TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 2
MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 4
o Sử dụng kết quả thí nghiệm CRS để xác định thông số đầu vào (Cc1, Cc2,
GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 5
o Lập các mối tương quan cho đất sét yếu ở một số khu vực nghiên cứu
Hệ số cố kết cv(CRS) có so sánh với giá trị ch(CPTu) từ thí nghiệm CPTu tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng.
Áp lực tiền cố kết theo kết quả thí nghiệm CRS và IL.
Áp lực tiền cố kết theo thí nghiệm CRS ở các tốc độ khác nhau.
Áp lực tiền cố kết với kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh CPTu
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CỐ KẾT
PHÂN BỐ ĐẤT YẾU TRONG KHU VỰC VÀ VIỆT NAM 6
Hình 1-1 Bản đồ phân vùng đất yếu Holocene của khu vực châu Đông Nam Châu Á theo Cox, 1970 [9]
Hình 1-2 Bản đồ phân vùng trầm tích
Holocene đệ tứ ở Việt Nam theo [54]
Hình 1-3 Phân bố chiều dày trầm tích Holocene đệ tứ ở Việt Nam theo [54]
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM CRS 8
1.2.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC
1.2.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC
Suzuki & Nguyễn Công Oanh, 2011 [43], và Suzuki & Nguyễn Công Oanh,
CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ THÍ NGHIỆM CRS 10
CÔNG TRÌNH THỰC TẾ CÓ THÍ NGHIỆM CRS TRÊN ĐẤT YẾU 10
Hình 1-4 Sơ đồ hộp nén cố kết tốc độ biến dạng không đổi CRS (ASTM D4186-12)
Bảng 1-1 Qui trình chuẩn bị mẫu và thí nghiệm CRS
Bôi dầu khử chân không Cắt mẫu bằng dao vòng
Cắt mẫu bằng dao kẽm Chuẩn bị xong mẫu dao vòng
Cân mẫu bằng cân điện tử Lắp giấy thấm lên 2 mặt mẫu
Lắp xong giấy thấm ở đáy mẫu Lắp giấy thấm ở đỉnh mẫu
Lắp xong giấy thấm ở đỉnh mẫu Lắp đá thấm lên đỉnh mẫu
Lắp xong đá thấm trên đỉnh mẫu Lắp đĩa truyền lực trên đỉnh mẫu
-30- Đóng mẫu vào hộp nén Đóng xong mẫu vào hộp nén
Tiến hành thí nghiệm với tốc độ 0.02 %/phút
Bão hòa mẫu bằng áp lực ngược
1.4.2 CÁC CÔNG TRÌNH CÓ THÍ NGHIỆM CRS
Bảng 1-2 Tổng hợp các thí nghiệm thực hiện trong công trình nghiên cứu
Vị trí công trình Các loại thí nghiệm được sử dụng
CPTu DST1 DST2 FVT UCT CRS IL
Bình Chánh TP HCM x x x x x Đa Phước TP HCM x x x x x
Bảng 1-3 Qui trình thí nghiệm của từng phương pháp thí nghiệm ở các công trình nghiên cứu
Cắt đơn trực tiếp (1) theo JIS
Cắt đơn trực tiếp (2) theo JIS
Ký hiệu Thông số xác định
Mô tả loại thí nghiệm
Nén đơn nở hông tự do UCT q u
/2 Kích thước mẫu thí nghiệm 35mm x H80mm hoặc
50mm x H100mm Tốc độ biến dạng là 1 %/phút.-32-
Xuyên tĩnh đo áp lực nước lỗ rỗng
CPTu q T – v0 Tốc độ xuyên 1-2 cm/s có đo áp lực nước lỗ rỗng trong giai đoạn xuyên Diện tích mũi côn Acm 2 Góc nghiêng mũi côn 60 độ.
Cắt cánh hiện trường FVT(VST) s u(v) Tốc độ xoay 6 độ/phút D40mm x H80mm Loại cắt cánh điện hoặc tự khoan lỗ.
Cố kết tốc độ biến CRS
Cố kết gia tải từng cấp IL
Kích thước mẫu 60mm x H25.4mm Thay đổi cấp tải trọng sau mỗi 24 giờ với tỷ lệ các cấp tải trọng theo
’ v /’ v = 1 Thoát nước theo cả đỉnh và đáy mẫu.
Cái MÐp còn lại Hàm lượng hạt sét thấp nhất được tìm thấy đối với đất yếu ở khu vực Hải Phòng như thể hiện trên Hình 1-6.
Hình 1-5 Bản đồ Việt Nam và vị trí các vùng đất yếu nghiên cứu
Hàm lợng sét, hàm lợng bụit (%)
Hàm lợng sét, hàm lợng bụit (%)
(CÇn Giuéc-L An) (B×nh Chánh-
Hàm lợng sét (d 1.20 đối với các mẫu đất nguyên dạng có biến dạng đến áp lực hữu hiệu hiện trường bé hơn 6.0 % đối với trầm tích yếu Holocene cho các công trình nghiên cứu ở Việt Nam Áp lực tiền cố kết lớn hơn áp lực hữu hiệu địa tầng từ 20 kPa đến 60 kPa.
3 Tốc độ biến dạng sử dụng trong thí nghiệm không làm ảnh hưởng đến hệ số cố kết Đất trầm tích yếu Holocene ở Việt Nam cho áp lực tiền cố kết ở tốc độ 0.40 %/phút có hệ số gấp 1.80 lần giá trị có được ở tốc độ 0.02
4 Thí nghiệm CRS ở tốc độ biến dạng 0.02 %/phút cho giá trị áp lực tiền cố kết lớn hơn giá trị có được từ thí nghiệm gia tải từng cấp đối với đất yếu ở Việt Nam trung bình là 16 % Tuy nhiên các thông số đầu vào cho bài toán cố kết có sử dụng lõi thấm đứng xác định từ kết quả thí nghiệm CRS cho kết quả phân tích cố kết bằng phường pháp sai phân hữu hạn theo mô hình cải tiến phù hợp với số liệu quan trắc hiện trường dựa theo độ lún mặt tổng, độ lún sâu, tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thặng dư, áp lực đất và sức kháng cắt không thoát nước.
5 Phương pháp được đề xuất có xét đến sự biến thiên chỉ số nén lún, hệ số cố kết theo phương đứng và phương ngang thay đổi trong quá trình cố kết, trạng thái cố kết trước (OC) và trạng thái cố kết thường (NC) trong suốt quá trình cố kết của nền đất mô tả đầy đủ quá trình cố kết của nền, và có ưu thế hơn lời giải giải tích chỉ sử dụng một giá trị duy nhất hệ số cố kết trong suốt quá trình phân tích bài toán.
6 Tỷ số cv(OC)/cv(NC) = 40 cho khu vực Hải Phòng và là 10 cho các khu vực còn lại Tỷ số ch/cv(CRS) tương ứng cho các khu vực Cái Mép (Bà Rịa Vũng Tàu), Hiệp Phước (TP HCM), Hải Phòng và Cà Mau là 3.0.
7 Với độ cố kết yêu cầu là > 90 % thì chiều dài bấc thấm có thể chỉ cần đạt
Chiều dài bấc thấm có thể được rút ngắn để tiết kiệm chi phí, trong khi vẫn đảm bảo độ lún dư cần thiết cho thời gian vận hành của công trình, với điều kiện rằng chiều dày vùng nén lún đạt 70%.
KIẾN NGHỊ 128
1 Sử dụng phương pháp lấy mẫu bằng ống mẫu Piston để đảm bảo tính nguyên dạng của mẫu đất yếu, và đưa vào tiêu chuẩn hiện hành để ứng dụng vào thực tiễn sản xuất trong ngành địa kỹ thuật xây dựng.
2 Cập nhật vào tiêu chuẩn hiện hành và ứng dụng thí nghiệm CRS vào thực tiễn cho bài toán xử lý nền đất yếu bằng có sử dụng lõi thấm đứng trong điều kiện đất sét yếu Việt Nam.
3 Nghiên cứu bổ sung phần từ biến vào phần mềm CONSOPRO.
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
1 Giấy chứng nhận bản quyền phần mềm CONSOPRO đăng ký tại cục bản quyền tác giả.
2 Nguyễn Công Oanh, Trần Thị Thanh, Ứng dụng thí nhiệm cố kết tốc độ biến dạng không đổi vào phân tích cố kết với chiều dài bấc thấm thay đổi Tạp chí Địa Kỹ Thuật Việt Nam – Số 4 năm 2016 ISSN-0868-279X, pp 33-41.
3 Nguyễn Công Oanh, Trần Thị Thanh và Đào Thị Vân Trâm, Xác định đặc trưng đất sét yếu Việt Nam theo thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng không đổi sử dụng trong phân tích bài cố kết thấm Tạp chí Địa Kỹ Thuật Việt Nam – Số 1 năm 2017 ISSN- 0868-279X, pp 50-60.
4 Nguyen, C.O and T.T Tran, Consolidation Analysis of Vietnam Soft Marine Clay by
Finite Difference Method with Application of Constant Rate of Strain Consolidation Test The fifth International Conference on Geotechnique, Construction Material and Environment OSAKA, Japan, Nov 16-18 2015 ISBN: 978-4-9905958-4-5 C3051. pp 271-276.
5 Nguyen, C.O., T.T Tran, and T.V.T Dao, Finite Difference Analysis of a Case Study of Vacuum Preloading in Southern Vietnam The sixth International Conference onGeotechnique, Construction Materials and Environment, BANGKOK, Thailand,Nov 14-16, 2016, ISBN: 978-4-9905958-6-9 C3051 pp 308-313 The Best PaperAward.
[1] Asaoka, A., Observational procedure of settlement prediction Soils and
[2] ASTM-D4186, Standard Test Method for One-Dimensional Consolidation
Properties of Saturated Cohesive Soils Using Controlled-Strain Loading.
[3] Barron, R.A., Consolidation of fine-grained soils by drain wells Transactions of the American Society of Civil Engineers, 1948 113(1): p 718-742.
[4] Biot, M.A., General theory of three dimensional consolidation Journal of
[5] Bui, T.M., Initial Evaluation of Consolidation Characteristics of Mekong Soft
Clay and Their Use in Engineering Practice, in Hanoi Engineering Geology Workshop 2003: Ha Noi p 1-13.
[6] Byrne, P.M and Y Aoki, The strain controlled consolidation test Soil
Mechanics Series, The University of British Columbia, 1969 9: p 1-25.
[7] Carillo, N., Simple two and three dimensional cases in the theory of consolidation of soils Journal of Mathematics and Physics, 1942 21(1): p 1-
[8] Chai, J.-C., R Jia, and T Hino, Anisotropic consolidation behavior of Ariake clay from three different CRS tests Geotechnical Testing Journal, 2012 35(6).
[9] Cox, J.B., The distribution and formation of recent sediments in Southeast
Asia, in The 2nd Southeast Asian Conference on Soil Engineering 1970:
[10] Crawford, C.B., Interpretation of the consolidation test Soil Mechanics and
[11] Dao, T.V.T., T.N Le, and C.O Nguyen, A case study of braced excavation using steel sheet pile wall in Thi Vai soft clay, in Geotechnics for Sustainable Development - Geotec Hanoi 2013, P.D Long, Editor 2013, Construction
[12] Davis, E.H and H.G Poulos, Rate of settlement under two and three dimensional conditions Géotechnique, 1972 22(1): p 95-114.
[13] Gorman, C.T., Constant-rate-of-strain and controlled-gradient consolidation testing 1976, Kentucky Department of Transportation p 1-74.
[14] Gorman, C.T., Strain-rate selection in the constant-rate-of-strain consolidation test 1981, Kentucky Department of Transportation p 1-16.
[15] Hansbo, S., Aspects of vertical drain design: Darcian or non-Darcian flow.
[16] Hansbo, S., Consolidation of clay by band-shaped prefabricated drains.
[17] Hansbo, S., Consolidation of clay, with special reference to influence of vertical drains, in Swedish Geotechnical Institue 1960, Chalmers University of Technology.
[18] Hansbo, S., Consolidation of fine-grained soils by prefabricated drains, in
The 10th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering 1981: Stockholm, Sweden p 677-682.
[19] Hansbo, S., Soil improvement by preloading and vertical drainage, in
Geotechnics for Sustainable Development-Geotec Hanoi, P.D Long, Editor.
2011, Construction Publishing House: Hanoi, Vietnam p 7-22.
[20] Houlsby, G.T and C.I Teh, Analysis of the piezocone in clay, in Penetration
[21] Jia, R., et al., Strain-rate effect on consolidation behaviour of Ariake clay.
[22] JIS-A1227, Test Method for One-Dimensional Consolidation Properties of
Soils Using Constant Rate of Strain Loading 2009, Japanese Standards
[23] Kassim, K.A., et al., Criteria of acceptance for constant rate of strain consolidation test for tropical cohesive soil Geotechinical and Geological
[24] Korhonen, O and M Lojander, Settlement estimation by using continuous oedometer test, in Proceedings of the 14th ICSMFE 1997: Hamburg,
[25] Leroueil, S., Compressibility of Clays: Fundamental and Practical Aspects.
[26] Leroueil, S., et al., Stress–strain–strain rate relation for the compressibility of sensitive natural clays Géotechnique, 1985 35(2): p 159-180.
[27] Leroueil, S., L Samson, and M Bozozuk, Laboratory and field determination of preconsolidation pressure at Gloucester Canadian Geotechnical Journal,
[28] Leroueil, S., et al., Preconsolidation pressure of Champlain clays Part II.
Laboratory determination Canadian Geotechnical Journal, 1983b 20: p 803-
[29] Lim, G.T., et al., Predicted and measured behaviour of an embankment on
PVD-improved Ballina clay Computers and Geotechnics, 2018 93: p 204-
[30] Mesri, G and T.-W Feng, Constant rate of strain consolidation testing of soft clays and fibrous peats Canadian Geotechnical Journal, 2018.
[31] Mesri, G and P.M Godlewski, Time- and stress-compressibility interrelationship Journal of the Geotechnical Engineering Division, 1977.
[32] Nguyen, C.O., CONSOPRO Software (in DVD), in Southern Institute of Water
Resource Research, C.O Nguyen, Editor 2015, Vietnam Copyright Office:
[33] Nguyen, C.O., T.V.T Dao, and C.T.V Ta, Finite element analysis of a braced excavation in marine soft clay, in Geotechnics for Sustainable Development- Geotec Hanoi, P.D Long, Editor 2016, Construction Publishing House:
[34] Nguyen, C.O and T.T Tran, Application of constant rate of strain consolidation test in consolidation analysis with varied PVD length Vietnam
Nguyen and Tran (2015) conducted a consolidation analysis of Vietnam's soft marine clay using the finite difference method, incorporating a constant rate of strain consolidation test Their research was presented at the Fifth International Conference on Geotechnique, Construction Materials, and Environment, highlighting innovative approaches in geotechnical engineering.
GEOMATE International Society: Osaka, Japan p 271-276.
[36] Nguyen, C.O., T.T Tran, and T.V.T Dao, Characterization of Vietnam soft clay for consolidation analysis with application of constant rate of strain consolidation tests Vietnam Geotechnical Journal, 2017 21(1): p 50-60.
[37] Nguyen, C.O., T.T Tran, and T.V.T Dao, Finite difference analysis of a case study of vacuum preloading in Southern Vietnam, in Sixth International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment, H.
Zakaria, Editor 2016, The GEOMATE International Society: Bangkok, Thailand p 308-313.
[38] Onoue, A., Consolidation by vertical drains taking well resistance and smear into consideration Soils and Foundations, 1988b 28(4): p 165-174.
[39] Onoue, A., Consolidation of multilayered anisotropic soils by vertical drains with well resistance soils and Foundations, 1988a 28(3): p 75-90.
[40] Ozer, A.T., E.C Lawton, and S.F Bartlett, New method to determine proper strain rate for constant rate-of-strain consolidation tests Canadian Geotechincal Journal, 2012 49: p 18-26.
[41] Rendulic, L., Relation between void ratio and effective principal stresses for a remoulded silty clay, in The 1st International Conference on Soil Mechanics.
[42] Smith, R.E and H.E Wahls, Consolidation under constant rate of strain Soil
Mechanics and Foundations Division, ASCE, 1969 95(SM2): p 519-539.
[43] Suzuki, K and C.O Nguyen, Apparent value of ch determined from field behavior of two soft clay deposits in Southern Vietnam, in Geotechnics for Sustainable Development-Geotec Hanoi, P.D Long, Editor 2011,
Construction Publishing House: Hanoi, Vietnam p 31-36.
[44] Suzuki, K and C.O Nguyen, Undrained shear strength and consolidation yield stress of clay found in three construction sites in Vietnam, in Geotechnics for Sustainable Development - Geotec Hanoi 2013, P.D Long, Editor 2013,
Construction Publishing House: Hanoi, Vietnam p 585-591.
[45] Suzuki, K and H Takeuchi, Performance of band-shape vertical drain for soft Hai Phong clay Soils and Foundations, 2008 48(4): p 577-585.
[46] Suzuki, K and K Yasuhara, Two case studies of consolidation settlement analysis using constant rate of strain consolidation test Soils and Foundations, 2004 44(6): p 69-81.
[47] Takemura, J., Y Watabe, and M Tanaka, Characterization of alluvial deposits in Mekong Delta, in Characterisation and Engineering Properties ofNatural Soils 2007, Taylor & Francis Group, London p 1805-1829.
