Tính chất cơ lý đất đá ven biển Quảng Nam và ảnh hưởng đến công tác xây dựng công trình

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Dựa trên 3000 dãy số liệu thu thập, trong đó có 118 dãy số liệu kiểm tra, có thể phân chia địa tầng đồng bằng ven biển Quảng Nam thành 5 nhóm với 42 phụ nhóm đất đá. Bài viết trình bày tính chất cơ lý đất đá ven biển Quảng Nam và ảnh hưởng đến công tác xây dựng công trình.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tính chất cơ lý đất đá ven biển Quảng Nam và ảnh hưởng đến công tác xây dựng công trình

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(92).2015 45 TÍNH CHẤT CƠ LÝ ĐẤT ĐÁ VEN BIỂN QUẢNG NAM VÀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG TÁC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH PHYSICAL-MECHANICAL PROPERTIES OF ROCK AND SOIL IN THE COASTAL REGION IN QUANG NAM AND THEIR INFLUENCES ON THE CONSTRUCTION Nguyễn Thị Ngọc Yến1, Đỗ Quang Thiên2 1 Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; ngocyendc@gmail.com 2 Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế; dquangthien@yahool.com Tóm tắt - Dựa trên 3000 dãy số liệu thu thập, trong đó có 118 dãy Abstract - Based on over 3000 data series, of which there are 118 rows số liệu kiểm tra, có thể phân chia địa tầng đồng bằng ven biển of data (test) it is possible to divide the stratigraphy of Quang Nam coastal Quảng Nam thành 5 nhóm với 42 phụ nhóm đất đá. Trong đó, có plain into 5 groups with 42 subgroups of rocks and soils. In which, 17 17 nhóm đất rời có tính chất xây dựng tốt với sức kháng xuyên tiêu subgroups of cohesionless soils have the grain composition ranging, the chuẩn (N30) từ 8 đến 50, thường N30 = 17 – 32, và sức chịu tải tiêu coarser materials show the deeper distribution and therefore having better chuẩn (Rn) từ 0,75 kG/cm2 đến hơn 60 kG/cm2, phổ biến Rn = 1,50 engineering properties with standard penetration resistance (N30) from 8 to - 3,00 kG/cm2. Đất dính đang trong quá trình tự nén chặt với giá trị over 50, commonly at N30 = 17 - 32 and standard bearing capacity (Rn) kd từ 0,13 đến 0,79. Đất yếu được chia thành 7 phụ nhóm, chúng from 0.75 kG/cm2 to more than 60 kG/cm2, commonly at Rn = 1.50 –3.00 phân bố gần bề mặt đất và do đó nó chưa tự nén chặt với giá trị kd kG/cm2. Cohesive soils are now belonging to the self-compaction process < 0 (từ - 0,31 đến - 1,07), lún mạnh (a1-2= 0,068 - 0,128cm2/kG), with their natural compaction index of kd = 0.13 – 0.79. The group of soft sức kháng cắt thấp (< 50, C
46 Nguyễn Thị Ngọc Yến, Đỗ Quang Thiên - Tổ hợp số liệu (hệ thống hóa) TCCL đất đá nhất thiết 2.2. Hệ thống hóa, xử lý số liệu và xác định giá trị trung bình phải tuân thủ tối đa nguyên tắc nhóm, phụ nhóm, loại thạch thành phần hạt tính chất cơ lý chủ yếu của đất đá khu vực học và dạng hoặc tựa dạng ĐCCT. Quán triệt phương pháp tiếp cận đã luận giải trong hệ - Các chỉ tiêu TCCL đất đá có số lượng số liệu thí thống hóa, xử lý số liệu TCCL đất đá, trước hết nhóm nghiên nghiệm hạn chế, kết quả thí nghiệm quá phân tán, kể cả cứu lựa chọn, sắp xếp số liệu thí nghiệm TCCL đất đá đã thu kém chính xác sẽ không đưa vào hệ thống hóa và xử lý số thập được theo từng nhóm, phụ nhóm, loại thạch học đến liệu theo phương pháp đã chọn. dạng hoặc tựa dạng ĐCCT vào tổ hợp số liệu theo quy định - Công tác xử lý số liệu, xác định giá trị TCCL đất đá hiện hành, sau đó tiến hành xử lý số liệu, xác định giá trị phục vụ công tác xây dựng trong điều kiện có nhiều hạn trung bình từ thành phần hạt đến chỉ tiêu TCCT đất đá chủ chế như đã nêu, thì hợp lý nhất là tiến hành theo phương yếu. Dưới đây là phần minh họa kết quả xử lý, xác định giá pháp giá trị trung bình số học như nhiều cơ quan khảo sát trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các tựa dạng ĐCCT thuộc xây dựng hoặc dự án nghiên cứu đã triển khai trước đây các phụ nhóm và nhóm đất đá ĐCCT khác nhau. Bản đồ trên lãnh thổ này. phân bố đất đá khu vực thể hiện Hình 1. Hình 1. Bản đồ phân bố đất đá vùng nghiên cứu 2.2.1. Tính chất cơ lý đá mẫu hạn chế. Kết quả xử lý và xác định giá trị trung bình số học một số chỉ tiêu TCCL đá cứng, nửa cứng được trình bảy Do chịu tác động lâu dài của các quá trình địa chất ngoại trong Bảng 1. Từ số liệu minh họa trong Bảng 1, dễ dàng sinh, nội sinh, nhất là các hoạt động phá hủy đứt gãy kiến nhận thấy tính chất cơ lý của mẫu đá phong hóa từ nhẹ đến tạo, hoạt động phong hóa mà các thành tạo đá gốc nói trên vừa biến đổi phức tạp trong phạm vi khá rộng thuộc hai bị nứt nẻ, phong hóa mãnh liệt. Vì vậy, việc lấy mẫu đá nhóm đá cứng và nửa cứng, nhưng vẫn có thể sử dụng làm phong hóa ở mức độ khác nhau không thể hiện được, mà chỉ nền và môi trường cho các công trình xây dựng hoặc làm vật xác định các chỉ tiêu TCCL đá phong hóa nhẹ của một số liệu xây dựng tự nhiên. Bảng 1. Giá trị trung bình chỉ tiêu cơ lý đá cứng và nửa cứng Các chỉ tiêu tính chất cơ lý chủ yếu của các dạng, tựa dạng ĐCCT Nhóm Dạng hoặc tựa dạng Phụ nhóm Rn Rnw C KG/ Eo KG Địa chất Công trình w g/cm 3 ∆s g/cm3 n% W% Wmax % Kw  Độ KG/cm2 KG/cm2 cm2 /cm2 Đá phiến thạch anh - 2,74 2,77 1,09 0,21 0,56 1820 1747 0,96 35 474 89,810 plagiocla - amphibol, Biến chất 2,72 2,78 2,30 0,47 0,94 1365 1243 0,91 34 378 56,924 Đá phiến amphibol 2,71 2,82 4,66 0,39 2,38 1690 1518 0,90 33 486 73,875 Đá cứng Amphibolit Granit 2,66 2,67 3,54 0,28 0,81 1207 1662 0,88 37 301 53,441 Granodiorit 2,67 2,73 4,85 0,86 2,70 1579 1442 0,91 36 403 76,213 Magma xâm nhập Diorit 2,69 2,76 3,08 0,55 1,62 1603 1475 0,92 34 426 80,175 Gabro 2,78 2,90 2,93 0,91 2,02 1952 1739 0,89 32 540 97,827 Diaba 2,72 2,88 2,45 1,02 2,38 1814 1578 0,87 33 492 82,904
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(92).2015 47 Trầm tích lục Cát kết cứng chắc 2,59 2,66 4,33 - - 759 655 0,86 35 197 40,206 nguyên cacbonat Đá vôi hoa hóa 2,63 2,74 8,75 - - 695 577 0,83 34 185 - Cuội kết - - - - - 485 - - 37 121 - Đá nửa Trầm tích lục cứng Cát kết 2,59 2,67 4,94 - - 493 411 0,83 34 130 - nguyên Nan Bột kết 2,50 2,69 7,07 - - 375 307 0,82 31 106 - 2.2.2. Tính chất cơ lý nhóm đất rời định giá trị trung bình thành phần hạt và các chỉ tiêu tính chất Đối với nhóm đất rời đang xét, sau thành phần hạt, trọng của nhóm đất rời được trình bày ở Bảng 2a, 2b. Qua số liệu lượng riêng, hệ số rỗng giới hạn (emax, emin) thì góc nghỉ ở trạng trên cho thấy đất rời ở ĐBVB Quảng Nam có thành phần hạt thái khô và ướt, số liệu xuyên tiêu chuẩn (SPT) cũng được các càng thô, thời gian thành tạo càng sớm và phân bố ở độ sâu cơ quan khảo sát xây dựng, các nhà nghiên cứu quan tâm thí càng lớn thì tính năng xây dựng biến đổi theo hướng có lợi nghiệm với khối lượng đáng kể. Kết quả xử lý số liệu, xác càng mạnh, và sức chịu tải càng cao. Bảng 2a. Giá trị trung bình thành phần hạt và các tính chất cơ lý đất rời Thành phần các nhóm hạt (%) Độ ẩm tự Dung Dung Dạng hay tựa dạng Số lượng nhiên trọng ướt trọng Phụ nhóm 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,005 60 aQ13(1) Cát thô chặt 34 2,66 ̶ 0,94 0,44 ̶ 37 35 28,50 39 3,5
48 Nguyễn Thị Ngọc Yến, Đỗ Quang Thiên Cát vừa chặt 38 2,66 ̶ 0,95 0,45 ̶ 34 32 14,75 32 3,00 Cát thô chứa cuội sỏi 27 2,67 ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ 26,15 >50 4,5 aQ12 Cát vừa chặt 29 2,66 ̶ 0,93 0,43 ̶ 34 32 15,50 35 3,00 Cát, cuội, tảng rất chặt 34 2,67 ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ~100 >50 >60 aQ11 Cát thô lẫn cuội sỏi chặt 23 2,67 ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ 29,75 37 3,5 Cát vừa chặt 27 2,66 ̶ 0,93 0,42 ̶ 32 28 20,15 29 2,50 amQ23 Cát nhỏ chặt vừa 24 2,66 0,70 0,94 0,44 0,48 30 26 5,50 18 1,50 amQ22 Cát bụi xốp 42 2,67 0,81 ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ 2,75 8 ≤1,0 amQ12 Cát nhỏ chặt 35 2,67 ̶ 0,93 0,43 ̶ 29 25 4,75 33 2,25 amQ11 Cát bụi chặt 26 2,67 ̶ 0,98 0,50 ̶ 28 24 1,50 30 2,00 abm Q23ch Cát nhỏ xốp 37 2,65 ̶ 0,98 0,51 ̶ 28 25 6,25 9 1,00 Cát vừa xốp 68 2,65 ̶ 0,98 0,52 ̶ 32 28 22,72 10 1,00 mv Q23 Cát nhỏ xốp 21 2,66 ̶ 0,99 0,53 ̶ 30 27 11,65 8 ≤1,0 Cát vừa chặt vừa đến chặt 87 2,65 ̶ 0,96 0,46 ̶ 32 27 20,50 14-41 1,5-2,5 m Q22no Cát nhỏ xốp đến chặt vừa 75 2,66 ̶ 0,97 0,48 ̶ 30 26 5,25 10-20 1-1,75 Cát bụi xốp 21 2,67 ̶ 0,98 0,49 ̶ 29 25 1,35 8 ≤1,0 Cát vừa chặt 53 2,65 0,66 0,95 0,48 0,62 33 28 19,75 31-44 2-3 mQ13(2)đn Cát nhỏ chặt vừa 41 2,65 ̶ 0,97 0,49 ̶ 31 26 5,0 15-19 1,5 Cát bụi xốp 32 2,67 ̶ 0,98 0,50 ̶ 29 24 1,20 10 ~1,0 Cát chứa sỏi, cuội 27 2,67 ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ~50 ̶ 2,5 mQ13(1)lc Cát vừa xốp 29 2,66 ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ~25 ̶ 1,5 adpQ Cát cuội tảng 25 ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ~100 ̶ 3-4 2.2.3. Tính chất cơ lý nhóm đất dính và phân bố ở độ sâu lớn thì hệ số rỗng, độ ẩm, và tính chất nén lún,... càng giảm, ngược lại dung trọng, sức kháng cắt, So với nhóm đất rời, các chỉ tiêu TCCL đất dính đa giá trị xuyên tiêu chuẩn càng tăng. Đối với đất dính đặc dạng hơn, số liệu thí nghiệm phong phú, công tác hệ thống trưng (sét pha, sét, kể cả bùn sét pha thuộc nhóm đất đặc hóa, xử lý kết quả phân tích các mẫu đất phức tạp, khó khăn biệt), sự biến đổi TCCL nói chung và quá trình phong hóa hơn nhiều. Giá trị trung bình thành phần các nhóm hạt cơ còn được thể hiện qua chỉ số tự nén chặt đất loại sét do bản, cũng như các chỉ tiêu tính chất cơ lý đất dính sau xử V.A. Priklonsky đề xuất kd. Đất loại sét đặc trưng của lãnh lý được minh họa trong Bảng 3a, 3b. Từ số liệu trình bày ở thổ nghiên cứu đang trong quá trình tự nén chặt với giá trị Bảng 3a, 3b cho thấy, tính chất cơ lý đất có quan hệ rất chặt kd dao động từ 0,13 đến 0,79, tức là đất được nén chặt vừa. chẽ với thành phần vật chất (thành phần hạt, thành phần Trong đó, đất loại sét thành tạo càng sớm giá trị kd càng hóa khoáng), thời gian thành tạo cũng như đặc điểm phân cao (trầm tích amQ12mb có kd=0,70 - 0,77). Sét pha cứng bố trong mặt cắt địa chất trầm tích Đệ tứ. Trong đó trầm amQ11đp với kd= 1,16 được xếp vào đất quá nén chặt và có tích có cùng thành phần vật chất, nếu được thành tạo sớm sức chịu tải tới 3,50 KG/cm2. Bảng 3a. Giá trị trung bình thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý nhóm dính Số Thành phần các nhóm hạt (%) Độ ẩm tự Dung Dung Trọng Hệ số Độ Giới hạn Giới hạn Dạng hay tựa dạng lượng nhiên,W,% trọng trọng lượng rỗng tự bão chảy Nhóm Phụ nhóm
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(92).2015 49 Sét pha dẻo cứng 38 3,16 52,63 29,69 20,52 28,16 1,89 1,47 2,70 0,84 90,51 34,86 23,72 Sét dẻo mềm 17 1,75 41,57 25,92 30,76 32,29 1,87 1,42 2,72 0,91 96,53 40,28 23,06 Cát pha dẻo 23 1,65 65,74 25,03 7,58 25,36 1,92 1,53 2,68 0,75 90,61 27,41 22,59 mlQ13(1)ht Sét pha nửa cứng 30 1,03 52,69 21,72 24,56 26,05 1,91 1,51 2,70 0,79 89,03 38,96 23,15 Sét nửa cứng 24 - 41,17 20,82 38,01 31,58 1,93 1,47 2,72 0,86 99,88 47,09 27,45 Sét pha cứng 56 9.82 43,35 21,21 25,62 23,88 1,86 1,50 2,72 0,81 80,19 40,73 26,42 edQ Sét cứng 35 5.47 37,24 24,86 32,61 29,96 1,90 1,46 2,74 0,87 94,35 49,33 32,19 Bảng 3b. Giá trị trung bình thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý nhóm đất dính Sức chịu Số Hệ số Hệ số cố Áp lực tiền Chỉ số Chỉ số tự Hệ số Góc nội tải tiêu Nhóm Dạng hay tựa dạng lượng Độsệt kết thấm Lực dính kết Trị số thấm đứng cố kết  c, nén lún Phụ nhóm dẻo nén ma sát chuẩn, ĐCCT mẫu xử B a1-2, đứng v C, kG/cm2 SPT IP,% chặt Kd Kv,cm/s kG/cm2 φ, độ Rtc, lý cm2/kG Cv,cm2/s kG/cm2 Cát pha dẻo 15 6,56 0,44 - 0,034 - - - 14048’ 0,06 7 1,15 aQ22 Sét pha nửa cứng 16 13,47 0,10 0,56 0,030 - - - 20042’ 0,24 24 2,0 Cát pha dẻo 15 6,42 0,61 - 0,031 - 3,51.10-6 - 14045’ 0,06 7 1,05 aQ13(2) đt Sét pha nửa cứng 24 10,19 0,36 0,40 0,031 - 1,17.10-6 - 11030’ 0,17 13 1,50 Cát pha dẻo 19 5,53 0,84 - 0,037 - 4,62.10-6 - 16005’ 0,07 8 1,25 amQ23 Sét pha dẻo mềm 13 16,63 0,51 0,43 0,040 - 6,25.10-6 - 13006’ 0,19 9 1,30 Cát pha dẻo 21 6,45 0,49 - 0,027 3,62.10-6 17008’ 0,07 9 1,10 - - amQ22 Sét pha nửa cứng 40 14,92 0,15 0,64 0,028 1,87.10-7 19048’ 0,20 21 2,0 - - Sét dẻo cứng 15 17,37 0,26 0,66 0,039 1,76.10-8 16015’ 0,26 13 2,0 Cát pha dẻo 13 4,84 0,42 - 0,040 - - - - - 8 1,25 amQ21 Sét pha dẻo 16 10,76 0,89 - 0,059 - - - - - 8 1,30 Cát pha dẻo 19 5,14 0,74 - 0,028 1,97.10-6 18025’ 0,05 9 1,10 - - amQ13(2) Sét pha nửa cứng 40 11,61 0,34 0,37 0,032 2,25.10-7 17030’ 0,18 15 1,75 - - Sét dẻo cứng 15 17,23 0,48 0,47 0,055 5,08. 10-7 14048’ 0,22 11 1,50 Cát pha dẻo 16 6,65 0,39 - 0,026 - - - 17018’ 0,10 12 1,50 amQ13(1) Sét pha nửa cứng 27 14,05 0,18 0,64 0,027 - - - 20030’ 0,18 25 2,00 Đất dính Sét dẻo cứng 14 17,52 0,27 0,69 0,045 - - - 15042’ 0,29 19 2,00 Cát pha dẻo 17 5,46 0,19 - 0,025 - - - 24030’ 0,10 21 1,75 amQ21 mb Sét pha nửa cứng 26 13,83 0,17 0,70 0,023 - - - 22015’ 0,21 27 2,50 Sét nửa cứng 18 18,28 0,18 0,77 0,029 - - - 16030’ 0,30 22 2,50 Cát pha cứng 25 6,48 -0,64 - - - - - - - >50 3,00 amQ11đp Sét pha cứng 16 11,98 -0,45 1,16 0,015 - - - 25015’ 0,32 >50 3,50 Cát pha dẻo 15 5,78 0,88 - 0,039 - - - 10048’ 0,11 10 1,35 amQ23ch Sét pha dẻo 18 10,45 0,87 0,13 0,057 - - - 9015’ 0,19 - 1,25 Cát pha dẻo 19 6,87 0,49 - 0,027 3,15.10-6 16030’ 0,08 8 1,15 - - mlQ22kl Sét pha nửa cứng 34 12,99 0,23 0,58 0,029 7,34.10-7 17015’ 0,16 16 1,75 - - Sét dẻo cứng 26 19,22 0,27 0,69 0,047 2,04.10-8 15048’ 0,32 12 2,00 Cát pha dẻo 20 6,14 0,83 0,036 - 4,16.10-6 - 15018’ 0,07 7 1,05 -0,34 mlQ13(2)tb Sét pha dẻo cứng 38 11,14 0,39 0,035 - 8,12.10-7 - 16006’ 0,15 15 1,75 0,40 Sét dẻo mềm 17 17,22 0,54 0,060 - 6,27.10-6 - 10030’ 0,24 13 1,50 Cát pha dẻo 23 4,82 0,57 - 0,027 - - - 20030’ 0,06 16 1,25 mlQ13(1)ht Sét pha nửa cứng 30 15,81 0,18 0,71 0,028 - - - 18045’ 0,18 23 2,00 Sét nửa cứng 24 19,64 0,21 0,79 0,044 - - - 16030’ 0,27 22 2,25 Sét pha cứng 56 14,31 -0,18 - 0,026 - - - 24018’ 0,17 - 2,25 edQ Sét cứng 35 17,14 -0,13 - 0,028 - - - 18030’ 0,23 - 2,25 2.2.4. Tính chất cơ lý nhóm đất có thành phần, trạng thái Bảng 4a, 4b cho thấy nhóm đất đặc biệt là thành tạo trầm tích và tính chất đặc biệt (gọi tắt đất đặc biệt) chưa tự nén chặt với giá trị kd < 0 (từ - 0,31 đến - 1,07), lún Đây là nhóm đất yếu có ảnh hưởng bất lợi đến việc quy mạnh (a1-2= 0,068 - 0,128cm2/kG), sức kháng cắt thấp (< 50, hoạch xây dựng cũng như thiết kế, thi công và khai thác công C
50 Nguyễn Thị Ngọc Yến, Đỗ Quang Thiên Bùn cát pha 35 1,04 66,19 25,43 7,34 42,67 1,75 1,23 2,67 1,17 97,37 29,89 24,11 abmQ21 Bùn sét pha 47 0,63 57,82 25,99 20,56 49,12 1,68 1,12 2,69 1,40 94,38 37,86 24,53 Bùn sét 30 0,18 40,57 28,21 31,04 56,35 1,61 1,03 2,70 1,62 93,91 41,62 25,45 3(2) Bùn cát pha 30 2,25 64,82 23,37 4,56 37,72 1,78 1,29 2,68 1,08 96,08 30,13 23,59 mlQ1 tb Bùn sét pha 29 1,81 53,74 22,71 21,74 45,63 1,70 1,17 2,70 1,31 94,05 38,08 24,72 Bùn sét pha 38 0,29 51,86 21,73 26,12 46,28 1,69 1,16 2,70 1,33 93,95 39,04 24,95 mlQ13(1)ht Bùn sét 35 - 40,49 24,66 34,85 52,61 1,67 1,09 2,71 1,49 95,68 46,21 27,09 mQ22 no Bùn cát pha 32 1,15 66,39 27,61 4,85 38,85 1,76 1,27 2,67 1,10 94,30 29,43 25,47 mQ13(2)đn Bùn cát pha 35 0,51 64,58 27,52 7,39 40,09 1,74 1,24 2,68 1,16 92,62 31,90 26,58 Bảng 4b. Giá trị trung bình thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý nhóm đất yếu Số Hệ số Hệ số cố Áp lực tiền Góc nội Lực dính Sức chịu Chỉ số Hệ số thấm Dạng hay tựa dạng lượng Chỉ số kết thấm kết Trị số đứng Kv, cố kết c, ma sát nén lún tait iêu Nhóm Phụ nhóm Độ sệtB tự nén ĐCCT mẫu dẻo Ip a1-2, đứng C, SPT chuẩn, Rtc, chặt Kd cm/s v φ, độ xử lý cm2/kG Cv,cm2/s kG/cm 2 kG/cm2 kG/cm2 Bùn cát pha 33 6,73 2,63 - 0,073 - - -