Nghiên cứu độ chặt - độ ẩm thích hợp theo chiều cao đập để nâng cao tính ổn định của đập đất

Nghiên cứu độ chặt - độ ẩm thích hợp theo chiều cao đập để nâng cao tính ổn định của đập đất

1

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO - BỘ NƠNG NGHIHỆP & PTNT

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM

FFGFD

NGUYỄN HÙNG SƠN

NGHIÊN CỨU ĐỘ CHẶT- ĐỘ ẨM THÍCH HỢP THEO CHIỀU CAO ĐẬP ĐỂ NÂNG CAO TÍNH

ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP ĐẤT

Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng

Mã số: 62.58.60.01

TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Thành phố Hồ Chí Minh - 2009

2

Công trình được hoàn thành tại :

VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM

Người hướng dẫn khoa học:

GS.TSKH NGUYỄN VĂN THƠ Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam

Phản biện 1 : GS.TS NGUYỄN CÔNG MẪN

Trường Đại học Thủy lợi

Phản biện 2 : TSKH VŨ CAO MINH

Viện Địa chất

Phản biện 3 : TS TRÀ THANH PHƯƠNG

Trường Đại học Bách khoa TP.Hồ Chí Minh

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sỹ cấp Nhà nước, họp tại Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam,

28 Hàm Tử (2A-Nguyễn Biểu) Phường1, Quận5, Thành phố

Hồ Chí Minh, vào hồi 8 giờ ngày 08 tháng 4 năm 2009

Có thể tìm hiểu luận án tại :

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Thư viện Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam

3

PHẦN MỞ ĐẦU

Mục tiêu và tính cấp thiết của đề tài:

Thành tựu 30 năm xây dựng Thủy lợi, Thủy điện ở khu vực Tây Nguyên, Nam Trung bộ và Đông Nam bộ đã góp phần tạo nên thành công của công cuộc Đổi mới - Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa đất nước Việt Nam-một đất nước đang đà phát triển, với những thắng lợi quan trọng trong lĩnh vực quản lý và sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên đất và nước

Tuy nhiên, vấn đề “Đất đắp đập Miền Trung” từ nhiều thập niên qua vẫn còn nguyên tính thời sự nóng bỏng và vẫn được Nhà nước, các cấp, các ngành quan tâm sâu sắc, vì những tính chất đặc biệt của chúng

đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng công trình xây dựng

Kết quả khảo sát hiện trường sự cố của các công trình đập đất trong khu vực, đã cho thấy ngoài những hiện tượng, sự cố thông thường gắn liền với các vết nứt như: sạt lở, đứt gãy, trượt sâu, lún nền…còn tồn tại những hiện tượng khác thường, bộc lộ qua những vết nứt hẹp, ngắn, cục

bộ trong từng lớp đất đắp Đó là hiện tượng nứt cục bộ trong lòng khối đất, dẫn đến sự cố mất nước cục bộ trong thân đập và nguy cơ rò rỉ, vỡ đập gây tai họa cho những vùng dân cư rộng lớn

Đã có nhiều chuyên gia bàn luận về vấn đề này và đã có một số phương án xử lý sự cố thành công Song, thực chất của hiện tượng đó là gì? Xảy ra trong điều kiện nào? Có thể tính toán phòng tránh được không? Hiện tại vẫn chưa có câu trả lời mang tính hệ thống

Vì vậy, mục tiêu của luận án đã được xác định là: Nghiên cứu cơ sở

lý luận và thực tế công trình, để xác lập các sơ đồ tính toán và thí nghiệm địa kỹ thuật, nhằm xác định được bản chất, nguyên nhân và hướng chủ động phòng tránh hiện tượng nứt, mất nước cục bộ trong

thân đập đất, theo đề tài: “Nghiên cứu độ chặt-độ ẩm thích hợp theo

chiều cao đập để nâng cao tính ổn định của đập đất” đã mang lại nhiều

ý nghĩa thiết thực

Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận án:

Luận án tập trung nghiên cứu các vấn đề sau: (a) Tổng quan về điều kiện tự nhiên, địa chất công trình và các tính chất đặc biệt của đất đắp đập ở khu vực Tây Nguyên, Nam Trung bộ và Đông Nam bộ,Việt Nam

4

(b) Bản chất vật lý của hiện tượng nứt, mất nước cục bộ trong thân đập đất (c) Phương pháp xác định vị trí khu vực có nguy cơ bị nứt cục bộ trong thân đập (d) Xây dựng nguyên tắc lựa chọn độ chặt, độ ẩm thích hợp của đất đắp, theo chiều cao đập và theo lọai đất, để phòng tránh nứt cục bộ (e) Ứng dụng kết quả nghiên cứu, trong các công trình thực tế,

để kiểm nghiệm khả năng dự báo sự cố và phòng chống thiên tai

Phương pháp nghiên cứu của luận án:

Phân tích các hiện tượng, sự cố tại các công trình đập đất thực tế, rút ra những nét đặc trưng, phổ biến nhất trong các hiện tượng, sự cố nứt, mất nước cục bộ trong thân đập đất

Thực hiện thí nghiệm địa kỹ thuật, đặc biệt là thí nghiệm lún ướt theo phương pháp hai đường cong nén, để xác lập đường đặc trưng lún ướt của từng loại đất trong khu vực nghiên cứu Từ đó, xác định được vị trí vùng chênh lệch lún ướt trong thân đập - phụ thuộc vào giá trị áp lực nén, độ chặt- độ ẩm đầm nén và loại đất được dùng để đắp đập

Nghiên cứu cơ sở lý luận về sức chống cắt và ứng suất cắt cho phép tại mặt giáp ranh của hai phần khô, ướt khác nhau trong lớp đất đắp, để thiết lập các sơ đồ, các công thức tính toán, tương ứng với các trường hợp tiêu biểu của sự cố nứt, mất nước cục bộ trong thân đập đất

Thực hiện khảo sát thực địa để kiểm chứng và xác định các thông

số điều chỉnh phù hợp giữa sơ đồ lý thuyết và thực tế công trình Xây dựng nguyên tắc chủ động phòng tránh sự cố và ứng dụng vào công trình thực tế

Những đóng góp mới về mặt khoa học của luận án:

* Phát hiện được nguyên nhân chủ yếu gây ra những khuyết tật, sự

cố nứt-mất nước cục bộ trong thân đập đất được đắp bằng phương pháp đầm nén, ở khu vực Tây Nguyên, Nam Trung bộ và Đông Nam bộ là do chênh lệch lún ướt khi đất trong thân đập bị ngấm nước không đều

* Xác lập được “ Đường đặc trưng lún ướt của đất ” là đường biểu

thị quan hệ giữa hệ số lún ướt tương đối và áp suất nén am = f(P), với các giá trị đặc trưng về hệ số lún ướt tương đối (am), bao gồm: am max ,

am min và am ổn định tương ứng với mọi trường hợp lún ướt

* Xác lập được “Vùng chênh lệch lún ướt của đất” là vùng giới hạn

giữa đường đặc trưng lún ướt am = f(P) và đường lún ướt ổn định

5

am=am ổnđịnh theo các điều kiện về loại đất, áp suất nén, độ chặt, độ ẩm đầm nén Từ đó, xác định được áp suất nén tương ứng với vùng lún lệch (Pôđ1, Pôđ2) để suy ra vị trí khu vực công trình có nguy cơ bị nứt cục bộ cách đỉnh khối đắp là (H1, H2)theo quan hệ với áp suất nén (P) và dung trọng đất (γw) như sau: Pôđ1 = γw H1 và Pôđ2 = γw H2

* Thiết lập được các sơ đồ, các công thức tính và nội dung thí nghiệm theo các dạng sự cố tiêu biểu, để tính toán xác định vị trí khu

vực có chênh lệch lún ướt gây ra nguy cơ nứt cục bộ trong thân đập đất

* Xác định được bằng thí nghiệm các hệ số đầm chặt thích hợp (K)

theo chiều cao đập, ứng với từng loại đất khác nhau trong khu vực, đảm bảo nguyên tắc chủ động phòng tránh lún lệch do lún ướt gây ra

Khả năng ứng dụng của luận án vào thực tế:

* Cung cấp tài liệu tham khảo để chọn hệ số đầm nén (K) theo chiều cao đập, ứng với từng loại đất khác nhau, để nâng cao ổn định của đập đất

* Đã ứng dụng thành công kết quả nghiên cứu vào việc thiết kế, thi

công với hệ số đầm chặt (K) theo chiều cao đập đất Sông Ray và kiểm nghiệm khả năng dự báo khu vực bị nứt cục bộ ở đập đất Đồng Xoài

Cơ sở tài liệu :

Các tài liệu được sử dụng trong luận án gồm có: Các bài báo, Thông tin khoa học về Địa kỹ thuật, Xây dựng, Thủy lợi, Nông nghiệp-Nông thôn Các báo cáo kết quả thí nghiệm địa chất công trình Các báo cáo kết quả thực hiện đề tài nghiên cứu Các số liệu thí nghiệm do tác giả luận án thực hiện tại phòng nghiên cứu Nền móng và Địa kỹ thuật và các báo cáo kết quả thí nghiệm hiện trường tại các công trình đập đất thực tế Các luận văn, luận án, sách vở…có nội dung liên quan đến đề tài của luận án

Cấu trúc của Luận án:

Luận án được trình bầy trong 135 trang, bao gôm: 46 hình vẽ, 38 bảng biểu và các trang thuyết minh Nội dung chính của Luận án gồm

có 5 chương và 2 hợp phần là phần Mở đầu và phần Kết luận,đề nghị

6

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH VÀ SỰ CỐ NỨT, MẤT NƯỚC CỤC BỘ TRONG THÂN ĐẬP ĐẤT Ở KHU VỰC TÂY NGUYÊN, NAM TRUNG BỘ VÀ ĐƠNG NAM BỘ - VIỆT NAM

1.1 Tổng quan về điều kiện tự nhiên, địa chất cơng trình của khu vực nghiên cứu:

Khu vực nghiên cứu, là một vùng lãnh thổ Việt Nam, trải dài từ đèo Hải Vân đến sơng Vàm Cỏ Đơng, bao gồm các địa danh: Tây Nguyên, Nam Trung Bộ, và Đơng Nam Bộ

Vị trí địa lý : Từ 10030’ đến 14030’ độ Vĩ Bắc

Từ 1060 đến 109030’ độ Kinh Đơng

1.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo:

Khu vực nghiên cứu, mang đầy đủ đặc điểm về địa hình, địa mạo, của dãy Trường Sơn Nam Với địa hình thung lũng, phân bậc rõ nét, cho thấy khu vực nghiên cứu là một hệ thống các núi, thung lũng, cao nguyên và bình sơn nguyên xen kẹp, cĩ độ cao khác nhau, khu vực sườn Đơng (từ 1800m đến 500m), sườn Tây và Nam (từ 500m đến 100m) Đặc biệt độ cao của dải đồng bằng ven biển và giải đồng bằng giáp châu thổ sơng Mêkơng khoảng từ (100÷2.0 m)

1.1.2 Đặc điểm về cấu tạo địa chất:

Về cấu tạo địa chất, khu vực nghiên cứu là một hệ thống các núi tái sinh, rìa đại dương, chịu tác động tân kiến tạo, nâng lên mạnh mẽ, phần lớn các núi được cấu tạo từ các khối đá cổ, khối tảng Các cao nguyên, hình thành từ lớp vỏ phong hĩa của các mặt bán bình nguyên, thuộc các khối tảng nâng cao, cĩ bazan cổ bao phủ, tuổi từ Paleogen đến đệ tứ Vùng chân cao Nguyên, chân mái Nam Trường Sơn, thoải dần đến châu thổ Sơng Mê kơng theo hướng Tây Bắc – Đơng Nam, từ Tây Ninh đến Vũng Tàu, là một dải đất xám phù sa cổ, trên nền đá phiến, cát kết tuổi Jura

1.1.3 Đặc điểm về khí tượng thủy văn:

Khu vực nghiên cứu, nhận đường đỉnh của dãy Trường Sơn Nam làm đường phân thủy, phân chia khu vực thành hai lưu vực chính, đĩ là

7

lưu vực của các sông đổ ra biển Đông, gồm có: sông Ba - sông Đà Rằng, sông Đồng Nai, sông Bé, sông Sài Gòn, sông Vàm Cỏ…Và lưu vực các sông đổ vào sông Mêkông (phía tây) như: sông SeRePok, sông PôCô - sông Sê San…Đặc điểm cơ bản của hệ thống sông suối trong khu vực là ngắn, hẹp, dốc, có nhiều ghềnh thác Sông ngòi ở đây thường

có 3 đoạn là: đoạn qua vùng đồi núi, đoạn qua vùng cao nguyên, và

đoạn qua vùng đồng bằng

1.1.4 Đặc điểm về thời tiết và khí hậu

Khu vực nghiên cứu, nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa Khí hậu phân biệt thành 2 mùa rõ rệt là muøa mưa và muøa khô Mùa mưa, kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 Mùa khô, kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau

1.2 Tổng quan về nguồn vật liệu đất đắp trong khu vực nghiên cứu

Vật liệu đất đắp trong khu vực, chủ yếu được phân thành 7 loại, theo nguồn gốc hình thành và trữ lượng khai thác, sử dụng như sau:

1.2.1 Đất có trữ lượng lớn, khai thác sử dụng tốt

Đất sườn tàn tích và tàn tích trên nền đá bazan cổ: Đây là loại đất

đặc trưng của khu vực, phân bố rộng khắp ở Tây Nguyên và Đông Nam Bộ Chiều sâu tầng khai thác hiệu qủa của loại đất này có thể đạt

khoảng 7 ÷ 10 m

Đất trên nền đá trầm tích bột kết, cát kết: Đây là một loại đất đặc

trưng của khu vực ven biển Nam Trung Bộ, với địa hình sườn núi dốc, hàm lượng hạt vón kết ít, chỉ tiêu cơ lý tốt, đất có tính trương nở trung

bình đến mạnh

Đất trên nền đá xâm nhập Granit: Đây là một loại đất đặc trưng của

khu vực Nam Trung bộ và vùng gần biển Đông Nam bộ

1.2.2 Đất có trữ lượng nhỏ, khai thác sử dụng hạn chế

Là loại đất trầm tích aluvi (aQ), phân bố ở vùng ven sông như sông

Pô Cô, sông Ba, sông Đồng Nai, sông Vàm Cỏ,…Thường là đất sét, á sét , trữ lượng ít, chiều dày tầng khai thác không quá 5m

1.2.3 Đất khó khai thác sử dụng

8

Đất trên nền đá phún trào Đaxit, Riolit… Loại đất này rất ít gặp, trữ

lượng ít, chưa sử dụng trong công trình

Đất trên nền đá biến chất Gờ nai: Loại đất này, có tính chất cơ lý

thay đổi trong phạm vi rộng, khai thác, sử dụng khó khăn, phải có biện pháp phân tầng, phân lớp, trộn đất rất phức tạp

Đất trên nền đá Bazan trẻ: Do sự phong hóa chưa cao, chưa biến

đổi hoàn toàn thành đất, còn xen lẫn với đá ong tảng, khai thác khó khăn, ít sử dụng trong thực tế

1.3 Tổng quan vê tính chất đặc biệt của đất đắp đập trong khu vực:

Đất đắp đập trong khu vực Tây Nguyên, Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ đã bộc lộ nhiều tính chất khác thường làm ảnh hưởng xấu đến tính ổn định của công trình Vào thời kỳ 1976 - 1996 đã xảy ra hàng loạt

sự cố công trình liên quan đến vật liệu đất đắp khi tiếp xúc với nước Thấy rõ sự cần thiết phải nghiên cứu các đặc tính của đất đắp trong khu vực, tháng 4/1994 tại Nha Trang, đã có “Hội thảo khoa học về sử dụng đất đắp đập Miền Trung” Tại hội thảo này, các nhà khoa học Việt Nam đã khẳng định các tính chất đặc biệt của đất đắp đập trong khu vực cần phải nghiên cứu [35] là: Tính chất lún ướt Tính chất trương nở Tính chất tan rã Tính chất co ngót

1.3.1 Tính chất lún ướt của đất:

a Tổng quan về lún ướt: “Lún ướt” là hiện tượng tự nhiên, xảy ra

khi khối đất bị ướt (ngấm nước) nhưng không làm thay đổi áp lực nén, khi đó độ lún của đất sẽ tăng hơn so với trường hợp không bị làm ướt

Mức độ lún ướt của đất được biểu thị bằng “Hệ số lún ướt tương đối –

ký hiệu là a m ” xác định theo công thức (1.1)

pd

pc pd m

h

h h

= (1.1)

Theo V.D.Lômtadze [36] đã tổng hợp ý kiến của nhiều nhà nghiên cứu(P.A.Tutkovski,1899, V.A.Obrutsev,1929,1933,1948, I.I.Trofimov, 1945…) thì các đất hoàng thổ, đất “lớt”(loess) đều có tính lún ướt.Đặc trưng quan trọng của đất lớt theo quan điểm địa chất công trình là: Độ rỗng đại, độ chứa bụi cao, thường chứa nhiều muối, dễ bị xói rửa và

9

tan rã, có khuynh hướng lún sập khi bị ẩm Theo N.A.Xưtôvich [38] đất

lún sụt có kiến trúc không ổn định, trong điều kiện tự nhiên chúng thường chưa được nén chặt

Ở Việt Nam, khi nghiên cứu sử dụng đất đỏ bazan để đắp đập ở Tây Nguyên, Nguyễn Công Mẫn [12], Nguyễn Văn Thơ, Phạm Văn Thìn [18] và nhiều nhà khoa học khác, đã phát hiện tính chất lún ướt trong nền đất đỏ bazan và Hoàng Ngọc Kỹ (1990) đã giới thiệu sự phân bố đất loess tại các khu vực[15]: Sơn Tây, Nam Đàn, Đà Nẵng, Đồng Nai, Tam Nông Đất loess vàng đỏ được tìm thấy trên những vùng cao

nguyên Đak Nông, Đà Lạt, Cao Bằng

Năm 1979, khi nghiên cứu nguyên nhân sự cố ở đập Suối Trầu, tỉnh Khánh Hòa, Nguyễn Văn Thơ đã phát hiện tính lún ướt trong đất đắp quá khô và dung trọng đầm nén thấp ( W< Wop ; γc < 0,9 γcmax )

Như vậy, trong những điều kiện nhất định về môi trường, độ đầm chặt, độ ẩm, áp suất nén, tương ứng với từng loại đất dùng để đắp đập, hiện tượng lún ướt sẽ phát sinh theo các mức độ khác nhau

b Các yếu tố ảnh hưởng đến lún ướt:

* Theo mức độ bão hoà nước (G): Kết quả thí nghiệm nén lún cho

thấy, ở cùng một cấp áp lực nén nhất định, thì độ bão hòa nước càng tăng, chênh lệch hệ số rỗng (Δe) so với trạng thái ban đầu sẽ càng lớn

và hệ số lún ướt tương đối cũng sẽ lớn hơn

* Theo độ đầm chặt (K 0 ) và độ ẩm khi đầm(W o ): Kết quả thí

nghiệm lún ướt mẫu đất có độ chặt, độ ẩm ban đầu K0 và W0 cho thấy: Các mẫu đất có γc< 0,9 γcmax và W o < W op lún ướt xảy ra rất rõ rệt Các mẫu đất có γc≤ 0,95 γcmax và W o < W op lún ướt bắt đầu xuất hiện Các mẫu đất có γc≈γcmax và W o ≈W op lún ướt không xảy ra Khi độ ẩm ban đầu của mẫu vượt quá giới hạn dẻo của nó ( Wo ≥ Wp ) thì đất sẽ không bị lún ướt, mặc dù vẫn có tính nén lún cao

* Theo áp suất nén (P): Kết quả nghiên cứu về mối quan hệ giữa hệ

số lún ướt tương đối (am) với áp suất nén (P) đối với các mẫu đất có độ chặt- độ ẩm đầm nén (K,Wo) tương ứng với từng loại đất đắp khác nhau, là một nội dung chính của luận án, kết quả nghiên cứu được trình

bầy trong chương 2 và các chương tiếp theo

1.3.2 Tính chất trương nở của đất:

10

a Bản chất hiện tượng trương nở của đất :

Trương nở là hiện tượng tự nhiên, trong đĩ, thể tích của đất tăng lên khi bị ngấm nước, bị ướt Từ sơ đồ cấu tạo hạt đất cho thấy khi bị ngấm nước, lớp nước màng mỏng càng dày hơn thì khoảng cách giữa các hạt càng lớn hơn, đồng thời với tác dụng đẩy nhau ra xa hơn của các hạt

mang điện tích cùng dấu (-) sẽ làm cho thể tích của khối đất tăng lên

b Các yếu tố ảnh hưởng đến trương nở:

* Ảnh hưởng của thành phần khống hạt sét: Thành phần của

khống vật trong đất sét rất đa dạng, Song cĩ 3 loại khống vật ảnh hưởng lớn đến tính trương nở của đất là: Kaolinite, Illite và

Montmoirllonite

* Ảnh hưởng kết cấu của đất: Đối với mẫu cĩ kết cấu tự nhiên, giá

trị RN luơn nhỏ hơn so với các mẫu phá hủy, chế bị lại, vì ảnh hưởng của lực dính kết cấu (Cc) , [29]

* Ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu: Độ ẩm ban đầu W0 > Wp , (Wp là

độ ẩm giới hạn dẻo), hầu như hiện tượng trương nở khơng xảy ra

* Ảnh hưởng của độ chặt, áplực nén và áp lực trương nở: Quan hệ

giữa dung trọng khơ của mẫu đất với độ trương nở và áp lực trương nở

là quan hệ tuyến tính Mặt khác, khi áp lực nén lớn hơn áp lực trương nở(P ≥ P N ) thì hiện tượng trương nở khơng xảy ra

1.3.3 Tính chất tan rã :

a Bản chất hiện tượng tan rã của đất : Tan rã là hiện tượng tự

nhiên, xảy ra khi đất bị ngâm trong nước, khi đĩ, các hạt đất bị mất khả năng liên kết với nhau, tan ra và rã trong nước Tùy theo hình thức và mức độ phát sinh, cĩ thể nhận biết các dạng tan rã của đất như: Tan rã

hồn tồn tan rã bề mặt và tan rã dạng tổ ong

b Mức độ tan rã của các loại đất đặc trưng trong khu vực:

Đất Bazan: điều kiện xảy ra tan rã là:

Wo< 0,75 WT , WT = 55 ÷ 65%

Đất tàn tích, trầm tích trên nền đá Granit: điều kiện xảy ra tan rã :

W0 ≤ 0,6 WT ; WT = 48% ÷ 55%

Nguyên nhân sinh ra co ngót, chủ yếu là do nước trong đất bị bốc hơi, các hạt sét co cụm lại dưới tác dụng của sức căng bề mặt Tại các điểm sung yếu, khi sức căng bề mặt nhỏ hơn sức kéo của các khối co ngót, thì vết nứt bề mặt nảy sinh

1.4 Hiện tượng nứt, mất nước cục bộ trong thân đập đất :

1.4.1 Hiện tượng nứt cục bộ trong khối đất ngấm nước không đều:

Hơn 30 năm qua, hầu hết các công trình đâp đất được xây dựng trong khu vực đã làm việc an toàn và ổn định, góp phần tích cực vào quá trình xây dựng và phát triển đất nước Tuy nhiên, cùng với những thành công vẫn còn tiềm ẩn những nguy cơ về sự cố công trình nằm ngoài giới hạn điều tiết của các phương pháp tính toán hiện hành Một

trong những số đó là nguy cơ nảy sinh khuyết tật nứt cục bộ trong lòng

lớp đất đắp do chênh lệch lún ướt gây ra khi bị ngấm nước không đều

Vấn đề này đã được luận án tập trung nghiên cứu, kết quả nghiên cứu lý thuyết được trình bầy ở chương 2, chương 3 và kết quả ứng dụng vào công trình thực tế được trình bầy ở chương 5

1.4.2 Quá trình diễn biến của hiện tượng nứt, mất nước cục bộ trong thân đập đất được ghi nhận như sau:

Khi hồ tích nước, cao trình mực nước hồ tăng dần, khối đất đắp bị ngấm nước, đường bão hòa trong thân đập phân tách khối đất thành hai phần khô- ướt khác nhau có mức độ lún ướt khác nhau, khi đường bão hòa lên cao dần, khối đất bị ngấm nước bão hòa cũng cao dần theo, đến một cao trình nhất định ( khoảng từ 5 đến 12m tính từ đỉnh khối đắp trở xuống), trọng lượng bản thân của khối đất bên trên đường bão hòa đạt giá trị bằng áp lực nén tại điểm có chênh lệch lún ướt lớn nhất, khi đó chênh lệch lún giữa hai khối khô ướt nằm về hai phía đường bão hòa sẽ gây ra khuyết tật “Vết rỗng đại-Nứt cục bộ” Từ các vết rỗng đại, đất bị tan rã, xói rữa dưới áp lực dòng thấm, tạo thành các ống dòng, khi các

Bảng 1.7- Công trình có sự cố rò rỉ, mất nước cục bộ trong thân đập

sâu cách đỉnh đập

8÷10

Đập

Dầu Tiếng Đông Nam Bộ Đất tàn tích trên nền Bột cát kết Mất nước cục bộ 8.5÷10

2.1 Hiện tượng lún lệch trong khối đất bị ngấm nước không đều:

Trong tự nhiên, khi khối đất bị ngấm nước không đều, sẽ sinh ra các khu vực có mức độ khô, ướt khác nhau, dẫn đến độ lún của chúng cũng

Trong thực tế, nhiều tài liệu nghiên cứu đã cho thấy kết quả thu được từ hai phương pháp thí nghiệm nêu trên không sai khác nhau nhiều Đối với mẫu chế bị tương đối đồng nhất, thì kết quả thí nghiệm theo hai phương pháp trên là phù hợp với nhau

2.3 ĐƯỜNG ĐẶC TRƯNG LÚN ƯỚT CỦA ĐẤT

2.3.1 Mục tiêu yêu cầu:

Xuất phát từ yêu cầu thực tế cần phải định dạng được “Đường biểu

đồ quan hệ giữa hệ số lún ướt tương đối (am) và áp lực nén (P)” Bởi vì, hiện tại các báo cáo về kết quả thí nghiệm lún ướt có những hình dạng của đường am = f(p) khác biệt nhau, thậm chí còn trái ngược nhau, ví dụ

có báo cáo vẽ đường thẳng đi lên, có báo cáo vẽ đường thẳng đi xuống

và cũng có đường thẳng nằm ngang, đường cong vô định Tất nhiên, các

số liệu thực nghiệm của các chuyên gia cũng có phần đúng, phần sai, nhưng đúng trong trường hợp nào? Sai trong trường hợp nào? thì quả là một vấn đề khoa học có ý nghĩa thiết thực, cần thiết phải nghiên cứu

2.3.2 Định nghĩa và ký hiệu:

“Đường đặc trưng lún ướt của đất” là đường biểu thị quan hệ giữa

hệ số lún ướt tương đối (a m ) và áp suất nén (p) trong thí nghiệm lún

ướt của đất, ký hiệu là am = f(p) như sơ họa trên hình (2.7)

2.3.3 Công thức tính toán: