Phân tích các thông số ảnh hưởng đến ứng xử của tường chắn đất có cốt

Tóm tắt Phân tích các thông số ảnh hưởng đến ứng xử của tường chắn đất có cốt: ... cải thiện độ bền của đất. Giới hạn về độ bền của đất có cốt thể hiện qua sự kéo đứt cốt hoặc do trượt ở trên bề mặt tiếp xúc đất – cốt. 2.3 Ứng suất trong cốt gia cố Nhiều kết quả thực nghiệm cho thấy, ứng suất kéo của các lớp cốt tại chỗ tiếp cận với mặt tường bao là tương đối nhỏ, như...ới bê tông);  - góc ma sát của đất với lưng tường;  - góc giãn; ds - góc ma sát hữu hiệu của đất theo thí nghiệm cắt trực tiếp. Trong bài báo này, để đánh giá ảnh hưởng của các thông số của cốt gia cố đến ứng xử của tường chắn đất có cốt, phần mềm Phase2 đã được sử dụng. 3. Phân t...ồ bài toán khi thay đổi L Hình 13. Mặt phá hoại trượt khi L=3m Hình 14. Mặt phá hoại trượt khi L=4m Hình 15. Mặt phá hoại trượt khi L=5m Hình 16. Mặt phá hoại trượt khi L=6m Hình 17. Mặt phá hoại trượt khi L=10m ĐỊA KỸ THUẬT – TRẮC ĐỊA Tạp chí KHCN Xây dựng – số 4/2016 77 3.4.2 Ảnh hưởng...

pdf9 trang | Chia sẻ: havih72 | Lượt xem: 144 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Phân tích các thông số ảnh hưởng đến ứng xử của tường chắn đất có cốt, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỊA KỸ THUẬT – TRẮC ĐỊA 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 4/2016 71 
PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ỨNG XỬ 
CỦA TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT 
ThS. NGUYỄN THỊ NGÂN 
Trường Đại học Đại Nam 
TS. PHẠM QUYẾT THẮNG 
University of Texas-RGV 
Tóm tắt: Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu 
nhằm: Phân tích sự ứng xử cơ học của đất và cốt 
trong khối đất gia cố; phân tích các yếu tố ảnh 
hưởng để kiến nghị phương pháp tính toán tường 
(giải tích và thực nghiệm) nhằm phục vụ cho công 
tác thiết kế; phân tích một số tồn tại trong tính toán 
tường chắn đất có cốt hiện nay. Phần mềm Phase2 
được sử dụng trong nghiên cứu để xem xét, đánh 
giá sự ảnh hưởng của các yếu tố: khoảng cách giữa 
các lớp vải địa kỹ thuật Sv, chiều dài gia cố L, lực 
kéo cho phép của vải địa kỹ thuật Ta. Một số kiến 
nghị sử dụng cho thiết kế và thi công tường đất có 
cốt đã được đề cập. 
1. Đặt vấn đề 
Hiện nay, trên thế giới, việc sử dụng tường 
chắn đất có cốt trong xây dựng đã trở nên phổ biến. 
Sở dĩ có thể trở nên phổ biến là vì tính ưu việt của 
nó như: giá thành thấp, thi công đơn giản, thời gian 
thi công nhanh hơn nhiều so với kết cấu tường bê 
tông truyền thống mà vẫn đảm bảo được các yêu 
cầu kỹ thuật và tuổi thọ của công trình. 
Tường chắn đất có cốt là vải hoặc lưới địa kỹ 
thuật thường được sử dụng rộng rãi cho tường 
chắn và đường dẫn của các đường cao tốc Trên 
thế giới, đặc biệt tại Mỹ và Nhật Bản, loại tường này 
đã được ứng dụng rất thành công; nhưng tại Việt 
Nam hiện chưa phổ biến. Hy vọng trong tương lai 
gần, loại kết cấu này sẽ được áp dụng rộng rãi 
trong lĩnh vực giao thông, xây dựng, thủy lợi để đem 
lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật đích thực cho chủ 
đầu tư. 
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, bài báo 
này mong muốn sẽ góp phần giải thích, làm rõ một 
số vấn đề về lý luận và thực tiễn khi đưa loại tường 
này vào công trình xây dựng tại Việt Nam. 
2. Tường chắn đất có cốt 
2.1 Đất có cốt và lịch sử phát triển 
Kết cấu đất có cốt là loại kết cấu bao gồm đất 
đầm chặt kết hợp với các lớp gia cố (tre, gỗ, cao su, 
kim loại, vải, lưới địa kỹ thuật,) có kích thước và 
mật độ nhất định, đặt theo những hướng có tính 
toán trước để tắng khả năng chịu lực của kết cấu. 
Sự làm việc đồng thời giữa đất và cốt thông qua ma 
sát có thể đem lại hiệu quả vì đã phát huy sức chịu 
nén, chịu cắt vốn có của đất và sức chịu kéo cao 
của cốt. 
Người đầu tiên chính thức đưa ra việc thiết kế 
hợp lý đất gia cố bằng cốt trong công trình là kỹ sư 
người Pháp Henry Vidal. Ý tưởng của ông đã được 
cấp bằng sáng chế gọi là “đất được gia cố” [1], 
trong đó cốt là dải kim loại thép không gỉ được đặt 
trong cát và cuội. Từ năm 1967, các công trình 
nghiên cứu lý thuyết, thực nhiệm về đất có cốt phần 
lớn tập trung theo các hướng cơ bản sau: 
- Nghiên cứu tiêu chuẩn của đất đắp và sự ăn 
mòn cốt kim loại; 
- Nghiên cứu các đặc trưng cơ lý của đất có cốt 
bằng thí nghiệm nén ba trục; 
- Nghiên cứu tường chắn bằng đất có cốt trên 
mô hình quang đàn hồi nhằm xác định sự phân bố 
ứng suất trong tường có cốt và tường không có cốt 
khi chịu tải trọng bản thân, tải trọng ngoài phân bố 
đều hoặc phân bố cục bộ trên tường; 
- Nghiên cứu tường chắn có cốt trên mô hình 
tương tự thu nhỏ hai chiều, nhằm xác định: 
+ Áp lực lớn nhất ở đáy công trình đất có cốt 
trên cơ sở của hai giả thiết về sự phân bố ứng suất 
do Meyerhoff đề xuất; 
+ Hai trạng thái phá hoại thuộc phạm vi ổn định 
nội bộ của công trình đất có cốt; 
+ Lực kéo Tmax trong cốt và chiều dài dính bám 
giới hạn của cốt; 
+ Chiều cao giới hạn của công trình đất có cốt 
phụ thuộc vào chiều dài cốt, cường độ cốt và trọng 
lượng riêng của đất đắp. 
Trải qua thực tế nghiên cứu và sử dụng đất có 
cốt đã cho thấy nhiều ưu điểm nổi bật: 
ĐỊA KỸ THUẬT – TRẮC ĐỊA 
72 Tạp chí KHCN Xây dựng – số 4/2016 
- Thi công công trình đất có cốt đơn giản, 
nhanh, có khả năng cơ giới hóa thi công cao; 
- Cốt sử dụng thường là loại vật liệu có khả 
năng chịu kéo, nếu dùng loại vật liệu có độ dãn dài 
lớn, kết cấu đất có cốt sẽ không bị phá hoại đột 
ngột, cho phép biến dạng tổng thể lớn mà vẫn đảm 
bảo ổn định cho công trình; 
- Tăng cường độ của nền đường đáng kể (trung 
bình khoảng ba lần). 
Với những ưu điểm nổi trội, kết cấu đất có cốt 
ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các công 
trình xây dựng, giao thông, thủy lợi, đem lại lợi ích 
kinh tế, kỹ thuật cao. 
2.2 Nguyên lý cơ bản của đất có cốt 
Đất có cốt hoạt động theo nguyên lý của vật liệu 
composite, gồm hai thành phần là đất và cốt. Bởi 
vậy, nguyên lý cơ bản của đất có cốt liên quan mật 
thiết đến tính chất của đất và cốt. Đất có độ bền nén 
tương đối cao, trong khi đó cốt thường là vật liệu 
chịu kéo tốt và được bố trí nằm ngang để hạn chế 
chuyển vị ngang của khối, do đó làm giảm chuyển vị 
ngang, dẫn đến tăng khả năng chịu lực của khối. 
Trong tường, khối đất có cốt được xem như là 
mẫu nén 3 trục với trị số áp lực hông 3: 
 13 . K 
 (1) 
trong đó: K là hệ số áp lực ngang của đất, nếu ở 
trạng thái tĩnh có thể sử dụng công thức K=K0=1-
sin (Jaky, 1944) cho đất cát. 
Trong thí nghiệm nén 3 trục, dưới tác dụng của 
tải trọng nén thẳng đứng (1 - 3) (hình 1), mẫu đất 
sẽ bị biến dạng nở hông. Ở chế độ tải trọng này, mẫu 
đất không có cốt sẽ có biến dạng thẳng đứng là v và 
biến dạng nở hông là h/2 (hình 1a); mẫu đất có lớp 
cốt nằm ngang có biến dạng thẳng đứng là vr và 
biến dạng nở hông hr/2 (hình 1b), trong đó: vrv 
và hrh. Mức giảm biến dạng này là do tác dụng 
của lớp cốt chịu kéo làm hạn chế nở hông dẫn đến 
hạn chế chuyển vị đứng. Cơ chế này tương ứng với 
việc tăng áp lực hông và đây là nguyên lý làm việc 
cơ bản của cốt trong khối đất gia cố. 
(a) 
(b) 
Hình 1. Biến dạng nén 3 trục của mẫu đất không có cốt (a) và có cốt (b) 
Như vậy, việc bổ sung cốt đã làm giảm biến 
dạng của đất, cải thiện độ bền của đất. Giới hạn về 
độ bền của đất có cốt thể hiện qua sự kéo đứt cốt 
hoặc do trượt ở trên bề mặt tiếp xúc đất – cốt. 
2.3 Ứng suất trong cốt gia cố 
Nhiều kết quả thực nghiệm cho thấy, ứng suất 
kéo của các lớp cốt tại chỗ tiếp cận với mặt tường 
bao là tương đối nhỏ, nhưng càng về phía lưng 
tường lại tăng lên trị số lớn nhất rồi sau đó lại dần 
dần giảm nhỏ như thể hiện trên hình 2. Kết quả 
này rất phù hợp với kết quả phân tích lý thuyết 
bằng phương pháp phần tử hữu hạn của Rankine 
[2]. Nối liền các điểm có ứng suất kéo lớn nhất của 
các cốt chịu kéo sẽ tìm được đường ứng suất kéo 
lớn nhất thay đổi theo độ sâu. Đường này trùng 
với mặt phá hoại khi kết cấu đất có cốt được gia tải 
đến lúc phá hoại. Với cốt thuộc loại cốt ít giãn, mặt 
phá hoại dạng parabol được xem là gần đúng như 
một mặt gãy khúc gồm hai mặt phẳng: một mặt 
phẳng nghiêng so với phương nằm ngang một góc 
(450+/2) và một mặt phẳng đứng song song với 
mặt tường bao và cách mép đỉnh mặt tường bao 
0.3H. 
ĐỊA KỸ THUẬT – TRẮC ĐỊA 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 4/2016 73 
Hình 2. Mặt phẳng phá hoại của tường chắn đất có cốt là vải địa kỹ thuật 
Nếu không bố trí cốt, mặt tường bao sẽ phải 
chịu áp lực đẩy của khối đất nằm ngoài mặt phá 
hoại gây ra. Theo nguyên lý đất có cốt thì chính cốt 
sẽ thu nhận phần lớn hoặc toàn bộ áp lực này (giá 
trị phụ thuộc vào độ cứng của kết cấu mặt tường), 
dẫn đến phát sinh trong cốt ứng suất kéo và giảm 
áp lực ngang lên mặt tường. Để xác định ứng suất 
kéo trong cốt, cần xác định áp lực ngang do khối đất 
thuộc khu vực chủ động gây ra ở mỗi độ sâu Z kể 
từ đỉnh tường. Áp lực đẩy ngang này có thể xác 
định theo quan hệ sau: 
 vh K  . (2) 
 Zv .  (3) 
 trong đó: h - áp lực ngang mà cốt phải thu 
nhận, ở đây h đóng vai 3 trong công thức (1); v -
áp lực thẳng đứng tại độ sâu Z kể từ đỉnh 
tường, ở đây v đóng vai như 1 trong công thức 
(1);  - dung trọng của đất đắp tường. 
Vấn đề đặt ra ở đây là xác định hệ số áp lực K. 
Kết quả thực nghiệm cho thấy: hệ số này ở vùng 
đỉnh tường có trị số lớn hơn một ít so với áp lực đất 
ở trạng thái tĩnh K0, nhưng càng xuống phía đáy 
tường càng gần với trị số=1-sin của áp lực đất chủ 
động Ka=tg
2(450-/2). 
2.4 Chuyển vị ngang của tường chắn đất có cốt 
Tiêu chuẩn thiết kế tường chắn đất có cốt hiện 
hành chỉ xem xét ứng suất và lực tác dụng lên bản 
thân tường. Một số phương pháp kinh nghiệm, 
phương pháp giải tích và phương pháp số đã được 
đề xuất để đánh giá sự dịch chuyển ngang của 
tường. Các phương pháp này cùng với nhiều thí 
nghiệm được tiến hành đã chỉ ra tầm quan trọng 
của độ cứng trong sự dịch chuyển của tường. 
Phương pháp phổ biến để đánh giá độ dịch 
chuyển ngang lớn nhất của tường khi cốt gia cố bao 
gồm: phương pháp của Mỹ FHWA (Christopher và 
cộng sự, 1989) [3], phương pháp Geoservices 
(Giroud, 1989) [4], phương pháp CTI (Wu, 1994) [5] 
và phương pháp của Jewell-Miligan (1989). Các 
phương pháp trên đã bỏ qua ảnh hưởng của độ 
cứng tường. Nói cách khác, phương pháp này chỉ 
phù hợp với tường mềm. 
Hình 3. Sơ đồ điển hình của tường đất gia cố dạng với bề mặt tường bằng gạch bê tông 
ĐỊA KỸ THUẬT – TRẮC ĐỊA 
74 Tạp chí KHCN Xây dựng – số 4/2016 
Pham (2009) đã đưa ra công thức tính chuyển vị ngang của tường (hình 3) có xét đến độ cứng của bề 
mặt tường bằng khối gạch bê tông (modular block facing) [6], [9]. Chuyển vị ngang của tường tại độ sâu zi 
được xác định như sau: 
    










 




 
 )90tan(
2
45tan
)tantan1(tan
5.0 00
inf
dsi
re
vbvish
i zHK
bSSqzK


(4) 
trong đó: H - chiều cao tường; Kh - hệ số áp lực 
ngang của đất; Kreinf - độ cứng của lớp gia cố; s - 
trọng lượng riêng của đất; b - trọng lượng riêng của 
tấm tường (gạch hoặc bê tông);  - góc ma sát tại 
bề mặt tấm tường (gạch với gạch hoặc bê tông với 
bê tông);  - góc ma sát của đất với lưng tường;  - 
góc giãn; ds - góc ma sát hữu hiệu của đất theo thí 
nghiệm cắt trực tiếp. 
Trong bài báo này, để đánh giá ảnh hưởng của 
các thông số của cốt gia cố đến ứng xử của tường 
chắn đất có cốt, phần mềm Phase2 đã được sử 
dụng. 
3. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới ứng suất 
và biến dạng của tường chắn đất có cốt 
3.1 Giới thiệu về phần mềm Phase2 
Phase2 7.0 là một chương trình phân tích ứng 
suất theo phương pháp phần tử hữu hạn 2 chiều, 
đã được sử dụng hiệu quả cho nhiều bài toán địa kỹ 
thuật trong nền đất hoặc đá. Chương trình này đã 
được sử dụng rộng rãi để hỗ trợ thiết kế và phân 
tích ổn định mái dốc, tường chắn, phân tích thấm, 
Hình 4. Giao diện của phần mềm Phase2 
Phase2 có nhiều tính năng hỗ trợ việc mô hình 
hóa. Một tính năng chính của Phase2 là phân tính 
ổn định mái dốc, tường chắn theo phương pháp 
phần tử hữu hạn bằng cách sử dụng phương pháp 
“Hệ số giảm cường độ” (SRF). Tính năng này hoàn 
toàn tự động và được sử dụng cùng với các thông 
số độ bền theo lý thuyết Mohr-Coulomb hoặc Hoek-
Brown. Trong bài báo này, phân tích các thông số 
ảnh hưởng đến ứng xử của tường chắn đất có cốt 
dựa vào phần mềm Phase2. Các đại lượng trong 
hình dưới đây sử dụng đơn vị theo hệ thống SI. 
3.2 Dữ liệu bài toán 
- Đất gia cố có chỉ tiêu: đất cát r = 19.6 kN/m3, 
r = 340, Cr = 0 kN/m2; 
- Đất sau tường có chỉ tiêu: đất cát b = 19.6 
kN/m3, b = 340, Cb = 0 kN/m2; 
- Đất nền: đất cát f = 19 kN/m3, f = 300, Cf = 
100 kN/m2; 
- Giả thiết nền đất dưới tường là tuyệt đối cứng; 
- Cốt gia cố được sử dụng loại có lực kéo cho 
phép Ta, khoảng cách giữa các lớp cốt gia cố là Sv, 
chiều dài L; 
- Chiều cao hình học của tường: H = 6m. 
Trong bài báo này, để khảo sát ảnh hưởng của 
một thông số đến ứng xử của tường, thì thay đổi giá 
trị của thông số đó, các thông số khác được giữ cố 
định. 
3.3 Ảnh hưởng của khoảng cách lớp gia cố Sv 
Cố định các dữ liệu bài toán, cho Sv thay đổi từ 
0.2m đến 0.6m để quan sát ứng xử của tường. 
3.3.1 Ảnh hưởng của Sv tới dạng phá hoại của tường 
Phân tích này cho phép kết luận rằng, khi 
khoảng cách Sv tăng lên thì mặt phá hoại của tường 
thay đổi từ nằm ngoài vùng gia cố (hình 6, 7) đến 
cắt qua các lớp vải địa kỹ thuật (hình 8, 9 và 10). 
 Kết quả tính toán cho thấy, dạng của mặt 
trượt phụ thuộc vào khoảng cách của cốt gia cố. 
Khi khoảng cách càng lớn, mặt trượt sẽ qua lớp 
gia cố và dạng của mặt trượt sẽ gần với lý thuyết 
Rankine. 
ĐỊA KỸ THUẬT – TRẮC ĐỊA 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 4/2016 75 
Hình 5. Sơ đồ bài toán khi thay đổi Sv Hình 6. Mặt phá hoại trượt khi Sv = 0.2m 
Hình 7. Mặt phá hoại trượt khi Sv = 0.3m Hình 8. Mặt phá hoại trượt khi Sv = 0.4m 
Hình 9. Mặt phá hoại trượt khi Sv = 0.5m Hình 10. Mặt phá hoại trượt khi Sv = 0.6m 
3.3.2 Ảnh hưởng của Sv tới hệ số an toàn 
 Hình 11. Biểu đồ SRF theo Sv 
ĐỊA KỸ THUẬT – TRẮC ĐỊA 
76 Tạp chí KHCN Xây dựng – số 4/2016 
Kết quả phân tích thể hiện dưới đây cho thấy, 
khi Sv tăng lên thì hệ số an toàn của tường giảm đi. 
Độ đốc của đồ thị SRF theo Sv (hình 11) tăng dần 
khi Sv tăng chứng tỏ khi Sv càng lớn thì sự giảm đi 
của hệ số an toàn càng nhanh. Đồng thời hình 11 
cũng cho thấy khoảng cách hợp lý của các lớp cốt 
gia cố là (Sv=0.3m-0.4m) ứng với các thông số 
tường đã lựa chọn. 
3.4 Ảnh hưởng của chiều dài gia cố L 
Để khảo sát sự ảnh hưởng của L tới ứng xử 
của tường, ta tiến hành phân tích bài toán với dữ 
liệu như ở mục 3.2, cố định giá trị Sv=0.4m và cho L 
thay đổi từ 3m-10m (tương đương 0.5H-1.7H). Sơ 
đồ bài toán thể hiện ở hình 12. 
3.4.1 Ảnh hưởng của L tới dạng phá hoại của tường 
Những phân tích dưới đây cho thấy, khi L nhỏ, 
vùng gia cố ít ảnh hưởng đến mặt trượt và do đó 
mặt phá hoại gần với lý thuyết Rankine. Khi L tăng 
dần lên, diện tích mặt phá hoại lớn hơn và phức tạp 
hơn (hình 16, 17). 
Hình 12. Sơ đồ bài toán khi thay đổi L Hình 13. Mặt phá hoại trượt khi L=3m 
Hình 14. Mặt phá hoại trượt khi L=4m Hình 15. Mặt phá hoại trượt khi L=5m 
Hình 16. Mặt phá hoại trượt khi L=6m 
Hình 17. Mặt phá hoại trượt khi L=10m 
ĐỊA KỸ THUẬT – TRẮC ĐỊA 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 4/2016 77 
3.4.2 Ảnh hưởng của L tới chuyển vị ngang cực 
hạn của tường 
Kết quả phân tích chuyển vị ngang cực hạn cho 
thấy, khi L tăng lên, chuyển vị ngang cực hạn của 
tường giảm đi (hình 18). Độ đốc của đồ thị quan hệ 
giữa chuyển vị ngang cực hạn tại đỉnh tường với L 
(hình 19) đoạn L=6m-10m là nhỏ, cho phép kết 
luận: khi L cao hơn một giá trị nhất định thì ảnh 
hưởng của việc tăng L tới sự giảm chuyển vị ngang 
cực hạn là nhỏ. Khi tăng chiều dài của cốt lên 
L>0,7H thì hiệu quả sử dụng tăng lên không đáng 
kể. Từ phân tích này cho thấy chiều dài hợp lý của 
cốt nên thiết kế khoảng L=(0,6-0,7)H, và điều này 
phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế của Mỹ, Nhật. 
Hình 18. Đồ thị chuyển vị ngang cực hạn  của tường ứng với từng giá trị L 
Hình 19. Đồ thị chuyển vị ngang cực hạn đỉnh tường d theo L 
3.5 Ảnh hưởng của cường độ kéo cho phép Ta 
Việc lựa chọn giá trị cường độ kéo cho phép (Ta) 
của cốt gia cố là một bước quan trọng trong bài 
toán thiết kế. Vấn đề đặt ra là có phải giá trị cường 
độ kéo này càng lớn thì sẽ càng tốt? Đặc trưng này 
ảnh hưởng như thế nào tới ứng xử của tường đất 
gia cố? Những phân tích dưới đây với dữ liệu bài 
toán ở mục 3.2: Sv=0.4m, L=4m và Ta thay đổi từ 
10kN/m – 70kN/m sẽ phần nào làm rõ ảnh hưởng 
của Ta. 
ĐỊA KỸ THUẬT – TRẮC ĐỊA 
78 Tạp chí KHCN Xây dựng – số 4/2016 
3.5.1 Ảnh hưởng của Ta tới dạng phá hoại của tường 
 Giá trị lực kéo cho phép của cốt có ảnh hưởng 
lớn tới dạng mặt trượt xuất hiện trong tường gia cố. 
Khi Ta nhỏ, mặt phá hoại cắt qua các lớp cốt (từ 
hình 20 đến 22). Khi Ta tăng lên, mặt phá hoại trượt 
dịch chuyển dần xuống đáy tường, không cắt qua 
các lớp cốt (từ hình 23 đến 26), làm hạn chế hiệu 
quả sử dụng cốt gia cố. 
Hình 20. Mặt phá hoại trượt khi Ta=10kN/m Hình 21. Mặt phá hoại trượt khi Ta=20kN/m 
Hình 22. Mặt phá hoại trượt khi Ta=30kN/m Hình 23. Mặt phá hoại trượt khi Ta=40kN/m 
Hình 24. Mặt phá hoại trượt khi Ta=50kN/m Hình 25. Mặt phá hoại trượt khi Ta=70kN/m 
3.5.2 Ảnh hưởng của Ta tới hệ số an toàn 
Khi Ta tăng, hệ số an toàn tăng nhưng độ tăng 
giảm dần thể hiện qua độ dốc của đồ thị hình 26. 
Đoạn đồ thị tương ứng với Ta=10kN/m-30kN/m có độ 
dốc lớn chứng tỏ đây là giá trị hợp lý, phát huy tốt 
nhất hiệu quả sử dụng của cốt gia cố. Nếu sử dụng 
giá trị Ta lớn hiệu quả sử dụng không thay đổi, như 
vậy sẽ gây lãng phí (hình 26 – với Ta > 40 kN/m). 
ĐỊA KỸ THUẬT – TRẮC ĐỊA 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 4/2016 79 
Hình 26. Biểu đồ SRF theo Ta (kN/m) 
4. Kết luận 
Sau khi khảo sát các thông số cơ học của 
tường chắn đất gia cố đến ứng xử của nó, một số 
nhận xét và kiến nghị nhằm sáng tỏ cơ chế làm việc 
của tường gia cố như sau: 
- Dạng mặt trượt của tường gia cố thường 
không tuân theo lý thuyết Rankine, nó phụ thuộc 
nhiều vào khoảng cách (Sv), chiều dài (L), cường độ 
và độ cứng (Ta và E) của lớp gia cố. Tùy theo các giá 
trị của các thông số này mà mặt trượt có dạng: (1) 
nằm hoàn toàn trong lớp gia cố; (2) hỗn hợp một 
phần đi qua đất sau tường và một phần đi qua lớp 
gia cố hoặc (3) hoàn toàn phía sau lớp gia cố; 
- Để tường làm việc hiệu quả, không nên dùng 
Sv quá lớn kết hợp với lớp gia cố có cường độ cao 
vì sẽ dễ gây mất ổn định cục bộ và độ an toàn của 
cả khối tường bị ảnh hưởng mạnh nếu 1 lớp gia cố 
làm việc không tốt và đồng thời cũng không nên đặt 
Sv quá nhỏ gây khó khăn cho việc thi công và hiệu 
suất làm việc của lớp gia cố thấp. Khoảng cách hợp 
lý khoảng 0,2 m đến 0,3 m; 
- Chiều dài (L) hợp lý của lớp gia cố nên vào 
khoảng (0,6÷0,7)H, trong đó H là chiều cao tường, 
nếu L quá ngắn tường dễ bị trượt phía sau lớp gia 
cố nên hiệu quả kém và nếu quá dài (lực trong lớp 
gia cố quá nhỏ hoặc bằng 0) thì sẽ không cần thiết 
và gây lãng phí; 
- Chỉ khi thật cần thiết mới tăng cường độ của 
lớp gia cố. Khối gia cố làm việc hiệu quả nhất khi 
cường độ thấp và khoảng cách lớp gia cố nhỏ. Lúc 
đó khối gia cố sẽ làm việc như là một khối 
(composite) và tường sẽ có độ ổn định cao. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] D.T. Bergado, J.C. Chai (1996), Những biện pháp kỹ 
thuật mới cải tạo đất yếu trong xây dựng (in lần 2), 
Nhà Xuất bản Giáo dục. 
[2] Dương Học Hải (2009), Thiết kế và thi công tường chắn 
đất có cốt, Nhà Xuất bản Xây dựng. 
[3] Christopher, B. R., Gill, S. A., Giroud, J. P (1989), 
Reinforced Soil Structures. Vol. 1: Design and 
Contruction Guidelines, FHWA-RD-89-043, Federal 
Highway Adminestration, Washington, D.C. 
[4] Giroud, J. P. (1989), Geotextile Engineering 
Workshop-Design Examples, Report FHWA-HI-89-
002, Federal Highway Adminestration, Washington, 
D.C. 
[5] Wu, J.T.H. (1994), Design and Contruction of Simple, 
Easy and Low cost Retaining Walls, Colorado 
Transportation Institute, Report CTI-UCD-1-94. 
[6] Pham, Q. T. (2009), Investigating Composite 
Behavior of Geosynthetic Reinforced Soil Mass, 
Colorado Denver University. 
[7] Elton, D. J. and Patawaran (2005), Mechanically 
Stabilized Earth (MSE) Reinforcement Tensile 
Strength from Tests of Geotextile Reinforced Soil, A 
Report to the Alabama Highway Research Center, 
Auburn University. 
[8] Broms, B. (1977), Triaxial Tests with Fabric-
Reinforced Soil, Proc. of the International Conference 
on the use of Fabric in Geotechnics, Paris. 
[9] Jonathan T H Wu, Thang Pham, Michael T Adams 
(2013), Composite Behavior of Geosynthetic 
Reinforced Soil Mass, FHWA-HRT-10-077. 
Ngày nhận bài:22/1/2017. 
Ngày nhận bài sửa lần cuối:14/2/2017. 
1.49
1.97
2.18 2.27
2.37 2.34
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
0 10 20 30 40 50 60 70 80
SRF - Lực kéo cho phép Ta 

File đính kèm:

  • pdfphan_tich_cac_thong_so_anh_huong_den_ung_xu_cua_tuong_chan_d.pdf
Ebook liên quan