MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Hiện trạng
Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) là khu vực được hình thành từ phù sa của sông MêKong, với lớp đất yếu trên bề mặt lên đến 20-30m Lớp đất này không phù hợp cho các công trình xây dựng, đặc biệt là đường, dẫn đến tình trạng lún và hư hỏng thường xuyên của các công trình đường khi xây dựng trên nền đất yếu này.
Mục đích
Lý do chính gây ra tình trạng lún cho công trình đường là do trọng lượng lớp đất đắp quá lớn trong khi đất bên dưới lại yếu Để giảm tải trọng lớp đất đắp, việc trộn vật liệu đắp với một tỷ lệ nhất định của vật liệu tái chế là cần thiết, giúp giảm trọng lượng Tuy nhiên, việc này cũng có thể làm giảm sức chống cắt, dẫn đến nguy cơ hư hỏng đường Do đó, xác định tỷ lệ trộn phù hợp là rất quan trọng, nhằm vừa giảm lún vừa đảm bảo độ bền cho công trình.
Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu và ứng dụng chủ yếu cho khu vực ĐBSCL.
TÓM TẮC NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Tóm tắc nội dung
Nội dung nghiên cứu bao gồm các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: tham khảo tài liệu và nghiên cứu tính chất đất ĐBSCL
Giai đoạn 2: khảo sát tình hình phân bố vật liệu tái chế ở ĐBSCL và làm thí nghiệm pha trộn vật liệu tái chế với đất để làm nền đường
Giai đoạn 3: Kiểm tra bằng mô hình
Phương pháp nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, sinh viên áp dụng phương pháp điều tra và thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để phân tích hiện tượng lún và ổn định, đồng thời sử dụng các chương trình tính toán chuyên dụng để hỗ trợ quá trình phân tích.
Ngoài ra sinh viên tham khảo thêm rất nhiều tài liệu, chỉ dẫn và tiêu chuẩn thiết kế đường
THAM KHẢO TÀI LIỆU VÀ TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT Ở ĐBSCL
Tham khảo tài liệu
Các tài liệu tham khảo bao gồm:
1-Thiết kế đường theo TCVN
2-Các tham khảo trên mạng Internet
Tận dụng thạch cao nhân tạo từ các nhà máy nhiệt điện và hóa chất không chỉ giúp sản xuất vật liệu xây dựng mà còn góp phần bảo vệ môi trường Việc này mang lại lợi ích kép, vừa nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên, vừa giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái.
Thạc sĩ Đinh Tấn Thành cùng các cộng sự tại Sở KHCN TP Hồ Chí Minh đã thành công trong việc nghiên cứu dây chuyền tái sinh cao su từ săm và lốp xe phế thải Dự án này không chỉ giúp tái chế các sản phẩm cao su đã qua sử dụng như băng tải, giày dép và dây đai truyền động mà còn góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
TS Mai Ngọc Tâm từ Trung tâm nghiên cứu vật liệu xây dựng TP.HCM đã giới thiệu hai sản phẩm mới, bao gồm giải phân cách đường và gạch lát thảm, được sản xuất từ nguyên liệu cao su phế thải Sản phẩm này không chỉ góp phần bảo vệ môi trường mà còn mang lại giải pháp bền vững cho ngành xây dựng.
_Nhiệt phân cao su thải thành dầu nguyên liệu http://vtechmart.com/vi/news/Tin-khoa-hoc-cong-nghe/Nhiet-phan-cao-su-thai- thanh-dau-nguyen-lieu-11/
-Tham khảo nhóm đất (Trích từ tạp chí khoa học 2011: 18 b10-17 Trường Đại Học Cần Thơ)
Theo kết quả chỉnh lý bản đồ đất năm 2009, vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) được chia thành 10 nhóm đất chính Sự phân bố và diện tích của các nhóm đất này có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế và nông nghiệp tại khu vực ĐBSCL.
STT Nhóm đất chính (WRB - FAO, 2006) Ký hiệu Diện tích (ha)
Nhóm Albeluvisols (AB) là loại đất có tầng chẩn đoán Argic trong vòng 100 cm từ bề mặt, với đặc điểm Albeluvic tonguing ngay trên ranh giới của tầng này Đất Albeluvisols cho thấy sự trực di của các vật liệu chứa sắt và sét xuống tầng Argic, nhưng không có đặc tính oxy hóa khử như stagnic Nhóm đất này thường có hàm lượng mùn thấp, phản ứng chua, độ no base và dung tích hấp thu cũng thấp Quá trình hình thành và phát triển của Albeluvisols phụ thuộc vào điều kiện nhiệt ẩm, sự rửa trôi đá mẹ và thảm thực vật.
Nhóm đất Arenosols (AR) theo FAO-WRB (2006) là nhóm đất cát, bao gồm cả đất cát phát triển trên nền thạch anh và đá, hình thành từ sự lắng tụ cát hiện tại như cồn cát và ven biển Tại ĐBSCL, Arenosols thường có cấu trúc thô, với các đặc tính Gleyic và Dystric Nhóm đất này chủ yếu là đất cát giồng, được hình thành do bồi lắng phù sa biển kết hợp với cồn cát thấp, dưới tác động của quá trình hoạt động bờ biển của sông, tạo thành các dãy đất song song với bờ biển Arenosols chiếm diện tích 56.492 ha, và càng tiến ra biển, đất càng thấp Đất cát giồng là minh chứng cho quá trình mở rộng đồng bằng ra biển ở ĐBSCL.
Hiện trạng sử dụng chủ yếu là: rau màu, cây ăn trái và đất thỏ cư, đường giao thông
Nhóm Alisols (AL) là loại đất có hàm lượng sét cao hơn ở tầng cái so với tầng đầu, với sự hiện diện của tầng argic trong vòng 100 cm từ bề mặt Loại đất này được hình thành từ quá trình hình thành đất, ảnh hưởng đến tầng argic, và có độ bão hòa base thấp ở độ sâu nhất định Alisols đặc trưng bởi sự tích lũy nhôm do quá trình thủy phân các khoáng chứa nhôm, với đặc điểm nổi bật là chứa acid mạnh và chiếm hơn 50% Al 3+ bão hòa trong khoáng sét của đất.
Alisols ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) chủ yếu có hai tầng chẩn đoán chính là Rhodic và Gleyic Trong loại đất này, hàm lượng các cation trao đổi như Mg2+ và Ca2+ thường cao hơn so với cation Na+.
K + , Mg 2+ = 4,09-6,07 meq/100g; Ca 2+ = 7,32 – 9,68 meq/100g; còn Na + = 0,96- 1,68 và hàm lượng K + trao đổi trung bình và thấp K + = 0,24-0,26 meq/100g (đánh giá theo Kyuma, 1976)
Nhóm đất Fluvisols (FL) có đặc điểm fluvic và không có tầng chẩn đoán nào khác ngoài các tầng mollic, umbric, histic, hay thionic trong vòng 125 cm từ bề mặt đất Phẫu diện đất thường có tầng canh tác từ 10 đến 15 cm với các đốm rỉ nâu vàng ở tầng B bên dưới Đất này chủ yếu được canh tác lúa, dẫn đến sự hiện diện rất ít rễ thực vật ở tầng B Fluvisols là nhóm đất phù sa phổ biến ở các tam giác châu và đồng bằng ven biển, với các hình thức sử dụng chủ yếu là 3 vụ lúa, 2 vụ lúa hoặc 1 vụ Nghiên cứu cho thấy hàm lượng cation Mg, Ca luôn cao hơn Na và K, và có sự dao động mạnh Độ bão hòa base (BS) cũng được ghi nhận trong nhóm đất này.
BS > 50 % là Eutric hay đất giàu dinh dưỡng; BS < 50 % là Dystric hay đất nghèo dưỡng chất Al 3+ thường không cao < 5 meq/100g, trừ các biểu loại đất có
Thionic-Fluvisols có chứa hàm lượng nhôm cao, đặc biệt là ở các vùng đất phèn tiềm tàng nhiễm mặn tại Cà Mau, với hàm lượng Al vượt quá 15 meq/100g Theo thống kê, tỷ lệ Cl- trong đất dao động từ 0,03% (không mặn) đến 0,84% (mặn nhiều) Đất mặn được phân loại theo WRB là Salic-Fluvisols, với tính chất có thể là hyposalic-Fluvisols (mặn nhiều) hoặc mặn ít, và có thể xuất hiện cạn (episalic-Fluvisols) hoặc sâu.
Nhóm Gleysols (GL) có đặc điểm là tầng mặt dày, dinh dưỡng khá và dấu tích phù sa bồi xuất hiện trong vòng 50 cm của lớp đất mặt, thường phân bố ở những vùng địa hình thấp trũng Đất Gleysols có tính Thionic (phèn), salic (nhiễm mặn), và phèn mặn đặc trưng Trước đây, theo phân loại của Việt Nam, nhóm đất này được xếp vào nhóm đất phù sa hoặc đất lầy Đất hình thành trong môi trường yếm khí, với sắt ở điều kiện khử FeO màu xám xanh, và thành phần cơ giới thường nặng ở lớp dưới Tại những nơi có đặc tính Gley mạnh ở độ sâu từ 0 - 50 cm do ngập nước liên tục, các hạt phù sa mịn lắng đọng tạo thành lớp bùn nhão, dưới đó là tầng Gley bí chặt, sắt xám xanh, chứa nhiều chất khử độc và sản phẩm hữu cơ bán phân hủy, gây mùi hôi tanh.
Nhóm Histosols (HS), theo FAO-WRB (2006), là loại đất hình thành từ vật liệu hữu cơ, thường được gọi là than bùn, đất phân, đất vùng lầy hay đất hữu cơ Tại ĐBSCL, Histosols thường có tầng chẩn đoán Histic và các tầng phèn hoạt động như Endo Ortho Thionic hoặc Endo Proto Thionic Loại đất này chủ yếu phân bố ở vùng U Minh và rải rác tại Tứ Giác Long Xuyên, với chiều dày lớp than bùn rất đa dạng, có nơi chỉ dày khoảng 1 m Tại U Minh, lớp than bùn dày được khai thác để chế biến phân hữu cơ, giúp tăng năng suất cây trồng và cải tạo đất xấu, nghèo hữu cơ.
Nhóm Leptosols (LP) là loại đất có lớp đá liên tục trong khoảng 25 cm từ bề mặt Tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), nhóm đất này thường có đặc tính chẩn đoán chính là Dystric Về mặt lý học, Leptosols có tầng mặt chủ yếu là cát, dưới lớp đất mặt là lớp đá.
Leptosols là nhóm đất chịu xói mòn mạnh, chủ yếu hình thành từ granit hạt thô Tại ĐBSCL, nhiều khu vực gần như trơ đá mẹ do xói mòn nghiêm trọng, đặc biệt là ở các khu đồi núi Việc khai thác đất đá để làm vật liệu xây dựng và xây dựng đường giao thông đang diễn ra phổ biến, dẫn đến sự suy giảm chất lượng đất Những khu vực này gặp khó khăn do độ sâu đến tầng đá cứng, cùng với sự hiện diện của lớp vật liệu tích vôi cao hoặc lớp gắn kết chặt ở độ sâu từ 0.
Đất ở ĐBSCL có chiều sâu 30 cm hoặc dưới 20% đất mịn trong tầng 0-75 cm Xói mòn đất đồi núi chủ yếu xảy ra do sự di chuyển của các vật liệu sét trong quá trình phát triển và sử dụng đất, đặc biệt tập trung ở các vùng đầu nguồn giáp với Campuchia, thuộc các tỉnh Kiên Giang và An Giang.
Tính chất của đất ở ĐBSCL
Tính chất của đất ở ĐBSCL được tham khảo qua các khảo sát địa chất như sau:
1-Luồn cho tàu biển tải trọng lớn vào sông Hậu –huyện Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh 2-Trạm nghiền xi măng Phúc Sơn –tỉnh Long An
Tính chất chung của đất ở ĐBSCL là có một lớp đất yếu từ mặt đất xuống khoảng 20- 30m sau đó là lớp sét cứng vừa đến cứng
Hồ sơ địa chất đầu tiên lấy từ dự án “Luồn cho tàu biển tải trọng lớn vào sông Hậu” ở tỉnh Trà Vinh (Xem hình 3.2)
Hình 3.1: Bản đồ phân bố các loại đất ở vùng ĐBSCL năm 2009 phân loại theo hệ thống
Kênh Quan Chánh Bố, với dòng chảy chậm và xu hướng xói mòn bờ sông, cần được cải thiện để giảm nguy cơ xói lở Việc xây dựng một tuyến kênh tắt không chỉ rút ngắn khoảng cách dòng chảy mà còn tạo điều kiện cho tàu biển dễ dàng tiếp cận khu vực đang phát triển mạnh Dự án này đã được nghiên cứu tiền khả thi vào năm 2005 bởi công ty Tư vấn SNC-Lavalin và khảo sát địa chất được thực hiện bởi Portcoast vào năm 2009.
Tuyến khảo sát đi qua nhiều ruộng lúa cũng như vuôn tôm của người dân địa phương (xem hình 3.3)
Hình 3.2: Không ảnh kênh tắt
Khảo sát tiến hành với 61 lổ khoan, 61vị trí cắt cánh và 29 vị trí xuyên tĩnh điện CPTU
Hình 3.3: Bình đồ khảo sát
Dựa trên kết quả khảo sát hiện trường và thí nghiệm phòng thí nghiệm, mặt cắt địa chất khu vực xây dựng cho thấy sự đồng nhất và phân lớp rõ ràng từ trên xuống dưới.
Lớp 1 (CH/CL):Bùn sét chảy lẫn hữu cơ và vỏ sò, ốc, màu xám xanh, xám đen Lớp 2 (SP-SM/SC-SM): Cát hạt mịn lẫn bụi, màu xám xanh, xám nâu, kết cấu rất rời rạc đến chặt vừa
Lớp 3a: (CH/CL)Sét màu xám xanh, xám, trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm Lớp 3b: (CL/CH)Sét dẻo cứng đến nửa cứng, màu xám nâu, xám trắng
Lớp 4: (SC-SM)Cát pha bụi, sét hạt mịn, màu xám xanh, xám vàng, kết cấu chặt vừa
Lớp 5: (CL/CH)Sét nửa cứng đến cứng, màu xám vàng, vàng nâu
Lớp 6: (SC-SM)Cát pha bụi, sét hạt mịn đôi chỗ lẫn sỏi sạn, màu vàng, xám vàng
Lớp 7: (CH/CL)Sét cứng, màu xám trắng, xám vàng
Lớp TKC: (SC-SM)Cát pha bụi, sét hạt mịn, màu xám xanh, xám nâu, kết cấu rời rạc đến chặt vừa
Lớp TKS: (CL/ML)Sét bụi dẻo mềm đến dẻo cứng, màu xám xanh, xám trắng Hình ảnh tính chất vật lý các lớp đất:
Hình 3.4: Mặt cắt địa chất và các tính chât vật lý
Lớp đất yếu kéo dài đến khoảng 22m, sau đó là lớp sét 3b có tính chất dẻo cứng đến nửa cứng Các đặc điểm cơ học của các lớp đất này được trình bày trong bảng dưới đây.
Tính chất cơ lý Đơn vị
Bề dày min m 0.35 0.30 8.70 0.30 0.30 0.35 max m 6.60 8.50 22.50 13.60 8.55 20.40 Độ ẩm % 55.7 30.2 51.8 28.3 23.9 26.9
Hệ số rỗng (e) - 1.532 0.921 1.436 0.816 0.737 0.764 e max 1.571 1.850 1.685 1.513 1.690 e min 0.422 0.424 0.439 0.431 0.470
Bảng 3-2: Tổng hợp tính chất cơ lý-Kênh Tắt
Tính chất cơ lý Đơn vị
Chỉ số dẻo (Ip) % 23.7 25.1 25.5 24.0 Độ sệt (I L ) 1.4 1.1 0.4 0.2
Su (FVT) khu vực phía trong kênh Tắt kPa 2.22*H+2.1 2.22*H+2.1
Su (FVT) khu vực gần đê chắn sóng kPa 35.3 39.5
CU (thí nghiệm) c - c’ kG/cm 2 0.173/0.146 0.168
Chỉ số nén lại trong phòngCr lab - 0.045 0.047 0.014
Tính chất của lớp đất yếu nầy như sau:
Lớp đất 1: từ 0-6.6m: có dung trọng ướt 1.66g/cm3, eo =1.532, chỉ số nén Cc = 0.432, chỉ số nở Cs = 0.032 và OCR =2.5
Lớp đất 3: tiếp theo đến khoản 22m: có dung trọng ướt 1.68, eo =1.436, chỉ số nén Cc
= 0.391, chỉ số nở Cs = 0.028 và OCR =1.13
Hồ sơ địa chất tiếp theo lấy từ dự án “Trạm nghiền xi măng Phúc Sơn” tỉnh Long An (xem hình)
Khảo sát địa chất trạm nghiền xi măng Phúc Sơn tiến hành vào ngày 23/10/2006 Khảo sát tiến hành với 22 lổ khoan
Kết quả khảo sát chia hồ sơ địa chất thành các lớp đất như sau:
Lớp 1 (CH/MH): Bùn sét lẫn hữu cơ, màu xám xanh, xám đen, trạng thái chảy Lớp 2 (CH): Sét, màu xám xanh, nâu vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Thấu kính 1 (CL): Sét cát, màu xám xanh, xám nâu, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng
Lớp 3 (SM/SP-SM): Cát hạt mịn đến trung, đôi chổ lẫn bụi, sỏi sạn, màu xám vàng, xám nâu, kết cấu chặt vừa đến chặt
Lớp 4 (CH/CL): Sét, màu xám xanh, xám đen, trạng thái dẻo cứng đến nửa cúng
Thấu kính 2: Các thấu kính sỏi pha sét lẫn cát, sét sỏi sạn, cát cấp phối kém, kết cấu chặt vừa
Lớp 5a (SM/SP-SM): Cát hạt mịn đến trung, thô, xám xanh, kết cấu chặt
Lớp 5b (SM/SP-SM) bao gồm cát hạt mịn đến trung, thô, có màu xám xanh và kết cấu rất chặt Hình ảnh minh họa các lớp đất cùng với đặc trưng nén lún được trình bày dưới đây.
Hình 3.6: Không ảnh trạm nghiền xi măng Phúc Sơn
Từ bảng trên ta thấy lớp đất yếu 1 có thể kéo dài đến độ sâu 20m
Bảng tổng hợp tính chất cơ lý của các lớp đất trên như sau: Đặc trưng cơ - lý Đơn vị Lớp
Hình 3.7: Mặt cắt địa chất và các đặc trưng nén lún
Bảng 3-3: Tổng hợp tính chất cơ lý-Trạm nghiền xi măng Phúc Sơn
M ặ t cắ t địa chấ t Soil Profile
Hệ số rỗng (e) - 2.246 0.820 0.703 0.510 e max - 1.17 e min - 0.40
Góc nghỉ khi khô ( d ) độ 39º40' ướt ( w ) độ 33º22'
Chỉ số lỏng (I L ) % 1.06 0.19 0.42 Đặc trưng kháng cắt
Cắt trực tiếp C kG/cm 2 0.051 0.203 0.185 0.008
Degree 4º52' 17º43' 16º28' 23º08' Đặc điểm nén lún
Precon Pres., P max kG/cm 2 1.81’ vo 3.79’ vo 1.94’ vo Đặc điểm cố kết
Dựa trên bảng tổng hợp, lớp đất yếu (lớp 1) từ độ sâu 0 – 20m có các tính chất cơ lý như sau: dung trọng ướt đạt 1.51 g/cm³, độ rỗng eo bằng 2.246, chỉ số nén Cc được tính theo công thức CR(1+eo) là 0.812, và chỉ số nở Cs.
Tính chất của lớp đất yếu
Từ các khảo sát như trên ta có tính chất của lớp đất yếu được tổng kết như sau
Lớp đất yếu có độ sâu khoảng 20m
Hệ số rỗng ban đầu eo = 1.51-2.246
Hệ số quá cố kết OCR = 1.81-2.5 Để phân tích lún sơ bộ ta chọn giá trị trung bình.
KHẢO SÁT TÌNH HÌNH PHÂN BỐ VẬT LIỆU TÁI CHẾ Ở ĐBSCL VÀ LÀM THÍ NGHIỆM PHA TRỘN VẬT LIỆU TÁI CHẾ VỚI ĐẤT ĐỂ LÀM NỀN ĐƯỜNG
Khảo sát tình hình phân bố vật liệu tái chế ở ĐBSCL
Hình ảnh một số địa điểm có vật liệu tái chế ở trên địa bàn Tp.Cần Thơ.
Thí nghiệm pha trộn vật liệu tái chế
Các thí nghiệm về trọng lượng riêng và cắt trực tiếp đã được thực hiện nhằm xác định trọng lượng và độ bền của đất khi trộn với vật liệu tái chế, cụ thể là vỏ ruột xe.
Vật liệu thường sử dụng đắp nền đường là cát san lắp Vật liệu tái chế dự kiến là vỏ ruột xe cắt nhỏ như trong hình sau:
Các bước tiến hành thí nghiệm như sau:
1-Xác định trọng lượng riêng của từng vật liệu
2-Trộn hai vật liệu với nhau theo các tỷ lệ 10%, 20%, 30% và 40% vật liệu tái chế/ cát san lắp
3- Xác định trọng lượng riêng của từng tỷ lệ trộn
4-Tiến hành cắt trực tiếp cho mỗi tỷ lệ trộn để xác định độ bền chống cắt
4.2.2 Xác định trọng lượng riêng của từng vật liệu
Sử dụng dao vòng có đường kính 6.2cm và chiều cao 2cm thể tích của dao vòng 60cm3
Trọng lượng của dao vòng và miến mica là: 77.82g
Hình 4.1: Vật liệu cát san lắp và vỏ ruột xe thái mỏng
Hình 4.2: Cân trọng lượng cát san lắp
Hình 4.3: Cân trọng lượng vỏ ruột xe thái mỏng
Như vậy trọng lượng của cát san lắp là:= (179.64-77.82)/60 = 1.7g/cm3
Và trọng lượng của vật liệu tái chế là: = (123.17-77.82)/60=0.75g/cm3
4.2.3 Trộn vỏ ruột xe thái mỏng với cát theo các tỷ lệ 10%, 20%, 30% và 40%
Tiến hành trộn hai loại vật liệu nầy theo các tỷ lệ sau 10%, 20%, 30% và 40%
4.2.4 Xác định trọng lượng riêng của từng tỷ lệ trộn
Với 10% Vật liệu tái chế trọng lượng cân được = 175.65g
Với 20% Vật liệu tái chế trọng lượng cân được = 170.83g
Với 30% Vật liệu tái chế trọng lượng cân được = 167.51g
Với 40% vật liệu tái chế trọng lượng cân được = 162.42g
Tính trọng lượng riêng của từng tỷ lệ
Với 10% trọng lượng riêng: (175.65-77.82)/60 = 1.63g/cm3
Với 20% trọng lượng riêng: (170.83-77.82)/60 = 1.55g/cm3
Với 30% trọng lượng riêng: (167.51-77.82)/60 = 1.49g/cm3
Với 40% trọng lượng riêng: (162.42-77.82)/60 =1.41g/cm3
4.2.5 Tiến hành cắt trực tiếp các tỷ lệ pha trộn trên
Hình 4.4: Trộn các loại vật liệu
Các bước thí nghiệm như sau:
1-Chuẩn bị mẫu – cho mẫu vào dao vòng
2-Chuyển mẫu từ dao vòng san hộp cắt
3-Lắp hộp cắt vào máy cắt
4-Cho tạ lên cánh tay đòn để tăng áp lực đứng
5-Điều chỉnh hộp cắt và chinh vị trí chuyển vị vòng lực
6-Tiến hành cắt mẫu quan sát chuyển vị vòng lực lớn nhất
7-Khi chuyển vị vòng lực không còn gia tăng nửa khoảng 10% đến 20% biến dạng thì dừng cắt
8-Kết thúc và tiến hành tháo mẫu
4.2.6 Thí nghiệm cắt trực tiếp cho các mẫu có tỷ lệ pha trộn khác nhau
Kết quả thí nghiệm cho từng tỷ lệ pha trộn
Với 0% góc ma sát trong Ф = 30 o
Với 10% góc ma sát trong Ф = 29 o
Với 20% góc ma sát trong Ф = 28 o
Với 30% góc ma sát trong Ф = 27 o
Với 40% góc ma sát trong Ф = 26 o
Hình 4.5: Máy cắt trực tiếp ( Phòng TN Cơ Học Đất trường ĐH Mở TPHCM)
PHÂN TÍCH MÔ HÌNH
Mô hình
Mô hình một nền đắp chiều cao 3m bề rộng nền đường 10m và mái dốc 1:2
Lớp đất yếu có độ sâu khoảng 20m
Hệ số rỗng ban đầu eo = 1.88
Chỉ số nén Cc = 0.602->CR = Cc/(1+eo) = 0.209->𝜆*=CR/2.3 =0.091
Chỉ số nở Cs = 0.0545 ->RR=Cs/(1+eo) = 0.0189->κ*=2RR/2.3=0.0164
Hệ số quá cố kết OCR = 2.2
Sức chống cắt không thoát nước của đất yếu thông thường Su = 8 +1.15z
Bài toán được phân tích với các trường hợp sau:
1-Nền đắp là cát san lắp
2-Nền đắp là cát san lắp trộn với vật liệu tái chế 10%
3-Nền đắp là cát san lắp trộn với vật liệu tái chế 20%
4-Nền đắp là cát san lắp trộn với vật liệu tái chế 30%
5-Nền đắp là cát san lắp trộn với vật liệu tái chế 40%
Phân tích lún
Bài toán được mô hình bằng phần mềm Plaxis kết quả phân tích được cho như sau: Trường hợp 1 chuyển vị tối đa là 0.817m
Hình 5.1: Mô hình phân tích
Trường hợp 2 chuyển vị tối đa là 0.759m
Trường hợp 3 chuyển vị tối đa là 0.696m
Trường hợp 4 chuyển vị tối đa là 0.651m
Trường hợp 4 chuyển vị tối đa là 0.593m
Kết quả phân tích lún cho trong bảng sau:
Chuyển vị đứng (m) Độ giảm chuyển vị
Tỷ lệ trộn có ảnh hưởng đáng kể đến chuyển vị, với việc chuyển vị giảm từ 0.817m xuống 0.651m khi tỷ lệ trộn đạt 30%, tương ứng với mức giảm 20% Tương tự, khi tỷ lệ trộn tăng lên 40%, chuyển vị tiếp tục giảm xuống còn 0.593m, ghi nhận mức giảm 27% Sự giảm chuyển vị này không chỉ cải thiện hiệu suất mà còn giúp giảm chi phí xây dựng đường.
Hai bản phân tích sau cho thấy mức độ chuyển vị cũng như độ giảm chuyển vị ứng với từng trường hợp pha trộn vật liệu tái chế
Bảng 5-1: Tổng hợp phân tích lún của các trường hợp tỷ lệ pha trộn
Hình 5.2: Phân tích chuyển vị theo biểu đồ cột
Tuy nhiên vẫn còn hạn chế về mặt kinh tế Lấy một ví dụ như sau:
Nếu tỷ lệ trộn là 40% thì chuyển vị đứng giảm được 0.224m Thể tích cát san lắp cho 1Km đường có bề rộng 10m là V=0.224*1000*10 = 2240 m3
Giá cát san lắp dao động từ 35.000 đến 45.000 VND/m3, tùy thuộc vào vị trí và chi phí vận chuyển Nếu tính theo mức giá cao nhất là 45.000 VND/m3, thì việc vận chuyển trên 1Km đường có thể tiết kiệm được V*45.000.000.000 VND.
Khoảng 100 triệu đồng tiết kiệm cho 1Km đường
Chi phí cho việc áp dụng giải pháp này là rất thấp so với tổng giá thành xây dựng 1 km đường Việc thực hiện cục bộ tại các mố trụ cầu sẽ mang lại hiệu quả kinh tế hơn, bởi vì tại những vị trí này, tải trọng đất đắp lớn và yêu cầu về chuyển vị cần được giữ trong giới hạn cho phép.
Phân tích ổn định
Sử dụng chương trình Slope/W để phân tích ổn định của công trình đắp trong thời gian thi công Phương pháp phân tích sử dụng là Ordinary Bishop
Hệ số an toàn cho phép trong giai đoạn thi công FS ≥ 1.1
Kết quả phân tích cho thấy trường hợp 5 có hệ số an toàn nhỏ hơn 1.1 Không nên áp dụng trường hợp nầy cho nền đắp có chiều cao ≥ 3m
Như vậy, nếu nền đường có chiều cao ≥ 3m thì tỷ lệ trộn để đảm bảo an toàn cho nền là ≤ 30%.
