Nghiên cứu xử lý vật liệu bồi tích trẻ để nâng cấp, xây dựng đập đất vùng tây nguyên tt

Khu vực Tây Nguyên có trên 1000 hồ thủy lợi lớn nhỏ, phần lớn sử dụng đập đất được xây dựng bằng phương pháp đầm nén, trong đó có đa số các công trình được xây dựng từ những năm tám mươi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

MAI THỊ HỒNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ VẬT LIỆU BỒI TÍCH TRẺ ĐỂ NÂNG CẤP,

XÂY DỰNG ĐẬP ĐẤT VÙNG TÂY NGUYÊN

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Mã số chuyên ngành: 958 02 02

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2019

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Trọng Tư

Phản biện 1: GS.TS Lê Kim Truyền

Phản biện 2: PGS.TS Lê Xuân Roanh

Phản biện 3: PGS.TS Hoàng Việt Hùng

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại

vào lúc 8 giờ 30’ ngày 16 tháng 4 năm 2019

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

- Thư viện Quốc gia

- Thư viện Trường Đại học Thủy lợi

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Các tỉnh Tây Nguyên có mạng lưới sông suối khá dày, nhiều ghềnh thác, là nơi khởi nguồn của 4 hệ thống sông chính gồm: hệ thống sông Pô Kô - Sê San ở Kon Tum đổ vào sông Mê Kông; hệ thống sông Ba - Ayun ở Gia Lai đổ vào sông Đà Rằng chảy ra biển Đông; hệ thống sông Sêrêpôk ở Đắk Lắk đổ vào sông Mê Kông và hệ thống sông Đồng Nai ở Đắk Nông và Lâm Đồng chảy ra biển Đông Khu vực Tây Nguyên, tỷ lệ lượng nước yêu cầu nhỏ hơn nhiều so với lượng nước tiềm năng, nhưng hiện tượng thiếu hụt nước phục vụ cho nông nghiệp và các ngành kinh tế khác vẫn diễn ra gay gắt Như vậy vẫn có một lượng nước dư thừa rất lớn chưa được sử dụng phục vụ cho phát triển đời sống xã hội và dân sinh kinh tế Khu vực Tây Nguyên có trên 1000 hồ thủy lợi lớn nhỏ, phần lớn sử dụng đập đất được xây dựng bằng phương pháp đầm nén, trong đó có đa số các công trình được xây dựng từ những năm tám mươi, chín mươi với điều kiện thi công

và công nghệ xây dựng còn hạn chế, nên nhiều công trình đã xuống cấp, không đảm bảo an toàn cho khai thác, sử dụng như sạt lở mái thượng hạ lưu, thấm qua thân đập Mặt khác, theo nhu cầu phát triển kinh tế xã hội ở Tây Nguyên, theo

dự báo, yêu cầu dùng nước cho nông nghiệp tăng từ 1112%; nước cho công nghiệp tăng 1.71.8 lần, nước cho sinh hoạt tăng 1.92.0 lần so với hiện nay Nhu cầu dùng nước ngày càng tăng cao, nhưng điều kiện xây dựng các hồ chứa mới rất khó khăn Vì vậy yêu cầu nâng cấp, sửa chữa các công trình thủy lợi ở Tây Nguyên rất lớn, đặc biệt các hồ chứa loại vừa và nhỏ được xây dựng bằng phương pháp đầm nén, nó thường nằm rải rác phân tán, khối lượng vật liệu sử dụng cho việc nâng cấp hồ đập là không lớn lắm Ngoài ra, các vùng đất Tây Nguyên đã được quy hoạch thành các khu trồng cây ăn quả, cây công nghiệp nên việc lấy đất để sửa chữa, nâng cấp đập là khó khăn Nên việc nghiên cứu sử dụng vật liệu tại chỗ tại vùng có công trình xây dựng để nâng cấp, sửa chữa là cần thiết, mang lại giá trị kinh tế và kỹ thuật cao Mặc dù đã có nhiều công trình nghiên cứu việc sử dụng đất Tây Nguyên để đắp đập, nhưng chưa có đề tài đi sâu

nghiên cứu sử dụng hợp lý các loại vật liệu bồi tích trẻ ở các hồ đập, sông suối

để tận dụng sử dụng cho việc nâng cấp, sửa chữa đập

Với những lý do trên, việc nghiên cứu các giải pháp cải tạo vật liệu tại chỗ để phục vụ nâng cấp, xây dựng đập sẽ giúp tiết kiệm kinh phí xây dựng Do vậy, tôi

lựa chọn đề tài của luận án: “Nghiên cứu xử lý vật liệu bồi tích trẻ để nâng cấp, xây dựng đập đất vùng Tây Nguyên”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định hàm lượng dăm sạn để tăng dung trọng khô của đất;

- Xác định hàm lượng ximăng hợp lý để giảm tính tan rã của đất có chứa nhiều dăm sạn;

- Xác định hàm lượng xi măng và vôi hợp lý để giảm tính thấm của đất có chứa nhiều dăm sạn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Các đập đất thủy lợi vừa và nhỏ ở Tây Nguyên;

- Loại đất nghiên cứu: Đất bồi tích trẻ có khối lượng thể tích khô hay dung trọng khô nhỏ và có tính thấm lớn, tan rã mạnh;

- Dăm sạn có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 10mm

- Các chất kết dính là xi măng và vôi

3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Khu vực nghiên cứu: Các tỉnh thuộc Tây Nguyên;

- Sử dụng xi măng Vicem Hoàng Thạch PCB 30

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết;

- Phương pháp thực nghiệm;

- Phương pháp chuyên gia;

- Phương pháp nghiên cứu ứng dụng

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học: Luận án đã bổ sung làm sâu sắc thêm các vấn đề khoa học của đất Tây Nguyên để nghiên cứu nhằm xử lý vật liệu bồi tích trẻ để nâng cấp, xây dựng đập vùng Tây Nguyên

- Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của luận án là những cơ sở khoa học để nâng cấp, xây dựng đập đất vùng Tây Nguyên

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP SỬ DỤNG VẬT LIỆU TẠI CHỖ

VÀ ĐẬP ĐẤT Ở TÂY NGUYÊN

1.1 Đập đất và những yêu cầu khi thiết kế, thi công

Đập đất được xây dựng ở bằng các loại đất hiện có ở gần vùng xây dựng công trình, là loại đập không cho phép nước tràn qua, có nhiệm vụ dâng nước và giữ nước trong các hồ chứa

Từ xa xưa đập đất đã được xây dựng để trữ nước phục vụ cho dân sinh, trồng trọt Ở Ai Cập đập đất được xây dựng từ 4400 năm trước công nguyên, ở Trung Quốc 2280 năm trước công nguyên Khi đó đập được xây dựng bằng các biện pháp thủ công, sử dụng đất dính với khối lượng vật liệu lớn và thời gian thi công dài (1015 năm), chiều cao đập không quá 15m

1.1.1 Yêu cầu về thiết kế

Khi thiết kế đập đất phải đảm bảo các yêu cầu: Đập và nền đập phải ổn định trong thời gian thi công và khai thác; Thấm qua nền và thân đập không gây mất nước quá lớn từ hồ chứa, không gây xói ngầm; Không cho phép nước tràn qua; Có các thiết bị bảo vệ đập khỏi bị tác hại của sóng, gió, mưa, nắng ; Lựa chọn loại đập đất, cấu tạo các bộ phận, thời gian và phương pháp thi công hợp lý, sử dụng và quản lý thuận lợi, giá thành rẻ

1.1.2 Yêu cầu về vật liệu đắp đập

Lựa chọn vật liệu đắp đập khi thi công đập đất đầm nén, phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Đất đắp vào thân đập thường phải thoả mãn các yêu cầu sau: Sức kháng cắt (C,

lượng muối tan < 0,3%; Chỉ số dẻo IP = W L - W P = (720)%;

- Thành phần hạt Cc = d 60 / d 10 < (30100), khi thiết kế đã chỉ ra đường bao cấp phối cho phép; Đất không bị biến chất, phong hoá hoặc gây biến dạng lớn sau khi đầm nện; Hàm lượng hạt sét không chiếm nhiều hơn (5060)%, tốt nhất nằm trong khoảng (1025)%; Khi đập có tường lõi chống thấm thì hệ số thấm của tường phải nhỏ hơn của đất hai bên khoảng (2050) lần, theo Tiêu chuẩn xây dựng (TCXD) Việt Nam 4447-87 khối lượng thể tích khô còn gọi là dung trọng

khô (c ) chỉ được phép sai lệch thấp hơn 0.03T/m3 so với yêu cầu của thiết kế và

số mẫu không đạt yêu cầu so với tổng số mẫu lấy thí nghiệm không được lớn hơn 5%

1.2 Đặc điểm hồ chứa và nhu cầu dùng nước trong những năm tới ở Tây Nguyên

1.2.1 Đặc điểm hồ chứa và đập đất ở Tây Nguyên

Hiện tại toàn vùng Tây Nguyên đã xây dựng được 2352 công trình thủy lợi (CTTL), trong đó 1190 hồ chứa, 970 đập dâng, 130 trạm bơm, 62 công trình khác Với diện tích tưới thiết kế 289604 ha, diện tích tưới thực tế là 215.765 ha Trong khi đó tổng diện tích cần tưới là 772189 ha, so với diện tích cây trồng cần tưới, diện tích tưới được bằng CTTL mới chỉ đạt 27.94%

Phần lớn các hồ chứa ở Tây Nguyên là hồ chứa vừa và nhỏ, có dung tích nhỏ hơn

3 triệu m3 và nằm rải rác trên phạm vi rộng, cơ sở hạ tầng giao thông chưa phát triển nên việc đi lại rất khó khăn Các hồ chứa được xây dựng từ 30 đến 40 năm trước, nên đã bị xuống cấp nghiêm trọng, không còn đảm bảo nhiệm vụ tưới và

an toàn phòng chống lũ bão hiện nay Đa số các đập của hồ chứa vừa và nhỏ ở

Tây Nguyên là đập đất, đập này thường xảy ra các hiện tượng hư hỏng như thấm

ở nền, thân, vai đập, hư hỏng phần mái, mặt đập…

1.2.2 Nhu cầu dùng nước trong tương lai

Theo số liệu thống kê từ Viện Quy hoạch Thủy lợi, tổng nhu cầu dùng nước cho phát triển kinh tế, xã hội và môi trường trên toàn vùng Tây Nguyên vào khoảng

11 tỷ m3/năm 2015 và sẽ tăng lên khoảng 12 tỷ m3/năm vào năm 2030 Với nhu cầu dùng nước hiện tại ở khu vực Tây Nguyên, nhu cầu dùng nước chỉ chiếm 23% lượng nước đến hàng năm ở khu vực, nhưng lượng nước đến phân bố không đồng đều theo thời gian nên tình trạng thiếu nước vào mùa khô vẫn xảy ra gay gắt, mùa mưa lại gây ra lũ lụt Vì vậy, ở Tây Nguyên hiện tại thiếu khoảng 5.0 tỷ

m3/năm và khả năng sẽ thiếu 5.5 tỷ m3/năm vào năm 2030, do nhu cầu dùng nước của các ngành đều tăng cao

1.3 Những nghiên cứu về đập vật liệu tại chỗ

1.3.1 Nghiên cứu đập vật liệu tại chỗ trên Thế giới

Theo Nhichiporovich nghiên cứu đất sử dụng chung cho đắp đập trên toàn hành tinh của chúng ta thông thường có các loại: Đất trầm tích - Aluvi; Đất sườn tàn tích, tàn tích; Đất hoàng thổ; Để khắc phục tính tan rã của đất, Shearard, J.L., Decker R.S., & Ryker, N.L., nghiên cứu sử dụng phương pháp trộn vôi bột có hiệu quả ngay khi bổ sung lượng vôi vào đất; Nghiên cứu của Nelson, J.D., & Miller, D.J (1992) cho thấy tính trương nở của đất phụ thuộc cơ bản vào thành phần chất keo có trong đất; Nghiên cứu chất lượng thi công đập đất đầm nén phụ thuộc vào các yếu tố: i) Thành phần hạt của đất đắp; ii) Độ ẩm đất; iii) Chiều dày dải đất đầm; iv) Loại đầm và số lần đầm

1.3.2 Nghiên cứu đập vật liệu tại chỗ trong nước

Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Văn Thơ và Phạm Văn Thìn nghiên cứu đất đỏ bazan

là sản phẩm phong hóa từ đá gốc bazan được phân bổ rộng khắp ở khu vực Tây Nguyên và Đông Nam Bộ Phạm Văn Thìn nghiên cứu đất đỏ bazan ở khu vực

Tây Nguyên có những đặc tính khác nhau, loại bazan không chứa kết von laterit

có dung trọng khô lớn nhất trong khoảng 1.281.41 (g/cm3), trong khi đó loại đất bazan chứa kết von laterit có thể đạt dung trọng khô lớn nhất 1.551.94 (g/cm3), tăng 2137.8% so với loại đất bazan không chứa kết von laterit; Nguyễn Văn Thơ, Trần Thị Thanh nghiên cứu đất đỏ bazan khu vực Tây Nguyên có hàm lượng sét bụi lớn, dung trọng khô nhỏ từ 1.01.2 T/m3, khi đầm nện tiêu chuẩn dung trọng khô lớn nhất đạt được không cao từ 1.31.4 T/m3, nếu tăng công đầm cũng chỉ đạt khoảng 1.6 T/m3 Các kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, khi tăng dung trọng khô của đất, sức chống cắt của đất tăng và tính nén lún đạt giá trị trung bình, vì vậy có thể sử dụng đất đỏ bazan làm vật liệu đắp đập; Nguyễn Văn Thơ, Phạm Văn Thìn và một số tác giả khác nghiên cứu khi đầm nén đất đỏ bazan, nếu đảm bảo độ ẩm thích hợp thì dung trọng khô của đất tăng và khi ở trạng thái bão hoà nước đất có sức chống cắt tương đối cao; Nguyễn Văn Thơ và Phạm Văn Thìn; Nguyễn Văn Chiển; Nguyễn Công Mẫn nghiên cứu về tính chất khoáng hóa, tính chất cơ lý của đất bazan có chứa kết von laterit trong việc sử dụng làm vật liệu đắp đập và nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng hạt thô đến tính chất

cơ lý của đất kết luận rằng hàm lượng hạt thô và đặc tính vật lý của đất như hình dạng và cấu tạo hạt có ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất xây dựng của đất; Nguyễn

Văn Thơ nghiên cứu khi hàm lượng hạt thô (N) thay đổi thì dung trọng khô,

cường độ chống cắt và hệ số thấm cũng thay đổi, hệ số thấm của đất hầu như

không thay đổi khi hàm lượng hạt thô N = (0  50)%, khi hàm lượng hạt thô tăng hơn 50% thì hệ số thấm bắt đầu tăng; Phạm Văn Thìn đã xây dựng một số công thức xác định các chỉ tiêu cơ học và hệ số thấm của đất bazan có chứa kết von laterit dạng tròn đặc sít, không cần phải tiến hành thí nghiệm trên các thiết bị cỡ lớn mà vẫn phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế; Phạm Văn Cơ và Nguyễn Hữu Ký nghiên cứu sơ bộ về các loại đất có nguồn gốc khác nhau cho thấy khi hàm lượng hạt thô trong đất tăng thì các cường độ chống cắt , C tăng, nhưng hệ

số thấm k giảm; Lê Thanh Bình nghiên cứu sự thay đổi hàm lượng hạt thô N lên

các tính chất cơ lý của đất

1.4 Những nghiên cứu về sử dụng xi măng và vôi để gia cố đất trên Thế giới và Việt Nam

1.4.1 Nghiên cứu sử dụng xi măng và vôi để gia cố đất trên Thế giới

Mitchell và Freitag nghiên cứu đối với đất có tính dẻo thấp, đất cát hàm lượng

XM sử dụng để gia cố đất từ 5÷14% so với trọng lượng của đất; Lượng XM yêu cầu phụ thuộc vào loại đất, trạng thái của đất cần gia cố; Hisaa Aboshi và Nashahiko Kuwabara (Nhật Bản) nghiên cứu gia cố cho các loại đất yếu khác nhau, kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ cải thiện cường độ đối với đất bùn và sét không cao bằng đất cát và cuội sỏi; Shiells nghiên cứu phương pháp trộn ướt

sử dụng tỷ lệ đất và XM cao hơn so với phương pháp trộn khô, cụ thể cần một lượng XM từ 180÷400kg/m3 đất cần gia cố đối với phương pháp trộn ướt; còn đối với phương pháp trộn khô chỉ cần lượng XM từ 90÷180kg/m3, có nghĩa là phương pháp trộn khô hàm lượng XM chỉ khoảng 50% so với phương pháp trộn ướt; Nghiên cứu của Law ở Viện kỹ thuật châu Á, khi trộn 5% XM với đất sét yếu ở Băng Cốc (Thái Lan) làm tăng độ bền nén nở hông lên 10 lần, hệ số cố kết tăng 10÷40 lần; Meei-Hoan Ho và Chee-Ming Chan đã nghiên cứu đất sét yếu lấy tại Trung tâm nghiên cứu đất yếu thuộc Đại học Tun Hussein ở Malaysia (UTHM) ở độ sâu từ 1.52.0m, khi cải tạo đất bằng XM sẽ cải thiện các đặc trưng cơ học của đất; Nguyễn Duy Quang nghiên cứu đất bùn nạo vét ở cửa sông vùng Ariake Nhật Bản để làm đất đắp tại chỗ

Như vậy, các kết quả nghiên cứu của các tác giả trên Thế giới đều cho thấy việc cải tạo đất bằng vôi hoặc vôi kết hợp XM đã mang lại hiệu quả nhất định về đặc tính cơ học của đất sau cải tạo

1.4.2 Nghiên cứu sử dụng xi măng và vôi để gia cố đất ở Việt Nam

Đã có nhiều nghiên cứu sử dụng XM và vôi để cải tạo đất như Phạm Văn Huỳnh;

Lê Xuân Roanh; Nguyễn Quốc Dũng Tóm lại các nghiên cứu về sử dụng CKD

vô cơ trong việc cải tạo đất ở trong nước đều khẳng định khi tăng hàm lượng XM làm thay đổi các chỉ tiêu cơ lý của đất, làm tăng cường độ cho đất và đất thích

hợp với việc gia cố bằng XM là đất cuội sỏi, cát hạt, á cát hoặc á sét nhẹ, còn khi

bổ sung phụ gia vôi vào đất làm giảm tính tan rã Tuy nhiên các nghiên cứu chủ yếu tập trung làm tăng cường độ cho đất, còn nghiên cứu giải pháp trộn XM vào đất để giảm tính thấm và tan rã chưa được nghiên cứu và thường nghiên cứu với các loại đất nguyên thổ có các chỉ số cơ lý tự nhiên ổn định

1.5 Những nội dung đặt ra cho nghiên cứu

1/ Nghiên cứu các tính chất cơ lý và tính chất đặc biệt của một số loại vật liệu bồi tích trẻ ở Tây Nguyên khi sử dụng chúng để đắp đập;

2/ Đề xuất các giải pháp nhằm cải tạo vật liệu bồi tích trẻ cho phù hợp với các yêu cầu theo tiêu chuẩn hiện hành để sử dụng cho việc nâng cấp, xây dựng đập đất vùng Tây Nguyên;

3/ Lựa chọn các tỷ lệ pha trộn hợp lý nhằm cải thiện các tính chất đặc biệt, các tồn tại của các loại vật liệu bồi tích trẻ không đáp ứng được các tiêu chuẩn đặt ra;

4/ Áp dụng kết quả nghiên cứu mới để nâng cấp đập vật liệu tại chỗ Buôn Sa

cố đất yếu để sử dụng cho việc xây dựng các công trình giao thông, tuy nhiên các nghiên cứu này tập trung vào việc tăng cường độ cho đất, còn việc sử dụng CKD

để giảm tính thấm và tính tan rã của đất đối với đất bồi tích trẻ chưa được đề cập nghiên cứu; ii) Sử dụng phương pháp thi công, cụ thể là phương pháp đầm chặt

để tăng dung trọng khô của đất, nhưng hiệu quả của giải pháp đầm chặt lại phụ thuộc rất nhiều vào thành phần hạt và độ ẩm đất Vì vậy đây chính là những nội dung đặt ra cho luận án cần được nghiên cứu

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC CẢI THIỆN VẬT LIỆU BỒI TÍCH TRẺ ĐÁP ỨNG YÊU CẦU NÂNG CẤP, XÂY DỰNG ĐẬP ĐẤT VÙNG TÂY NGUYÊN

2.1 Vật liệu đắp đập ở khu vực Tây Nguyên

Đất Tây Nguyên được hình thành từ đá bazan, đá trầm tích lục nguyên, đá biến chất và đá xâm nhập sâu Theo nguồn gốc thành tạo, có thể chia đất Tây Nguyên thành hai loại chính: Đất Aluvi và đất sườn tàn tích, tàn tích trên các nền đá có nguồn gốc thành tạo khác nhau

2.2 Một số giải pháp kỹ thuật để cải tạo đất đắp đập

Cải tạo đất đất đắp đập nhằm cải tạo những tồn tại của đất, đáp ứng những yêu cầu theo thiết kế như: tăng sức chịu tải của đất; cải thiện một số tính chất cơ lý của đất yếu như giảm tính thấm của đất, giảm tính tan rã của đất, tăng dung trọng khô của đất, đảm bảo ổn định cho khối đất, giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tăng trị số modul biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất, Mục đích của các biện pháp cải tạo đều làm tăng cường độ liên kết giữa các hạt đất và làm tăng độ chặt của đất nền nhằm đáp ứng được yêu cầu của việc cải tạo đất Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý gia cố đất như: i) Cải tạo đất bằng biện pháp cơ học: Làm chặt đất bằng búa đầm; xe lu; đầm rung;…; ii) Cải tạo đất bằng các phương pháp bổ sung thành phần hạt; iii) Cải tạo đất bằng bằng các CKD vô cơ hoặc hữu cơ như XM; vôi; bitum;…

2.3 Cơ sở khoa học lựa chọn chất kết dính để cải tạo đất có tính thấm lớn

và tính tan rã mạnh

Các loại đất có tính thấm lớn và tan rã mạnh thường giàu hàm lượng Na, Mg, khi hàm lượng iôn Na+ đủ lớn thì ion Na+ có thể thay thế iôn Ca++ Khi iôn Na+ tập trung gần bề mặt khoáng sét thì tham gia trực tiếp vào lớp khuyếch tán đôi, làm chiều dày lớp này tăng lên Vì vậy giải pháp hữu hiệu là phải thay thế loại ion này bằng các iôn khác trong dãy, tác giả lựa chọn ion thay thế là ion Ca++ Điều

này có thể thực hiện được bằng cách bổ sung hợp chất giàu can xi vào đất, vật liệu thông dụng là vôi bột hoặc XM

Nếu giảm được chiều dày của lớp khuyếch tán đôi, tức là tăng lên lực hút bám Vall Der Wall khi các hạt sét xích lại gần nhau Khi tăng hàm lượng iôn Ca++ lên tức là giảm tỉ lệ các iôn Na+ xuống cũng đồng nghĩa với việc thay thế iôn có trong đất Vì vậy, biện pháp hữu hiệu là trộn một trong các hợp chất sau vào đất như: Can xi ôxit CaO, can xi hydrô xít Ca(OH)2, hoặc các chất khác giàu Ca sẽ thay đổi căn bản tính tan rã và tính thấm của đất Hàm lượng sử dụng trộn vào đất phụ thuộc vào loại đất, độ chặt đầm nén, hàm lượng muối tan trong nước, phương pháp thi công, Trước khi chọn tỷ lệ trộn cần phải tiến hành thí nghiệm để xác định tỷ lệ hợp lý Đây là tiền đề để tác giả nghiên cứu thực nghiệm ở chương 3

2.4 Cơ sở khoa học lựa chọn hạt thô để tăng dung trọng khô của đất

Có rất nhiều nghiên cứu để tăng dung trọng khô của đất như phương pháp đầm chặt, phương pháp này đơn giản, đỡ tốn kém Tuy nhiên, hiệu quả đầm chặt lại phụ thuộc rất nhiều vào độ ẩm, thành phần cấp phối hạt của đất đắp và công cụ đầm nén Theo các nghiên cứu trước phương pháp đầm chặt chỉ áp dụng hiệu quả khi hàm lượng sét bé hơn 15% Thêm vào đó trong đất sét (đất dính) thường tồn tại bọc khí hay túi khí làm ảnh hưởng đến quá trình ép co dưới tác dụng của lực bên ngoài, cần hạn chế sự tồn tại của các túi khí, làm tăng tính thông khí của đất,

do tính thông khí phụ thuộc vào thành phần hạt và độ rỗng của đất

Ngoài ra, dung trọng khô của đất được xác định theo công thức:

(1 )

thành phần hạt, cụ thể lựa chọn giải pháp bổ sung thêm hàm lượng hạt thô để gia

cố đất nhằm nâng cao dung trọng khô của đất Đó là những cơ sở khoa học cho tác giả nghiên cứu ứng dụng ở các chương sau

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT VẬT LIỆU BỒI TÍCH TRẺ ĐỂ NÂNG CẤP ĐẬP ĐẤT Ở TÂY NGUYÊN

3.1 Đặt vấn đề

Kết quả nghiên cứu ở chương 1 và chương 2 cho thấy đập đất khu vực Tây Nguyên thường là đập đất vừa và nhỏ, đã xây dựng cách đây khá lâu, vì vậy nhiều công trình đã xuống cấp và không đáp ứng được nhu cầu dùng nước theo thiết

kế Mặt khác CTTL ở Tây Nguyên lại phân bố rải rác trong khu vực, việc sử dụng vật liệu tại chỗ để nâng cấp đập đất là nhu cầu cấp bách, hơn nữa khối lượng vật liệu sử dụng cho việc nâng cấp là không lớn Nhưng những nguồn vật liệu có thể

sử dụng để nâng cấp đập đã được nhiều tác giả nghiên cứu đã được quy hoạch và

sử dụng cho việc trồng cây nông nghiệp và công nghiệp Vì vậy, việc nghiên cứu nguồn vật liệu mới, cụ thể là những nguồn vật liệu bồi tích trẻ là nhu cầu cấp thiết Tuy nhiên, những nguồn vật liệu này thường có một số chỉ tiêu cơ lý và tính chất đặc biệt không đáp ứng được nhu cầu nâng cấp, xây dựng đập đất

3.2 Lựa chọn mẫu đất nghiên cứu

- Mẫu đất MA được lấy tại bãi vật liệu A gần khu vực hồ chứa nước Tân Sơn (Gia Lai) đại diện cho nhóm đất loại I có đường kính hạt nhỏ chiếm đa số;

- Mẫu đất MB và MC được lấy tại bãi vật liệu B và C gần khu vực hồ chứa nước Eamlô và Buôn Sa (Đắk Lăk) đại diện cho nhóm đất loại II có đường kính hạt lớn hơn 2mm chiếm đa số

3.3 Tổng hợp nhận xét kết quả thí nghiệm

Qua kết quả thí nghiệm của các mẫu đất MA, MB và MC có một số chỉ tiêu cơ

lý và tính chất đặc biệt thỏa mãn yêu cầu xây dựng hoặc nâng cấp, sửa chữa đập