Tóm tắt luận án: Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc đất không bão hòa.

Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc đất không bão hòa.Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc đất không bão hòa.Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc đất không bão hòa.Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc đất không bão hòa.Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc đất không bão hòa.Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc đất không bão hòa.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi

Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Hoàng Việt Hùng

Người hướng dẫn khoa học 2: GS Nguyễn Công Mẫn

Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Huy Phương - Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 2: PGS.TSKH Trần Mạnh Liểu - Trường Đại học Khoa học Tự

nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội

Phản biện 3: PGS.TS Đoàn Thế Tường - Viện Địa kỹ thuật

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

Room 5 - K1, trường Đại học Thủy lợi, 175 Tây Sơn, Đống Đa, Hà Nội vào lúc 8 giờ 30 ngày 23 tháng 12 năm 2020

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Quốc gia;

- Thư viện Trường Đại học Thủy lợi

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm vừa qua, ở nước ta đã xảy ra hàng loạt sự cố công trình liênquan đến hiện tượng trượt lở mái dốc gây thiệt hại lớn về người và tài sản Hiệntượng trượt lở không chỉ xảy ra đối với các mái dốc tự nhiên, mà còn là sự cốthường xuyên đối với mái dốc đất đắp như đường, đê, đập, hố móng Mộttrong những tác nhân chính dẫn đến mất ổn định mái dốc là do mưa Gần đâynhất là vào tháng 10 năm 2020, một loạt các sự cố trượt lở đất liên tiếp xảy ra ởmiền Trung Việt Nam đã để lại những hậu quả thảm khốc

Áp lực nước lỗ rỗng và cường độ kháng cắt của đất là những yếu tố quan trọngkhi đánh giá ổn định mái dốc Các quan niệm truyền thống của cơ học đất đềugiả thiết đất bão hòa hoàn toàn khi nằm dưới mực nước ngầm và khô hoàn toànkhi nằm trên mực nước ngầm Tuy nhiên, kết quả nghiên cứu của nhiều nhàkhoa học đã chứng minh sự gia tăng của cường độ kháng cắt trong đất khôngbão hòa (KBH) là do tác dụng của áp lực nước lỗ rỗng âm [1], [2]; tức là làmtăng hệ số ổn định của mái dốc Vì vậy, cần thiết phải áp dụng các nguyên lýtính toán của cơ học đất KBH trong phân tích ổn định mái dốc, đặc biệt lànhững nơi có mực nước ngầm ở dưới sâu

Đối với đất KBH, đường cong đặc trưng đất nước (SWCC) được coi là thông sốquan trọng, nó thường được dùng để xác định các đặc tính của đất KBH như hệ

số thấm, cường độ kháng cắt và biến thiên thể tích của đất [3], [4] Phươngtrình SWCC đều chứa các tham số hiệu chỉnh và giá trị của các tham số này tùythuộc và đặc điểm riêng biệt của từng loại đất ở các vùng miền khác nhau Tuynhiên, các số liệu về SWCC của các loại đất ở Việt Nam còn rất hạn chế Vìvậy, cần thiết bổ sung các nghiên cứu về đất KBH để cung cấp thêm dữ liệu,làm cơ sở xây dựng SWCC một cách phù hợp hơn cho các loại đất ở Việt Nam.Khi nghiên cứu các tác động của mưa đến ổn định mái dốc, nhiều tác giả trênthế giới và Việt Nam đã sử dụng mô hình số để nghiên cứu quy luật biến đổi áp

lực nước lỗ rỗng (lực hút dính) và hệ số ổn định mái dốc theo thời gian trongquá trình mưa Tuy nhiên, các số liệu thực nghiệm về lượng mưa xâm nhập vàomái dốc, sự thay đổi của áp lực nước lỗ rỗng trong quá trình mưa và sau khidừng mưa vẫn chưa thực sự rõ ràng Vì vậy, cần có những nghiên cứu khoa học

cụ thể, nhằm làm sáng tỏ bản chất, quá trình tác động của mưa đến sự ổn địnhmái dốc của đất KBH để có những giải pháp công trình phù hợp và hiệu quả

Với những lý do nêu trên, đề tài ‘Nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc đất không bão hòa’ là thực sự cần thiết và mang nhiều ý nghĩa

khoa học thực tế

2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu sự thay đổi của hệ số ổn định mái dốc đất không bão hòa dưới tác động của mưa

3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

3.1 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu quá trình biến đổi áp lực nước lỗrỗng trong mái dốc dẫn đến sự thay đổi cường độ kháng cắt của đất và hệ số ổnđịnh mái dốc của các loại mái dốc đất đắp công trình thủy lợi như đê, đập.3.2 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là mái dốc đất không bão hòa đắp bằng đất đa nguồn gốc phân bố ở phía Bắc Việt Nam

4. Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu bao gồm: Nghiên cứu tổng quan về ổn định mái dốc đấtkhông bão hòa ở trên thế giới và Việt Nam; nghiên cứu cơ sở lý thuyết về cơhọc đất không bão hòa liên quan đến tính toán ổn định mái dốc; nghiên cứuthực nghiệm xác định các đặc trưng của đất không bão hòa; nghiên cứu chế tạománg thí nghiệm và dàn tạo mưa; nghiên cứu thực nghiệm quá trình nước mưaxâm nhập vào mái dốc; nghiên cứu thực nghiệm cơ chế biến thiên áp lực nước

lỗ rỗng trong mái dốc trong quá trình mưa và sau khi dừng mưa; ứng dụng kết

quả nghiên cứu để phân tích, đánh giá ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốcđất đắp không bão hòa cho một số công trình thực tế.

5. Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp được áp dụng trong đề tài: Phương pháp lý thuyết; phươngpháp thực nghiệm trong phòng và hiện trường xác định các đặc trưng của đấtkhông bão hòa; phương pháp mô hình số và phương pháp chuyên gia

6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

6.1 Ý nghĩa khoa học:

- Đóng góp bộ cơ sở dữ liệu về các đặc trưng của đất KBH ở Việt Nam

- Thực nghiệm xác định được lượng nước mưa xâm nhập vào mái dốc và

cơ chế biến thiên áp lực nước lỗ rỗng trong mái dốc trong quá trình mưa

và sau khi dừng mưa

- Góp phần chính xác hóa trong tính toán, phân tích ổn định mái dốc trên

cơ sở khoa học đất không bão hòa

7. Cấu trúc của luận án

Ngoài phần mở đầu, phần kết luận và kiến nghị, luận án được trình bày trong 5chương bao gồm: Chương 1: Tổng quan nghiên cứu về ổn định mái dốc đấtkhông bão hòa; Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định mái dốc đất khôngbão hòa; Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm xác định các đặc trưng của đấtkhông bão hòa; Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của mưa lênmái dốc đất đắp; Chương 5: Ứng dụng kết quả nghiên cứu tính toán cho một số

mái dốc công trình thủy lợi.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

ĐẤT KHÔNG BÃO HÒA

1.1 Tổng quan về phân tích ổn định mái dốc

1.1.1Các phương pháp phân tích ổn định mái dốc

Hiện nay có nhiều phương pháp (PP) để phân tích ổn định mái dốc, các PP nàyđược phân thành ba nhóm chính là PP cân bằng giới hạn, PP phân tích giới hạn

và PP số

1.1.2Phân tích ổn định mái dốc trên cơ sở khoa học đất không bão hòa

Có 2 PP để xét ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng âm khi phân tích ổn địnhmái dốc đất không bão hòa là PP “lực dính toàn phần” và PP “cường độ khángcắt mở rộng”

1.2 Tầm quan trọng của cơ học đất không bão hòa

1.2.1Môi trường đất không bão hòa

Fredlund và Rahardjo (1993) đã đưa ra quá trình thay đổi áp lực nước lỗ rỗng ởvùng đất nằm trên đường bão hòa khi có mưa và bốc hơi như ở Hình 1.1 [1].1.2.2 Các trường hợp điển hình liên quan đến cơ học đất không bão hòa

Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều loại công trình làm việc liên quan đến cơhọc đất không bão hòa Chẳng hạn như quá trình thi công và vận hành của đậpđất, mái dốc tự nhiên hoặc mái hố móng chịu tác động của mưa Ở trong cáctrường hợp này, rõ ràng xuất hiện hai vùng đất riêng biệt ở bên trên và bên dướiđường bão hòa

1.3 Tổng quan nghiên về cứu cường độ kháng cắt đất không bão hòa

1.3.1Khái niệm đường cong đặc trưng đất-nước

Đường cong đặc trưng đất- nước (SWCC) là mối quan hệ giữa lượng chứa nướctrong đất và lực hút của đất SWCC được coi là thông số trung tâm của đấtkhông bão hòa, nó được dùng để xác định các đặc tính của đất không bão hoànhư hệ số thấm, cường độ chống cắt và biến thiên thể tích (Hình 1.5)

Hình 1.1 Phân bố áp lực nước lỗ rỗng

trong đới không bão hòa [1]

Hình 1.5 Đường cong đặc trưng đất

nước điển hình [1]

1.3.2Cường độ kháng cắt của đất không bão hòa

Đối với đất bão hòa, Tezaghi (1936) sử dụng tiêu chuẩn phá hoại Coulomb biểu diễn phương trình cường độ kháng cắt như ở phương trình (1-1).Đối với đất không bão hòa, Fredlund và cộng sự (1978) sử dụng tổ hợp biếntrạng thái ứng suất là ứng suất pháp thực (- ua) và lực hút dính (ua-uw) để biểuthị cường độ kháng cắt, phương trình (1-2) có dạng:

Mohr-f= c’+(-uw) tg uw) tg ’ (1-1) f= c’+( – ua) tg’+(ua – uw) tgb (1-2)1.3.3 Tình hình nghiên cứu về SWCC và cường độ kháng cắt của đất không bão hòa trên thế giới

Các nghiên cứu đều chỉ ra xu hướng biến thiên của giá trị khí vào (AEV) và lựchút dính dư tăng dần khi thay đổi từ đất cát đến đất bụi, đất á sét và đất sét

1.3.4 Tình hình nghiên cứu về SWCC và cường độ kháng cắt của đất không bão hòa ở Việt Nam

Các nghiên cứu thực nghiệm về SWCC và cường độ kháng cắt đất khôngkhông bão hòa ở Việt Nam còn rất hạn chế do thiếu các thiết bị thí nghiệm liênquan Toan (2016) đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của thành phần hạt và trọnglượng riêng của đất đến AEV và lực hút dính dư cho một số loại đất dọc bờsông Hồng khu vực Hà Nội Tuy nhiên thiết bị thí nghiệm được hỗ trợ bởitrường đại học Ibaraki, Nhật Bản Hương (2013), đã tiến hành thí nghiệm xácđịnh SWCC và cường độ kháng cắt của các loại đất ở 3 địa phương khác nhau củaViệt Nam là Quảng Ninh, Yên Bái và Ninh Thuận

ẩ

m trọ

ng lư ợn

g (%

Vùng chuyển tiếp Giá trị khí vào Điểm uốn Vùng tàng dư

Lực hút dính (kPa)

Lực hút dính dư Biên ảnh hưởng

1.4 Tổng quan nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc đất không bão hòa

1.4.1Ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc

Mưa là tác nhân chủ yếu dẫn đến mất ổn định mái dốc Khi có mưa, nước mưaxâm nhập vào mái dốc làm tăng độ ẩm, tăng trọng lượng, tăng áp lực nước lỗrỗng, giảm cường độ kháng cắt, dâng cao mực nước ngầm và dẫn đến giảm hệ

số ổn định mái dốc Các sự cố về trượt lở đất liên quan đến mưa đã xảy ra ởnhiều nơi trên thế giới và Việt Nam, gây tổn thất lớn về tài sản và con người.1.4.2 Tình hình nghiên cứu ảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc đất không bão hòa trên thế giới và Việt Nam

Nhiều tác giả trên thế giới và Việt Nam đã sử dụng mô hình số để nghiên cứuảnh hưởng của mưa đến ổn định mái dốc Các quy luật nghiên cứu đều cho thấyquá trình gia tăng áp lực nước lỗ rỗng dẫn đến giảm cường độ kháng cắt vàgiảm hệ số ổn định mái dốc trong quá trình mưa Một số tác giả đã thiết lậpđược biểu đồ tương quan giữa hệ số ổn định mái dốc ở các thời điểm khác nhauđối với các trận mưa có thời gian kéo dài khác nhau

1.5 Kết luận chương 1

Đối với đất không bão hòa, SWCC được coi là thông số quan trọng nhất Tuynhiên, việc xác định SWCC bằng thực nghiệm thường rất tốn kém và mất nhiềuthời gian Trong khi đó, ở Việt Nam thì các thiết bị thí nghiệm để xác địnhSWCC còn rất hạn chế Vì vậy, việc xác định SWCC bằng các phương trìnhthực nghiệm có sử dụng các tham số hiệu chỉnh phù hợp với đặc tính của đất ởViệt Nam là có giá trị thực tế

Trong thực tế, các sự cố công trình về mất ổn định mái dốc phần lớn liên quanđến mưa Tuy nhiên, điều kiện biên về lượng mưa xâm nhập vào mái dốc, cơchế biến thiên của áp lực nước lỗ rỗng trong quá trình mưa và sau khi dừngmưa vẫn chưa thực sự sáng tỏ Vì vậy, các nghiên cứu thực nghiệm trong điềukiện ở Việt Nam sẽ được tiến hành nhằm đánh giá ảnh hưởng của mưa lên máidốc và ứng dụng vào các bài toán thực tế

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

ĐẤT KHÔNG BÃO HÒA

2.1 Các biến trạng thái ứng suất của đất không bão hòa

Đối với đất không bão hòa, có ba tổ hợp có thể dùng làm biến trạng thái ứngsuất đó là ( - ua) và (ua - uw); ( - uw) và (ua - uw); ( - ua) và ( - uw) Trongcác tổ hợp trên, thì tổ hợp biến trạng thái ứng suất ( - ua) và (ua - uw) đượcchấp nhận rộng rãi nhất đối với đất không bão hòa

2.2 Lực hút dính của đất không bão hòa và cách xác định

Lực hút dính (ua - uw) là hiệu số của áp lực khí lỗ rỗng, ua, thường là áp lực khíquyển ở ngoài trời và áp lực nước lỗ rỗng, uw Hiện nay có thể đo lực hút dínhbằng phương pháp đo trực tiếp hoặc bằng phương pháp đo gián tiếp

Căng kế (Tensometer) là loại thiết bị để đo trực tiếp lực hút dính trong đất Tuynhiên, nhược điểm của căng kế là chỉ đo giá trị lực hút dính ở dải thấp Phươngpháp đo lực hút dính gián tiếp bằng cảm biến có thể cho phép xác định lực hútdính ở dải cao

2.3 Xác định đường cong đặc trưng đất-nước

2.3.1Thí nghiệm xác định SWCC

Ở trong phòng thí nghiệm, phương pháp sử dụng đĩa gốm và bình áp lực caothường được sử dụng rộng rãi Kỹ thuật tịnh tiến trục được sử dụng để tạo ralực hút dính khác nhau cho các mẫu đất trong quá trình thí nghiệm

2.3.2Phương trình SWCC

Các phương trình SWCC đều chứa một tham số liên quan đến AEV và mộttham số liên quan đến tốc độ thoát nước Một số phương trình sử dụng tham sốthứ ba để phân biệt đường cong khi giá trị lực hút dính nhỏ so với phạm vi lựchút dính lớn Việc sử dụng tham số thứ ba cho phép sự linh hoạt hơn khi hiệuchỉnh với kết quả thí nghiệm Mỗi phương trình thực nghiệm có thể phù hợpvới nhánh tăng ẩm hoặc giảm ẩm Trong thực tế, phương trình của Fredlund vàXing (1994) thường được lựa chọn để biểu diễn SWCC

2.3.3Ước lượng SWCC

Hiện nay có ba cách phổ biến để ước lượng SWCC bao gồm: (1) sử dụng chuỗi

dữ liệu sẵn có của các loại đất tương tự; (2) sử dụng đường cong cấp phối hạt;(3) so sánh tương quan giữa chỉ tiêu cơ lý của đất và các tham số của SWCC.Trong ba cách này, thì hai cách đầu tiên được sử dụng phổ biến hơn do dễ dàng

sử dụng và tính phổ biến của dữ liệu đầu vào Nhiều mô hình đã được đề xuất

để ước lượng SWCC từ đường cong cấp phối hạt, trong đó mô hình ModifiedKovacs (2003) (mô hình MK) được biết đến rộng rãi vì nó phù hợp với nhiềuloại đất bao gồm cả đất rời và đất dính

2.4 Dòng thấm trong đất không bão hòa

Đối với đất không bão hòa, Leong và Rahardjo (1997) đã sử dụng các chỉ tiêuphân loại đất để xác định hàm thấm có dạng:

𝑘= 𝑘𝑠.p

Trong đó: p là hệ số tùy thuộc vào từng loại đất

(2-15)

Công thức này thường được lựa chọn sử dụng vì tính chất đơn giản, đồng thời

dễ dàng thấy được sự liên hệ giữa hàm thấm và SWCC

2.5 Xác định cường độ kháng cắt của đất không bão hòa

2.5.1Phương trình cường độ kháng cắt của đất không bão hòa

Có nhiều tác giả đã phát triển các phương trình cường độ kháng cắt của đấtkhông bão hòa Các phương trình này đều liên quan đến tham số đặc trưng chođất không bão hòa như lực hút dính, độ ẩm thể tích Trong các phương trìnhnêu trên, thì phương trình (1-2) do Fredlund và cộng sự (1978) đề xuất vàphương trình do Vanapalli và cộng sự (1996) đề xuất được sử dụng rộng rãinhất Phương trình do Vanapalli và cộng sự (1996) đề xuất có dạng:

 = c’+( – u ) tan’+(u – u ) [tantan' ( θ-uw) tg θr )] (2-16)

θs-uw) tg θrVới:  là độ ẩm thể tích; s là độ ẩm thể tích bão hòa; r là độ ẩm thể tích dư

2.5.2Thí nghiệm xác định cường độ kháng cắt của đất không bão hòa

Cũng tương tự như đối với đất không bão hòa, người ta cũng thường sử dụnghai loại thí nghiệm để xác định cường độ kháng cắt của đất không bão hòa là thínghiệm cắt trực tiếp và thí nghiệm ba trục Đối với thí nghiệm ba trục, có 5 sơ

đồ được áp dụng để xác định cường độ kháng cắt của đất

2.6 Phương pháp cân bằng giới hạn tổng quát trong phân tích ổn định mái dốc đẩt không bão hòa

Phương pháp cân bằng giới hạn tổng quát (GLE) phát triển bởi Fredlund vàcộng sự trong những năm 1970 (Fredlund và Karhn (1977); Fredlund và cộng

sự (1981)) Phương pháp này dựa vào hai phương trình hệ số an toàn và chophép biến đổi lực tương tác giữa các thỏi Trong đó một phương trình tính toán

hệ số ổn định theo cân bằng mô men (𝐹𝑚) và một phương trình tính toán hệ số

ổn định theo cân bằng lực (𝐹𝑓)

2.7 Kết luận chương 2

Lực hút dính, SWCC, hàm thấm và cường độ kháng cắt là những thông số cơbản của đất không bão hòa thường được sử dụng khi tính toán ổn định mái dốc.SWCC có thể được xác định bằng thí nghiệm hoặc từ các phương trình thựcnghiệm Các phương trình SWCC đều chứa một số tham số hiệu chỉnh thống kêliên quan đến giá trị khí vào AEV và tốc độ thoát nước Hiện nay, trong điềukiện ở Việt Nam thì ước lượng SWCC bằng cách sử dụng đường cong cấp hốihạt là một trong những phương pháp thuận lợi nhất

Hệ số thấm của đất không bão hòa là một hàm số phụ thuộc vào cả hệ số rỗng

và độ bão hòa do dòng thấm chỉ chảy qua các lỗ rỗng chứa nước Phương pháphiện nay thường dùng là thiết lập tương quan giữa hàm thấm và SWCC Đốivới cường độ kháng cắt của đất không bão hòa thì phương trình của Fredlund

và cộng sự (1978) và của Vanapalli và cộng sự (1996) là được sử dụng phổ biếnhơn cả Tuy nhiên, phương trình của Vanapalli và cộng sự (1996) thể hiện tínhphi tuyến của cường độ kháng cắt đất không bão hòa tốt hơn

�

�

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC

TRƯNG CỦA ĐẤT KHÔNG BÃO HÒA

3.1 Xác định lực hút dính của đất

3.1.1Quy trình thí nghiệm xác định lực hút dính bằng căng kế 2725ARL

Ở nghiên cứu này, tác giả sử dụng căng kế 2725ARL-Jet fill để xác định lực hútdính trong mái dốc ở hiện trường, trình tự thực hiện như sau:

(1) Làm bão hòa cốc gốm; (2) Kết nối các bộ phận của căng kế; (3) Bơm nướcvào trong ống dẫn ngược từ dưới lên; (4) Đóng ống thép rỗng có đường kính d

= 22 mm vào mái dốc đến độ sâu dự kiến lắp đặt căng kế; (5) Đặt căng kế vào

lỗ hổng vừa tạo được, lấp kín kẽ hổng giữa căng kế và đất nền; (6) Chờ giá trịlực hút ổn định, đọc số chỉ áp kế sau khoảng thời gian khoảng 10÷15 phút.3.1.2Lựa chọn vị trí thí nghiệm xác định lực hút dính

Trong nghiên cứu, tác giả đã lựa chọn một số mái dốc điển hình ở các tỉnh LạngSơn, Quảng Ninh, Bắc Giang, Bắc Ninh và Hưng Yên (Hình 3.4)

Ở mỗi mái dốc, lực hút dính được

đo đạc tại mặt cắt giữa đập với ba

vị trí là đỉnh mái dốc, giữa máidốc hạ lưu và chân mái dốc hạ lưu.Các điểm đo ở độ sâu 25 cm và 45

cm Ngoài ra, tại 3 đập Khau Piều,Bầu Lầy và Chúc Bài Sơn lực hútHình 3.4 Hình ảnh minh họa đo lực hút

thống kê theo phương pháp bình phương nhỏ nhất thì quy luật này có dạng hàm

số mũ với mức độ tương quan chặt chẽ theo như sau:

(ua-uw)= 255,80e-0,0228S; R2=0,92 (3-1)Trong đó: S là độ bão hòa (%); (ua – uw) là lực hút dính

Hình 3.8 Quan hệ tương quan giữa lực hút dính và độ bão hòa trong mái dốc

công trình thủy lợi3.2 Xác định SWCC bằng bình áp lực và đĩa tiếp nhận khí cao

3.2.1Vị trí lấy mẫu thí nghiệm xác định SWCC

Các mẫu đất để thí nghiệm xác định SWCC là các mẫu nguyên dạng được lấy ở

độ sâu từ 1,0÷2,0 m ở các công trình đê hữu Cầu Bắc Ninh, đập Khau Piều Lạng Sơn và đập Chúc Bài Sơn - Quảng Ninh

-3.2.2Thí nghiệm xác định SWCC

Ước lượng SWCC của 3 loại đất thí nghiệmThí nghiệm xác định SWCC được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật,Trường Đại học Thủy lợi theo các bước chính sau: (1) Bão hòa đĩa tiếp nhận

khí cao; (2) Đưa mẫu vào dao vòng có chiều cao 2,0 cm và thể tích 60 cm3; (3)

Đặt mẫu thí nghiệm vào bình áp lực, tăng áp lực khí trong buồng lên 10 kPa, đolường khi khối lượng mẫu không đổi; (4) Tăng áp lực khí lên cấp áp lực cầnthiết, đo lường khi khối lượng mẫu không đổi.

3.2.3Xác định hàm thấm từ SWCC

Từ kết quả ước lượng SWCC, sử dụng phương trình hàm thấm của Leong vàRahardjo (1997) để xác định hệ số thấm tại các giá trị lực hút dính khác nhau:

Hàm thấm của 3 loại đất thí nghiệm3.3 Xác định cường độ kháng cắt của đất

Cường độ kháng cắt của đất được xác định theo cả 2 phương pháp là sử dụngmáy nén ba trục TRIAX50 của hãng Wykeham Farrance và máy cắt trực tiếpkiểu ứng biến EDJ-2 của hãng ZheJiang TuGong tại Phòng thí nghiệm Địa kỹthuật Kết quả được tổng hợp trong các bảng và biểu đồ sau:

Mặt bao phá hoại của 3 loại đất thí nghiệm

Góc ma sát biểu kiến b của 3 loại đất thí nghiệm