numerical analysis of large scale pull out tests conducted on clays reinforced with geogrids encapsulated with coarse material. Geotext. Geomem, 42(5), 494–504. 4. Casagrande, A. and Fadum, R.E. (1940). Notes on Soil Testing for Engineering Purposes. Harvard SoilMechanics, Series No. 8, Cambridge, Mass.
5. Chen, J., & Yu, S. (2011). Centrifugal and numerical modeling of a reinforced lime- stabilized soil embankment on soft clay with wick drains. International Journal of Geomechanics, 11(3), 167–173.
6. Dash, S. K., & Bora, M. C. (2013). Improved performance of soft clay foundations using stone columns and geocell-sand mattress. Geotextiles and Geomembranes, 41, 26–35.
7. Glendinning, S., Jones, C., & Pugh, R. (2005). Reinforced soil using cohesive fill and electrokinetic geosynthetics. International Journal of Geomechanics, 5(2), 138–146. 8. Huerta, A., & Rodriguez, A. (1992). Numerical analysis of non-linear large-strain consolidation and filling. Comput. Struct, 44 (1), 357–365.
9. Lin, C.Y., & Yang, K.H. (2014). Experimental study on measures for improving the drainage efficiency of low-permeability and low-plasticity silt with nonwoven geotextile drains. J. Chin. Inst. Civ. Hydraul. Eng, 26(2), 71–82 (in Chinese). 10. Liu, B.H., & Liu,W. (2008). Current situation and countermeasures of sea reclamation in China. Guangzhou Environ. Sci, 2, 26–30, in Chinese
11. Liu, Z.Q., Zhou, & C.Y. (2005). One-dimensional non-linear large deformation con- solidation analysis of soft clay foundation by FDM. Acta Sci. Nat. Univ. Sunyatseni 44 (3), 25–28, in Chinese.
12. Mitchell, J.K., & Zomberg, J.G. (1995). Reinforced soil structures with poorly draining backfills. Part II: Case histories and applications. Geosynthetics International, 2(1), 265–307.
13. Palmeira, E. M., Pereira, J. H. F., & Da Silva, A. R. L. (1998). Backanalyses of geosynthetic reinforced embankments on soft soils. Geotextiles and Geomembranes, 16(5), 273–292.
14. Prasada, P.S., Ramana, G.V. (2016). Imperial smelting furnace (zinc) slag as a structural fill in reinforced soil structures. Geotextiles and Geomembranes, 44(3), 406- 428
15. Raisinghani, D. V., & Viswanadham, B.V.S. (2010). Evaluation of permeability characteristics of a geosynthetic-reinforced soil through laboratory tests. Geotext. Geomem, 28(6), 579–588.
16. Shahbazi, M., et al., (2016). Optimization of carpet waste fibers and steel slag particles to reinforce expansive soil using response surface methodology, 142(2017), 185-192. 17. Shang, J.Q., Tang, M., & Miao, Z. (1998). Vacuum preloading consolidation of
45/54
reclaimed land: a case study. Can. Geotech. J, 35 (5), 740–749. 18. Shen, Y.M., Feng, N.H., Zhou, Q., Liu, Y.M., & Chen, Z.Y. (2006). The status and its influence of reclamation on Jiangsu coast. Mar. Sci, 10, 39–43, in Chinese.
19. Sridharan, A., Murthy, S., Bindumadhava, B.R., & Revansiddappa, K. (1991). Technique for using fine-grained soil in reinforced earth. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 117(8), 1174–1190.
20. Sitharam, T. G., & Hegde, A. (2013). Design and construction of geocell foundation to support the embankment on settled red mud. Geotextiles and Geomembranes, 41, 55–63.
21. Taechakumthorn, C. & Rowe, R. (2012). Performance of reinforced embankments on rate-sensitive soils under working conditions considering effect of reinforcement viscosity. International Journal of Geomechanics, 12(4), 381–390
46/54
Í
H C P Ạ T
& XÂY DUNG
TAÏP CHÍ CUÛA VIEÄN VAÄT LIEÄU XAÂY DÖÏNG - BOÄ XAÂY DÖÏNG
4 2021
ISSN 1859-381X
SỐ 4. 2021
MỤC LỤC
Tổng biên tập TS. Lưu Thị Hồng Phó Tổng biên tập TS. Vũ Văn Dũng
Tòa soạn và trị sự 235 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội Tel: 024 3 8582217 Fax: 024 3 8581112 E-mail: contact@jomc.vn Website: https://jomc.vn Giấy phép xuất bản: Số 564/GP-BTTT ngày 13/12/2020
PGS.TS. Nguyễn Văn Tuấn GS.TS. Ngô Tuấn TS. Trần Bá Việt TS. Dirk Schwede GS.TS. E.B.Kopoлев GS.TS. Ippei Maruyama GS.TS. Johann Plank GS.TS. Marios Soutsos TS. Michael A. Waibel GS.TS. Shunsuke Hanehara
Hội đồng khoa học PGS.TS. Lê Trung Thành (Chủ tịch) GS.TS. Nguyễn Việt Anh PGS.TS. Huỳnh Đăng Chính PGS.TS. Tạ Ngọc Dũng GS.TS. Thái Hoàng TS. Ứng Quốc Hùng GS.TS. Trần Đại Lâm GS.TS. Nguyễn Tố Lăng PGS.TS. Lương Đức Long PGS.TS. Bùi Công Quang
1
Effect of calcium formate on properties of Yen Bai blended pordland cement
Nguyen Duong Dinh, Truong Truong Giang, Ta Ngoc Dung
5
Research on using coral ingredients replacing a part of common components utilized in cement
concrete production
Ngo Ngoc Thuy, Vu Dinh Loi, Dinh Quang Trung
10
Investigation of using waste gypsum of ceramic industry as additive for pordland cement production
Nguyen Duong Dinh, Nguyen Hai Ninh
14
Study on the properties of polypropylene fiber concrete for 3D printing technology
Tran Van Mien, Dang Thi Thuy Hang, Nguyen Thi Hong Nhung, Nguyen Thanh Dat
20
The limits of chloride and sulphate content in sand for concrete and the possibility of using treated
marine sand for concrete
Nguyen Phan Duy, Le Van Dong
24
Study on the production of interlocking concrete bricks for the slope protection using waste
incineration ashes
Huynh Trong Phuoc, Nguyen Truong Long, Lam Tri Khang, Le Thanh Phieu, Le Van Quang
30
Research on progressive collapse of a monolithic reinforced concrete frame under the impact of contact
blast loading and propose several useful solutions to resist building progressive collapse
Phan Thanh Trung, Nguyen Quoc Bao, Vu Van Hoang
41
Study on stress distribution in the soft ground improved by deep cement mixing and geotextile-
reinforced supported road embankment in Tien Giang
Nguyen Ngoc Thang
47
Application of consecutive method of the forward problem in identifying elastic restraint stiffness by
frequencies of structure
Nguyen Xuan Bang
52
The dynamic model of an energy harvesting system with a bistable cantilever beam
Nguyen Huy The
Tổng biên tập TS. Lưu Thị Hồng Phó Tổng biên tập TS. Vũ Văn Dũng
Tòa soạn và trị sự 235 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội Tel: 024 3 8582217 Fax: 024 3 8581112 E-mail: contact@jomc.vn Website: https://jomc.vn Giấy phép xuất bản: Số 564/GP-BTTT ngày 13/12/2020
PGS.TS. Nguyễn Văn Tuấn GS.TS. Ngô Tuấn TS. Trần Bá Việt TS. Dirk Schwede GS.TS. E.B.Kopoлев GS.TS. Ippei Maruyama GS.TS. Johann Plank GS.TS. Marios Soutsos TS. Michael A. Waibel GS.TS. Shunsuke Hanehara
Hội đồng khoa học PGS.TS. Lê Trung Thành (Chủ tịch) GS.TS. Nguyễn Việt Anh PGS.TS. Huỳnh Đăng Chính PGS.TS. Tạ Ngọc Dũng GS.TS. Thái Hoàng TS. Ứng Quốc Hùng GS.TS. Trần Đại Lâm GS.TS. Nguyễn Tố Lăng PGS.TS. Lương Đức Long PGS.TS. Bùi Công Quang
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng số 4 (2021) 75-82
Ứng xử cố kết của đất sét lòng sông khi gia cường đệm cát và
vải địa kỹ thuật dưới điều kiện nén 3 trục 1Nguyễn Thanh Tú, 1Nguyễn Minh Đức, 1Trần Văn Tiếng, 1Lê Phương Bình 1Khoa Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh.
T Ừ K H O Á
T Ó M TẮ T
Đất sét nạo vét từ lòng sông khi được thay thế cát san lấp làm nền đường nông thôn mang lại nhiều lợi
Cố kết 1 trục
ích và cũng tồn tại khó khăn. Phương pháp gia cường đất bằng vải địa kỹ thuật và đệm cát được áp dụng
Cố kết 3 trục
trong nghiên cứu để tăng khả năng cố kết của đất bùn, từ đó tăng khả năng chịu lực cho đất. Kết quả cho
Đất sét nạo vét
thấy quá trình cố kết của đất được đẩy nhanh đến 3 lần khi gia cường bằng đệm cát và 1,6 lần khi gia
Vải địa kỹ thuật
cường bằng vải địa kỹ thuật trong điều kiện cố kết 3 trục không nở hông. Các giá trị này lần lượt là 4 lần
Đệm cát
và 1,7 lần khi thí nghiệm cố kết 1 trục. Kết quả còn cho thấy thời gian cố kết 3 trục không nở hông giảm
từ 10 % đến khoảng 30 % so với thời gian cố kết 1 trục trong cùng điều kiện do ảnh hưởng của ma sát
thành khi chiều cao mẫu lớn. Nghiên cứu cũng giới thiệu phương pháp xác định hệ số áp lực ngang Ko
trong thí nghiệm cố kết 3 trục không nở không để xác định ứng suất ngang hữu hiệu theo ứng suất dọc
trục hữu hiệu.
K E Y W O R D S
A B S T R A C T
One-dimension consolidation
A clay excavated from a river bed was used to replace sand as backfill soil for rural roads, bringing many
Triaxis consolidation
benefits and drawbacks. Methods of using a geotextile and sand cushion were applied to improve the soil
Geotextile
consolidation process and increase its capacity. The results showed that the soil consolidation process
Sand cushion
occurred faster up to 3 times when reinforced by the sand cushion and about 1,6 times with geotextile
reinforcement under triaxial compression test without side expansion. These numbers were 4 times and
1,7 times in one-dimensional consolidation, respectively. Additionally, the times of primary consolidation
in the triaxial compression test without side expansion were lower from 10 % to approximately 30 %
compared to those in one-dimensional consolidation in the same conditions. This situation happened due
to side friction between the soil and the ring when the soil height was high. The research also introduced
a new method to investigate the coefficient of earth pressure (Ko) in the triaxial compression test without
side expansion to determine the effective horizontal stress from the effective vertical stress.
cũng địa được khẳng định trong [10] để tăng cường khả năng chịu tải
1. Giới thiệu:
và độ ổn định của công trình.
Ngoài ra, sử dụng đệm cát cũng được giới thiệu trong các nghiên
Các công trình giao thông nông thôn vùng đồng bằng sông Cửu
cứu trước để đẩy nhanh quá trình cố kết. Đệm cát kết hợp với lưới vải
Long cần khối lượng cát rất lớn để làm nền đường. Do đó, việc tận dụng
địa kỹ thuật Geogrid và túi địa kỹ thuật Geocell giúp tăng hệ số nền Ko
đất nạo vét từ lòng sông để thay thế cát san lấp sẽ làm giảm nhu cầu sử
thêm 30 lần, độ lún giảm 44 % và làm giảm ứng suất tại bề mặt lớp đất
dụng cát, tiết kiệm chi phí, tài nguyên thiên nhiên và gia tăng độ sâu
yếu so với đất yếu khi không được gia cố [11]. Ngoài ra khi sử dụng
lòng sông. Tuy nhiên, đất bùn khai thác từ lòng sông có hệ số rỗng lớn,
Geocell làm nền móng đỡ đập cao 3m trên bùn đỏ - sản phẩm thải ra từ
sức chống cắt thấp gây mất ổn định, lún quá mức cho công trình, đặc
quá trình tuyển quặng nhôm đã đem lại hiệu quả lớn hơn khi chỉ sử
biệt khi ngậm nước thì không còn khả năng chịu lực [1,2]. Hàm lượng
dụng Geocell [12]. Đệm cát kết hợp với vải địa kỹ thuật có tác dụng:
đất sét và hệ số rỗng ảnh hưởng rất lớn đến tính thấm của đất sét. Khi
vải địa kỹ thuật ngăn cản biến dạng ngang và tăng tính ổn định cho đê
làm nền đường, đất sét cần vài năm để đạt độ lún ở định và cần có biện
và ngăn cản dịch chuyển ngang của đất nền dưới đê [13]. Đất nền càng
pháp gia cường để đẩy nhanh quá trình cố kết [3].
yếu càng gây ra dịch chuyển ngang lớn và càng làm tăng hiệu quả của
Sử dụng vải địa kỹ thuật có thể giúp đẩy nhanh quá trình cố kết
vải địa kỹ thuật, đặc biệt khi lớp đệm cát nằm dưới hoặc kẹp giữa lớp
một cách hiệu quả [4]. Việc sử dụng đất sét làm nền công trình cần phải
đất yếu. Đệm cát kết hợp với vải địa kỹ thuật đã được áp dụng làm nền
có hệ thống thoát nước phù hợp [5-9]. Vai trò thoát nước của vải địa
75
Nhận ngày 11/03/2021, giải trình ngày 6/06/2021, chấp nhận đăng 21/07/2021
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng số 4 (2021) 75-82
móng cho đê chắn trên nền đất yếu. Vải địa kỹ thuật có mô đun đàn
Tỷ trọng hạt Gs là 2,75. Với các tính chất trên, theo phân phân loại loại
hồi và độ rộng càng lớn càng đem lại hiệu quả cao trong ổn định nền
đất USCS, đất thuộc loại đất sét dẻo, có độ trương nở cao.
150
đê. Geocell và đệm cát còn được kết hợp với cọc vật liệu rời (đá - sỏi)
để gia cố nền đất yếu [14]. Cọc vật liệu rời có chiều dài và mật độ đảm
100
bảo sẽ làm tăng gấp 3 lần khả năng chịu lực cho đất yếu. Vải địa kỹ
n à s t ọ l
)
50
thuật và đệm cát sẽ có thể làm tăng khả năng chịu lực của đất nền lên
%
(
7 lần. Khả năng chịu lực có thể tăng lên 10 lần nếu sử dụng đệm cát,
0
vải địa kỹ thuật Geocell và cọc vật liệu rời. Nghiên cứu khác chỉ ra rằng
10
1
0.1
0.01
0.001
0.0001
m ă r t n ầ h P
nều sử dụng lớp cốt liệu mỏng kẹp giữa vải địa kỹ thuật sẽ gia tăng
Đường kính (mm)
cường độ nền đường [15]. Trong trường này, khi vệt lún tạo ra trên
Hình 1. Kích cỡ đất bùn nạo vét.
nền đường sẽ gây ra biến dạng dài và lực lực kéo trong vải địa kỹ thuật
và tạo ra hiệu ứng gia cường cho đất nền. Trong giải pháp xử lý nền và
2.2. Vải địa kỹ thuật
tính toán ổn định của công trình đường cấp III trên nền có lớp đất yếu
[16], đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật và cừ tràm tăng ổn định của nền
Vải địa kỹ thuật không dệt với các tính chất được trình bày trong
đất yếu dưới nền đường. Trong thí nghiệm CBR để đánh giá cường độ
Bảng 1 được sử dụng trong nghiên cứu này.
đất bùn kết hợp vải địa kỹ thuật và đệm cát [17], kết quả cho thấy lớp
Bảng 1. Tính chất vải địa kỹ thuật.
gia cường cải thiện giá trị CBR, đặc biệt là các mẫu bão hòa.
Tính chất
Giá trị
Các thí nghiệm nén 3 trục với các điều kiện khác nhau được thực
Không dệt
hiện trong các nghiên cứu [18-26]. Vật liệu gia cường có tính thấm
nước cho cường độ chịu cắt cao hơn so với gia cường không thấm nước
Loại vải Khối lượng riêng (g/m2)
200
[27].
Bề dày (mm)
1,3
Có nhiều nghiên cứu về đất sét gia cường và không gia cường
Khả năng chịu kéo (kN/m) – phương dọc vải 9,28
bằng thí nghiệm cố kết 1 trục nhưng nghiên cứu về cố kết của đất không
Khả năng chịu kéo (kN/m) – phương ngang
7,08
gia cường và gia cường bằng thí nghiệm 3 trục không nở hông vẫn
vải
chưa đầy đủ. Thí nghiệm cố kết 1 trục nhanh, phổ biến hơn thí nghiệm
Biến dạng dài khi phá hoại phương dọc (%)
84,1
3 trục nhưng khi đất được gia cường bằng vải địa kỹ thuật hay đệm
Biến dạng dài khi phá hoại phương ngang
117,8
cát, chiều cao mẫu đất sẽ gia tăng, từ đó ảnh hưởng của ma sát thành
(%)
giữa đất và dao vòng sẽ đáng kể. Do đó, nghiên cứu tập trung thí nghiệm
Kích thước lỗ lọc, O90 (mm)
0,11
cố kết 3 trục không nở hông với các mẫu đất không gia cường, mẫu gia
196
cường bằng vải địa kỹ thuật và gia cường bằng đệm cát. Từ đó, so sánh
Lưu lượng thấm ở 100mm cột nước, l/m2/giây
với kết quả thí nghiệm 1 trục. Nghiên cứu cũng giới thiệu phương pháp
Hệ số thấm, k (m/giây)
3,6x10-3
xác định hệ số áp lực ngang tĩnh Ko trong cố kết 3 trục để mẫu đất
2.3.
Cát
không nở hông để có thể so sánh được với kết quả khi với thí nghiệm
Hình 2 trình bày kích cỡ thành phần hạt của cát. Cát được sử
cố kết 1 trục trong cùng điều kiện.
dụng trong thí nghiệm là cát ít hạt mịn, sạch, cấp phối kém theo tiêu
chuẩn phân loại Unified Soil Classification System (USCS) như trình bày
2. Vật liệu thí nghiệm 2.1. Đất bùn nạo vét lòng song
trong Bảng 2. 150
100
n à s t ọ l
)
%
(
50
0
m ă r t n ầ h P
5
0.5
0.05
Đường kính (mm)
Đất bùn được nạo vét ở tỉnh Kiên Giang với thành phần hạt được thể hiện trong Hình 1. Đất có dung trọng tự nhiên là 16,13 kN/m3 với độ ẩm = 55,4 % và hệ số rỗng eo = 1,6, dung trọng khô k đạt 10,4 kN/m3. Thí nghiệm trong phòng có kết quả của dung trọng khô lớn nhất k-max là 15,11 kN/m3, độ ẩm tối ưu OMC = 19,45 %, các giới hạn dẻo (PL), giới hạn chảy (LL) và chỉ số dẻo (PI) lần lượt là 44,9; 91,5; 46,6.
Hình 2. Kích cỡ thành phần hạt của cát.
76
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng số 4 (2021) 75-82
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng số 4 (2021) 75-82
0.1
10
1000
100000
móng cho đê chắn trên nền đất yếu. Vải địa kỹ thuật có mô đun đàn
Bảng 2. Tính chất cơ học của cát hạt nhỏ.
Tỷ trọng hạt Gs là 2,75. Với các tính chất trên, theo phân phân loại loại
Thời gian (giây)
hồi và độ rộng càng lớn càng đem lại hiệu quả cao trong ổn định nền
đất USCS, đất thuộc loại đất sét dẻo, có độ trương nở cao.
0
Tính chất
Giá trị
c g h
150
đê. Geocell và đệm cát còn được kết hợp với cọc vật liệu rời (đá - sỏi)
2,66
25 kPa
)
để gia cố nền đất yếu [14]. Cọc vật liệu rời có chiều dài và mật độ đảm
n
Tỷ trọng, Gs Dung trọng khô nhỏ nhất, ρdmin (g/cm3)
1,28
à
100
s
(
m m 0.5
t
bảo sẽ làm tăng gấp 3 lần khả năng chịu lực cho đất yếu. Vải địa kỹ
0,692
ọ
l
)
50
g n ạ d n ế i B
thuật và đệm cát sẽ có thể làm tăng khả năng chịu lực của đất nền lên
m
Hệ số rỗng nhỏ nhất, emin Dung trọng khô nhỏ nhất, ρdmax (g/cm3)
1,573
%
ă
(
r
t
7 lần. Khả năng chịu lực có thể tăng lên 10 lần nếu sử dụng đệm cát,
0
1,078
n
1
ầ
(a) Vải
vải địa kỹ thuật Geocell và cọc vật liệu rời. Nghiên cứu khác chỉ ra rằng
h
Hệ số rỗng lớn nhất, emax Dung trọng khô tại D70, ρd (g/cm3)
1,472
10
1
0.1
0.01
0.001
0.0001
P
nều sử dụng lớp cốt liệu mỏng kẹp giữa vải địa kỹ thuật sẽ gia tăng
Thời gian (giây)
Hệ số rỗng tại D70, e
0,808
Đường kính (mm)
0.1
10
1000
100000
cường độ nền đường [15]. Trong trường này, khi vệt lún tạo ra trên
)
Phân loại đất theo USCS
SP
Hình 1. Kích cỡ đất bùn nạo vét.
0
nền đường sẽ gây ra biến dạng dài và lực lực kéo trong vải địa kỹ thuật
m m
và tạo ra hiệu ứng gia cường cho đất nền. Trong giải pháp xử lý nền và
25 kPa
0.2
2.2. Vải địa kỹ thuật
( c g h
tính toán ổn định của công trình đường cấp III trên nền có lớp đất yếu
100 kPa
3. Chương trình thí nghiệm 3.1. Chuẩn bị mẫu
[16], đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật và cừ tràm tăng ổn định của nền
0.4
Vải địa kỹ thuật không dệt với các tính chất được trình bày trong
đất yếu dưới nền đường. Trong thí nghiệm CBR để đánh giá cường độ
Bảng 1 được sử dụng trong nghiên cứu này.
0.6
đất bùn kết hợp vải địa kỹ thuật và đệm cát [17], kết quả cho thấy lớp
g n ạ d n ế i B
Đất sét sau khi lấy từ lòng sông được nghiền nhỏ và sấy khô ở nhiệt độ 100 oC trong 24 h, sau đó trộn nước để đạt độ ẩm cần thiết.
Bảng 1. Tính chất vải địa kỹ thuật.
gia cường cải thiện giá trị CBR, đặc biệt là các mẫu bão hòa.
Để đạt được độ đồng nhất về độ ẫm, hỗn hợp sẽ được chứa trong túi
0.8
Giá trị
Tính chất
Các thí nghiệm nén 3 trục với các điều kiện khác nhau được thực
(b) Vải và đệm cát dày 1 cm
kín và đặt trong tủ dưỡng ẩm tối thiểu là 2 ngày.
Không dệt
Loại vải
hiện trong các nghiên cứu [18-26]. Vật liệu gia cường có tính thấm
Hình 4. Biến dạng vải địa kỹ thuật, vải và đệm cát dày 1 cm.
Các mẫu đất được chế tạo ở độ chặt K= 0.7 và được ngâm, hút
nước cho cường độ chịu cắt cao hơn so với gia cường không thấm nước
200
Khối lượng riêng (g/m2)
chân không trong 24 giờ để cho mẫu bão hoà.
[27].
1,3
Bề dày (mm)
3.2. Thí nghiệm xác định hệ số áp lực ngang tĩnh ko:
Có tổng cộng 7 mẫu với đường kính 5 cm và chiều cao 4 cm,
Có nhiều nghiên cứu về đất sét gia cường và không gia cường
Khả năng chịu kéo (kN/m) – phương dọc vải 9,28
trong đó 01 mẫu đất không gia cường cho thí nghiệm 3 trục để xác định
bằng thí nghiệm cố kết 1 trục nhưng nghiên cứu về cố kết của đất không
Khả năng chịu kéo (kN/m) – phương ngang
7,08
hệ số áp lực ngang tĩnh K0. Thí nghiệm cố kết 3 trục với 03 mẫu gồm
gia cường và gia cường bằng thí nghiệm 3 trục không nở hông vẫn
vải
01 mẫu đất không gia cường, 01 mẫu gia cường 1 lớp vải địa kỹ thuật
Trong thí nghiệm 3 trục, khi biến dạng ngang của mẫu bằng 0 (2 = 3 = 0) thì tỉ lệ áp lực ngang hữu hiệu ’3= ’2 và áp lực dọc trục hữu hiệu ’1 được gọi là áp lực ngang tĩnh Ko
chưa đầy đủ. Thí nghiệm cố kết 1 trục nhanh, phổ biến hơn thí nghiệm
Biến dạng dài khi phá hoại phương dọc (%)
84,1
và 01 mẫu gia cường bằng đệm cát có chiều dày 1 cm như Hình 3. Thí
(2)
3 trục nhưng khi đất được gia cường bằng vải địa kỹ thuật hay đệm
Biến dạng dài khi phá hoại phương ngang
117,8
nghiệm cố kết 1 trục cũng gồm 03 mẫu như trong thí nghiệm cố kết 3
cát, chiều cao mẫu đất sẽ gia tăng, từ đó ảnh hưởng của ma sát thành
′�/
(%)
trục.
Trong đó ’1; ’3 là áp lực ngang hữu hiệu theo phương ngang và 𝐾𝐾� � ′� phương dọc trục.
giữa đất và dao vòng sẽ đáng kể. Do đó, nghiên cứu tập trung thí nghiệm
Kích thước lỗ lọc, O90 (mm)
0,11
cố kết 3 trục không nở hông với các mẫu đất không gia cường, mẫu gia
196
Lưu lượng thấm ở 100mm cột nước,
Quy trình xác định Ko như sau: - Bão hoà mẫu bằng áp lực ngước với độ gia tăng áp lực là 10
cường bằng vải địa kỹ thuật và gia cường bằng đệm cát. Từ đó, so sánh
l/m2/giây
kPa mỗi giờ cho đến khi mẫu đạt hệ số Skempton B tối thiểu 0.95.
với kết quả thí nghiệm 1 trục. Nghiên cứu cũng giới thiệu phương pháp
Hệ số thấm, k (m/giây)
3,6x10-3
xác định hệ số áp lực ngang tĩnh Ko trong cố kết 3 trục để mẫu đất
2.3.
Cát
- Cố kết đẳng hướng tại áp lực 5 kPa (1 = 2 = 3) để đảm bảo mẫu không bị phá hoại do yếu tố khách quan. Áp lực ngược trong
không nở hông để có thể so sánh được với kết quả khi với thí nghiệm
Hình 2 trình bày kích cỡ thành phần hạt của cát. Cát được sử
mẫu được giữ không đổi tại 300 kPa với việc thoát nước xảy ra tại đáy
cố kết 1 trục trong cùng điều kiện.
dụng trong thí nghiệm là cát ít hạt mịn, sạch, cấp phối kém theo tiêu
Hình 3. Kích thước các mẫu thí nghiệm.
và đỉnh mẫu. Áp lực nước lỗ rỗng cũng được đo tại giữa mẫu.
chuẩn phân loại Unified Soil Classification System (USCS) như trình bày
Khi có các lớp gia cường, biến dạng dọc trục đo được bao gồm
2. Vật liệu thí nghiệm
trong Bảng 2.
biến dạng đất và các lớp gia cường. Đo đó, biến dạng mẫu đất được xác
2.1. Đất bùn nạo vét lòng song
150
n
định:
à
s
t
ọ
100
l
Đất bùn được nạo vét ở tỉnh Kiên Giang với thành phần hạt được
)
m
hs = h - hgc (1) trong đó hs, h, hgc lần lượt là biến dạng dọc trục mẫu đất, biến
- Xác định Ko khi áp lực ngang là 25 kPa: cố kết đẳng hướng mẫu tại 25 kPa (’1= ’3 = ’2), đo sự thay đổi thể tích v và biến dạng dọc trục 1 cho đến khi mẫu cố kết xong (áp lực nước lỗ rỗng thặng dự về 0), sau đó gia tăng ứng suất dọc trục 1 cho đến khi 1 = v. Tỉ lệ ’3 và ’1 là giá trị Ko.
%
ă
thể hiện trong Hình 1. Đất có dung trọng tự nhiên là 16,13 kN/m3 với
(
r
50
t
dạng tổng, biến dạng của lớp gia cường.
- Xác định Ko khi áp lực ngang là 50 kPa: thực hiện tương tự
n
độ ẩm = 55,4 % và hệ số rỗng eo = 1,6, dung trọng khô k đạt 10,4
ầ
h
khi áp lực ngang 25 kPa.
0
P
kN/m3. Thí nghiệm trong phòng có kết quả của dung trọng khô lớn nhất
Biến dạng của lớp gia cường hgc được thí nghiệm riêng biệt và được thể hiện bằng hình 4. Kết quả chỉ ra biến dạng của lớp gia cường
Hệ số Ko được áp dụng để thí nghiệm cố kết 3 trục không nở
5
0.5
0.05
k-max là 15,11 kN/m3, độ ẩm tối ưu OMC = 19,45 %, các giới hạn dẻo
chỉ biến đổi nhanh trong khoảng 6 giây đầu tiên và không thay đổi.
Đường kính (mm)
hông.
(PL), giới hạn chảy (LL) và chỉ số dẻo (PI) lần lượt là 44,9; 91,5; 46,6.
Hình 2. Kích cỡ thành phần hạt của cát.
77
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng số 4 (2021) 75-82
4.0%
4. Kết quả thí nghiệm 4.1. Hệ số áp lực ngang tĩnh Ko
3.0%
)
2.0%
%
Bảng 3 thể hiện hệ số Ko khi áp lực ngang lần lượt là 25 kPa và 50 kPa.
1.0%
Bảng 3. Hệ số áp lực ngang tĩnh Ko.
( u ẫ m
Hệ số áp lực ngang
0.0%
h n í k g n ờ ư đ i ổ đ y a h T
Áp lực dọc trục hữu hiệu ’1 (kPa)
tĩnh Ko
Áp lực ngang hữu hiệu ’3 (kPa)
-
500
1,000
1,500
Thời gian (phút)
25
47,7
0,524
(c) % thay đổi đường kính mẫu
50
94,3
0,530
60
Trung bình
0,527
Kết quả cho thấy hệ số Ko của đất không thay đổi khi áp lực tăng
40
20
từ 25 kPa lên 50 kPa. Giá trị trung bình Ko = 0,527. Áp dụng công thức K0 = 1 - sin’, trong đó ’ là góc ma sát hữu hiệu của đất, Ko = 0,561 khi ’= 26o. Sự sai khác là khoảng 6%.
0
g n ỗ r ỗ l c ớ ư n c ự
0.01
0.1
1
10
100
1000
) a P k u ẫ m a ữ i g i ạ t (
l p Á
4.2. Kết quả cố kết 3 trục không nở hông
Thời gian (phút)
(d) Thay đổi áp lực nước lỗ rỗng
Đường kính mẫu (D1) tại thời điểm t bất kỳ được xác định như sau:
Hình 5. Kết quả cố kết 3 trục không nở hông không gia cường.
(4)
D1 =
Đường kính mẫu đất thay đổi không nhiều (tối đa 4% đường kính
(cid:2872)(cid:4666)
(cid:4666)
(cid:3023)(cid:2878) (cid:3009)(cid:3290)(cid:3020)(cid:3290)(cid:4667) (cid:3009)(cid:2878) (cid:3009)(cid:3290)(cid:4667)
(cid:3495)
trong đó H, V là biến dạng dọc trục và biến dạng thể tích tại
ban đầu của mẫu). Thời gian để áp lực nước tiêu tán từ 120-240 phút,
thời điểm t .
phù hợp với kết quả tính toán từ lý thuyết.
b) Kết quả mẫu cố kết 3 trục không nở hông gia cường bằng vải
Ho, So là chiều cao và diện tích ban đầu của mẫu đất. Sự thay đổi đường kính mẫu D so với đường kính ban đầu (Do)
địa kỹ thuật
được tính bằng công thức:
Kết quả cố kết không nở hông gia cường bằng 1 lớp vải địa với
(5)
D1 =
1 = 100 kPa, 3 = Ko1 = 52,7 kPa được thể hiện trong Hình 6
(cid:3005)(cid:3117)(cid:2879)(cid:3005)(cid:3290) (cid:3005)(cid:3290)
0
Thời gian (phút) 500
1000
1500
)
a) Kết quả mẫu cố kết 3 trục không nở hông mẫu không gia cường Kết quả với 1 = 100 kPa, 3 = Ko1 = 52,7 kPa được thể hiện
m m
trong Hình 5.
0
Thời gian (phút)
0
500
1000
1500
0.5
)
0 m m
1
(
( g n ứ đ ị v n ể y u H C
1
g n ứ đ ị v n ể y u H C
1.5
(a) Chuyển vị đứng
2
3
(a) Chuyển vị đứng 3
2 ) 3 m c (
2
1
1
h c í t ể h t g n ạ d n ế i B
) 3 m c (
0
0
h c í t ể h t g n ạ d n ế i B
-
1,000
-
500
1,000
1,500
2,000
500 Thời gian (phút)
Thời gian (phút)
(b) Biến dạng thể tích
(b) Biến dạng thể tích
78
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng số 4 (2021) 75-82
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng số 4 (2021) 75-82
4.0%
4. Kết quả thí nghiệm
2.5%
)
3.0%
h
%
n
4.1. Hệ số áp lực ngang tĩnh Ko
í
3.0%
2.0%
k
g
)
n
2.0%
)
1.5%
2.0%
ờ
%
%
(
Bảng 3 thể hiện hệ số Ko khi áp lực ngang lần lượt là 25 kPa và 50 kPa.
ư
(
đ
u
ẫ
1.0%
i
1.0%
Bảng 3. Hệ số áp lực ngang tĩnh Ko.
ổ
m
1.0%
đ
y
0.5%
Áp lực dọc trục hữu
Hệ số áp lực ngang
Áp lực ngang hữu
0.0%
a
h n í k g n ờ ư đ i ỗ đ y a h T
h
T
hiệu ’1 (kPa)
tĩnh Ko
hiệu ’3 (kPa)
0.0%
-
500
1,000
1,500
0.0%
Thời gian (phút)
( h n í k g n ờ ư đ i ổ đ y a h T
25
47,7
0,524
-
500
1,000
1,500
2,000
-
500
1,000
1,500
(c) % thay đổi đường kính mẫu
Thời gian (phút)
Thời gian (phút)
50
94,3
0,530
60
(c) %thay đổi đường kính mẫu
Trung bình
0,527
(c) %thay đổi đường kính mẫu
g
)
n
a
Kết quả cho thấy hệ số Ko của đất không thay đổi khi áp lực tăng
60
60
ỗ
P
40
r
k
ỗ
từ 25 kPa lên 50 kPa. Giá trị trung bình Ko = 0,527. Áp dụng công thức
50
l
u
ẫ
c
20
m
ớ
K0 = 1 - sin’, trong đó ’ là góc ma sát hữu hiệu của đất, Ko = 0,561
40
40
ư
a
n
ữ
khi ’= 26o. Sự sai khác là khoảng 6%.
i
c
30
0
g
ự
i
l
ạ
t
20
p
0.01
0.1
1
10
100
1000
(
20
Á
4.2. Kết quả cố kết 3 trục không nở hông
i ạ t g n ỗ r ỗ l c ớ ư n c ự
) a P k ( u ẫ m a ữ i g
10
Thời gian (phút)
i ạ t g n ỗ r ỗ l c ớ ư n c ự
) a P k ( u ẫ m a ữ i g
l p Á
0
(d) Thay đổi áp lực nước lỗ rỗng
l p Á
0
Đường kính mẫu (D1) tại thời điểm t bất kỳ được xác định như sau:
0.01
1
100
Hình 5. Kết quả cố kết 3 trục không nở hông không gia cường.
0.01
100.00
(4)
D1 =
1.00 Thời gian (phút)
Thời gian (phút)
Đường kính mẫu đất thay đổi không nhiều (tối đa 4% đường kính
(cid:2872)(cid:4666)
(cid:3023)(cid:2878) (cid:3009)(cid:3290)(cid:3020)(cid:3290)(cid:4667)
(cid:3009)(cid:2878) (cid:3009)(cid:3290)(cid:4667)
(cid:4666)
(cid:3495)
trong đó H, V là biến dạng dọc trục và biến dạng thể tích tại
(d) Thay đổi áp lực nước lỗ rỗng
ban đầu của mẫu). Thời gian để áp lực nước tiêu tán từ 120-240 phút,
(d) Thay đổi áp lực nước lỗ rỗng
thời điểm t .
phù hợp với kết quả tính toán từ lý thuyết.
Hình 7. Kết quả cố kết 3 trục không nở hông gia cường đệm cát.
Ho, So là chiều cao và diện tích ban đầu của mẫu đất.
Hình 6. Kết quả cố kết 3 trục không nở hông gia cường vải địa kỹ thuật. c) Kết quả mẫu cố kết 3 trục không nở hông gia cường bằng vải
b) Kết quả mẫu cố kết 3 trục không nở hông gia cường bằng vải
Kết quả cho thấy áp lực nước giữa mẫu giảm nhanh theo thời
Sự thay đổi đường kính mẫu D so với đường kính ban đầu (Do)
và đệm cát 1 cm
địa kỹ thuật
được tính bằng công thức:
Kết quả cố kết không nở hông gia cường bằng lớp vải địa với
Kết quả cố kết không nở hông gia cường bằng 1 lớp vải địa với
gian do tác dụng của lớp gia cường cát và vải địa kỹ thuật. d) Thời gian cố kết, hệ số cố kết, hệ số thấm
(5)
D1 =
1 = 100 kPa, , 3 = Ko1 = 52,7 kPa được thể hiện trong Hình 7.
1 = 100 kPa, 3 = Ko1 = 52,7 kPa được thể hiện trong Hình 6
Kết quả thời gian cố kết tại 90% (T90), 100% (T100), hệ số cố
(cid:3005)(cid:3117)(cid:2879)(cid:3005)(cid:3290)
(cid:3005)(cid:3290)
kết CV, hệ số thấm Kv được trình bài trong Bảng 4.
a) Kết quả mẫu cố kết 3 trục không nở hông mẫu không gia cường
Thời gian (phút)
0
500
Thời gian (phút) 1000
1500
2000
0
500
1000
1500
)
Bảng 4. Thời gian cố kết T90, T100, hệ số cố kết Cv, hệ số thấm Kv.
Kết quả với 1 = 100 kPa, 3 = Ko1 = 52,7 kPa được thể hiện
m
)
0
m
trong Hình 5.
0
T90
T100
(
Hệ
số
thấm
Kv
m m
g
0.1
Mẫu
(phút
(phút
Hệ số cố kết Cv
n
Thời gian (phút)
g
ứ
(m/phút)
n
0
500
1000
1500
đ
0.5
ứ
)
)
ị
0.2
đ
v
)
ị
0
n
v
Khôn
m
ể
0.3
n
y
m
1
ể
(
u
g gia
y
H
u
84,5
136,9
3,721
2,275E-08
0.4
C
H
1
cườn
C
( g n ứ đ ị v n ể y u H C
1.5
g
0.5
(a) Chuyển vị đứng
Gia
(a) Chuyển vị đứng
2
h
3
cườn
c
1.5
í
t
(a) Chuyển vị đứng
46,1
84,3
6,238
3,722E-08
g vải
ể
h
)
3
t
2
3
h
1
địa kỹ
g
c
m
í
n
c
t
ạ
(
2
thuật
ể
d
h
)
1
n
t
0.5
3
) 3 m c (
ế
Gia
i
g
1
m
B
n
c
ạ
(
cườn
d
0
0
h c í t ể h t g n ạ d n ế i B
23,4
46,1
6,760
4,480E-08
n
0
ế
g đệm
i
B
-
500
1,000
500
1000
1500
0
-
500
1,000
1,500
2,000
cát
Thời gian (phút)
Thời gian ( phút)
Thời gian (phút)
(b) Biến dạng thể tích
(b) Biến dạng thể tích
(b) Biến dạng thể tích
79
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng số 4 (2021) 75-82
Mẫu không gia cường có thời gian cố kết lớn nhất, gấp 3,6 lần
Bảng 6 trình bày kết quả thời gian đạt 90 % , 100 % độ cố kết và
mẫu gia cường bằng đệm cát và 1,8 lần mẫu gia cường bằng vải.
hệ cố cố kết Cv cùng hệ số thấm Kv. Thời gian cố kết giảm dần từ mẫu
Nguyên nhân là do vải địa kỹ thuật và đệm cát đóng vai trò như biên
cố kết không gia cường đến mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật và
thoát nước, giảm chiều cao của lớp đất cố kết, giúp nước thoát ra nhanh
mẫu gia cường đệm cát. Do độ lún các mẫu cũng giảm nên hệ số thấm
hơn. Lớp vải địa kỹ thuật không liên kết với biên thoát nước bên ngoài
cũng tăng dần theo trình tự gia cường.
mà chỉ giúp thoát nước từ tâm của khối đất ra lớp vải kỹ thuật, tuy
Bảng 6. Thời gian cố kết T90, T100, Cv, Kv của mẫu cố kết một trục.
nhiên, kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình cố kết được đẩy nhanh
K
T90
T100
Mẫu
trong mẫu gia cường. Bản chất của vải địa kỹ thuật là gia tăng áp lực
Mv (m2/MN)
(m/phút)
(phút)
(phút)
Cv (mm2/phút)
nước lỗ rỗng trong lòng khối đất gia cường, từ đó, thúc đẩy quá trình
156,51 213,27 1,414
0,919
1,30E-08
Không
thoát nước ra khỏi mẫu qua biên thoát nước.
gia
Ngược lại, hệ số cố kết Cv và hệ số thấm Kv của mẫu gia cường
cường
bằng đệm cát lớn khoảng 1,9 lần so với mẫu không gia cường. Đối với
Gia
65,13
124,51 4,163
0,786
3,27E-08
mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật, các số liệu này lần lượt là 1,6 lần.
cường
Các lớp gia cường với tính thấm lớn đã cải thiện khả năng thoát nước
vải địa
của lớp đất sét gia cường, từ đó gia tăng hệ số thấm và hệ số nén lún
kỹ thuật
của mẫu gia cường. Như vậy, nhờ các lớp gia cường nâng cao khả năng
Gia
9,49
46,33
16,191
0,518
4,02E-08
thoát nước của mẫu đất sét, đẩy nhanh quá trình cố kết trong nền công
cường
trình xây dựng.
đệm cát
Kết quả cố kết 1 trục
4.3.
4.4. So sánh kết quả cố kết 1 trục và 3 trục
Độ lún của các mẫu không gia cường, gia cường 1 lớp vải địa kỹ
Các mẫu được tạo trong điều kiện ban đầu như nhau (độ chặt,
thuật, gia cường bằng đệm cát được thể hiện trong Hình 8.
hệ số rỗng), thời gian cố kết của mẫu thí nghiệm 3 trục nhỏ hơn 70 %
đến 88 % mẫu thí nghiệm nén 1 trục.
Thời gian (phút)
0
500
1000
1500
Bảng 7. Tỉ lệ thời gian cố kết 90 % (T90) và 100 % (T100) của mẫu cố
0
kết 3 trục và mẫu cố kết 1 trục.
Tỉ lệ thời gian cố kết
)
Không gia cường
Tỉ lệ thời gian cố kết 90 %
0.5
100 % (T100)
m m
Mẫu
(T90)
Mẫu 3 trục/mẫu 1
Mẫu 3 trục/mẫu 1 trục
trục
1
( n ú l ộ Đ
Mẫu
gia
cường đệm
0,88
0,88
1.5
cát
Mẫu
gia
cường bằng
2
0,71
0,68
vải địa kỹ
Kết quả cho thấy mẫu gia cường bằng vải và mẫu gia cường bằng
thuật
đệm cát đẩy nhanh quá trình cố kết và nhanh đạt trạng thái cân bằng.
Mẫu không
Thời gian để mẫu không gia cường đạt độ lún 1 mm lớn gấp 66 lần và
0,85
0,88
gia cường
khoảng 20 lần so với mẫu gia cường bằng vải địa và mẫu gia cường
Hệ số cố kết và hệ số thấm của mẫu đất gia cường đệm cát lớn
bằng vải địa và đệm cát (Bảng 5).
hơn mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật và không gia cường. Trong
Bảng 5. Thời gian đạt độ lún 1 mm.
cùng điều kiện gia cường và không gia cường, mẫu thí nghiệm bằng
Mẫu
Thời gian đạt độ lún 1 mm (giây)
buồng nén 3 trục đều cho kết quả lớn hơn so với mẫu thí nghiệm bằng
Không gia cường
3840
buồng nén 1 trục. Đối với hệ số cố kết, tỉ lệ chênh lệch giữa mẫu nén
Gia cường vải địa kỹ thuật
1418
bằng 3 trục và 1 trục khoảng từ 15% đến 65 %. Trong khi đó, đối với
Gia cường đệm cát
66
80
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng số 4 (2021) 75-82
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng số 4 (2021) 75-82
Bảng 6 trình bày kết quả thời gian đạt 90 % , 100 % độ cố kết và
Tài liệu tham khảo
Mẫu không gia cường có thời gian cố kết lớn nhất, gấp 3,6 lần
hệ số thấm, khoảng chênh lệch khoảng từ 9 % (cho mẫu không gia
mẫu gia cường bằng đệm cát và 1,8 lần mẫu gia cường bằng vải.
cường) đến 15 % (mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật) (Bảng 8).
hệ cố cố kết Cv cùng hệ số thấm Kv. Thời gian cố kết giảm dần từ mẫu
[1]. Huerta, A., & Rodriguez, A. (1992). Numerical analysis of non-linear large-
Nguyên nhân là do vải địa kỹ thuật và đệm cát đóng vai trò như biên
cố kết không gia cường đến mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật và
Bảng 8. Tỉ lệ hệ số cố kết Cv và hệ số thấm Kv giữa mẫu cố kết 3 trục
strain consolidation and filling. Comput. Struct. 44 (1), 357–365.
thoát nước, giảm chiều cao của lớp đất cố kết, giúp nước thoát ra nhanh
mẫu gia cường đệm cát. Do độ lún các mẫu cũng giảm nên hệ số thấm
và 1 trục.
[2].
Liu, Z.Q., Zhou, & C.Y. (2005). One-dimensional non-linear large
deformation con- solidation analysis of soft clay foundation by FDM. Acta
hơn. Lớp vải địa kỹ thuật không liên kết với biên thoát nước bên ngoài
cũng tăng dần theo trình tự gia cường.
Tỉ lệ hệ số thấm K
Tỉ lệ hệ số cố kết Cv
Mẫu
Sci. Nat. Univ. Sunyatseni 44 (3), 25–28, in Chinese.
mà chỉ giúp thoát nước từ tâm của khối đất ra lớp vải kỹ thuật, tuy
Bảng 6. Thời gian cố kết T90, T100, Cv, Kv của mẫu cố kết một trục.
Mẫu 3 trục/mẫu 1 trục
Mẫu 3 trục/mẫu 1 trục
[3]. Zhang, M., Zhu, X., Yu, G., Yan, J., Wang, X., Chen, M., & Wang, W. (2015).
nhiên, kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình cố kết được đẩy nhanh
Mv
K
T90
T100
Cv
Mẫu gia cường
Mẫu
Permeability of muddy clay and settlement simulation. Ocean Engineering,
1,16
1,09
trong mẫu gia cường. Bản chất của vải địa kỹ thuật là gia tăng áp lực
(m2/MN)
(m/phút)
(phút)
(phút)
(mm2/phút)
đệm cát
104, 521–529.
nước lỗ rỗng trong lòng khối đất gia cường, từ đó, thúc đẩy quá trình
156,51 213,27 1,414
0,919
1,30E-08
Không
[4]. Palmeira, E. M., Pereira, J. H. F., & Da Silva, A. R. L. (1998). Backanalyses
Mẫu gia cường
thoát nước ra khỏi mẫu qua biên thoát nước.
gia
of geosynthetic reinforced embankments on soft soils. Geotextiles and
bằng vải địa kỹ
1,50
1,14
Ngược lại, hệ số cố kết Cv và hệ số thấm Kv của mẫu gia cường
cường
Geomembranes, 16(5), 273–292.
thuật
[5].
Sridharan, A., Murthy, S., Bindumadhava, B.R., & Revansiddappa, K.
bằng đệm cát lớn khoảng 1,9 lần so với mẫu không gia cường. Đối với
Gia
65,13
124,51 4,163
0,786
3,27E-08
Mẫu không gia
(1991). Technique for using fine-grained soil in reinforced earth. Journal of
mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật, các số liệu này lần lượt là 1,6 lần.
cường
1,64
1,11
Geotechnical Engineering, ASCE, 117(8), 1174–1190.
cường
Các lớp gia cường với tính thấm lớn đã cải thiện khả năng thoát nước
vải địa
[6]. Glendinning, S., Jones, C., & Pugh, R. (2005). Reinforced soil using
So với cố kết một trục, cố kết 3 trục trong cùng điều kiện diễn ra
của lớp đất sét gia cường, từ đó gia tăng hệ số thấm và hệ số nén lún
kỹ thuật
cohesive fill and electrokinetic geosynthetics. International Journal of
nhanh hơn và kết quả của hệ số cố kết và hệ số thấm cũng lớn hơn.
của mẫu gia cường. Như vậy, nhờ các lớp gia cường nâng cao khả năng
Gia
9,49
46,33
16,191
0,518
4,02E-08
Geomechanics, 5(2), 138–146.
Điều này có thể giải thích bằng sự mất mát áp lực cố kết do ma sát
thoát nước của mẫu đất sét, đẩy nhanh quá trình cố kết trong nền công
cường
[7]. Chen, J., & Yu, S. (2011). Centrifugal and numerical modeling of a
thành của mẫu đất và thành dao vòng trong điều kiện cố kết 1 trục. Nói
trình xây dựng.
reinforced lime-stabilized soil embankment on soft clay with wick drains.
đệm cát
cách khác, ma sát thành làm áp lực cố kết bị giảm đi không còn đúng
International Journal of Geomechanics, 11(3), 167–173.
giá trị tác động như cố kết 3 trục.
[8]. Taechakumthorn, C. & Rowe, R. (2012). Performance of reinforced
Kết quả cố kết 1 trục
4.3.
4.4. So sánh kết quả cố kết 1 trục và 3 trục
embankments on rate-sensitive soils under working conditions considering
effect of reinforcement viscosity. International Journal of Geomechanics,
5. Kết luận
Độ lún của các mẫu không gia cường, gia cường 1 lớp vải địa kỹ
Các mẫu được tạo trong điều kiện ban đầu như nhau (độ chặt,
12(4), 381–390
thuật, gia cường bằng đệm cát được thể hiện trong Hình 8.
hệ số rỗng), thời gian cố kết của mẫu thí nghiệm 3 trục nhỏ hơn 70 %
[9]. Yang, K.H., Yalew, W.M., & Nguyen, M.D. (2015). Behavior of Geotextile-
Các thí nghiệm xác định hệ số áp lực ngang tĩnh, cố kết 3 trục
đến 88 % mẫu thí nghiệm nén 1 trục.
Thời gian (phút)
Reinforced Clay with a Coarse Material Sandwich Technique under
0
500
1000
1500
không nở hông, cố kết 1 trục được thực hiện để khảo sát ảnh hưởng
Unconsolidated- Undrained Triaxial Compression. International Journal of
Bảng 7. Tỉ lệ thời gian cố kết 90 % (T90) và 100 % (T100) của mẫu cố
0
lớp gia cường và sự sai khác giữa các thí nghiệm cố kết. Kết quả chỉ ra
Geomechanics, ASCE, 16(3).
kết 3 trục và mẫu cố kết 1 trục.
rằng:
[10]. Ingold, T.S. (1983). Reinforced clay subject to undrained traxial loading.
Tỉ lệ thời gian cố kết
)
Không gia cường
Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 109(5), 738–744.
Tỉ lệ thời gian cố kết 90 %
m
Hệ số áp lực ngang tĩnh Ko cần được xác định từ thí nghiệm để
0.5
100 % (T100)
m
(
[11]. Zhou, H., & Wen, X. (2008). Model studies on geogrid- or geocell-reinforced
Mẫu
(T90)
đảm bảo mẫu không bị nở hông khi thí nghiệm cố kết không nở hông.
Mẫu 3 trục/mẫu 1
n
ú
Mẫu 3 trục/mẫu 1 trục
l
Các lớp gia cường thúc đẩy nhanh quá trình cố kết trong cả 2
trục
ộ
sand cushion on soft soil. Geotextiles and Geomembranes, 26(3), 231–238. [12]. Sitharam, T. G., & Hegde, A. (2013). Design and construction of geocell
1
Đ
loại thí nghiệm. Vải địa kỹ thuật giúp đẩy nhanh quá trình thoát nước
foundation to support the embankment on settled red mud. Geotextiles and
Mẫu
gia
khoảng 60 %, trong khi đệm cát và vải địa kỹ thuật từ 20 % đến 35 %
Geomembranes, 41, 55–63.
cường đệm
0,88
0,88
so với trường hợp không gia cường. Đo đó, hệ số thấm của mẫu đất
1.5
[13]. Yu, Y., Zhang, B., & Zhang, J. M. (2005). Action mechanism of geotextile-
cát
cũng sẽ tăng lên. Quá trình đẩy nhanh cố kết này do lớp đệm cát và vải
reinforced cushion under breakwater on soft ground. Ocean Engineering,
Mẫu
gia
32(14-15), 1679–1708
địa kỹ thuật tạo thành biên thoát nước tốt đồng thời làm giảm chiều
cường bằng
2
[14]. Dash, S. K., & Bora, M. C. (2013). Improved performance of soft clay
0,71
0,68
cao của lớp đất cố kết.
vải địa kỹ
foundations using stone columns and geocell-sand mattress. Geotextiles and
Kết quả cho thấy mẫu gia cường bằng vải và mẫu gia cường bằng
Khi thí nghiệm cố kết 3 trục, thời gian cố kết giảm khoảng 90 %
thuật
Geomembranes, 41, 26–35.
đệm cát đẩy nhanh quá trình cố kết và nhanh đạt trạng thái cân bằng.
cho mẫu không gia cường, 70 % và 88 % cho mẫu gia cường bằng vải
[15]. Hufenusa, R., Rueeggerb. R., Banjacc, R., Mayorc, P., Springmanc, S. M., &
Mẫu không
Thời gian để mẫu không gia cường đạt độ lún 1 mm lớn gấp 66 lần và
địa kỹ thuật và mẫu gia cường bằng vải địa và đệm cát so với khi cố
0,85
0,88
Bronnimann, R., 2006. Full-scale field tests on geosynthetic reinforced
gia cường
khoảng 20 lần so với mẫu gia cường bằng vải địa và mẫu gia cường
kết 1 trục trong cùng điều kiện. Do đó, hệ số thấm của mẫu cố kết 3
unpaved roads on soft subgrade, Geotextiles and Geomembranes 24 (2006)
Hệ số cố kết và hệ số thấm của mẫu đất gia cường đệm cát lớn
bằng vải địa và đệm cát (Bảng 5).
trục cũng sẽ lớn hơn các mẫu cố kết 1 trục từ 1.09 đến 1.14 lần.
21–37
hơn mẫu gia cường bằng vải địa kỹ thuật và không gia cường. Trong
Bảng 5. Thời gian đạt độ lún 1 mm.
[16]. Lê Bá Vinh & Trần Tiến Quốc Đạt (2003). Nghiên cứu giải pháp sử lý nền
Kết quả chỉ ra rằng việc thoát nước là rất quan trọng để đẩy
cùng điều kiện gia cường và không gia cường, mẫu thí nghiệm bằng
Mẫu
Thời gian đạt độ lún 1 mm (giây)
và tính toán ổn định của công trình đường cấp III trên nền có lớp đất yếu
nhanh quá trình cố kết và thời gian cố kết mẫu đất giảm khoảng 38 %
buồng nén 3 trục đều cho kết quả lớn hơn so với mẫu thí nghiệm bằng
mỏng, Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh, Đại học Bách Khoa,
Không gia cường
3840
khi gia cường bằng vải địa kỹ thuật và 66 % khi gia cường bằng đệm
http://www.nsl.hcmus.edu.vn/greenstone/collect/hnkhbk/index/assoc/H
buồng nén 1 trục. Đối với hệ số cố kết, tỉ lệ chênh lệch giữa mẫu nén
Gia cường vải địa kỹ thuật
1418
cát. Do đó, đất bùn nạo vét lòng sông nếu được gia cố bằng vải địa kỹ
ASH0163.dir/doc.pdf, ngày truy cập 30/03/2016
bằng 3 trục và 1 trục khoảng từ 15% đến 65 %. Trong khi đó, đối với
Gia cường đệm cát
66
thuật hoặc đệm cát và lớp vải địa có nhiều lợi ích khi được áp dụng.
81
Tạp chí Vật liệu và Xây dựng số 4 (2021) 75-82
[17]. Duc Nguyen Minh, Tu Nguyen Thanh, Tin Le Huu. (2019), “The effect of
soaking process on the bearing capacity of soft clay reinforced by
nonwoven
geotextile”, Geotechnics
for
Sustainable
Infrastructure
Development, volume 62, pp 669-676. Scopus, ISSN 2366-2557; 2366-2565
(electronic)
[18]. Ingold, T.S. & Miller, K.S. (1982). The performance of impermeable and
permeable reinforcement in clay subject to undrained loading. Quarterly
Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 15(3), 201–208.
[19]. Fabian, K. & Foure, A. (1986). Performance of geotextilereinforced clay
samples in undrained triaxial tests.” Geotextiles and Geomembranes, 4(1),
53–63.
[20]. Fourie, A.B. & Fabian, K.J. (1987). Laboratory determination of clay
geotextile interaction. Geotextiles and Geomembranes, 6(4), 275–294. [21]. Al-Omari, R.R., Al-Dobaissi, H.H., Nazhat, Y.N., and Al-Wadood, B.A.
(1989). Shear strength of geomesh reinforced clay. Geotextiles and
Geomembranes, 8(4), 325–336.
[22]. Indraratna, B., Satkunaseelan, K.S., and Rasul, M.G. (1991). Laboratory
properties of a soft marine clay reinforced with woven and nonwoven
geotextiles. Geotechnical Testing Journal, ASTM, 14(3), 288–295.
[23]. Unnikrishnan, N., Rajagopal, K., & Krishnaswamy, N.R. (2002). Behaviour
of reinforced clay under monotonic and cyclic loading. Geotextiles and
Geomembranes, 20(2), 117–133.
[24]. Noorzad, R. & Mirmoradi, S.H. (2010). Laboratory evaluation of the
behavior of a geotextile reinforced clay. Geotextiles and Geomembranes,
28(4), 386–392.
[25]. Jamei, M., Villard, P., & Guiras, H. (2013). Shear failure criterion based on
experimental and modeling results for fiber-reinforced clay. International
Journal of Geomechanics, 13(6), 882–893.
[26]. Mirzababaei, M., Miraftab, M., Mohamed, M., & McMahon, P. (2013).
Unconfined compression strength of reinforced clays with carpet waste
fibers. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE,
139(3), 483–493.
[27]. Nguyen, M.D. (2014). Behavior of Geosynthetic-Reinforced Granular and
Cohesive Soil. PhD dissertation, National Taiwan University of Science and
Technology, Taipei, Taiwan, Jan 2014.
82
10. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI
Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
10.1. Ngoài nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài trên thế giới, liệt kê danh mục các công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài được trích dẫn khi đánh giá tổng quan) Phương pháp bơm bùn lòng sông làm đất đắp cho công trình đã được áp dụng tại nhiều công trình lấn biển (Shang et al., 1998; Wang et al., 2014; Liu and Liu, 2008; Shen et al., 2006)). Tuy nhiên đặc điểm loại bùn này hàm lượng nước cao, có độ rỗng lớn, khả năng biến dạng lớn và chịu lực kém. Những nền móng này thường chịu biến dạng và có độ lún rất lớn (Huerta and Rodriguez, 1992; Liu and Zhou, 2005). Khi nghiên cứu về hệ số thấm và phương pháp tính độ lún cho lớp đất bùn yếu, Zhang et al., 2015 cho thấy hệ số rỗng và hàm lượng đất sét ảnh hưởng lớn đến hệ số thấm của loại đất này. Kết quả cho thấy hệ số rỗng của bùn giảm dần theo thời gian. Đất đắp bằng bùn nạo vét cần thời gian vài năm để có thể ổn định và cần có những xử lý, gia cường nhằm đẩy nhanh quá trình cố kết trong đất bùn loại này. Để xử lý và gia cố lớp bùn yếu dưới nền móng công trình, nhiều nghiên cứu đã cho thấy vải địa kỹ thuật là một giải pháp hữu hiệu. Palmeira et al., 1998 đã phân tích ngược trường hợp đê trên nền đất yếu được gia cố bằng vải địa kỹ thuật. Nghiên cứu sử dụng phương pháp giải tích để tính toán hệ số an toàn của nền đập được và không được gia cố bằng vải địa kỹ thuật do Jewel, 1996 đề xuất. Nghiên cứu cho thấy đối với hệ số an toàn đối với đê gia cố vải địa kỹ thuật tối thiểu, Fs = 1.2 trong thiết kế thông thường. Zhou et al., 2008 nghiên cứu biện pháp gia cố đệm cát kết hợp với lưới vải địa kỹ thuật Geogrid và túi địa kỹ thuật Geocell. Kết quả nghiên cứu cho thấy kết cấu liên hợp vải địa kỹ thuật và đệm cát gia tăng khả năng chịu lực cho lớp đất yếu. Hệ kết cấu liên hợp này giúp tăng hệ số nền K0 thêm 30 lần và độ lún giảm 44% và làm giảm ứng suất tại bề mặt lớp đất yếu so với đất yếu khi không được gia cố. Một nghiên cứu khác đề xuất bởi Sitharam et al., 2013 sử dụng Geocell làm nền móng đỡ đập cao 3m trên bùn đỏ - sản phẩm thải ra từ quá trình tuyển quặng nhôm. Nghiên cứu đề xuất phương pháp giải tích nhằm xác định khả năng chịu tải của lớp bùn yếu được gia cường bởi Geocell kết hợp với lưới vải địa kỹ thuật. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự kết hợp này đem lại hiệu quả lớn hơn khi chỉ sử dụng Geocell. Đệm cát kết hợp với vải địa kỹ thuật đã được áp dụng làm nền móng cho đê chắn trên nền đất yếu đề xuất trong nghiên cứu của Yu et al., 2005. Nghiên cứu cho thấy đệm cát kết hợp với vải địa kỹ thuật đóng 2 vai trò: (1) vải địa kỹ thuật ngăn cản biến dạng ngang và tăng tính ổn định cho đê; (2) vải địa kỹ thuật ngăn cản dịch chuyển ngang của đất nền dưới đê. Đất nền càng yếu càng gây ra dịch chuyển ngang lớn và càng làm tăng hiệu quả của vải địa kỹ thuật, đặc biệt khi lớp đệm cát nằm dưới hoặc kẹp giữa lớp đất yếu. Nghiên cứu thể hiện vải địa kỹ thuật có mô đun đàn hồi và độ rộng càng lớn càng đem lại hiệu quả cao trong ổn định nền đê. Geocell và đệm cát còn được kết hợp với cọc vật liệu rời (đá - sỏi) để gia cố nền đất yếu như được trình bày trong nghiên cứu của Dash et al., 2013. Nghiên cứu cho thấy cọc vật liệu rời có chiều dài và mật độ đảm bảo sẽ làm tăng gấp 3 lần khả năng chịu lực cho đất yếu. Vải địakỹ thuật và đệm cát sẽ có thể làm tăng khả năng chịu lực của đất nền lên 7 lần. Tuy nhiên nếu được kết hợp cả đệm cát, vải địa kỹ thuật Geocell và cọc vật liệu rời, khả năng chịu lực của đất nền có thể gấp 10 lần so với đất nền ban đầu chưa gia cố. Hufenus et al. 2006 nghiên cứu khả năng chịu tải và ứng xử của đất yếu gia cường vải địa kỹ thuật dựa theo thí nghiệm tỷ lệ thực của nền đường. Nghiên cứu chỉ ra sự gia cường cho đất yếu chỉ xảy ra khi sử dụng lớp mỏng cốt liệu thô kẹp giữa vải địa kỹ thuật. Trong trường này, khi vệt lún tạo ra
trên nền đường sẽ gây ra biến dạng dài và lực lực kéo trong vải địa kỹ thuật và tạo ra hiệu ứng gia cường cho đất nền. Các nghiên cứu về kết cấu đất gia cường vải địa kỹ thuật cho thấy việc sử dụng đất sét có tính thấm kém làm đất đắp đòi hỏi áp dụng những công nghệ xây dựng và hệ thống thoát nước phù hợp (Sridharan et al. 1991; Glendinning et al. 2005; Chen and Yu 2011; Taechakumthorn and Rowe 2012; Yang et al. 2015). Nghiên cứu của Zornberg and Mitchell (1994) và Mitchell and Zornberg (1995) đã khẳng định vai trò thoát nước của vải địa kỹ thuật trong tăng cường sức chịu tải và sự ổn định của công trình đất đắp từ đất sét tính thấm kém. Các thí nghiệm nén 3 trục được sử dụng rộng rãi nhằm xác định ứng xử của đất sét gia cường vải địa kỹ thuật trong các điều kiện thoát nước khác nhau (Ingold 1983; Ingold và Miller 1982, 1983; Fabian và Foure 1986; Fourier và Fabian 1987; Al-Omari et al. 1989; Indraratna et al. 1991; Unnikrishnan et al. 2002; Noorzad và Mirmoradi 2010; Jamei et al. 2013; Mirzababaei et al. 2013; Yang et al. 2015). Ingold và Miller (1982) tiến hành thí nghiệm không thoát nước với đất cao lanh gia cường bằng nhôm không thấm nước và chất bọt nhựa dẻo thấm nước. Kết quả cho thấy vật liệu gia cường thấm nước cho cường độ kháng cắt cao hơn so với vật liệu gia cường không thấm nước. Sử dụng thí nghiệm nén 3 trục không cố kết, không thoát nước, Fabian và Fourie (1986) khảo sát sự ảnh hưởng của khả năng dẫn nước của vật liệu gia cường đối với tính kháng cắt không thoát nước của đất sét. Kết quả cho thấy vật liệu gia cường thấm nước gia tăng cường độ cho đất sét khoảng 40% trong khi vật liệu gia cường không thấm nước làm giảm cường độ của đất sét với giá trị tương tự. Al-Omari et al. (1989) tiến hành thí nghiệm nén 3 trục cố kết thoát nước và cố kết không thoát nước đối với đất sét gia cường lưới vải địa kỹ thuật. Kết quả cho thấy sự phá hoại của mẫu đất sét gia cường là do sự trượt tương đối của đất sét và lớp vải địa kỹ thuật gia cường. Noorzad và Mirmoradi (2010), Mirzababaei et al. (2013), và Yang et al. (2015) tiến hành thí nghiệm nén 3 trục không cố kết, không thoát nước đối với đất sét gia cường vải địa kỹ thuật. Kết quả cho thấy vải địa kỹ thuật thấm nước gia tăng khả năng chống cắt lớn nhất, giảm sự mất mát khả năng chống cắt với biến dạng lớn. Lớp cát mỏng kẹp giữa lớp vải địa chất gia cường đất sét và ảnh hưởng của nó đến ứng xử chịu cắt và biến dạng của mẫu đất đã được nghiên cứu và khảo sát sử dụng thí nghiệm cắt đất trực tiếp (Abdi et al. 2009), thí nghiệm kéo tuột vải địa kỹ thuật (Sridharan et al. 1991; Abdi & Arjomand 2011; Abdi & Zandieh 2014) và thí nghiệm nén 3 trục (Unnikrishnan et al. 2002). Kết quả nghiên cứu cho thấy lớp cát mỏng này cải thiện tương tác bề mặt (lực ma sát) giữa đất sét và vải địa kỹ thuật từ đó gia tăng cường độ cho đất sét. Lớp cát cũng đóng vai trò là biên thoát nước nhằm làm giảm áp lực nước lỗ rỗng xuất hiện trong quá trình tải trọng tác dụng lên mẫu. Các nghiên cứu của Unnikrishnan et al. (2002); Abdi et al. (2009); Abdi & Arjomand (2011); Abdi & Zandieh (2014) cũng đã chỉ ra bề dày tối ưu của lớp cát này khoảng từ 8-15mm đối với thí nghiệm không cố kết, không thoát nước (UU) và thí nghiệm cắt đất trực tiếp và thậm chí đến 8cm đối với thí nghiệm kéo tuột vải địa kỹ thuật. Ngoài ra với vai trò là biên thoát nước, các nghiên cứu của Raisinghani & Viswanadham (2010) và Lin & Yang (2014) đã cho thấy vải địa kỹ thuật còn là đóng vai trò ngăn chặn sự xâm nhập của đất sét vào biên thấm này. Bên cạnh đó, một số công trình nghiên cứu trong nước về công trình trên nền đất yếu. Pierre Lareal và cộng sự, 1989 đã đưa ra những tính toán ổn định và biến dạng nền đường và công trình đắp tương tự trên đất yếu. Bên cạnh đó nghiên cứu đưa ra một số giải pháp xử lý khi xây dựng nền đường đắp trên đất yếu bao gồm phương pháp gia tải, tăng tốc độ cố kết bằng đường thấm đứng, rãnh thấm, phương pháp gia cố bằng cọc vôi, cọc xi măng đất… 1. Abdi, M. R., Sadrnejad, A., & Arjomand, M. A. (2009). Strength enhancement of clay by
encapsulating geogrids in thin layers of sand. Geotext. Geomem, 27(6), 447–455.
2. Abdi, M. R., & Arjomand, M. A. (2011). Pullout tests conducted on clay reinforced with
geogrid encapsulated in thin layers of sand. Geotextiles and Geomembranes, 29(6), 588–595. 3. Abdi, M. R., & Zandieh, A. R. (2014). Experimental and numerical analysis of large scale pull out tests conducted on clays reinforced with geogrids encapsulated with coarse material. Geotext. Geomem, 42(5), 494–504.
4. Casagrande, A. and Fadum, R.E. (1940). Notes on Soil Testing for Engineering Purposes.
Harvard SoilMechanics, Series No. 8, Cambridge, Mass.
5. Chen, J., & Yu, S. (2011). Centrifugal and numerical modeling of a reinforced lime-stabilized soil embankment on soft clay with wick drains. International Journal of Geomechanics, 11(3), 167–173.
6. Dash, S. K., & Bora, M. C. (2013). Improved performance of soft clay foundations using
stone columns and geocell-sand mattress. Geotextiles and Geomembranes, 41, 26–35.
7. Glendinning, S., Jones, C., & Pugh, R. (2005). Reinforced soil using cohesive fill and
electrokinetic geosynthetics. International Journal of Geomechanics, 5(2), 138–146.
8. Huerta, A., & Rodriguez, A. (1992). Numerical analysis of non-linear large-strain
consolidation and filling. Comput. Struct, 44 (1), 357–365.
9. Lin, C.Y., & Yang, K.H. (2014). Experimental study on measures for improving the drainage efficiency of low-permeability and low-plasticity silt with nonwoven geotextile drains. J. Chin. Inst. Civ. Hydraul. Eng, 26(2), 71–82 (in Chinese).
10. Liu, B.H., & Liu,W. (2008). Current situation and countermeasures of sea reclamation in
China. Guangzhou Environ. Sci, 2, 26–30, in Chinese
11. Liu, Z.Q., Zhou, & C.Y. (2005). One-dimensional non-linear large deformation con- solidation analysis of soft clay foundation by FDM. Acta Sci. Nat. Univ. Sunyatseni 44 (3), 25–28, in Chinese.
12. Mitchell, J.K., & Zomberg, J.G. (1995). Reinforced soil structures with poorly draining backfills. Part II: Case histories and applications. Geosynthetics International, 2(1), 265–307. 13. Palmeira, E. M., Pereira, J. H. F., & Da Silva, A. R. L. (1998). Backanalyses of geosynthetic
reinforced embankments on soft soils. Geotextiles and Geomembranes, 16(5), 273–292.
14. Prasada, P.S., Ramana, G.V. (2016). Imperial smelting furnace (zinc) slag as a structural fill in
reinforced soil structures. Geotextiles and Geomembranes, 44(3), 406-428
15. Raisinghani, D. V., & Viswanadham, B.V.S. (2010). Evaluation of permeability characteristics of a geosynthetic-reinforced soil through laboratory tests. Geotext. Geomem, 28(6), 579–588.
16. Shahbazi, M., et al., (2016). Optimization of carpet waste fibers and steel slag particles to
reinforce expansive soil using response surface methodology, 142(2017), 185-192.
17. Shang, J.Q., Tang, M., & Miao, Z. (1998). Vacuum preloading consolidation of reclaimed
land: a case study. Can. Geotech. J, 35 (5), 740–749.
18. Shen, Y.M., Feng, N.H., Zhou, Q., Liu, Y.M., & Chen, Z.Y. (2006). The status and its
influence of reclamation on Jiangsu coast. Mar. Sci, 10, 39–43, in Chinese.
19. Sridharan, A., Murthy, S., Bindumadhava, B.R., & Revansiddappa, K. (1991). Technique for using fine-grained soil in reinforced earth. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 117(8), 1174–1190.
20. Sitharam, T. G., & Hegde, A. (2013). Design and construction of geocell foundation to support the embankment on settled red mud. Geotextiles and Geomembranes, 41, 55–63.
Taechakumthorn, C. & Rowe, R. (2012). Performance of reinforced embankments on rate- sensitive soils under working conditions considering effect of reinforcement viscosity. International Journal of Geomechanics, 12(4), 381–390
10.2. Trong nước (phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài ở Việt Nam, liệt kê danh mục các công trình nghiên cứu, tài liệu có liên quan đến đề tài được trích dẫn khi đánh giá tổng quan) Lê Bá Vinh và cộng sự, 2003 nghiên cứu giải pháp xử lý nền và tính toán ổn định của công trình đường cấp III trên nền có lớp đất yếu mỏng. Nghiên cứu tập trung các biện pháp xử lý nền đất yếu bằng đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật và cừ tràm. Nghiên cứu đề xuất phương pháp tính toán hệ số
an toàn chống trượt đối với nền tự nhiên và xét ảnh hưởng của vải địa kỹ thuật gia cố tăng ổn định của nền đất yếu dưới nền đường. Lê Xuân Roanh, 2014 đề xuất công nghệ xử lý nền và thi công đê, đập chắn sóng trên nền đất yếu. Nghiên cứu phân tích một số công nghệ xử lý nền đất sét yếu bao gồm (1) xử lý nền đê bằng đệm cát đóng vai trò lớp chịu lực và lớp thoát nước cho nền đê, (2) xử lý nền bằng bấc thấm làm tăng khả năng thoát nước trong nền qua hệ thống thoát nước đứng, (3) xử lý nền bằng giếng cát vừa đóng vai trò là biên thấm đứng, vừa đóng vai trò chịu tải trọng, tăng cường sức chịu tải cho nền, (4) ứng dụng vải địa kỹ thuật gia cố nền phân cách nền đê và thân đê, phân bố đều áp lực đất đắp, tăng độ bền chống trượt của khối đất đắp, giảm mặt cắt ngang đê, (5) xử lý nền bằng bè cây, (6) xử lý nền bằng cọc đệm cát và (7) gia cố bằng cọc xi măng đất. Nghiên cứu cho thấy phương pháp sử dụng vật liệu như cát hoặc cọc vật liệu rời giúp rút ngắn khoảng cách thoát nước bằng cách bố trí các hành lang thoát nước theo phương thẳng đứng và phương ngang, đồng thời trên bề mặt đất nền lại phủ lớp cát thoát nước và lớp gia tải nhằm đẩy nhanh cố kết. 10.3. Danh mục các công trình đã công bố thuộc lĩnh vực của đề tài của chủ nhiệm và những thành viên tham gia nghiên cứu (họ và tên tác giả; bài báo; ấn phẩm; các yếu tố về xuất bản) - Nguyễn Thanh Tú; Xác định các tiêu chí đánh giá giải pháp thiết kế; đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường 2013. - Nguyễn Thế Anh, Nguyễn Thanh Tú; Tenso độ cứng hữu hiệu của môi trường rỗng bằng mô hình mạng lưới lò xo đàn hồi; Tạp chí xây dựng Việt Nam, số 8-2017, trang 281-287; Hội nghị Hội thảo CiviTech 2, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.
- Nguyen, M.D., Vo, V.I., Pham, K.P., (2017) The Application of Limit Equilibrium Method on the Stability Anlysis to Determine the critical Water Level and Dangerous Lateral Riverbank Zone In Co Chien River, Vinh Long Province, Journal of Science and Technology in Civil Engineering, Vietnam Institute for Building Science and Technology, (04-05) 2017
- Yang, K-H, Nguyen, M.D., Yalew, W. M., Liu, C-N, and Gupta, R., (2016) “Behavior of Geotextile-Reinforced Clay under Consolidated-Undrained Tests: Reinterpretation of Porewater Pressure Parameters”, Journal of GeoEngineering, 11(2), 45-57. [EI]
- Yang, K-H,Yalew, W. M. and Nguyen, M.D., (2016) “Behavior of Geotextile Reinforced Clay with a Coarse Material Sandwich Technique under Unconsolidated Undrained Triaxial Compression”, International Journal of Geomechanics, ASCE, 16(3), [SCI]
- Liu, C.N, Yang, K-H, and Nguyen, M.D., (2014) “Effect of Reinforcement Anchorage on the Plane Strain Behavior of Geogrid-Reinforcement Sand”, Geotextiles and Geomembranes, 42(4) [SCI].
- Nguyen, M.D., Yang, K-H, Lee, S.H, Wu, C.S, Tsai, M.H, (2013) “Behavior of Nonwoven Geotextile-Reinforced Soil and Mobilization of Reinforcement Strain under Triaxial Compression”, Geosynthetics International, 20(3), 207-225 [SCI]
- Nguyen, M.D., Nguyen , C.T., Nguyen, L.N.H., Nguyen, T.A.T, (2017) " The Application of Straw Rolls with Net for Embankment Protection in Mekong Delta", Journal of Science and Technology in Civil Engineering, Vietnam Institute for Building Science and Technology, 08/2017, 89-94
- Yang, K-H, Liu, C-N, and Nguyen, M.D., (2014) “Effect of Reinforcement Anchorage on the Plane Strain Behavior of Geogrid-Reinforced Sand”, Proceedings of the 10th International Conference on Geosynthetics, 10 ICG, Berlin, Germany, September 2014. [EI]
- Nguyen, M.D, Yang, K-H, and Lee, S.H (2011), “Comparison of the Prediction of Geosynthetic- Reinforced Soil Shear Strength by Different Approaches”, Proceedings of the 14th Conference of Taiwan Geotechnical Engineering, Taoyuan Taiwan, August 2011.
- Nguyen, M.D., Yang, K-H and Lee, S.H (2010) “Analytical Prediction of the Peak Shear Strength of Geosynthetic Reinforced Soils” Proceedings of the 1st International GSI-Asia
Geosynthetics Conference, 1st GSI-Asia, Taichung Taiwan, November 2010.
11. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Cát xây dựng đóng vai trò là thành phần quan trọng trong công trình xây dựng ở Việt Nam. Nhu cầu về cát xây dựng (cát san lấp. cát đổ bê tông, xây tô) là rất lớn. Hiện nay (2015) khoảng 50-60 triệu m3 mỗi năm, đến năm 2020 khoảng 130 triệu m3/năm. Nhu cầu từ năm 2016 đến năm 2020 cần 2,1 đến 2,3 tỉ m3 cát. Trong khi đó, trữ lượng dự báo hiện nay chỉ hơn 2 tỉ m3. Đặc biệt, các công trình đường giao thông nông thôn khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, nhu cầu về cát san lấp là rất lớn. Việc khai thác cát từ lòng sông sẽ tăng nguy cơ mất an toàn giao thông thuỷ lợi, ảnh hưởng đê điều, môi trường tự nhiên. . Trong khi đó, hàng năm chi phí cho việc nạo vét đất từ lòng kênh sông là rất lớn. Đặc biệt là khu vực đồng bằng sông Cửu Long, nơi có mạng lưới sông ngòi rất dày đặc. Như vậy, chi phí công trình xây dựng công trình đường giao thông nông thôn sẽ giảm được chi phí rất lớn nếu cát san lấp được thay thế bằng đất nạo vét từ lòng kênh, sông. Biện pháp này tránh làm mất đất canh tác tại địa phương giúp gia tăng độ sâu lòng sông nhằm chống lại ảnh hưởng mực nước dâng cao do biến đổi khí hậu toàn cầu. Tuy nhiên, đất bùn nhão khai thác từ lòng sông có hệ số rỗng lớn, sức chống cắt thấp gây mất ổn định, lún quá mức cho công trình. Khi đó nền đường cần áp dụng các biện pháp gia cố nhằm gia tăng khả năng chịu lực của đất nền. Nghiên cứu đề xuất biện pháp gia cường khả năng chịu tải của đất bùn nhão khai thác từ lòng sông bằng đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật. Nghiên cứu sẽ làm rõ ứng xử cố kết của đất sét cố kết gia cường đệm cát và vải địa kỹ thuật dưới điều kiện thí nghiệm nén 3 trục để có thể sử dụng làm nền đường sau khi cải tạo, đảm bảo khả năng chịu tải trọng, và độ lún của nền đường. Quá trình thực hiện nghiên cứu bắt đầu với công tác khảo sát và xác định tính chất vật lý và cơ học của đất bùn từ lòng sông tại ĐBSCL. Sau đó, đất bùn gia cố đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật được thí nghiệm nén cố kết và nén 3 trục theo nguyên lý (1) đệm cát tạo biên thoát nước đẩy nhanh quá trình cố kết đất sét bùn yếu; (2) vải địa kỹ thuật tạo biên ngăn cách sự xâm nhập của đất bùn vào đệm cát; (3) lớp đệm cát giúp gia tăng tương tác bề mặt giữa đất sét và vải địa kỹ thuật từ đó tăng khả năng chịu cắt của đất sét gia cường. Thí nghiệm nén 3 trục rất cần thiết để mô phỏng sự làm việc của mẫu đất trong điều kiện thực tế. Cuối cùng, các thông số về bề dày đệm cát, khoảng cách đệm cát và cường độ vải địa kỹ thuật được tối ưu để ứng dụng vào công trình thực tế. 12. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Nghiên cứu ứng xử cố kết của đất sét cố kết gia cường đệm cát và vải địa kỹ thuật dưới điều kiện thí nghiệm nén 3 trục.
13. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
13.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: đất xét, cát, vải địa kỹ thuật.
13.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu: đất sét yếu vùng đồng bằng song Cửu Long
14. CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
14.1. Cách tiếp cận
Tìm hiểu, tham khảo các tài liệu liên quan đến nén cố kết, đất sét gia cường vải địa kỹ thuật và đệm cát và áp dụng vào thực tế đất sét vùng đồng bằng sông Cửu Long với những đặc trưng cơ lý riêng biệt.
14.2. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu thực hiện thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý và nén cố kết 3 trục với các mẫu đất sét:
- Thí nghiệm cơ lý xác định trọng lượng hạt, độ ẩm….
- Thí nghiệm nén 3 trục với mẫu đất không có và có gia cường đệm cát- vải địa kỹ thuật với
các bề dày mẫu đất khác nhau.
15. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN 15.1. Nội dung nghiên cứu (trình bày dưới dạng đề cương nghiên cứu chi tiết) Chương 1: tổng quan về tình hình nghiên cứu 1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước.
Chương 2: Xác định tính chất cơ lý vải địa kỹ thuật – đất sét bùn nhão
2.1 Xác định tính chất cơ lý vải địa lỹ thuật 2.2 Thu thập số liệu, mẫu đất sét nhão lòng sông, cát tại đồng bằng sông Cửu Long 2.2 Xác định chỉ tiêu cơ lý đất sét.
Chương 3: Xây dựng cơ sở lý thuyết phát triển lý thuyết đệm cát- vải địa kỹ thuật
3.1 Đặc trưng vật liệu vải địa kỷ thuật. 3.2 Đặc trưng của vật liệu cát. 3.3 Phương pháp nén 3 trục. 3.4 Mô hình đệm cát- vải địa trong thí nghiệm nén 3 trục.
Chương 4: Thí nghiệm
4.1 Xác định mẫu thí nghiệm 4.2 Kết quả thí nghiệm 4.3 Xử lý số liệu. 4.4 Đề xuất
Chương 5: kết luận- kiến nghị
5.1 Kết luận 5.2 Kiến nghị
15.2. Tiến độ thực hiện
Người thực hiện
Các nội dung, công việc thực hiện
Sản phẩm
Thời gian (số tháng)
Chương 1: tổng quan về tình hình nghiên cứu Chương 2: Xác định tính chất cơ lý vải địa kỹ thuật – đất sét bùn nhão Chương 3: Xây dựng cơ sở lý thuyết phát triển lý thuyết đệm cát- vải địa kỹ thuật Thí nghiệm Viết báo cáo
Báo cáo tổng hợp Báo cáo kết quả Lý thuyết tổng quát Kết quả thí nghiệm Bài báo cáo
02 tháng 02 tháng 03 tháng 03 tháng 02 tháng
Nguyễn Thanh Tú Lê Phương Bình Nguyễn Minh Đức Lê Phương Bình Nguyễn Minh Đức Lê Phương Bình Lê Phương Bình Nguyễn Thanh Tú Nguyễn Thanh Tú
STT 1 2 3 4 5
16. SẢN PHẨM
16.1. Sản phẩm khoa học
Sách chuyên khảo Bài báo đăng tạp chí nước ngoài Sách tham khảo Bài báo đăng tạp chí trong nước Giáo trình Bài đăng kỷ yếu hội nghị, hội thảo quốc tế
16.2. Sản phẩm đào tạo
Nghiên cứu sinh Cao học
16.3. Sản phẩm ứng dụng
Mẫu Tiêu chuẩn Tài liệu dự báo Phương pháp Dây chuyền công nghệ
Vật liệu Qui phạm Qui trình công nghệ Chương trình máy tính Báo cáo phân tích
Thiết bị máy móc Sơ đồ, bản thiết kế Luận chứng kinh tế Bản kiến nghị Bản quy hoạch
16.4. Các sản phẩm khác
16.5. Tên sản phẩm, số lượng và yêu cầu khoa học đối với sản phẩm Stt
Tên sản phẩm
Số lượng
Yêu cầu khoa học
Bài tạp chí trong nước
1
01
Trong danh mục HĐCDNN 0-1đ, tạp chí Xây dựng, ISSN 1859- 1566
17. HIỆU QUẢ (giáo dục và đào tạo, kinh tế - xã hội)
Kết quả nghiên cứu sẽ góp phân quan trọng trong việc bảo vệ môi trường, sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên bền vững. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp sử dụng đất sét lòng sông làm cát san lấp, giúp khai thông dòng chảy, chống lại ảnh hưởng mực nước dâng cao do biến đổi khí hậu. Đồng thời, hạn chế việc khai thác cát từ lòng sông, giảm ảnh hưởng hưởng môi trường tự nhiên.
Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng rộng rãi trong giáo dục và làm cơ sở lý thuyết cho các nghiên cứu có liên quan
18. PHƯƠNG THỨC CHUYỂN GIAO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỊA CHỈ ỨNG DỤNG Kết quả sẽ được đăng trên tạp chí chuyên ngành.
Phụ Lục
CÁC KHOẢN CHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Bảng 1. Chi công lao động tham gia trực tiếp thực hiện đề tài
(Đơn vị: triệu đồng)
Nguồn kinh phí
TT
Nội dung chi
Dự kiến kết quả
Thời gian
Thành tiền
NSNN Khác Ghi chú
tổng
02 tháng
2,0
2,0
0
1
Báo cáo hợp
Báo cáo kết quả
02 tháng
2,0
2,0
0
2
triển
03 tháng
5,0
5,0
0
3
Báo cáo phân tích
Tổng quan về tình hình nghiên cứu Xác định tính chất cơ lý vải địa kỹ thuật – đất sét bùn nhão Xây dựng cơ sở lý lý thuyết phát thuyết đệm cát- vải địa kỹ thuật
quả
thí
03 tháng
5,0
5,0
4
Thí nghiệm
0
Kết nghiệm Bài báo cáo
02 tháng
2,5
2,5
5 Viết báo cáo
0
16,5
23,5
Cộng
0
Bảng 2. Chi mua nguyên nhiên vật liệu, tài liệu tham khảo
(Đơn vị: triệu đồng)
Nguồn kinh phí
TT
Nội dung chi
Đơn vị tính
Số lượng
Đơn giá
Thành tiền
NSNN Khác Ghi chú
1
2
Cộng
0
0
0
Bảng 3. Chi bảo trì sửa chữa, mua sắm tài sản cố định
(Đơn vị: triệu đồng)
Nguồn kinh phí
TT
Nội dung chi
Đơn vị tính
Số lượng
Đơn giá
Thành tiền
NSNN Khác Ghi chú
1
Cộng
0,0
0,0
0
CQNG HoA XA ngr Cnt NCnia vrEr NAM DQc l6p - TU do - Hanh phtic
e0 crAo DUC vA EAo rAo -- MTIONC OTT STI i'TTAVT KY THUAT rsmnr pno Ho'cni MrNH
so l$41IQD-DHSPKT
fp. Hi Ch[ Minh, ngayl+thdng 5 ndm 2021
QUYET DINH Vv. Thinh lfp HQi tliing nghiQm thu tI6 Ai NCKH cdp Trudmg trgng di6m
HrgU TRrrOr.{c TRUdNG DAI HQC sIIPHAM KV THUAr TP. 116 crri NIINH Cdn c* Ludt Gido duc dqi hac ngoy 18 thdng 6 ndm 2012 vd LuQt s*a diii, bO sung
mQt sii diiu cria LuQt Gido duc dqi hgc hgay 19 thdng I I ndm 2018;
Cdn cu NShi dinh 99/2019/ND-CP ngdy 30 thdng l2 ndrn 2019 cfia Chinh.phit Quy dinh chi ti€t vdhuong ddn thi hdnh m\t sA-atiu cila LuQt stba difii, bO sung m\t sd diiu cfio LuQt gido duc dsi hpe;
Qdn c* Quydt dinh sd %7/QD-TTg"ngay j0 thdrls 6 ndm 2017 cila Thfi tudng Chinh phil vi viQc phA &ty€t ai an thi didm dAi mA co chd hoqt dQng cila Trudng Dsi hpc Su -phsm K! thuqt Thdnh phiS tti Chi uinh; '' Cdn cti NShi quy& sA I ltllg-UOT ngdy 08/01/2021 crta HQi ddng truong ban hdnh Quy ch| tA chric vd ioqt dQng cia truong Eqi hec Su phqm KY thudt Thdnh phi nA Cnt Minh;
Cdn c* Nghi quyil sO ZZtWg-ruOT ngdy 16/3/2021 crta HQi ddng trudng vi c6ng tdc
cdn b0 ldnh dqi cia trudng Eqi hpc Su phsm K! thuQt Thdnh phii UA Cht Utnlt;
Cdn ab Quy€t dinh sii |127/QD-DHSPKT ngoy 20/6/2018 cila Trudng Dqi hec Su phsm Ki thuAi Tp HCM vi vi€c ban hdnh quy dlnh vi qudn $, di tdi Khoa hqc vd C6ng .(^ ngne cap lruong; , - Cln crir Qiyiit dinh s6 1245/QD-DHSPKT, ngay 04/5/2021 v€ viQc phdn c1ng nhiQm vw cila ldnh dqo trtdng;
Xdt di nghi cila Trudng phdng KHCN-QHQT.
QTITET D{NH:
Di6u 1. Thanh Bp HQi d6ng nghiQm thu dC tai Nghi{ criu khoa hqc c6p Trucmg trgng
di6m n5m 2020khoaXdy dpg (Danh muc dinh kdm), g6m c6c thanh vi0n sau ddy:
DH SPKT Tp. HCM DH GTVT Tp. HCM DH SPKT Tp. HCM DH SPKT Tp. HCM DH SPKT Tp. HCM
Cht tich HQi d6ng uy vlen flQl oong Uy vi6n HQi ddng Uy vi6n HQi d6ng Thu ky HQi ddng
i. TS. fran Van Tiilng 2. TS. Nguyen Anh TuAn 3. TS. Ddo Duy Ki6n 4. TS. NguyEn VIn Chring 5. KS. Nguy6n EIng Nam
Di6u 2. IIOi d6ng c6 nhiQm vu danh gi6 toan di0n viOc thuc hr.6n OA tai theo Quy5t dinh sO 1OZZIqO-DHSPKT ngiry 20/612018 cira Trucmg D4i hqc Su ph4m K! thuft Tp HCM vC viQc ban hanh quy dinh vC quin li dA tai Khoa hgc vd C6ng nghQ c6p Trucrng vi t.u gi6i th6 sau khi hoan thanh nhiQm vu.
Diiiu 3. Truong phdng Khoa hgc Cdng ngh$ vd Quan hQ Qu6c t6, Truong khoa Xdy
dpg vd cilc cdnhdn c6 t6n & EiAu 1 chiu tr6ch nhiQm thi hanh quytSt dinh ndy.
Noi nhQn: - Nhu diOu 3r - Luu: VT, P.KHCN-QHQT (7).
S LG Hi6u Giang
rcd
N
tr
!Gl Fr bI)
tr =2
z
3
'tr]' qr
F.5t-E ag
FU H
<(.)
M
h
o
o,d
n
a
F
(6)
F H <(g
t-i
tr rll (c)x)
bI)z
a
F ,G tr(g ,c tr
<()
>)
DI)z
a
F
)
a HE
9d.ZE
rpl
Eo
UE
ri 3.OH
r{axs'
4s)
.d (o.
l T HI
lr(
I
zo(J .cS
l+{ t-{
tr
K() E
U a
(,.E
ri -qEM E
o . a H)H
taitr
It'(a
{al.
-trlrt
l,ZK
xN t
VFN,E
=riarnr(
hnz.E!{
zfuFl $
-sAI'l.i
,Rloo HZZU
c. p.I4
*AAF>IE
O.( QZX'6
,p 4c \<(D H
lle
\-/ <€)
,lE (E;)3 a
a0
,cd ii
Li cB,
,c$ At
)e
d .cB
I-.i I
(O
xr
id
tr
,r x bI)z
u,
-q .F
t-{ F
o,((l
F>,>
;.EEt
ico
. H.E Q
J' zd ' nF ca
tr- l+tt*iz
- zGl
<(,
tO
.-d. @
I
c{o
N3 F F
oPu
sL-z
... D. 5
,Y ME
?ET
iEE
5.rooi2tr
^t+rOr
. il N F a sl S K L 0 0 2 1 5 4xh2a,? .E
tsrd
xftl
,bcg
![Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà B2 Đại học Vinh: Đồ án môn học [chuẩn nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20251212/phanduchung10072004@gmail.com/135x160/65851765594609.jpg)
