Phân tích hệ số cố kết Cv và Ch của đất yếu khu công nghiệp Hiệp Phước từ thí nghiệm trong phòng và ngoài hiện trường
Tóm tắt Phân tích hệ số cố kết Cv và Ch của đất yếu khu công nghiệp Hiệp Phước từ thí nghiệm trong phòng và ngoài hiện trường: ...hí nghiệm CRS. Do đó, để phù hợp với thí nghiệm nén cố kết truyền thống, kiến nghị tốc độ biến dạng trong thí nghiệm CRS lμ 0.01 - 0.03%/phút. 0.E+00 1.E-03 2.E-03 3.E-03 4.E-03 5.E-03 6.E-03 7.E-03 8.E-03 1 10 100 1000 Áp lực đứng, [kPa] C v , [ cm 2 /s ] 0.06%/phỳt 0.06...êu biểu chung nhất. áp lực n−ớc lỗ rỗng thặng d− Δut tại bất kì thời điểm t nμo cũng có thể so sánh với giá trị ban đầu trong suốt quá trình xuyên (Δui = u2-uo) cho bởi công thức sau: Δui = (Δuoct)i + (Δushear)i áp lực n−ớc lỗ rỗng tại bất kì thời điểm (t) đ−ợc xác định từ hệ số thời...150 200 1 10 100 1000 10000 100000 Log t (sec) Á p lự c nư ớ c lỗ rỗ ng th ặn g dư , u 2 (k Pa ) Đường cong xõp xỉ. CE-CSSM Giỏ trị đo Áp lực thủy tĩnh u0 Ch(1c)=8.6 Hình 13 Đ−ờng cong xấp xỉ vμ đ−ờng cong tiêu tán. Từ ph−ơng pháp CE-CSSM ta đánh giá đ−ợc hệ số...
nh cã bÒ dμy lín tõ 8 ®Õn 30m, cã mét sè n¬i 35 ®Õn 40m. VÒ mÆt cÊu t¹o tù nhiªn th× ®Êt sÐt yÕu ë khu vùc nμy hÇu nh− b·o hßa n−íc , ®é Èm tù nhiªn rÊt cao tõ 50% ®Õn 100% gÇn víi giíi h¹n ch¶y, dung träng kh« nhá < 10kN/m3, ®é sÖt B>1, hÖ sè rçng e lín h¬n 2. H×nh 1 MÆt c¾t ®Þa chÊt ®iÓn h×nh 1 II C¤NG T¸C LÊY MÉU NGUYªN D¹NG II.1 LÊy mÉu b»ng piston: ThiÕt bÞ lÊy mÉu b»ng piston ®−îc sö dông ®Ó lÊy mÉu nguyªn d¹ng. §èi víi ®Êt bïn sÐt yÕu viÖc sö dông thiÕt bÞ lÊy mÉu b»ng piston tèt h¬n so víi thiÕt bÞ lÊy mÉu b»ng èng thμnh máng v× c¬ chÕ thñy lùc cña èng mÉu piston tr¸nh ®−îc hiÖn t−îng tôt mÉu mμ thiÕt bÞ lÊy mÉu thμnh máng th−êng gÆp ph¶i. B¶ng 1 Tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ chÊt l−îng mÉu dùa trªn hÖ sè rçng chuÈn hãa Δe/eo (Lunne et al 1997) ChÊt l−îng mÉu OCR Tèt ®Õn XuÊt s¾c (A) TB ®Õn Tèt (B) XÊu (C ) RÊt xÊu (D ) 1 - 2 0.14 2 - 4 0.10 II.2 §¸nh gi¸ chÊt l−îng mÉu: Δe/eo 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0.000 0.040 0.080 0.120 0.160 D ep th , [ m ] H×nh 2 §¸nh gi¸ chÊt l−îng mÉu khu vùc HiÖp Ph−íc (Theo Lunne et al 1997) III C¸C PH¦¥NG PH¸P THÝ NGHIÖM III.1 X¸c ®Þnh Cv tõ thÝ nghiÖm nÐn cè kÕt truyÒn thèng HÖ sè cè kÕt theo ph−¬ng th¼ng ®øng (Cv) ®−îc x¸c ®Þnh theo hai ph−¬ng ph¸p th«ng th−êng: (a) Ph−¬ng ph¸p Taylor hay cßn gäi lμ ph−¬ng ph¸p t . (b) Ph−¬ng ph¸p Casagrande hay cßn gäi lμ ph−¬ng ph¸p log(t). KÕt qu¶ thÝ nghiÖm B¶ng 2 B¶ng tæng hîp hÖ sè cè kÕt cña c¸c líp ®Êt yÕu Líp TÝnh chÊt c¬ häc §¬n vÞ 1a 1b 1c M« t¶ Bïn sÐt SÐt dÎo ch¶y SÐt dÎo mÒm HÖ sè cè kÕt, Cv90 m 2/n¨m 1.19 1.49 0.80 HÖ sè cè kÕt, Cv50 m 2/n¨m 0.97 1.22 0.75 TØ sè Cv90/ Cv50 1.23 1.22 1.07 Cv90(OC)/Cv90(NC) 3.9 3.8 8.7 NhËn xÐt ¾ KÕt qu¶ hÖ sè cè kÕt Cv x¸c ®Þnh tõ thÝ nghiÖm nÐn cè kÕt truyÒn thèng theo ph−¬ng ph¸p Casagrande (ph−¬ng ph¸p log(t)) cho kÕt qu¶ nhá h¬n so víi ph−¬ng ph¸p Taylor (ph−¬ng ph¸p t ) tõ 7 - 23% (B¶ng 2). ¾ §Æc ®iÓm hÖ sè cè kÕt Cv: Trong giai ®o¹n ®μn håi Cv th−êng lín h¬n Cv trong giai ®o¹n dÎo. Khi ¸p lùc cè kÕt v−ît qua ¸p lùc ch¶y dÎo (>σmax ¸p lùc tiÒn cè kÕt) th× Cv gi¶m nhanh chãng, sau giai ®o¹n nμy Cv gÇn nh− kh«ng ®æi (H×nh 3). 0.0E+00 5.0E-04 1.0E-03 1.5E-03 2.0E-03 2.5E-03 3.0E-03 3.5E-03 4.0E-03 4.5E-03 10 100 1000 10000 Áp lực đứng, [kPa] C v , [ cm 2 /s ] H×nh 3 HÖ sè cè kÕt cv90 tõ TN cè kÕt truyÒn thèng A B C D TØ sè Cv trong giai ®o¹n ®μn håi vμ giai ®o¹n dÎo tõ 5-10 lÇn (Terzaghi, Peck vμ Mesri, 1996). §èi víi ®Êt HiÖp Ph−íc, tØ sè nμy dao ®éng tõ 3.8 – 8.7 lÇn (B¶ng 2 vμ H×nh 3). III.2 X¸c ®Þnh Cv tõ thÝ nghiÖm CRS III.2.1 C¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh: cã rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Cv tõ thÝ nghiÖm CRS nh− ph−¬ng ph¸p theo ASTM D 4186, ph−¬ng ph¸p Wissa (1971), ph−¬ng ph¸p Smith and Wahls (1969), ph−¬ng ph¸p Lee (1981). 2 Nh−ng ë ®©y chØ tiÖn viÖc tr×nh bμy x¸c ®Þnh Cv theo ph−¬ng ph¸p ASTM D 4186: Khi ¸p lùc n−íc lç rçng thÆng d− ®o ®−îc t¹i ®¸y mÉu tiÕn ®Õn 3kPa, c«ng thøc x¸c ®Þnh hÖ sè cè kÕt Cv gi÷a 2 lÇn ®o x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Trong ®ã: σv1 øng suÊt däc trôc t¹i thêi ®iÓm t1 σv2 øng suÊt däc trôc t¹i thêi ®iÓm t2 H chiÒu cao mÉu trung b×nh gi÷a t1 vμ t2 Δt = t2 - t1 ub ¸p lùc n−íc lç rçng thÆng d− trung b×nh gi÷a t1 vμ t2 σv øng suÊt däc trôc trung b×nh gi÷a t1 vμ t2 III.2.2 ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm H×nh 4 m« t¶ hép nÐn CRS cã ®o ¸p lùc n−íc lç rçng. H×nh 4 Hép nÐn CRS cã ®o ¸p lùc n−íc lç rçng III.2.3 KÕt qu¶ thÝ nghiÖm B¶ng 3 B¶ng tæng hîp hÖ sè cè kÕt tõ TN CRS Líp TÝnh chÊt c¬ häc §¬n vÞ 1a 1b 1c M« t¶ Bïn sÐt SÐt dÎo ch¶y SÐt dÎo mÒm HÖ sè cè kÕt Cv90 tõ TN cè kÕt truyÒn thèng (ASTM D 2435) m2/n¨m 1.19 1.49 0.80 HÖ sè cè kÕt Cv tõ CRS(ASTM D 4186-89) m2/n¨m 0.97 1.02 TØ sè Cv90/ CvCRS 1.23 1.17 III.2.4 NhËn xÐt ¾ KÕt qu¶ hÖ sè cè kÕt Cv tõ CRS cho kÕt qu¶ nhá h¬n so víi hÖ sè cè kÕt Cv x¸c ®Þnh tõ thÝ nghiÖm nÐn cè kÕt truyÒn thèng tõ 17 - 23% (B¶ng 3). Nguyªn nh©n sai lÖch trªn lμ do: H×nh 5 tr×nh bμy lÇn l−ît thÝ nghiÖm øng víi tèc ®é biÕn d¹ng lμ 0.01 - 0.06%/phót. KÕt qu¶ cho thÊy r»ng øng víi cÊp ¸p lùc thÊp cßn trong giai ®o¹n ®μn håi , tèc ®é biÕn d¹ng cμng t¨ng th× hÖ sè cè kÕt Cv cμng t¨ng , nh−ng sau ®ã kh«ng ®æi trong giai ®o¹n dÎo khi v−ît qua ¸p lùc tiÒn cè kÕt. (1) Tèc ®é biÕn d¹ng cμng t¨ng th× ¸p lùc n−íc lç rçng cμng t¨ng. ¸p lùc n−íc lç rçng t¨ng qu¸ nhanh sÏ dÉn ®Õn sù h×nh thμnh ®iÒu kiÖn chuyÓn tiÕp (H×nh 6). §Ó ®¹t ®−îc tr¹ng th¸i æn ®Þnh trong thÝ nghiÖm CRS, tèc ®é biÕn d¹ng cÇn chän ®ñ thÊp ®Ó kh«ng t¹o ra giai ®o¹n chuyÓn tiÕp nh− trªn. Nh−ng tèc ®é biÕn d¹ng còng kh«ng ®−îc chän qu¸ thÊp v× khi ®ã ¸p lùc n−íc lç rçng sÏ kh¸ nhá dÉn ®Õn gi¸ trÞ cv thu ®−îc kh«ng hîp lý (kh¸ lín so víi thùc tÕ). §iÒu nμy lμ kh«ng thÓ chÊp nhËn trong thÝ nghiÖm CRS. Do ®ã, ®Ó phï hîp víi thÝ nghiÖm nÐn cè kÕt truyÒn thèng, kiÕn nghÞ tèc ®é biÕn d¹ng trong thÝ nghiÖm CRS lμ 0.01 - 0.03%/phót. 0.E+00 1.E-03 2.E-03 3.E-03 4.E-03 5.E-03 6.E-03 7.E-03 8.E-03 1 10 100 1000 Áp lực đứng, [kPa] C v , [ cm 2 /s ] 0.06%/phút 0.06%/phút 0.05%/phút 0.05%/phút 0.04%/phút 0.03%/phút 0.02%/phút 0.01%/phút z H×nh 5 HÖ sè cè kÕt cv øng víi c¸c tèc ®é biÕn d¹ng ¾ T−¬ng øng víi tèc ®é biÕn d¹ng ®Ò xuÊt, tØ sè ALNLR thÆng d− trªn øng suÊt th¼ng ®øng thu nhËn ®−îc tõ u/σv = 5 - 20% lμ hîp lý. Do ®ã tØ sè 3 ÷ 30% theo ®Ò nghÞ ASTM (D4186-89) lμ h¬i lín ®èi víi ®Êt sÐt khu vùc nghiªn cøu. 3 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Áp lực đứng có hiệu σ'v, kPa Tỉ s ố u b/ σ v 0.01%/phút 0.02%/phút 0.03%/phút 0.04%/phút 0.05%/phút 0.06%/phút 0.06%/phút H×nh 6 TØ sè ub/sv tõ thÝ nghiÖm CRS III.3 X¸c ®Þnh Ch tõ thÝ nghiÖm tiªu t¸n ¸p lùc n−íc lç rçng III.3.1 C¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Ch a) ChØ sè ®é cøng Ir: Trong qu¸ tr×nh xuyªn ¸p lùc lç rçng thÆng d− ph¸t triÓn chñ yÕu trong vïng biÕn d¹ng dÎo ë mòi xuyªn. §−êng kÝnh vïng biÕn d¹ng dÎo ë mòi xuyªn phô thuéc vμo chØ sè ®é cøng Ir. §èi víi ®Êt sÐt, chØ sè ®é cøng (Ir) ®−îc x¸c ®Þnh theo: 1. Ir = G/Su = E/3Su víi G lμ m«®un c¾t cña ®Êt vμ E lμ m«®un biÕn d¹ng E = E50 tÝnh tõ thÝ nghiÖm ba trôc CU, Su = c−êng ®é kh¸ng c¾t kh«ng tho¸t n−íc. 2. Ir ®−îc x¸c ®Þnh dùa theo c«ng thøc kinh nghiÖm theo t−¬ng quan kinh nghiÖm gi÷a hÖ sè qu¸ cè kÕt vμ chØ sè dÎo (OCR, Ip) - Keaveny & Mitchell, 1986 - nh− sau: 8.02.3 p r 26 )1OCR(1ln1 23 I137 exp I ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⎪⎭ ⎪⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪⎨ ⎧ −++ ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ − ≈ HÖ sè qu¸ cè kÕt OCR ®−îc x¸c ®Þnh tõ thÝ nghiÖm trong phßng vμ thÝ nghiÖm CPTu. b) Ph−¬ng ph¸p ®−êng biÕn d¹ng (Strain path) C¸ch xÊp xØ ®−êng cong: Teh vμ Houlsby (1991) ®· ®Ò xuÊt mèi quan hÖ gi÷a hÖ sè thêi gian T* vμ hÖ sè cè kÕt ngang Ch ®−îc ø¬c tÝnh th«ng qua ¸p lùc n−íc lç rçng thu ®−îc tõ CPTu kÕt hîp víi viÖc xem xÐt chØ sè ®é cøng Ir cho bëi c«ng thøc sau: r 2 h IR tC *T = Theo lêi gi¶i tõ ph−¬ng ph¸p ®−êng biÕn d¹ng th× ¸p lùc n−íc lç rçng thÆng d− ë vai mòi xuyªn , Δu2 , ®−îc chuÈn hãa theo Δu2i cã thÓ xÊp xØ gÇn ®óng theo hÖ sè thêi gian T* b»ng ph−¬ng tr×nh nh− sau: (4) Tõ hai ph−¬ng tr×nh trªn, ta thö dÇn ®Ó t×m gi¸ tr Þ Ch sao cho nhËn ®−îc ®−êng cong xÊp xØ víi sè liÖu ®o nhÊt. C¸ch tÝnh trùc tiÕp tõ t50: Ph−¬ng ph¸p ®−êng biÕn d¹ng ®−îc sö dông ®Ó ph©n tÝch cè kÕt thÊm xung quang mòi xuyªn vμ t×m ra mèi quan hÖ gi÷a ®é tiªu t¸n víi hÖ sè thêi gian T*. Tõ kÕt qu¶ ®o t×m t50 øng víi ®é tiªu t¸n lμ 50%. Cã t50 x¸c ®Þnh hÖ sè cè kÕt ngang theo c«ng thøc sau: 50 r 2 h t IR*T C = (5) Trong ®ã : T* - hÖ sè thêi gian, b»ng 0,245. R – b¸n kÝnh mòi cone, 17.85 mm t50 – thêi gian tiªu t¸n 50% c) Ph−¬ng ph¸p CE-CSSM (Cavity Expansion- Critical State Soil Mechanics): Mét ph−¬ng ph¸p kh¸c ®Ó ®¸nh gi¸ gi¸ trÞ Ch tõ thÝ nghiÖm tiªu t¸n ¸p lùc n−íc lç rçng, Burns & Mayne (1998), ®· chøng tá phï hîp víi hai tr−êng hîp tiªu t¸n ¸p lùc n−íc lç rçng lμ ®Òu (monotonic) vμ trÔ (dilatory). M« h×nh ph©n tÝch nμy dùa trªn kh¸i niÖm tr−¬ng në hai bªn cña mòi xuyªn vμ tr¹ng th¸i tíi h¹n (CE-CSSM). τmax = Su Số liệu đo Δu = Δυoct+ ΔushearVùng đàn hồi Eu = 3G Độ gia tăng áp lực nước lỗ rỗng Δu trong quá trình cắt (CSSM) Ứng suất bát diện Δu (SCE) (2) H×nh 7 C¸c thμnh phÇn ALNLR ph¸t sinh do øng suÊt ph¸p & øng suÊt c¾t ë xung quanh ®Çu cone ¸p lùc n−íc lç rçng thÆng d− thu ®−îc tõ thÝ nghiÖm CPTu trªn thùc tÕ lμ sù kÕt hîp cña hai thμnh phÇn kh¸c nhau: Δu = Δuoct + Δushear (6) Trong ®ã: (3) 4 Δuoct lμ thμnh phÇn do øng suÊt ph¸p b¸t diÖn t¹o ra tõ m«i tr−êng ph¸ ho¹i dÎo khi xuyªn vμo trong ®Êt vμ lu«n cã gi¸ trÞ d−¬ng. Δushear lμ thμnh phÇn do øng suÊt c¾t t¹o ra vμ cã thÓ lμ gi¸ trÞ d−¬ng hoÆc ©m phô thuéc vμo hÖ sè OCR vμ møc ®é ma s¸t. Thay cho viÖc ®¬n thuÇn lμ t×m mét ®iÓm trªn ®−êng cong tiªu t¸n ¸p lùc n−íc lç rçng ®Ó x¸c ®Þnh Ch th× t×m gi¸ trÞ Ch sao cho ®−êng cong liªn tôc ®−îc xÊp xØ trïng khíp víi nhiÒu sè liÖu ®o th× hÖ sè cè kÕt ngang Ch sÏ tiªu biÓu chung nhÊt. ¸p lùc n−íc lç rçng thÆng d− Δut t¹i bÊt k× thêi ®iÓm t nμo còng cã thÓ so s¸nh víi gi¸ trÞ ban ®Çu trong suèt qu¸ tr×nh xuyªn (Δui = u2-uo) cho bëi c«ng thøc sau: Δui = (Δuoct)i + (Δushear)i ¸p lùc n−íc lç rçng t¹i bÊt k× thêi ®iÓm (t) ®−îc x¸c ®Þnh tõ hÖ sè thêi gian hiÖu chØnh T* theo c«ng thøc: *T50001 )u( *T501 )u( u ishearioct + Δ++ Δ=Δ Víi T* lμ hÖ sè thêi gian ®−îc ®Þnh nghÜa theo c«ng thøc sau: 75.0 r 2 h )I(R tC *T = Thö dÇn ®Ó t×m gi¸ trÞ Ch cã ®−êng cong xÊp xØ theo ph−¬ng ph¸p CE-CSSM gÇn khÝt víi c¸c ®iÓm ®o nhÊt. III.3.2 KÕt qu¶ thÝ nghiÖm III.3.2.1 ChØ sè ®é cøng Ir TÝnh Ir tõ thÝ nghiÖm 3 trôc CU. Gi¸ trÞ chØ sè cøng Ir = G/Su = E/3Su víi G lμ m«®un c¾t cña ®Êt vμ m«®un ®μn håi E = E50 ®−îc x¸c ®Þnh tõ ®−êng cong øng suÊt - biÕn d¹ng trong thÝ nghiÖm nÐn ba trôc theo ph−¬ng ph¸p CU. BiÓu ®å H×nh 8 thÓ hiÖn gi¸ trÞ Ir theo ®é s©u. 0 50 100 150 200 0 50 100 150 Chỉ số cứng Ir Su [k Pa ] 1a+b+c H×nh 8 Gi¸ trÞ Ir ®−îc x¸c ®Þnh tõ ®−êng cong øng suÊt - biÕn d¹ng trong thÝ nghiÖm 3 trôc TÝnh Ir tõ quan hÖ (OCR, Ip).Gi¸ trÞ Ir ®iÓn h×nh ®−îc tÝnh theo c«ng thøc Môc III.3.1 dùa trªn hÖ sè qu¸ cè kÕt OCR vμ chØ sè dÎo Ip (Keaveny & Mitchell, 1986) . BiÓu ®å H×nh 9 thÓ hiÖn gi¸ trÞ Ir theo ®é s©u. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 50 100 150 Chỉ số cứng Ir Đ ộ s âu , [ m ] 1a 1b 1c Ir(1a)=51.2 (7) Ir(1b)=77.3 (8) Ir(1c)=87.6 (9) H×nh 9 Gi¸ trÞ Ir x¸c ®Þnh tõ quan hÖ (OCR, Ip) NhËn xÐt: ¾ Ir t¨ng theo ®é s©u khi sö dông ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Ir theo (OCR,Ip). V× Ip vμ OCR gi¶m theo ®é s©u th× Ir t¨ng vμ ng−îc l¹i. ¾ Ch cã xu h−íng gi¶m theo ®é s©u theo c¶ 02 ph−ong ph¸p. Nguyªn nh©n do hÖ sè rçng gi¶m dÇn theo ®é s©u dÉn ®Õn thêi gian tiªu t¸n t¨ng (t50 t¨ng) th× Ch sÏ gi¶m. ¾ TØ sè Ch x¸c ®Þnh Ir tõ CU so víi Ch x¸c ®Þnh Ir tõ quan hÖ (OCR, Ip) cña líp 1a+1b, 1c lÇn l−ît lμ lín h¬n 4% vμ nhá h¬n 4%. Sai sè gi÷a 2 ph−¬ng ph¸p lμ kh«ng ®¸ng kÓ. ¾ Trong cïng 1 ph©n líp Ir cμng lín th× Ch cμng lín vμ ng−îc l¹i. §iÒu ®ã lμ râ rμng ®óng ®èi víi líp 1a+1b&1c. III.3.2.2 Ph−¬ng ph¸p ®−êng biÕn d¹ng (Strain Path). Gi¸ trÞ Ch x¸c ®Þnh theo c¸ch xÊp xØ ®−êng cong tr×nh bμy trong H×nh 10 vμ theo c¸ch tÝnh trùc tiÕp tõ t50 tr×nh bμy trong B¶ng 4. Ir(1a+1b+1c)=62.1 5 Độ sâu 25.0 - 30.0 m 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1 10 100 1000 10000 100000 Log t (giây) A LN LR th ặn g dư ti êu c hu ẩn Ch= 5m2/yr Ch= 7m2/yr Ch= 9m2/yr CPTu03-30.00m CPTu05-27.04m CPTu09-26.03m CPTu13-29.96m CPTu15-28.97m CPTu26-26.04m H×nh 10 §−êng cong tiªu t¸n ¸p lùc n−íc lç rçng theo ph−¬ng ph¸p ®−êng biÕn d¹ng 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 10 20 30 40 50 Ch,m 2/yr Đ ộ sâ u, m Ch-1a-CE-Strain path Ch-1b-Strain path Ch-1c-Strain path Average 1a+1b Average 1c H×nh 11 Gi¸ trÞ Ch theo ph−¬ng ph¸p Strain path NhËn xÐt: ¾ Cã thÓ x¸c ®Þnh Ch cña ®Êt qu¸ cè kÕt nhÑ (LOC), khã x¸c ®Þnh Ch cña ®Êt qu¸ cè kÕt nÆng (HOC). ¾ Ph−¬ng ph¸p Strain path kh«ng x¸c ®Þnh ®−îc OCR hiÖn tr−êng. ¾ Thay cho viÖc ®¬n thuÇn lμ t×m mét ®iÓm trªn ®−êng cong tiªu t¸n ¸p lùc n−íc lç rçng nh− ph−ong ph¸p trùc tiÕp th× ®−êng cong liªn tôc trong ph−¬ng ph¸p Strain path ®−îc lμm cho phï hîp ®Ó ®−a ra gi¸ trÞ hÖ sè cè kÕt ngang Ch chung tiªu biÓu nhÊt. III.3.2.3 Ph−¬ng ph¸p CE-CSSM Tr−êng hîp tiªu t¸n ¸p lùc n−íc lç rçng ®Òu (monotonic) ¸p lùc n−íc lç rçng lu«n gi¶m theo thêi gian. HiÖn t−îng nμy gièng víi tr−êng hîp ®ãng cäc trong ®Êt NC, ban ®Çu ALNLR ®¹t cùc ®¹i sau ®ã tiªu t¸n dÇn theo thêi gian. Thí nghiệm tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng tại CPTu11, 15m 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1 10 100 1000 10000 100000 Log t (sec) Á p lự c nư ớ c lỗ rỗ ng th ặn g dư , u 2 (k Pa ) Đường cong xâp xỉ. CE-CSSM Giá trị đo Áp lực thủy tĩnh u0 A L N L R c hu ẩn h óa H×nh 12 D¹ng ®−êng cong xÊp xØ vμ ®−êng cong tiªu t¸n ¸p lùc n−íc lç rçng ®Òu Tr−êng hîp tiªu t¸n ¸p lùc n−íc lç rçng trÔ (dilatory) ¸p lùc n−íc lç rçng ®Çu tiªn t¨ng theo thêi gian, khi ®¹t ®Õn gi¸ trÞ ®Ønh th× gi¶m theo thêi gian. Ch(1a+1b)=16.2 Thí nghiệm tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng tại CPTu04, 5.6m 0 50 100 150 200 1 10 100 1000 10000 100000 Log t (sec) Á p lự c nư ớ c lỗ rỗ ng th ặn g dư , u 2 (k Pa ) Đường cong xâp xỉ. CE-CSSM Giá trị đo Áp lực thủy tĩnh u0 Ch(1c)=8.6 H×nh 13 §−êng cong xÊp xØ vμ ®−êng cong tiªu t¸n. Tõ ph−¬ng ph¸p CE-CSSM ta ®¸nh gi¸ ®−îc hÖ sè qu¸ cè kÕt OCR biÓu diÔn trong H×nh 14: 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 OCR Đ ộ sâ u, m OCR-1a-CE-CSSM OCR-1b-CE-CSSM OCR-1c-CE-CSSM Average 1a Average 1b+1c OCR(1a)=3.2 OCR(1b+1c)=2.3 H×nh 14 Gi¸ trÞ OCR theo ph−¬ng ph¸p CE-CSSM 6 05 10 15 20 25 30 35 40 0 10 20 30 40 50 Ch,m2/yr Đ ộ sâ u, m Ch-1a-CE-CSSM Ch-1b-CE-CSSM Ch-1c-CE-CSSM Average 1a+1b Average 1c H×nh 15 Gi¸ trÞ Ch theo ph−¬ng ph¸p CE-CSSM NhËn xÐt: ¾ Cã thÓ ®¸nh gi¸ ®−îc ®Êt OC dùa trªn ®−êng cong tiªu t¸n ALNLR u2 theo thêi gian. OCR cμng t¨ng th× hiÖn t−îng tiªu t¸n trÔ cμng thÊy râ rμng (H×nh 16). 0 50 100 150 200 250 1 10 100 1000 10000 100000 Log t (giây) Á p lự c nư ớ c lỗ rỗ ng th ặn g dư , u 2 (k Pa ) OCR = 7 OCR = 6 OCR = 4 OCR = 3 H×nh 16 D¹ng ®uêng cong tiªu t¸n ALNLR theo OCR ¾ Ngoμi viÖc x¸c ®Þnh Ch, ph−¬ng ph¸p CE- CSSM cßn x¸c ®Þnh ®−îc OCR hiÖn tr−êng. ¾ Thay cho viÖc ®¬n thuÇn lμ t×m mét ®iÓm trªn ®−êng cong tiªu t¸n ¸p lùc n−íc lç rçng nh− ph−ong ph¸p trùc tiÕp th× ®−êng cong liªn tôc trong ph−¬ng ph¸p CE-CSSM ®−îc lμm cho phï hîp ®Ó ®−a ra gi¸ trÞ hÖ sè cè kÕt ngang Ch chung tiªu biÓu nhÊt. III.3.3 Ho¸n chuyÓn gi¸ trÞ Ch tõ thÝ nghiÖm CPTu sang Ch ë tr¹ng th¸i cè kÕt th−êng Nãi chung, c¸c gi¸ trÞ Ch tÝnh ®−îc tõ thÝ nghiÖm CPTu theo c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau t−¬ng øng tr¹ng th¸i qu¸ cè kÕt (OC). V× vËy ta cÇn ph¶i chuyÓn c¸c gi¸ trÞ Ch ë tr¹ng th¸i OC thμnh c¸c gi¸ trÞ Ch ë tr¹ng th¸i cè kÕt th−êng (NC). Ph−¬ng ph¸p ®−îc ®Ò nghÞ bëi Baligh vμ Levadoux (1986) dùa trªn mèi quan hÖ sau ®©y: Ch(1a+1b)=12.7 )CPTu(C CR RR)NC(C hh = IV TæNG HîP c¸c hÖ sè cè kÕt tõ thÝ nghiÖm trong phßng vμ hiÖn tr−êng. (CPTU) KÕt qu¶ tÝnh to¸n gi¸ trÞ hÖ sè cè kÕt theo c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau ®−îc tæng hîp H×nh 17 vμ B¶ng 4 ë c¶ hai tr¹ng th¸i OC vμ NC Ch-Ir-CECSSM- 1a+1b Ch-Ir-Strain Path- 1a+1b Cv90-1b Cv90-1a CvCRS-1a Ch-Ir-CU-1a+1b Ch-Ir-OCR,Ip- 1a+1b Ch90-1c Ch-Ir-CU-1c Ch-Ir-OCR,Ip-1c Ch-Ir-Strain Path- 1c CvCRS-1bCh-CE-CSSM-1c 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 Cv50, m 2/năm C v& C h ph ư ơ ng p há p kh ác , m 2 /n ăm H×nh 17 Tæng hîp hÖ sè cè kÕt theo c¸c ph−¬ng ph¸p tÝnh kh¸c nhau B¶ng 4 Tæng kÕt hÖ sè cè kÕt theo c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau Gi¸ trÞ Cv, Ch theo tr¹ng th¸i OC Cv (m 2/yr) Ch (m 2/yr) ThÝ nghiÖm trong phßng Ph−¬ng ph¸p Strain Path Ph−¬ng ph¸p CE-CSSM Líp Cv50 Cv90 CvCRS t50 Ir(CU) t50 Ir(OCR, Ip) XÊp xØ ®−êng cong XÊp xØ ®−êng cong 1a 4.74 4.63 9.5 1b 4.87 5.71 10.8 19.5 18.8 16.2 12.7 1c 2.46 6.94 17.1 17.8 8.6 5.4 Líp Gi¸ trÞ Cv (NC), Ch hiÖu chØnh theo tr¹ng th¸i NC 1a 0.97 1.19 0.97 1b 1.22 1.49 1.02 3.25 3.13 2.7 2.12 1c 0.75 0.8 2.85 2.97 1.43 0.9 (10) Ch(1c)=5.4 7 V KÕt luËn. HÖ sè cè kÕt ®øng Cv trong giai ®o¹n dÎo tõ CRS nhá h¬n so víi Cv90 tõ 17 - 23% vμ b»ng Cv50 ®èi víi líp 1a, nhá h¬n 16% ®èi víi líp 1b. Gi¸ trÞ Cv tõ CRS cho kÕt qu¶ t−¬ng ®èi phï hîp víi thÝ nghiÖm cè kÕt vμ n»m ë cËn d−íi. HÖ sè cè kÕt ®øng Cv tõ CRS trong giai ®o¹n ®μn håi cho kÕt qu¶ kh¸ lín (gÊp 02 lÇn) so víi Cv90 tõ thÝ nghiÖm cè kÕt. Gi¸ trÞ Cv trong giai ®o¹n ®μn håi (OC) trong thùc tÕ kh«ng ®ãng vai trß quan träng b»ng Cv trong giai ®o¹n dÎo (NC). Do ®ã chän thÝ nghiÖm CRS ®Ó x¸c ®Þnh hÖ sè cè kÕt Cv lμ thiªn vÒ an toμn, nh−ng cÇn lùa chän tèc ®é biÕn d¹ng phï hîp. §Ó phï hîp víi thÝ nghiÖm nÐn cè kÕt truyÒn thèng, kiÕn nghÞ tèc ®é biÕn d¹ng trong thÝ nghiÖm CRS lμ 0.01 ÷ 0.03%/phót. T−¬ng øng víi tèc ®é biÕn d¹ng ®Ò xuÊt, tØ sè ALNLR thÆng d− trªn øng suÊt th¼ng ®øng u/σv = 5 ÷ 20% lμ hîp lý Ph−¬ng ph¸p CE-CSSM vμ Strain path cho kÕt qu¶ thÊp h¬n (cËn d−íi) so víi ph−ong ph¸p trùc tiÕp tõ 14 - 35% (líp 1a&1b) vμ 51 - 68% (líp 1c). KiÕn nghÞ chän lùa ph−¬ng ph¸p CE-CSSM vμ Strain path ®Ó x¸c ®Þnh Ch tõ thÝ nghiÖm tiªu t¸n ¸p lùc n−íc læ rçng trong thÝ nghiÖm CPTu. Ph−¬ng ph¸p CE-CSSM cã −u ®iÓm lμ cã thÓ x¸c ®Þnh lÞch sö øng suÊt do x¸c ®Þnh ®−îc OCR. HÇu hÕt c¶ 03 ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Ch tõ thÝ nghiÖm tiªu t¸n CPTu ®Òu cho gi¸ trÞ Ch ë tr¹ng th¸i OC . Do ®ã, viÖc hiÖu chØnh Ch vÒ tr¹ng th¸i NC lμ phï hîp víi thùc tÕ. REFERENCES ASTM (1995), “D5778-95: Standard test method for performing electronic friction cone and piezocone penetration pesting of soils”, Annual Book of ASTM Standards. ASTM (1989), “D4186-89: Standard Test Method for One-Dimensional Consolidation Properties of Soils Using Controlled-Strain Loading”, Annual Book of ASTM Standards. Burns, S.E. and Mayne, P.W. (1998), “Monotonic & dilatory pore-pressure decay during piezocone tests”, Canadian Geotechnical J.35 (6), 1063-1073 Charles C. Ladd, Hon. M., ASCE, Don J. DeGroot, M., ASCE, “Recommended Practice for Soft Ground Site Characterization: Arthur Casagrande Lecture”, 12th Panamerican Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering Massachusetts Institute of Technology. Lunne, T., Berre, T., and Strandvik, S., (1997). ‘Sample Disturbance Effects in Soft Low Plastic Norwegian Clay’. Conference on Recent Development in Soil and Pavement Mechanics, Rio de Janeiro, Proceedings pp. 81-102 Lunne, T., Robertson, P.K., and Powell, J.J.M. (1997). Cone Penetration Testing in Geotechnical Practice. Blackie Academic/Chapman-Hall Publishers, U.K,; available from EF Spon/Routledge Pub, New York, 312p. Mayne, P.W., (2001), “Stress-strain-strength- flow parameters from enhanced in-situ tests”, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia USA, pp. 27-48. Teh, C. I. & Houlsby, G. T. (1991), An analytical study of the cone penetration test in clay, Geotechnique 41, No.1, 17-34. Terzaghi, K., Peck, R. B., and Mersi, G., (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice, 3rd editor, John Wiley & Sons, INC. New York. TrÇn Quang Hé, C«ng tr×nh trªn ®Êt yÕu, Nhμ xuÊt b¶n §¹i häc quèc gia Tp.HCM. NguyÔn ThÞ Thanh Hμ, “Nghiªn cøu hÖ sè ngang Ch cña ®Êt sÐt yÕu b·o hßa n−íc tõ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm”. 8 9
File đính kèm:
- phan_tich_he_so_co_ket_cv_va_ch_cua_dat_yeu_khu_cong_nghiep.pdf