ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM VĂN HÙNG NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CỦA NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ NGẬP LŨ Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành: Cơ Học Đất, Cơ Học Nền Móng, Công Trình Ngầm Mã số chuyên ngành: 2.15.03 Phản biện độc lập 1: GS TS Nguyễn Trường Tiến Phản biện độc lập 2: TS Đinh Hoàng Nam Phản biện 1: PGS TS Nguyễn Phi Lân Phản biện 2: PGS TS Nguyễn Bá Hoàng Phản biện 3: PGS TS Võ Phán NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS TSKH Lê Bá Lương PGS TS Lê Văn Nam THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NĂM 2013 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo theo yêu cầu Tác giả luận án Phạm Văn Hùng i TÓM TẮT LUẬN ÁN Tên đề tài: “Nghiên cứu ổn định biến dạng đất yếu đường ô tô ngập lũ Đồng Bằng sông Cửu Long” Mục tiêu nghiên cứu Luận Án: Để đánh giá ổn định biến dạng đất yếu đường ô tô ngập lũ Đồng Bằng sông Cửu Long cho đầy đủ sát với thực tế đất sét yếu bão hòa nước khu vực nghiên cứu nữa, qui trình tính lún từ biến theo thời gian Bộ Giao Thông vận Tải chưa có, nội dung nghiên cứu Luận án nhằm tập trung giải vấn đề nghiên cứu chuyển dịch từ biến đất yếu đường ô tô ngập lũ ĐBSCL ứng suất tiếp, nghiên cứu sở khoa học thực tiễn hệ số an toàn từ biến (ổn định từ biến) ứng suất tiếp, nghiên cứu tốc độ từ biến thay đổi tốc độ từ biến chịu cắt đất yếu đường ô tô chịu ảnh hưởng áp lực thủy động Luận án nghiên cứu giải tính lún từ biến ứng suất pháp tổng, ứng suất tiếp gây cho đất yếu đường ô tô, nghiên cứu thay đổi độ nhớt theo cấu trúc đất trình chuyển dịch từ biến ứng suất tiếp, dấu hiệu thể tiêu lý cụ thể để nhận biết lớp đất ĐBSCL xảy từ biến mạnh ứng suất pháp tổng ứng suất tiếp Các nội dung nghiên cứu nội dung nghiên cứu chủ yếu giải trình bày luận án ii THESIS ABSTRACT Title: “Research on the stability and deformation of soft soil under flooded embankments in Mekong Delta” Thesis Objective: To estimate the stability and deformation of soft soil under flooded embankments in Mekong Delta fully and more closely to the soft water saturated soil reality in the study area while the practice calculating creep settlement has not been issued yet by the Ministry Of Transport, the research content of this thesis focuses on solving issues such as research on creep shear of soft soil under flooded embankments in Mekong Delta due to shear stress, research on the scientific basis and practice of creep factor of safety (creep stability) due to shear stress, research on creep rate and the change of creep rate of sheared soft soil under embankments affected by the hydrodynamic pressure This thesis also studies and solves the secondary settlement due to vertical total stress, due to shear stress on soft soil under flooded embankments, studies the change of viscosity according to the soil structure in the creep shear due to shear stress, and studies signs shown by specific mechanical, physical indicators to identify soil layers in Mekong Delta which could have strong creep due to vertical total stress and shear stress The new research content above is the basic research content solved and presented in this thesis iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, NCS nhận nhiều giúp đỡ, hướng dẫn, góp ý, động viên, khích lệ lúc khó khăn tưởng chừng vượt qua Đến hoàn thành luận án mình, xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Các Thầy hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Lê Bá Lương, PGS.TS Lê Văn Nam tận tình giúp đỡ, hướng dẫn suốt trình thực luận án Các Thầy Bộ môn Địa móng - Trường ĐH Bách Khoa, ĐHQG Tp Hồ Chí Minh nhiệt tình giúp đỡ, góp ý, tặng sách tài liệu để thực xong luận án Các Thầy, Cô Phòng Đào tạo sau đại học, Khoa Kỹ thuật xây dựng, Lãnh đạo Trường ĐH Bách Khoa, ĐHQG Tp Hồ Chí Minh giúp đỡ, khích lệ hoàn thành luận án Các Thầy Cô GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ, PGS.TS Châu Ngọc Ẩn, GS.TS Trần Thị Thanh nhiệt tình góp ý, tặng sách tài liệu cho nghiên cứu, thực hoàn thành luận án Các Thầy Trường Đại học khác, bạn đồng nghiệp giúp đỡ động viên trình thực hoàn thành luận án Vợ động viên, giúp đỡ Xin chân thành cảm ơn./ iv DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU THƯỜNG DÙNG TRONG LUẬN ÁN Kí hiệu Thứ nguyên Ý nghĩa (1) (2) (3) σ1,σ3 kPa (kG/cm2), T/m2 Ứng suất lớn σ1 nhỏ σ3 τuu τcu τlim τ∞ kPa (kG/cm2), T/m2 Sức chống cắt không cố kết - không thoát nước kPa (kG/cm2), T/m2 Sức chống cắt cố kết - cắt nhanh kPa (kG/cm2), T/m2 ''Ngưỡng từ biến'' (giới hạn từ biến) kPa (kG/cm2), T/m2 Sức chống cắt lâu dài Spw kPa (kG/cm2), T/m2 Sức chống cắt đất phụ thuộc vào áp lực nén P độ ẩm W τ0 kPa (kG/cm2), T/m2 Sức chống cắt ban đầu c kPa (kG/cm2), T/m2 lực dính đất cu kPa (kG/cm2), T/m2 Lực dính xác định theo sơ đồ UU ccu kPa (kG/cm2), T/m2 Lực dính xác định theo sơ đồ CU cbh kPa (kG/cm2), T/m2 Lực dính trạng thái bão hòa nước cw kPa (kG/cm2), T/m2 Lức dính tổng quát đất độ ẩm W cc kPa (kG/cm2), T/m2 Lực dính kết cấu cứng đất Σw kPa (kG/cm2), T/m2 Lực dính nhớt đất m= Σw/cw UU CU CD Sơ đồ thí nghiệm đất Sơ đồ thí nghiệm đất Sơ đồ thí nghiệm đất Tỷ số (mức độ thể hiện) lực dính nhớt so với lực dính tổng quát Không cố kết, không thoát nước Cố kết - không thoát nước Cố kết - thoát nước ɵmax độ Góc lệch lớn điểm xét đất υ υu υcu υbh υw độ Góc ma sát đất độ Góc ma sát xác định theo sơ đồ UU độ Góc ma sát xác định theo sơ đồ CU độ Góc ma sát đất bão hòa nước γ 3 kN/m , T/m Dung trọng (trọng lượng đơn vị thể tích ) đất γw 3 kN/m , T/m Dung trọng nước γc 3 kN/m , T/m Dung trọng khô đất γbh 3 Dung trọng đất bão hòa % độ Góc ma sát độ ẩm W kN/m , T/m v γdn kN/m3, T/m3 Gs Không thứ nguyên Tỷ trọng đất et Không thứ nguyên Hệ số rỗng đất thời điểm t e0 Không thứ nguyên Hệ số rỗng ban đầu đất IL (B) Không thứ nguyên Độ sệt đất Sr % Độ bão hòa nước đất WL % Giới hạn chảy đất Wp % Giới hạn dẻo đất Ip % Chỉ số dẻo đất Vz cm/s Tốc độ chuyển vị trượt ngang độ sâu z V0 cm/s Tốc độ chuyển vị trượt ngang điểm mặt lớp (z = 0) η poise=1/106.Kg.s/cm2 =0.01kG.s/m2 η0 poise ηc poise ep w % ep η % Module lún (hệ số nén lún tương đối) giai đoạn cố từ biến D cm, m Vùng chịu chuyển vị từ biến công trình Ha cm, m Vùng chịu nén đất công trình Hđ cm, m [hgh] cm, m hat cm, m Sw cm, m Chiều cao đắp Chiều cao giới hạn cho phép khối đất đắp đất yếu Chiều cao an toàn khối đất đắp đất yếu Độ lún cố kết thấm Sη cm, m Độ lún từ biến OCR Không thứ nguyên CPTu - ĐBSCL - Dung trọng đất chịu đẩy nước Hệ số nhớt đất dính Hệ số nhớt cuối giai đoạn cố kết thấm (U = 100%) đầu giai đoạn từ biến Hệ số nhớt cuối giai đoạn từ biến (với thời gian nén cấp áp lực 24h) Module lún (hệ số nén lún tương đối) giai đoạn cố kết thấm Tỷ số nén cố kết Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh điện tử có đo áp lực nước lỗ rỗng Đồng Sông Cửu Long vi TƢƠNG QUAN GIỮA CÁC ĐƠN VỊ DÙNG TRONG LUẬN ÁN VỚI CÁC ĐƠN VỊ HỆ SI Đơn vị Tên gọi đại lƣợng Chiều dài Lực Tƣơng quan với đơn vị hệ SI Thứ nguyên Kí hiệu xác Centimét cm 10-2 Kilogram - lực kG 9.80665 N Làm tròn 9.81 N 10 N Tấn - lực T 9806.65 N 104 N Tải trọng Kilogam - lực kG/m2 9.80665 Pa 9.81Pa phân bố bề mét vuông mặt ứng suất (sức chống cắt) 10 Pa Kilogam - lực centimét kG/cm2 0.098 Mpa 105 Pa T/m2 9806.65 Pa 104 Pa G/cm3 9.8065 kN/m3 vuông Tấn - lực mét vuông Trọng Gam - lực lượng centimet khối riêng Tấn - lực mét khối Hệ số nhớt Poise 9.81 kN/m3 10 kN/m3 T/m3 9.80665 kN/m3 9.81 kN/m3 10 kN/m3 0.01 kG.S/m2 η đất 1/105 N.S/cm2 0.1 N.S/m2 vii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i TÓM TẮT LUẬN ÁN ii THESIS ABSTRACT iii LỜI CẢM ƠN iv DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU THƢỜNG DÙNG v TƢƠNG QUAN GIỮA CÁC ĐƠN VỊ DÙNG TRONG LUẬN ÁN VỚI CÁC ĐƠN VỊ HỆ SI vii MỤC LỤC viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH xii DANH MỤC CÁC BẢNG xiv TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU .2 CẤU TRÖC CỦA LUẬN ÁN CÁC CÔNG TRÌNH BỊ SỰ CỐ VÀ NGHIÊN CỨU TIÊU BIỂU TRONG NƢỚC VÀ NGOÀI NƢỚC 7.1 Các công trình bị cố tiêu biểu .3 7.2 Các công trình nghiên cứu, thực nghiệm nƣớc CHƢƠNG TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐBSCL VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỦA ĐẤT YẾU DƢỚI NỀN ĐƢỜNG Ô TÔ 1.1 TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1.2 TỔNG QUAN MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG ĐẤT YẾU DƢỚI NỀN ĐƢỜNG Ô TÔ .9 1.2.1 Tính toán kiểm tra khả chịu tải đất yếu dƣới đƣờng đắp 1.2.2 Ổn định biến dạng đất yếu dƣới đƣờng 12 1.2.3 Tính lún cố kết đất yếu dƣới đƣờng theo thời gian 14 1.3 MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU TỪ BIẾN THEO N.N MASLOV .17 1.4 VÙNG HOẠT ĐỘNG TỪ BIẾN Dησ DO ỨNG SUẤT PHÁP 19 viii 1.5 VÙNG HOẠT ĐỘNG TỪ BIẾN Dητ DO ỨNG SUẤT TIẾP 19 1.6 TÍNH TOÁN BIẾN DẠNG THEO LÖN CỐ KẾT VÀ LÖN TỪ BIẾN 21 1.6.1 Theo lý thuyết cố kết theo độ ẩm độ chặt N.N Maslov 21 1.6.2 Xác định độ lún đất bão hòa nƣớc đồng thời cố kết thấm từ biến tắt dần theo Iu.K Zareski 23 1.7 BIẾN DẠNG TỪ BIẾN DO ỨNG SUẤT TIẾP ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH CHỊU LỰC ĐỨNG p0 VÀ LỰC NGANG q0 .25 1.8 1.9 1.10 1.7.1 Thiết lập công thức tính toán tốc độ chuyển vị 25 1.7.2 Tính toán chuyển vị ngang lâu dài công trình có chịu lực ngang 26 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TỪ BIẾN THEO MÔ HÌNH ĐẤT 29 1.8.1 Từ biến đất theo mô hình Soft soil creep 29 1.8.2 Cơ sở từ biến chiều 29 1.8.3 Phƣơng trình vi phân cho từ biến sơ đồ toán chiều 31 1.8.4 Các thông số mô hình 32 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH NỀN ĐƢỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 33 1.9.1 Phƣơng pháp mặt trƣợt trụ tròn W Fellenius 34 1.9.2 Xét áp lực đẩy cho mảnh phân tố trƣờng hợp bị ngập nƣớc 35 1.9.3 Xét ảnh hƣởng áp lực thủy động 35 NHẬN XÉT CHƢƠNG 37 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN LÝ THUYẾT TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG TỪ BIẾN CỦA ĐẤT YẾU DƢỚI NỀN ĐƢỜNG Ô TÔ Ở ĐBSCL THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NHỚT THEO PHƢƠNG PHÁP CẮT XOAY 2.1 BIẾN DẠNG TỪ BIẾN THẲNG ĐỨNG DO ỨNG SUẤT PHÁP VÀ ỨNG SUẤT TIẾP 38 2.1.1 Thiết lập phƣơng trình biến dạng từ biến thẳng đứng ứng suất pháp tổng 38 2.1.2 Thiết lập phƣơng trình tính biến dạng ổn định từ biến ứng suất tiếp cho đất yếu dƣới đƣờng ô tô theo mặt chuyển dịch từ biến 41 2.2 DỰ TÍNH TỐC ĐỘ CHUYỂN DỊCH TỪ BIẾN Ở TRẠNG THÁI TẮT DẦN VÀ TRẠNG THÁI KHÔNG TẮT DẦN 47 2.3 THIẾT LẬP PHƢƠNG TRÌNH XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG KHÍ KÍN TRONG LỖ RỖNG CỦA ĐẤT BÃO HÕA Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 49 ix 4.3.3 Tính lún theo 22TCN262-2000 tính lún từ biến theo phương pháp Raymond & Wahls năm 1976 theo kiến nghị NCS Bảng 10 Mặt cắt ngang đường chiều sâu vùng ứng suất gây lún 93 Bảng 11 Mặt cắt ngang đường chiều sâu vùng ứng suất gây lún 94 Hình 4.19 Biểu đồ ứng suất gây lún để tính lún từ biến ứng suất pháp tổng Hình 4.20 Biểu đồ nén cố kết cấp áp lực độ sâu tương ứng để tính lún từ biến ứng suất pháp tổng 95 Hình 4.21Biểu đồ nén cố kết cấp áp lực độ sâu tương ứng để tính lún từ biến ứng suất pháp tổng Hình 4.22 Biểu đồ nén cố kết cấp áp lực độ sâu tương ứng để tính lún từ biến ứng suất pháp tổng 96 Bảng 4.12 Kết tính lún theo trường hợp tương ứng khối đất cũ PP tính lún theo 22TCN262-2000 Trường hợp tính PP tính lún theo 22TCN262-2000 Độ lún Tại tim Tại vai Tại chân taluy Tại tim Tại vai Tại chân taluy cũ (cm) cũ (cm) cũ (cm) (cm) (cm) (cm) Cố kết 45.66 40.32 28.79 36.93 27.52 23.96 Lún khối đắp cũ Tức thời 18.27 16.13 11.52 14.77 11.01 9.59 (Pđắp cũ) Sc 63.33 56.45 40.31 51.7 38.53 33.55 Sctb 71.12 63.67 47.62 58.95 45.84 40.89 Cố kết 65.53 44.3 28.05 Tức thời 26.21 17.96 11.22 Sc 91.74 62.86 39.27 Sctb 99.2 70.22 46.6 Cố kết 28.6 16.78 4.09 Tức thời 11.44 6.95 1.63 Sc 40.04 24.33 5.72 Lún khối đắp cũ (P đắp cũ +P đắpmới) Chênh lún hai lần đắp cũ đắp 40.25 24.38 5.71 Hệ số an toàn ổn định trượt tính theo phần mềm Plaxis: Fs=1,307 Hệ số an toàn ổn định trượt tính theo Sctb 22TCN262-2000 có kể áp lực thấm: Fs=1,304 97 Bảng 4.13 So sánh độ lún từ biến theo R&W theo công thức kiến nghị NCS ứng với l=8.2m tim (40 năm) Bề dày Cα Cα lớp đất (Theo R&W) 0.0022 0.0108 0.0108 0.0108 0.0108 0.0003 0.0003 0.0013 (Theo NCS) 0.0000 0.0861 0.0089 0.0173 0.0136 0.0000 0.0000 0.0078 2 2 2 1.5 σp σ2 Cα Cα Độ lún từ biến (cm) Độ lún từ biến (cm) (kPa) (kPa) R&W NCS (Theo R&W) (Theo NCS) 86.80 86.80 38.00 85.20 85.20 654.70 654.70 261.50 67.70 98.40 128.70 158.80 188.70 226.50 281.50 309.10 0.0061 0.0170 2.661 7.461 4.3.4 Tính lún thẳng đứng từ biến theo mặt chuyển dịch cung tròn Bảng 4.14 Kết tính lún thẳng đứng gây chuyển dịch từ biến ứng suất tiếp mặt cung tròn, trường hợp có xét áp lực thủy động STT Manh Xtrai YT-T YT-D Xphai YP-T YP-D Htb L day Wi cosα sinα qi Fmsi Ti Mrm Mom -9.48 -0.62 -0.62 -9.28 -0.52 -1.08 0.28 0.51 0.10 0.40 0.91 1.17 0.54 173.5 80.5 … 127 -9.28 -0.52 -1.08 -9.07 -0.41 -1.52 0.83 0.47 0.29 0.43 0.90 1.10 0.71 163.2 104.9 15.85 -3.25 -3.80 16.05 -3.25 -3.53 0.41 0.33 0.14 0.59 -0.80 0.74 -0.11 109.8 -16.7 128 16.05 -3.25 -3.53 16.25 -3.25 -3.25 0.14 0.34 0.05 0.57 -0.82 0.76 -0.04 112.1 -5.8 Tổng moment giữ Mrm=8623,51kN.m, tổng moment trượt Mom=6615,42kN.m Hệ số ổn định Fellenius Fs =1,614tính cho trường hợp chuyển dịch từ biến có góc xoay 20 cw không đổi, lún tim 28cm, lún vai 13cm,trồi chân taluy 7cm 98 Bảng 4.14 Kết tính tốc độ chuyển dịch từ biến Vtbvà tốc độ trượt Vtr 99 4.4 Nhận xét chương Khi xét điều kiện ngưỡng từ biến N.N Maslov τ < τlim = σ.tgφw+cc để từ biến không xảy ta có τlim = τ.0,453 hay τ = 2,207.τlim từ biến xảy dịch chuyển đến góc xoay 5,650 τ = τlim , fs(cc) = dừng chuyển dịch từ biến, ta có hệ số an toàn ổn định trượt tương ứng Fs = 2,545 Trường hợp xét lực dính cứng cc thay đổi theo chiều hướng tăng dần, ta thấy hệ số ổn định an toàn từ biến xét theo ngưỡng từ biến N.N Maslov đạt hệ số an toàn ổn định trượt đạt tương ứng 1,345 Khi xét lún có tính từ biến phần mềm Plaxis cho kết tương tự có tượng chuyển dịch từ biến theo cung tròn gây trồi đất chân taluy xét chuyển vị vị trí chân taluy theo thời gian Khi tính lún từ biến ứng suất pháp tổng theo phương pháp Raymond & Wahls năm 1976 cho 40 năm có giá trị trung bình khoảng 2,66cm, tính với công thức kiến nghị NCS cho trị trung bình 7,33cm với thời gian 40 năm, tăng gấp 2,75 lần tính theo phương pháp Raymond & Wahls, sát với thực tế ĐBSCL Khi tính biến dạng lún chuyển dịch từ biến theo mặt cung tròn tương ứng với thời gian thi công hai năm cho ta góc xoay chuyển dịch với độ lún tim 28cm (chiếm 22% so với tổng lún có kể lún từ biến chuyển dịch xoay), lún vai 13cm (chiếm 16,6% so với tổng lún có kể lún từ biến chuyển dịch xoay) trồi chân taluy 7cm, tương ứng tốc độ chuyển dịch từ biến Vtb = 0.0869 cm/ngày không xét áp lực thủy động, Vtb = 0.161 cm/ngày chịu ảnh hưởng áp lực thủy động Nền đất yếu ổn định từ biến chuyển dịch tắt dần 100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu thí nghiệm, thiết lập mô hình tính toán áp dụng tính toán sở điều kiện thực tế rút kết luận điểm đóng góp luận án sau: Thiết bị thí nghiệm độ nhớt theo nguyên lý cắt xoay với tốc độ chậm cho phép xác định hệ số nhớt đất vào giá trị ứng suất tiếp biến dạng cắt Kết thí nghiệm phù hợp với kết thí nghiệm phương pháp cắt trượt ngang cải tiến N.N Maslov Độ nhớt có khuynh hướng giảm dần sau đạt giá trị cực đại ổn định giá trị cuối tương ứng góc xoay từ 120 ÷ 270 Với áp lực P = 0kPa hệ số nhớt giảm 13,9 lần, với áp lực P = 60kPa hệ số nhớt giảm 30,4 lần, với áp lực P = 120kPa hệ số nhớt giảm 64,3 lần Độ nhớt cấu trúc đầu ηctrđ phụ thuộc đáng kể vào cấp áp lực nén tăng lên khoảng lần áp lực P = 0kPa áp lực P = 20kPa, đạt giá trị lớn góc xoay từ 10 ÷ 30 Độ nhớt cấu trúc cuối ηctrc độ nhớt cấu trúc trượt ηctrtr phụ thuộc cấp áp lực nén không rõ ràng, chủ yếu phụ thuộc loại đất, độ sệt IL hàm lượng khí lỗ rỗng qui luật độ nhớt đất sau đạt cực đại giảm dần chuyển dịch từ biến đến trạng thái trượt nhỏ (ηctrđ > ηctrc > ηctrtr) Dưới tác dụng khối đắp, với biến dạng thể tích tượng cố kết, đất bị chuyển dịch ngang gây độ lún từ biến thẳng đứng, chiếm 16,6 ÷ 22% so với tổng lún (có kể lún từ biến chuyển dịch xoay) Kết tính toán cho thấy tốc độ chuyển dịch từ biến dao động phạm vi Vtb = 0.0869 cm/ngày không xét áp lực thủy động đến Vtb = 0.161cm/ngày chịu ảnh hưởng áp lực thủy động làm rõ trình chuyển dịch từ biến chịu tác dụng lũ ảnh hưởng qua áp lực thủy động gây xảy cố công trình Dựa tảng kết nghiên cứu N.M Gerxevanov (1948) Lomtadze, NCS chứng minh phương trình tính lún từ biến ứng suất pháp 101 tổng giống phương trình tính lún từ biến ứng suất pháp tổng Raymond & Wahls (1976) tổng quát trường hợp đặc biệt quay giống phương trình tính lún từ biến ứng suất pháp tổng Raymond & Wahls Giá trị độ nhớt tỉ lệ nghịch với độ sệt hàm lượng khí kín có đất, tỷ số hàm lượng khí kín lỗ rỗng va/v > 4,5% làm cho loại đất yếu ĐBSCL dễ ổn định từ biến, giá trị lún từ biến lớn ứng suất tiếp ứng suất pháp tổng KIẾN NGHỊ Đề nghị hoàn thiện qui trình, thiết bị để thí nghiệm thông số cc, Σw, cw đất yếu để tính toán, thiết kế, xử lý đất yếu đường ô tô Kết hợp với đề tài nghiên cứu thành phần lực dính (cc, Σw), hệ số nhớt η qui luật thay đổi (cc, Σw, η) theo trạng thái độ sệt ILcủa đất dính ĐBSCL để định hướng thiết kế cho công trình cấp cao đường cao tốc làm sở đề xuất cho Bộ GTVT tính toán thiết kế đường ô tô đất yếu có xét yếu tố từ biến theo trạng thái giới hạn Trên sở nghiên cứu lý thuyết thí nghiệm, NCS đề nghị hệ số an toàn ổn định chuyển dịch từ biến theo trường hợp: IL < 0.55; φw ≈ 10 0; Cw ≈ 20 kPa; Cc ≥ kPa Fs =1.7 ÷ 1.8 IL > 0.55; φw < 10 0; Cw < 20 kPa; Cc ≤ kPa Fs =1.8 ÷ 2.5 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Thơ Trần Thị Thanh, Xây dựng đê đập, đắp tuyến dân cư đất yếu ĐBSCL, 1st ed., L V Thịnh, Ed Hồ Chí Minh, Việt Nam: NXB Nông nghiệp, 2002 [2] Trần Thị Thanh Nguyễn Việt Tuấn, Biện pháp xây dựng nâng cao ổn định đê bao ĐBSCL, 1st ed., D N Cao, Ed Hồ Chí Minh, Việt Nam: NXB Nông nghiệp, 2008 [3] Lê Quý An et al, Cơ học đất, 1st ed., N V Quỳ, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Đại Học Trung Học Chuyên Nghiệp, 1977 [4] Vũ Công Ngữ Nguyễn Văn Dũng, Cơ học đất, 5th ed., T Đ Hải, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2006 [5] Phan Trường Phiệt, Cơ học đất ứng dụng tính toán công trình đất theo trạng thái giới hạn, 1st ed., B H Hạnh, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Xây Dựng, 2005 [6] Châu Ngọc Ẩn, Nền móng, 1st ed., N Q Điển, Ed Hồ Chí Minh, Việt Nam: NXB Đại Học Quốc Gia TP HồChíMinh, 2002 [7] Đặng Hữu, sổ tay thiết kế đường ô tô, 1st ed., B H Hạnh, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 1975 [8] N A Xưtovich, Cơ Học Đất, 1st ed., D Q Diệu, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Nông Nghiệp, 1988 [9] Н.Н.Maслoв, физико- техническАя тEория ползучEсти глинистых грунтов в прАктикE строительствА, 1st ed MосквА: MосквА строЙизДАт , 1984 [10] Trần Văn Việt, Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật, 1st ed., B H Hạnh, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Xây dựng , 2004 [11] Trần Thanh Giám, Địa kỹ thuật, 1st ed., B H Hạnh, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Xây dựng, 1999 [12] Raldh.B.Peck et al, Kỹ thuật móng, 2nd ed., P Hà, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB GiáoDục, 1999 [13] Lục Đỉnh Trung Trình Gia Câu, Công Trình Nền Mặt-Đường , 1st ed., T T K Thọ, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Giao Thông Vận Tải , 1995 vol I [14] Lục Đỉnh Trung Trình Gia Câu, Công Trình Nền Mặt-Đường, 2nd ed., T T K 103 Thọ, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Giao Thông Vận Tải, 1995 vol II [15] Lê Anh Hoàng, Cơ học đất, 1st ed., Đ N Duy, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Xây Dựng, 2005 [16] Phan Hồng Quân, Cơ học đất, 1st ed., B H Hạnh, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Xây dựng , 2006 [17] Braja.M.Das, Advanced soil mechanics, 2nd ed., C S & C Edwards, Ed Washington, United States of America: Taylor & Francis, 1997 [18] Lê Bá Lương, Tính Toán Nền Móng Công Trình Theo Thời Gian, 1st ed Hồ Chí Minh, Việt Nam: Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM, 1981 [19] Lê Bá Lương et al, Tính toán móng công trình theo thời gian, 1st ed Hồ Chí MInh, Việt Nam: Đại Học Kỹ Thuật TP HCM, 2000 [20] P PIERRE LAREAL Nguyễn Thành Long, Nền Đường Đắp Trên Đất Yếu Trong Điều Kiện Việt Nam, 1st ed Hồ Chí Minh, Việt Nam: Chương Trình Hợp Tác Việt Pháp, 1986-1989 [21] R.Whitlow, Cơ học đất, 1st ed., P Hà, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB GiáoDục, 1996 vol I [22] R.Whitlow, Cơ học đất, 1st ed., P Hà, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB GiáoDục, 1996 vol II [23] N N Maslov, Basic engineering geology and soil mechanics, 2nd ed Moscow: Mir Publishers Moscow, 1987 [24] BraJa.M.DAS, Principles of foundation engineering, 1st ed., R Kingman, Ed BOSTON, United States of America: PWS-KENT , 1987 [25] Braja.M.Das, Principles of geotechnical engineering, 3rd ed., J Plant, Ed Boston, United States of America: PWS company, 1998 [26] H Atkinson and PL Bransby, The mechanics of soils, An introduction to critical state soil mechanics, 1st ed England: The McGraw-Hill Book Company Limited, inc., 1982 [27] Joseph.E.Bowles, Foudation Analysis and design, 6th ed United States of America: The McGraw-Hill Companies, inc., 1996 [28] W M Enger, Soil Mechanics Foundation And Earth Structure, 2nd ed Washington, United States of America: NAVFAC DM7, 1971 104 [29] G.Mesri and B.Vardhanabhut, "Secondary Compression," 2005 [30] G.Mesri et al, "Surcharging of soft ground to recondary settlement," 2001 [31] D M Wood, Soil behavior and critical state soil mechanics NewYork, United Stated of America: Cambridge University press, 1994 [32] Lê Quý An et al, Tính Toán Nền Móng Theo Trạng Thái Giới Hạn, 2nd ed., V Q Chinh, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Xây Dựng , 1998 [33] Nguyễn Ngọc Bích et al, Đất xây dựng, Địa chất công trình kỹ thuật cải tạo đất xây dựng, 1st ed., B H Hạnh, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB xây dựng , 2001 [34] D.T Bergado et al, Những biện pháp kỹ thuật cải tạo đất yếu xây dựng, 1st ed., P Hà, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB GiáoDục, 1994 [35] N Q Chiêu, Thiết kế thi công đắp đất yếu, 1st ed., B H Hạnh, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Xây dựng, 2004 [36] Đỗ Văn Đệ, Cơ sở lý thuyết phương pháp tính ổn định mái dốc phần mềm Slope, 1st ed., B H Hạnh, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Xây dựng , 2001 [37] Bùi Trường Sơn, Địa chất công trình, 1st ed., H B Lân, Ed Hồ Chí Minh, Việt Nam: NXB Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, 2009 [38] Donald.P.Coduto, Geotechnical engineering, M HorTon, Ed California, United States of America: ALAN APT, 1999 [39] V.D.Lomtadze, Địa chất công trình – Thạch luận công trình, 1st ed., P M Hà, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Đại Học Trung Học Chuyên Nghiệp, 1978 [40] V D Lomtadze, Địa chất công trình chuyên môn, 1st ed., P M Hà, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Đại Học & Trung Học Chuyên Nghiệp, 1983 [41] V D Lomtadze, Địa chất động lực công trình, 1st ed., P M Hà, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Đại Học Trung Học Chuyên Nghiệp, 1982 [42] D.G Fredlund and H.Rahardjo, Cơ học đất cho đất không bão hòa, 1st ed., P Hà, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB GiáoDục, 1998, vol I [43] D.G Fredlund and H.Rahardjo, Cơ học đất cho đất không bão hòa, 1st ed., P Hà, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB GiáoDục, 2000, vol II 105 [44] R F.Speyer, Thermal analysis of materials, 1st ed Atlanta, United States of America: TSchool of materials science and Engineering Georgia Institute of Technology Georgia, 1990 [45] Nguyễn Huy Đỉnh, Lưu biến học ứng dụng, 1st ed., N N Quốc, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Khoa Học Kỹ Thuật , 1981 [46] Đoàn Thế Tường Lê Thuận Đăng, Thí nghiệm đất móng công trình, 1st ed., N X Thủy, Ed Hà Nội, Việt Nam: NXB Giao ThôngVận Tải, 2002 [47] Nguyễn Việt Tuấn, "Đánh giá thay đổi sức chống cắt hệ số nhớt (η) đất sét theo thời gian áp dụng tính toán ổn định đê ĐBSCL," Luận án Tiến Sĩ kỹ Thuật, Viện Khoa Học Thủy Lợi Miền Nam, 2008 106 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ A CÁC BÀI BÁO KHOA HỌC Hung Pham Van (2012, Apr.) “New study results the secondary settlement for vertical total stress on highway construction built on soft ground in the mekong delta” Cornell University Library and Harvard University Library [Online] http://arxiv.org/abs/1204.2244andhttp://adsabs.harvard.edu/cgibin/bib_query?arXiv 1204.2244 NCS.Ths Phạm Văn Hùng, “Một số vấn đề tính lún từ biến ứng suất pháp tổng cho công trình đường ô tô xây dựng đất yếu ĐBSCL,” Tạp Chí Cầu Đường Việt Nam - Hội Khoa Học Kỹ Thuật Cầu Đường Việt Nam, Hà Nội, No 12, 2011, trang 17-21 NCS.Ths Phạm Văn Hùng, “Phân tích sở lý thuyết phương pháp thí nghiệm độ nhớt đất phương pháp cắt xoay,” Tạp Chí Cầu Đường Việt Nam - Hội Khoa Học Kỹ Thuật Cầu Đường Việt Nam, Hà Nội, No 11, 2011, trang 34-38 NCS.Ths Phạm Văn Hùng, “Một số kết thí nghiệm độ nhớt đất phương pháp cắt xoay,” Tạp Chí Cầu Đường Việt Nam - Hội Khoa Học Kỹ Thuật Cầu Đường Việt Nam, Hà Nội, No 10, 2011, trang 18-24 NCS.Ths Phạm Văn Hùng cộng sự, “Xử lí đất yếu đường, đường đầu đắp cao, đường hạ cất cánh sân bay phương pháp cọc tiếp cận cân gia cố xi măng,” Tạp Chí Cầu Đường Việt Nam - Hội Khoa Học Kỹ Thuật Cầu Đường Việt Nam, Hà Nội, No 10, 2005, trang 31-34 B CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐÃ THAM GIA Tham gia nghiên cứu đề tài Khoa Học Cấp Nhà Nước mã số KHCN – 10-08 mang tên “Nghiên cứu giải pháp công nghệ phát triển GTVT Đồng Bằng Sông Cửu Long,” 2000-2003 (Đề tài nghiệm thu) [...]... trượt của đất Nghiên cứu lý thuyết và chế tạo thiết bị thí nghiệm độ nhớt của đất theo nguyên lý cắt xoay với tốc độ cắt chậm Nghiên cứu chuyển dịch từ biến của nền đất yếu dưới nền đường ô tô ngập lũ ở ĐBSCL do ứng suất tiếp, từ đó làm nền tảng nghiên cứu cơ sở khoa học, thực tiễn về hệ số an toàn từ biến do ứng suất tiếp dưới nền đường ô tô chịu ảnh hưởng của áp lực thủy động Nghiên cứu về tốc độ từ biến. .. của đất yếu dưới nền đường ô tô ngập lũ ở ĐBSCL Đây là mục tiêu phải giải quyết của luận án này 2 MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu, giải quyết các vấn đề về lún và ổn định từ biến của đất yếu dưới nền đường ô tô ngập lũ ở ĐBSCL và ở thành phố Hồ Chí Minh 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thu thập tài liệu của các tác giả trong, ngoài nước có liên quan đến đề tài Nghiên cứu và phát triển lý... Nghiên cứu về tốc độ từ biến và sự thay đổi tốc độ từ biến của nền đất yếu dưới nền đường ô tô chịu ảnh hưởng của áp lực thủy động Nghiên cứu về lún từ biến do ứng suất pháp tổng, ứng suất tiếp của nền đất yếu dưới nền đường ô tô chịu ảnh hưởng của áp lực thủy động và theo độ lớn của ứng suất tác động so với áp lực tiền cố kết, ngưỡng từ biến của N.N Maslov Ngoài các thông số áp lực tiền cố kết hay... 1.2 TỔNG QUAN MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ 1.2.1 Tính toán kiểm tra khả năng chịu tải của đất yếu dưới nền đường đắp 1.2.1.1 Nội dung phương pháp đánh giá khả năng chịu tải nền đất yếu Khả năng chịu tải của nền đất yếu dưới nền đường đắp, mức độ huy động khả năng chịu lực được đánh giá thông qua hệ số an toàn: đ = (1-1) qđn- sức chịu tải của nền đất yếu, ... trình ngay lập tức 5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐBSCL VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỦA ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ 1.1 TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Vùng châu thổ sông Cửu Long tương đối bằng phẳng, được thành tạo bởi những trầm tích trẻ xen kẽ trầm tích cổ, ngoại trừ một số ít đồi núi ở cực Nam Ở phía dưới tầng trầm tích trẻ là tầng... ở Boston - Mỹ và Ska Edeby(1961) - Thụy Điển đã nghiên cứu sâu về chuyển vị đứng và chuyển vị ngang từ biến của nền đất yếu dưới nền đường theo mô hình Soft soil creep Nghiên cứu ổn định và biến dạng theo thời gian ở dự án Bang kok - Siracha Highway (1967) Công trình nghiên cứu đập thí nghiệm tại học viện kỹ thuật Á Châu do Dr Bergado chủ trì (1991) có sử dụng PVD Công trình nghiên cứu ổn định và biến. .. chuyển dịch từ biến Vtb và tốc độ trượt Vtr 97 xvi MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) có hệ thống sông ngòi chằng chịt, nhiều vùng đầm lầy, cao độ mặt đất tự nhiên thấp, dễ bị ngập lũ Cấu tạo địa chất chủ yếu là đất yếu nên đường bộ kém phát triển, chi phí xây dựng lớn Ổn định nền đường khi đắp cao chống ngập kém, độ lún hàng năm của hệ thống đường đang khai... đất yếu đường đê Gò Công 70 Bảng 3.7 Tổng hợp kết quả thí nghiệm nén cố kết nền đất yếu đường đê Gò Công 71 Bảng 3.8 Tổng hợp kết quả thí nghiệm nén ba trục cố kết không thoát nước của nền đất yếu đường đê Gò Công 71 Bảng 3.9 Kết quả thông số sức chống cắt cw , Σw , cccủa nền đất yếu nền đường đê Gò Công 72 Bảng 3.10 Một số kết quả hàm lượng khí lỗ rỗng của đất. .. đất nền đến trạng thái trượt bằng phương pháp cắt xoay với tốc độchậm  Ý nghĩa thực tiễn: 1 Kết quả nghiên cứu giúp đánh giá độ ổn định và biến dạng có xét đến yếu tố từ biến phù hợp với đất yếu bão hòa nước của khu vực 2 2 Kết quả nghiên cứu có thể được dùng để định hướng thiết kế cho công trình cấp cao như đường cao tốc và làm cơ sở đề xuất cho Bộ GTVT tính toán thiết kế đường ô tô trên nền đất yếu. .. NCS nghiên cứu các dấu hiệu của đất ở ĐBSCL dễ xảy ra mất ổn định từ biến và có giá trị lún từ biến lớn do ứng suất pháp tổng và ứng suất tiếp 5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU  Ý nghĩa khoa học: 1 Đề xuất phương pháp đánh giá độ ổn định và biến dạng từ biến có xét yếu tố độ nhớt thay đổi 2 Đề xuất phương pháp xác định độ nhớt thay đổi theo chuyển dịch từ biến của khối đất ... tài: Nghiên cứu ổn định biến dạng đất yếu đường ô tô ngập lũ Đồng Bằng sông Cửu Long Mục tiêu nghiên cứu Luận Án: Để đánh giá ổn định biến dạng đất yếu đường ô tô ngập lũ Đồng Bằng sông Cửu Long. .. CHẤT CÔNG TRÌNH ĐBSCL VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỦA ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ 1.1 TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Vùng châu thổ sông Cửu Long tương... CÔNG TRÌNH Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1.2 TỔNG QUAN MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TÍNH ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG ĐẤT YẾU DƢỚI NỀN ĐƢỜNG Ô TÔ .9 1.2.1 Tính toán kiểm tra khả chịu tải đất yếu