Dự tính sức kháng cắt không thoát nước của đất dính được gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng

Bài báo giới thiệu các hàm dự báo sức kháng cắt không thoát nước của đất được gia tải trước đang được dùng phổ biến trên thế giới. Trên cơ sở phân tích sức kháng cắt theo lý thuyết biến đổi của độ bền không thoát nước, nghiên cứu đã đề xuất công thức dự báo sức kháng cắt không thoát nước áp dụng phù hợp tại mọi thời điểm cố kết.Công thức đề xuất đã được khẳng định tính đúng đắn thông qua kiểm nghiệm với kết quả nghiên cứu mô hình vật lý và kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường của một số công trình thực tế.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Nghiên cứu xử lý các vấn đề về địa kỹ thuật đòi hỏi sự hiểu biết các đặc tính cơ học, trạng thái ứng suất, biến dạng cũng như các ứng xử khác của đất. Đất có tính chất khác rõ rệt với các loại vật liệu khác do tính phân tán và tính rỗng của chúng. Do sự thay đổi tải trọng bên ngoài và sự thoát nước, nền đất có sự thay đổi về độ ẩm và thể tích. Độ chặt, cường độ và các đặc trưng biến dạng tất cả đều bị thay đổi. Qua tổng kết, phần lớn công trình hư hỏng là do nền móng công trình, lún không đều, lún cục bộ, nền bị đẩy trồi, trượt, …nguyên nhân là do trong tính toán thiết kế đã không dự kiến chính xác các trạng thái của đất, thiếu hiểu biết về các đặc trưng của đất, đặc biệt là các đặc trưng về cường độ, sức chống cắt không thoát nước của đất.

Trong xử lý nền đất yếu bằng phương pháp gia tải trước, biết được chính xác sự gia tăng sức kháng cắt không thoát nước Su tại các thời điểm cố kết là yếu tố quan trọng để đưa ra những ứng xử phù hợp với thực tế về gia tải tải trước, như tăng tải, dỡ tải hay qúa trình chất tải công trình xây dựng trên nó.

Để biết chính xác sức kháng cắt không thoát nước Su, tốt nhất là thí nghiệm hiện trường kiểm tra. Tuy nhiên việc này không phải lúc nào cũng thực hiện được, vì vậy trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã xây dựng nhiều các công thức kinh nghiệm dự tính Su. Dựa vào các số liệu thí nghiệm ban đầu (khi đất chưa được gia tải) như sức chống cắt nguyên trạng không thoát nước (Ss), áp lực tiền cố kết,..và sau đó sức kháng cắt không thoát nước Su tại thời điểm bất kỳ sẽ được dự tính theo giá trị của tải trọng gia tải và độ cố kết ở thời điểm đó.

Bài báo sẽ giới thiệu tổng quan các công thức được dùng phổ biến trên thế giới để dự báo sức kháng cắt không thoát nước của đất được gia tải nén trước, đồng thời cũng làm rõ phạm vi áp công thức (V.6) trong 22TCN 262-2000 và đề xuất công thức dự tính sức chống cắt không thoát nước của đất được gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng theo hai thành phần: thành phần do ứng suất tăng thêm và

thành phần quy định bởi trạng thái cố kết trước của đất tại thời điểm cố kết bất kỳ.

2. SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT VÀ DẠNG BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ THEO CHIỀU SÂU

2.1. Sức chống cắt không thoát nước của đất

2.2. Dạng biểu đồ Su của đất tự nhiên theo chiều sâu

3. MỘT SỐ HÀM DỰ TÍNH SỨC CHỐNG CẮT KHÔNG THOÁT NƯỚC CỦA ĐẤT ĐƯỢC GIA TẢI TRƯỚC

3.1 Sức kháng cắt không thoát nước theo C.C.Ladd

3.2. Sức kháng cắt không thoát nước theo kinh nghiệm của Nhật Bản và các nước phương Tây

3.3 Sức kháng cắt không thoát nước theo hệ số áp lực lỗ rỗng

3.4. Sức kháng cắt không thoát nước theo chỉ số dẻo

3.5. Sức chống cắt không thoát nước theo công thức (V.6) 22TCN262-2000

4. PHÂN TÍCH ĐỀ XUẤT CÔNG THỨC TÍNH Su THEO THÀNH PHẦN ỨNG SUẤT TĂNG THÊM VÀ THÀNH PHẦN DO MỨC ĐỘ CỐ KẾT TRƯỚC CỦA ĐẤT

4.1 Phân tích cơ sở đề xuất công thức

4.2. Kiểm nghiệm công thức đề xuất

5. KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] 22 TCN 262-2000, Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu

[2] A. W. Skempton, 1957, A Contribution to the Settlement Analysys of Foundations on Clay,Reprinted from Geotechnique, 1957, pp168-178

[3] C.C. Ladd, 1990, Stability Evaluation During Stage Construction, The 22th Terzaghi Lecture, MIT, USA.

[4] FECON, 2012, Long Phu 1 Thermal Power Plant Project- Report on Geotechnical Investigation after Soil Improvement

[5] Phạm Văn Long, Một số vấn đề tồn tại trong các tiêu chuẩn về xử lý nền đất yếu, Tạp chí Khoa học và Công nghệ.

[6] R.Whitlow, 1997, Cơ học đất, Tập 1. Bản dịch của Nguyễn Uyên và Trịnh Văn Cương, Đại học Thủy lợi

[7] Tổng công ty xây dựng Trường Sơn, 2017, Dự án xây dựng hạ tầng cảng Lạch Huyện-Báo cáo phân tích quan trắc địa kỹ thuật nền đắp giai đoạn dỡ tải, Km 1+160Km 1+260

[8] Vũ Công Ngữ, Nguyễn Thái, 2006, Thí nghiệm đất hiện trường và ứng dụng trong phân tích nền móng. Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

Xem bài báo tại đây: Dự tính sức kháng cắt không thoát nước của đất dính được gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng