Lựa chọn mô hình đất phù hợp phân tích cố kết thoát nước nền sét yếu

10 58 0
  • Loading ...
1/10 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 15/09/2018, 20:41

Dùng phương pháp phần tử hữu hạn mô phỏng lại thí nghiệm vật lý với các mô hình đất khác nhau (Soft soil và Cam Clay cải tiến). Kết quả tính toán cho thấy đường lún theo thời gian trùng xít tương đối với số liệu quan trắc mô hình vật lý khi đất sét yếu được mô tả theo mô hình Cam Clay cải tiến. BÀI BÁO KHOA HỌC LỰA CHỌN HÌNH ĐẤT PHÙ HỢP CHO PHÂN TÍCH CỐ KẾT THỐT NƯỚC NỀN SÉT YẾU Nguyễn Hồng Trường1, Mai Quốc Khánh1, Nguyễn Tiếp Tân2 Tóm tắt: Dùng phương pháp phần tử hữu hạn lại thí nghiệm hình vật lý với hình đất khác (Soft Soil Cam Clay cải tiến) Kết tính tốn cho thấy đường lún theo thời gian trùng xít tương số liệu quan trắc hình vật lý đất sét yếu theo hình Cam - Clay cải tiến Áp dụng hình đất Cam - Clay cải tiến tính tốn cơng trình đường Tân Vũ - Lạch Huyện Nội Bài - Lào Cai cho kết hoàn toàn phù hợp với quan trắc thực tế Các đường lún theo thời gian xu với đường quan trắc, giá trị lún sai khác thời điểm kết thúc quan trắc 5,7% 7,0% tương đối nhỏ chấp nhận Trên sở đó, nghiên cứu đề nghị lựa chọn hình đất Cam - Clay cải tiến để phân tích cố kết sét yếu cho trường hợp xử lý phương pháp gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng Từ khóa: đất yếu, hình đất, gia tải trước, thoát nước thẳng đứng ĐẶT VẤN ĐỀ1 Phát triển học đất tương lai, vấn đề nảy sinh giải tốn phức tạp mặt tốn học, khơng phải việc khởi tạo hình đất mà việc lựa chọn hình xác định đắn đặc trưng tính tốn đất dùng cho hình Thơng thường hình phù hợp với số loại đất định Dựa vào hình đất áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn để tính tốn ứng suất, biến dạng, thấm, áp lực nước lỗ rỗng, đất Hiện phần mềm phổ biến tính tốn địa kỹ thuật giới nước ta như: Plaxis, Geo-Slope, Sage crisp Các phần mềm đòi hỏi người dùng phải lựa chọn hình đất thơng số hình để áp dụng Đây vấn đề chưa nghiên cứu nhiều Việt Nam Trong nghiên cứu này, để lựa chọn hình đất phù hợp phân tích lún cố kết, tiến hành phần mềm Plaxis hình vật lý nghiên cứu với nhiều loại Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Công ty TNHH MTV KTTL Dầu Tiếng 54 hình đất hình đất cho phù hợp dựa sở kết tính tốn (lún biến thiên áp lực nước lỗ rỗng theo thời gian) trùng xít tương kết quan trắc từ hình vật lý CÁC HÌNH ĐẤT PHI TUYẾN Hiện ứng dụng thực tế, hình đàn hồi - dẻo lý tưởng Mohr - Coulomb thường sử dụng rộng rãi tính đơn giản thơng số đất dễ dàng thu từ phòng thí nghiệm Tuy nhiên, hình nhiều hạn chế: thứ nhất, quan hệ phi tuyến đất trước phá hoại khơng hình; thứ hai, khơng thể tạo áp lực lỗ rỗng đáng tin cậy trình gia tải khơng nước Việc sử dụng hình đất thích hợp đặc biệt quan trọng tính tốn cố kết đất yếu, ứng xử thông thường đất phi tuyến, không hồi phục ảnh hưởng thời gian Chính vậy, nghiên cứu xem xét hình đất phi tuyến 2.1 hình Hardening Soi Ứng xử đất ứng xử khơng phục hồi được, tượng chảy dẻo giãn nở chịu trượt Vì lý thuyết dẻo tả ứng xử đất Trong hình này, KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 59 (12/2017) biến dạng đàn hồi hoàn toàn (thuận nghịch) biến dạng dẻo từ bắt đầu tăng tải lên môi trường, kể trạng thái trước giới hạn, nghiên cứu xác định riêng biệt độc lập với Cũng hình Mohr- Coulomb, trạng thái ứng suất giới hạn tả trị số góc ma sát , lực dính c, góc nở  Tuy nhiên, độ cứng đất tả xác cách dùng ba độ cứng đầu vào khác nhau: độ cứng gia tải ba trục E50, độ cứng dỡ tải ba trục Eur, độ cứng gia tải trục (oedometer) Eoed Các thơng số đầu vào hình Hardening Soil: c - lực dính (có hiệu); φ - góc ma sát trong; ψ góc giãn nở Các thơng số cho độ cứng đất: Eref50: độ cứng cát tuyến TN ba trục; Erefoed: độ cứng tiếp tuyến TN oedometer; m - số mũ biểu thị quan hệ ứng suất - độ cứng đặc trưng đất dính học đất trạng thái giới hạn Đất trải qua lịch sử chịu tải trở nên cứng Điều chứng thực qua kinh nghiệm lịch sử kết thí nghiệm nén mẫu chiều (Chu Tuấn Hạ, 2011) hình Cam - Clay hình trạng thái tới hạn, sử dụng ứng suất hiệu Đường trạng thái tới hạn (TTTH) thể mặt phẳng q’/p’ là: q’ = Mp’ (1) thể mặt phẳng v/lnp’ là: v =    ln p' (2) v: thể tích đặc trưng, v = (1+e) ; p’- ứng suất nén trung bình; Γ - giá trị thể tích riêng (v) p’ = 1,0 kN/m2;  - Độ dốc đường nén nguyên thủy hệ tọa độ v - lnp’; M - độ dốc đường TTTH, quan hệ với góc ma sát ’ đất Đối với trường hợp nén ba trục, M biểu thị: sin ' (3) M  sin ' Hình Quan hệ ứng suất ~ biến dạng (Nguyễn Hữu Thái, 2014) 2.2 hình Cam Clay hình Cam - Clay cải tiến hình Các thơng số hình Cam - Clay:  - Độ dốc đường cố kết thường,  = Cc/ln10; (4)  - Độ dốc đường giãn nở:   Cs/ln10; (5) M - Độ dốc đường trạng thái giới hạn mặt phẳng p/q’; νur - hệ số Poisson trường hợp không gia tải; einit - Hệ số rỗng ban đầu đất Hình Ứng suất-biến dạng hệ tọa độ (Nguyễn Hữu Thái, 2014) hình đất Cam-Clay cải tiến xây dựng sở hình Cam-Clay với hàm chảy đơn giản hóa theo đề nghị Britti & Gunn (1990) Youssef M.A.Hashash (1992) nghiên cứu áp dụng Mỹ hình đất Cam - Clay bước cải thiện đáng kể việc ứng xử đất mức tải trọng khác nhau, điều kiện nước q trình thay đổi trạng thái đất tác dụng tải trọng Vì giải KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 59 (12/2017) 55 nhiều vấn đề nên số lượng thơng số hình cồng kềnh Việc xác định thơng số hình cần thí nghiệm nén hướng thí nghiệm nén ba trục 2.3 hình Soft Soil hình Soft Soil sử dụng để nhằm loại đất yếu, hệ số nén lớn Trong thực tế, loại đất thường đất sét, bùn trạng thái cố kết thường, bão hòa nước hình Soft Soil dựa đồng thời hai hình Mohr - Coulomb hình Cam - Clay Tuy nhiên, hình hiệu chỉnh so với hai hình mà dựa vào (Chu Tuấn Hạ, 2011) Các thơng số đầu vào hình Soft Soil: λ*: số nén hiệu chỉnh, K*: số nở hiệu chỉnh, Cc 2,3.(1  e) Cr K*  2,3 (1  e) *  (6) (7) c - lực dính; φ - góc ma sát trong; ψ - góc nở LỰA CHỌN HÌNH ĐẤT PHÙ HỢP CHO PHÂN TÍCH LÚN CỐ KẾT NỀN SÉT YẾU 3.1 Đặc điểm quan hệ ứng suất biến dạng đất sét yếu Đất sét yếu trạng thái: chảy, dẻo chảy dẻo mềm Các trạng thái xác định qua tiêu vật lý độ sệt, tiêu thí nghiệm trực tiếp Độ ẩm W (%), Hệ số rỗng (e0), Giới hạn chảy (LL), Giới hạn dẻo (PL) Nghiên cứu thí nghiệm máy nén ba trục xây dựng quan hệ ứng suất - biến dạng đất sét mềm yếu nhằm phát ứng xử phù hợp với hình đất Trong nghiên cứu này, ngồi thí nghiệm nén ba trục 13 mẫu đất MHVL tham khảo số liệu địa chất nhiều dự án trọng điểm thuộc vùng đất yếu điển hình đồng Bắc Bộ (Hà Nội, Hải Phòng, Nam Định, Ninh Bình) Nam Bộ (TP Hồ Chí Minh, Sóc Trăng, Cần Thơ, Bà Rịa - Vũng Tàu, Đồng Tháp) Các tiêu vật lý kết thí nghiệm nén ba trục số mẫu đất sét yếu điển Bảng Hình 3, Hình Bảng Các tiêu lý mẫu thí nghiệm ứng suất - biến dạng Độ ẩm W (%) TT Mẫu đất I) II) Các mẫu đất khu vực đồng Bắc Bộ MHVL cố kết 50% (M1-5), Hà Nội DYDT20 (11,2-11,4) đường trục, Nam Định BS1 (16,6 -16,8), Lạch Huyện - Hải Phòng Các mẫu đất khu vực đồng Nam Bộ BH4/UD1 (3-3,5), LPG Thị Vải, Vũng Tàu HKT 2-3 (5,5-6,0), đường ven sơng Sài Gòn AR-TTH2-R/UD4 (7,6-8,0), Đồng Tháp Giới hạn Giới hạn Chỉ số Hệ số chảy LL dẻo PL dẻo PI rỗng e0 (%) (%) (%) 37,33 38,20 49,76 1,069 1,198 1,380 44,71 39,10 49,22 26,17 26,40 27,10 18,54 12,70 22,10 98,70 73,30 50,4 2,630 2,103 1,389 130,7 65,40 47,0 55,30 32,90 30,0 75,30 32,50 17,0 - Quan hệ ứng suất - biến dạng đất sét yếu khu vực Bắc Bộ 1) TN CU mẫu đất cố kết 50% MHVL (Hà Nội) 2) TN CU mẫu DYDT20 (11,2-11,4m) Nam Định (Cty CP NADECO, 2017) 3) TN UU mẫu BS1 (16,6 16,8m), Lạch Huyện (Ban QLDA 2, 2016) Hình Quan hệ ứng suất - biến dạng mẫu đất sét đồng Bắc Bộ 56 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 59 (12/2017) - Quan hệ ứng suất - biến dạng đất sét yếu khu vực Nam Bộ 1) TN UU mẫu HKT2-3 (5,56,0m), đường ven sơng Sài Gòn (Khu quản lý giao thông đô thị số 02, 2017) 2) TN UU mẫu AR-TTH2R/UD4 (7,6-8,0), Đồng Tháp (Tổng Cty Đầu tư phát triển hạ tầng GT Cửu Long, 2015) 3) TN UU mẫu BH4/UD1 (3-3,5), LPG Thị Vải, Vũng Tàu (Công ty cổ phần thiết kế Worleyparsons dầu khí Việt Nam, 2009) Hình Quan hệ ứng suất - biến dạng mẫu đất sét đồng Nam Bộ Nhận xét: quan hệ ứng suất - biến dạng mẫu sét yếu nghiên cứu dạng phi tuyến (khi tải trọng nhỏ tuyến tính) nhiều hình đất phù hợp với ứng xử 3.2 Nhận định hình đất phù hợp Như giới thiệu trên, hình Soft Soil sử dụng để loại đất yếu, hệ số nén lớn, thường đất sét, bùn trạng thái cố kết thường, bão hòa nước; hình đất Cam - Clay cải tiến hiệu ứng xử đất mức tải trọng khác nhau, điều kiện nước q trình thay đổi trạng thái đất tác dụng tải trọng Thí nghiệm quan hệ ứng suất - biến dạng máy nén ba trục mẫu đất sét cho thấy quan hệ dạng phi tuyến Theo phân tích hình đất hình đất Soft Soil Cam Clay cải tiến phù hợp ứng xử đất sét yếu Để lựa chọn hình đất phù hợp tốn phân tích lún cố kết tiến hành hình vật lý (MHVL) phần mềm Plaxis với hai hình đất hình đất lựa chọn phù hợp dựa sở kết tính tốn lún áp lực nước lỗ rỗng (ALNLR) theo thời gian trùng xít tương kết quan trắc MHVL 3.3 hình vật lý phần mềm Plaxis với hình đất khác 3.3.1 Giới thiệu nghiên cứu hình vật lý MHVL xây dựng phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật, Trường ĐH Thủy lợi (Hình 5) - Mẫu đất: Đất sét Yên Nghĩa, Hà Nội chế bị tương đồng yếu bão hòa nước - Bấc thấm bố trí với khoảng cách (1,0 x1,0) m, xuyên suốt khối đất (1,0 m) - Bố trí quan trắc ALNLR, lún vị trí độ sâu nghiên cứu - Tổng tải trọng gia tải p = 25 kN/m2, xác định dựa nguyên tắc: i) Tải trọng gia tải nhỏ tải trọng phá hoại đất nền; ii) Tổng tải trọng gia tải trước  1,2 lần tổng tải trọng khai thác cơng trình; iii) Theo điều kiện cố kết trước nền, tải trọng gia tải phải đủ lớn để phát huy hiệu thoát nước (22TCN 262-2000) Hình Thí nghiệm MHVL 3.3.2 hình vật lý phần mềm Plaxis 2D Trong thực tế trình cố kết bấc thấm tốn đối xứng hình trụ (3D), để giảm khối lượng tính tốn, tốn chuyển dạng phẳng (2D) Hệ số thấm đất tính tốn lại hệ số thấm tương đương theo cơng thức Chai, et al (2001), theo đề xuất giá trị hệ số thấm theo phương đứng mà xấp xỉ cho hai ảnh hưởng thoát nước theo phương đứng thoát nước KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 59 (12/2017) 57 theo phương ngang đất phía bấc thấm Trong phạm vi cắm bấc thấm hệ số thấm theo phương đứng tính chuyển đổi theo công thức (8), hệ số thấm theo phương ngang giả thiết không đổi kve  (1  với  2,5l kh ).k v d e2 kv  ln( MHVL Hệ số thấm sét theo phương đứng tính đổi thành kve Bấc thấm thiết kế theo mạng hình vng, khoảng cách 1,0m, chiều sâu H = 1,0m Kích thước bấc thấm: a = 10cm, b = 0,4cm, dw = (a+b)/2 = 0,052m, de = 1,05S = 1,05m, n = de/dw = 20,19 Kết quy đổi hệ số thấm tương đương Bảng - Phân tích tốn cố kết theo phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH), sơ đồ toán phẳng, sử dụng phần mềm Plaxis version 8.6 Lưới PTHH bao gồm phần tử tam giác 15 điểm nút Bấc thấm phần tử “Drain” nước tự Mực nước ngầm lấy ngang cao trình mặt sét yếu Ảnh hưởng sức cản bấc thấm chưa xem xét nghiên cứu (8) de k d 2 k h )  ( h  1) ln( s )   l dw ks dw qw (9) Trong đó, kv, kh ks hệ số thấm đất theo phương đứng, phương ngang vùng bị xáo trộn; qw lưu lượng đơn vị thoát nước bấc thấm (khi gradient 1) - Hệ số thấm sét theo phương ngang kh = 1,03kv theo kết thí nghiệm phòng phân tích ngược từ số liệu quan trắc lún Bảng Quy đổi hệ số thấm tương đương (kve) H (m) d (m) de (m) 1,05 dw (m) 0,052 ds (m) 0,104 kh (cm/s) 2,99.10-8 kv (cm/s) 2,90.10-8 ks n  (cm/s) -8 2,90.10 20,19 2,28 kve (cm/s) 5,88.10-8 - Lớp đệm cát theo hình Mohr - Coulomb với giá trị thơng số hình thể Bảng Bảng Các thơng số hình lớp cát Vật liệu Cát đệm w (kN/m3) 17,0 bh (kN/m3) 19,5 kh (m/ngày) 1,0 kv (m/ngày) 1,0 E (kN/m2) 10.000,0 c (kN/m2)  (độ) 30,0   0,30 - Nền sét yếu kết thí nghiệm nén ba trục mẫu đất hình đất Soft Soil Cam - Clay MHVL Các thơng số hình Soft Soil cải tiến cho hai trường hợp phân tích Các Cam - Clay cải tiến xác định thơng số xác định từ thí nghiệm nén cố Bảng 4, Bảng Bảng Thông số hình đất Soft Soil c  Vật liệu Cc Cs λ* (độ) * (kN/m2) (độ) Lớp sét 5,7 5057’ 0,44 0,056 0,080 0,020 Cc , 44 = Trong đó: c, , Cc, Cs tiêu lý  , 080 *  2,3.(1  e) ,3 (1  1, 423 ) xác định từ thí nghiệm phòng *: số nở hiệu chỉnh, mẫu đất MHVL Cs = , 056  ,020 K*  λ* : số nén hiệu chỉnh, ,3 (1  e ) (1  1, 423 ) Bảng Thơng số hình đất Cam - Clay cải tiến Vật liệu Lớp sét 58 c (kN/m2) 5,7 'CU   einit (độ) (độ) (độ) 5057’ 16053’ 1,423 νur Cc Cs 0,35 0,44 0,056 λ  M 0,191 0,024 0,643 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 59 (12/2017) Trong đó: c, , 'CU, einit, Cc, Cs tiêu lý xác định từ thí nghiệm phòng mẫu đất hình vật lý : Độ dốc đường cố kết thường,  = Cc/ln10 = 0,44/ln10 = 0,191 : Độ dốc đường giãn nở:   Cs/ln10 = 0,056/ln10 = 0,024 M  sin  ' , ’ góc ma sát hiệu  sin  ' thí nghiệm nén ba trục CU M  sin( 16 53 ' )  0,643  sin( 16 53 ' ) 3.3.3 Kết phân tích lún cố kết đề xuất hình đất phù hợp a) Kết tính tốn lún theo thời gian Bảng kết quan trắc tính tốn lún điểm nằm hai bấc thấm (cách bấc thấm 50 cm) vị trí độ sâu cm, 25 cm 50 cm Bảng Độ lún vị trí độ sâu nghiên cứu Độ sâu z = 25 cm z = 50 cm z = 75 cm Trung bình Sai số Độ lún quan trắc MHVL (cm) 6,33 3,41 1,62 3,79 Độ lún MH Soft Soil (cm) 5,07 3,39 1,99 3,48 8,01% Sai số kết tính tốn lún theo hình Cam-Clay cải tiến so với số liệu quan trắc (4,39%) nhỏ sai số tính tốn theo hình Soft Soil (8,01%) Như theo hình Cam - Clay cải tiến cho kết tính tốn lún sát thực tế Độ lún theo kết quan trắc, theo hình đất Cam-Clay cải tiến Soft Soil Hình Hình So sánh độ lún quan trắc b) Kết tính tốn ALNLR theo thời gian Hình kết tính tốn ALNLR theo thời gian từ số liệu quan trắc kết Kết cho thấy đường ALNLR tính tốn với hình Soft Soil giá trị nhỏ hai đường Độ lún MH Cam- Clay cải tiến (cm) 6,80 3,45 1,62 3,96 4,49% Hình So sánh ALNLR quan trắc lại trình suy giảm nhanh Đường ALNLR quan trắc đường theo hình đất Cam - Clay cải tiến giá trị tiệm cận Các trị số ALNLR lớn điểm nghiên cứu Bảng Bảng Trị số ALNLR vị trí độ sâu nghiên cứu Độ sâu z = 25 cm z = 50 cm ALNLR quan trắc MHVL (cm) 18,89 18,97 ALNLR MH Soft Soil (cm) 17,81 18,18 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MƠI TRƯỜNG - SỐ 59 (12/2017) ALNLR MH Cam-Clay cải tiến (cm) 18,93 18,99 59 z = 75 cm Trung bình Sai số 17,87 18,58 16,73 17,57 5,40% Sai số kết tính tốn ALNLR theo hình Cam - Clay cải tiến so với số liệu quan trắc (0,68%) nhỏ sai số tính tốn theo hình Soft Soil (5,40%) Như với kết phân tích ALNLR hình Cam - Clay cải tiến cho kết tính tốn lún sát thực tế 3.3.4 Đề xuất hình đất phù hợp Bằng việc nghiên cứu MHVL lại hình với hai hình đất Soft Soil Cam-Clay cải tiến; Tính tốn phần mềm Plaxis, kết phân tích lún ALNLR cho thấy theo hình đất Cam - Clay cải tiến cho kết xác, sát thực tế giá trị dự báo cuối trình biến diễn biến theo thời gian Như để phân tích q trình thay đổi trạng thái đất sét yếu tác dụng cố kết thoát nước với mức tải trọng gia tải khác hình đất Cam - Clay cải tiến hiệu xác ứng xử đất Vì nghiên cứu đề nghị lựa chọn hình đất Cam Clay cải tiến để phân tích cố kết sét yếu phần mềm Plaxis Tính đắn đề nghị thấy rõ áp dụng tính tốn đối chứng với cơng trình thực tế 18,19 18,70 0,68% ÁP DỤNG HÌNH ĐẤT CAM CLAY CẢI TIẾN TÍNH TỐN CỐ KẾT CHO CÁC CƠNG TRÌNH THỰC TẾ 4.1 Áp dụng tính toán cho Dự án Tân Vũ Lạch Huyện Dự án Cảng Lạch Huyện dự án cảng Container Quốc tế quy lớn Dự án bao gồm nhiều hạng mục cơng trình Nghiên cứu áp dụng tính tốn cho mặt cắt Km3+675 đường Tân Vũ Lạch Huyện a) tốn phần mềm Plaxis - Mặt cắt tính tốn: Đường Tân Vũ - Lạch Huyện mặt cắt ngang 29,5 m Do tính chất đối xứng nên cần ½ mặt cắt ngang từ tim đường Mặt cắt tính tốn rời rạc thành 1305 phần tử tam giác 15 điểm nút Các biên đứng giới hạn thấm chuyển vị theo phương ngang, biên đáy giới hạn thấm chuyển vị theo phương đứng Mực nước ngầm nằm 0,6m so với mặt lớp đất yếu số hình học, thiết lập điều kiện biên, điều kiện ban đầu phát sinh lưới PTHH Hình Hình Thiết lập điều kiện biên, điều kiện ban đầu phát sinh lưới PTHH - vật liệu đắp lớp đất nền: Lớp đất đắp (cát) theo hình đất Mohr - Coulomb Bảng Bảng Các thơng số hình đất Mohr - Coulomb Lớp đất Cát đắp 60 w (kN/m3) 18,4 bh (kN/m3) 18,7 kh (m/ngày) 1,0 kv (m/ngày) 1,0 E (kN/m2) 10.000,0 c (kN/m2)  (độ) 30,0  (độ)  0,3 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 59 (12/2017) Các lớp đất sét yếu theo hình đất Cam - Clay cải tiến với thông số Bảng Bảng Thơng số hình đất Cam - Clay cải tiến Lớp 7B c (kN/m2) 3,40 6,90 3,50 11,2  (độ) 4034’ 5054’ 4042’ 10030’  (độ) 0 0 'cu (độ) 16021’ 18058’ 16054’ 22037’ einit νur Cc Cs λ  M 1,379 0,932 1,170 0,867 0,35 0,35 0,35 0,35 0,43 0,29 0,42 0,32 0,07 0,04 0,07 0,05 0,187 0,126 0,182 0,139 0,030 0,017 0,030 0,022 0,621 0,730 0,647 0,876 Trong đó: c, , 'CU, einit, Cc, Cs - giai đoạn tính tốn theo tiêu lý tham khảo Báo cáo khảo sát trình thi cơng thực tế địa chất dự án (Ban Quản lý dự án 2, 2017); Chi tiết thiết kế xử lý trình thi M, λ, , xác định theo công thức (3), công đắp theo giai đoạn (4) (5) Bảng 10 Bảng 10 Các giai đoạn thi cơng đắp Vị trí Km3+620  Km3+675 Xử lý (PVD) Chiều Khoảng Lớp đệm sâu (m) cách (m) cát (m) 25 0,8 0,6 b) Kết phân tích lún cố kết Quan trắc trường cơng trình mặt lớp đất yếu (lớp 3) vị trí tim mặt cắt ngang đường Kết thúc q trình quan trắc lún, độ lún đo 0,667 m Kết theo cho độ lún 0,707 m, chênh lệch 5,7% Hình So sánh kết quan trắc lún Hình cho thấy, thời điểm gia tải đầu, độ lún quan trắc lớn tính tốn chút thực tế độ lún thức thời nước chưa kịp ra, đất biến dạng vật thể đàn hồi Đường theo tính tốn “nhạy” với tác dụng tải trọng thời điểm tăng tải, điều kiện làm việc lý tưởng Quá trình thi cơng Chiều cao đắp theo Thời gian thi giai đoạn (m) công (ngày) Giai đoạn 1: 3,8 138 Giai đoạn 2: 1,1 10 Thời gian chờ (ngày) 62 160 thực tế, chẳng hạn thực tế bấc thấm bị xoắn làm giảm dòng chảy thoát nước, hiệu thoát nước giảm dần theo thời gian nhiều yếu tố khác Tuy nhiên đường lún theo thời gian xu diễn biến gần sát nhau, giá trị quan trắc tiến gần đến tính tốn đất cố kết hồn tồn 4.2 Áp dụng tính tốn cho đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai a) tốn phần mềm Plaxis Áp dụng hình đất Cam clay cải tiến tính tốn cho đường Nội Bài - Lào Cai Km 36+590 mặt cắt ngang 25,5 m Do tính chất đối xứng nên cần ½ mặt cắt ngang từ tim đường Mặt cắt tính tốn thể Hình 14 Mặt cắt tính tốn rời rạc thành 1296 phần tử tam giác 15 điểm nút Các biên đứng giới hạn thấm chuyển vị theo phương ngang, biên đáy giới hạn thấm chuyển vị theo phương đứng Mực nước ngầm nằm sâu 0,9m so với mặt lớp đất yếu số - lớp sét yếu: Các lớp sét yếu KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 59 (12/2017) 61 theo hình đất Cam Clay cải tiến Các thơng số hình xác định dựa Báo cáo khảo sát địa chất cơng trình Km26 + 700  Km48 + 820 (Ban QLDA Đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai, 2012) thể Bảng 11 Bảng 11 Thơng số hình đất Cam - Clay cải tiến cho đất sét yếu Lớp c (kN/m2) 32,5 9,50 25,0  (độ) 12,35 19,40 6,60  (độ) 0 'cu (độ) 21015’ 19058’ 15041’ einit νur Cc Cs λ  M 0,911 0,6 1,036 0,35 0,35 0,35 0,112 0,098 0,22 0,03 0,014 0,032 0,049 0,043 0,095 0,013 0,006 0,014 0,821 0,771 0,594 - Các giai đoạn tính tốn giống q trình thi công thực tế Bảng 12 Thiết kế xử lý thi công đắp đường Nội Bài - Lào Cai, Km 36+590 Mặt cắt quan trắc Km 36+590 Thiết kế xử lý (PVD) Khoảng Lớp Chiều cách đệm cát sâu (m) (m) (m) 19 1,3 0,5 Quá trình thi công đắp đất Đắp cát đệm Chiều cao Thời gian Thời gian cắm bấc đắp (1 giai thi công chờ thấm (ngày) đoạn) (m) (ngày) (ngày) 25 6,56 271 60 b) Kết phân tích cố kết Quan trắc lún độ sâu lớp đất sét yếu (lớp 3) vị trí tim mặt cắt ngang đường Kết thúc thời gian chờ cố kết, độ lún đo 1,093 m Kết phỏng, tính tốn lún Hình 11 Kết phân tích lún cố kết Hình 10 Thiết lập tốn KẾT LUẬN Mỗi hình phù hợp với số loại đất định Việc sử dụng hình đất thích hợp đặc biệt quan trọng phân tích địa kỹ thuật Nghiên cứu để lựa chọn hình đất phù hợp phân tích lún cố kết cách hình vật lý sét yếu xử lý gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng phần mềm Plaxis với hình đất Soft Soil Cam - Clay cải tiến Kết cho thấy giá trị lún, đường lún biến thiên ALNLR theo thời gian theo hình đất Cam – Clay 62 điểm này, kết cho độ lún 1,01 m, nhỏ độ lún quan trắc 7,0% Đường lún theo thời gian theo số liệu quan trắc theo kết trình bày biểu đồ Hình 11 cải tiến cho kết xác, sát thực tế đất theo hình Soft Soil đất sét yếu hình đất Cam - Clay cải tiến tính tốn cơng trình đường Tân Vũ - Lạch Huyện Nội Bài - Lào Cai cho thấy kết tính tốn hồn tồn phù hợp với quan trắc thực tế, đường lún theo thời gian xu diễn biến, giá trị lún sai khác thời điểm kết thúc quan trắc 5,7% 7,0% tương đối nhỏ chấp nhận Trên sở đề nghị lựa chọn hình đất Cam - Clay cải tiến để phân tích cố KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 59 (12/2017) kết sét yếu cho trường hợp xử lý phương pháp gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng Tuy nhiên, nghiên cứu này, MHVL với thành bên biên cứng, hạn chế chuyển vị ngang điểm lân cận biên; đất hình đất chế bị nên chưa phản đầy đủ ứng xử đất tự nhiên Vì vậy, cần nghiên cứu bổ sung với thí nghiệm trường cho đất nguyên trạng, tốn cố kết thấm hình thí nghiệm dự án thực tế khác theo hình tốn khơng gian xét đến yếu tố như: mưa, diễn biến mực nước ngầm, nhằm phản ánh đầy đủ trình cố kết đất thực tế từ đưa kết luận đầy đủ TÀI LIỆU THAM KHẢO 22TCN 262-2000, Quy trình khảo sát thiết kế đường tơ đắp đất yếu Ban Quản lý dự án 2, 2015, Dự án xây dựng hạ tầng cảng Lạch Huyện - Báo cáo khảo sát địa chất K0+00  K4+401 đường Tân Vũ Lạch Huyện Ban Quản lý dự án Đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai, 2012, Báo cáo khảo sát địa chât cơng trình Km26+700  Km48+820, Dự án đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai Chu Tuấn Hạ, 2011, Nghiên cứu phân tích hình đất Hà Nội cho hố đào sâu, Luận án tiến sĩ kỹ thuật - Đại học kiến trúc Hà Nội Công ty Cổ phần NADECO, 2017, Báo cáo khảo sát địa chất cơng trình Cầu Tam Hòa - Dự án Xây dựng đường trục phát triển nối vùng kinh tế biển Nam Định Công ty cổ phần thiết kế Worleyparsons dầu khí Việt Nam, 2009, Báo cáo kết khảo sát địa chất cơng trình, dự án tổng kho chứa LPG lạnh Thị Vải Khu quản lý giao thông đô thị số 02, 2017, Báo cáo khảo sát địa chất cơng trình cầu qua đảo Kim Cương, đường ven sơng Sài Gòn Nguyễn Hữu Thái, 2014, Bài giảng hình đất phân tích địa kỹ thuật, ĐH Thủy lợi Tổng Công ty Đầu tư phát triển hạ tầng giao thông Cửu Long, 2015, Báo cáo khảo sát Cầu Đình Chung (Đồng Tháp), Dự án kết nối trung tâm đồng Mê Kông Jin Chun Chai, Shui Long Shen, Norihiko Miura and Dennes T.Bergado, 2001, Simple Method of Moderning PVD- Improved Subsoil, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering / November 2001/975 Youssef M.A.Hashash, 1992, Analysis of deep excavations in clay Massachusetts institute of technology, pp.68-77 Abstract: CHOOSING A COMPATIBLE SOIL MODEL FOR ANALYZING CONSOLIDATION OF WEAK CLAY GROUND Utilizing the finite element method to model physical model with different soil model (soft soil, modified Cam-Clay) The calculated outcomes by modified cam-clay reveal that a line of settlement-time is relatively close to the data of settlement monitoring of the physical model The traffic project Tanvu-Lachhuyen and Noibai-Laocai modeld by modified Cam-Clay have outputs that are the same as the real data The lines of settlement-time and the oserved lines have a common trend with 5,7 % and 7,0% of settlement at the end of line respectively, which are small and acceptable According to the outcome, the research suggest that choosing the modified CamClay to model and analyze the consolidating problems of weak clay by pre-surcharge combining with prefabricated vertical drain Keywords: soft soil ground, material models, pre-surcharge, prefabricated vertical drain Ngày nhận bài: 15/9/2017 Ngày chấp nhận đăng: 20/10/2017 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 59 (12/2017) 63 ... (6) (7) c - lực dính; φ - góc ma sát trong; ψ - góc nở LỰA CHỌN MƠ HÌNH ĐẤT PHÙ HỢP CHO PHÂN TÍCH LÚN CỐ KẾT NỀN SÉT YẾU 3.1 Đặc điểm quan hệ ứng suất biến dạng đất sét yếu Đất sét yếu trạng... tiến mơ phù hợp ứng xử đất sét yếu Để lựa chọn mơ hình đất phù hợp tốn phân tích lún cố kết tiến hành mơ mơ hình vật lý (MHVL) phần mềm Plaxis với hai mơ hình đất Mơ hình đất lựa chọn phù hợp dựa... so với mặt lớp đất yếu số - Mô lớp sét yếu: Các lớp sét yếu KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 59 (12/2017) 61 mô theo mô hình đất Cam Clay cải tiến Các thơng số mơ hình xác định dựa
- Xem thêm -

Xem thêm: Lựa chọn mô hình đất phù hợp phân tích cố kết thoát nước nền sét yếu, Lựa chọn mô hình đất phù hợp phân tích cố kết thoát nước nền sét yếu

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay