T¹p chÝ §Þa kü thuËt · Cs vµ Cv lµ c¸c chØ sè nÐn lón; n lµ ®é lç rçng; D lµ...

§Þa kü thuËt sè 2-2009 1

T¹p chÝ §Þa kü thuËt

N¨m thø 13 Sè 2 n¨m 2009

ISSN - 0868 - 279X

Môc lôc

S. Varaksin, R. Ong, K. Yee & L. T. Wong:

Cè kÕt ®éng vµ thay thÕ ®éng cho mãng

bån chøa dÇu cì lín 3

TrÞnh Minh Thô: KÕt qu¶ m« h×nh ho¸ çc

®Æc trng thÝ nghiÖm c¾t mÉu ®Êt víi ®é Èm

kh«ng ®æi trªn m¸y nÐn 3 trôc b»ng m«

h×nh ®µn - dÎo 8

§ç Minh §øc: Çc ph¬ng ph¸p ph©n vïng

nguy c¬ trît lë ®Êt do ma 13

NguyÔn Hång Nam, Cao §øc Thµnh, TrÇn

ThÞ Ngäc Lan: M« pháng quan hÖ phi tuyÕn

øng suÊt-biÕn d¹ng cña çt H¶i Phßng theo

m« h×nh ®µn håi phi tuyÕn 21

NguyÔn Quang Hïng: Sö dông ph¬ng ph¸p

ph©n thái nghiªn cøu æn ®Þnh cña ®Ëp bª

t«ng träng lùc trªn nÒn ®¸ 26

§Ëu V¨n Ngä, §oµn Minh TuÊn, TrÇn

NguyÔn Ng©n Hµ: T¬ng quan gi÷a kÕt qu¶

thÝ nghiÖm nÐn në h«ng vµ kÕt qu¶ thÝ

nghiÖm nÐn ba trôc kh«ng cè kÕt -kh«ng

tho¸t níc trªn ®Êt dÝnh ë khu vùc Phó Mü

Hng, quËn 7, TP. HCM 31

Hoµng ViÖt Hïng: Tæng hîp çc gi¶i ph¸p

gia cêng ®ª biÓn trµn níc 35

NguyÔn Ch©u L©n: C¶i t¹o ®Êt yÕu díi nÒn

®êng b»ng cäc xi m¨ng ®Êt 40

§µO V¡N CANH, NGUYÔN XU¢N THµNH: Nghiªn cøu thiÕt lËp hé chiÕu khoan næ m×n

phï hîp trong thi c«ng kªnh dÉn níc thñy ®iÖn NËm Pia - S¬n La 48

NguyÔn C¶nh Th¸i: Nghiªn cøu hÖ sè thÊm

cña trêng hµo ®Êt - bentonite 54

Tæng biªn tËp

GS. TS. NguyÔn Trêng TiÕn

Phã tæng biªn tËp

GS.TSKH. Ph¹m Xu©n

PGS.TS. Nghiªm H÷u H¹nh

Héi ®ång Biªn tËp

TS. §µo V¨n Canh

PGS.TS. §Æng H÷u DiÖp

TS. Phïng M¹nh §¾c

GS.TSKH. Bïi Anh §Þnh

PGS.TS. Lª Phíc H¶o

PGS.TS. NguyÔn B¸ KÕ

TS. Phïng §øc Long

GS. NguyÔn C«ng MÉn

TS. NguyÔn Hång Nam

PGS.TS. NguyÔn Sü Ngäc

GS.TS. Vò C«ng Ng÷

GS.TS. Mai Träng NhuËn

PGS.TS. NguyÔn Huy Ph¬ng

PGS.TS. NguyÔn V¨n Quang

GS.TSKH. NguyÔn V¨n Qu¶ng

TS. Do·n Minh T©m

PGS.TS. TrÇn ThÞ Thanh

PGS.TS. V¬ng V¨n Thµnh

PGS.TS. Lª §øc Th¾ng

TS. §inh Ngäc Th«ng

GS.TSKH. NguyÔn V¨n Th¬

TS. TrÞnh Minh THô

TS. NguyÔn §×nh TiÕn

GS.TS. ®ç nh tr¸ng

TS. TrÇn v¨n t

PGS.TS. §oµn thÕ têng

TS. TrÇn T©n V¨n

GiÊy phÐp xuÊt b¶n sè 1358/GPXB – Ngµy 17-6-1996, Bé V¨n hãa – Th«ng tin

C¬ quan xuÊt b¶n: ViÖn §Þa kü thuËt

(Liªn hiÖp çc Héi KH&KT ViÖt Nam) 38 phè BÝch C©u - §èng §a - Hµ Néi Tel: 04. 22141917, 22108643; Fax: 04.37325213 Email: [email protected];

[email protected] Website: www.vgi-vn.com

XuÊt b¶n 3 th¸ng 1 kú

Nép lu chiÓu: th¸ng 6 n¨m 2009 In t¹i C«ng ty in Thñy lîi

¶nh b×a 1:

Gi¸: 15.000 ®


Vietnam Geotechnial Journal

Volume 13

Number 2 - 2009

ISSN - 0868 - 279X

contents

S. Varaksin, R. Ong, K. Yee & L. T. Wong: Dynamic Consolidation and Dynamic Replacement for Large Oil Tank Foundation 3 Trinh Minh Thu: Simulation results of the triaxial tess under the consolidated drained condition by using elasto-plastic model theory 8 Do Minh Duc: Some methods appied to location of geohazards caused by rainfall 13 Nguyen Hong Nam, Cao Duc Thanh, Tran Thi Ngoc Lan: Simulation of the nonlinear stress-strain relationship of Hai Phong sand with nonlinear elastic model 21 Nguyen Quang Hung: Using multiple wedge analytical method for analyzing on the rock foundation sliding stability of concrete dam on the rock foundation 26 Dau Van Ngo, Doan Minh Tuan, Tran Nguyen Ngan Ha: Correlation of unconfined compression test result and unconsolidated-undrained tri-axial compression test result on cohesive soil at the Phu My Hung area, District 7, Hochiminh City. 31 Hoang Viet Hung: Overview of methods to protect sea dike vertopping 35 Nguyen Chau Lan: Impovement of embankment on soft soils by using cment columns 40 Dao Van Canh, Nguyen Xuan Thanh: Studies on establishing of blasting passport suitable for canal construction of the Nampia hydropower plant of Son La 48 Nguyen Canh Thai: A study on the permeability coeficient of soil -bentonite

Editor-in-Chief

Prof.,Dr. Nguyen Truong Tien

Deputy Editors-in-Chief

Prof.,D.Sc. Pham Xuan

Assoc. Prof., Dr. Nghiem Huu Hanh

EditOrial board

Dr. DAo Van Canh

Assoc. Prof.,Dr. DAng Huu Diep

Dr. Phung Manh Dac

Prof.,D.Sc. Bui Anh dinh

Assoc. Prof.,Dr. Le Phuoc Hao

Assoc. Prof.,Dr. Nguyen Ba Ke

Dr. Phung duc Long

Prof. Nguyen Cong Man

Dr. Nguyen Hong Nam

Assoc. Prof.,Dr. Nguyen Sy Ngoc

Prof.,Dr. Vu Cong Ngu

Prof.,Dr. Mai Trong Nhuan

Assoc. Prof.,Dr. Nguyen Huy Phuong

Assoc. Prof.,Dr. Nguyen Van Quang

Prof.,D.Sc. Nguyen Van Quang

Dr. Doan Minh Tam

Assoc. Prof.,Dr. Tran Thi Thanh

Assoc. Prof.,Dr.Vuong Van Thanh

Assoc. Prof.,Dr. Le duc Thang

Dr. dinh Ngoc Thong

Prof.,D.Sc. Nguyen Van Tho

Dr. Trinh Minh thu

Dr. Nguyen Dinh Tien

Prof., Dr. do Nhu Trang

Dr. Tran VAn Tu

Assoc. Prof.,Dr. doan The Tuong

Dr. Tran Tan Van

Printing licence No 1358/GPXB dated 17 June 1996 by the Minister of Culture and Information Published by the Vietnam Geotechnical Institute (Vietnam

Union of Science and Technology Associations) Add: 38 Bich Cau, Dong Da, Hanoi

Tel: 04.22141917, 22108643, Fax: 04. 37325213 Email: [email protected]; [email protected]

Website: www.vgi-vn.com Copyright deposit: June 2009


slurry wall 54

Cè kÕt ®éng vµ thay thÕ ®éng

cho mãng bån chøa dÇu cì lín

S. Varaksin, R. Ong, K. Yee & L. T. Wong*

C¤NG NGHÖ NÒN MãNG

Dynamic Consolidation and Dynamic Replacement for Large

Oil Tank Foundation

Abstract: Ground improvement techniques have been adopted as

alternative solution to rigid foundation of large oil tanks whenever the

situation permits. This paper highlights the utilisation of dynamic

consolidation and dynamic replacement method to improve the subsoil

for the construction of two large oil tanks with diameter up to 69 m in

Vietnam. In this project, dynamic consolidation is used to treat the

sandy deposit beneath a product tank up to depth of 8 m; dynamic

replacement combined with ring trench is adopted to treat compressible

clayey silt up to depth of 7 m to support a crude oil tank. The post

treatment in-situ geotechnical tests performed as acceptance tests

confirmed both ground improvement methods adopted have

successfully increased the allowable bearing capacity of the subsoil up

to 280 kPa and limit the maximum post construction settlement to be

less than 300 mm, which fulfil the performance criteria of the project.

1. GIíI THIÖU

1.1. Cè kÕt ®éng

Cè kÕt ®éng (DC) lµ ph¬ng ph¸p xö lý nÒn

c¬ häc lµm t¨ng ®é chÆt cña ®Êt nÒn b»ng

c¸ch sö dông ngo¹i lùc t¸c dông trong kho¶ng

thêi gian ng¾n (®Çm chÆt). Ph¬ng ph¸p nµy

thêng ®îc sö dông ®Ó lµm chÆt ®Êt rêi tù

nhiªn hoÆc ®Êt ®¾p víi hµm lîng h¹t mÞn

(®êng kÝnh h¹t nhá h¬n 63 m) kh«ng vît

qu¸ 20 tíi 35%. KÕt qu¶ xö lý cho ta thÊy,

cêng ®é cña ®Êt gia t¨ng trong khi tÝnh nÐn

lón vµ ®é lón cña ®Êt nÒn gi¶m. H¬n n÷a, cè

kÕt ®éng cßn lµm gia t¨ng søc chÞu t¶i khi

chÞu t¶i träng tuÇn hoµn cña ®Êt rêi, do ®ã

ph¬ng ph¸p nµy cßn ®îc sö dông nh

ph¬ng ph¸p h÷u hiÖu ®Ó xö lý h¹n chÕ kh¶

n¨ng hãa láng cña ®Êt.

Kü thuËt nµy ®îc khëi xíng vµ ph¸t

triÓn thµnh c«ng bëi Louis Menard (ngêi

®· s¸ng chÕ ra ®ång hå ®o ¸p suÊt) cïng c¸c

céng sù.

Tr×nh tù lµm chÆt bao gåm nhiÒu bíc víi

n¨ng lîng t¸c dông thay ®æi theo kho¶ng

thêi gian kh¸c nhau vµ phô thuéc vµo vËt

liÖu ®îc lµm chÆt, bÒ dµy vµ ®é chÆt cè kÕt

yªu cÇu.

Víi mçi lo¹i vËt liÖu kh«ng b·o hßa, chÊn

®éng g©y t¸c dông ®Çm chÆt cã thÓ dùa trªn

ph©n tÝch kÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®Çm chÆt

Proctor. Víi vËt liÖu b·o hßa vµ ngËp níc,

chÊn ®éng do sãng g©y ra ®îc minh häa theo

s¬ ®å 1 nh sau:

RÊt phøc t¹p víi ®Êt b·o hßa hoÆc ®Êt

kh«ng thÊm níc, hai lo¹i sãng ®· ®îc quan

s¸t víi mçi lÇn t¸c ®éng

a) Sãng d¹ng khèi;

b) Sãng theo bÒ mÆt.

* Menard Soltraitement, 2 Rue Gutenberg BP 28.91620

No2ay. [email protected] France

Menard Geosystems, Malaysia [email protected]


Sãng d¹ng khèi ®îc chia thµnh 2 d¹ng:

a) Sãng nÐn chÆt hay sãng s¬ cÊp (P) ®îc

truyÒn trong giai ®o¹n hãa láng t¬ng tù nh

sãng ©m truyÒn trong kh«ng khÝ. Lo¹i sãng

nµy lµm t¨ng sau ®ã lµm gi¶m ¸p lùc níc lç

rçng lµ kÕt qu¶ ®Çu tiªn cña qu¸ tr×nh s¾p

xÕp l¹i çc cèt liÖu.

b) Sãng c¾t hay sãng thø cÊp (S) di chuyÓn

chËm h¬n vµ cã thÓ chØ ra ®Ó truyÒn qua çc

h¹t cèt liÖu vµ lµm çc h¹t s¾p xÕp l¹i. Qu¸

tr×nh s¾p xÕp l¹i çc h¹t cèt liÖu lµm ®Êt

chuyÓn sang tr¹ng th¸i chÆt h¬n.

H×nh 1. Sãng rung ®éng trong qu¸ tr×nh ®Çm

rung - phÇn h×nh vÏ phÝa trªn lµ cña R.D.

Woods (1968).

§èi víi trêng hîp sãng bÒ mÆt, chuyÓn

®éng trît x¶y ra song song víi bÒ mÆt ®Êt

(mÆt ph¼ng trît cã thÓ song song hoÆc vu«ng

gãc víi híng dÞch chuyÓn) g©y ra t¸c ®éng

víi ®Êt t¬ng tù nh sãng c¾t.

Do ®é m¹nh chÊn ®éng t¸c dông, sù øng xö

cña ®Êt nÒn vµ kho¶ng çch tíi ®iÓm t¸c

®éng, lµm xuÊt hiÖn sù t¨ng ¸p lùc níc lç

rçng thêng xuyªn do lùc c¾t. Gi¸ trÞ ¸p lùc

níc lç rçng gia t¨ng ®îc theo c«ng thøc sau:

soct vµ ioct x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

oct - øng suÊt ®¼ng híng trung b×nh;

oct - øng suÊt c¾t trung b×nh;

Cs vµ Cv lµ çc chØ sè nÐn lón;

n lµ ®é lç rçng;

D lµ hÖ sè në.

Víi ®Êt b·o hßa, Cv lµ rÊt nhá so víi Cs vµ

ph©n tè trong ngoÆc trë thµnh x¸c ®Þnh. Gi¸

trÞ nµy cã thÓ gi¶m xuèng lµ 0,2 víi ®é b·o

hßa lµ 90%.

SC

D

3 cã thÓ thay ®æi tõ

3

4 ®Õn

3

4 phô

thuéc vµo lo¹i ®Êt vµ cÊu tróc ban ®Çu cña

®Êt. Trong qu¸ tr×nh ®Çm rung, ®Êt kh¸ rêi

nh thÕ SC

D

3 vµ u ®Òu cã gi¸ trÞ d¬ng.

Mçi lÇn ®Çm lµm t¨ng ¸p lùc níc lç rçng

vµ khi ®Êt ®¹t tíi tr¹ng th¸i hãa láng n¨ng

lîng bÞ tiªu t¸n (h×nh 2). Giai ®o¹n cuèi

quan s¸t thÊy ®Êt t¨ng cêng ®é (h×nh 3).

H×nh 2. ¸p lùc níc lç rçng gia t¨ng trong

qu¸ tr×nh ®Çm chÆt

Sãng P T¨ng ¸p lùc níc lç rçng lµm s¾p xÕp l¹i çc h¹t

Sãng P

C¾t çc h¹t ®Êt

Lµm çc h¹t s¾p xÕp chÆt h¬n

¸p lùc, triÖu bar

møc b·o hßa


Sù tiªu hao ¸p lùc níc lç rçng tíi h¹n

quan s¸t thÊy nhanh h¬n so víi x¸c ®Þnh bëi

hÖ sè thÊm cña ®Êt hoÆc víi qu¸ tr×nh gia t¶i

tÜnh. §ã lµ do çc khe nøt xuÊt hiÖn vµ ph¸t

triÓn theo ph¬ng híng t©m tõ vÞ trÝ t¸c

dông t¹o ®êng tho¸t cho níc lç rçng. Qu¸

tr×nh hãa láng lµ ®Êt t¨ng tÝnh thÊm.

KhÝ ë d¹ng bät bÞ nÐn trong qu¸ tr×nh ®Çm

vµ ®ãng vai trß lµ nguån ¸p lùc Ðp níc ra

khái ®Êt nÒn. RÊt khã ®Ó ®Þnh lîng hiÖn

tîng trong qu¸ tr×nh cè kÕt ®éng.

1. N¨ng lîng t¸c dông víi tm /m²

2. Sù thay ®æi thÓ tÝch theo thêi gian

3. Tû sè ¸p lùc níc lç rçng víi ¸p suÊt

hãa láng

4. Sù biÕn ®æi søc chÞu t¶i

5. ------ §êng bao xö lý

H×nh 3. Sù biÕn ®æi çc ®Æc tÝnh cña ®Êt

víi çc giai ®o¹n cè kÕt ®éng

§Çm chÆt ®Êt dÝnh kh«ng b·o hßa ®· ®îc

øng dông réng r·i, trong khi ®ã xö lý ®Êt dÝnh

b·o hßa míi chØ ®îc quan t©m vÒ mÆt lý thuyÕt.

L. Rendulic ®· tõng nghiªn cøu cè kÕt 3

chiÒu híng t©m.

R. Barron ®· hoµn chØnh c«ng thøc xÐt ®Õn

¶nh hëng cña viÖc c¶n trë tho¸t níc. H¬n

n÷a, nh÷ng nghiªn cøu ¸p dông cho trêng

hîp bÒ mÆt biÕn d¹ng tù do vµ biÕn d¹ng

th¼ng ®øng ®ång nhÊt.

Víi çc gi¶ thuyÕt cña K. Terzaghi vÒ cè

kÕt, nghiªn cøu ¶nh hëng chung cña viÖc gia

t¨ng ¸p lùc níc lç rçng cã thÓ biÓu diÔn díi

d¹ng gi¶ thiÕt cña mét nÒn ®¾p v« h¹n ®Æt

trªn líp sÐt cã tÝnh nÐn lón m¹nh trong

kho¶ng thêi gian t1.

Gi¶ thiÕt ®Æt ra lµ ¸p lùc níc lç rçng t¹o

ra do çc va ch¹m b»ng víi ¸p lùc níc lç

rçng t¹o ra bëi t¶i träng nÒn ®¾p.

Qu¸ tr×nh cè kÕt nµy víi kho¶ng thêi gian

t’f, trong ®ã

C«ng thøc sau cho phÐp so s¸nh thêi gian

t¬ng ®¬ng cña qu¸ tr×nh cè kÕt ®¹t ®îc t’f

cã ¶nh hëng vµ tf kh«ng bÞ ¶nh hëng.

Do ®ã t'f = U

1t

1 + (1- U1 ) t f

B¶ng 1 cho phÐp ta so s¸nh ®îc thêi gian

cè kÕt ®¹t ®îc t¹i çc thêi ®iÓm cã møc ®é cè

kÕt kh¸c nhau:

B¶ng 1

U1 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%

t1/t

f 0,009 0,037 0,083 0,148 0,231 0,337 0,474 0,669 1,00

t’1/t

f 0,901 0,807 0,725 0,659 0,615 0,602 0,632 0,735 1,00

NÕu cè kÕt s¬ cÊp kÕt thóc

U = 0,9 hoÆc T = 0,848 nÕu du = U1Ds

ta cã t'f = U

1t

1 + (1- U1 ) t f

§é cè kÕt tèi u diÔn ra trong kho¶ng U1 = 60%.

Søc chÞu t¶i, bar

§é hãa láng, %

du t'f


Cã thÓ kÕt luËn vÒ mÆt lý thuyÕt, thêi gian

cè kÕt cã thÓ gi¶m tíi 20 ®Õn 50% ®ã lµ mét

môc tiªu thùc tÕ Ýt khi ®¹t ®îc.

Tãm l¹i, sù va ch¹m cã t¸c dông lµ gi¶m

thêi gian cè kÕt tíi 20 ®Õn 50% phô thuéc vµo

møc ®é cè kÕt ®¹t ®îc díi t¸c dông cña t¶i

träng nÒn ®¾p vµ gi¶m ®îc sè lîng çc c«ng

tr×nh tho¸t níc th¼ng ®øng mµ vÉn t¨ng

nhanh ®îc tèc ®é cè kÕt.

Mét sè quan tr¾c hiÖn tîng nµy ®· ®îc

tiÕn hµnh t¹i hiÖn trêng ë Jurong, bån dÇu

Moblil hay bÓ chøa níc th¶i nhµ m¸y Palm

Jumeirah.

§ã gäi lµ gia t¶i ®éng.

Ph¬ng ph¸p hiÖu qu¶ n÷a c¶i t¹o nÒn ®Êt

sÐt dÎo ch¶y ®Õn ch¶y sö dông vËt liÖu çt

hoÆc cuéi sái díi t¸c dông cña t¶i träng ®éng

®îc m« t¶ sau ®©y.

H×nh 4. 350 tÊn.mÐt vµ 500 tÊn.mÐt

Kü thuËt, thiÕt bÞ còng lµ yÕu tè lín cho

viÖc xö lý. Menard ®· ph¸t triÓn thiÕt bÞ ®Æc

biÖt thÓ xö lý tíi ®é s©u lín.

S. Varaksin ®· ®Ò xuÊt ®iÒu chØnh çc

quy ®Þnh chung trong cña h·ng Menard víi

®é s©u xö lý (h, mÐt) cã quan hÖ tuyÕn tÝnh

víi c¨n bËc 2 cña n¨ng lîng bóa ®Çm

(tÊn.mÐt).

Víi c«ng thøc: h = C E (E ®¬n vÞ lµ

tÊn.mÐt)

Trong ®ã: C phô thuéc vµo tÝnh n¨ng cña

thiÕt bÞ ®Çm;

C = 1, R¬i tù do;

C = 0,8 th¶ b»ng çp têi c¬ häc;

C = 0,65 th¶ b»ng çp têi thñy lùc;

phô thuéc vµo ®Êt nÒn, níc díi ®Êt

= 1,0 víi çc líp ®¾p míi rÊt æn ®Þnh

= 0,5 víi ®Êt cè kÕt thêng.

H×nh 5. ThiÕt bÞ

ThiÕt bÞ th«ng thêng n»m trong çc

kho¶ng sau:

- 350 txm n¨ng lîng/bóa (cÈu d©y 120

tÊn ) (H×nh. 4);

- 500 txm n¨ng lîng/bóa (cÈu d©y ®«i 120

tÊn) (H×nh. 4);

- 700 txm n¨ng lîng/bóa (700 txm thiÕt

bÞ ®Æc biÖt) (H×nh. 5);

- 850 txm n¨ng lîng/bóa (hÖ thèng Mars)

(H×nh. 5);

- 1600 txm n¨ng lîng/bóa (th¸p 3 ch©n) (H×nh. 6);

- 4000 txm n¨ng lîng/bóa (m¸y Mega ) (H×nh. 7).


H×nh 6. 1600 txm - th¸p 3 ch©n

H×nh 7. 4000 txm - thiÕt bÞ Mega

1.2. Thay thÕ ®éng

Thay thÕ ®éng (DR) thùc chÊt lµ sù më réng

kü thuËt cè kÕt. Nhng kh¸c víi cè kÕt ®éng, thay

thÕ ®éng ®îc ph¸t triÓn ®Ó xö lý ®Êt yÕu lo¹i

dÝnh thËm chÝ lµ ®Êt than bïn. Kü thuËt nµy b¾t

®Çu víi viÖc t¹o ra çc hè b»ng çch ®Çm nhÑ.

Nh÷ng hè nµy sÏ ®îc lÊp ®Çy bëi çc vËt liÖu rêi

(vÝ dô nh cÊp phèi, ®¸, cuéi sái, ®¸ d¨m tíi kÝch

thíc 300mm), nh÷ng vËt liÖu nµy sÏ ®îc nÐn

chÆt díi t¸c dông cña t¶i träng ®éng. C«ng t¸c

®Çm ®îc lÆp l¹i cho tíi khi vËt liÖu cho vµo trong

hè gi¶m dÇn. VÒ c¬ b¶n, kÕt qu¶ thu ®îc chñ yÕu

cho çc cäc vËt liÖu rêi cã ®êng kÝnh lín. Çc cäc

nµy ®îc gäi lµ cäc DR víi ®êng kÝnh kho¶ng

2.5-3m, chiÒu dµi kho¶ng 5-7m. Qu¸ tr×nh thay

thÕ ®éng ®îc minh häa ë h×nh vÏ sè 9.

H×nh 8. Qu¸ tr×nh cè kÕt ®éng

Thay thÕ ®éng ®ßi hái tû lÖ diÖn tÝch thay thÕ

lµ 15 ®Õn 30% víi kho¶ng çch gi÷a çc cäc

thay ®æi trong kho¶ng 4.5 ®Õn 7m. Cäc DR

®êng kÝnh lín t¹o bëi ph¬ng ph¸p thay thÕ

®éng t¹o ra sù gia t¨ng søc chÞu t¶i cña ®Êt nÒn

dùa vµo c¶ nh÷ng vËt liÖu rêi trong ®Êt yÕu.

Ngoµi ra, dùa vµo hÖ sè thÊm cao cña vËt liÖu

rêi, ¸p lùc níc lç rçng phÝa díi vµ phÝa xung

quanh tiªu t¸n mét çch nhanh chãng. Nh

vËy, cäc DR cã u ®iÓm lµ cäc chÞu t¶i ®ång thêi

lµ giÕng tho¸t níc víi ®¬ng kÝnh lín.

H×nh. 9. Qu¸ tr×nh thay thÕ ®éng

1.4. Th«ng tin vÒ c«ng tr×nh:

Cè kÕt ®éng vµ thay thÕ ®éng ®îc lùa chän

®Ó xö lý nÒn cho bån chøa dÇu ®êng kÝnh lín

cho c«ng tr×nh nhµ m¸y läc dÇu ë Nam Trung

Bé ViÖt Nam. C«ng t¸c xö lý nÒn cho bån thÐp

®îc tiÕn hµnh dùa trªn c¬ së nguyªn t¾c ch×a

khãa trao tay. DiÖn tÝch x©y dùng ®îc chia

thµnh 2 khu vùc chÝnh: Khu vùc chøa dÇu

th¬ng phÈm vµ khu vùc chøa dÇu th«. Khu

vùc chøa dÇu th¬ng phÈm bao gåm 17 bån

1-T¹o hè 2- lÊp hè b»ng vËt liÖu rêi 3- tiÕp tôc ®Çm cäc çt

4 – lÊp hè b»ng vËt liÖu rêi LÆp bíc 3 vµ 4 ®Õn khi cäc thay thÕ ®¹t tíi chiÒu s©u thiÕt kÕ


chøa víi ®êng kÝnh lín nhÊt lªn tíi 56m trong

khi ®ã khu vùc chøa dÇu th« bao gåm 7 bån

chøa víi ®êng kÝnh lªn tíi 69m. ChiÒu cao lín

nhÊt cña bån lµ 22.7m.

Cè kÕt ®éng ®îc sö dông ®Ó xö lý líp ®Êt

nÒn phÝa díi víi thµnh phÇn chñ yÕu lµ çt ë

tr¹ng th¸i xèp ®Õn chÆt võa. Thay thÕ ®éng

®îc lùa chän ®Ó xö lý líp ®Êt nÒn phÝa díi çc

bån chøa dÇu th« víi çc líp sÐt bôi yÕu víi bÒ

dµy lªn tíi 9m, phÝa díi lµ ®¸ bazan. B¸o ço

nµy lµm næi bËt gi¶i ph¸p xö lý nÒn b»ng cè kÕt

®éng vµ thay thÕ ®éng cho bån chøa dÇu th« vµ

dÇu th¬ng phÈm (mçi lo¹i 1 bån). (Xem tiÕp sè sau)

Ngêi ph¶n biÖn: GS.TS. NguyÔn Trêng TiÕn

KÕt qu¶ m« h×nh ho¸ çc ®Æc trng thÝ nghiÖm c¾t

mÉu ®Êt víi ®é Èm kh«ng ®æi trªn m¸y nÐn 3 trôc

b»ng m« h×nh ®µn - dÎo

TrÞnh Minh Thô*

C¥ HäC §ÊT §¸ Simulation results of the triaxial tess under the consolidated drained condition by using elasto-plastic model theory. Abstract: This paper presents the simulation results of the triaxial tests under the Consolidated Drained (CD) condition on compacted silt specimens at the maximum dry density and optimum water content. The theoretical framework for simulating of the triaxial tests under the CD condition was based on the elasto-plastic model with the incorporation of soil-water characteristic curve (SWCC). The shear strength, excess pore-water pressure and volume change during shearing under the constant water content conditions were simulated using the proposed elasto-plastic model. The simulation results show good agreement between the simulation using proposed equations and the experimental results. Keywords: Matric suction, yield surface, soil-water characteristic curve, elasto-plastic model, unsaturated soil, consolidated drained triaxial tests.

I. Giíi thiÖu

§· cã kh¸ nhiÒu nhµ nghiªn cøu dïng m«

h×nh ®µn - dÎo ®Ó dù tÝnh çc ®Æc trng cña

®Êt kh«ng b·o hoµ trong qu¸ tr×nh c¾t. Vµ

còng cã nhiÒu m« h×nh dù tÝnh çc ®Æc trng

cña ®Êt kh«ng b·o hoµ ®îc kiÕn nghÞ nh:

Alonso vµ nnk. (1990), Gen vµ Alonso (1992);

Thomas vµ He (1994); Wheeler vµ Sivakumar

(1995); Cui vµ Delage (1996); Wheeler (1996);

Bolzon vµ nnk. (1996); Rampino vµ nnk.

(1999); Simoni vµ Schrefler (2001); Tang vµ

Graham (2002); Chiu vµ Ng (2003). Çc m«

h×nh trªn ®îc x©y dùng dùa trªn nÒn cña çc

biÕn tr¹ng th¸i ®éc lËp. Ph¬ng ph¸p x©y

dùng vµ ph¸t triÓn çc m« h×nh cho ®Êt

kh«ng b·o hoµ ®îc më réng tõ çc m« h×nh

dïng cho ®Êt ë tr¹ng th¸i b·o hoµ (Alonso vµ

nnk. 1990; Thomas vµ He 1994; Wheeler vµ

Sivakumar 1995; Cui vµ Delage 1996;

Wheeler 1996; Bolzon nnk. 1996; Simoni vµ

Schrefler 2001). Tuy nhiªn sù kh¸c nhau gi÷a

çc m« h×nh ®ã lµ ë chç ®· sö dông çc gi¶

thiÕt vµ çc quan hÖ c¬ b¶n kh¸c nhau.

Trong mÊy chôc n¨m qua, nhiÒu t¸c gi¶ ®·

nghiªn cøu vai trß cña ®é hót dÝnh hay ®é b·o

hoµ trong çc ®Æc tÝnh cña ®Êt kh«ng b·o hoµ.

¶nh hëng cña ®é hót dÝnh ®Õn cêng ®é

chèng c¾t, biÕn thiªn thÓ tÝch vµ ¸p lùc níc

lç rçng d ®· ®îc nhiÒu t¸c gi¶ nghiªn cøu

(Bishop vµ Donald 1961; Fredlund vµ

* Trêng §¹i häc Thñy lîi

175 T©y S¬n, §èng §a, Hµ Néi

D§: 0904187880


Morgenstern 1977; Fredlund vµ nnk. 1978;

Alonso vµ nnk. 1987; Fredlund vµ Rahardjo

1993; Wheeler vµ Karube 1995; Graham vµ

nnk. 1995; Delage vµ Graham 1995; Wheeler

1996; Cui vµ Delage 1996; Wheeler vµ

Sivakumar 1993; Rampino vµ nnk. 1999,Tang

vµ Graham 2002; Chiu vµ Ng 2003).

Môc tiªu chÝnh cña bµi b¸o nµy lµ tÝnh

to¸n cêng ®é chèng c¾t, ¸p suÊt níc lç rçng

d vµ biÕn thiªn thÓ tÝch cña ®Êt kh«ng b·o

hoµ khi thÝ nghiÖm c¾t mÉu trªn m¸y nÐn ba

trôc theo m« h×nh ®µn dÎo cho ®Êt kh«ng b·o

hoµ cã kÕt hîp sö dông ®êng cong ®Æc trng

®Êt - níc.

Çc kÕt qu¶ tÝnh to¸n tõ m« h×nh thÝ

nghiÖm nµy ®· gÇn trïng khíp víi lý thuyÕt

®µn dÎo t¬ng tù nh ®èi víi ®Êt b·o hßa khi

cïng thùc hiÖn trªn m¸y nÐn 3 trôc nhng

cha c¶i tiÕn.

II. C¬ së lý thuyÕt cña m« h×nh

®µn dÎo cho ®Êt kh«ng b·o hoµ

§Æc trng cña ®Êt kh«ng b·o hoµ cã thÓ

®îc m« t¶ bëi 5 th«ng sè, ®ã lµ: øng suÊt

thùc trung b×nh, p, øng suÊt lÖch, q, ®é hót

dÝnh, s, thÓ tÝch riªng, v vµ thÓ tÝch riªng cña

níc, vw, chóng ®îc ®Þnh nghÜa nh sau:

1 2 3

3ap u

(1)

1 3q (2)

a ws u u

(3)

1v e (4)

1wv Se (5)

Trong ®ã:

p - øng suÊt thùc trung b×nh,

1 2 3, , - øng suÊt ph¸p chÝnh tæng,

ua - ¸p lùc khÝ lç rçng,

q - øng suÊt lÖch,

s - ®é hót dÝnh cña ®Êt,

uw - ¸p lùc níc lç rèng,

v - thÓ tÝch riªng,

e - ®é rçng,

vw - thÓ tÝch riªng cña níc, vµ

S - ®é b·o hoµ

Lý thuyÕt chi tiÕt vÒ m« h×nh ®µn dÎo dïng

cho ®Êt kh«ng b·o hoµ cã kÕt hîp víi ®êng

cong ®Æc trng ®Êt - níc ®· ®îc Thô tr×nh

bµy (2006).

III. ChuÈn bÞ mÉu vµ tiÕn hµnh

thÝ nghiÖm trªn m¸y nÐn 3 trôc

Çc mÉu ®Êt thÝ nghiÖm ®îc ®Çm nÐn

tÜnh t¹i dung träng kh« lín nhÊt lµ 31.35 /Mg m vµ ®é Èm tèt nhÊt lµ 22%. MÉu

®Êt ®îc ®Çm nÐn tÜnh tõ 10 líp ®Êt máng

mçi líp dµy 10mm. ChiÒu cao vµ ®êng kÝnh

mÉu t¬ng øng lµ 100mm vµ 50mm. Quy

tr×nh ®Çm nÐn mÉu ®Êt thÝ nghiÖm ®· ®îc

Thô tr×nh bµy (2008).

Trong ®iÒu kiÖn nÐn ba trôc mÉu h×nh trô,

biÓu thøc (1) vµ (2) thêng ®îc viÕt l¹i nh sau:

ar up

3

21 vµ q = ã1 – ãr trong ®ã

ãr = ã3

1. ThÝ nghiÖm c¾t mÉu ®Êt víi ®é Èm

kh«ng ®æi

ThÝ nghiÖm c¾t mÉu ®Êt kh«ng b·o hoµ ®·

®îc tiÕn hµnh trªn m¸y nÐn 3 trôc c¶i tiÕn.

ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm nÐn 3 trôc c¶i tiÕn ®· ®îc

m« t¶ bëi Fredlund vµ Rahardjo (1993). ThiÕt bÞ

nµy cho phÐp khèng chÕ c¶ ¸p lùc khÝ vµ níc lç

rçng b»ng sö dông kü thuËt chuyÓn trôc.

2. Giai ®o¹n b·o hoµ mÉu

§Çu tiªn tÊt c¶ çc mÉu ®Êt ®Òu ®îc b·o

hoµ ®Ó chóng cã cïng ®é Èm vµ ®é b·o hoµ.

Qu¸ tr×nh b·o hoµ ®îc tiÕn hµnh b»ng ¸p

suÊt ngîc víi ¸p suÊt buång 3 , vµ ¸p suÊt

níc lç rçng, wu , ®Õn khi hÖ sè ¸p suÊt níc lç

rçng ®¹t gi¸ trÞ gÇn b»ng 1. MÉu ®Êt ®îc coi

lµ b·o hoµ hoµn toµn khi hÖ sè ¸p suÊt níc lç

rçng ®¹t gi¸ trÞ b»ng hoÆc lín h¬n 0,97. Qu¸

tr×nh b·o hoµ cho mçi mÉu ®Êt trong thÝ

nghiÖm nµy thêng kÐo dµi kho¶ng 4 ngµy.

3. Qu¸ tr×nh cè kÕt vµ t¹o ®é hót dÝnh

trong mÉu

Trong qu¸ tr×nh cè kÕt, mÉu ®Êt ®îc nÐn

b»ng ¸p suÊt h«ng thùc 3 wu . BiÕn thiªn

øng suÊt vµ thÓ tÝch cña mÉu trong qu¸ tr×nh

cè kÕt tho¸t níc ®îc ®o b»ng thiÕt bÞ kiÓm

so¸t sè hãa tù ®éng vÒ ¸p suÊt vµ thÓ tÝch

(digital pressure and volume controller-

DPVC). Qu¸ tr×nh cè kÕt ®îc coi lµ kÕt thóc

khi níc trong mÉu hÇu nh kh«ng tho¸t ra

n÷a hoÆc qu¸ tr×nh tiªu t¸n ¸p suÊt níc lç

rçng d kÕt thóc. Thêi gian ®Ó qu¸ tr×nh cè

kÕt nµy kÐo dµi kho¶ng 1giê.


Khi giai ®o¹n cè kÕt trªn hoµn thµnh, th×

ng¾t ®êng ¸p lùc níc nèi t¹i mò trªn ®Çu

mÉu vµ thay vµo ®ã lµ ®êng ¸p lùc khÝ ®Ó t¹o

®é hót dÝnh trong mÉu; cßn ®êng ¸p lùc níc

chuyÓn nèi víi buång nhá chøa níc díi ®¸y

mÉu. Nh vËy trong qu¸ tr×nh t¹o ®é hót

dÝnh, thÓ tÝch mÉu ®Êt sÏ biÕn thiªn theo ¸p

suÊt h«ng thùc 3 wu vµ ®é hót dÝnh

a wu u , vµ lîng níc tho¸t ra tõ mÉu ®Ó

c©n b»ng víi ®é hót dÝnh ®îc ghi l¹i b»ng

thiÕt bÞ DPVC.

Qu¸ tr×nh c©n b»ng vÒ ®é hót dÝnh trong

mÉu ®îc coi lµ kÕt thóc khi lîng níc tho¸t

ra hÇu nh b»ng kh«ng. Thêi gian cho qu¸

tr×nh c©n b»ng ®é hót dÝnh thêng kÐo dµi

kho¶ng 3 ®Õn 5 ngµy.

4. Tèc ®é c¾t vµ ®iÒu kiÖn kÕt thóc

qu¸ tr×nh c¾t

Trong thÝ nghiÖm c¾t, dïng tèc ®é gia t¶i

däc trôc lµ 0,009mm/phót. Qu¸ tr×nh c¾t kÕt

thóc khi ®é lÖch øng suÊt 1 3( )q ®·

vît qua ®iÓm ®Ønh vµ ®¹t gi¸ trÞ kh«ng ®æi

hoÆc mÆt ph¸ ho¹i trªn mÉu quan s¸t râ rµng

hay biÕn d¹ng däc trôc lín h¬n 20%

5. C¾t víi ®é Èm kh«ng ®æi

Trong s¬ ®å thÝ nghiÖm nµy çc mÉu ®îc

c¾t trong ®iÒu kiÖn pha khÝ tho¸t tù do, nhng

kh«ng cho pha níc tho¸t ra ngoµi. Trêng

hîp nµy, van cña ¸p suÊt khÝ ®îc më vµ gi÷

t¹i gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh trong khi ®ã van cña pha

níc ®îc ®ãng l¹i. Trong qu¸ tr×nh c¾t, ¸p

suÊt khÝ, ua, ®îc gi÷ t¹i gi¸ trÞ b»ng ¸p suÊt

khÝ ë giai ®o¹n t¹o c©n b»ng vÒ ®é hót dÝnh. ¸p

suÊt níc lç rçng uw trong ®Êt, t¨ng hay gi¶m

phô thuéc vµo sù gi¶m hay t¨ng cña thÓ tÝch

mÉu trong qu¸ tr×nh c¾t. Hay nãi çch kh¸c ®é

hót dÝnh trong mÉu biÕn ®æi trong qu¸ tr×nh

c¾t. Chi tiÕt vÒ quy tr×nh vµ kÕt qu¶ thÝ

nghiÖm ®· ®îc Thô tr×nh bµy (2007).

IV. KÕt qu¶ tÝnh to¸n tõ m« h×nh vµ

so s¸nh víi kÕt qu¶ thÝ nghiÖm

M« h×nh ®µn dÎo cho ®Êt kh«ng b·o hoµ

kÕt hîp víi ®êng cong ®Æc trng ®Êt níc. ®·

®îc Thô kiÕn nghÞ (2006), dïng ®Ó dù tÝnh

cêng ®é chèng c¾t, biÕn thiªn ¸p suÊt níc lç

rçng vµ biÕn thiªn thÓ tÝch trong qu¸ tr×nh

c¾t díi ®iÒu kiÖn ®é Èm kh«ng thay ®æi.

ViÖc tÝnh to¸n cêng ®é kh¸ng c¾t, biÕn thiªn

¸p suÊt níc lç rçng vµ biÕn d¹ng thÓ tÝch t¬ng

®èi trong qu¸ tr×nh c¾t víi ®é Èm kh«ng ®æi b»ng

m« h×nh lý thuyÕt ®µn dÎo ®îc tiÕn hµnh trªn

b¶ng tÝnh trong excel. Çc h»ng sè ban ®Çu ®îc

dïng trong tÝnh to¸n cña m« h×nh ®µn dÎo nµy

®îc tr×nh bµy trªn b¶ng 1 vµ 2. Lý thuyÕt vµ

çc ph¬ng tr×nh dïng ®Ó tÝnh to¸n cêng ®é

chèng c¾t, biÕn thiªn ¸p suÊt níc lç rçng vµ

biÕn thiªn thÓ tÝch ®· ®îc Thô tr×nh bµy (2006).

BiÕn thiªn cña çc tham sè trong m« h×nh ®µn

dÎo øng víi mçi cÊp ¸p suÊt hót dÝnh còng ®·

®îc Thô nªu (2008).

B¶ng 1. B¶ng tæng hîp çc th«ng sè ban ®Çu cu¶ mÉu ®Êt tõ kÕt qu¶

thÝ nghiÖm cè kÕt ®¼ng híng trªn m¸y nÐn 3 trôc

MÉu ®Êt s k (s) N(s) pc (kPa)

ISC - 0 0.063 0.027 2.100 22

ISC - 50 0.057 0.024 2.090 72


ISC - 100 0.047 0.015 2.075 160

ISC - 150 0.043 0.013 2.070 210

ISC - 200 0.040 0.011 2.067 235

B¶ng 2 B¶ng tæng hîp çc th«ng sè tr¹ng th¸i tíi h¹n cña ®Êt tõ thÝ nghiÖm c¾t

víi ®é Èm kh«ng ®æi díi çc ¸p suÊt buång vµ ¸p suÊt hót dÝnh kh¸c nhau

§é hót dÝnh

(kPa)

( )s ( )s (kPa) ( )s s s -ps (kPa)

0 2.018 0.0 0.113 0.013 0.002 0.0

80 1.981 66.7 0.074 0.013 0.002 49.6

115 1.970 75.1 0.064 0.013 0.002 57.6

150 1.964 83.6 0.059 0.013 0.002 64.9

245 1.948 99.6 0.047 0.013 0.002 77.1

So s¸nh gi÷a kÕt qu¶ tÝnh to¸n tõ m« h×nh

kiÕn nghÞ vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm c¾t mÉu trùc

tiÕp theo s¬ ®å nªu trong môc III.5 ®îc tiÕn

hµnh trªn çc mÉu CW250-100 vµ CW350-100.

Trong çc mÉu cã ký hiÖu CWx-y th× x lµ gi¸

trÞ ¸p suÊt buång thùc trong qu¸ tr×nh c¾t vµ

y lµ ®é hót dÝnh ban ®Çu cña mÉu.

H×nh 1 vµ 2 tr×nh bµy so s¸nh çc quan hÖ

øng suÊt lÖch vµ biÕn d¹ng t¬ng ®èi däc trôc

víi ®é Èm thÓ tÝch kh«ng ®æi theo kÕt qu¶ thÝ

nghiÖm vµ tÝnh tõ lý thuyÕt ®µn dÎo t¬ng

øng cho çc mÉu CW250-100 vµ CW350-100.

KÕt qu¶ dù tÝnh tõ m« pháng theo lý

thuyÕt ®µn dÎo [Thu, 2006] kh¸ gÇn víi kÕt

qu¶ tõ thÝ nghiÖm nÐn ba trôc c¶i tiÕn.

Bien dang doc truc, y (%)

0 5 10 15 20 25 30

Ung s

uat

lec

h,

q (

kP

a)

0200400600800

1000120014001600

Kq thi nghiem

Kq tinh tu mo hinh

H×nh 1 So s¸nh kÕt qu¶ tÝnh to¸n tõ m« h×nh

lý thuyÕt ®µn dÎo vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm mÉu

vÒ quan hÖ gi÷a øng suÊt lÖch vµ biÕn d¹ng

däc trôc cho mÉu ®Êt CW250-100


0 5 10 15 20 25 30

Ung s

uat

lec

h,

q (

kP

a)

0200400600800

1000120014001600

Kq thi nghiem

Kq tinh tu mo hinh

H×nh 2 So s¸nh kÕt qu¶ tÝnh to¸n tõ m« h×nh

lý thuyÕt ®µn dÎo vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm mÉu

vÒ quan hÖ gi÷a øng suÊt lÖch vµ biÕn d¹ng

däc trôc cho mÉu ®Êt CW350-100

H×nh 3 vµ 4 tr×nh bµy so s¸nh gi÷a kÕt qu¶

tÝnh to¸n vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm vÒ biÕn thiªn

¸p suÊt níc lç rçng trong qu¸ tr×nh c¾t trªn

m¸y nÐn 3 trôc trong ®iÒu kiÖn ®é Èm kh«ng

®æi t¬ng øng víi çc mÉu ®Êt CW250-100 vµ

CW350-100.

KÕt qu¶ tÝnh to¸n biÕn thiªn ¸p suÊt níc

lç rçng trong qu¸ tr×nh c¾t theo m« h×nh lý

thuyÕt ®µn dÎo [Thu (2006)] kh¸ phï hîp víi

kÕt qu¶ ®o tõ thÝ nghiÖm nÐn mÉu ®Êt trªn

m¸y nÐn 3 trôc c¶i tiÕn.

H×nh 5 vµ 6 tr×nh bµy so s¸nh gi÷a kÕt qu¶

tÝnh to¸n tõ m« h×nh lý thuyÕt ®µn dÎo vµ kÕt

qu¶ thÝ nghiÖm vÒ biÕn d¹ng thÓ tÝch trong

qu¸ tr×nh c¾t mÉu ®Êt díi ®iÒu kiÖn c¾t víi

®é Èm kh«ng ®æi t¬ng øng cho mÉu ®Êt

CW250-100 vµ CW350-100.

KÕt qu¶ tõ h×nh vÏ cho thÊy sù phï hîp

gi÷a kÕt qu¶ tÝnh to¸n vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm

tõ mÉu c¾t trªn m¸y nÐn 3 trôc.


0 5 10 15 20 25 30Ap

lu

c n

uoc

lo r

on

g, u

w (

kP

a)

0

20

40

60

80

100

120

Kq thi nghiem

Kq tinh tu mo hinh

H×nh 3. So s¸nh gi÷a kÕt qu¶ tÝnh to¸n tõ m«

h×nh vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm vÒ sù thay ®æi ¸p


lùc níc lç rçng trong qu¸ tr×nh c¾t mÉu ®Êt

CW250-100 trªn m¸y nÐn 3 trôc


0 5 10 15 20 25 30

Ap l

uc

nuoc

lo r

ong,

uw (

kP

a)

0

20

40

60

80

100

120

Kq thi nghiem

Kq tinh tu mo hinh


h×nh vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm vÒ sù thay ®æi ¸p

lùc níc lç rçng trong qu¸ tr×nh c¾t mÉu ®Êt

CW350-100 trªn m¸y nÐn 3 trôc


0 5 10 15 20 25 30

Bie

n d

ang t

he

tich

, v

(%

)

-10

-5

0

5

10

Kq thi nghiem

Kq tinh tu mo hinh


h×nh vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm vÒ biÕn d¹ng thÓ

tÝch cña mÉu ®Êt CW250-100 trong qu¸ tr×nh

c¾t trªn m¸y nÐn 3 trôc


0 5 10 15 20 25 30

Bie

n d

ang t

he

tich

, v

(%

)

-10

-5

0

5

10

Kq thi nghiem

Kq tinh tu mo hinh


h×nh vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm vÒ biÕn d¹ng thÓ

tÝch cña mÉu ®Êt CW350-100 trong qu¸ tr×nh

c¾t trªn m¸y nÐn 3 trôc

V. KÕt luËn

- C¸c kÕt qu¶ tõ nghiªn cøu nµy ®· cho

thÊy sù phï hîp gi÷a kÕt qu¶ tÝnh to¸n tõ m«

h×nh lý thuyÕt ®µn dÎo vµ c¸c kÕt qu¶ thÝ

nghiÖm vÒ cêng ®é chèng c¾t, biÕn thiªn ¸p

suÊt níc lç rèng vµ biÕn thiªn thÓ tÝch trong

®iÒu kiÖn c¾t víi ®é Èm kh«ng ®æi.

- Tõ kÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy r»ng

hoµn toµn cã thÓ dïng lý thuyÕt ®µn dÎo cña

®Êt b·o hoµ ®Ó ph¸t triÓn m« h×nh tÝnh to¸n

cho ®Êt kh«ng b·o hoµ.

- M« h×nh lý thuyÕt ®µn dÎo trong nghiªn

cøu nµy kÕt hîp víi ®êng cong ®Æc trng ®Êt

níc ®· thÓ hiÖn b¶n chÊt vËt lý cña ®Êt

kh«ng b·o hoµ. §ång thêi trong m« h×nh ®·

xÐt ®îc biÕn thiªn cña gãc dèc nh¸nh dì t¶i

khi ®é hót dÝnh thay ®æi mµ tríc ®©y cha

xÐt tíi.

- Cã thÓ dïng m« h×nh lý thuyÕt ®µn dÎo

nµy ®Ó tÝnh to¸n cêng ®é chèng c¾t, biÕn

thiªn ¸p suÊt níc lç rçng vµ biÕn thiªn thÓ

tÝch trong qu¸ tr×nh c¾t mÉu ®Êt víi ®é Èm

kh«ng ®æi trªn m¸y nÐn 3 trôc c¶i tiÕn.

Tµi liÖu tham kh¶o

Alonso, E. E., Gens, A. and Josa, A. 1990. A

constitutive model for partially saturated soils.

Geotechnique, 40: 405-430.

Alonso, E. E., Gens, A. and Hight, D.W. A. 1987.

Special problem soils. In Proceedings of the 9th

European Conference on Soil Mechanics and

Foundation Engineering, Dublin, Vol. 3, pp.1087-1146.

Bishop, A.W. and Donald, LB. (1961), “The

Experimental Study of Partly Saturated Soil in the

Triaxial Apparatus”, In Proceedings of 5th International

Conference of Soil Mechanics Foundation Engineering,

France, Vol. 01, pp. 13-21.

Bolzon, G., Schrefler, B.A. and Zienkiewicz, O.C.

1996. Elasto-plastic soil constitutive laws

generalized to partially saturated states.

Geotechnique 46: 279-289.

Chiu, C. F and Ng, C. W. W. 2003. A state-

dependent elasto-plastic model for saturated and

unsaturated soils. Geotechnique. 53: 809-829.

Cui, Y. J., and Delage, P. 1996. Yielding and

plastic behaviour of unsaturated compacted silt.

Geotechnique. 46 (2): 291-311.

Delage, P., and Graham, J. 1995. Understanding

the behaviour of unsaturated soils requires reliable

conceptual models. State-of-art report, section 1, soil

properties. In Proceedings of the 1st International

Conference on Unsaturated Soils, Paris. Edited by

E.E. Alonso and P. Delage. A.A. Balkema,

Rotterdam, Vol.3, pp. 1223-1256.

Fredlund, D.G. and Morgenstern, N.R. 1977.

Stress state variables for unsaturated soils. Journal

of the Geotechnical Engineering Division, ASCE.,

103 (GT5): 447-466.

Fredlund, D.G., Morgenstern, N.R., and Widger,

R.A. 1978. The shear strength of unsaturated soils.

Canadian Geotechnical Journal. 15: 313-321.

Fredlund, D.G. and Rahardjo, H. 1993. Soil

Mechanics for Unsaturated Soils. John Wiley and

Sons Inc., New York.

Graham, J., Wiebe, B., Tang, X., and Onofrei, C.

1995. Strength and stiffness of unsaturated sand-

bentonite “buffer”. In Proceedings of the 1st

International Conference on Unsaturated Soils,


Paris. Edited by E.E. Alonso and P. Delage. A.A.

Balkema, Rotterdam, pp. 89-94.

Rampino, C., Macuso, C., and Vinale, F. 1999.

Mechanical behavior of an unsaturated dynamically

compacted silty sand. Italian Geotechnical Journal,

33(2): 26-39.

Simoni, L. and Schrefler, B.A. 2001. Parameter

identification for a suction-dependent plasticity model.

International Journal of Numerical and Analysis in

Mechanics and Geomechanic, 25: 273-288.

Tang, G.X. and Graham, J. 2002. A possible

elasto-plastic framework for unsaturated soils with

high-plasticity. Canadian Geotechnical Journal, 39:

894-907.

Thomas, H. R. and He, Y. 1994. Analysis of couple

heat and moisture and air transfer in a deformable

unsaturated soil. Geotechnique 44, (5): 677-689.

Thô, T.M. 2006. M« h×nh ®µn dÎo cho ®Êt kh«ng

b·o hoµ. T¹p chÝ §Þa kü thuËt, sè 3-2006, trang: 8-14.

Thô, T.M. 2008. Nghiªn cøu c¸c ®Æc trng vÒ

tr¹ng th¸i tíi h¹n cña ®Êt kh«ng b·o hoµ. T¹p chÝ

Khoa häc kü thuËt Thuû lîi vµ M«i trêng sè 22

th¸ng 9 n¨m 2008, trang 93-98.

Wheeler, S. J. 1996. Inclusion of specific water

volume within an elasto-plastic model for

unsaturated soil. Canadian Geotechnical Journal,

33: 42-57.

Wheeler, S. J. and Karube, D. 1995. State of the art

report: Constitutive modeling. In Proceedings of the 1st

International Conference on Unsaturated Soils, Paris,

France, Vol.3, pp. 1323-1356.

Wheeler, S. J. and Sivakumar, V. 1993.

Development and application of a critical state model

for unsaturated soil. Predictive soil mechanics. Thomas

Telford, London.

Wheeler, S. J. and Sivakumar, V. 1995. An elasto-

plastic critical state framework for unsaturated soil.

Geotechnique, 45: 35-53.

Ngêi ph¶n biÖn: GS. NguyÔn C«ng MÉn


ÇC PH¦¥NG PH¸P PH¢N VïNG

NGUY C¥ TR¦îT Lë §ÊT DO M¦A

§ç Minh §øc*

§ÞA CHÊT C¤NG TR×NH

Some methods appied to location of geohazard caused by rainfall

Abstract: Landslide induced by rainfall is one of the most severe

hazards at the slopes in Vietnam which has caused significant loss of

properties and casualties. The accurate landslide risk assessment

therefore is important for the hazard mitigation and planning of socio-

economic development in the sloping areas. Based on the mechanism of

rainfall-induced landslides and factors influencing slope instability,

the paper elucidates the principles and the scope of using several

methods such as geomorphology, overall score evaluation and

geotechnics. The geotechnical method is used for landslide lacation at

detail scale of 1/5,000 or larger. In fact, the map is commonly compiled

at the small and medium scales where the score evaluation is popular.

Therefore the paper deals mainly with the methods of overall score

evaluation including landslide inventory, statistical models and

deterministic approach.

1. Kh¸i niÖm vµ nguyªn t¾c

ph©n vïng trît lë

Trît lë lµ kh¸i niÖm chØ sù dÞch chuyÓn

cña çc khèi ®Êt ®¸ theo m¸i dèc, bao gåm c¶

trît lë ®Êt, ®¸ ®æ, ®¸ l¨n, lò bïn ®¸,... Sù

dÞch chuyÓn cña khèi ®Êt ®¸ ë m¸i dèc cã thÓ

cã quy m« lín hoÆc rÊt nhá, liªn tôc hay

kh«ng liªn tôc. Thùc chÊt dÞch chuyÓn ë ®©y

lµ biÓu hiÖn ®éng lùc cña qu¸ tr×nh ph¸ hñy

m¸i dèc díi t¸c dông chñ yÕu cña träng lùc.

Khi dÞch chuyÓn tÝch lòy ®ñ lín, ®Êt ®¸ bÞ ph¸

hñy hoµn toµn, khèi ®Êt ®¸ trît víi tèc ®é

nhanh h¬n h¼n theo sên m¸i dèc. HiÖn

tîng nµy thêng x¶y ra khi cã t¸c ®éng trùc

tiÕp cña çc yÕu tè g©y trît (triggering

factor) nh ma lín, ho¹t ®éng ®Þa chÊn. Tuy

nhiªn, kh«ng ph¶i toµn bé khèi ®Êt ®¸ bÞ ph¸

hñy mµ sù ph¸ hñy chñ yÕu x¶y ra theo

nh÷ng mÆt nhÊt ®Þnh, gäi lµ mÆt trît. Qu¸

tr×nh ph¸ hñy ®Êt ®¸, dÉn ®Õn sù h×nh thµnh,

ph¸t triÓn mÆt trît phô thuéc vµo nhiÒu yÕu

tè kh¸c nhau nh ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt, ®Þa m¹o,

tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt ®¸, th¶m thùc vËt, ®Æc

®iÓm khÝ tîng, thñy v¨n,... Theo kh«ng gian,

çc yÕu tè nµy lu«n biÕn ®æi vµ cã møc ®é ¶nh

hëng kh¸c nhau ®Õn sù æn ®Þnh cña m¸i dèc.

Do vËy, nguy c¬ trît lë, theo çch gäi phæ

biÕn hiÖn nay (thùc chÊt lµ nguy c¬ m¸i dèc bÞ

ph¸ hñy) còng cã sù biÕn ®æi vµ cã thÓ ®îc

ph©n chia thµnh çc vïng kh¸c nhau.

ViÖc nghiªn cøu ph©n vïng nguy c¬ trît

lë ®· ®îc b¾t ®Çu ®Èy m¹nh tõ nh÷ng n¨m

1970 vµ tíi nay vÉn lµ ®Ò tµi mang tÝnh thêi

sù, g¾n liÒn víi ®¸nh gi¸ rñi ro tai biÕn trît

lë. NhiÒu ph¬ng ph¸p kh¸c nhau ®· vµ ®ang

®îc sö dông. Tuy cã nh÷ng kh¸c biÖt nhÊt

®Þnh nhng chóng ®Òu ®îc x©y dùng trªn c¬

së 3 nguyªn t¾c c¬ b¶n:

1- Qu¸ khø vµ hiÖn t¹i lµ ch×a khãa ®Ó gi¶i

®o¸n t¬ng lai (past and present are keys to

the future): §©y lµ mét trong çc nguyªn t¾c

* Trêng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn

334 NguyÔn Tr·i, Thanh Xu©n, Hµ Néi

D§: 0912042804

Email: ducdm@*******.edu.vn


®îc sö dông rÊt phæ biÕn trong nghiªn cøu

®Þa chÊt. Theo ®ã, çc m¸i dèc cã ®Æc ®iÓm

t¬ng tù nh çc m¸i dèc ®· x¶y ra trît lë

còng sÏ x¶y ra hiÖn tîng trît lë trong t¬ng

lai. Sö dông nguyªn t¾c nµy cã thÓ dù b¸o

®îc kiÓu trît, quy m«, tÇn suÊt vµ møc ®é

¶nh hëng cña çc khèi trît.

2. Cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc çc ®iÒu kiÖn chÝnh

g©y ra trît lë: B»ng viÖc kh¶o s¸t çc khèi trît

(c¶ tríc vµ sau khi x¶y ra trît lë) çc yÕu tè

¶nh hëng nh ®é cao, ®é dèc cña m¸i dèc, ®Æc

®iÓm ®Êt ®¸, th¶m thùc vËt, ho¹t ®éng nh©n

sinh (nÕu cã),... hoµn toµn cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh.

3. Cã thÓ íc tÝnh ®îc møc ®é nguy c¬

trît lë: Theo çc nguyªn t¾c ë trªn khi çc

nguyªn nh©n, ®iÒu kiÖn dÉn ®Õn trît lë ®îc

lµm s¸ng tá th× ¶nh hëng cña tõng yÕu tè cã

thÓ ®îc x¸c ®Þnh ®Þnh tÝnh hoÆc b¸n ®Þnh

lîng. Nh vËy nÕu ®¸nh gi¸ tæng hîp tÊt c¶

çc yÕu tè ¶nh hëng t¹i mçi m¸i dèc cô thÓ

cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc møc ®é nguy c¬ trît lë.

§©y lµ c«ng viÖc cã thÓ tiÕn hµnh b»ng nh÷ng

çch thøc tõ rÊt ®¬n gi¶n ®Õn rÊt phøc t¹p víi

sù trî gióp cña m¸y tÝnh, tïy thuéc vµo c¬ së

d÷ liÖu hiÖn cã.

Bªn c¹nh çc nguyªn t¾c trªn chóng ta vÉn

ph¶i chÊp nhËn mét thùc tÕ lµ ngay c¶ khi

tiÕn hµnh thµnh lËp b¶n ®å ph©n vïng rÊt chi

tiÕt kÕt hîp víi c«ng t¸c quan tr¾c hiÖn

trêng th× vÉn rÊt khã dù ®o¸n chÝnh x¸c thêi

gian vµ ®Þa ®iÓm x¶y ra hiÖn tîng trît lë.

Ph©n vïng nguy c¬ trît lë ®Êt do ma

®îc chia thµnh 2 nhãm: a) X¸c ®Þnh çc

vïng cã nguy c¬ trît lë ë çc møc ®é kh¸c

nhau, vµ b) §¸nh gi¸ møc ®é æn ®Þnh cña m¸i

dèc khi x¶y ra ma lín. Nhãm thø nhÊt bao

gåm çc ph¬ng ph¸p ®Þa m¹o, cho ®iÓm,

thèng kª vµ ®Þa kü thuËt. Nhãm thø hai bao

gåm ph¬ng ph¸p thùc nghiÖm ®¬n gi¶n hãa

vµ ph¬ng ph¸p dùa trªn ngìng lîng ma

giíi h¹n. Trong khu«n khæ giíi h¹n cña bµi

b¸o chØ tËp trung tr×nh bµy çc ph¬ng ph¸p

thuéc nhãm thø nhÊt.

2. C¬ chÕ cña hiÖn tîng ma

g©y mÊt æn ®Þnh m¸i dèc

Trong çc bµi to¸n cña C¬ häc ®Êt b·o hßa

nãi chung, søc chèng c¾t cña khèi ®Êt nãi

riªng chØ cã duy nhÊt mét biÕn tr¹ng th¸i øng

suÊt ®îc sö dông, ®ã lµ øng suÊt h÷u hiÖu

(’). §èi víi ®Êt kh«ng b·o hßa, hai biÕn tr¹ng

th¸i øng suÊt ®îc sö dông ®ång thêi, phæ

biÕn nhÊt lµ øng suÊt ph¸p tæng thùc vµ ®é

hót dÝnh. Khi ®ã ph¬ng tr×nh søc chèng c¾t

cña ®Êt theo [6], ®îc viÕt nh sau:

= c’ + ( - ua)tg’ + (ua - uw)tgb

trong ®ã: ’, c’ - gãc ma s¸t trong vµ lùc

dÝnh h÷u hiÖu

ua, uw - ¸p suÊt khÝ lç rçng vµ ¸p suÊt níc

lç rçng

( - ua) - øng suÊt ph¸p thùc (biÕn tr¹ng

th¸i øng suÊt thø nhÊt)

(ua - uw) - ®é hót dÝnh (biÕn tr¹ng th¸i øng

suÊt thø hai)

b - gãc biÓu thÞ sù gia t¨ng søc chèng c¾t

do ¶nh hëng cña ®é hót dÝnh.

Çc th«ng sè ’, c’ ®îc x¸c ®Þnh b»ng çc thÝ

nghiÖm cho ®Êt b·o hßa. b cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh

b»ng çc thÝ nghiÖm nÐn ba trôc hay c¾t trùc

tiÕp nhng ph¶i bæ sung thiÕt bÞ ®o ®é hót dÝnh.

Trong tÝnh to¸n æn ®Þnh m¸i dèc ®Êt, b cã thÓ

lÊy b»ng (1/2)’ víi kÕt qu¶ thiªn vÒ an toµn.

Nh vËy cã thÓ thÊy, bªn c¹nh ®é bÒn chèng

c¾t liªn quan ®Õn ( - ua) cßn cã phÇn do ®é hót

dÝnh t¹o ra. §iÒu nµy lý gi¶i v× sao rÊt nhiÒu m¸i

dèc kh«ng b·o hßa æn ®Þnh khi gãc dèc rÊt lín.

Khi chÞu t¸c dông cña ma, níc ma sÏ thÊm

dÇn vµo trong m¸i dèc, lµm gi¶m ®é hót dÝnh cña

®Êt, dÉn ®Õn ®é bÒn chèng c¾t cña khèi ®Êt còng

nh møc ®é æn ®Þnh cña m¸i dèc bÞ suy gi¶m.

Ph¬ng tr×nh thÊm cña ®Êt kh«ng b·o hßa

®îc x©y dùng trªn c¬ së më réng ®Þnh luËt

thÊm cña Darcy. Tuy nhiªn, hÖ sè thÊm cña

®Êt kh«ng b·o hßa kh«ng ph¶i lµ h»ng sè mµ

biÕn ®æi phi tuyÕn, phô thuéc vµo ®é Èm cña

®Êt. Theo [6], ph¬ng tr×nh vi ph©n dßng

thÊm ph¼ng kh«ng æn ®Þnh nh sau:


w

x y 2 w

h h hk k m g

x x y y t

trong ®ã: kx, ky - hÖ sè thÊm kh«ng b·o

hßa theo çc ph¬ng x vµ y;

h - cét níc tæng; g - gia tèc träng trêng;

w - khèi lîng riªng cña níc;

m2w - hÖ sè biÕn ®æi thÓ tÝch níc, b»ng ®é

dèc cña ®êng ®Æc tÝnh ®Êt - níc.

ViÖc x¸c ®Þnh b»ng thÝ nghiÖm hÖ sè thÊm

cña ®Êt kh«ng b·o hßa mÊt rÊt nhiÒu thêi

gian vµ tèn kÐm, nªn th«ng thêng hÖ sè

thÊm ®îc x¸c ®Þnh gi¸n tiÕp tõ hÖ sè thÊm

b·o hßa vµ ®êng ®Æc tÝnh ®Êt-níc. Çc

ph¬ng ph¸p tÝnh cã thÓ tham kh¶o ë [6].

3. Çc lo¹i vµ tû lÖ b¶n ®å ph©n

vïng trît lë

Trong nghiªn cøu tai biÕn ®Þa chÊt nãi

chung, trît lë nãi riªng, viÖc ph©n vïng cã

thÓ tiÕn hµnh theo çc lo¹i kh¸c nhau, bao

gåm ph©n vïng theo hiÖn tr¹ng, møc ®é nh¹y

c¶m (susceptibility), tai biÕn (hazard) vµ rñi

ro (risk). Møc ®é nh¹y c¶m vÒ nguy c¬ trît lë

cña mét yÕu tè nµo ®ã liªn quan chñ yÕu ®Õn

sù ph©n bè trong kh«ng gian (cña yÕu tè ®ang

xem xÐt) cña çc khèi trît tiÒm n¨ng hoÆc ®·

x¶y ra cïng víi çc ®Æc ®iÓm cña nã (lo¹i

trît, thÓ tÝch, diÖn tÝch, kho¶ng l¨n xa). Tïy

thuéc vµo viÖc xem xÐt, ph©n tÝch, ®¸nh gi¸

çc ®Æc ®iÓm cña khèi trît mµ ta cã ph©n

vïng møc ®é nh¹y c¶m ®Þnh tÝnh, b¸n ®Þnh

lîng hoÆc ®Þnh lîng. Ph©n vïng tai biÕn

(landslide hazard zoning), cã thÓ xem lµ møc

®é nghiªn cøu s©u s¾c h¬n, liªn quan ®Õn x¸c

suÊt x¶y ra cña çc khèi trît tiÒm n¨ng

trong mét kho¶ng thêi gian t¹i mét kh«ng

gian cô thÓ. Cuèi cïng lµ ph©n vïng rñi ro,

liªn quan ®Õn viÖc lîng hãa çc thiÖt h¹i do

trît lë g©y ra, cã thÓ tÝnh b»ng tiÒn, sè ngêi

bÞ chÕt, bÞ th¬ng,... Çc lo¹i ph©n vïng, çc

®èi tîng cÇn xem xÐt vµ møc ®é nghiªn cøu

cã thÓ tham kh¶o ë b¶ng 1. Tû lÖ nghiªn cøu

ph©n vïng cã thÓ tham kh¶o ë b¶ng 2.

Tr×nh tù tiÕn hµnh çc nghiªn cøu tõ hiÖn

tr¹ng ®Õn qu¶n lý tai biÕn trît lë cã thÓ ®îc

tiÕn hµnh theo Fell vµ nnk (2005) (h×nh 1). ë

ViÖt Nam çc b¶n ®å ph©n vïng ®· ®îc thùc

hiÖn chñ yÕu lµ ph©n vïng theo møc ®é ®é

nh¹y c¶m. Çc sè liÖu vÒ tÇn suÊt, møc ®é

thiÖt h¹i cña çc ®èi tîng kh¸c ë mét khu

vùc nµo ®ã do trît lë g©y ra rÊt Ýt ®îc tæng

kÕt mét çch ®Çy ®ñ vµ cã hÖ thèng. Trong

khu«n khæ bµi b¸o, çc ph¬ng ph¸p ph©n

vïng chñ yÕu ®îc minh häa ë lo¹i nghiªn

cøu ph©n vïng nµy.

B¶ng 1. Møc ®é nghiªn cøu ph©n vïng møc ®é nh¹y c¶m, tai biÕn vµ rñi ro trît lë [1]

Lo¹i

ph©n

vïng

Ph©n vïng rñi ro trît lë

Ph©n vïng tai biÕn trît lë

Ph©n vïng møc ®é nh¹y c¶m

B¶n ®å

hiÖn

tr¹ng

Møc ®é

ph©n

vïng

HiÖn

tr¹ng çc

khèi trît

§Æc ®iÓm

çc khèi

trît tiÒm

n¨ng

Kho¶ng

l¨n xa

§¸nh gi¸

tÇn suÊt

trît lë

X¸c suÊt

kh«ng

gian vµ

thêi gian

§èi

tîng

bÞ ¶nh

hëng

Tæn th¬ng

S¬ bé S¬ bé S¬ bé S¬ bé -

Trung b×nh S¬ bé S¬ bé S¬ bé S¬ bé

,


Lo¹i

ph©n

vïng

Ph©n vïng rñi ro trît lë

Ph©n vïng tai biÕn trît lë

Ph©n vïng møc ®é nh¹y c¶m

B¶n ®å

hiÖn

tr¹ng

Trung

b×nh

Trung

b×nh

Trung

b×nh

Trung

b×nh

Trung

b×nh

Trung

b×nh

Trung

b×nh

Trung

b×nh-

S¬ bé

Chi tiÕt Chi tiÕt

Chi tiÕt-

Trung

b×nh

Chi tiÕt-

Trung

b×nh

Chi tiÕt-

Trung

b×nh

Chi tiÕt Chi

tiÕt

Chi tiÕt-

Trung b×nh

B¶ng 2. Tû lÖ b¶n ®å nghiªn cøu ph©n vïng nguy c¬ trît lë [1]

Lo¹i tû lÖ

nghiªn

cøu

Tû lÖ øng dông

DiÖn tÝch

nghiªn cøu

phæ biÓn

Nhá < 1/100.000 Cung cÊp th«ng tin kh¸i qu¸t vÒ hiÖn tr¹ng

vµ møc ®é nh¹y víi trît lë > 10.000 km2

Trung b×nh 1/100.000 –

1/25.000

Ph©n vïng hiÖn tr¹ng vµ møc ®é nh¹y víi

trît lë phôc vô quy ho¹ch, ph¸t triÓn ë

quy m« ®Þa ph¬ng (cÊp tØnh, huyÖn) hoÆc

tham kh¶o khi x©y dùng çc c«ng tr×nh lín.

LËp b¶n ®å nguy c¬ tai biÕn trît lë s¬ bé ë

quy m« ®Þa ph¬ng

1.000-10.000 km2

Lín 1/25.000 –

1/5000

Ph©n vïng hiÖn tr¹ng, møc ®é nh¹y vµ rñi

ro trît lë phôc vô quy ho¹ch, ph¸t triÓn ë

quy m« ®Þa ph¬ng.

LËp b¶n ®å rñi ro tai biÕn trît lë s¬ bé ë

quy m« ®Þa ph¬ng hoÆc giai ®o¹n kh¶o

s¸t s¬ bé çc c«ng tr×nh lín, ®êng bé,

®êng s¾t

10 – 1.000 km2

Chi tiÕt > 1/5000

Ph©n vïng rñi ro trît lë phôc vô quy

ho¹ch, ph¸t triÓn ë quy m« ®Þa ph¬ng hay

mét khu vùc cô thÓ hoÆc phôc vô thiÕt kÕ

kü thuËt çc c«ng tr×nh lín, ®êng bé,

®êng s¾t

Mét vµi ha ®Õn

hµng chôc km2


Pham vi va đôi tương nghiên cưu

PHÂN TICH TAI BIÊN

PHÂN TI THIÊCH T HAI

Đăc điêm trươt lơ

Phân tich tân xuât xay ra

Đăc điêm cac thiêt hai

Phân tich xac xuât cacmưc đô thiêt hai

Ươc tinh rui ro

Gia tri thiêt hai va rui ro

châp nhân đươc

Đanh gia ruiro i mưc châp

nhân đươc so vơ

Gi m thiêu rui roa ?

Kê a hoach gi m thiêu rui ro

Tiê an hanh gi m thiêu rui ro

Quan trăc, rut kinh nghiêmva phan hôi

H×nh 1. S¬ ®å nghiªn cøu qu¶n lý tai biÕn

trît lë [5]

4. Ph©n vïng trît lë trªn c¬

së ®Þa m¹o

§©y lµ ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n nhÊt, ®îc

tiÕn hµnh dùa trªn viÖc ph©n tÝch çc b¶n

®å ®Þa h×nh. Çc m¸i dèc thêng lµ m¸i dèc

tù nhiªn vµ b¶n ®å ph©n vïng ®îc thµnh

lËp ë tû lÖ nhá vµ trung b×nh, cã t¸c dông

®Þnh híng cho c«ng t¸c nghiªn cøu chi tiÕt

tiÕp theo. Trong ph¬ng ph¸p nµy, m¸i dèc

®îc chia thµnh 2 vïng: æn ®Þnh vµ cã nguy

c¬ mÊt æn ®Þnh. Theo kÕt qu¶ nghiªn cøu

cña Ban §Þa c«ng nghÖ phßng chèng Tai

biÕn thiªn nhiªn Ch©u ¸ (1997), çc khu

vùc ®Êt dèc cã nguy c¬ kh«ng æn ®Þnh ®îc

gäi lµ kiÓu “m¸i dèc cã nguy c¬ trît lë do

ma” (heavy rain-type slope failure). Lo¹i

m¸i dèc nµy thêng ph©n bè ë thung lòng

bËc 0 (zero-order valley) (h×nh 2).

ab

b>a

ab

b<a

Thung lòng bËc 1 Thung lòng bËc 0

b>a

b<a

ab

Thung lòng bËc 0

Thung lòng bËc 1

Thung lòng bËc 2

Vïng nguy c¬ trît lë

H×nh 2. S¬ ®å ®Þnh nghÜa thung lòng bËc “0“ vµ vïng cã nguy c¬ trît lë [2]

ë çc m¸i dèc cã nguy c¬ trît lë do ma

®iÓn h×nh trît lë diÔn ra ë phÇn ®Þa h×nh cao

cña thung lòng, lµm tiÒn ®Ò dÉn ®Õn sù h×nh

thµnh çc khèi trît quy m« lín h¬n ë phÇn

®Þa h×nh thÊp h¬n.


së cho ®iÓm

Ph¬ng ph¸p nµy dùa trªn cë së d÷ liÖu thu

thËp ®îc vµ kinh nghiÖm chuyªn gia ®Ó ®¸nh

gi¸ møc ®é ¶nh hëng cña tõng yÕu tè ®Õn hiÖn

tîng trît lë. Th«ng thêng mçi yÕu tè ®îc

cho sè ®iÓm nhÊt ®Þnh theo møc ®é ¶nh hëng

®Õn hiÖn tîng trît lë. Sau ®ã nguy c¬ trît lë

m¸i dèc ®îc ®¸nh gi¸ dùa trªn ®iÓm tæng sè

thu ®îc. Theo Bé X©y dùng NhËt B¶n 8 yÕu tè

®îc quan t©m ®¸nh gi¸ (b¶ng 3) vµ nguy c¬

trît lë ®îc ph©n thµnh 3 lo¹i trung b×nh, cao

vµ rÊt cao (b¶ng 4).


B¶ng 3. Tiªu chuÈn cho ®iÓm çc yÕu tè ¶nh hëng ®Õn æn ®Þnh m¸i dèc

YÕu tè §Æc ®iÓm §iÓm ¶nh hëng ®Õn m¸i dèc

Tù nhiªn Nh©n t¹o

ChiÒu cao m¸i dèc (m) 10 7 7

< 10 3 3

Gãc dèc (®é) 45 1 1

< 45 0 0

Mét phÇn m¸i dèc bÞ treo Cã 3 3

Kh«ng 0 0

BÒ dµy tÇng ®Êt mÆt (m) 0.5 1 1

< 0.5 0 0

Dßng ch¶y mÆt Cã 1 1

Kh«ng 0 0

Trît lë ë çc khu vùc l©n cËn Cã 3 3

Kh«ng 0 0

Tu©n thñ tiªu chuÈn kü thuËt b¶o vÖ m¸i dèc Cã 0

Kh«ng 3

BÊt thêng ë gi¶i ph¸p b¶o vÖ m¸i dèc Râ rÖt 3

Kh«ng 0

B¶ng 4. §iÓm ph©n vïng nguy c¬ trît lë

Lo¹i §iÓm ®¸nh gi¸ m¸i dèc

Nguy c¬ Tù nhiªn Nh©n t¹o

A > 9 > 15 RÊt cao

B 6-8 9-14 Cao

C 5 8 Trung b×nh

Mét çch tiÕp cËn kh¸c theo ph¬ng ph¸p

cho ®iÓm lµ xÐt tuÇn tù çc yÕu tè ¶nh hëng.

So s¸nh çc yÕu tè ¶nh hëng cña m¸i dèc

®ang xÐt víi çc m¸i dèc ®· x¶y ra trît lë.

Dùa trªn tÇn suÊt xuÊt hiÖn cña mçi yÕu tè

nµy trong tËp hîp çc khèi trît ®· ®îc ghi

nhËn, nguy c¬ trît lë cña m¸i dèc sÏ ®îc

x¸c ®Þnh sau khi xem xÐt tÊt c¶ çc yÕu tè

¶nh hëng. VÝ dô nh kÕt qu¶ kh¶o s¸t khu

vùc thÞ x· B¾c K¹n vµ phô cËn ®ã ghi nhËn

68 khèi trît. Çc yÕu tè chÝnh ¶nh hëng tíi

trît ®Êt ë ®©y bao gåm bÒ dµy tÇng sên-tµn

tÝch, ®é dèc, chiÒu cao cña m¸i dèc, thÕ n»m

®¸ gèc (gãc hîp bëi ph¬ng vÞ híng dèc cña

®¸ gèc vµ ph¬ng vÞ híng dèc cña ®Þa h×nh

thùc tÕ - ), møc ®é nøt nÎ cña ®¸ gèc (ph©n

cÊp møc ®é nøt nÎ cña ®¸ theo quy chÕ thµnh

lËp b¶n ®å ®Þa chÊt c«ng tr×nh tû lÖ 1/25.000),

møc ®é phong hãa (ph©n cÊp theo Dearman,

Fooks & Franklin) vµ th¶m thùc vËt. Mçi yÕu

tè ®îc ph©n thµnh 4 cÊp ¶nh hëng tõ

kh«ng thuËn lîi cho trît (cÊp 1), trung b×nh

(cÊp 2), thuËn lîi (cÊp 3) vµ rÊt thuËn lîi (cÊp

4) theo çc tiªu chÝ t¹i b¶ng 3. Dùa trªn kÕt

qu¶ ph©n tÝch ®Æc ®iÓm cña tõng yÕu tè ¶nh

hëng trong 68 khèi trît, s¬ ®å tr×nh tù tiÕn

hµnh ph©n vïng nguy c¬ trît lë cã thÓ ®îc

tiÕn hµnh nh h×nh 3.

B¶ng 5. Ph©n cÊp çc yÕu tè ¶nh hëng ®Õn trît lë

CÊp BÒ dµy tÇng sên-

tµn tÝch(m)

Gãc dèc

(0)

ChiÒu

cao (m)

Møc ®é nøt

nÎ ®¸ gèc

Møc ®é

phong hãa

Gãc

(0)

MËt ®é che phñ

thùc vËt (%)

1 <2 <30 <4 yÕu yÕu >75 >60

2 2-5 30-45 4-6 trung b×nh trung b×nh 45-75 20-60

3 5-10 45-60 6-8 m¹nh m¹nh 15-45 5-20

4 >10 >60 >8 rÊt m¹nh rÊt m¹nh 0-15 <5


6. Ph©n vïng theo ph¬ng

ph¸p thèng kª

§©y lµ ph¬ng ph¸p ®îc sö dông rÊt phæ

biÕn hiÖn nay khi thµnh lËp çc b¶n ®å ph©n

vïng nguy c¬ trît lë ë tû lÖ trung b×nh ®Õn

lín (1: 50.000 ®Õn 1: 10.000). Ph¬ng ph¸p

nµy chØ sö dông hiÖu qu¶ khi c¬ së d÷ liÖu vÒ

hiÖn tîng trît lë ®ñ lín. Çc m« h×nh ph©n

tÝch thèng kª ®a chiÒu tiªu chuÈn nh håi quy

®a chiÒu ®îc sö dông réng r·i trong nghiªn

cøu ph©n vïng nguy c¬ trît lë. Çc m« h×nh

nµy ®ßi hái biÕn sè ph¶i thuéc d¹ng sè liªn

tôc. Tuy vËy, mét sè yÕu tè ¶nh hëng nh

lo¹i ®¸ gèc kh«ng thÓ thÓ hiÖn b»ng d¹ng sè

mµ ph¶i sö dông biÕn gi¶ (dummy variable)

t¬ng øng víi viÖc xuÊt hiÖn (gi¸ trÞ biÕn sè

b»ng 1) hay kh«ng xuÊt hiÖn (gi¸ trÞ biÕn sè

b»ng 0). §iÒu nµy cã thÓ dÉn ®Õn sè lîng rÊt

lín çc biÕn ®éc lËp, kÐo dµi thêi gian tÝnh

to¸n. H¬n n÷a nÕu trêng hîp çc biÕn ®éc

lËp chØ cã hai gi¸ trÞ øng víi x¶y ra trît lë (1)

vµ kh«ng x¶y ra trît lë (0), ®iÒu kiÖn cÇn cho

viÖc kiÓm chøng gi¶ thuyÕt cña ph©n tÝch håi

quy sÏ bÞ vi ph¹m. §Ó kh¾c phôc nhîc ®iÓm

nµy, ph¬ng ph¸p thay thÕ lµ ph©n tÝch håi

quy logarit (logistic

regression).

Ph¬ng ph¸p thèng kª

®îc tiÕn hµnh trªn c¬ së

øng dông c«ng nghÖ hÖ

thèng th«ng tin ®Þa lý

(GIS) cã thÓ ph©n chia

thµnh 5 bíc chÝnh nh

sau: 1. X¸c ®Þnh çc líp

th«ng tin cÇn ph©n tÝch,

2. X¸c ®Þnh träng sè cña

tõng líp, 3. X¸c ®Þnh

träng sè cña tõng th«ng

sè trong mçi líp, 4. Chång

çc líp th«ng tin cã träng

sè ®Ó x¸c ®Þnh ®iÓm cña

tõng diÖn tÝch ®¬n vÞ nghiªn cøu, 5. Ph©n chia

®iÓm cã ®îc thµnh çc líp cã nguy c¬ trît lë

kh¸c nhau. Trong ph¬ng ph¸p nµy, øng dông

GIS cho phÐp ®¸nh gi ®îc tæng hîp çc yÕu tè

¶nh hëng mét çch thuËn lîi vµ nhanh chãng,

®ång thêi x©y dùng ®îc b¶n ®å ph©n vïng trît

lë ph¶n ¸nh trung thùc c¬ së d÷ liÖu hiÖn cã, phôc

vô c«ng t¸c ®¸nh gi rñi ro vµ qu¶n lý tai biÕn

trît lë.


së tÝnh to¸n ®Þa kü thuËt

Ph¬ng ph¸p nµy ®îc sö dông khi tiÕn

hµnh çc nghiªn cøu chi tiÕt. ViÖc ph©n tÝch

æn ®Þnh ®îc tiÕn hµnh trªn c¬ së x¸c ®Þnh hÖ

sè an toµn cña m¸i dèc víi sù trî gióp cña çc

phÇn mÒm m¸y tÝnh. Riªng ®èi víi hiÖn tîng

ma lín g©y trît lë tríc khi tÝnh æn ®Þnh

cÇn x¸c ®Þnh sù ph©n bè ¸p suÊt níc lç rçng

(PWP) trong m¸i dèc theo çc kho¶ng thêi

gian ma kh¸c nhau. §Ó x¸c ®Þnh ®îc PWP

cã thÓ m« h×nh hãa m¸i dèc b»ng ph¬ng

ph¸p phÇn tö h÷u h¹n (h×nh 4) vµ tÝnh to¸n

b»ng çc phÇn mÒm thÝch hîp nh SEEP/W

(GeoSlope Office). TÝnh to¸n ®Þa kü thuËt ®ßi

hái çc th«ng tin chi tiÕt vÒ d¹ng h×nh häc

m¸i dèc, tÝnh chÊt c¬ lý cña ®Êt, ®îc tiÕn

hµnh ë tõng m¸i dèc cô thÓ, cã tÝnh ®Þnh

§iÒu kiÖn ®Þa chÊt

Møc ®é phong hãa thuéc cÊp 1&2

II & I IV, III, II & I

IV & III

I II & I

I II

I IV,III,II IV, III

III IV

> 45vµ H>4m

o

II III

45vµ H<4m

o

30 < 45 4<H<6m

o o

IV

45vµ H>6m

o

III IV

M¸i dèc

Gi¸ trÞ gãc thuéc cÊp 1&2

Møc ®é phong hãa thuéc cÊp 4

Gi¸ trÞ gãc thuéc cÊp 4

Gã

c

thu

éc

cÊ

p 3

Ph

on

g h

ãa

cÊ

p 1

&2

d - th

uéc

cÊp 1

> 45vµ H>6m

o

Kh¸cKh¸c

45vµ H<4m

o

Kh¸c

d - th

ué

c

cÊp

2

d - th

uéc

cÊp 1

d - th

ué

c

cÊ

p 2

d - thuéccÊp 3&4

H×nh 3. S¬ ®å nguyªn t¾c ph©n vïng nguy c¬ trît lë

khu vùc thÞ x· B¾c K¹n vµ phô cËn


híng cho viÖc ph©n vïng theo çc ph¬ng ph¸p kh¸c.

4m

2.4m

25.9m

1.6m

~~

~

~~

~ ~

~

~~~

~

Khe nøtc¨ng

21.7m

®Êt tµn tÝch

®¸ gèc

4m

21.7m

2.4m

25.9m

1.6m

H×nh 4. M« pháng ®Æc ®iÓm h×nh häc cña khèi trît b»ng líi phÇn tö h÷u h¹n [4]

KÕt luËn

1. Trît lë ®Êt do ma lín g©y ra lµ hiÖn

tîng rÊt phæ biÕn ë ViÖt Nam, liªn quan chñ

yÕu ®Õn sù gi¶m ®é bÒn cña khèi ®Êt kh«ng

b·o hßa khi bÞ tÈm ít.

2. Çc ph¬ng ph¸p ph©n vïng nguy c¬

trît lë ®Òu dùa trªn ba nguyªn t¾c c¬ b¶n lµ

qu¸ khø vµ hiÖn t¹i lµ ch×a khãa ®Ó gi¶i ®o¸n

t¬ng lai, cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc çc ®iÒu kiÖn

chÝnh g©y ra trît lë vµ cã thÓ íc tÝnh ®îc

møc ®é nguy c¬ trît lë. V× vËy c¬ së d÷ liÖu

vÒ hiÖn tîng trît lë trong khu vùc nghiªn

cøu ®ãng vai trß cùc kú quan träng, quyÕt

®Þnh møc ®é chÝnh x¸c cña viÖc ph©n vïng.

3. Ph¬ng ph¸p ph©n vïng theo ®Þa m¹o

thÝch hîp cho b¶n ®å tû lÖ nhá, cho ®iÓm vµ

thèng kª thÝch hîp cho b¶n ®å tû lÖ trung b×nh

®Õn lín, ph¬ng ph¸p ®Þa kü thuËt thÝch hîp

cho b¶n ®å tû lÖ lín. Khi nghiªn cøu chi tiÕt cÇn

tiÕn hµnh sö dông tæng hîp çc ph¬ng ph¸p

trªn theo tr×nh tù tõ tû lÖ nhá ®Õn lín.

Lêi c¶m ¬n: Bµi b¸o ®îc sù hç trî cña ®Ò

tµi ®Æc biÖt cÊp §¹i häc Quèc gia Hµ Néi, m·

sè QG-08-16.


1. AGS, 2007. Guideline for Landslide

Susceptibility, Hazard and Risk Zoning for

Land Use Management. Australian

Geomechanics Society, Vol. 42, No. 1.

2. Asian Technical Committee on

Geotechnology for Natural Hazards, 1997.

Manual for Zonation on Areas Suceptible to

Rain-Induced Slope Failure. Published by the

Japan Geotechnical Society.

3. Bé C«ng nghiÖp, 2001. Quy chÕ vµ

híng dÉn kü thuËt thµnh lËp b¶n ®å ®Þa

chÊt c«ng tr×nh tû lÖ 1: 50.000 (1: 25.000),

(ban hµnh kÌm theo QuyÕt ®Þnh sè

54/2000/Q§-BCN ngµy 14 th¸ng 9 n¨m 2000

cña Bé trëng Bé c«ng nghiÖp)

4. §ç Minh §øc, 2006. Ph©n tÝch ¶nh

hëng cña ma ®Õn ®é æn ®Þnh m¸i dèc ®Êt

tµn tÝch (lÊy vÝ dô tuyÕn ®êng thÞ x· B¾c

K¹n-Chî §ån). T¹p chÝ Khoa häc-Kü thuËt

Má-§Þa chÊt, sè 4-5/2006.

5. Fell, R., Walker, Ho, K.K, Lacasse, S.,

and Leroi, E., 2005. A Framework for

Landslide Risk Assessment and

Management. In: Hungr, O., Fell, R.,

Couture, R., Eberhardt, E. (Eds.), Landslide

Risk Management. Taylor and Francis,

London pp. 3-26.

6. Fredlund, D.G. and Rahardjo H. (1993).

Soil Mechanics for Unsaturated Soils. Wiley

& Sons, New York.


Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. Nghiªm H÷u H¹nh

M¤ PHáNG QUAN HÖ PHI TUYÕN øNG SUÊT-BIÕN D¹NG

CñA ÇT H¶I PHßNG THEO M¤ H×NH §µN HåI PHI TUYÕN

NguyÔn Hång Nam*

Cao §øc Thµnh**

TrÇn ThÞ Ngäc Lan**

C¥ HäC §ÊT §¸

Simulation of the nonlinear stress-strain relationship of Hai

Phong sand with nonlinear elastic model

Abstract: Study on the nonlinearity in the stress-strain relationship

between sandy materials has significant meaning in the design of

structures using there of, such as retaining walls, road embankments

etc. The hyperbolic model (Duncan and Chang, 1970; Duncan et al.,

1980) has been widely used for sand since the calibration of model

parameters could be easily obtained by using the standard triaxial

tests. The simulation results showed the consistencies between the

simulation results and the experimental data of Hai Phong dense sand

in drained triaxial tests. The hyperbolic model parameters of Hai

Phong sand could be applied to the design of structures on sand

foundations.

I. GIíI THIÖU

Nghiªn cøu øng xö phi tuyÕn vÒ cêng ®é

vµ ®é cøng cña ®Êt t¹i hiÖn trêng cã ý nghÜa

quan träng trong viÖc x©y dùng c«ng tr×nh.

Trong sè nh÷ng m« h×nh phi tuyÕn vÒ

cêng ®é, m« h×nh ®µn håi phi tuyÕn hyperbol

(Duncan vµ Chang, 1970; Duncan vµ nnk,

1980) ®îc øng dông réng r·i trong viÖc ph©n

tÝch øng suÊt - biÕn d¹ng c«ng tr×nh theo

ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n v× ®©y lµ m«

h×nh ®¬n gi¶n, thuËn tiÖn ¸p dông.

Tuy nhiªn, çc m« h×nh phi tuyÕn cha

®îc øng dông réng r·i trong thùc tiÔn thiÕt

kÕ c«ng tr×nh t¹i níc ta. Mét trong nh÷ng

nguyªn nh©n chÝnh cã thÓ lµ do nh÷ng h¹n

chÕ vÒ thiÕt bÞ thÝ nghiÖm 3 trôc.

Bµi b¸o giíi thiÖu kÕt qu¶ m« pháng quan

hÖ øng suÊt - biÕn d¹ng cña çt §å S¬n, H¶i

Phßng ®îc chÕ bÞ víi ®é chÆt tù nhiªn trong

thÝ nghiÖm nÐn 3 trôc tho¸t níc theo m«

h×nh ®µn håi phi tuyÕn hyperbol nãi trªn.

II. M¤ H×NH §µN HåI PHI TUYÕN

2.1 C¬ së lý thuyÕt

Quan hÖ phi tuyÕn gi÷a ®é lÖch øng suÊt,

q=1-3, vµ biÕn d¹ng däc trôc, , cña mÉu ®Êt

trong thÝ nghiÖm nÐn 3 trôc cã thÓ ®îc m«

pháng bëi ®êng cong (H×nh 1) cã ph¬ng

tr×nh hyperbol díi ®©y (Duncan vµ Chang,

1970; Duncan vµ nnk, 1980):

uiE 31

31 1

(1)

* Trêng §¹i häc Thuû lîi,

175 T©y S¬n, §èng §a, Hµ Néi.

§T: 0904359460.

Email:[email protected].

** Sinh viªn ®¹i häc, Khoa Kü thuËt tµi

nguyªn níc, §H Thuû lîi

175 T©y S¬n, §èng §a, Hµ Néi.


trong ®ã, - biÕn d¹ng däc trôc;

1, 3 - øng suÊt chÝnh lín nhÊt, nhá nhÊt;

(1-3) - ®é lÖch øng suÊt;

(1-3)u - gi¸ trÞ tiÖm cËn cña ®êng cong

øng suÊt - biÕn d¹ng, lu«n lín h¬n cêng ®é

chÞu nÐn cña ®Êt.

u

C

B

AE

ur

1

BiÕn d¹ng däc trôc,

1E

t

1

Ei

0

§é

lÖ

ch

øng s

uÊt, q

=-

hyperbol

®êng tiÖm cËn

H×nh 1. §êng cong hyperbol biÓu diÔn quan

hÖ øng suÊt-biÕn d¹ng cña ®Êt.

/(

1-

3)

1/(

)

u

1/Ei

1

H×nh 2. §êng cong hyperbol ®îc biÕn ®æi

thµnh d¹ng tuyÕn tÝnh.

BiÕn ®æi ph¬ng tr×nh (1) vÒ d¹ng tuyÕn

tÝnh biÓu diÔn quan hÖ gi÷a /(1-3) vµ

(H×nh 2) sÏ ®îc:

1 3 1 3

1

( ) i uE

(2)

Nh vËy, cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc Ei vµ (s1-s3)u

tõ ph¬ng tr×nh (2).

M« ®un tiÕp tuyÕn ban ®Çu Ei ®îc x¸c ®Þnh

nh sau:

n

a

aiP

KPE

3

(3)

trong ®ã, K lµ hÖ sè m« ®un; n lµ sè mò; Pa

lµ øng suÊt tham chiÕu (thêng lÊy b»ng gi¸

trÞ ¸p suÊt khÝ quyÓn).

Duncan vµ nnk (1980) cho r»ng sù m«

pháng tèt cã thÓ ®¹t ®îc b»ng çch lùa chän

®êng th¼ng ®i qua 2 ®iÓm cã gi¸ trÞ ®é lÖch

øng suÊt b»ng 70% vµ 95% gi¸ trÞ ®é lÖch øng

suÊt khi ph¸ ho¹i. Nh vËy chØ cÇn x¸c ®Þnh 2

®iÓm trªn ®êng cong øng suÊt-biÕn d¹ng

(®iÓm 70% vµ 95%) råi vÏ trªn ®å thÞ biÕn ®æi

d¹ng tuyÕn tÝnh.

Quan hÖ gi÷a (1-3)u víi 3 ®îc thiÕt

lËp b»ng çch thay thÕ (1-3)u bëi ®é lÖch

øng suÊt t¹i thêi ®iÓm ph¸ ho¹i, (1-3)f, vµ sö

dông tiªu chuÈn ph¸ ho¹i Mohr-Coulomb

thiÕt lËp quan hÖ gi÷a (1-3)f vµ 3.

HÖ sè ph¸ ho¹i Rf ®îc ®Þnh nghÜa lµ tû sè

gi÷a gi¸ trÞ tiÖm cËn cña ®êng cong hyperbol

víi ®é lÖch øng suÊt lín nhÊt cña ®Êt t¹i

tr¹ng th¸i ph¸ ho¹i:

uff R )()( 3131 (4)

Rf thêng cã gi¸ trÞ trong kho¶ng (0.50.9)

®èi víi hÇu hÕt çc lo¹i ®Êt (Duncan vµ nnk,

1980).

Tiªu chuÈn ph¸ ho¹i Mohr-Coulomb ®îc

viÕt nh sau:

sin1

sin2cos2)( 3

31

cf (5)

trong ®ã, - gãc ma s¸t trong cña ®Êt; c lµ

lùc dÝnh cña ®Êt.

§é dèc cña ®êng cong øng suÊt-biÕn d¹ng

(H×nh 1) chÝnh lµ m« ®un tiÕp tuyÕn, tE . §¹o

hµm ph¬ng tr×nh (1) theo vµ sö dông çc

ph¬ng tr×nh (3), (4), (5), rót ra quan hÖ sau:

)6(sin2cos2

))(sin1(1 3

2

3

31

n

a

a

f

tP

KPc

RE

øng xö phi ®µn håi cña ®Êt khi dì t¶i vµ

nÐn l¹i (H×nh 1) ®îc xÐt víi m« ®un dì t¶i-

nÐn l¹i urE , bá qua hiÖn tîng trÔ cña ®êng

,


dì t¶i vµ ®êng nÐn l¹i: n

a

aururP

PKE

3

, (7)

trong ®ã urK lµ hÖ sè m« ®un dì t¶i-nÐn l¹i.

Sù thay ®æi thÓ tÝch ®îc m« pháng th«ng

qua m« ®un thÓ tÝch B, ®îc tÝnh nh sau: m

a

abP

PKB

3

(8)

trong ®ã Kb - hÖ sè m« ®un thÓ tÝch; m - sè mò

m« ®un thÓ tÝch, thêng cã gi trÞ tõ 0 ®Õn 1.0.

Tãm l¹i m« h×nh hyperbol bao gåm 9

tham sè: mKRcnKK bfur ,,,,,,,, .

2.2. X¸c ®Þnh çc tham sè m« h×nh

hyperbol

Çc tham sè m« h×nh hyperbol ®îc x¸c ®Þnh

tõ thÝ nghiÖm nÐn 3 trôc trong ®iÒu kiÖn tho¸t

níc (CD) nh sau (Duncan vµ nnk, 1980):

a) Chän vµ xö lý sè liÖu kh«ng phï hîp

ThÝ nghiÖm ®îc tiÕn hµnh ®èi víi çc mÉu

®Êt nÒn nguyªn d¹ng ë tr¹ng th¸i tù nhiªn

hoÆc çc mÉu ®Êt ®¾p ®îc ®Çm víi ®é chÆt

vµ ®é Èm hiÖn trêng.

§êng cong tr¬n ®îc vÏ qua çc ®iÓm d÷

liÖu thÝ nghiÖm ®¶m b¶o sù phï hîp nhÊt.

b) X¸c ®Þnh trÞ sè c, cho ®Êt dÝnh

Cã 2 ph¬ng ph¸p thêng sö dông sau ®©y:

-Vßng trßn Mohr: vÏ ®êng bao ph¸ ho¹i

cho phÐp x¸c ®Þnh kho¶ng giao c¾t trªn trôc

tung lµ c vµ gãc nghiªng lµ .

-Vßng trßn Mohr c¶i tiÕn: vÏ ®êng quan hÖ

(1-3)/2 vµ (1+3)/2 t¹i tr¹ng th¸i ph¸ ho¹i cho

phÐp x¸c ®Þnh kho¶ng giao c¾t trôc tung lµ a,

gãc nghiªng lµ y. Çc tham sè , c ®îc x¸c ®Þnh

theo c«ng thøc =sin-1(tg y) ; c=a/cos.

c) X¸c ®Þnh fo vµ f cho ®Êt kh«ng dÝnh.

§êng bao ph¸ ho¹i Mohr ®èi víi hÇu hÕt

çc lo¹i ®Êt lµ ®êng cong. §é cong t¨ng khi

më réng ph¹m vi ¸p suÊt t¸c dông. §èi víi

trêng hîp ®Êt rêi, ®é cong nµy g©y khã kh¨n

khi chän mét gi¸ trÞ duy nhÊt ®¹i diÖn cho

ph¹m vi ¸p suÊt nghiªn cøu. Mét çch cã thÓ

kh¾c phôc khã kh¨n nãi trªn lµ sö dông çc

gi¸ trÞ thay ®æi theo ¸p suÊt buång b»ng

çch gi¶ thiÕt ®êng bao ph¸ ho¹i Mohr ®i

qua gèc täa ®é cho mçi mÉu thÝ nghiÖm nÐn 3

trôc. Gi¸ trÞ thêng gi¶m t¬ng øng víi

logarit cña ¸p suÊt buång:

aP

30 lg

(9)

trong ®ã lµ ®é gi¶m cña øng víi 10

lÇn t¨ng s3. Khi 3=Pa th× 0=.

d) X¸c ®Þnh K vµ n:

Tríc hÕt cÇn x¸c ®Þnh gi¸ trÞ Ei cho mçi

thÝ nghiÖm, sau ®ã vÏ quan hÖ Ei vµ 3 trªn ®å

thÞ log-log ®Ó x¸c ®Þnh K vµ n.

e) X¸c ®Þnh Kb vµ m

Tríc hÕt cÇn x¸c ®Þnh gi¸ trÞ B tõ sè liÖu

thÝ nghiÖm cho mçi mÉu, sau ®ã biÓu diÔn gi¸

trÞ cña B øng víi 3 trªn ®å thÞ log-log.

f) X¸c ®Þnh gi¸ trÞ Kur

Gi¸ trÞ sè mò trong ph¬ng tr×nh (7) ®îc

gi¶ thiÕt b»ng gi¸ trÞ sè mò m« ®un trong

ph¬ng tr×nh (3). Gi¸ trÞ Kur ®îc x¸c ®Þnh

dùa vµo ®êng dì t¶i. Th«ng thêng ngêi ta

Ýt thùc hiÖn thÝ nghiÖm nÐn 3 trôc dì t¶i, do

vËy Kur ®îc gi¶ thiÕt trong kho¶ng tõ 1,2K

(®èi víi ®Êt cøng) ®Õn 3K (®èi víi ®Êt xèp).

III. M¤ PHáNG QUAN HÖ øNG SUÊT-

BIÕN D¹NG CñA ÇT H¶I PHßNG

3.1. Tãm t¾t kÕt qu¶ thÝ nghiÖm

VËt liÖu thÝ nghiÖm lµ çt h¹t mÞn, mÇu x¸m

®en cã lÉn vá sß ®îc lÊy mÉu t¹i §å S¬n, H¶i

Phßng (gäi t¾t lµ çt H¶i Phßng). Çc mÉu çt

H¶i Phßng ®îc chÕ bÞ theo ph¬ng ph¸p ®Çm

tay ®Ó ®¹t ®é chÆt tù nhiªn (emax=1,147, emin=

0,773, eo= 0,835, Dro=83,4%, Gs=2,66). Çc mÉu

çt cã kÝch thíc ban ®Çu: ®êng kÝnh

Do=39mm, chiÒu cao Ho=80mm. H×nh 3 thÓ

hiÖn ®êng cÊp phèi h¹t cña çt H¶i Phßng.

Mét lo¹t thÝ nghiÖm 3 trôc CD ®îc thùc

hiÖn ®èi víi çc mÉu çt H¶i Phßng b·o hoµ

níc (B=0,95). Sau khi cè kÕt ®¼ng híng (IC),

mÉu chÞu nÐn 3 trôc (TC) díi çc cÊp ¸p suÊt


buång kh«ng ®æi 'c=100, 200 vµ 400 kPa.

Quan hÖ øng suÊt-biÕn d¹ng cña çc mÉu

çt H¶i Phßng trong ®êng øng suÊt nÐn 3

trôc TC nãi trªn ®îc thÓ hiÖn trªn H×nh 4.

H×nh 5 cho thÊy sù ph¸ ho¹i cña mÉu çt

H¶i Phßng HPB trong ®êng TC.

Chi tiÕt vÒ thÝ nghiÖm 3 trôc ®èi víi çc

mÉu çt H¶i Phßng cã thÓ tham kh¶o NguyÔn

Hång Nam vµ NguyÔn §×nh Khiªm (2008).

3.2. KÕt qu¶ m« pháng vµ th¶o luËn

Çc tham sè m« h×nh hyperbol cã thÓ ®îc

x¸c ®Þnh dÔ dµng tõ çc kÕt qu¶ thÝ nghiÖm 3

trôc CD nãi trªn. Çc gi¸ trÞ c, ®îc x¸c ®Þnh

t¹i çc tr¹ng th¸i ph¸ ho¹i øng víi çc gi¸ trÞ

øng suÊt buång kh¸c nhau 100, 200 vµ 400

kPa. KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy c = 7,27 kPa,

=37.09o (H×nh 6). Çc tham sè K = 647,

n = 0,604 ®îc x¸c ®Þnh tõ H×nh 7.

1E-3 0.01 0.1 1 10 1000

20

40

60

80

100

MÉu 1a

Lîng lät sµng P

(%

)

§êng kÝnh h¹t D (mm)

Çt H¶i Phßng

H×nh 3. §êng cÊp phèi h¹t cña çt H¶i Phßng.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

200

400

600

800

1000

1200

1400

HPA, 3=100 kPa

HPB, 3=200 kPa

HPC, 3=400 kPa

Çt H¶i Phßng

q=

1-

3(k

Pa

)

z(%)

H×nh 4. Quan hÖ øng suÊt-

biÕn d¹ng cña çt H¶i Phßng.

B¶ng 1 thÓ hiÖn kÕt qu¶ tÝnh to¸n çc tham

sè m« h×nh hyperbol ®èi víi çt H¶i Phßng.

Chó ý r»ng nguyªn nh©n çc mÉu çt H¶i

Phßng b·o hoµ níc nãi trªn cã gi¸ trÞ lùc

dÝnh c nhá cã thÓ lµ do mÉu cã lÉn mét phÇn

rÊt nhá çc h¹t cã ®êng kÝnh h¹t bôi vµ ®iÒu

kiÖn khã kh¨n liªn quan ®Õn thÝ nghiÖm ®Ó

®¶m b¶o ®é b·o hßa B > 0,95.

H×nh 5. MÉu çt H¶i Phßng HPB bÞ ph¸ ho¹i.

B¶ng 1. Çc tham sè m« h×nh Hyperbol

Tham sè §¬n vÞ Gi¸ trÞ

K - 647

n - 0.604

c kN/m2 7.273

®é 37.09

Rf - 0.845

H×nh 8 cho thÊy sù phï hîp tèt gi÷a kÕt qu¶

m« pháng quan hÖ øng suÊt-biÕn d¹ng víi sè

liÖu thÝ nghiÖm trong ®êng øng suÊt nÐn 3

trôc, ®Æc biÖt ®èi víi giai ®o¹n tríc ph¸ ho¹i.

Tuy nhiªn, cÇn lu ý h¹n chÕ cña m« h×nh

hyperbol lµ kh«ng m« pháng ®îc øng xö cña

®Êt sau ph¸ ho¹i vµ sù në thÓ tÝch cña çt ë

tr¹ng th¸i chÆt t¹i cÊp ¸p suÊt buång nhá.

H¹n chÕ nµy cã thÓ ®îc kh¾c phôc bëi çc m«


h×nh ®Êt tiªn tiÕn h¬n nh Hardening Soil ®èi

víi ®Êt çt ®îc sö dông lµm nÒn vµ vËt liÖu

®¾p (NguyÔn Hång Nam vµ NguyÔn §×nh

Khiªm, 2008).

IV. KÕT LUËN

Nghiªn cøu quan hÖ phi tuyÕn øng suÊt-

biÕn d¹ng cña ®Êt çt cã ý nghÜa quan träng

trong thiÕt kÕ c«ng tr×nh sö dông vËt liÖu ®Êt

çt nh têng ch¾n, ®êng giao th«ng.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100011000

100

200

300

400

500

600

700

c = cos =7.27 (kPa)

sin-1tg

k

Pa)

kPa)

H×nh 6. X¸c ®Þnh c, cña çt H¶i Phßng

1 2 3 4600

800

1000

1200

1400

1600

Y =2.81093+0.60381 X

Ei/P

a

3/P

a

1

n

H×nh 7. X¸c ®Þnh K, n cña çt H¶i Phßng.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110

200

400

600

800

1000

1200

1400

M« pháng

3=100 kPa

3=200 kPa

3=400 kPa

HPA, 3=100 kPa

HPB, 3=200 kPa

HPC, 3=400 kPa

Çt H¶i Phßng

q=

1-

3(k

Pa

)

z(%)

ThÝ nghiÖm

H×nh 8. So s¸nh kÕt qu¶ m« pháng víi sè

liÖu thÝ nghiÖm 3 trôc ®èi víi çt H¶i Phßng

M« h×nh hyperbol (Duncan vµ Chang, 1970;

Duncan vµ nnk, 1980) t¬ng ®èi ®¬n gi¶n

nhng kh¸ thÝch hîp víi ®Êt çt do viÖc x¸c

®Þnh çc tham sè m« h×nh nµy thuËn tiÖn nhê

çc thÝ nghiÖm 3 trôc cè kÕt tho¸t níc CD.

KÕt qu¶ nghiªn cøu ®èi víi çt chÆt §å

S¬n, H¶i Phßng cho thÊy cã sù phï hîp tèt

gi÷a kÕt qu¶ m« pháng quan hÖ øng suÊt-biÕn

d¹ng theo m« h×nh hyperbol víi sè liÖu thÝ

nghiÖm nÐn 3 trôc TC t¹i tr¹ng th¸i øng suÊt

tríc ph¸ ho¹i.

Çc th«ng sè m« h×nh ®µn håi phi tuyÕn

hyperbol nãi trªn ®èi víi çt H¶i Phßng cã thÓ

®îc ¸p dông trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ c«ng

tr×nh trªn nÒn ®Êt çt.

TµI LIÖU THAM KH¶O

1) NguyÔn Hång Nam vµ NguyÔn §×nh

Khiªm (2008). Nghiªn cøu sù phô thuéc tr¹ng

th¸i øng suÊt cña çc ®Æc tÝnh biÕn d¹ng cña

çt H¶i Phßng vµ çt H¶i D¬ng, T¹p chÝ

khoa häc kü thuËt Thuû lîi vµ m«i trêng, sè

22, tr. 62-70.

2) Duncan, J.M. and Chang, C.Y. (1970).

Nonlinear analysis of stress and strain in

soils. Journal of Soil Mech.Fdns Div., SM 5,

pp.1629-1653.

3) Duncan, J.M., Byrne, P., Wong, K.S.and

Mabry, P.(1980). Strength, Stress-Strain and

Bulk Modulus Parameters for Finite Element

Analyses of Streses and Movements in Soil

Masses, Report No. UCB/GT/80-01,

University of California, Berkeley.


Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. §oµn ThÕ Têng

Sö DôNG PH¦¥NG PH¸P PH¢N THáI NGHI£N CøU æN §ÞNH

CñA §ËP B£ T¤NG TRäNG LùC TR£N NÒN §¸

NguyÔn Quang Hïng*

C¥ HäC §ÊT §¸

Using multiple wedge analytical method for analyzing on the

rock foundation sliding stability of concrete dam on the rock

foundation.

Abstract: Safety coefficient is as a value factor to determine the

resistance sliding of the gravitation concrete dam. The multiple-wedge

analysis is used for analyzing sliding along the base of gravity concrete

dam structured on the rock foundation. This paper presents the study

on sliding safety factor of the gravity concrete on rock foundation by

using the multiple wedge analysis. The studied results presented in the

paper hopefully are of good and pertinent reference materials for

concrete dam designing work.

1. §Æt vÊn ®Ò

§Ëp bª t«ng träng lùc thêng ®îc x©y

dùng trªn nÒn ®¸ vµ cã liªn kÕt víi nÒn theo

çc d¹ng kh¸c nhau. D¹ng thø nhÊt lµ ®Ëp bª

t«ng träng lùc ®îc x©y dùng trùc tiÕp trªn

nÒn ®¸ ®ñ cêng ®é nh ë h×nh 1. D¹ng thø 2

lµ ®Ëp bª t«ng träng lùc ®îc x©y dùng trªn

nÒn ®¸ lµ líp ®¸ n»m s©u díi nÒn nh h×nh

2. Trong d¹ng thø 2 nµy, th«ng thêng ®Ëp

®îc ch«n s©u vµo nÒn.

H×nh 1. §Ëp bª t«ng x©y dùng trùc tiÕp trªn nÒn

H×nh 2. §Ëp bª t«ng x©y dùng ch«n s©u vµo nÒn

Khi ®Ëp ®îc ®Æt trùc tiÕp trªn nÒn (h×nh

1), trong tÝnh to¸n kiÓm tra æn ®Þnh thêng

®îc kiÓm tra t¹i mÆt tiÕp xóc gi÷a ®Ëp vµ

nÒn . §iÒu kiÖn kiÓm tra æn ®Þnh trît cña

®Ëp ®îc tiÕn hµnh dùa trªn viÖc so s¸nh çc

nh©n tè chèng trît vµ çc nh©n tè g©y trît

trªn mÆt trît.

Khi ®Ëp ®îc ®Æt s©u vµo nÒn (h×nh 2),

trong tÝnh to¸n kiÓm tra æn ®Þnh cã hai quan

®iÓm kh¸c nhau. Quan ®iÓm thø nhÊt lµ coi

* Trêng ®¹i häc Thñy Lîi

175 T©y S¬n, §èng §a, Hµ Néi

D§: 0915091173


t¸c dông cña hai khèi nÒn thîng lu vµ h¹

lu nh çc t¶i träng ngoµi vµ viÖc tÝnh to¸n

kiÓm tra æn ®Þnh trªn mÆt trît lµ mÆt tiÕp

xóc gi÷a ®Ëp vµ nÒn (t¬ng tù d¹ng 1). Quan

®iÓm thø hai lµ coi khèi trît bao gåm c¶ mét

phÇn nÒn vµ ®Ëp vµ sö dông ph¬ng ph¸p c©n

b»ng thái ®Ó xÐt tÝnh æn ®Þnh cña ®Ëp vµ nÒn .

Víi quan ®iÓm nµy xem nh khèi nÒn thîng,

h¹ lu ®Ëp vµ ®Ëp cã cïng mét møc ®é dù tr÷

æn ®Þnh nh nhau.

NÕu nh trong ph¬ng ph¸p ph©n thái, bá

qua nh÷ng ¶nh hëng t¬ng t¸c gi÷a çc thái

th× vÒ øng xö t¶i träng trong quan ®iÓm thø

hai cã thÓ xem gÇn nh lµ trong quan ®iÓm

thø nhÊt . Bµi b¸o nµy sö dông ph¬ng ph¸p

ph©n thái ®Ó nghiªn cøu çc nh©n tè ¶nh

hëng ®Õn æn ®Þnh tæng thÓ cña ®Ëp bª t«ng

träng lùc sÏ mang tÝnh tæng qu¸t vµ s¸t víi

t×nh h×nh lµm viÖc cña ®Ëp vµ nÒn h¬n..

2. Ph©n tÝch æn ®Þnh trît ®Ëp bª

t«ng theo ph¬ng ph¸p ph©n thái

2.1. Çc gi¶ thiÕt cña ph¬ng ph¸p

Çc tÝnh to¸n ®îc thùc hiÖn dùa trªn mét

sè gi¶ thiÕt sau:

- TÝnh theo c©n b»ng giíi h¹n.

- Çc hÖ trôc täa ®é XOY vµ TON ®îc ®Æt

t¹i phÝa tr¸i cña thái vµ tu©n theo “quy íc

bµn tay ph¶i” . T lµ lùc tiÕp tuyÕn, N lµ lùc

vu«ng gãc víi mÆt trît, ¸ lµ gãc hîp bëi

ph¬ng cña T vµ trôc x, chiÒu d¬ng cña gãc ¸

ngîc chiÒu kim ®ång hå.

- Tiªu chuÈn ph¸ ho¹i ®îc sö dông theo

Mohr-Coulomb.

- HÖ sè an toµn ®îc x¸c ®Þnh b»ng ®é dù

tr÷ æn ®Þnh cña çc thái trªn mÆt trît .

2.2. S¬ ®å tÝnh to¸n

H×nh 3. S¬ ®å tÝnh to¸n ph©n tÝch æn ®Þnh ®Ëp

bª t«ng träng lùc theo ph¬ng ph¸p ph©n thái

Ph¬ng tr×nh c©n b»ng dïng ®Ó x¸c ®Þnh

®é dù tr÷ æn ®Þnh cña çc thái (h×nh 3).

idii

idiiidiRiLidiiiidiiii1i

sintancos

LccossintanHHtanUsincostanVWPP

Trong ®ã:

i - sè thø tù mÆt trît ®ang ph©n tÝch;

(Pi-1 - Pi) - tæng çc lùc t¸c dông ph¬ng

ngang lªn khèi ®¸ thø i;

Wi - tæng träng lîng níc, ®Êt, ®¸, hay bª

t«ng cña khèi thø i;

Vi - Tæng çc lùc t¸c dông phÝa trªn khèi

nªm thø i;

tandi = tan i / FS;

FS: §é dù tr÷ æn ®Þnh cña ph©n tÝch (hÖ sè

an toµn);

i – gãc ma s¸t trong cña khèi nªm thø i;

i – gãc hîp gi÷a mÆt trît thø i vµ ph¬ng

ngang;

Ui – lùc thuû tÜnh ®Èy ngîc t¸c dông lªn

mÆt trît thø i;

HLi – çc lùc t¸c dông theo ph¬ng ngang ë

trªn hoÆc díi t¸c dông bªn phÝa tr¸i khèi trît;

cdi = ci /FS;

ci - Lùc dÝnh ®¬n vÞ tÝnh t¹i mÆt trît

thø i;

Li - chiÒu dµi mÆt trît thø i.

2.2. Ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n

HÖ sè an toµn æn ®Þnh theo ph¬ng ph¸p

ph©n thái ®îc x¸c ®Þnh dùa trªn nguyªn lý

c©n b»ng giíi h¹n th«ng qua ch¬ng tr×nh

tÝnh ODDBTTL-TU2009 viÕt b»ng ng«n ng÷

Microsoft SQL Server 2005 do Ths. Hoµng

Minh Tó thùc hiÖn n¨m 2009 vµ ®· ®îc


kiÓm nghiÖm trong ®Ò tµi nghiªn cøu khoa

häc cÊp c¬ së “Nghiªn cøu x©y dùng c«ng

nghÖ ph©n tÝch æn ®Þnh trît s©u cña ®Ëp bª

t«ng träng lùc theo hai hÖ thèng tiªu chuÈn

Nga-ViÖt vµ Mü” n¨m 2009 cña Trêng ®¹i

häc Thñy lîi (h×nh 4).

H×nh 4 . S¬ ®å khèi ch¬ng tr×nh ODDBTTL-TU2009 ph©n tÝch æn ®Þnh ®Ëp TBTL

3. Ph©n tÝch mét sè nh©n tè ¶nh

hëng tíi æn ®Þnh ®Ëp bª t«ng träng lùc

Mét trong nh÷ng néi dung mang tÝnh quyÕt

®Þnh vÒ kinh tÕ kÜ thuËt ®èi víi mét thiÕt kÕ

®Ëp bª t«ng träng lùc lµ kÝch thíc mÆt c¾t ®Ëp.

æn ®Þnh cña ®Ëp vµ nÒn lµ mét ®iÒu kiÖn b¾t

buéc ®Ó thiÕt kÕ mÆt c¾t. ChÝnh v× vËy ngêi

thiÕt kÕ cÇn biÕt râ ¶nh hëng cña chiÒu s©u

cña ®¸y ®Ëp vµo nÒn, chiÒu cao ®Ëp, chiÒu réng

®¸y ®Ëp, çc chØ tiªu c¬ lý , c cña nÒn ¶nh

hëng ®Õn hÖ sè æn ®Þnh nh thÕ nµo ®Ó tõ ®ã

®iÒu chØnh mét çch cã lîi nhÊt vÒ mÆt kinh tÕ.

H =60m

-

0,5000

1,0000

1,5000

2,0000

2,5000

15 20 25 30 35 40

Phi

Fs

c=0

c=1

c=1.8

c=3

c=5

c=10

H×nh 5. ¶nh hëng cña chØ tiªu c¬ lý ®Õn hÖ

sè æn ®Þnh (®Ëp cao 60m)

-

1,0000

2,0000

3,0000

4,0000

5,0000

6,0000

0 20 40 60 80

Chiều cao đập

Fs

Phi =20 , c=3

Phi =30, c=3

Phi =36, c=3

H×nh 6. ¶nh hëng cña chiÒu cao ®Ëp tíi æn ®Þnh.

B¶ng 1 vµ çc h×nh 5,6,7,8 lµ mét sè vÝ dô vÒ

kÕt qu¶ nghiªn cøu çc nh©n tè ¶nh hëng tíi

æn ®Þnh ®Ëp bª t«ng träng lùc. Çc kÕt qu¶ nµy

chØ lµ mét phÇn nhá trong gÇn 1000 trêng hîp

kh¸c nhau víi 7 seri chiÒu cao ®Ëp, 3 seri ®é dèc

m¸i ®Ëp (chiÒu réng ®Ëp), 3 seri vÒ gãc ma s¸t

trong, 5 seri vÒ lùc dÝnh ®¬n vÞ, 3 seri vÒ chiÒu

s©u ®¸y ®Ëp mµ bµi b¸o ®· nghiªn cøu.

Phi=36

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

8 10 12 14 16

Chiều sâu đào nền h

Fs

C=0

C=1

C=1.8

C=3

c=5

c=10

H×nh 7. ¶nh hëng cña chiÒu s©u ®¸y ®Ëp tíi


hÖ sè æn ®Þnh (®Ëp cao 70m)

H=40m (phi=30)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 2 4 6 8 10 12

Lực dính C

Fs

m=0.75

m=0.85

m=0.95

H×nh 8. ¶nh hëng cña chiÒu réng ®¸y ®Ëp

tíi hÖ sè æn ®Þnh (®Ëp cao 40 m)

B¶ng 1. KÕt qu¶ ph©n tÝch hÖ sè æn ®Þnh theo chiÒu s©u ®¸y ®Ëp

TH f C H1 = 10m H4 = 40m H7 = 70m

h=2m h=3m h=4m h = 6m h=8m h = 10m h = 10m h =

12m h=14m

2 3 4 6 8 10 10 12 14

1 20 0 1,079 1,1031 1,1861 0,7484 0,7848 0,8236 0,7529 0,7733 0,7937

2 20 1 1,1092 1,2427 1,3847 0,7969 0,8385 0,8827 0,7806 0,8013 0,8246

3 20 1,8 1,5037 1,7522 2,0168 0,8403 0,8867 0,9358 0,8029 0,8265 0,8498

4 20 3 3,1362 4,3754 6,0804 0,9137 0,9695 1,0278 0,8402 0,8658 0,8921

5 20 5 5,6591 11,3564 35,3167 1,0668 1,1442 1,2252 0,9092 0,9397 0,9714

6 20 10 1,8027 2,0408 2,2978 1,1395 1,1894 1,2406

7 30 0 1,3142 1,4327 1,5638 1,1873 1,244 1,3054 1,1942 1,2258 1,2587

8 30 1 1,7591 1,9711 2,1959 1,2642 1,3297 1,3991 1,2373 1,2715 1,307

9 30 1,8 2,3852 2,7796 3,1988 1,3326 1,4059 1,4839 1,2739 1,3102 1,3481

10 30 3 4,9746 6,9403 9,6449 1,4486 1,5372 1,6298 1,3324 1,3729 1,4148

11 30 5 8,9763 18,0056 56,025 1,6917 1,815 1,9429 1,4418 1,4902 1,5401

12 30 10 2,8595 3,2372 3,6448 1,8071 1,8865 1,9677

13 36 0 1,6535 1,8025 1,9677 1,4938 1,5656 1,6427 1,5026 1,5422 1,5839

14 36 1 2,2137 2,4803 2,7634 1,5906 1,6731 1,7609 1,5568 1,5995 1,6446


15 36 1,8 3,0013 3,4977 4,0255 1,6768 1,7693 1,8672 1,6025 1,6484 1,6964

16 36 3 6,2599 8,7337 12,1374 1,8233 1,9343 2,0505 1,6766 1,7274 1,7803

17 36 5 11,2957 22,6597 70,5 2,1289 2,2839 2,4448 1,8144 1,8752 1,938

18 36 10 3,5983 4,0736 4,5867 2,2741 2,3739 2,4761

Tõ nh÷ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n ph©n tÝch çc

seri nghiªn cøu, bµi b¸o ®· tæng hîp vµ cã

nh÷ng nhËn xÐt bíc ®Çu vÒ ¶nh hëng cña

çc nh©n tè tíi hÖ sè æn ®Þnh nh sau:

§èi víi ®Ëp cã chiÒu cao 20 m: HÖ sè æn

®Þnh Fs phô thuéc chñ yÕu vµo gãc ma s¸t

trong cña nÒn. ChiÒu cao ®Ëp vµ chiÒu s©u

ch«n ®Ëp vµo nÒn cã ¶nh hëng rÊt lín tíi

hÖ sè æn ®Þnh. Khi sö dông ph¬ng ph¬ng

ph¸p ph©n thái, nÕu nh sö dông çc tiªu

chuÈn vËt liÖu theo ®óng hÖ thèng tiªu

chuÈn hiÖn hµnh trªn thÕ giíi th× yªu cÇu

vÒ chØ tiªu nÒn t¬ng ®èi cao C 3.0 T/m2,

300.

§èi víi ®Ëp cã chiÒu cao n»m trong

kho¶ng 20m H 40m: Møc ®é ¶nh hëng

cña chØ tiªu nÒn gi¶m dÇn theo chiÒu cao.

Lùc dÝnh ®¬n vÞ c cña nÒn cµng lín th× ¶nh

hëng cña th«ng sè gãc ma s¸t trong ®Õn

hÖ sè æn ®Þnh Fs cµng lín khi chiÒu cao ®Ëp

H t¨ng dÇn. Gãc ma s¸t trong cña nÒn

cµng lín th× ¶nh hëng cña lùc dÝnh ®¬n vÞ c

cña nÒn ®Õn hÖ sè æn ®Þnh Fs cµng lín. ¶nh

hëng cña chiÒu réng ®¸y ®Ëp B ®Õn hÖ sè

æn ®Þnh Fs cµng lín khi chØ tiªu c¬ lý cña

nÒn , c cµng lín.

§èi víi ®Ëp cã chiÒu cao 40m H 70m.

Trong kho¶ng chiÒu cao nµy, møc ®é ¶nh

hëng cña chØ tiªu cã lý nÒn , c ®Õn hÖ sè

æn ®Þnh Fs gi¶m dÇn theo chiÒu cao ®Ëp.

¶nh hëng ®Õn hÖ sè æn ®Þnh Fs cña th«ng

sè gãc ma s¸t trong kh«ng nhiÒu b»ng ¶nh

hëng cña lùc dinh c khi chiÒu cao ®Ëp t¨ng

lªn. Khi chiÒu cao ®Ëp H t¨ng lªn th× ¶nh

hëng cña chiÒu s©u ch«n ®Ëp gi¶m dÇn.

¶nh hëng cña chiÒu réng ®¸y ®Ëp B ®Õn hÖ

sè an toµn æn ®Þnh Fs gÇn nh tuyÕn tÝnh

khi chiÒu cao ®Ëp gia t¨ng

4. KÕt luËn

Sö dông ph¬ng ph¸p ph©n thái ®Ó

nghiªn cøu mét sè nh©n tè ¶nh hëng tíi hÖ

sè æn ®Þnh cña ®Ëp bª t«ng träng lùc trªn

nÒn, bµi b¸o ®· cã nh÷ng kÕt qu¶ bíc ®Çu

vÒ quy luËt thay ®æi hÖ sè æn ®Þnh cña ®Ëp

bª t«ng träng lùc khi cã xÐt ®Õn sù t¬ng t¸c

gi÷a m«i trêng nÒn víi nhau vµ gi÷a m«i

trêng nÒn vµ th©n ®Ëp. Nh÷ng kÕt qu¶ nµy

sÏ mang tÝnh thùc tÕ cao vµ cã ý nghÜa lín

trong viÖc lùa chän mÆt c¾t ®Ëp bª t«ng hîp

lý ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kinh tÕ kÜ thuËt.


[1]. Gravity Dam Design-US Army

comrps of Engineers –EM 110-2-2000

[2]. Gravity dam design – EM 1110 – 2 –

2200 cña hiÖp héi kü s qu©n ®éi Mü (US

Army corps of Engineer).

[3]. Quy ph¹m thiÕt kÕ ®Ëp bª t«ng

CHU# 2.02.02.85.

[4]. Tiªu chuÈn thiÕt kÕ ®Ëp bª t«ng vµ

bª t«ng cèt thÐp 14 TCN 56-88.

[5]. Tiªu chuÈn nÒn çc c«ng tr×nh thñy

c«ng TCVN 42-53-86.

[6]. NguyÔn V¨n M¹o. §Ëp bª t«ng träng

lùc. Bµi gi¶ng sau ®¹i häc . 3.2008

[7]. NÒn ®Ëp phøc t¹p vµ çc vÊn ®Ò vÒ

kÕt cÊu nÒn – Lôc ThuËt Nguyªn 2000.

[8]. Hoµng Minh Tó. Nghiªn cøu c«ng

nghÖ tin häc ph©n tÝch æn ®inh ®Ëp bª t«ng


träng lùc. LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt 2009.

[9]. NguyÔn Quang Hïng, Hoµng Minh

Tó . X©y dùng c«ng nghÖ ph©n tÝch æn ®Þnh

®Ëp bª t«ng träng lùc theo tiªu chuÈn hiÖp

héi kÜ s qu©n ®éi Mü. T¹p chÝ thñy lîi vµ

m«i trêng sè 24. 3-2009. P 80-84.

Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. Nghiªm H÷u H¹nh

T¦¥NG QUAN GI÷A KÕT QU¶ THÝ NGHIÖM NÐN Në H¤NG

Vµ KÕT QU¶ THÝ NGHIÖM NÐN BA TRôC KH¤NG Cè KÕT -

KH¤NG THO¸T N¦íC TR£N §ÊT DÝNH ë KHU VùC

PHó Mü H¦NG, QUËN 7, TP. HCM

§Ëu V¨n Ngä, §oµn Minh TuÊn,

TrÇn NguyÔn Ng©n Hµ*

C¥ HäC §ÊT §¸

Correlation of unconfined compression test result and

unconsolidated-undrained tri-axial compression test result on

cohesive soil at Phu My Hung area, District 7, Hochiminh City.

Abstract: Basing on the existing theories on unconfined compression

test and unconsolidated-undrained tri-axial compression test on

cohesive soil, collecting and classifying the test results at Phu My Hung

area, District 7, Hochiminh City, this paper gives the correlation

analysis of unconfined compressive strength and unconsolidated-

undrained compressive strength, also some comments on using this

correlation results.

1. §ÆT VÊN §Ò

Trong c¸c thÝ nghiÖm ®Êt trong phßng, thÝ

nghiÖm nÐn ba trôc theo s¬ ®å thÝ nghiÖm

kh«ng cè kÕt - kh«ng tho¸t níc

(Unconsolidated-Undrained Triaxial

Compression Test, UU) vµ thÝ nghiÖm nÐn në

h«ng (Unconfined Compression Test, UC)

®îc sö dông rÊt réng r·i nh»m phôc vô thiÕt

kÕ c¸c c«ng tr×nh x©y dùng, ®Æc biÖt ë nh÷ng

khu ®« thÞ míi ph¸t triÓn, cÇn x©y dùng

nhiÒu c¬ së h¹ tÇng nh khu vùc Phó Mü

Hng, QuËn 7, Tp Hå ChÝ Minh.

Chi phÝ vµ thêi gian cho mét mÉu thÝ nghiÖm

nÐn ba trôc UU lín h¬n nhiÒu so víi mÉu thÝ

nghiÖm UC, do quy tr×nh tiÕn hµnh thÝ nghiÖm

UU phøc t¹p h¬n so víi thÝ nghiÖm UC. MÆt

kh¸c, s¬ ®å thÝ nghiÖm UC lµ mét trêng hîp

®Æc biÖt cña thÝ nghiÖm UU khi mÉu ®Êt n»m

* §¹i häc B¸ch khoa thµnh phè Hå ChÝ Minh

268 Lý Thêng KiÖt, TP. Hå ChÝ Minh

Tel: 08.38645298, D§: 0913908509

Email: [email protected]


gÇn mÆt ®Êt, ¸p lùc b¶n th©n xem nh b»ng

kh«ng. §Ó tiÕt kiÖm ®îc chi phÝ vµ thêi gian,

®ång thêi ®¶m b¶o tÝnh chÝnh x¸c t¬ng ®èi cña

sè liÖu thiÕt kÕ, cÇn ph¶i nghiªn cøu kh¶ n¨ng

thay thÕ thÝ nghiÖm UU b»ng thÝ nghiÖm UC

cho çc líp ®Êt dÝnh ë díi s©u.

2. PH¦¥NG PH¸P NGHI£N CøU

§Çu tiªn t¸c gi¶ t×m hiÓu çc lý thuyÕt s½n

cã vÒ mèi quan hÖ gi÷a hai kÕt qu¶ UU vµ

UC. Sau ®ã, dùa vµo çc kÕt qu¶ thÝ nghiÖm

®Êt thùc tÕ ®Ó kiÓm tra mèi quan hÖ nµy.

3. C¥ Së Lý THUYÕT

3.1. ThÝ nghiÖm nÐn ba trôc theo s¬ ®å

thÝ nghiÖm kh«ng cè kÕt, kh«ng tho¸t

níc (UU)

Trong thÝ nghiÖm nÐn ba trôc theo s¬ ®å

UU, mÉu thÝ nghiÖm cã d¹ng h×nh trô, chiÒu

cao h¬n hai lÇn ®êng kÝnh. MÉu ®îc ®Æt

trong buång nÐn ba trôc, ®îc bao quanh bëi

mµng cao su ®Ó tr¸nh mÉu tiÕp xóc víi níc.

¸p lùc buång ®îc gi÷ kh«ng ®æi trong qu¸

tr×nh thÝ nghiÖm. Mçi thÝ nghiÖm thêng

®îc tiÕn hµnh víi nhiÒu cÊp ¸p lùc buång

kh¸c nhau. NÐn mÉu theo chiÒu th¼ng ®øng

víi tèc ®é kh«ng ®æi vµ ghi nhËn t¶i träng nÐn

cho tíi khi mÉu bÞ ph¸ hñy hoÆc cã ®é biÕn

d¹ng theo ph¬ng th¼ng ®øng b»ng 20%

chiÒu cao mÉu. VËn tèc nÐn tõ 0.3% ®Õn 1%

chiÒu cao mÉu/phót. Thêi gian tiÕn hµnh thÝ

nghiÖm UU tõ 15 – 20 phót [4].

Trong suèt qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm, van tho¸t

níc khãa l¹i ®Ó níc trong mÉu kh«ng tho¸t

ra ngoµi. Nh vËy, mÉu ®Êt ®· b·o hßa níc

sÏ kh«ng thay ®æi thÓ tÝch suèt qu¸ tr×nh thÝ

nghiÖm. MÉu ®Êt b·o hßa ë díi mùc níc

ngÇm mét ®é s©u z, chÞu mét øng suÊt h÷u

hiÖu vµ mét ¸p lùc níc lç rçng u [1]. Sau

khi lÊy mÉu ®Êt vÒ phßng thÝ nghiÖm, ¸p lùc

xung quanh mÉu ®Êt b»ng ¸p lùc kh«ng khÝ,

®îc coi nh b»ng kh«ng. Khi ®ã øng suÊt

tæng 1 = 3 = 0, ¸p lùc lç rçng u = - u0 (víi uo

> 0), øng suÊt h÷u hiÖu 1’ = 3’ = u0.

Khi t¨ng ¸p lùc buång (ãb) lªn mÉu, ¸p lùc

níc lç rçng gia t¨ng u = b. Khi ®ã, tr¹ng

th¸i øng suÊt trong mÉu ®Êt:

- øng suÊt tæng 1 = 3 = b; (1)

- ¸p lùc níc lç rçng u = - u0 + b; (2)

=> øng suÊt h÷u hiÖu

1’ = 1 – u = b - (- u0 + b) = u0; (3)

3’ = 3 – u = b - (- u0 + b) = u0. (4)

Khi nÐn mÉu theo trôc th¼ng ®øng, mét øng

suÊt lÖch 1 = 1 - 3 sinh ra. ¸p lùc níc lç

rçng ®ång thêi sÏ t¨ng tû lÖ víi ®é lÖch øng suÊt

u = 1, víi A lµ hÖ sè phô thuéc vµo mÉu ®Êt.

Tr¹ng th¸i øng suÊt trong mÉu ®Êt khi

nÐn mÉu vµ khi mÉu bÞ trît nh sau:

- øng suÊt tæng 1 = b + 1; (5)

3 = b; (6)

- ¸p lùc níc lç rçng u = -u0 + b + 1; (7)

=> øng suÊt h÷u hiÖu

1’ = 1 – u = u0 - A1 + 1; (8)

3’ = 3 – u = u0 - A1. (9)

Çc øng suÊt h÷u hiÖu lóc mÉu ®Êt bÞ

trît ®éc lËp víi ¸p lùc buång nÐn. Do ®ã, chØ

cã duy nhÊt mét vßng Mohr øng suÊt h÷u

hiÖu, nªn u = 0.

’

Cu

u

’ ’

Cu

qu0

0

u

H×nh 1: §å thÞ Mohr – Coulomb cho thÝ

nghiÖm UU.

3.2. ThÝ nghiÖm nÐn në h«ng (UC)

ThÝ nghiÖm nÐn në h«ng tiÕn hµnh trªn

mÉu ®Êt h×nh trô t¬ng tù nh mÉu trong thÝ

nghiÖm UU. MÉu ®îc nÐn th¼ng ®øng vµ

kh«ng cã ¸p lùc xung quanh. Thêi gian thÝ

nghiÖm trªn mét mÉu kho¶ng 15 phót víi tèc

®é 0.5% – 2.0% chiÒu dµi mÉu/phót [3].

Trong giai ®o¹n nÐn, 3 lu«n b»ng kh«ng, ¸p lùc

níc lç rçng sÏ t ng tØ lÖ víi p lùc nÐn: u = A1.


Khi mÉu ®Êt bÞ trît, chØ cã duy nhÊt mét

vßng Mohr øng suÊt tæng. Søc chÞu nÐn ®¬n

hay søc chÞu nÐn mét trôc chÝnh lµ ¸p lùc nÐn

lªn mÉu lóc trît, ®îc ký hiÖu lµ qu.

’

Cu

u

’ ’

Cu

qu0

0

u

H×nh 2: §å thÞ Mohr - Coulomb cho thÝ

nghiÖm UC

2.3. T¬ng quan gi÷a qu vµ Cu

Do kÕt qu¶ cña thÝ nghiÖm nÐn ba trôc

theo s¬ ®å UU cho mÉu ®Êt dÝnh ë tr¹ng th¸i

b·o hßa níc kh«ng phô thuéc vµo ¸p lùc

buång nÐn nªn trong trêng hîp nµy cã thÓ

thay thÕ thÝ nghiÖm ba trôc theo s¬ ®å UU

b»ng thÝ nghiÖm nÐn në h«ng. Søc kh¸ng nÐn

kh«ng tho¸t níc hoÆc cêng ®é lùc dÝnh

kh«ng tho¸t níc cu ®îc ®Þnh nghÜa lµ mét

nöa cña søc chÞu nÐn ®¬n qu[1]:

2

u

u

qC (10)

Trong thùc tÕ, thÝ nghiÖm ba trôc theo s¬

®å UU thùc hiÖn trªn mÉu ®Êt ë tr¹ng th¸i tù

nhiªn vµ kh«ng b·o hßa, nªn gãc ma s¸t trong

u 0 vµ lùc dÝnh cã thÓ cu 2

uq.

ThÝ nghiÖm ba trôc theo s¬ ®å UU thêng

dïng ®Ó kiÓm tra ®é æn ®Þnh tøc thêi cña nÒn

®Êt khi x©y dùng c«ng tr×nh trªn nã. Trong

®iÒu kiÖn b×nh thêng, mét mÉu ®Êt ë díi

s©u chÞu t¸c dông cña ¸p lùc b¶n th©n cét ®Êt.

Khi x©y dùng c«ng tr×nh trªn nã, øng suÊt

th¼ng ®øng t¨ng lªn ®ét ngét, cu cã thÓ xem lµ

“søc kh¸ng nÐn trong ®iÒu kiÖn kh«ng tho¸t

níc kh«ng cè kÕt”. Nh vËy, trong thÝ

nghiÖm ba trôc theo s¬ ®å UU, cu øng víi ¸p

lùc buång b»ng víi øng suÊt b¶n th©n mµ

mÉu ®Êt chÞu trong thùc tÕ lµ gi¸ trÞ cÇn quan

t©m nhÊt. Bµi b¸o nµy sÏ dïng cu øng víi ¸p

lùc buång lµ øng suÊt b¶n th©n mÉu ®Êt chÞu.

3. M¤ H×NH NGHI£N CøU

Çc yÕu tè chÝnh ¶nh hëng ®Õn cêng ®é

lùc dÝnh kh«ng tho¸t níc cu:

- ¸p lùc b¶n th©n cña cét ®Êt t¹i vÞ trÝ cña

mÉu ®Êt;

- Çc tÝnh chÊt c¬ lý cña mÉu ®Êt: ®é Èm,

dung träng tù nhiªn, hµm lîng h¹t sÐt, tû

träng,.. cña mÉu ®Êt.

Søc kh¸ng nÐn në h«ng cña ®Êt (qu) còng

phô thuéc vµo ¸p lùc b¶n th©n cét ®Êt cña mÉu

®Êt vµ çc tÝnh chÊt c¬ lý cña mÉu ®Êt. Cho nªn,

mèi quan hÖ cña cu vµ qu lµ tÊt yÕu. Tuy nhiªn,

bµi b¸o nµy sÏ ph©n tÝch mèi quan hÖ gi÷a Cu

víi qu cïng víi nh÷ng yÕu tè kh¸c, sau ®ã dïng

lý thuyÕt thèng kª ®Ó lo¹i bá nh÷ng yÕu tè

kh«ng ¶nh hëng lín. ViÖc nµy nh»m h¹n chÕ

¶nh hëng cña nh÷ng yÕu tè kh«ng xÐt ®Õn

trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu. Ph¬ng tr×nh dïng

nghiªn cøu lµ ph¬ng tr×nh tuyÕn tÝnh.

cu = A1 x qu + A2 x ®é s©u + A3 x ®é Èm + A4

x dung träng + A5 x giíi h¹n ch¶y + A6 x giíi

h¹n dÎo + A7),

hay cu = A1 x qu + A2 x D + A3 x W + A4 +

A5WL + A6WP + A7. (11)

§¬n vÞ sö dông trong ph¬ng tr×nh trªn lµ

søc kh¸ng c¾t në h«ng: kN/m2, ®é s©u: m; ®é

Èm: %, dung träng: kN/m3, giíi h¹n ch¶y: %,

giíi h¹n dÎo: %. Çc hÖ sè A1, A2, A3, A4, A5,

A6, A7 lµ çc hÖ sè kh«ng thø nguyªn.

4. KIÓM TRA B»NG Sè LIÖU

THùC TÕ

Çc biÕn dïng ®Ó kiÓm tra trong b¶ng 1.

B¶ng 1: Tªn biÕn vµ çc kÝ hiÖu

BiÕn §¬n vÞ KÝ

hiÖu

Søc kh¸ng nÐn trong ®iÒu

kiÖn kh«ng tho¸t níc kN/m2 cu

c


kh«ng cè kÕt

Søc kh¸ng nÐn në h«ng kN/m2 qu

§é s©u m de

§é Èm % w

Dung träng kN/m3 unitw

Giíi h¹n ch¶y % WL

Giíi h¹n dÎo % WP

Sè liÖu dïng ®Ó kiÓm tra lµ c¸c kÕt qu¶

thÝ nghiÖm trong c«ng tr×nh “Kh¶o s¸t ®Þa

chÊt c«ng tr×nh cho l« CR1” t¹i Khu ®« thÞ

Phó Mü Hng, quËn 7, Tp. HCM. Sè lîng

mÉu ®Êt thèng kª ®îc lµ 36 mÉu. Sè liÖu

thu thËp ®îc m« t¶ trong b¶ng 2. C¸c yÕu

tè t¸c ®éng ®Õn cu ë ®©y lµ 6. NÕu lÊy tØ lÖ

íc lîng mÉu lµ 5, th× sè mÉu tèi thiÓu cÇn

thiÕt lµ 30. Nh vËy, 36 mÉu thu thËp ®îc

®ñ møc ý nghÜa thèng kª.

Ph¬ng ph¸p thèng kª lµ håi qui b×nh

ph¬ng cùc tiÓu, sau ®ã tÝnh chØ sè p-value

øng víi tõng biÕn. Víi møc ý nghÜa 95%, nÕu

p-value lín h¬n 5% th× biÕn ®ã coi nh kh«ng

¶nh hëng vµ sÏ bÞ lo¹i bá. KÕt qu¶ håi qui

tr×nh bµy trong b¶ng 3.


B¶ng 2: M« t¶ tæng qu¸t sè liÖu thèng kª.

cu qu de w unitw WL WP

Trung b×nh 121,42 217,73 30,33 25,16 19,57 43,17 21,82

Max. 414,70 619,70 58,50 39,36 21,30 49,24 27,16

Min. 52,50 55,80 12,50 9,52 17,90 35,58 15,00

§é lÖch chuÈn 72,42 125,45 17,48 6,53 0,87 3,27 3,08

Sè lîng mÉu: 36 36 36 36 36 36 36

B¶ng 3: KÕt qu¶ håi qui víi tÊt c¶ çc

biÕn trong ph¬ng tr×nh (11)

Gi¸ trÞ §é lÖch

chuÈn p-value

A1 0,43 0,06 0,00%

A2 0,88 0,52 10,09%

A3 -1.16 2,17 59,74%

A4 10,05 12,57 43,01%

A5 5,56 3,04 7,80%

A6 0,32 4,28 94,01%

A7 -414,13 307,44 18,84%

R2 hiÖu

chØnh 0,71

§é lÖch

chuÈn 72,42

Çc biÕn cã p-value lín nhÊt sÏ lÇn lît bÞ

lo¹i bá. KÕt qu¶ håi qui thu ®îc trong b¶ng 4.

B¶ng 4: KÕt qu¶ håi qui ®· lo¹i bá

çc biÕn kh«ng ¶nh hëng lín

Gi¸

trÞ

§é lÖch

chuÈn

p-

value

A1 0,39 0,04 0,00%

A2 1,27 0,31 0,03%

R2 hiÖu

chØnh 0,71

§é lÖch

chuÈn 72,42

KÕt qu¶ håi qui cho thÊy søc kh¸ng nÐn

trong ®iÒu kiÖn kh«ng tho¸t níc kh«ng cè

kÕt (Cu) t¬ng quan rÊt lín víi søc kh¸ng nÐn

në h«ng (qu) vµ ®é s©u mÉu. Víi møc ý nghÜa

95%, sù phï hîp cña kÕt qu¶ ®îc biÓu thÞ

b»ng chØ sè t¬ng quan R2 hiÖu chØnh lµ 0,71.

Cã nghÜa lµ qu vµ ®é s©u mÉu gi¶i thÝch ®îc

71% gi¸ trÞ cña cu.

§é phï hîp cña m« h×nh ®a ra lµ kh¸ tèt.

Ph¬ng tr×nh håi qui thu ®îc øng víi sè liÖu

®· thu thËp lµ:

cu = 0.39 x qu + 1,27 x ®é s©u

5. K£T LUËN

Çc líp ®Êt sÐt khu vùc Phó Mü Hng, víi

møc ®é chÝnh x¸c t¬ng ®èi, cã thÓ thay thÕ

thÝ nghiÖm nÐn ba trôc kh«ng cè kÕt-kh«ng

tho¸t níc b»ng thÝ nghiÖm nÐn në h«ng. Søc

kh¸ng nÐn trong ®iÒu kiÖn kh«ng tho¸t níc

kh«ng cè kÕt (cu) ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc

kinh nghiÖm sau:

cu = 0,39 x qu + 1,27 x ®é s©u

Do sè lîng mÉu thèng kª kh«ng lín, cha

bao qu¸t ®îc toµn bé khu vùc nªn kÕt qu¶

thu ®îc míi chØ lµ bíc ®Çu lµm tµi liÖu

tham kh¶o cho khu vùc nghiªn cøu. Sè liÖu

chØ thu thËp trong ®Êt sÐt, ®Êt sÐt pha cha

cã ®iÒu kiÖn thu thËp sè liÖu.


[1]. Ch©u Ngäc Èn (2004), C¬ häc ®Êt, Nxb

§¹i Häc Quèc Gia Tp.HCM;

[2]. Lª Kh¸nh LuËn (2008), Lý thuyÕt X¸c

suÊt Thèng kª, Nxb Tæng hîp Tp.HCM;

[3]. Tiªu chuÈn ASTM D2166;

[4]. Tiªu chuÈn ASTM D2850;

[5]. Trung t©m Nghiªn cøu C«ng nghÖ vµ

ThiÕt bÞ C«ng nghiÖp - §¹i häc B¸ch khoa Tp.

HCM, “B¸o ço kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh

l« CR1 - khu Nam Sµi Gßn - Q7 - Tp.HCM”,

n¨m 2008.

Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. §oµn ThÕ Têng


TæNG HîP C¸C GI¶I PH¸P GIA C¦êNG §£ BIÓN TRµN N¦íC

Hoµng ViÖt Hïng*

M¤I TR¦êNG

Summary methods for protections of sea dike overtopping

Abstract: There were many researchs and applications for sea dike

overtopping in the world. In Vietnam, there are also several local sea

dikes, which are sea dikes overtopping. These dikes had type of

protection by concrete cover or clay cover with sand core. In order to

further research on protections for sea dike overtopping. This paper

summarises protections of sea dike, which were applied or it is doing,

and analyses of its applicated conditions for sea dike overtopping such

as protection by geotubes, geotextiles, additive consolite, geomat and

grass, hydraulic structures… These can be applied for sea dike

overtopping of construction and further researchs in Vietnam.

1. §Æt vÊn ®Ò

Mét sè ®ª biÓn ViÖt Nam hiÖn nay còng

nh vÒ l©u dµi vÉn ph¶i ®Ó cho níc trµn qua,

v× lý do kinh tÕ vµ ®iÒu kiÖn tù nhiªn tõng

vïng ven biÓn. PhÇn lín ®ª biÓn trong hÖ

thèng ®ª biÓn ViÖt Nam hiÖn cã chØ ®îc coi

lµ b¸n kiªn cè. VÒ mÆt nguyªn t¾c, khi thiÕt

kÕ ®ª biÓn b»ng vËt liÖu ®Êt th× kh«ng ®îc

phÐp cho níc trµn qua c«ng tr×nh ®Êt.

Nhng nÕu cã gi¶i ph¸p gia cêng hîp lý,

phï hîp víi ®iÒu kiÖn tõng vïng cña ViÖt

Nam, sö dông ®îc vËt liÖu ®Þa ph¬ng th×

®ª biÓn trµn níc sÏ lµ gi¶i ph¸p tèt ®Ó x©y

dùng ®ª biÓn theo ®Þnh híng gi¶m gi¸

thµnh x©y dùng vµ æn ®Þnh l©u dµi. Trªn thÕ

giíi ®· cã nhiÒu quèc gia nghiªn cøu gi¶i

ph¸p c«ng nghÖ t¨ng cêng æn ®Þnh ®ª vµ

nÒn ®ª biÓn trµn níc vµ ®· ®em l¹i nhiÒu

lîi Ých kinh tÕ. ë níc ta mét sè ®ª biÓn ®Þa

ph¬ng còng ®· x©y dùng theo ®Þnh híng

nµy. Tuy nhiªn viÖc ¸p dông cha cã c¬ së

khoa häc ch¾c ch¾n dÉn ®Õn c¸c øng dông

cßn h¹n chÕ, cha phæ biÕn. ViÖc nghiªn cøu

t×m ra ®îc gi¶i ph¸p khoa häc c«ng nghÖ

t¨ng cêng æn ®Þnh ®ª vµ nÒn ®ª biÓn trong

®iÒu kiÖn níc trµn qua ®ª ch¾c ch¾n sÏ cã ý

nghÜa kinh tÕ vµ khoa häc to lín.

2. Nguyªn t¾c gia cêng ®ª

biÓn vËt liÖu ®Þa ph¬ng khi cho

trµn níc

2.1. C¬ chÕ ph¸ huû khi níc trµn

H×nh 1: C¬ chÕ ph¸ huû ®ª khi sãng trµn

(theo K.W.Pilarczyk-Netherlands)

Theo K.W.Pilarczyk, víi mÆt c¾t m« t¶ t¸c

®éng cña sãng trµn nh h×nh 1, th©n ®ª cã thÓ

bÞ ph¸ háng ë phÝa thîng lu do t¸c ®éng

cña sãng vµ ¸p lùc thÊm ®Èy ngîc díi b¶n

®¸y gia cè. §Ønh ®ª cã thÓ bÞ xãi, do thÊm tõ

bªn ngoµi, m¸i h¹ lu cã thÓ bÞ trît líp sÐt

bäc ngoµi th©n ®ª vµ trît tæng thÓ c¶ m¸i.

* Trêng §¹i häc Thuû lîi.

175 T©y S¬n - §èng §a - Hµ Néi

D§: 0912723376


2.2. Sù ph¸ huû c«ng tr×nh thùc tÕ do

sãng trµn

§ª H¶i Phßng ®îc cøng ho¸ bÒ mÆt

b»ng bª t«ng cèt thÐp ®Ó ®¶m b¶o an toµn

khi níc trµn, m¸i h¹ lu ®îc trång cá b¶o

vÖ (h×nh 2). Nhng thùc tÕ qua trËn b·o sè 2

n¨m 2005, m¸i h¹ lu ®ª bÞ ph¸ huû toµn bé

khi sãng trµn qua (h×nh 3). Qua ®ã cã thÓ

®¸nh gi¸ r»ng viÖc ¸p dông gi¶i ph¸p b¶o vÖ

khi ®ª biÓn trµn níc lµ cha ®Çy ®ñ vµ vÊn

®Ò ¸p dông lµ cha ®ång bé.

H×nh 2: §ª biÓn H¶i Phßng ®îc cøng ho¸ bÒ

mÆt-chèng sãng trµn

Effect of overtopping

Haiphong dike after Typhoon No.2

H×nh 3: Sau trËn b·o sè 2 n¨m 2005-m¸i h¹

lu bÞ ph¸ huû toµn bé do song trµn

H×nh 2 cho thÊy vÊn ®Ò gia cêng, b¶o vÖ

chØ míi tËp trung cho m¸i thîng lu vµ

®Ønh ®ª. Nhng thùc tÕ sau b·o th× phÇn

ph¸ huû nÆng nÒ l¹i lµ m¸i h¹ lu. Nh vËy

cã thÓ thÊy, ®èi víi ®ª biÓn trµn níc th×

vÊn ®Ò gia cêng ®ång bé çc bé phËn cña

®ª, ®Æc biÖt lµ m¸i h¹ lu lµ cÇn thiÕt vµ

ph¶i cã gi¶i ph¸p hîp lý.

3. Ph©n tÝch tæng hîp çc gi¶i

ph¸p gia cêng, b¶o vÖ ®ª biÓn

trµn níc

Trªn c¬ së ph©n tÝch kh¶ n¨ng ph¸ huû

®ª do sãng trµn vµ ph©n tÝch sù ph¸ háng ®ª

trªn thùc tÕ, ®Ó ®¶m b¶o an toµn cho ®ª, cÇn

xem xÐt tæng hîp tÊt c¶ çc gi¶i ph¸p b¶o vÖ

bao gåm c¶ gi¶i ph¸p phi c«ng tr×nh, gi¶i

ph¸p c«ng tr×nh vµ gi¶i ph¸p gia cêng vËt

liÖu. ViÖc ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ ¸p dông còng

cÇn ph¶i cã çc thÝ nghiÖm trong phßng vµ

thÝ nghiÖm m« h×nh.

Gi¶i ph¸p phi c«ng tr×nh lµ vÊn ®Ò chän

tuyÕn ®ª, gi¶i ph¸p trång c©y t¹o b·i tríc

b¶o vÖ ®ª. §©y lµ gi¶i ph¸p an toµn nhÊt,

®¶m b¶o æn ®Þnh l©u dµi cho ®ª biÓn ®ång

thêi cßn ®¶m b¶o c¶ ®iÒu kiÖn m«i trêng.

Gi¶i ph¸p c«ng tr×nh bao gåm viÖc chän

mÆt c¾t cña ®ª, kÕt cÊu tiªu níc, hÖ sè m¸i

vµ çc líp gia cè bÒ mÆt hoÆc kÕt hîp çc

c«ng tr×nh phô trî cã s½n.

Gi¶i ph¸p gia cêng vËt liÖu bao gåm vÊn

®Ò sö dông phô gia cho vËt liÖu ®¾p, vËt

liÖu cèt, vËt liÖu gia cêng bëi vi sinh vËt.

3.1. Gi¶i ph¸p gia cêng chèng xãi

bÒ mÆt ®ª b»ng líi Composit vµ

trång cá

Gi¶i ph¸p nµy hiÖn nay ®îc ¸p dông

réng r·i, kh«ng nh÷ng cho ®ª biÓn mµ cßn

cho çc c«ng tr×nh x©y dùng d©n dông vµ

giao th«ng. Gi¶i ph¸p nµy còng cã t¸c dông

b¶o vÖ m¸i ®ª æn ®Þnh l©u dµi vµ th©n thiÖn

víi m«i trêng.


H×nh 4: Gi¶i ph¸p sö dông líi Composit kÕt hîp trång cá chèng xãi bÒ mÆt ®ª

3.2 Gi¶i ph¸p sö dông th¶m ®Þa kü thuËt

hoÆc líi ®Þa kü thuËt

VËt liÖu ®îc ®a liªn kÕt thµnh tõng

m¶ng v÷ng ch¾c bëi çc tói ®Þa kü thuËt cì

lín hoÆc dïng líi, v¶i ®Þa kü thuËt cïng víi

çc khèi bª t«ng gia cè liªn kÕt hai, ba chiÒu.

Gi¶i ph¸p nµy t¨ng kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña líp

b¶o vÖ lªn gÊp nhiÒu lÇn so víi çc gi¶i ph¸p

gia cè th«ng thêng.

H×nh 5: Gi¶i ph¸p sö dông th¶m ®Þa kü thuËt

hoÆc líi ®Þa kü thuËt

§èi víi nh÷ng tuyÕn ®ª ®· x©y dùng, ®Ó

b¶o vÖ chèng xãi m¸i h¹ lu, ë Hµ Lan ®· cã

nh÷ng thiÕt bÞ thi c«ng l¾p ®Æt bæ sung líi

®Þa kü thuËt. Tríc tiªn hä sö dông m¸y bãc

lÊy líp cá cã s½n ë m¸i, sau ®ã l¾p ®Æt líi ®Þa

kü thuËt vµ tr¶i cá trë l¹i. Kü thuËt nµy rÊt

hoµn h¶o vÒ mÆt c«ng nghÖ, kh«ng g©y x¸o

trén lín vÒ m«i trêng vµ c¶nh quan.

Application geogrid: 2. cut grass cover crest

and part of outer slope

H×nh 6: Thiết bị bóc cỏ mái hạ lưu


Application geogrid: 1. cut of grass cover

innerslope

H×nh 7: Bóc lớp cỏ hiện tại để chuẩn bị lắp đặt

lưới địa kỹ thuật

Application geogrid: 4. roll off geogrid

innerslope

H×nh 8: Lắp đặt lưới địa kỹ thuật

Application geogrid: 7. roll of grass roll

H×nh 9: Trải cỏ trở lại mái đê

3.3. Gi¶i ph¸p gia cêng sö dông rä

thÐp, líi thÐp

Gi¶i ph¸p nµy ¸p dông khi cã yªu cÇu

riªng vÒ m¸i dèc b¶o vÖ, nh÷ng vÞ trÝ tiÕp xóc

trùc tiÕp víi sãng vµ cã m¸i dèc ®øng.

H×nh 10: Gi¶i ph¸p sö dông líi thÐp hoÆc rä thÐp

3.4. Gi¶i ph¸p sö dông tói v¶i ®Þa kü

thuËt

Gi¶i ph¸p nµy hiÖn nay ®ang ®îc b¾t ®Çu

øng dông, v¶i ®Þa kü thuËt ®îc may thµnh

tõng èng v¶i cã ®êng kÝnh lín nhÊt kho¶ng

2,5 m. Sö dông vËt liÖu t¹i chç lµ c¸t hoÆc

bïn lo·ng, cã khi lµ v÷a xi m¨ng m¸c thÊp

b¬m vµo tói, sau mét thêi gian khi vËt liÖu cè

kÕt sÏ h×nh thµnh nh÷ng tuyÕn ®ª æn ®Þnh

l©u dµi. Cã thÓ ®¾p thªm vËt liÖu bäc ngoµi

tói ®Ó t¹o h×nh th¸i cho ®ª.

H×nh 11: Giải pháp sử dụng túi vải địa kỹ thuật

làm lõi đê

H×nh 12: Túi vải địa kỹ thuật dùng làm

bảo vệ mái


3.5. Gi¶i ph¸p kÕt cÊu thuû c«ng gi¶m

vËn tèc xãi do sãng trµn

Gi¶i ph¸p nµy bè trÝ mét bÓ bª t«ng ®ùng

níc do sãng trµn ë trªn ®Ønh ®ª. Khi sãng

trµn vµo bÓ, cã thÓ bè trÝ èng dÉn níc ®Ó tiªu

níc vÒ h¹ lu hoÆc tÝnh to¸n kÝch thíc bÓ

®ñ s©u ®Ó tiªu n¨ng n¨ng lîng sãng trµn.

H×nh 13: Bể bê tông có bố trí ống tiêu nước

H×nh 14: BÓ bª t«ng cã tÝnh n¨ng tiªu n¨ng

3.6. Gi¶i ph¸p gia cêng vËt liÖu ®¾p

®ª b»ng vi sinh vËt

H×nh15: MÉu ®Êt c t ®îc cøng ho bëi vi sinh vËt

HiÖn t¹i çc phßng thÝ nghiÖm ®Þa kü

thuËt cña Hµ Lan ®· cã nh÷ng nghiªn cøu

thµnh c«ng trong viÖc sö dông vi sinh vËt

®Ó cøng ho¸ çt ®¾p ®ª. Nh÷ng lo¹i sinh

vËt nµy cã kh¶ n¨ng lµm cøng nÒn çt vµ

søc chèng c¾t cña çt t¨ng gÊp 25 lÇn so víi

ban ®Çu. Nguån nu«i sinh vËt nµy chñ yÕu

lµ níc tiÓu cña con ngêi th¶i ra.

3.7. Gi¶i ph¸p gia cêng vËt liÖu ®¾p

®ª b»ng phô gia consolite

Gi¶i ph¸p nµy ®ang ®îc nghiªn cøu vµ øng

dông cho ®ª biÓn ViÖt Nam. Phßng thÝ nghiÖm

§Þa kü thuËt-Trêng §¹i häc Thuû lîi ®· cã

nh÷ng nghiªn cøu bíc ®Çu víi lo¹i phô gia

nµy ®Ó lµm vá bäc th©n ®ª, thay thÕ líp vá bäc

®Êt sÐt truyÒn thèng vµ ®· cã nh÷ng kÕt qu¶

rÊt kh¶ quan. Çc th«ng tin chi tiÕt vµ øng

dông sÏ ®îc cËp nhËt tiÕp tíi ®ång nghiÖp.

4. KÕt luËn

Gi¶i ph¸p gia cêng ®ª biÓn trµn níc cÇn

ph¶i xem xÐt gi¶i ph¸p b¶o vÖ c¶ m¸i trong

®ång vµ m¸i ngoµi biÓn cña ®ª. Thùc tÕ ®·

chøng minh khi sãng trµn, m¸i trong ®ång bÞ

ph¸ huû nÆng nÒ h¬n c¶.

Víi ®Æc ®iÓm ®Êt dïng ®¾p ®ª ven biÓn chñ

yÕu lµ çt hoÆc ¸ çt th× gi¶i ph¸p c«ng tr×nh

thuû c«ng kÕt hîp gia cêng vËt liÖu ®¾p lµ

tèi u h¬n c¶ vµ lµ ®Þnh híng x©y dùng ®ª

biÓn theo híng tËn dông vËt liÖu t¹i chç mµ

vÉn ®¶m b¶o an toµn cho c«ng tr×nh.

CÇn ph¶i cã ®Çu t, nghiªn cøu hoµn chØnh

cho vÊn ®Ò gia cêng ®ª biÓn theo ®iÒu kiÖn tõng

vïng däc theo tuyÕn ®ª biÓn tõ Qu¶ng Ninh ®Õn

Vòng Tµu. VÊn ®Ò ®Þa kü thuËt x©y dùng ®i kÌm

gi¶i ph¸p c«ng tr×nh ch¾c ch¾n ®em l¹i hiÖu qu¶

kinh tÕ lín ®Ó x©y dùng ®ª biÓn theo híng gi¶m

gi¸ thµnh vµ æn ®Þnh l©u dµi.


[1]. Lª Ngäc BÝch, L¬ng Ph¬ng HËu vµ nnk-

Nghiªn cøu chèng xãi vµ b¶o vÖ ®ª biÓn -1999.

[2]. Phan Trêng PhiÖt- S¶n phÈm §Þa kü thuËt

Polime vµ Compozit trong x©y dùng d©n dông, giao

th«ng vµ thuû lîi - NXB X©y dùng -2007.

[3]. Hoµng ViÖt Hïng- B¸o ço tham quan

kh¶o s¸t §¹i häc C«ng nghÖ Delft – 2007.

[4]. Krystian W.Pilarczyk- Geosynthetics and

Geosystem in Hydraulic and Coastal Engineering-

A.A.Balkema/Rotterdam/Brookfield/2000.

[5].Krystian W.Pilarczyk- Short Course on

Geotechnical Engineering-Vietnam Water

Resources University-2007.

Ngêi ph¶n biÖn: TS. TrÞnh Minh Thô


C¶I T¹O díi §ÊT YÕU NÒN §¦êNG

B»NG CäC XI M¡NG §ÊT

NguyÔn Ch©u L©n*


Impovement of embankment on soft soils by using cment

columns

Abstract: For the last some years cement column method of soil

stabilization has been applied popularly in Vietnam .This method has

been used to increase the load capacity and decrease settlement,

moreover it prevents road embankment on soft clay ground from

failure. This article describes in detail the design procedures of the

cement column methods by using Japanese criteria

The author also introduces the finite element method of settlement

calculation, slip circle analysis and load bearing capacity of soil cement

column method operated in the Ninh Binh highway.

1. §ÆT VÊN §Ò

Cäc xi m¨ng ®Êt lµ lo¹i cäc ®îc thi c«ng

theo ph¬ng ph¸p trén s©u, b»ng çch trén

®Òu xi m¨ng víi nÒn ®Êt yÕu t¹o thµnh mét

lo¹i cäc ®êng kÝnh cäc tõ 0,5 – 1m, chiÒu s©u

mµ cäc lµm viÖc hiÖu qu¶ tõ 15 30m.

Cäc xi m¨ng ®Êt dïng ®Ó c¶i t¹o nÒn ®Êt

theo ph¬ng ph¸p trén s©u thêng ®îc ¸p

dông nh»m gia cè nÒn ®êng hay têng ch¾n,

mè cÇu dÉn, bê dèc … ®Ó ®¶m b¶o yªu cÇu

chèng trît, gi¶m ®é lón vµ lµm t¨ng søc chÞu

t¶i cña nÒn ®Êt.

HiÖn nay cã nhiÒu quy tr×nh thiÕt kÕ, tÝnh

to¸n cña çc níc nh NhËt B¶n, Trung

Quèc, Thôy §iÓn... T¹i ViÖt nam chØ cã tiªu

chuÈn x©y dùng vÒ thiÕt kÕ - thi c«ng –

nghiÖm thu cäc xi m¨ng ®Êt TCXDVN

385:2006. Tuy nhiªn mét sè phÇn híng dÉn

thiÕt kÕ trong tiªu chuÈn nµy cha thËt râ

rµng. Do vËy, t¸c gi¶ tham kh¶o çch tÝnh

to¸n vµ thiÕt kÕ theo quy tr×nh NhËt B¶n, ®Ó

kiÕn nghÞ ®a ra çch tÝnh to¸n cäc xi m¨ng

®Êt cho phï hîp víi ®iÒu kiÖn ViÖt Nam.

§ång thêi bµi b¸o còng ®i s©u vµo tÝnh to¸n

ph©n tÝch çc yÕu tè biÕn d¹ng, æn ®Þnh,

cêng ®é vµ ¸p lùc níc lç rçng tiªu t¸n trong

nÒn ®Êt ®· ®îc c¶i t¹o b»ng cäc xi m¨ng ®Êt

theo ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n.

2. THIÕT KÕ CäC XI M¡NG §ÊT

2.1 ThiÕt kÕ theo quy tr×nh NhËt B¶n

Khi thiÕt kÕ cäc xi m¨ng ®Êt ph¶i x¸c ®Þnh

çc ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ tríc sau ®ã ®a ra çc

th«ng sè cho vïng ®Êt c¶i t¹o vµ tÝnh to¸n cäc

xi m¨ng ®Êt vÒ ®é lón, æn ®Þnh vµ cêng ®é

cäc. ThiÕt kÕ cäc xi m¨ng ®Êt cã thÓ tÝnh theo

çc bíc sau:

2.1.1. X¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ.

§iÒu kiÖn thiÕt kÕ x¸c ®Þnh dùa vµo môc

®Ých, chøc n¨ng vµ tÇm quan träng cña c«ng

tr×nh vµ çc yÕu tè nh: t¶i träng, tÝnh chÊt c¬

lý cña nÒn ®Êt, çch bè trÝ cäc... Cã thÓ xem

xÐt mét sè vÊn ®Ò sau:

(1) §é lón cho phÐp: ®é lón d nhá h¬n 10-

20 cm. §é lón lÖch gi÷a çc cäc nªn nhá h¬n

kho¶ng 5cm(theo quy tr×nh NhËt B¶n).

(2) HÖ sè æn ®Þnh (theo ph¬ng ph¸p cña

Bishop) theo quy tr×nh 22 TCN 262-2000:

trong giai ®o¹n thi c«ng FS1,4 vµ trong giai

®o¹n khai th¸c FS1,2

* Trêng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i Hµ Néi

CÇu GiÊy, §èng §a, Hµ Néi

D§: 0912877781


(3) T¶i träng: gåm t¶i träng cña nÒn ®êng

®¾p DL vµ t¶i träng ®oµn xe LL

(4) Bè trÝ cäc: bè trÝ theo líi « vu«ng hoÆc

líi tam gi¸c.

Trong thiÕt kÕ cäc xi m¨ng ®Êt cÇn x¸c

®Þnh hÖ sè c¶i t¹o nh sau:

21 XX

Aa col

p

(1)

x1

x2

H×nh 1: Bè trÝ cäc

Trong ®ã ap - hÖ sè c¶i t¹o ®Êt;

colA - diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña 1 cäc xi

m¨ng ®Êt

X1, X2- kho¶ng c¸ch cña mçi cäc.

2.1.2. TÝnh to¸n ®é lón

a) Tæng ®é lón nÒn ®Êt sau khi c¶i t¹o

Tæng ®é lón cã thÓ ®îc tÝnh to¸n nh sau:

21 hhh

(2)

q2

coc xi mang

q1

h2

h1

2

1

2

1

H×nh 2: M« h×nh tÝnh to¸n ®é lón

cña nÒn ®Êt sau c¶i t¹o

- §é lón 1h , tÝnh tõ bÒ mÆt ®Õn phÇn ®îc

c¶i t¹o b»ng cäc xi m¨ng ®Êt tÝnh theo c«ng

thøc sau:

soilpcolp EaEa

Hqh

)1(

111

(3)

Trong ®ã q1 - tæng t¶i träng t¸c dông

q1 = (DL+LL)/A;

Víi: A - diÖn tÝch c¶i t¹o(A=B.L), víi B-

chiÒu réng mãng;

L - chiÒu dµi mãng;

DL - tÜnh t¶i do nÒn ®êng t¸c dông lªn 1 cäc;

LL - ho¹t t¶i do ®oµn xe t¸c dông lªn 1 cäc;

H1- chiÒu dµi cäc;

ap - hÖ sè c¶i t¹o;

Ecol - m«®un ®µn håi cña cäc xi m¨ng ®Êt,

x¸c ®Þnh theo thÝ nghiÖm cã thÓ lÊy gÇn ®óng

Ecol = 100 # 300 quck ;

quck - søc kh¸ng nÐn cña cäc xi m¨ng ®Êt

x¸c ®Þnh b»ng thÝ nghiÖm

Esoil - m«®un ®µn håi cña nÒn ®Êt, cã thÓ

lÊy Esoil= 210 c0;

Víi c0- lùc dÝnh ®¬n vÞ cña nÒn ®Êt yÕu.

- §é lón 2h , tÝnh tõ phÇn c¶i t¹o ®Õn ®¸y

tÇng ®Êt yÕu (hoÆc ®Õn hÕt chiÒu s©u tÝnh

lón), ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau:

'

2'

2

0

2 log1

vo

voc qH

e

Ch

(4)

Trong ®ã: cC - chØ sè nÐn cña ®Êt;

e0 - hÖ sè rçng ban ®Çu cña ®Êt;

H2 - ®é dµy cña tÇng kh«ng ®îc c¶i t¹o

bªn díi cäc xi m¨ng (m)

'vo - øng suÊt cã hiÖu th¼ng ®øng t¹i gi÷a

líp ®Êt yÕu díi cäc cña tÇng phñ;

q2 - tæng t¶i träng t¸c dông t¹i träng t©m

cña nÒn ®Êt kh«ng ®îc c¶i t¹o.

q2 = (DL+LL)/(B+H2/2).

b) TÝnh to¸n ®é lón theo thêi gian

Cã thÓ tÝnh to¸n t¬ng tù nh giÕng c¸t.

2.1.3. Ph©n tÝch æn ®Þnh trît s©u

Cêng ®é chèng c¾t trung b×nh cña ®Êt sau

khi c¶i t¹o b»ng cäc xi m¨ng ®Êt cã thÓ ®îc

tÝnh nh ®Êt hçn hîp, gåm søc chèng c¾t cña

nÒn ®Êt vµ cña cäc xi m¨ng:

ooo

ooppp

Kcc

caca

)1(

(5)

Trong ®ã: - cêng ®é chèng c¾t trung

b×nh cña ®Êt ®· c¶i t¹o;

pc - lùc dÝnh ®¬n vÞ cña cäc xi m¨ng ®Êt

(cp=quck /2);


ooc - lùc dÝnh ®¬n vÞ cña ®Êt ®· c¶i t¹o.

K - hÖ sè chiÕt gi¶m.

Sau khi ®· tÝnh to¸n ®îc cêng ®é chèng

c¾t cña nÒn ®Êt c¶i t¹o cã thÓ dïng phÇn mÒm

Slope- W ®Ó kiÓm to¸n æn ®Þnh cho nÒn ®Êt

c¶i t¹o b»ng cäc xi m¨ng ®Êt.

2.1.4. KiÓm to¸n søc chÞu t¶i cña nÒn

®Êt c¶i t¹o b»ng cäc xi m¨ng ®Êt

TÝnh to¸n kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc xi

m¨ng ®Êt theo ®Êt nÒn:

usoilusoilisoilult cdchdQ ...25,2... 2

, (6)

Trong ®ã soilultQ , - kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc

theo ®Êt nÒn;

d - ®êng kÝnh cäc;

hi - chiÒu dµy líp ®Êt thø i mµ cäc xuyªn qua;

cusoil- søc chèng c¾t kh«ng tho¸t níc cña

®Êt sÐt xung quanh.

- TÝnh to¸n kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc xi

m¨ng ®Êt theo vËt liÖu chÕ t¹o colultQ ,

).35.3.(, hcolcolcolult cAQ (7)

Trong ®ã colultQ , - kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc

theo vËt liÖu;

h - tæng ¸p lùc ngang t¸c dông lªn

cäc, usoilvh c.5 ;

v - øng suÊt th¼ng ®øng do çc líp phñ

bªn trªn t¸c dông;

colc -lùc dÝnh ®¬n vÞ cña cäc xi m¨ng ®Êt.

Kh¶ n¨ng chÞu t¶i tÝnh to¸n cña cäc xi

m¨ng ®Êt cã thÓ lÊy gi¸ trÞ nhá h¬n trong hai

gi¸ trÞ kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc theo ®iÒu

kiÖn ®Êt nÒn vµ theo vËt liÖu:

),min( ,, colultsoilultult QQQ (8)

NÕu lÊy hÖ sè an toµn FS=1,5 th× kh¶ n¨ng

chÞu t¶i cho phÐp cña cäc xi m¨ng :

FS

QQ ult

allow (9)

- KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña nÒn ®Êt

theo ®iÒu kiÖn:

PQallow §¹t

Trong ®ã: P lµ tæng t¶i träng t¸c dông lªn

1 cäc

2.2. VÝ dô tÝnh to¸n cäc xi m¨ng ®Êt

2.2.1. §iÒu kiÖn bµi to¸n

T¸c gi¶ dùa vµo kÕt qu¶ kh¶o s¸t ®Þa chÊt

vµ ®Ò c¬ng thiÕt kÕ kü thuËt Dù ¸n ®êng

cao tèc CÇu GiÏ-Ninh B×nh do Tæng C«ng ty

TVTK GTVT (TEDI) lËp.

- Tiªu chuÈn kü thuËt cña ®êng

+ NÒn ®êng cã chiÒu réng B=18,0m;

träng lîng thÓ tÝch 18 kN/m3

+ ChiÒu cao nÒn ®êng ®¾p H=7,4m;

chiÒu réng bÖ ph¶n ¸p: 10m;

- §iÒu kiÖn ®Þa chÊt

NÒn ®Êt yÕu ®îc gåm 4 líp, víi çc chØ

tiªu c¬ lý cña çc líp ®Êt nh trong b¶ng sau::

ChØ tiªu §¬n vÞ Líp 1

(sÐt ch¶y)

Líp 2

(bïn sÐt pha)

Líp 3

(sÐt dÎo ch¶y)

Líp 4

(çt chÆt)

ChiÒu dµy m 6,6 2,3 24,0 2,0

Träng lîng thÓ tÝch tù nhiªn kN/m3 18,2 16,4 16,6 17,5

§é Èm % 34,69 60,30 49,69 55,00

HÖ sè rçng - 1,00 1,64 1,41 0,94

Giíi h¹n ch¶y % 39,55 47,60 50,10 -

Giíi h¹n dÎo % 19,51 32,97 29,37 -

Lùc dÝnh ®¬n vÞ kN/m2 18,00 16,90 17,90 -

¸p lùc tiÒn cè kÕt kN/m2 65,00 - - -

HÖ sè thÊm m/ngµy 2,2.10-4 1,4.10-4 2,2.10-4 0,5

HÖ sè cè kÕt cm2/s 0,00012 0,000132 0,00012

ChØ sè nÐn - 0,34 0,42 0,37 -

ChØ sè në - 0,034 - - -

ChØ sè xuyªn SPT bóa - - - 32


2.2.2. KÕt qu¶ tÝnh to¸n

a) Tríc khi xö lý

§é lón tæng céng, tÝnh to¸n theo ph¬ng

ph¸p ph©n tÇng céng lón, tÝnh cho nÒn ®Êt

gåm c¶ 4 líp nh b¶ng trªn ®îc: ®é lón cè

kÕt Sc = 157,40 cm; ®é lón tøc thêi SI = 15,74

cm; ®é lón tæng céng: S = 173,14 cm; §é lón

d b»ng 30,5cm >20cm (kh«ng tháa m·n Quy

tr×nh 22TCN262:2000), cÇn tiÕn hµnh xö lý.

b) Sau khi xö lý b»ng biÖn ph¸p cäc xi

m¨ng ®Êt

Søc kh¸ng danh ®Þnh

cña cäc

2/300 cmkGquck

( 30.000kN/m2)

§êng kÝnh cäc D = 600 mm.

ChiÒu dµi cäc L=15 m.

Kho¶ng çch gi÷a çc cäc S=1,5m

Çch bè trÝ cäc Líi « vu«ng

- TÝnh lón: sö dông ph¬ng ph¸p ph©n

tÇng céng lón t¬ng tù quy tr×nh 22 TCN-

262-2000

1h - ®é lón tÝnh tõ mÆt ®Êt ®Õn cao ®é mòi

cäc xi m¨ng ®Êt tÝnh to¸n theo b¶ng sau:

ChiÒu

s©u ap 0c (kN/m2)

o

soil

c

mkNE

.250

)/( 2

uck

col

q

mkNE

350

)/( 2

q1

(2/ mkN )

H1(m) 1h (m)

0-15 0,126 18 4500 105 000 133 15 0,12

2h - ®é lón phÇn ®Êt kh«ng ®îc c¶i t¹o ®îc tÝnh to¸n theo b¶ng sau:

Líp

®Êt

Cao ®é

cña líp

tÝnh to¸n

H

(m) (kN/m3) )/( 2' mkNvo

q2=q1.B

(B+H/2) 0e Cc

§é

lón (m)

Líp

sÐt 3

-15~-17 2 16,6 16,6 130,94 1,41 0,37 0,29

-17~-19 2 16,6 58,1 128,94 1,41 0,37 0,16

-19~-21 2 16,6 74,7 127,01 1,41 0,37 0,13

-21~-23 2 16,6 91,3 125,13 1,41 0,37 0,11

-23~-25 2 16,6 107,9 123,30 1,41 0,37 0,10

-25~-27 2 16,6 124,5 121,53 1,41 0,37 0,09

-27~-29 2 16,6 159,5 119,81 1,41 0,37 0,074

Tæng 0,96

VËy tæng ®é lón: 1h =0,12+0,96=1,08m

TÝnh to¸n æn ®Þnh: dïng phÇn mÒm Slope-W tÝnh theo ph¬ng ph¸p Bishop ®îc k=1,52

TÝnh to¸n kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña nÒn ®Êt.

soilultQ , (kN) colultQ , (kN) ultQ (kN) allowQ (kN) P(kN) KÕt luËn

675,76 881,4 `675,76 450 355,5 §¹t

3. THIÕT KÕ, TÝNH TO¸N CäC XI

M¡NG §ÊT THEO PH¦¥NG PH¸P

PHÇN Tö H÷U H¹N

3.1. TÝnh to¸n nÒn ®êng ®¾p trªn ®Êt yÕu

ë ®iÒu kiÖn tù nhiªn b»ng phÇn mÒm Plaxis

3.1.1. S¬ ®å tÝnh to¸n cña bµi to¸n


H×nh 3: M« h×nh bµi to¸n khi cha xö lý

3.1.2. KÕt qu¶ tÝnh to¸n nÒn ®Êt khi cha xö lý

0 500 1,e3 1,5e3 2,e3 2,5e3 3,e3

-2,0

-1,5

-1,0

-0,5

0,0

Time [day]

Uy [m]

Chart 2

Point A

H×nh 4: §é lón cña ®iÓm A t¹i tim nÒn ®êng

H×nh 5: BiÓu ®å ®êng ®¼ng ¸p lùc níc lç rçng d.

- §é lón æn ®Þnh cña nÒn ®Êt theo biÓu ®å

h×nh 4 lµ: S=1,573 m.

- Tõ biÓu ®å h×nh 5 cho kÕt qu¶ ¸p lùc níc

lç rçng d lín nhÊt lµ 93,72 kN/m2 t¹i vÞ trÝ

ngay díi tim nÒn ®êng.


3.2. TÝnh to¸n cäc xi m¨ng ®Êt theo

ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n b»ng

phÇn mÒm Plaxis

3.2.1. Khai b¸o c¸c yÕu tè h×nh häc cña bµi to¸n

M« h×nh tÝnh to¸n ®îc nhËp theo täa ®é

®iÓm vµ cho nh h×nh bªn díi:

H×nh 6: M« h×nh tÝnh to¸n cäc xi m¨ng ®Êt trong Plaxis

3.3.2. TÝnh to¸n cäc xi m¨ng ®Êt theo ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n

a) Khi bè trÝ chiÒu dµi cäc L=15m

0 1,e3 2,e3 3,e3 4,e3 5,e3 6,e3

-1,6

-1,2

-0,8

-0,4

0,0

Time [day]

Uy [m]

Coc L=15m

Point A

H×nh 7: §é lón t¹i vÞ trÝ tim cäc xi m¨ng ®Êt

H×nh 8: BiÓu ®å tiªu t¸n ¸p lùc níc lç rçng


- Tõ biÓu ®å h×nh 7, ®é lón cña nÒn ®êng

t¹i vÞ trÝ tim cäc xi m¨ng ®Êt lµ S=0,883 m; ®é

lón cña nÒn ®êng S=0,891 m.

- BiÓu ®å h×nh 8 lµ biÓu ®å tiªu t¸n ¸p lùc

níc lç rçng sau khi xö lý. So s¸nh víi biÓu

®å tiªu t¸n ¸p lùc níc lç rçng cña nÒn ®Êt

khi cha xö lý thÊy r»ng ¸p lùc níc lç rçng

trong trêng hîp dïng cäc xi m¨ng ®Êt tiªu

t¸n nhanh h¬n, do ®ã tèc ®é cè kÕt còng

nhanh h¬n.

- HÖ sè æn ®Þnh khi tÝnh to¸n b»ng Plaxis:

FS=1,42.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0,8

1,2

1,6

2,0

2,4

2,8

|U| [m]

Sum-Msf

Chart 2

Curve 1

H×nh 9 :BiÓu ®å hÖ sè æn ®Þnh khi bè trÝ cäc xi m¨ng ®Êt

b) Nghiªn cøu ¶nh hëng khi thay ®æi chiÒu dµi cña cäc xi m¨ng ®Êt

- TiÕp theo cho thay ®æi chiÒu dµi cäc xi m¨ng ®Êt tõ 15m thµnh 20 m vµ 25m vµ tÝnh to¸n

b»ng phÇn mÒm Plaxis ®îc:

0 1,e3 2,e3 3,e3 4,e3 5,e3 6,e3

-1,6

-1,2

-0,8

-0,4

0,0

Time [day]

Displacement [m]

Chart 1

Coc L=25m

Coc L=15m

Coc L=20m

H×nh 10 :BiÓu ®å ®é lón cña nÒn ®Êt khi chiÒu dµi cäc thay ®æi

Cã thÓ tãm t¾t kÕt qu¶ tÝnh to¸n khi thay ®æi chiÒu dµi cäc nh b¶ng sau:

Th«ng sè L=15m L=20m L=25m

§é lón 0,883 0,672 0,489

Thêi gian ®Ó nÒn ®Êt ®¹t ®é

cè kÕt 90% (ngµy) 415 295 190

HÖ sè æn ®Þnh 1,42 1,53 1,601


c) Nghiªn cøu líi biÕn d¹ng tríc vµ sau

khi sö dông cäc xi m¨ng ®Êt

T¸c gi¶ nghiªn cøu hai trêng hîp tríc vµ

sau khi xö lý cho kÕt qu¶ líi biÕn d¹ng nh

biÓu ®å sau:

H×nh 11: BiÓu ®å biÕn d¹ng cña nÒn ®Êt

tríc khi xö lý b»ng cäc xi m¨ng ®Êt

H×nh 12: BiÓu ®å biÕn d¹ng cña nÒn ®Êt sau

khi xö lý b»ng cäc xi m¨ng ®Êt

§ång thêi biÓu ®å h×nh 12 cho thÊy biÕn

d¹ng trong ph¹m vi cäc xi m¨ng ®Êt nhá h¬n

rÊt nhiÒu so víi trêng hîp cha xö lý theo

biÓu ®å h×nh 11. §iÒu ®ã chøng tá hiÖu qu¶ râ

rÖt cña viÖc sö dông cäc xi m¨ng ®Êt lµm

gi¶m biÕn d¹ng cña nÒn ®Êt.

4. KÕT LUËN

- Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n b»ng phÇn tö h÷u

h¹n cã nhiÒu u ®iÓm ®ã lµ cã thÓ x¸c ®Þnh

®îc biÕn d¹ng, øng suÊt, ¸p lùc níc lç rçng

t¹i mét ®iÓm bÊt kú díi nÒn ®Êt vµ t¹i vÞ trÝ

gi÷a c¸c cäc xi m¨ng ®Êt mµ c¸c ph¬ng ph¸p

tÝnh tay kh«ng thÓ thùc hiÖn ®îc.

- Khi tÝnh to¸n æn ®Þnh b»ng Slope-W th×

ph¶i quy ®æi vÒ nÒn ®Êt t¬ng ®¬ng, cßn khi

tÝnh to¸n theo Plaxis th× chØ cÇn nhËp vµo

m«®un cña nÒn ®Êt vµ cña cäc xi m¨ng ®Êt,

kÕt qu¶ tÝnh to¸n b»ng æn ®Þnh theo phÇn tö

h÷u h¹n cã ®é tin cËy cao.

- Khi ph©n tÝch b»ng ph¬ng ph¸p phÇn tö

h÷u h¹n, ®é lón cña nÒn ®Êt phô thuéc vµo

chuyÓn vÞ ngang, khi dïng cäc xi m¨ng ®Êt

th× chuyÓn vÞ ngang cña nÒn ®êng còng gi¶m

vµ gi¶m ®é lón cña nÒn ®Êt.

- KiÕn nghÞ nªn ®a ph¬ng ph¸p phÇn tö

h÷u h¹n vµo tÝnh to¸n cäc xi m¨ng ®Êt.


1. Tiªu chuÈn x©y dùng TCXDVN

385:2006. Gia cè nÒn ®Êt yÕu b»ng trô ®Êt xi

m¨ng, Bé x©y dùng, 2006.

2. Bé Giao th«ng vËn t¶i. Quy tr×nh Kh¶o

s¸t thiÕt kÕ nÒn ®êng « t« ®¾p trªn ®Êt yÕu,

22 TCN 262-2000.

3. Cement Deep mixing method

association. Cement Deep mixing method

manual , 1993.

4. Masaki Kitazume, Masaaki Terashi.

The deep mixing method: principle, design

and construction, Japan, 2002.

5. Publics Works Research Center. Deep

mixing method design execution manual for

land works: 92-99, 1999.

6. Japan - Thailand Joint Study Project

on Soft Clay Foundation. Manual for design

and construction of cement column

method, 1998

Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. V¬ng V¨n Thµnh


NGHI£N CøU THIÕT LËP Hé CHIÕU KHOAN Næ M×N

PHï HîP TRONG THI C¤NG K£NH DÉN N¦íC

THñY §IÖN NËM PIA - S¥N LA

§µO V¡N CANH*

NGUYÔN XU¢N THµNH

C¤NG NGHÖ NÒN MãNG Studies on establishing of blasting passport suitable for canal

construction of the Nampia hydropower plant of Son La

Abstract: Canal construction has been used as better solution that

substitute for tunnel At NamPia hydropower project. During operation

work, the owner requested contractor to using some advanced

technologies in blasting to ensure the quality of canal’s construction to

ensure the slope stability and decreasing the danger of over break. We

have proposed some blasting methods and calculation to establish

suitable blasting passports for usage during the course of canal

construction. This paper presents some results obtained from actual

blasting works at the canal site as enhancing excavating speed and

ensuring all required blasting targets.

1. Kh¸i qu¸t chung

Thñy ®iÖn NËm Pia lµ c«ng tr×nh thñy ®iÖn

n»m trªn suèi NËm Pia thuéc ®Þa bµn huyÖn

Mêng La tØnh S¬n La. Kh¸c víi çc c«ng

tr×nh thñy ®iÖn kh¸c ®©y lµ c«ng tr×nh thñy

®iÖn dÉn níc b»ng kªnh ®µo dµi 3000 m b¸m

theo sên nói.

1.1. H×nh d¹ng kÝch thíc kªnh dÉn

níc

Kªnh dÉn níc lµ ph¬ng ¸n dÉn níc tèi

u vÒ kü thuËt vµ kinh tÕ so víi çc ph¬ng

¸n hÇm ®èi víi thñy ®iÖn NËm Pia. Kªnh dÉn

níc ®îc thi c«ng sau khi ®¬n vÞ thi c«ng ®·

tiÕn hµnh c¾t tÇng, b¹t ta luy men theo sên

nói theo thiÕt kÕ. H×nh d¹ng vµ çc kÝch

thíc chÝnh cña kªnh dÉn níc ®îc thÓ hiÖn

trong h×nh 1.

Theo yªu cÇu cña Chñ ®Çu t, viÖc thi c«ng

kªnh dÉn níc ph¶i ¸p dông triÖt ®Ó çc tiÕn

bé kü thuËt khoan næ m×n ®Ó gi¶m thiÓu chi

phÝ bª t«ng bï do næ thõa tiÕt diÖn vµ chi phÝ

c¾t tÇng thªm do næ m×n g©y ra mÊt æn ®Þnh

m¸i dèc.

H×nh 1. H×nh d¹ng mÆt c¾t ngang kªnh dÉn

níc thñy ®iÖn N©m Pia

1.2. §¸nh gi¸ s¬ bé ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt

trªn toµn tuyÕn dù ®Þnh thi c«ng kªnh

dÉn níc thñy ®iÖn NËm Pia

§iÒu kiÖn ®Þa kü thuËt tuyÕn kªnh dÉn

níc nhµ m¸y thñy ®iÖn NËm Pia:

- Kªnh dÉn níc nhµ m¸y thñy ®iÖn NËm

Pia n»m toµn bé trªn sên nói trong çc líp

* §¹i häc má - §Þa chÊt

§«ng Ng¹c - Tõ Liªm - Hµ Néi

D§: 0982274636

§uêng mÆt ®Êt tù nhiªnA

A

BB

§uêng ®µo G§1

Kªnh dÉn nuíc


®¸ phong hãa m¹nh, nøt nÎ nhiÒu, kÐm æn

®Þnh. §Ó phôc vô c«ng t¸c næ m×n ®µo kªnh,

çc lo¹i ®¸ däc tuyÕn kªnh cã thÓ tËp hîp gåm

3 lo¹i chÝnh:

+ Lo¹i 1: gåm çc ®¸ t¬ng ®èi nguyªn

khèi, Ýt bÞ phong hãa thuéc nhãm IIB, gåm

çc ®¸ macma cã ®é bÒn lín; ®¸ cÊp 2, 3 khã

næ m×n;

+ Lo¹i 2: gåm çc ®¸ phong hãa, nøt nÎ

m¹nh thuéc nhãm IB ®Õn IIA, chñ yÕu lµ

çc ®¸ macma: traxit, gabro diabaz, traxit

riolit, ®é bÒn trung b×nh, ®¸ cÊp 3, 4 t¬ng

®èi dÔ næ m×n.

+ Lo¹i 3: ®¸ phong hãa m¹nh thuéc nhãm

IA1, IA2, ®¸ mÒm, ®«i chç cã thÓ dïng m¸y xóc

®µo trôc tiÕp kh«ng cÇn næ m×n, ®¸ nøt nÎ rÊt

m¹nh ®îc lÊp nhÐt b»ng sÐt, s¹n, ®¸ cÊp 4,

dÔ bÞ trît lë.

§¸ thuéc lo¹i 1: Däc tuyÕn kªnh, cã nhiÒu

chç ®¸ thuéc lo¹i 1, ®¸ r¾n cøng, khã næ m×n

lµ çc ®¸ Ýt bÞ phong hãa thuäc nhãm IIB cã

®é bÒn lín, ë cac vÞ trÝ sau:

- §o¹n 0+300 ®Õn 0+360 (tÝnh tõ ®Ëp ®Çu

mèi) ®¸ macma riolit, traxit riolit, nøt nÎ

m¹nh, ®é bÒn nÐn tõ 800-1200 kG/cm2 (hÖ sè

kiªn cè f = 8-12) gåm 4 hÖ khe nøt hë, kho¶ng

çch gi÷a çc khe nøt trong mçi hÖ dao ®éng

tõ 25 ®Õn 40cm.

- §o¹n 0+640 ®Õn 0+850: ®¸ macma, nøt nÎ

m¹nh, ®é bÒn nÐn tõ 700 - 900 kG/cm2 (f = 7-9)

gåm 5 hÖ khe nøt, kho¶ng çch gi÷a çc khe

nøt trong mçi hÖ dao ®éng tõ 20 ®Õn 45cm.

- §o¹n 0+850: ®¸ macma, nøt nÎ trung

b×nh, khe nøt hë, kh«ng cã lÊp nhÐt, ®é bÒn

nÐn tõ 700-1000 kG/cm2 (f = 7-10) gåm 4 hÖ

khe nøt, kho¶ng çch gi÷a çc khe nøt trong

mçi hÖ dao ®éng tõ 30 ®Õn 70cm.

- §o¹n 1+120 ®Õn 1+400: ®¸ macma nøt

nÎ m¹nh, ®¸ cã ®é bÒn tõ 750 – 1100 kG/cm2

gåm 4 hÖ khe nøt dèc vµ dèc ®øng, khe hë lín

2-5mm kh«ng lÊp nhÐt, kho¶ng çch trung

b×nh gi÷a çc khe nøt 40-65cm.

- §o¹n 1+500 ®Õn 1+600: ®¸ macma Ýt bÞ

phong hãa, nøt nÎ trung b×nh, kho¶ng çch

gi÷a çc khe nøt 50-80cm gåm 3 hÖ chÝnh , ®é

bÒn nÐn 700-1000 kG/cm2 (f = 7-10).

- §o¹n 1+600 ®Õn 1+700: ®¸ macma Ýt bÞ

phong hãa, nøt nÎ trung b×nh, kho¶ng çch

gi÷a çc khe nøt tõ 40-80cm gåm 4 hÖ khe

nøt kÝn kh«ng cã lÊp nhÐt, dèc ®øng, ®é bÒn

nÐn cña ®¸ tõ 800-1500 kG/cm2 (f = 8-15), rÊt

khã næ m×n.

- §o¹n 2+000 ®Õn 2+100; ®¸ macma nøt nÎ

m¹nh, khe nøt réng, kh«ng lÊp nhÐt, kho¶ng

çch trung b×nh gi÷a çc khe nøt 20-45cm, ®¸

cã ®é bÒn nÐn tõ 900-1400 kG/cm2 (f – 8-14),

khã næ m×n.

- §o¹n 2+160 ®Õn 2+200: ®¸ macma, nøt

nÎ m¹nh gåm 5 hÖ khe nøt tho¶i vµ dèc ®øng,

kho¶ng çch gi÷a çc khe nøt trong mçi hÖ

dao ®éng tõ 20 ®Õn 50cm, khe nøt hë, kh«ng

lÊp nhÐt, ®¸ cã ®é bÒn nÐn tõ 800-1100

kG/cm2 (f = 8-11), ®¸ khã næ m×n.

- §o¹n 2+320 ®Õn 2+400: ®¸ macma riolit

vµ gabro diabaz, nøt nÎ trung b×nh vµ nøt nÎ

tha, gåm 4 hÖ khe nøt, kho¶ng çch gi÷a çc

khe nøt trong mçi hÖ dao ®éng tõ 250 ®Õn

120cm, khe nøt kÝn, khã næ m×n, ®é bÒn nÐn

tõ 1100 – 1700 kG/cm2 (f = 10-17)

- §o¹n 2+420 ®Õn 2+500: ®¸ riolit nøt nÎ

trung b×nh, çc khe nøt kÝn kh«ng lÊp nhÐt,

gåm 4 hÖ khe nøt, kho¶ng çch gi÷a çc khe

nøt trong mçi hÖ dao ®éng tõ 40 ®Õn 70cm,

gåm çc khe nøt tho¶i, ®é bÒn nÐn cña ®¸ tõ

800-1100 kG/cm2 (f = 8-11), ®¸ khã næ m×n.

- §o¹n 2+560 ®Õn 2+650: ®¸ macma nøt nÎ

tha gåm 3 hÖ khe nøt chÝnh, çc khe nøt hë,

kho¶ng çch gi÷a çc khe nøt trong mçi hÖ

dao ®éng tõ 60 ®Õn 90cm, ®é bÒn nÐn cña ®¸

tõ 400-1000 kG/cm2 (f = 4-10), ®¸ nøt nÎ khã

næ m×n.

§¸ thuéc lo¹i thø 2: gåm ®a sè çc ®o¹n

kªnh cßn l¹i lµ ®¸ phong hãa m¹nh, nøt nÎ

dÇy, çc hÖ khe nøt kh«ng râ rµng, cÊu tróc

®¸ phøc t¹p, nhiÒu chç cÊu tróc vÆn vá ®ç, cã

biÓu hiÖn cña çc ®íi ph¸ hñy kiÕn t¹o, ®¸


kh«, kh«ng thÊm níc, ®é bÒn nÐn tõ 400-700

kG/cm2, ®¸ t¬ng ®èi dÔ næ m×n;

§¸ thuéc lo¹i thø 3: ®o¹n 2+700 ®Õn 2+800

vµ ®o¹n khu vùc nhµ m¸y gåm çc ®¸ phong

hãa m¹nh nhãm IA1, IA2, nhiÒu chç lµ sÐt

yÕu cã thÓ ®µo b»ng m¸y xóc, ®¸ mÒm, khi

gÆp níc tÝnh chÊt thay ®æi m¹nh (hãa mÒm),

dÔ s¹t lë.

2. Lùa chän ph¬ng ¸n thi c«ng

khoan næ m×n kªnh dÉn níc

HiÖn nay khi thi c«ng çc kªnh dÉn níc

trong ®¸ cã ®é bÒn tõ trung b×nh trë lªn ngêi

ta thêng dïng ph¬ng ph¸p khoan næ m×n.

Ph¬ng ph¸p nµy so víi çc ph¬ng ph¸p

dïng m¸y ®µo cã chi phÝ ®Çu t thÊp, ®¬n

gi¶n vÒ c«ng nghÖ vµ cã thÓ më g¬ng t¹i

nhiÒu vÞ vÝ trªn tuyÕn kªnh ®Ó ®Èy nhanh tèc

®é hoµn thµnh c«ng tr×nh.

Cã 2 ph¬ng ¸n khoan næ m×n kªnh dÉn

níc:

- Ph¬ng ¸n 1: Sau khi më g¬ng ®Çu

®óng nh thiÕt kÕ, xóc hÕt ®Êt ®¸ vµ tiÕn

hµnh khoan ngang (H×nh 2).

H×nh 2. Ph¬ng ¸n 1.

a) tr¾c däc; b) mÆt b»ng

-Ph¬ng ¸n 2: Sau khi më g¬ng ®Çu ®óng

nh thiÕt kÕ, xóc hÕt ®Êt ®¸ vµ tiÕn hµnh

khoan nghiªng (H×nh 3).

Trong 2 ph¬ng ¸n thi c«ng, ph¬ng ¸n 2

cã nhiÒu u ®iÓm h¬n nh ®¬n gi¶n vÒ c«ng

nghÖ thi c«ng (xe khoan di chuyÓn thuËn tiÖn,

nhanh); Khoan t¹o biªn m¸i kªnh tèt h¬n; Cã

thÓ triÓn khai nhiÒu g¬ng cho 1 m¸y khoan.

ChÝnh v× çc u ®iÓm trªn nªn chóng t«i chän

ph¬ng ¸n thi c«ng theo ph¬ng ¸n 2.

H×nh 3. Ph¬ng ¸n 2.

a) tr¾c däc; b) mÆt b»ng.

3. TÝnh to¸n çc th«ng sè khoan

næ m×n t¹o biªn kªnh dÉn níc

Khi næ m×n hè mãng kªnh dÉn níc còng

ph¶i thùc hiÖn 2 c«ng ®o¹n:

- Næ m×n më g¬ng

- Næ m×n çc g¬ng tiÕp theo.

Næ m×n më g¬ng ®ãng vai trß quan

träng vµ t¹o tiÒn ®Ò cho næ m×n çc g¬ng

tiÕp theo däc tuyÕn kªnh. T¹i c«ng tr×nh

thuû ®iÖn NËm Pia khi næ m×n thö nghiÖm

®µo kªnh dÉn níc ®· ¸p dông s¬ ®å næ m×n

më g¬ng b»ng nªm r¹ch v× lóc ®ã chØ cã

mét mÆt tho¸ng.

Khi næ m×n çc g¬ng tiÕp theo cÇn ph¸t

huy lîi thÕ khi næ m×n çc g¬ng cã 2 mÆt

tho¸ng (mÆt tho¸ng trªn mÆt kªnh vµ mÆt

tho¸ng do më g¬ng t¹o ra).

Khi thö nghiÖm næ m×n cho kªnh dÉn níc

NËm Pia, chóng t«i ®· ¸p dông s¬ ®å næ m×n

çc g¬ng tiÕp theo b»ng çc lç ph¸ nghiªng.

3.1. Lîng thuèc næ ®¬n vÞ (q)

Lîng thuèc næ ®¬n vÞ ®îc tÝnh theo c«ng

thøc cña gi¸o s. Pokrèpxki [1]:

q = q1.v.f1.e.k® kg/m3 (1)

W H

b

chiÒu s©u

khoan thªm

t chiÒu s©u

thiÕt kÕ

ChiÒu réng

thiÕt kÕ

Biªn thiÕt kÕ

Biªn thiÕt kÕ

C

C

a)

b)

a)

b)


Trong ®ã:

q1- Lîng thuèc næ riªng;

f1 - HÖ sè cÊu tróc cña ®Êt, ®¸;

e -HÖ sè dù tr÷ n¨ng lîng cña thuèc næ

sö dông;

k®- ¶nh hëng cña ®êng kÝnh thái thuèc

sö dông;

v - hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña søc c¶n

g¬ng næ. Víi g¬ng næ ®Çu tiªn (cã mét

mÆt tho¸ng tù do) v = 1,2; Víi g¬ng næ ®µo

tiÕp (cã hai mÆt tho¸ng tù do) v = 1,0.

3.2. §êng kÝnh lç khoan

§êng kÝnh lç khoan kªnh dÉn níc ®îc

x¸c ®Þnh theo møc ®é ®Ëp vì ®Êt ®¸ do næ

m×n. Theo [1] th× ®êng kÝnh lç khoan ®îc

x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

d = (0,09-0,1).Ht (2)

Trong ®ã:

d- §êng kÝnh lç khoan, mm

Ht - ChiÒu cao thiÕt kÕ cña kªnh ®µo, cm

3.3. Sè lè khoan trong mét hµng vµ

kho¶ng çch gi÷a çc hµng

a- Sè lç khoan trong mét hµng (N)

Sè lç khoan trong mét hµng ®îc x¸c ®Þnh:

1b

BN (3)

Trong ®ã: B- chiÒu réng kªnh thiÕt kÕ

b- kho¶ng çch gi÷a çc lç m×n trong hµng

b= m.W (m)

ë ®©y: m - HÖ sè liÒn kÒ gi÷a çc lç m×n,

m = 0,9÷1,0

W- Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña ®êng kh¸ng.

§Ó biªn næ ®¹t ®îc biªn thiÕt kÕ nªn bè

trÝ çc lç m×n t¹o biªn çch biªn thiÕt kÕ

(0,5-0,7)b. Theo biªn têng thiÕt kÕ cña

kªnh dÉn níc, gi÷a çc hµng cÇn bè trÝ çc

lç khoan phô.

b- Kho¶ng çch gi÷a çc hµng

Gi¸ trÞ cña ®êng kh¸ng cã thÓ tiÕp

nhËn:

W = a.d (4)

Trong ®ã d - §êng kÝnh thái thuèc

(mm);

a- Trong x©y dùng n¨ng lîng, gi¸ trÞ a

®îc x¸c ®Þnh qua sù phô thuéc vµo tÝnh

chÊt c¬ lý cña ®Êt ®¸.

3.4. ChiÒu s©u lç khoan

ChiÒu s©u khoan çc lç m×n kªnh dÉn

níc b»ng tæng chiÒu s©u cña kªnh vµ chiÒu

s©u khoan thªm.

LK= HK + lKT (m) (5)

Trong ®ã: HK - ChiÒu s©u thiÕt kÕ kªnh

dÉn níc (m).

lKT - ChiÒu s©u khoan thªm (m).

Tõ kinh nghiÖm næ m×n h¹ nÒn cho thÊy

lKT = 0,3.W. Do vËy:

LK= HK + 0,3.W (m) (6)

Hé chiÕu khoan næ m×n cho çc g¬ng ®µo

tiÕp kªnh dÉn nóíc trong ®Êt ®¸ v÷ng ch¾c

f= 8-10 ®îc thÓ hiÖn ë h×nh 4.

Hé chiÕu khoan næ m×n ®µo më g¬ng

kªnh dÉn níc trong ®Êt ®¸ v÷ng ch¾c f= 8-

10 ®îc thÓ hiÖn ë h×nh 5.

4. KÕt luËn

Hé chiÕu khoan næ m×n t¹o biªn ®·

®îc ¸p dông trong thi c«ng kªnh dÉn

nøíc thñy ®iÖn NËm Pia tõ th¸ng 8 n¨m

2008. Trong qu¸ tr×nh ¸p dông, çc th«ng

sè khoan næ m×n ®· ®îc tÝnh to¸n cho

phï hîp víi tÝnh chÊt ®Êt ®¸ tõng ®o¹n

kªnh trªn toµn tuyÕn.

Qu¸ tr×nh næ thùc tÕ t¹i hiÖn trêng ®·

thu ®îc nh÷ng kÕt qu¶ sau:

- HÖ sè thõa tiÕt diÖn trong suèt qu¸

tr×nh ®µo kªnh: 1,06 - 1,08 gi¶m ®Õn møc tèi

thiÓu lîng bª t«ng bï khi ®æ vá cè ®Þnh

- Cì h¹t ®Êt ®¸ sau næ m×n phï hîp víi

tÝnh n¨ng m¸y xóc (Dmax < 50cm)

- §Êt ®¸ sau næ m×n kh«ng v¨ng xa.

Ngoµi viÖc ®¶m b¶o çc chØ tiªu kinh tÕ

kü thuËt trong næ m×n kªnh dÉn níc, hé

chiÕu khoan næ m×n t¹o biªn ®· gãp phÇn

rót ng¾n thêi gian thi c«ng toµn bé tuyÕn

kªnh trong thêi gian 8 th¸ng, ®¸p øng yªu

cÇu cña Chñ ®Çu t.


H×nh 4. Hé chiÕu khoan næ m×n ®µo c¸c g¬ng tiÕp kªnh dÉn níc NËm Pia (f=8-10).

a) mÆt c¾t ngang; b) mÆt c¾t däc; c) mÆt b»ng.

B¶NG chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt

khoan næ m×n kªnh dÉn nuíc

B¶NG Lý LÞCH C¸C Lç M×N

B - B3

20

0

YYYYYY

5000

Y Y Y Y Y Y

10

06

00

80

06

00

30

0

500

800

500500500500500500500500500

80

0

17

38373230 36353433

1920212628 22232425

31

27

800 800 800 800 1000

18171514

7899101112

13

12346 5

16

29

A - A

3200

YY

YY

YY

800

YY

YYYYYY

3500

800800800800 1000C - C3

200

3200

Biªn thiÕt kÕ

100 600 800 600

3500

Y

Y

Y

Y

300800

89° 85°

b)

a)

c)


H×nh 5. Hé chiÕu khoan næ m×n ®µo më g¬ng kªnh dÉn níc NËm Pia (f=8-10).

a) mÆt c¾t ngang; b) mÆt b»ng.


[1]. N.M Pacr«pxki, C«ng nghÖ x©y dùng

c«ng tr×nh ngÇm & má (B¶n tiÕng Nga), NXB

Lßng §Êt, Moskow 1997

[2]. A.A Phesenko, Næ m×n t¹o biªn trong

x©y dùng thñy ®iÖn, NXB N¨ng Lîng,

Moskow, 1972

[3]. Nh÷ V¨n B¸ch, N©ng cao hiÖu qu¶ ph¸

vì ®Êt ®¸ b»ng næ m×n trong khai th¸c má,

NXB GTVT Hµ Néi, 2008.

Ngêi ph¶n biÖn: GS.TS. Vâ Träng Hïng

B - B

1

32

00

YYYYYY

2

5000

2

Y Y Y Y Y Y

10

06

00

80

06

00

30

0

500

700700700700700

1

700800

500500500500500500500500500

80

0

1

1718192021222324

353433322725 31302928

161514131211109

12345678

363738394446 40414243

26

45

B¶NG Lý LÞCH C¸C Lç M×N

B¶NG chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt

khoan næ m×n kªnh dÉn nuíc

C - C

3200

3200

Biªn thiÕt kÕ

100 600 800 600

3500

1 22 1

Y

Y

Y

Y

300800

a)

b)


Nghiªn cøu hÖ sè thÊm

cña têng hµo ®Êt - bentonite

NguyÔn C¶nh Th¸i*


A study on the permeability coeficient of soil-bentonite

slurry wall

Abstractt: soil-bentonite slurry wall is widely used to control seepage

due to low permeability deformation compatibility with surrounding

soil. To gain low permeability (<10-7 cm/s) it is necessarry to choose

suitable gradation of soil-bentonite mixture. Obtained result shows that

when 5% Trugent bentonite or 8-10% local bentonite was added the

above mentioned value of permeability can be reached as required. The

permeability coefficient does’nt change much within the range of soil

bentonite mixture's slump of 12.5-17.5 cm.

I. Giíi thiÖu chung

Têng hµo lµ biÖn ph¸p c«ng tr×nh xö lý

chèng thÊm trong nÒn ®îc sö dông réng r·i

®Ó gi¶m thÊm, ng¨n chÆn níc ngÇm bÞ «

nhiÔm, söa ch÷a vµ chèng thÊm cho th©n, nÒn

®ª, ®Ëp. Têng hµo ®îc x©y dùng b»ng çch

®µo hµo trong dung dÞch bentonite. Dung dÞch

bentonite thêng lµ hçn hîp níc-bentonite

cã t¸c dông gi÷ æn ®Þnh cña v¸ch hµo b»ng

çch t¹o nªn mét mµng máng trªn bÒ mÆt cña

v¸ch hµo vµ c©n b»ng ¸p lùc ®Êt. Ngay sau

khi hµo ®îc ®µo xong hµo ®îc nhanh chãng

lÊp ®Çy b»ng v÷a xi m¨ng-bentonite hay hçn

hîp ®Êt-bentonite, ngoµi ra cã mét h×nh thøc

Ýt phæ biÕn h¬n lµ lo¹i têng hµo bª t«ng dÎo.

ViÖc ®µo hµo trong dung dÞch ®îc thùc

hiÖn ®Çu tiªn vµo n¨m 1945 bëi c«ng binh Mü

thùc hiÖn khi x©y dùng ch©n khay chèng

thÊm däc theo ®ª trªn s«ng Mississippi.

Ph¬ng ph¸p nµy ®îc ¸p dông lµm têng

chèng thÊm cho ®Ëp ®Êt lín ®Çu tiªn vµo n¨m

1959 (USACE). KÓ tõ ®ã c«ng nghÖ nµy ®îc

¸p dông chèng thÊm cho rÊt nhiÒu ®Ëp.

Hµo xi m¨ng-bentonite ®îc thi c«ng lÇn

®Çu ë ®Ëp Razaza (Iran) do c«ng ty Soletance

thùc hiÖn n¨m 1969, sau ®ã tõ n¨m 1971-

1972 cã 4 ®Ëp ë Mehico ®· sö dông têng hµo

xi m¨ng-bentonite ®Ó chèng thÊm cho th©n vµ

nÒn ®Ëp.

Tïy theo tõng ®iÒu kiÖn cô thÓ cña khu

vùc x©y dùng c«ng tr×nh sÏ quyÕt ®Þnh lo¹i

têng hµo nµo thÝch hîp vµ hiÖu qu¶ nhÊt. HÖ

sè thÊm, tÝnh biÕn d¹ng, æn ®Þnh cña v¸ch

hµo lµ nh÷ng yÕu tè chñ chèt x¸c ®Þnh tÝnh

kh¶ thi, chÊt lîng c«ng tr×nh trong qu¸ tr×nh

lµm viÖc sau nµy. ë ®©y chóng t«i xin ®Ò cËp

3 lo¹i têng hµo ®ang ®îc sö dông trªn thÕ

giíi vµ u nhîc ®iÓm cña chóng.

a. Têng hµo ®Êt-bentonite: Cã bÒ réng

tõ 0,6-1.5m. Sau khi ®µo hµo trong dung dÞch

bentonite, v÷a ®îc ®æ vµo trong hµo ®Ó t¹o

têng chèng thÊm lµ hçn hîp ®Êt-bentonite.

§Êt ®îc sö dông ®Ó t¹o têng hµo th«ng

thêng chÝnh lµ ®Êt ®îc ®µo tõ hµo ra, hoÆc

lÊy tõ khu vùc l©n cËn. ë Mü lo¹i têng hµo

nµy ®îc sö dông réng r·i nhÊt, ®Æc biÖt

trong vÊn ®Ò m«i trêng ng¨n ngõa dßng

thÊm cã chøa çc chÊt ®éc h¹i. Cho ®Õn nay ë

* Trêng §¹i häc Thñy lîi

175 T©y S¬n - §èng §a - Hµ Néi

D§: 0912371566

Email: [email protected]


Mü ®· cã kho¶ng 2000 têng hµo ®Êt-

bentonite ®îc x©y dùng.

¦u ®iÓm: Cã hÖ sè thÊm nhá (10-7 - 10-8

cm/s), vËt liÖu lµm têng hµo thêng sö dông

®Êt ®µo tõ hµo nªn t¬ng ®èi t¬ng thÝch víi

m«i trêng ®Êt xung quanh dÉn ®Õn Ýt x¶y ra

hiÖn tîng chªnh lÖch biÕn d¹ng, nøt, t¸ch

cña têng hµo. §Êt ®µo hµo kh«ng ph¶i vËn

chuyÓn ®i ®æ ë n¬i kh¸c. Kh«ng chÞu t¸c ®éng

hãa häc cña sulphat hay çc hãa chÊt kh¸c.

Nhîc ®iÓm: ®ßi hái ph¶i cã mÆt b»ng thi

c«ng réng r·i ®Ó trén hçn hîp ®Êt-bentonite,

cÇn ph¶i cã çc nghiªn cøu ®Ó lùa chän ®Êt cã

cÊp phèi phï hîp ®Ó trén hçn hîp ®Êt-

bentonite lµm têng hµo ®¹t hÖ sè thÊm nhá.

Néi dung nghiªn cøu hiÖn nay cña lo¹i

têng hµo nµy lµ xem xÐt cÊp phèi cña ®Êt,

hµm lîng ®Êt h¹t mÞn tèi thiÓu vµ hµm

lîng bentonite phï hîp ®Ó hÖ sè thÊm ®¹t

®îc gi¸ trÞ giíi h¹n (vÝ dô yªu cÇu hÖ sè

thÊm < 10-7cm/s). ¶nh hëng cña çc thµnh

phÇn vËt liÖu kh¸c nh tro bay, v«i, xi m¨ng

®Õn hÖ sè thÊm vµ cêng ®é chÞu t¶i, biÕn

d¹ng cña vËt liÖu lµm têng hµo.

B¶ng 1. Çc tham sè c¬ b¶n cña mét sè hçn hîp v÷a lµm têng hµo phæ biÕn

VËt liÖu ®¾p

HÖ sè

thÊm

(cm/s)

Cêng ®é

(kg/cm2)

Dung

träng

(t/m3)

Chi phÝ

(USD/m2) Ghi chó

§Êt-bentonite 1x10-7 0 1,6- 2,1 30-60 Yªu cÇu tèi thiÓu

20% h¹t mÞn

§Êt-xim¨ng-Bentonite 5x10-7 3,5 1,5-1,9 50-100 Trén tõ xa

Xim¨ng-Bentonite 1x10-6 1,75 1,1-1,2 60-120 V÷a tù ®ãng r¾n

Xim¨ng-XØ-Bentonite 5x10-7 7 1,1-1,15 60-120 V÷a tù ®ãng r¾n

b. Têng hµo xi m¨ng-bentonite: T¹i

nh÷ng vÞ trÝ kh«ng cã mÆt b»ng réng r·i ®Ó

trén hçn hîp ®Êt-bentonite mét h×nh thøc

kh¸c ®îc lùa chän lµ hµo xim¨ng-bentonite.

ViÖc thi c«ng têng hµo bao gåm ®µo hµo

trong dung dÞch cña níc, xi m¨ng, bentonite,

sau ®ã dung dÞch trong hµo ®îc ®Ó cho ®«ng

cøng l¹i t¹o nªn mµng chèng thÊm. Lo¹i

têng hµo nµy thêng ®îc sö dông t¹i çc

níc ch©u ¢u.

¦u ®iÓm: Têng hµo cã cêng ®é lín h¬n,

cã thÓ thi c«ng trong ®Þa h×nh khã kh¨n, chËt

hÑp. DÔ gi÷ æn ®Þnh v¸ch hµo h¬n do ®ã hay

®îc ¸p dông ë n¬i v¸ch hµo dÔ bÞ sËp.

Nhîc ®iÓm: Gi¸ thµnh cao h¬n têng

hµo ®Êt-bentonite v× ph¶i sö dông mét lîng

lín xi m¨ng, hÖ sè thÊm cao h¬n do hµo chøa

mét lîng níc lín (th«ng thêng hµo xi

m¨ng-bentonite cã hÖ sè thÊm kho¶ng 10-5–

10-6 cm/s), ®Êt ®µo hµo kh«ng ®îc sö dông,

ph¶i vËn chuyÓn ®i ®æ lµm t¨ng gi¸ thµnh,

têng chèng thÊm dÔ bÞ ¶nh hëng bëi ho¸

chÊt trong níc ngÇm bÞ « nhiÔm. Tõng

panel ph¶i thi c«ng liªn tôc tríc khi xi

m¨ng ninh kÕt.

c. Têng hµo bª t«ng dÎo: Têng bª t«ng

dÎo lµ hçn hîp cña níc, bentonite, xi m¨ng, cèt

liÖu bª t«ng. Hçn hîp trªn ®îc ®Ó cho tù ®«ng

cøng trong hµo t¹o nªn têng chèng thÊm. Hµo

®îc ®µo theo tõng panel trong dung dÞch

bentonite, sau khi ®µo hµo xong bª t«ng dÎo

®îc b¬m vµo hµo th«ng qua mét èng dÉn vµo

®¸y hµo, hçn hîp bª t«ng cã dung träng lín h¬n

®Èy dung dÞch bentonite ra ngoµi.

¦u ®iÓm: hÖ sè thÊm nhá, Ýt chÞu ¶nh

hëng cña ho¸ chÊt ®èi víi têng hµo, cã

cêng ®é cao, Ýt biÕn d¹ng. Tuy nhiªn gi¸

thµnh lµm têng hµo cao.


HiÖn nay ë Mü vµ mét sè níc kh¸c trªn

thÕ giíi ®ang ph¸t triÓn lo¹i têng ®Êt - xi

m¨ng - bentonite ®Ó chèng thÊm. Lo¹i têng

nµy cã hÖ sè thÊm nhá, cêng ®é chÞu t¶i lín

nªn ®îc sö dông nhiÒu, ®Æc biÖt ®èi víi çc

c«ng tr×nh ®ßi hái têng hµo cã hÖ sè thÊm

nhá vµ cã cêng ®é chèng c¾t lín ®Ó gia t¨ng

æn ®Þnh c«ng tr×nh. NhiÒu ®ª ë Mü ®îc xö lý

b»ng lo¹i têng hµo ®Êt - xi m¨ng - bentonite

nµy ®Ó chèng thÊm vµ gia cè ®ª (Oaidat LM

vµ nnk, 1999).

II. T×nh h×nh nghiªn cøu

trong níc

Tríc ®©y nhãm nghiªn cøu cña viÖn

Khoa häc Thuû lîi (TrÇn Nh Hèi vµ nnk

1979) ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu sö dông sÐt

Tõ s¬n lµm dung dÞch t¹o hµo v¸ch ®øng x©y

têng chèng thÊm c«ng tr×nh thuû lîi, nhãm

nghiªn cøu ®ång thêi ®· ¸p dông sö dông

®Êt sÐt ë Nói cèc vµ KÎ gç ®Ó ®µo hµo trong

dung dÞch sÐt, sau ®ã ñi ®Êt sÐt xuèng ®Ó t¹o

nªn têng hµo chèng thÊm. KÕt qu¶ ®¹t ®îc

t¹i hå Nói cèc lµ hÖ sè thÊm cña têng chèng

thÊm lµ (1.376.7)x 10-6 cm/s. VÒ h×nh thøc

c«ng tr×nh, biÖn ph¸p thi c«ng còng nh kÕt

cÊu cña têng chèng thÊm t¹i hå Nói cèc

còng t¬ng tù nh lo¹i têng hµo ®Êt-

bentonite ®îc sö dông ë níc ngoµi. Sù

kh¸c biÖt lµ ë chç ë hå Nói cèc, nhãm nghiªn

cøu sö dông ®Êt sÐt tù nhiªn s½n cã t¹i khu

vùc c«ng tr×nh, trong khi ®ã hµo ®Êt -

bentonite lµ hçn hîp nh©n t¹o kÕt hîp bëi

mét lo¹i ®Êt cã ngay ë khu vùc c«ng tr×nh

(kh«ng nhÊt thiÕt lµ ®Êt sÐt) ®îc trén víi

mét hµm lîng bentonite nµo ®ã tïy theo cÊp

phèi cña ®Êt t¹i hiÖn trêng do ®ã lo¹i hµo

®Êt-bentonite sÏ Ýt phô thuéc vµo nguån vËt

liÖu sÐt t¹i khu vùc c«ng tr×nh.

B¶ng 2. Mét sè c«ng tr×nh øng dông têng hµo xi m¨ng -bentonite

chèng thÊm ë ViÖt Nam

Tªn c«ng tr×nh §Þa ®iÓm

ChiÒu s©u

lín nhÊt

(m)

ChiÒu

dµi

(m)

ChiÒu

réng

(m)

HÖ sè thÊm

(cm/s)

Hå DÇu TiÕng - H18-H22

- H22-H33

- Suèi §¸

- BÇu vu«ng

T©y Ninh 33

39

25

18

162

350

140

740

0,6

0,6

0,6

0.6

2,54.10-6

5,0.10-6

Hå Am chóa Kh¸nh Hßa - - - -

Hå IA Kao §¨k l¾k 21 - - -

Hå EA Sóp thîng §¾k L¾k 21 1780 0,6 1,51- 4,2.10-6

Hå EAKAO - §Ëp sè 1

- §Ëp sè 3

§¾k L¾k 25.2

14.9

26.2

175.6

0,6

0,6

4,06.10-6

Hå D¬ng §«ng Kiªn Giang 21 312 0,6 1.10-5 - 6,7.10-6

Hå Ia Mlah Gia Lai 47,5 340 0,6 §ang thi c«ng

Hµo xi m¨ng - bentonite ®îc thi c«ng lÇn

®Çu ë ®Ëp chÝnh hå DÇu tiÕng do c«ng ty

Bachy - Soletance thùc hiÖn, sau ®ã hµo xi

m¨ng-bentonite chèng thÊm ®îc ¸p dông ®Ó

söa ch÷a ë mét lo¹t çc c«ng tr×nh kh¸c nh

Easoup Thîng, IAKAO, ®Ëp phô suèi §¸ hå

DÇu tiÕng, ®Ëp Am chóa, ®Ëp D¬ng ®«ng.

Çc hµo xim¨ng-bentonite ë ViÖt Nam ®Òu thi


c«ng mét bíc, dung dÞch lµm æn ®Þnh v¸ch hµo

trong qua tr×nh ®µo hµo lµ dung dÞch xi m¨ng-

bentonite sau khi ®µo hµo xong dung dÞch nµy

®«ng cøng l¹i t¹o nªn têng hµo, do ®ã chÊt

lîng cña têng hµo phô thuéc rÊt nhiÒu vµo

chÊt lîng thi c«ng (hµm lîng ®Êt çt ë v¸ch

hµo bÞ r¬i vµ l¾ng ®äng trong hµo trong qu¸

tr×nh ®µo). Çc hµo chèng thÊm xi m¨ng-

bentonite nh×n chung ®Òu sö dông cÊp phèi

gåm 35-45kg bentonite nhËp ngo¹i, 200-300kg

xi m¨ng PC30 s¶n xuÊt trong níc, 900 lÝt

níc, phô gia lµm t¨ng tÝnh lu ®éng vµ chËm

®«ng cøng. Víi çc cÊp phèi vµ thµnh phÇn vËt

liÖu nh trªn çc hµo xim¨ng-bentonite ®· ®îc

thi c«ng ë níc ta hÇu hÕt chØ ®¹t tõ 1x10-5 ®Õn

5x10-6 cm/s (cha cã c«ng tr×nh nµo ®¹t hÖ sè

thÊm nhá h¬n 10-6 cm/s). Çc th«ng sè kü thuËt

cña mét sè têng hµo xi m¨ng –bentonite chèng

thÊm ë ViÖt nam ®îc ®Ò cËp trong b¶ng 2.

§Ó n©ng cao kh¶ n¨ng chèng thÊm cña

têng hµo kÕt cÊu têng hµo ®Êt-bentonite

®îc lùa chän. Trong bµi bµo nµy t¸c gi¶ ®·

tiÕn hµnh thÝ nghiÖm víi çc cÊp phèi hçn

hîp kh¸c nhau ®Ó t×m ra cÊp phèi cÇn thiÕt

®¹t ®îc hÖ sè thÊm nhá h¬n 10-7 cm/s.

III. M« t¶ thÝ nghiÖm

Têng hµo ®Êt-bentonite ®îc t¹o thµnh do

®æ hçn hîp ®Êt-bentonite vµo trong hµo. §Æc

trng vËt liÖu cña dung dich bentonite còng

nh hçn hîp ®Êt-bentonite ®· ®îc nhiÒu t¸c

gi¶ nghiªn cøu (D’ Appolonia 1980; Ryan 1987;

Khoury 1992; Evans 1994; Day 1994). Dung

dÞch bentonite th«ng thêng chøa hµm lîng

bentonite kho¶ng 4-6%. Hçn hîp ®Êt-bentonite

thêng sö dông ®Êt ®µo ngay t¹i hiÖn trêng

trén víi dung dÞch bentonite, trong mét sè

trêng hîp trén thªm 1-5% bentonite kh«. Mét

trong nh÷ng ¶nh hëng quan träng nhÊt cña

viÖc trén thªm bentonite kh« lµ lµm gi¶m hÖ sè

thÊm cña hçn hîp. Khi thñy hãa çc h¹t

bentonite kh« tr¬ng në m¹nh (thÓ tÝch t¨ng 10

lÇn) hót níc vµ lÊp ®Çy lç rçng gi÷a çc h¹t

th«. Mét sè vËt liÖu h¹t mÞn n÷a còng ®îc trén

thªm vµo nÕu hµm lîng h¹t mÞn cña hçn hîp

kh«ng ®ñ. §Ó hçn hîp tù ch¶y vµo trong hµo

sau khi trén hçn hîp cÇn cã ®é sôt t¬ng ®èi

cao (100-150mm).

a) ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm: Sö dông hîp thÊm

Nam Kinh, mÉu thÊm cã ®êng kÝnh 31 mm,

chiÒu cao 40 mm, cét níc thÊm tèi ®a 100

mm. ThÝ nghiÖm thÊm theo ph¬ng ph¸p cét

níc thÊm thay ®æi.

b) VËt liÖu thÝ nghiÖm: HiÖn nay vËt liÖu

bentonite lµm têng hµo chñ yÕu nhËp khÈu tõ

níc ngoµi, nÕu tËn dông ®îc tèi ®a vËt liÖu

s¶n xuÊt trong níc, kÕt hîp víi sö dông vËt

liÖu ngo¹i nhËp sÏ gi¶m ®îc gi¸ thµnh cña

têng hµo. VËt liÖu ®îc sö dông trong nghiªn

cøu nµy lµ ®Êt lÊy tõ th©n ®Ëp VÜnh trinh

(Qu¶ng Nam), bentonite trugen s¶n xuÊt t¹i óc,

bentonite Trêng thÞnh s¶n xuÊt trong níc vµ

tro bay cña nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn Ph¶ l¹i.

§Êt sö dông lµm thÝ nghiÖm ®îc lÊy tõ

th©n ®Ëp VÜnh Trinh (Qu¶ng Nam) cã thµnh

phÇn h¹t vµ çc chØ tiªu c¬ lý nh sau: H¹t sái

s¹n (11.95 %), H¹t çt (53.86%), H¹t bôi

(22.25%), H¹t sÐt (11.94%), §é rçng n =41.53%,

Lùc dÝnh c = 0,207 kg/cm, Gãc ma s¸t trong

= 230 30', HÖ sè thÊm K = 3,5.10-4 cm/s.

c) ChÕ t¹o dung dÞch bentonite: sö dông

bentonite Trugen, dung dÞch cã hµm lîng

bentonite 6% (theo träng lîng) ®îc chÕ t¹o

b»ng çch cho bentonite kh« vµo trong níc,

sau ®ã dung dÞch ®îc khuÊy trong m¸y trén

tèc ®é cao, sau khi trén, dung dÞch ®îc chuyÓn

sang m¸y khuÊy tèc ®é thÊp vµ ñ trong 24 giê

®Ó bentonite thñy hãa hoµn toµn.

d) Hçn hîp ®Êt - bentonite: Bentonite kh«

(sö dông c¶ bentonite néi lÉn bentonite ngo¹i

nhËp) ®îc trén víi ®Êt víi çc tû lÖ kh¸c nhau

(theo träng lîng kh«). VÝ dô nÕu ®Êt kh« cã

dung träng lµ 1785kg/m3 víi lîng bentonite

thªm vµo ®îc x¸c ®Þnh lµ 5% th× t¬ng øng víi

khèi lîng 89 kg. Hçn hîp ®Êt-bentonite ®îc

trén víi dung dÞch bentonite víi çc hµm lîng

kh¸c nhau ®Ó thu ®îc çc ®é sôt kh¸c nhau.


Sau khi trén v÷a ®Êt-bentonite ®îc cho vµo

c«n sôt ®Ó ®o ®é sôt. §é sôt ®îc khèng chÕ

theo kinh nghiªm (10-15cm). Khi kiÓm tra ®é

sôt kÕt thóc, v÷a ®îc cho vµo çc çng ®ùng

mÉu vµ ®îc b¶o qu¶n trong ®iÒu kiÖn ®é Èm

cao trong 1 tuÇn råi míi tiÕn hµnh thÝ nghiÖm

thÊm. Trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o mÉu tro bay

còng ®îc sö dông ®Ó t¨ng hµm lîng h¹t mÞn.

Hçn hîp vËt liÖu nµy cã xu híng lµ rÊt dÝnh vµ

khã cho vµo khu«n trô mµ kh«ng kÌm theo bät

khÝ bÞ cuèn vµo. Cã thÓ sö dông çc dông cô vµ

ph¬ng ph¸p kh¸c nhau nh lµ dïng çch gâ,

chäc que, rung ®Ó ®Èy çc bät khÝ ra ngoµi cµng

nhiÒu cµng tèt.

d) KÕt qu¶ thÝ nghiÖm

NhiÒu tæ hîp cÊp phèi ®îc x©y dùng, øng

víi mçi tæ hîp thÝ nghiÖp thÊm ®îc lÆp l¹i ®Ó

®¶m b¶o kÕt qu¶ tin cËy. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm

cho thÊy khi hµm lîng h¹t mÞn t¨ng lªn (hµm

lîng h¹t mÞn cã s½n trong ®Êt, hµm lîng

bentonite, tro bay trén thªm vµo hçn hîp) th×

hÖ sè thÊm gi¶m, tuy nhiªn do thµnh phÇn tro

bay chØ thuÇn tóy lµ chÊt lÊp nhÐt vµo lç rçng

nªn khi thay ®æi hµm lîng nhá hiÖu qu¶

kh«ng ®¸ng kÓ. KÕt qu¶ thÓ hiÖn trong h×nh 1

cho thÊy hÖ sè thÊm gi¶m 10 lÇn khi hµm lîng

tro bay chiÕm 10%.

quan hệ hàm lượng tro bay (%) và K(cm/s)

1.0E-09

1.0E-08

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

0 5 10 15 20

bentonite noi 1.3% bentonite ngoai 5.4% bentonite noi 5.3%

K (cm/s)

H×nh 1. ¶nh hëng cña hµm lîng tro bay

quan hệ hàm lượng bentonite (%) và K (cm/s)

1.0E-09

1.0E-08

1.0E-07

1.0E-06

1.0E-05

0 2 4 6 8 10 12

Bentonite ngoai bentonite noibentonite (%)

H×nh 2. ¶nh hëng cña hµm lîng bentonite

quan hệ độ sụt hệ số thấmh K

1.00E-09

1.00E-08

1.00E-07

1.00E-06

1.00E-05

0 5 10 15 20 25

bentonite ngoai 5.4% bentonite noi 5.3%

K(cm/s)

đô sụt (cm)

H×nh 3. ¶nh hëng cña ®é sôt

Hµm lîng t¨ng thªm cña bentonite cã

¶nh hëng rÊt lín ®Õn hÖ sè thÊm cña ®Êt.

KÕt qu¶ trªn ®å thÞ h×nh 2 cho thÊy khi hµm

lîng bentonite lín h¬n 2% hÖ sè thÊm cña

hçn hîp ®· ®¹t nhá h¬n 10-6 cm/s. Víi

Bentonite ngo¹i nhËp hÖ sè thÊm ®¹t gi¸ trÞ

æn ®Þnh xung quanh 5.10-8 cm/s khi hµm

lîng bentonite ®¹t 5-6%. Trong khi ®ã ®Ó ®¹t

®Õn hÖ sè thÊm æn ®Þnh nh trªn ph¶i dïng

®Õn 8-12% bentonite néi. Khi trén hçn hîp


yªu cÇu hçn hîp ph¶i cã ®é linh ®éng nhÊt

®Þnh ®Ó tù ch¶y vµo trong hµo. CÇn thiÕt ph¶i

kh«ng chÕ lîng níc trong dung dÞch, nÕu

lîng níc Ýt qu¸ v÷a sÏ bÞ kh«, ®é linh ®éng

kÐm, trong qu¸ tr×nh ®æ vµo hµo sÏ t¹o nªn

çc lç rçng lín. Ngîc l¹i nÕu lîng níc qu¸

nhiÒu ®é linh ®éng cña v÷a cao, dÔ ch¶y vµo

trong hµo nhng trong v÷a chøa nhiÒu níc

sÏ t¹o nªn têng hµo cã ®é rçng lín dÉn ®Õn

hÖ sè thÊm cao. KÕt qu¶ trong h×nh 3 cho

thÊy khi sö dông bentonite ngo¹i trong ph¹m

vi ®é sôt tõ 5-17.5cm hÖ sè thÊm hÇu nh

kh«ng thay ®æi. Trong khi ®ã ®èi víi

bentonite néi hÖ sè thÊm ®¹t cùc trÞ trong

ph¹m vi ®é sôt tõ 12.5-17.5 bªn ngoµi ph¹m

vi ®ã hÖ sè thÊm t¨ng lªn. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm

còng cho thÊy trong trêng hîp trén bentonite

kh« vµo hçn hîp ®é sôt cña hçn hîp t¨ng lªn

sau mét thêi gian. Trong thùc tÕ thi c«ng do

®Êt ph¶i ®îc trén kü nªn thêi gian thi c«ng

t¬ng ®èi dµi do ®ã bentonite kh« cã thÓ sÏ

thñy hãa hoµn toµn lµm thay ®æi ®é sôt cña

v÷a. §©y lµ ®iÒu cÇn ®îc c©n nh¾c khi thiÕt

kÕ ®é sôt cña v÷a.

IV. KÕt luËn

HÖ sè thÊm cña vËt liÖu lµm thiÕt bÞ chång

thÊm lµ mét th«ng sè rÊt quan träng trong

thiÕt kÕ thi c«ng çc c«ng tr×nh. Th«ng qua

viÖc la chän cÊp phèi hîp lý cã thÓ t¹o nªn

vËt liÖu cã hÖ sè thÊm rÊt nhá (K = 10-7 - 10-8

cm/s) ®¸p øng ®îc yªu cÇu kü thuËt ®Æt ra.

Dùa vµo çc kÕt qu¶ thÝ nghiÖm cã thÓ rót ra

mét sè kÕt luËn nh sau:

Khi hµm lîng chÊt h¹t mÞn (bentonite

ngo¹i, bentonite néi, tro bay) t¨ng hÖ sè

thÊm gi¶m.

§èi víi ®Êt cã chøa h¹t mÞn (d<0.075mm)

chiÕm tû lª trªn 25% nÕu trén thªm hµm

lîng bentonite kh« 2-3% sÏ ®¹t ®îc hÖ sè

thÊm nhá h¬n 10-6 cm/s. Víi hµm lîng

bentonite ngo¹i nhËp >5% hoÆc 8-10%

bentonite néi sÏ ®¹t ®îc hÖ sè thÊm nhá h¬n

10-7 cm/s

Do gi¸ thµnh bentonite néi rÎ h¬n

bentonite ngo¹i nhËp nhiÒu nªn viÖc nghiªn

cøu sö dông bentonite s¶n xuÊt trong níc cã

hiÖu qu¶ rÊt lín cÇn ®îc tiÕp tôc ®i s©u

nghiªn cøu.


- TrÇn Nh Hèi, (1979): “Dïng dung dÞch

sÐt t¹o hµo v¸ch ®øng, x©y têng chèng thÊm

qua tÇng çt cuéi sái díi mùc níc ngÇm.”

TuyÓn tËp nghiªn cøu C¬ häc ®Êt nÒn mãng,

ViÖn nghiªn cøu khoa häc thuû lîi.

- C«ng nghÖ thi c«ng têng chèng thÊm

b»ng biÖn ph¸p ®µo hµo trong dung dÞch

bentonite (c«ng ty t vÊn x©y dùng Thuû lîi

II, 2003)

- USACE (1986):“Seepage Analysis and

control for dams", l EM-1110-2-1901

- D’Appolonia, (1980): “Soil-bentonite slurry

trench cutoffs” Journal of Geotechnical

Engineering, ASCE, Vol 106, No.4.

- Oaidat LM, Andromalos KB, Sisley JL

(1999) “Construction of a soil-cement-

bentonite slurry wall for a levee strengthening

program” Asociation of state dam safety

officials annual conference St. louis, Missouri.

- Shana M.O, Jeffrey C., (2005): “Slag-

cement-Bentonite slurry walls”, Journal of

Geotechnical and Geoenvironmental

Engineering, ASCE, Vol 131, p 673-681.

Ngêi ph¶n biÖn: PGS.TS. NguyÔn ChiÕn


thÓ lÖ viÕt bµi ®¨ng t¹p chÝ ®Þa kü thuËt

T¹p chÝ §Þa kü thuËt ®îc xuÊt b¶n 3 th¸ng/kú, theo GiÊy phÐp ho¹t ®éng b¸o chÝ sè

1358/GPXB ngµy 17-6-1996 cña Bé V¨n hãa vµ Th«ng tin.

T«n chØ vµ môc ®Ých cña T¹p chÝ lµ: C«ng bè çc c«ng tr×nh nghiªn cøu khoa häc, c«ng

nghÖ, phæ biÕn, trao ®æi kiÕn thøc, tiÕn bé kü thuËt vµ kinh nghiÖm trong çc lÜnh vùc ®Þa

chÊt c«ng tr×nh, c¬ häc ®Êt - nÒn mãng, c¬ häc ®¸, ®Þa kü thuËt vµ m«i trêng, çc vÊn ®Ò ®Êt -

níc - m«i trêng vµ con ngêi, gãp phÇn n©ng cao chÊt lîng çc c«ng tr×nh x©y dùng h¹

tÇng c¬ së, ®¸p øng nhu cÇu c«ng nghiÖp hãa, hiÖn ®¹i hãa ®Êt níc.

Trong thêi gian qua T¹p chÝ ®· nhËn ®îc sù ®ãng gãp, ñng hé nhiÖt thµnh cña nhiÒu

®ång nghiÖp ®«ng ®¶o b¹n ®äc, çc tæ chøc, c¬ quan, ban ngµnh vÒ bµi viÕt, th«ng tin vµ vËt

chÊt … T¹p chÝ mong tiÕp tôc nhËn ®îc sù céng t¸c vµ ñng hé ®ã.

Bµi göi ®¨ng T¹p chÝ ®îc ®¸nh m¸y vi tÝnh theo font Unicode Times New Roman,

cì ch÷ 12, in trªn khæ A4 kÌm theo ®Üa mÒm hoÆc ®Üa CD. Bµi viÕt sö dông tiÕng ViÖt,

kÌm theo tãm t¾t néi dung b»ng tiÕng ViÖt vµ Anh (kh«ng qu¸ 200 tõ). C«ng thøc ®îc

viÕt theo Equation Editor vµ ®¸nh sè thø tù vÒ bªn ph¶i. §¬n vÞ tÝnh cña çc ®¹i

lîng vËt lý ph¶i sö dông ®¬n vÞ theo hÖ SI. Çc b¶n vÏ ph¶i theo ®óng quy ®Þnh vÏ

kỹ thuËt, kÝch thíc kh«ng qu¸ 15 x 20cm. Çc bµi cã b¶n ®å tõng vïng hoÆc c¶ níc cÇn

vÏ theo mÉu chÝnh x¸c, ®óng theo quy çch hiÖn hµnh; çc b¶n vÏ, biÓu b¶ng ph¶i ®îc

®¸nh sè thø tù. Dung lîng bµi b¸o kh«ng vît qu¸ 8 trang kÓ c¶ h×nh ¶nh, biÓu b¶ng,

tµi liÖu tham kh¶o.

Thø tù s¾p xÕp bµi b¸o:

- Tªn bµi b¸o (b»ng tiÕng ViÖt);

- Hä vµ tªn t¸c gi¶;

- §Þa chØ, Tel/Fax; Email;

- Tãm t¾t néi dung (b»ng tiÕng ViÖt);

- Tªn bµi b¸o vµ tãm t¾t néi dung b»ng tiÕng Anh;

- Néi dung bµi b¸o;

- Tµi liÖu tham kh¶o: ®îc ®¸nh m¸y liÒn víi bµi vµ ®îc ghi theo thø tù ABC. Çc tµi

liÖu tham kh¶o tr×nh bµy theo tr×nh tù: TiÕng ViÖt, tiÕng Anh, tiÕng Latinh, tiÕng Nga,

tiÕng Trung…, theo thø tù: Tªn t¸c gi¶, tªn tµi liÖu, nhµ xuÊt b¶n, n¨m xuÊt b¶n.

Ban Biªn tËp sÏ bè trÝ lÊy ý kiÕn ph¶n biÖn truíc khi ®¨ng. Bµi kh«ng ®îc ®¨ng

kh«ng tr¶ l¹i b¶n th¶o.

T¸c gi¶ bµi viÕt ph¶i chÞu tr¸ch nhiÖm vÒ çc th«ng tin cung cÊp vµ ®îc biÕu 02 cuèn

t¹p chÝ cã bµi ®¨ng.

‎ý kiÕn ®ãng gãp, bµi göi ®¨ng vµ ®Æt mua t¹p chÝ xin liªn hÖ theo ®Þa chØ sau:

ViÖn ®Þa kü thuËt

38 phè BÝch C©u, quËn §èng §a - Hµ Néi

Tel: 04.22141917; 22108643; Fax: 04. 37325213, Email: [email protected],

[email protected]; Website: http//www.vgi-vn.com

T¹p chÝ §Þa kü thuËt · Cs vµ Cv lµ c¸c chØ sè nÐn lón; n lµ ®é lç rçng; D lµ...

Documents

Transcript of T¹p chÝ §Þa kü thuËt · Cs vµ Cv lµ c¸c chØ sè nÐn lón; n lµ ®é lç rçng; D lµ...