Nghiên cứu đặc tính địa chất công trình của đất loại sét yếu phân bố ở các tỉnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ NỤ NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU amQ22-3 PHÂN BỐ Ở CÁC TỈNH VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG PHỤC VỤ XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT HÀ NỘI, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ NỤ NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU amQ22-3 PHÂN BỐ Ở CÁC TỈNH VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG PHỤC VỤ XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG Ngành: Kỹ thuật Địa chất Mã số: 62.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA CHẤT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.Nguyễn Viết Tình HÀ NỘI, 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả trong luận án là trung thực, chưa từng được ai công bố, hoặc được ghi đầy đủ nguồn trích dẫn. TÁC GIẢ LUẬN ÁN NGUYỄN THỊ NỤ MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của đề tài.

Mục đích nghiên cứu. Nhiệm vụ nghiên cứu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu. Luận điểm bảo vệ. Những điểm mới của luận án. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Cơ sở tài liệu của luận án. Cấu trúc của luận án.5 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐẤT LOẠI SÉT YẾU VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG. PHƯƠNG PHÁP LUẬN NGHIÊN CỨU. Tổng quan về nghiên cứu tính chất địa chất công trình đất loại sét yếu trên thế giới và ở Việt Nam.

Sơ lược lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ vùng đồng bằng sông Cửu Long. Tổng quan về nghiên cứu tính chất địa chất công trình đất loại sét yếu vùng đồng bằng sông Cửu Long. Phương pháp luận và cách tiếp cận vấn đề nghiên cứu.23 Chương 2: ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH amQ22-3 CÁC TỈNH VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG. Khái quát về địa tầng trầm tích Đệ tứ và sơ lược lịch sử phát triển địa chất vùng nghiên cứu.

Khái quát địa tầng trầm tích Đệ tứ. Sơ lược lịch sử phát triển địa chất Đệ tứ từ Pleistocen muộn tới nay. Đặc điểm cấu trúc trầm tích amQ22-3. Ảnh hưởng của một số yếu tố tự nhiên hiện đại ảnh hưởng tới sự hình thành và tồn tại của trầm tích amQ22-3.

Địa hình, địa mạo. Mạng lưới thủy văn. Chế độ thủy triều. Địa chất thủy văn.

Kết quả nghiên cứu thành phần hạt, thành phần vật chất của trầm tích amQ22-3. Lựa chọn vị trí lấy mẫu phân tích nghiên cứu bổ sung. Thành phần hạt, lượng muối dễ hòa tan, phèn và hữu cơ. Thành phần khoáng vật, hóa học và khả năng hấp phụ của đất.

Kết quả nghiên cứu đặc điểm kiến trúc, cấu tạo của đất.56 Chương 3: NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH BIẾN DẠNG VÀ SỨC KHÁNG CẮT CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU amQ22-3. Đặc điểm chung về tính chất cơ lý của đất loại sét yếu amQ22-3. Đặc tính biến dạng - cố kết thấm và từ biến. Cố kết thấm theo phương thẳng đứng.

Cố kết thấm theo phương ngang (hệ số cố kết theo phương ngang). Tính từ biến của đất yếu (hệ số nén thứ cấp). Các đặc trưng về sức kháng cắt. Các phương pháp xác định.

Sức kháng cắt không thoát nước. Sức kháng cắt hữu hiệu .102 Chương 4: KIẾN NGHỊ SỬ DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG. Các vấn đề về khảo sát ĐCCT và lựa chọn các biện pháp xử lý nền đường. Các kiểu cấu trúc nền đặc trưng có phân bố đất loại sét yếu amQ22-3.

Vấn đề về khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế xử lý nền đường. Kiến nghị các giải pháp xử lý nền đường đất yếu. Kiến nghị sử dụng các chỉ tiêu cơ lý của đất loại sét yếu amQ22-3 trong thiết kế xử lý. Giải pháp thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng.

Giải pháp cải tạo bằng cọc vật liệu rời (cọc cát, cọc cát đầm chặt). Giải pháp cải tạo bằng chất kết dính vô cơ .130 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.133 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .136 TÀI LIỆU THAM KHẢO.138 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị Giải thích a, am, mQ13 Trầm tích Pleistocen trên, nguồn gốc sông, sông – biển, biển a, am, mQ21-2 Trầm tích Holocen dưới – giữa, nguồn gốc sông, sông – biển, biển a1-2 1/kPa Hệ số nén lún ở cấp áp lực từ 100 đến 200kPa ab, mb, b, Trầm tích Holocen trên, nguồn gốc sông – đầm lầy, mv Q23 biển – đầm lầy, đầm lầy; biển – gió. amQ22-3 Trầm tích Holocen giữa – trên, nguồn gốc hỗn hợp sông - biển amQ22-3cg Trầm tích Holocen giữa – trên, nguồn gốc hỗn hợp sông - biển, hệ tầng Cần Giờ as Tỷ diện tích thay thế B m Bề rộng BS, BSF Bùn sét, bùn sét pha Ca Hệ số nén thứ cấp Ca/Cc Tỷ số giữa hệ số nén thứ cấp và chỉ số nén c, c’, cu , ccu kPa Lực dính kết, lực dính kết hữu hiệu, lực dính kết không thoát nước theo sơ đồ UU, CU Cc Chỉ số nén CD Cố kết - thoát nước Cr Chỉ số nở CRS - R Nén cố kết với tốc độ biến dạng không đổi - thoát nước hướng tâm CTN Cấu trúc nền CU Cố kết – không thoát nước cv m2/năm Hệ số cố kết theo phương thẳng đứng Cv(NC) m2/năm Hệ số cố kết ở giai đoạn cố kết thông thường ch /cv Tỷ số giữa hệ số cố kết theo phương ngang và theo phương thẳng đứng ch, ch(ap) m2/năm Hệ số cố kết theo phương ngang, hệ số cố kết theo phương ngang tương đương d mm Đường kính, đường kính lõi thoát nước D mm Đường kính mẫu thí nghiệm de mm Đường kính ảnh hưởng của giếng thoát nước ds/dw Tỷ số giữa đường kính vùng xáo động và đường kính tương đương của thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng dw mm Đường kính tương đương của bấc thấm ĐCCT Địa chất công trình ĐCTV - Địa chất thủy văn - Địa chất công trình ĐCCT E kPa Mô đun biến dạng e; e0 Hệ số rỗng; hệ số rỗng tự nhiên Eđh kPa Mô đun đàn hồi G Mô đun trượt H cm Chiều cao mẫu thí nghiệm IP Chỉ số dẻo Ir Chỉ số độ cứng Is Độ sệt k cm/s Hệ số thấm Kd Hệ số nén chặt kh/ks Tỷ số giữa hệ số thấm theo phương ngang của vùng đất nguyên trạng và vùng đất xáo động KL Khối lượng KV Khu vực kv, kh cm/s Hệ số thấm theo phương thẳng đứng, theo phương ngang L m Khoảng cách giữa các bấc thấm l m Chiều dài tính toán của giếng thoát nước M, Mi Nhiễm muối, nhiễm muối ít mv 1/kPa Hệ số nén thể tích n Hệ số phân bố ứng suất N.hạt sét, Nhóm hạt sét, bụi, cát bụi, cát N30 Chỉ số SPT NCKH Nghiên cứu khoa học nnk Những người khác OCR Chỉ số quá cố kết QL61 Quốc lộ 61 qu kPa Cường độ nén một trục nở hông qu28 kPa Cường độ kháng nén một trục ở 28 ngày tuổi r % Độ lỗ rỗng R cm Bán kính r0 cm Bán kính của mũi xuyên re , rw mm Bán kính mẫu đất; đường kính lõi thoát nước ở tâm rk = kh/kv Hệ số đẳng hướng Rn kPa Cường độ kháng nén S, Sc cm Độ lún ổn định cuối cùng, độ lún cố kết SPT Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn Sr % Độ bão hoà Su kPa Sức kháng cắt không thoát nước Su/σ’vo Tỷ số giữa sức kháng cắt không thoát nước và ứng suất địa tầng hữu hiệu Sue/Suc Tỷ số sức kháng cắt ở giai đoạn nở ra và nén lại xác định từ thí nghiệm đường ứng suất t giây, phút Thời gian T*, Tv Nhân tố thời gian t50 giây, phút Thời gian ứng với độ cố kết thấm đạt 50% T50, T*50 Nhân tố thời gian ứng với áp lực nước lỗ rỗng dư tiêu tán được 50% TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Tri Nhân tố thời gian trong trường hợp thoát nước hướng tâm. U % Độ cố kết, mức độ tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng u, ub, ui kPa Áp lực nước lỗ rỗng; áp lực nước lỗ rỗng trong đất tại biên ngoài không thấm của hộp nén; áp lực nước lỗ rỗng tại thời điểm tiêu tán.

ut, u0 % Áp lực nước lỗ rỗng tại thời điểm t, áp lực thủy tĩnh UU Không thoát nước - không cố kết W % Độ ẩm tự nhiên WL % Độ ẩm giới hạn chảy Wp % Độ ẩm giới hạn dẻo Wtu % Độ ẩm tối ưu z cm, m Độ sâu  % Biến dạng thể tích g g/cm3 Khối lượng thể tích tự nhiên gc g/cm3 Khối lượng thể tích khô gcmax g/cm3 Khối lượng thể tích khô lớn nhất gn g/cm3 Khối lượng riêng của nước gs g/cm3 Khối lượng riêng  Hệ số poisson p mm/phút Tốc độ gia tải nén  Biến dạng dẻo thể tích a Tỷ số độ tăng sức kháng cắt  Hệ số phụ thuộc vào re và rw j, j’, ju, jcu độ Góc ma sát trong, góc ma sát trong hữu hiệu, góc ma sát trong không thoát nước theo sơ đồ UU, CU s; s’ kPa Ứng suất; ứng suất hữu hiệu sc kPa Áp lực tiền cố kết s’/ sc Áp lực hữu hiệu/ áp lực tiền cố kết svo’ kPa Ứng suất địa tầng hữu hiệu sz Sự tăng ứng suất bởi tải trọng công trình 0, 1 Hệ số xác định từ phương trình Si = 0 +1 Si-1 C Độ tăng sức kháng cắt s Sự tăng ứng suất bởi tải trọng công trình t ngày Khoảng thời gian xác định độ lún u kPa Áp lực nước lỗ rỗng u2, u2i Áp lực nước lỗ rỗng dư ở vai mũi xuyên uoct kPa Thành phần do ứng suất pháp bát diện tạo ra từ môi trường phá hoại dẻo khi xuyên vào trong đất và luôn có giá trị dương. ushear kPa Thành phần do ứng suất cắt tạo ra và có thể âm hoặc dương phụ thuộc vào OCR và mức độ ma sát. µc Hệ số giảm ứng suất trong đất dính DANH MỤC CÁC BẢNG TT Bảng Nội dung 1 1.1 Đánh giá chất lượng mẫu nguyên dạng (Andresen, Kolstad 1979) 2 2.1 Các cơ quan thu thập tài liệu 3 2.2 Tổng hợp khối lượng các tài liệu thu thập 4 2.3 Đặc trưng thủy hóa theo diện của tầng chứa nước Holocen 5 2.4 Thành phần hạt của đất 6 2.5 Lượng hữu cơ và muối dễ hòa tan trong đất 7 2.6 Thành phần khoáng vật của đất 8 2.7 Thành phần hóa học của đất 9 2.