Nghiên cứu ảnh hưởng hệ số đầm nén (k) và trạng thái độ chặt độ ẩm ban đầu của đất đắp các tỉnh phía nam đến sự ổn định của đạp đất

Trong thời gian có hạn, với mong muốn đóng góp một phần công sức của mình vào công tác khoa học chung, tác giả chỉ nghiên cứu ảnh hưởng hệ số đầm nén K = γ c/γcmax và trạng thái độ chặt

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

Trang

1 Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI -1

2 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI -2

3 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI -2

PHẦN I: TỔNG QUAN

CHƯƠNG 1: VÀI NÉT VỀ CÁC CÔNG TRÌNH ĐẬP, ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU, CÁC LOẠI VẬT LIỆU ĐẤT ĐẮP VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN THI CÔNG CÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG ĐẦM NÉN ĐẬP ĐẤT Ở CÁC TỈNH PHÍA NAM -3

1.1 VÀI NÉT VỀ CÁC CÔNG TRÌNH ĐẬP ĐẤT Ở CÁC TỈNH PHÍA NAM 1.2 ĐẶC TRƯNG KHÍ HẬU KHU VỰC CÁC TỈNH PHÍA NAM -3

1.2.1 Các đặc trưng khí hậu ở các tỉnh Tây nguyên -6

1.2.2 Các đặc trưng khí hậu các tỉnh ven biển Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ -7

1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH (ĐCCT) VÀ NGUỒN VẬT LIỆU ĐẮP ĐẬP -8 1.3.1 Đặc điểm địa chất công trình -8

1.3.2 Nguồn vật liệu đắp đập trình - 241.4 ĐIỀU KIỆN THI CÔNG ĐẬP ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐẦM NÉN Ở CÁC TỈNH PHÍA NAM - 32 1.5 NHỮNG NGUYÊN NHÂN GÂY RA HƯ HỎNG Ở MỘT SỐ ĐẬP THỰC TẾ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN THI CÔNG - 34

PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN

CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG ĐỘ CHẶT – ĐỘ ẨM BAN ĐẦU CỦA ĐẬP ĐẤT ĐẾN TÍNH NÉN LÚN CỦA ĐẬP ĐẤT KHI THẤM NƯỚC

-36

2.1 CHẾ BỊ MẪU - 37

2.2 ẢNH HƯỞNG ĐỘ CHẶT – ĐỘ ẨM BAN ĐẦU ĐẾN TÍNH NÉN LÚN ƯỚT CỦA ĐẬP ĐẤT - 42

2.2.1 Khái niệm hệ số lún ướt tương đối am - 42

2.2.2 Kết quả đã nghiên cứu về tính lún ướt của đất trong luận văn Thạc sỹ Nguyễn văn Cữu - 42

2.2.3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm (TCVN 4200 – 1995) - 43

2.2.4 Kết quả thí nghiệm - 45

2.3 ẢNH HƯỞNG MỨC ĐỘ BẢO HÒA (Sr) ĐẾN TÍNH NÉN LÚN CỦA MẪU ĐẤT CÓ HỆ SỐ ĐẦM NÉN (K) KHÁC NHAU -52

2.3.1 Thí nghiệm nén khô và nén bão hòa với nhóm mẫu có độ ẩm – độ chặt khác nhau thuộc nhánh trái đường cong đầm nện Proctor - 52

2.3.2 Trường hợp thí nghiệm nén khô và nén bão hòa với nhóm mẫu có độ chặt khác nhau (K = 0.90, 0.95) và có cùng độ ẩm tối ưu Wopt = 13.7% - 55

2.3.3 Thí nghiệm mẫu đất mỏ vật liệu hồ chứa nước Cà Giây với độ ẩm bằng độ ẩm tối ưu (W = Wopt = 15.5%) - 56

2.3.4 Nhận xét và kết luận về tính nén lún của mẫu đất có hệ số đấm nén khác nhau ở mức độ bão hòa nước khác nhau cho các trường hợp trên - 58

2.4 NHẬN XÉT CHUNG VỀ TÍNH CHẤT NÉN LÚN VÀ LÚN ƯỚT CỦA CÁC NHÓM MẪU ĐÃ THÍ NGHIỆM - 58

CHƯƠNG 3: KHẢ NĂNG TRƯƠNG NỞ CỦA ĐẤT LOẠI SÉT VỚI CÁC HỆ SỐ ĐẦM NÉN (K) KHÁC NHAU - 60

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG - 60

3.2 CÁC ĐẶC TRƯNG DÙNG ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐẤT TRƯƠNG NỞ - 61

3.2.1 Mức độ trương nở - 61

3.2.2 Áp lực trương nở (PN) - 62

3.2.3 Độ ẩm trương nở (WN) - 62

3.3 ẢNH HƯỞNG ĐỘ CHẶT – ĐỘ ẨM BAN ĐẦU ĐẾN TÍNH TRƯƠNG NỞ CỦA ĐẤT ĐẮP - 63

3.3.1 Ảnh hưởng độ chặt đến tính trương nở của đất - 64

3.3.2 Ảnh hưởng độ ẩm đến tính trương nở tự do (RN) và thời gian trương nở 68

CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN PHẠM VI ĐỘ CHẶT – ĐỘ ẨM BAN ĐẦU ĐỂ PHỤC VỤ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG NHẰM NÂNG CAO TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP ĐẤT - 71

4.1 CHỌN DUNG TRỌNG KHÔ THIẾT KẾ γctk - ĐỘ CHẶT THIẾT KẾ ĐẬP ĐẤT - 72

4.1.1 Xác định dung trọng khô (γctk) của khối đất đắp theo công thức kinh nghiệm - 72

4.1.2 Xác định dung trọng thiết kế γctk của khối đất đắp thông qua hệ số đầm nén - 73

4.2 CHỌN PHẠM VI ĐỘ ẨM THÍCH HỢP CỦA ĐẤT KHI ĐẦM NÉN - 75

4.3 TỔNG HỢP CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA CÁC TÁC GIẢ TRONG, NGOÀI NƯỚC VÀ CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ĐƯỢC VỀ VIỆC LỰA CHỌN PHAM VI ĐỘ CHẶT – ĐỘ ẨM BAN ĐẦU CỦA ĐẬP ĐẤT ĐỂ PHỤC VỤ THIẾT KẾ, THI CÔNG - 76

4.3.1 Các kết quả đã nghiên cứu - 76

4.3.2 Kết quả nghiên cứu được của đề tài - 77

4.3.3 Tổng hợp kết quả lựa chọn phạm vị độ chặt – độ ẩm - 78

CHƯƠNG 5: ĐẦM NÉN HIỆN TRƯỜNG, CHỌN GIẢI PHÁP THI CÔNG ĐẦM NÉN THÍCH HỢP ĐỂ NÂNG CAO ỔN ĐỊNH CHO CÔNG TRÌNH ĐẬP ĐẤT - 81

5.1 NGUYÊN TẮC CHUNG - 81

5.2 TỔ CHỨC THI CÔNG - 82

5.2.1 Chuẩn bị bãi vật liệu - 82

5.2.2 Lấy đất và chuẩn bị ở bãi vật liệu - 83

5.2.3 Đầm nén ở khối đập - 84

5.2.4 Công tác kiểm tra chất lượng khi thi công đập - 85

5.2.5 Công tác kiểm tra đánh giá chất lượng nghiệm thu công trình - 85

5.3 MỘT SỐ THÔNG SỐ KỸ THUẬT ĐẦM NÉN HIỆN TRƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG KHÍ HẬU ĐẶC TRƯNG TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU - 86

5.3.1 Điều kiện thi công - 87

5.3.2 Biện pháp bảo đảm độ ẩm yêu cầu của đất khi đầm nén ở các tỉnh phía Nam - 87

5.3.3 Chiều dày lớp rải h và số lần đầm n thích hợp (ứng với một số loại thiết bị đã dùng thi công ở các tỉnh phía Nam) để đạt dung trong khô thiết kế (γctk) - 88

CHƯƠNG 6: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ GIẢI THÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY RA SỰ CỐ MỘT SỐ ĐẬP Ở MIỀN TRUNG VÀ GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH - 93

6.1 SỰ CỐ VÀ HƯ HỎNG ĐIỂN HÌNH ĐÃ XẢY RA TẠI MỘT SỐ ĐẬP HỒ CHỨA NƯỚC TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU - 93

6.1.1 Sự cố thấm ở một số đập - 93

6.1.2 Sự cố vỡ đập - 95

6.2 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ĐỂ GIẢI THÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY RA SỰ CỐ MỘT SỐ ĐẬP CỤ THỂ Ở MIỀN TRUNG VÀ GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH - 99

6.2.1 Nguyên nhân sự cố và biện pháp phòng tránh cho hồ chứa nước Cà Giây và Sông Quao - 99

6.2.2 Tính nén lún của nhóm mẫu được chế bị cùng độ ẩm – độ chặt ban đầu nhưng có độ ẩm bảo hòa khác nhau -100 6.2.3 Tính lún và lún lệch của lớp đất dày 100cm ở đáy đập có độ bảo hòa Sr

khác nhau dưới tác dụng của cột đất ở thân đập cao H = 10m -101 6.2.4 Một số nhận xét và kết luận -103 6.2.5 Nguyên nhân gây ra mất nước trong các hố khoan ờ lõi đập và giải pháp khắc phục cho hồ chứa nước Easoup thượng -103

PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ -104 TÀI LIỆU THAM KHẢOẸPHỤ LỤC

TÓM TẮT LÝ LỊCH

1

MỞ ĐẦU

1 Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

– Việc sử dụng đất địa phương làm vật liệu đắp đập để phát triển thủy điện, phát triển nông – lâm nghiệp và các nhu cầu kinh tế khác đã góp phần nâng cao đời sống kinh tế, an sinh xã hội cho dân cư quanh các tỉnh phía Nam trong gần 30 năm qua

– Hiện tại và trong tương lai việc sử dụng đập đất ở nước ta vẫn là giải pháp tối ưu mang lại hiệu quả kinh tế cao cho hàng loạt các công trình sau này

– Bên cạnh các đập đất đã hoạt động tốt, do nhiều nguyên nhân khác nhau vẫn còn không ít gặp sự cố Điều này ảnh hưởng rất lớn đến tài sản Nhà Nước, an sinh xã hội kể cả tính mạng nhân dân không chỉ quanh vùng mà còn ở cả những vùng khác một khi sự cố xảy ra

– Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự cố đập như công tác khảo sát địa chất, khâu thiết kế, khâu thi công và cả công tác quản lý vận hành công trình sau đó Sâu xa hơn là công tác nghiên cứu các loại đất dùng để đấp đập còn ít, chưa đầy đủ về các tính chất đặc biệt của các loại đất đó kể cả điều kiện môi trường khí hậu địa phương trước, trong và sau khi thi công công trình

– Trong điều kiện kinh tế nước ta hiệu quả kinh tế, an sinh xã hội… mà việc sử dụng đập đất đem lại có ý nghĩa rất to lớn là động cơ mạnh mẽ cho các nhà khoa học Việt Nam nghiên cứu sâu, kỹ hơn nữa các tính chất của đất, nhằm làm hạn chế đến mức thấp nhất các sự cố của công trình đập Vì vậy việc nghiên cứu các yếu tố ban đầu của đất đắp liên quan đến sự ổn định của đập đất cũng là một phần quan trọng không thể thiếu

2

– Đối với một đập đất đã được thiết kế thì sự ổn định của nó chủ yếu phụ thuộc vào loại đất dùng đắp đập và chất lượng đầm nén Kỹ thuật đầm nén đất lại phụ thuộc vào loại đất, yếu tố khí hậu và điều kiện thi công tại công trường

– Với ý nghĩa thiết thực của việc nghiên cứu các tính chất của vật liệu đất để đấp đập Trong thời gian có hạn, với mong muốn đóng góp một phần công sức của mình vào công tác khoa học chung, tác giả chỉ nghiên cứu ảnh hưởng hệ số

đầm nén (K = γ c/γcmax ) và trạng thái độ chặt – độ ẩm (γ c – W) ban đầu của đất đắp ở các tỉnh phía Nam đến sự ổn định của đập đất

2 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI NÀY NHẰM NGHIÊN CỨU GIẢI QUYẾT CÁC VẤN ĐỀ SAU

– Tổng quan các công trình đập đất đặc điểm khí hậu, các vật liệu đắp và các điều kiện thi công ảnh hưởng đến chất lượng đầm nén đập đất ở các tỉnh phía Nam

– Ảnh hưởng trạng thái độ chặt – độ ẩm ban đầu của đập đất đến tính nén lún của nó trong quá trình thấm nước

– Ảnh hưởng của trạng thái độ chặt – độ ẩm ban đầu của đất đắp đến tính trương nở của đất loại sét các tỉnh phía Nam đến sự ổn định của đập đất

– Lựa chọn phạm vi độ chặt, độ ẩm ban đầu của đập đất để phục vụ thiết kế thi công

– Nghiên cứu tìm giải pháp thi công thích hợp để đầm nén nhằm ổn định công trình đập đất

– Ứng dụng kết quả nghiên cứu để giải thích nguyên nhân gây sự cố một số đập ở miền Trung và giải pháp phòng tránh

3 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

– Không nghiên cứu sự thay đổi sức chống cắt của đất đấp theo hệ số đầm nén (K)

4

CHƯƠNG 1: VÀI NÉT VỀ CÁC CÔNG TRÌNH ĐẬP ĐẤT, ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU, CÁC LOẠI VẬT LIỆU ĐẤT ĐẮP VÀ CÁC ĐIỀU KIỆN THI CÔNG CÓ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG ĐẦM NÉN ĐẬP ĐẤT Ở CÁC TỈNH PHÍA NAM

1.1 VÀI NÉT VỀ CÁC CÔNG TRÌNH ĐẬP ĐẤT Ở CÁC TỈNH PHÍA NAM [7]

Các công trình thủy lợi ở Miền Trung và Tây Nguyên chủ yếu là các hồ chứa nước được xây dựng trực tiếp trên các sông suối, để điều tiết dòng chảy khai thác và bảo vệ tài nguyên nước phục vụ các ngành kinh tế quốc dân và dân sinh Gần 30 năm qua, ở khu vực này đã xây dựng trên 300 hồ chứa nước lớn nhỏ, là nơi có mật độ hồ đập vào loại cao ở nước ta, góp phần tích cực tạo nên những thay đổi lớn lao và nhanh chóng bộ mặt kinh tế-xã hội và ổn định chính trị, nâng cao đời sống nhân dân, góp phần xóa đói giảm nghèo, cải thiện môi trường sinh thái Tiêu biểu là các công trình: Phú Ninh, Khe Tân, Việt An (Quảng Nam), Sông Vệ, Núi Ngang (Quảng Ngãi), Hội Sơn, Thạch Hòa, Thuận Ninh, Vạn Hội (Bình Định), Đakuy, Đak Kấm, Đak Hơ Riêng (KomTum), Biển Hồ, Hoàng Ân, Ayun Hạ (Gia Lai), Krong Buk, Buôn Triết, EaKao, EaKnốp, Easoup (Đak Lak), Đạ Tẻ, Tuyền Lâm, Đạ Ròn, Cam Ly Thượng (Lâm Đồng), Phú Xuân, Suối Trầu, Đá Bàn, Am Chúa, Cam Ranh (Khánh Hòa), CK7 (Ninh Thuận), Ba Bầu, Sông Quao, Cà Giây (Bình Thuận) Trong đó có nhiều công trình là niềm tự hào của ngành thủy lợi nước ta về qui mô và các giải pháp kỹ thuật như: Phú Ninh, Đá Bàn, Ayun Hạ…

5

Hai hình công trình đập Hình 1.1 và 1.2

6

1.2 ĐẶC TRƯNG KHÍ HẬU KHU VỰC CÁC TỈNH PHÍA NAM [17]

Các tỉnh phía Nam nằm trong vùng nhiệt đới ẩm gió mùa, khí hậu phân thành hai mùa rõ rệt: Mùa mưa ẩm ướt và mùa nắng khô Nhiệt độ trung bình hằng năm từ 22 ÷ 270 C, lượng mưa bình quân hằng năm từ 150 ÷ 2500mm, ở vùng núi Trường Sơn, Tây Nguyên có khi lên đến 3500mm Độ ẩm lớn, dao động từ 80 ÷ 100%

1.2.1 Các đặc trưng khí hậu ở các tỉnh Tây nguyên

Do chịu ảnh hưởng chủ yếu của gió mùa Tây Nam nên ở Tây Nguyên mùa Hè – Thu có mưa nhiều, khá đều đặn thời tiết dễ chịu Ngược lại mùa Đông – Xuân hầu như không có mưa Đặc trưng khí hậu của khu vực này là:

– Nhiệt độ: là vùng có nhiệt độ cao, có xu hướng giảm dần từ Nam ra Bắc và từ thấp đến cao Xem bảng 1-1, 1-2, 1-3

– Độ ẩm: gió mùa Tây Nam (từ tháng 5 đến tháng 10) là thời kỳ có độ ẩm cao (từ 87 ÷ 90%) và gió mùa Đông Bắc (từ tháng 11 đến tháng 4) là thời kỳ khô hạn, độ ẩm thấp (từ 74 đến 81%), độ ẩm tương đối trung bình khoảng 80 đến 86%

– Lượng mưa: mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 12, mùa khô bắt đầu từ tháng

1 đến tháng 5

Bảng 1-1: Nhiệt độ không khí giảm dần theo độ cao địa hình

Độ cao (m) Nhiệt độ trung bình năm (0C)

Lượng mưa trung bình

Lượng mưa theo mùa so với cả năm

Lượng bốc hơi

Nhiệt độ trung bình cả năm

Nhiệt độ tháng nóng nhất

1.2.1 Các đặc trưng khí hậu các tỉnh ven biển Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ

Các tỉnh ven biển Nam Trung Bộ nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích

đạo, có mùa khô kéo dài, đồng thời mang khí hậu duyên hải

– Nhiệt độ trung bình hằng năm ở Nha Trang là 26oC, ở Phan Thiết 26,60C

– Độ ẩm trung bình hằng năm ở Nha Trang là 80.6%, ở Phan Thiết 80.7%

– Lượng mưa cũng chia thành 2 mùa rõ rệt, nhưng mùa khô kéo dài từ tháng

1 đến tháng 8, còn mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12

Trong khoảng thời gian mùa mưa thì mưa quá nhiều, mùa khô thì khô khắc nghiệt Do đó điều kiện khí hậu ở khu vực này ảnh hưởng rất lớn đến công tác thi công đắp đập

Với các đặc điểm khí hậu này làm cho quá trình trương nở, co ngót của đất loại sét phát triển rất phức tạp theo mùa và có ảnh hưởng đến sự ổn định của công trình đất đắp trong khu vực

8

Bảng 1-3: Nhiệt độ, lượng mưa và độ ẩm vùng Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ

trình (m)

Lượng mưa trung bình năm (mm)

Số ngày mưa (ngày)

Độ ẩm trung bình năm (%)

Nhiệt độ trung bình năm (0C)

Nhiệt độ tháng nóng nhất (0C)

* Ghi chú: Số ghi trong ngoặc chỉ tháng nóng nhất trong năm

1.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH (ĐCCT) VÀ NGUỒN VẬT LIỆU ĐẮP ĐẬP

1.3.1 Đặc điểm địa chất công trình

Tính chất các loại đất thường dùng để đắp đập Tây Nguyên và Nam Trung Bộ đã được nghiên cứu bởi nhiều tác giả [10,11,12] và đã có những hội nghị chuyên đề về đất đắp đập ở Tây Nguyên và Nam Trung Bộ [20] Đặc biệt các kết quả nghiên cứu của GS TSKH Nguyễn Văn Thơ [10,12], Tiến sĩ Trần Thị Thanh [8], đã tổng hợp được nhiều đặc điểm địa chất công trình của các loại đất thường dùng để đắp đập ở trong khu vực nghiên cứu

Theo kết quả nghiên cứu của GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ [11,12], các loại đất thường gặp trong khu vực Tây Nguyên và Nam Trung Bộ có thể chia thành 6 nhóm chính

Nhóm 1: Các trầm tích sông cổ và trẻ (aQ): Phân bố ở các thung lũng sông

lớn – nhỏ như sông Pô Cô, Sông Ba…

9

Phần bên trên là các trầm tích hiện đại phân bố ở các lòng sông và bãi bồi, chúng chưa được cố kết tự nhiên tốt Thành phần chính là bùn sét, bùn sét pha, cát rời kém chặt Các đơn nguyên theo thứ tự từ trên mặt xuống sâu và tính chất cơ lý các lớp đất này như sau:

– Lớp 1: Bùn sét, bùn á sét

– Lớp 2: Cát rời

Phần dưới của lớp 2 là các trầm tích cổ hơn và cố kết tốt hơn, nhưng khó khai thác

Nhóm 2: Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá Bazan trẻ (BQII,IV): Phân bố rộng rãi ở các vùng Long Khánh, Xuân Lộc, Vĩnh Cửu, … Bề dày lớp sườn tàn tích - tàn tích rất mỏng (1m đến 5m) và thường có lẫn đá tảng phong hóa sót lại Thời gian phong hóa muộn và chưa đủ nên lớp phủ phong hóa thường là sét pha lẫn dăm đá cục với độ cứng khác nhau Lớp dưới của lớp phủ này là đá

10

Bazan lỗ rỗng xen kẹp đặc-xít phân bố không có qui luật và bề dày không đồng nhất (hình 1.3)

Tính chất cơ lý của tầng phủ không phân chia (edQ), bảng 1-4

Nhóm 3: Sườn tàn tích (edQ) và tàn tích (eQ) trên đá Bazan cổ (BN2-Q1) Phân bố rộng rãi ở Tây Nguyên (Đaklắk, Gialai) và vùng Đông Nam bộ (Bình Phước)… bề dày lớp sườn tích, tàn tích khá lớn và thay đổi từ 10m đến 30m tùy thuộc vào vị trí địa lý, địa hình Phần đá gốc thường là Bazan đặc-xít xen ít Bazan lỗ rỗng Các đơn nguyên theo thứ từ trên xuống (như hình 1.4) và tính chất

cơ lý của các lớp này như sau:

– Lớp 1 (edQ): Sét màu nâu đỏ lẫn khoảng 5% sạn Laterite Laterite dạng hình cầu cứng chắc, chiều dày trung bình từ 2.0 ÷ 5.0m Đất tự nhiên có độ ẩm và hệ số rỗng cao, dung trọng khô thấp Tính chất cơ lý đất nguyên dạng trong bảng 1-5

– Lớp 2 (eQ): Sét màu nâu đỏ lẫn khoảng 20 ÷ 59% sỏi sạn Laterite Laterite cứng chắc, kích thước chủ yếu từ 1.0 ÷ 3.0 cm, bề dày trung bình từ 2.0 ÷ 4.0m Lớp này có mặt không thường xuyên trên mặt cắt, ở khu vực địa hình cao như khu vực tỉnh Bình Phước, Lâm Đồng (cao trình > 190m) rất thường gặp Các khu vực địa hình thấp (cao trình < 190m) như Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu lớp này chỉ xuất hiện rải rác Lớp 2 chỉ khác lớp 1 ở thành phần sỏi sạn nhiều hơn nên

36

CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG TRẠNG THÁI ĐỘ CHẶT – ĐỘ ẨM BAN ĐẦU CỦA ĐẬP ĐẤT ĐẾN TÍNH NÉN LÚN CỦA ĐẬP ĐẤT KHI THẤM NƯỚC

Đất là môi trường rời, phân tán gồm các hạt hoặc nhóm hạt liên kết với nhau, giữa chúng bao giờ cũng có lỗ rỗng [6] Độ chặt hay còn gọi là dung trọng khô là các đặc trưng quan trọng thể hiện gần như các tính chất vật lý và cơ học của một loại đất nhất định Mẫu đất có dung trọng khô lớn là điều kiện gần như tốt nhất để đất đạt trạng thái chịu lực tốt nhất Nói cách khác tính ổn định của khối đất đắp phụ thuộc vào độ bền của đất mà trong đó dung trọng khô và độ ẩm ban đầu đóng một vai trò quan trọng Hiện nay thiết bị sử dụng để xác định dung trọng khô tối ưu của đất đắp phổ biến và được nhiều quốc gia thống nhất cho phép trong qui phạm là thiết bị đầm nén Proctor (qui phạm Việt Nam gọi là phương pháp đầm nện tiêu chuẩn) như đã đề cập ở chương 1 Kết quả thí nghiệm đầm nện trong phòng bằng thiết bị đầm Proctor sẽ là cơ sở để chọn dung trọng khô thiết kế trong các công trình đất đắp Các mẫu đất sau khi đầm nén cần phải tiến hành nghiên cứu nhằm xác định lại các tính chất cơ lý của chúng mới có đầy

đủ cơ sở sử dụng cho công trình đập Nội dung của chương 2 này sẽ nghiên cứu

mức độ ảnh hưởng của độ chặt (γ c ) – độ ẩm (W) ban đầu đến các tính chất nén lún của đất có liên quan đến sự ổn định của khối đập trong khu vực nghiên cứu, từ đó làm cơ sở khoa học cho việc lựa chọn loại đất hợp lý

Tính nén lún của đất là tính chất đặc trưng quan trọng nhất, thể hiện khả năng làm thay đổi đáng kể cấu trúc của đất (thay đổi vị trí sắp xếp các hạt đất) dưới tác dụng của tải trọng (do tải trọng nén, do giảm độ ẩm, do đông tụ keo,…) gây ra hiện tượng giảm thể tích lỗ rỗng của đất

37

Trong cùng một loại đất, quan hệ giữa cỡ hạt, độ rỗng với nước (độ ẩm) trong đất có ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của đất Nói cách khác độ bền của đất phụ thuộc vào trạng thái độ chặt, độ ẩm của nó

Trong thân đập đất, sau khi thi công đầm nén xong, đất đạt được độ chặt, độ ẩm ban đầu nào đó (hay gọi là độ chặt γc - độ ẩm W ban đầu của đất) và thường ở trạng thái chưa bão hòa nước Sau khi hồ chứa nước, khối đất nằm dưới đường bão hòa dần dần bão hòa nước, khối đất nằm trên đường bão hòa chịu ảnh hưởng mao dẫn và nước ngấm, sau những mùa mưa kéo dài cũng tiến dần đến bão hòa [10]

Quá trình đất trong thân đập chuyển từ trạng thái không bão hòa sang bão hòa nước sẽ làm cho độ bền của nó thay đổi Sự thay đổi này phụ thuộc vào trạng thái độ chặt, độ ẩm ban đầu của đất sau khi thi công

Dưới tác dụng của ngoại lực hoặc trọng lượng bản thân khối đất bên trên, quá trình biến dạng lún xảy ra khi các hạt đất được xếp chặt hơn do các hạt trượt cục bộ, thu hẹp thể tích lỗ rỗng làm cho đất bị lún Các hạt muốn dịch chuyển được phải thắng lực ma sát và lực dính giữa chúng, tức là phải chịu ảnh hưởng sức chống cắt của đất [29] Do vậy tính nén lún của đất cũng phụ thuộc vào trạng thái độ chặt, độ ẩm ban đầu của nó Các thí nghiệm trong chương này nhằm nghiên

cứu ảnh hưởng độ chặt, độ ẩm ban đầu đến tính nén lún của khối đất đắp

38

Kỹ Thuật (Viện KHTL Miền Nam) được thực hiện trên các mẫu đất chế bị có các hệ số đầm nén (K) khác nhau theo phương pháp đầm nện tiêu chuẩn Proctor Cách chọn phương pháp thí nghiệm này cũng phù hợp với các kết quả nghiên cứu khác [12, 13, 14] Các tính chất vật lý chủ yếu của bốn nhóm mẫu chế bị dùng làm thí nghiệm được ghi ở bảng 2-1 và kết quả đầm nện được thể hiện trên hình 2.3, 2.4, 2.5 và 2.6

Bảng 2-1

Giá trị đầm Proctor

Tỉ trọng

Độ bão hòa

Hệ số rỗng

Giới hạn Atterberg

Công trình

Wopt γcmax ∆ Sr e0 WL WP IP

Mô tả đất

Hình 2.1: Lấy mẫu hiện trường

39

Hình 2.1a: Thí nghiệm đầm nện Proctor

Hình 2.2b: Chế bị mẫu thí nghiệm

.max =1 81 opt =16

γ

Sr=1

CÔNG TRÌNH: HỒ CHỨA NƯỚC SÔNG QUAO - VL1 (BÌNH THUẬN)

HÌNH 2.4: ĐƯỜNG CONG ĐẦM NỆN PROCTOR

86.1

γ

Sr=1

CÔNG TRÌNH: HỒ CHỨA NƯỚC CÀ GIÂY (BÌNH THUẬN)

HÌNH 2.6: ĐƯỜNG CONG ĐẦM NỆN PROCTOR

74.1

γ

42

2.2 ẢNH HƯỞNG ĐỘ CHẶT – ĐỘ ẨM BAN ĐẦU ĐẾN TÍNH LÚN ƯỚT CỦA ĐẬP ĐẤT

2.2.1 Khái niệm hệ số lún ướt tương đối a m [1]: Lún ướt là hiện tượng đất bị

giảm thể tích do lún thêm khi bị thấm nước mà không tăng tải trọng tác dụng lên đất Tính lún ướt của đất được biểu thị bằng hệ số lún ướt tương đối am, xác định theo công thức:

h

- t

t

s m

2.2.2 Kết quả đã nghiên cứu về tính lún ướt của đất trong luận văn Thạc sỹ

Nguyễn văn Cữu [2] (GS TSKH Nguyễn Văn Thơ hướng dẫn) đã đưa ra kết luận về giới hạn độ ẩm của đất theo hệ số đầm nén (K) nhằm tránh hiện tượng lún ướt trong đất đắp, ta có thể chọn dung trọng khô và độ ẩm ban đầu cho đất sét pha ở miền Trung theo các điều kiện sau:

– W ≥ 0.88WP , khi K = 0.90, với WP: độ ẩm của đất ở giới hạn dẻo

– W ≥ 0.64WP , khi K = 0.95

– W ≥ 0.39WP , khi K = 1

43

2.2.3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm (TCVN 4200 – 1995): sau khi mẫu đã

được chế bị theo độ ẩm và độ chặt thí nghiệm ta tiến hành theo các bước sau:

– Bước 1: cho mẫu vào dao vòng (đã biết khối lượng và thể tích), cân lại khối lượng dao và đất để xác định lại dung trọng chế bị

– Bước 2: cho mẫu vào hộp nén Ôđometer, chỉnh cân bằng đòn gia tải, khóa chốt

– Bước 3: bắt đầu gia tải P = 1kG/cm2 (mẫu ở trạng thái khô), ghi lại số đọc độ lún theo thời gian cho đến khi độ lún ổn định (<0.001mm), ghi lại giá trị độ lún ổn định

– Bước 4: nếu cho lún ướt tại tải P = 1 kG/ cm 2, cho nước cất vào và ghi nhận giá trị lún thêm theo thời gian tại tải không đổi là P = 1 kG/ cm2 cho đến khi đạt độ lún ổn định, ghi lại giá trị độ lún này

– Bước 5: tiếp tục gia tải P = 2 kG/cm2 (hộp nén đang có nước), ghi lại giá trị độ lún theo thời gian cho đến khi đạt độ lún ổn định, ghi lại giá trị độ lún này Tiếp tục tượng tự cho tải kế tiếp P = 3 kG/cm2, P = 4 kG/cm2

Làm tương tự cho tải lún ướt P = 2, 3, 4 kG/cm2

44

Hình 2.7: Thiết bị nén lún trong phòng

Hình 2.8: Thí nghiệm nén lún và nén lún ướt

Hình 2.8: Thí nghiệm nén lún và nén lún ướt

45

2.2.4 Kết quả thí nghiệm

2.2.4.1 Trường hợp thí nghiệm nén khô và nén ướt của các nhóm mẫu đất Sông Quao được chế bị có độ chặt, độ ẩm ban đầu ứng với hệ số đầm nén K = 0.90, 0.95, 1 thuộc nhánh trái đường cong đầm nén Proctor Tính chất vật lý của mẫu chế bị được ghi ở bảng 2-2 và được thể hiện ở các biểu đồ hình 2.9, 2.10, 2.11

Bảng 2-2

lún ướt P =

0.487

lún ướt P = 3kG/cm 2

0.525 0.582

0.504

0.592

0.580 0.607

Hình 2.9: Biểu đồ nén khô và nén ướt với K = 0.9 (γ c = 1.63, W = 10.5 %)

46

ĐƯỜNG CONG NÉN KHÔ & LÚN ƯỚT

0.482 0.520

lún ướt P = 1kG/cm 2

0.527

0.514

0.503 lún ướt P =

Hình 2.10: Biểu đồ nén khô và nén ướt với K = 0.95 (γ c = 1.72, W = 12.0 %)

ĐƯỜNG CONG NÉN KHÔ & NÉN LÚN ƯỚT

0.461 0.464

0.431

0.446

0.437

lún ướt P = 1kG/cm 2

0.456

0.439 0.446

lún ướt P = 2kG/cm2

0.455 0.456

lún ướt P = 3kG/cm 2

0.448 0.452

0.459

0.457 0.454

lún ướt P = 4kG/cm 2

Hình 2.11: Biểu đồ nén khô và nén ướt với K = 1 (γ cmax = 1.81, W = 16.0 %)

47

™ Kết quả thí nghiệm hệ số lún ướt tương đối (am) của các nhóm mẫu chế bị có độ chặt, độ ẩm ban đầu ứng với hệ số đầm nén K = 0.9, 0.95, 1 thuộc nhánh trái đường cong đầm nện Proctor được ghi ở bảng 2-3,như sau:

%

P = 1 kG/cm2

2 kG/cm2

3 kG/cm2

4 kG/cm2

– K = 0.95 mẫu đất bắt đầu phát sinh lún ướt tại cấp áp lực P = 3kG/ cm2

– K = 1 (γc = γcmax = 1.81 và W = Wopt = 16.0%): mẫu đất không bị phát sinh lún ướt tại tất cả các cấp áp lực

2.2.4.2 Trường hợp thí nghiệm nén khô và nén ướt của các nhóm mẫu đất Sông Quao được chế bị có dung trọng khô γc ứng với hệ số đầm nén K = 0.9, 0.95 với cùng độ ẩm tối ưu ban đầu (W = Wopt = 16%) Chỉ tiêu vật lý chủ yếu ghi ở bảng 2-4 và được thể hiện bằng biểu đồ các hình 2.12 và 2.13

0.572

0.544 0.532 0.556

0.515

0.587 lún ướt P = 1kG/cm 2

0.601

0.585

lún ướt P = 2kG/cm2

0.584

lún ướt P = 3kG/cm 2

0.527

lún ướt P =

0.562 0.531

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ∆ 2.65 K γcb Wcb Sr eo

NHÓM MẪU CHẾ BỊ THEO WL 35 0.90 1.63 16.0 68 0.626CÁC HỆ SỐ ĐẦM NÉN WP 20 0.95 1.72 16.0 78 0.541

K = 0.9, 0.95, 1 IP 15 1 1.81 16.0 91 0.464

49

ĐƯỜNG CONG NÉN KHÔ & NÉN LÚN ƯỚT

0.502 0.492

0.462

0.541

0.476 0.514

0.459

0.487

0.472

lún ướt P = 1kG/cm2lún ướt P = 2kG/cm 2

0.516

0.503

0.492

lún ướt P = 3kG/cm 2

0.463 0.482

lún ướt P = 4kG/cm2

Hình 2.13: Biểu đồ nén khô &ø nén ướt với K = 0.95 (γ c = 1.72, W = W opt = 16 %)

™ Kết quả thí nghiệm hệ số lún ướt tương đối (am) của các nhóm mẫu chế bị có độ chặt ứng với hệ số đầm nén K = 0.9, 0.95 và độ ẩm ban đầu W = Wopt = 16% được ghi trong bảng 2-5, như sau:

%

P = 1 kG/cm2

2 kG/cm2

3 kG/cm2

4 kG/cm2

™ Nhận xét và kết luận: từ kết quả thí nghiệm ở bảng 2-5 cho thấy rằng:

– K = 0.90: đất phát sinh lún ướt tại mọi cấp áp lực

– K = 0.95: đất bắt đầu phát sinh lún ướt tại cấp P ≥ 3kG/cm2

50

2.2.4.3 Trường hợp thí nghiệm nén khô và nén ướt của các nhóm mẫu đất lấy trong lõi đập Easoup thượng được chế bị có dung trọng khô γc ứng với hệ số đầm nén K = 0.9, 0.95 với cùng độ ẩm tối ưu ban đầu (W = Wopt = 17.0%) Chỉ tiêu vật lý chủ yếu ghi ở bảng 2-6 và được thể hiện bằng biểu đồ các hình 2.14 và 2.15

ĐƯỜNG CONG NÉN KHÔ & LÚN ƯỚT

0.737

0.694 0.737

0.601

0.590 0.571

0.629 0.647

0.615 0.680

lún ướt P = 1kG/cm2

0.692

0.662 0.635

lún ướt P = 2kG/cm2

0.661 0.639

lún ướt P = 3kG/cm2lún ướt P = 4kG/cm 2

Hình 2.14: Biểu đồ nén khô &ø nén ướt với K = 0.9 (γ c = 1.56, W = 17.0 %)

51

ĐƯỜNG CONG NÉN KHÔ & NÉN LÚN ƯỚT

0.612 0.603

lún ướt P = 2kG/cm2

0.631

0.611

0.598

lún ướt P = 3kG/cm 2

0.576 0.584

0.591

lún ướt P = 4kG/cm2

Hình 2.15: Biểu đồ nén khô &ø nén ướt với K = 0.95 (γ c = 1.63, W= 17.0 %)

™ Kết quả thí nghiệm hệ số lún ướt tương đối (am) của các nhóm mẫu chế bị có độ chặt ứng với hệ số đầm nén K = 0.9, 0.95 và độ ẩm ban đầu W = Wopt = 17.0% được ghi trong bảng 2-7 như sau:

%

P = 1 kG/cm2

2 kG/cm2

3 kG/cm2

4 kG/cm2

52

™ Nhận xét và kết luận: từ kết quả thí nghiệm cho ở bảng 2-7 cho ta nhận xét sau:

– Khi K = 0.90: đất chưa bị lún ướt tại cấp áp lực P = 1kG/cm2, nhưng mẫu

bị lún ướt dưới cấp áp lực P > 1kG/cm2 Vì hệ số lún ướt tương đối am = 0.08 < 0.01 xem như chưa lún ướt

– Khi K = 0.95: khi thấm nước đất không bị phát sinh lún ướt dưới các cấp áp lực P ≤ 3kG/cm2

2.3 ẢNH HƯỞNG MỨC ĐỘ BÃO HÒA (S r ) ĐẾN TÍNH NÉN LÚN CỦA MẪU ĐẤT CÓ HỆ SỐ ĐẦM NÉN (K) KHÁC NHAU

2.3.1 Thí nghiệm nén khô và nén bão hòa với nhóm mẫu có độ ẩm – độ chặt khác

nhau thuộc nhánh trái đường cong đầm nện Proctor Chỉ tiêu vật lý nhóm mẫu thí nghiệm được ghi ở bảng 2-8 và biểu đồ nén lún được thể hiện ở hình 2.16

Bảng 2-8

TÍNH CHẤT VẬT LÝ BAN ∆ 2.65 K γcb Wcb Sr eo TÍNH CHẤT VẬT LÝ S r W bh

THEO CÁC HỆ SỐ ĐẦM NÉN WP 20 0.95 1.72 12.0 59 0.541 SAU KHI NGÂM BẢO 81 22

53

ĐƯỜNG CONG NÉN LÚN

0.626

0.420 0.383

0.608

0.593

0.581 0.572

0.464 0.509

nén bảo hòa

0.481 0.505

nén khô

0.527

0.498

0.435 0.456

0.487 0.541

0.459

0.456

0.454 0.4520.426

0.405

0.391 0.464

Hình 2.16: Đường cong nén khô &ø bão hòa có K = 0.90, 0.95, 1

Bảng 2-9: Kết quả thí nghiệm

Trạng thái độ chặt, độ ẩm ban

đầu của mẫu chế bị Hệ số rỗng ei dưới các cấp áp lực Pi (kG/cm

54

Bảng 2-10: so sánh hệ số nén lún theo mức độ bão hòa

Trạng thái độ chặt, độ ẩm ban Độ lệch α Độ lệch β Hệ số nén lún ai dưới cấp ban đầu của mẫu chế bị tương đối tương đối áp lực nén Pi (kG/cm2)

– Ở cùng một hệ số đầm nén K, nghĩa là cùng một dung trọng khô ban đầu, mẫu đất bão hòa nước có tính nén lún lớn hơn mẫu ở trạng thái khô

– Khi K = 1 tính nén lún của mẫu khô và mẫu bão hòa nước chênh lệch nhau không nhiều là do độ lệch tương đối của độ ẩm (α = 20%) và độ bão hòa (β

= 7.14) lệch nhau không nhiều so với khi:

+ K = 0.95: độ lệch tương đối độ ẩm giữa mẫu khô và mẫu bão hòa là 45.45% Độ bão hòa lệch β = 27.16% xem bảng 2-10

+ K = 0.90: độ lệch tương đối độ ẩm giữa mẫu khô và mẫu bão hòa là α = 52.27% Độ bão hòa lệch β = 51.11% xem bảng 2-10

– Sự chêch lệch lớn của độ ẩm W và độ bão hòa Sr sẽ dẫn đến sự chênh lệch lớn về tính nén lún của mẫu đất Chính sự tăng tính nén lún lớn khi mẫu bão hòa nước sẽ gây ra sự lún ướt lớn trong khối đất đắp đập có dung trọng nhỏ

55

2.3.2 Trường hợp thí nghiệm nén khô và nén bão hòa với nhóm mẫu có độ chặt

khác nhau (K = 0.90, 0.95) và có cùng độ ẩm tối ưu Wopt = 13.7%

2.3.2.1 Thí nghiệm mẫu đất, mỏ vật liệu Sông Quao với độ ẩm bằng độ ẩm tối ưu (W = Wopt = 13.7%) Bảng chỉ tiêu vật lý của mẫu thí nghiệm cho ở bảng 2-11 và biểu đồ nén lún trên hình 2.17

Bảng 2-11

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ∆ 2.7 K γcb W cb S r e o TÍNH CHẤT VẬT LÝ S r W bh

NHÓM MẪU CHẾ BỊ THEO W L 29 0.95 1.77 13.7 70 0.525 CỦA NHÓM MẪU 99 19.3

CÁC HỆ SỐ ĐẦM NÉN W P 15 1 1.86 13.7 82 0.452 SAU KHI NGÂM BẢO 100 17.0

K= 0.95, 1 I P 14 HÒA, K = 0.95, 1

ĐƯỜNG CONG NÉN LÚN

0.452

0.393 0.452

0.365

0.491

0.472

0.458 nén khô

56

2.3.2.2 Kết quả thí nghiệm và so sánh ở bảng 2-12 và 2-13

Bảng 2-12: Kết quả thí nghiệm

Trạng thái độ chặt, độ ẩm ban

đầu của mẫu chế bị Hệ số rỗng ei dưới các cấp áp lực Pi (kG/cm

Bảng 2-13: So sánh hệ số nén lún theo mức độ bão hòa

Trạng thái độ chặt, độ ẩm ban Độ lệch α Độ lệch β Hệ số nén lún ai dưới cấp đầu của mẫu chế bị tương đối tương đối áp lực nén Pi (kG/cm2)

2.3.3 Thí nghiệm mẫu đất mỏ vật liệu hồ chứa nước Cà Giây với độ ẩm bằng độ

ẩm tối ưu (W = Wopt = 15.5%)

2.3.3.1 Chỉ tiêu vật lý của mẫu thí nghiệm (bảng 2-14) và biểu đồ nén lún thể hiện trên hình 2.18

Bảng 2-14: Chỉ tiêu vật lý của mẫu thí ghiệm

TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ∆ 2.72 K γcb W cb S r e o TÍNH CHẤT VẬT LÝ S r W bh

NHÓM MẪU CHẾ BỊ THEO

CÁC HỆ SỐ W L 33 0.95 1.76 15.5 77 0.545 CỦA NHÓM MẪU 99 19.9

ĐẦM NÉN K= 0.95, 1 W P 17 1 1.86 15.5 91 0.462 SAU KHI NGÂM BẢO 99 16.9

57

ĐƯỜNG CONG NÉN LÚN

0.439 0.416 0.387

0.476 0.492

0.545

nén khô

0.466 0.454

0.409

0.397 0.430

K = 0.95

K = 1

2.3.3.2 Kết quả thí nghiệm và so sánh

Bảng 2-15: Kết quả thí nghiệm

Trạng thái độ chặt, độ ẩm ban

đầu của mẫu chế bị Hệ số rỗng ei dưới các cấp áp lực Pi (kG/cm

58

Bảng 2-16: So sánh hệ số nén lún theo mức độ bão hòa

Trạng thái độ chặt, độ ẩm ban Độ lệch α Độ lệch β Hệ số nén lún ai dưới cấp đầu của mẫu chế bị tương đối tương đối áp lực nén Pi (kG/cm2)

2.3.4 Nhận xét và kết luận về tính nén lún của mẫu đất có hệ số đấm nén khác

nhau ở mức độ bão hòa nước khác nhau cho các trường hợp trên:

– Sự gia tăng tính nén lún của mẫu đất được bão hòa nước càng lớn khi mẫu đất ban đầu có độ ẩm và độ bão hòa càng nhỏ Cần chú ý đặc điểm này khi thiết kế và xây dựng công trình đập đất

– Các kết quả thí nghiệm nén khô và nén bão hòa trên các nhóm mẫu có hệ số đầm nén (K) khác nhau nhưng cùng độ ẩm tối ưu Wopt đều cho kết quả là tính nén lún của mẫu đất nhỏ Đặc biệt đều này đúng hơn khi K ≥ 0.95 Điều này cũng phù hợp với tài liệu đã được xuất bản [12] của Giáo sư tiến sỹ Nguyễn Văn Thơ

2.4 NHẬN XÉT CHUNG VỀ TÍNH CHẤT NÉN LÚN VÀ LÚN ƯỚT CỦA CÁC NHÓM MẪU ĐÃ THÍ NGHIỆM

– Các kết quả thí nghiệm trong bảng 2-3, 2-5, 2-7 cho thấy rằng: lún ướt không xảy ra đối với những mẫu thí nghiệm có dung trọng khô γc = γcmax , độ ẩm

W = Wopt Ở những mẫu thí nghiệm có γc = 0.95γcmax bắt đầu có phát sinh lún ướt nhưng không lớn

– Trong các bảng kết quả thí nghiệm bảng 2-9, 2-12 và 2-15 thể hiện hệ số nén lún thay đổi lớn theo độ ẩm trong khi dung trọng khô thay đổi trong phạm vi

59

hẹp Do sự thay đổi lớn tính nén lún khi tăng độ ẩm của các mẫu thí nghiệm, nên xuất hiện sự lún ướt Từ lâu tính lún ướt của đất đã được các nhà thiết kế đặc biệc quan tâm, vì đây là nguyên nhân gây ra xói ngầm, tạo ra các hang ổ trong thân đập

– Trên các hình 2.16, 2.17 và 2.18 đã trình bày đường cong nén lún của các mẫu chế bị trong hai trường hợp khác nhau: nén mẫu chế bị ở trạng thái khô và mẫu ở trạng thái bão hòa nước có độ ẩm bằng độ ẩm bão hòa cho thấy: ở trạng thái khô, đất có tính nén lún nhỏ, nhưng khi cho bão hòa mẫu tính nén lún của đất tăng rất lớn

60

CHƯƠNG 3: KHẢ NĂNG TRƯƠNG NỞ CỦA ĐẤT LOẠI SÉT VỚI CÁC HỆ SỐ ĐẦM NÉN (K) KHÁC NHAU

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Phần lớn đất loại sét thường được dùng làm vật liệu đất đắp cho các công trình đất Theo tài liệu thống kê về các mỏ vật liệu đã dùng đắp đập ở tỉnh Khánh Hòa [24] thì có đến 75% mỏ vật liệu thuộc loại đất sét pha, 20% thuộc loại sét và 5% thuộc loại đất cát pha

Sự trương nở là kết quả của quá trình thủy hợp của đất làm cho thể tích khối đất tăng lên Thể tích của đất tăng lên chủ yếu do sự hình thành nước liên kết yếu ở trong đất Vỏ nước liên kết được hình thành xung quanh các hạt keo, sét làm giảm lực dính giữa các hạt, phân ly chúng và gây ra sự tăng thể tích Sự trương nở có quan hệ chặt chẽ với thể tích của đất Trong quá trình trương nở không chỉ thể tích của đất được nâng lên, mà còn làm giảm tính dính của nó do sự làm giảm yếu đáng kể lực dính kết giữa các hạt đất riêng lẻ

Để góp phần giải quyết bài toán ổn định cho công trình đập trong nhiều trường hợp phải tính đến sự ổn định của khối đất khi tiếp xúc với nước Đặc biệt là khả năng trương nở của đất loại sét trong điều kiện khí hậu khô và ẩm theo mùa ở các tỉnh phía nam

Trong thực tế có hai hệ thống thí ngiệm trương nở và phân cấp trương nở theo thể tích