Luận án tiến sĩ: Ảnh hưởng đặc tính đất sét yếu ĐBSCL đến gia cố nền xi măng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM VŨ NGỌC BÌNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG ĐẶC TÍNH XÂY DỰNG CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ĐẾN CHẤT LƢỢNG GIA CỐ NỀN BẰNG XI MĂNG KẾT HỢP VỚI PHỤ GIA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM VŨ NGỌC BÌNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG ĐẶC TÍNH XÂY DỰNG CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ĐẾN CHẤT LƢỢNG GIA CỐ NỀN BẰNG XI MĂNG KẾT HỢP VỚI PHỤ GIA TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ SỐ: 62 58 02 11 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC 1. Nguyễn Quốc Dũng Hà Nội, 2018 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CÁM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ CÁI VIẾT TẮT. i DANH MỤC CÁC BẢNG. vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ.

Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu. Mục đích của luận án. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. Nhiệm vụ của luận án.

Nội dung nghiên cứu. Cách tiếp cận và phƣơng 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 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CẢI TẠO ĐẤT YẾU BẰNG XI MĂNG, ẢNH HƢỞNG ĐẶC TÍNH XÂY DỰNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG GIA CỐ.

TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CẢI TẠO ĐẤT YẾU BẰNG XI MĂNG. Nền đất yếu. Chất kết dính vô cơ và vai trò của chúng trong cải tạo đất. Các nghiên cứu cải tạo đất bằng xi măng và xi măng với phụ gia.

Sơ lược tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới. Tình hình nghiên cứu và áp dụng ở Việt Nam. Các nghiên cứu sử dụng chất kết dính vô cơ kết hợp với phụ gia. Khái niệm về phụ gia trong xây dựng.

Các nghiên cứu cải tạo đất bằng xi măng với phụ gia ở nước ngoài. Các nghiên cứu cải tạo đất bằng xi măng với phụ gia ở trong nước. CÁC NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG ĐẶC TÍNH XÂY DỰNG CỦA ĐẤT ĐẾN CHẤT LƢỢNG ĐẤT GIA CỐ. Các nghiên cứu về ảnh hƣởng của đặc điểm thành phần đến chất lƣợng đất gia cố trên thế giới.

Các nghiên cứu ảnh hƣởng đặc điểm thành phần đến chất lƣợng đất gia cố ở Việt Nam. KẾT LUẬN CHƢƠNG 1. 26 CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG. QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO TRẦM TÍCH ĐẤT LOẠI SÉT VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG.

Sơ lƣợc lịch sử phát triển địa chất Đệ Tứ tại khu vực ĐBSCL. Địa tầng trầm tích Đệ Tứ khu vực ĐBSCL. ĐẶC ĐIỂM PHÂN BỐ CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG. Vị trí địa lý.

Đặc điểm địa hình địa mạo. Đặc điểm địa tầng khu vực phân bố đất loại sét yếu vùng ĐBSCL. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT. Vị trí lấy mẫu nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu các đặc điểm thành phần và đặc tính xây dựng của đất44 2. Kết quả nghiên cứu thành phần hạt. Kết quả nghiên cứu phần khoáng vật của đất. Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học của đất.

Kết quả thí nghiệm khả năng trao đổi cation của đất. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2. 54 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ĐẾN CHẤT LƢỢNG ĐẤT GIA CỐ.

PHƢƠNG PHÁP TIẾP CẬN. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƢƠNG PHÁP CẢI TẠO ĐẤT BẰNG XI MĂNG. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẢI TẠO ĐẤT LOẠI SÉT YẾU BẰNG XI MĂNG VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG. Quy trình thí nghiệm mẫu đất gia cố.

Thành phần hóa học của các loại xi măng nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu cải tạo đất bằng xi măng. Quan hệ của cƣờng độ kháng nén ở các ngày tuổi bảo dƣỡng. Quan hệ giữa cƣờng độ kháng nén và mô đun biến dạng.

PHÂN TÍCH ẢNH HƢỞNG ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU VÙNG ĐBSCL ĐẾN CHẤT LƢỢNG ĐẤT GIA CỐ. Ảnh hƣởng của thành phần hạt và loại đất. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng hữu cơ. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng muối.

Ảnh hƣởng của thành phần hóa học của đất. Ảnh hƣởng của thành phần khoáng vật. Kết quả phân tích ảnh hƣởng của đặc điểm thành phần theo phƣơng pháp trọng số, đa biến. Kết quả phân tích trọng số, đa biến với đất sét pha dẻo chảy (aQ232) tại An Giang.

Kết quả phân tích trọng số,đa biến với đất sét (aQ232)tại An Giang. Kết quả phân tích trọng số,đa biến với đất bùn sét (amQ22-31) tại Tiền Giang. Kết quả phân tích trọng số, đa biến với đất bùn sét (amQ22-32) tại Hậu Giang. Kết quả phân tích trọng số, đa biến với đất bùn sét (mbQ232) tại Bạc Liêu.

Kết quả phân tích trọng số, đa biến đất bùn sét (mbQ232) tại Cà Mau103 3. Kết quả phân tích trọng số, đa biến đất TBH (abQ231) tại Kiên Giang103 3. Kết quả phân tích ảnh hưởng của thành phần hóa học bằng phương pháp trọng số, đa biến. Kết quả phân tích ảnh hưởng của thành phần khoáng vật bằng phương pháp trọng số, đa biến.

Kết quả phân tích ảnh hưởng của muối và khả năng trao đổi cation bằng phương pháp trọng số, đa biến. MỘT SỐ YẾU TỐ KHÁC ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG ĐẤT GIA CỐ BẰNG XI MĂNG VÙNG ĐBSCL. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng xi măng. Ảnh hƣởng của loại xi măng.

Ảnh hƣởng của điều kiện trộn (tỷ lệ N/X). Quan hệ về cƣờng độ giữa mẫu trong phòng- hiện trƣờng. KẾT LUẬN CHƢƠNG 3. 116 CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ PHƢƠNG PHÁP GIA CỐ ĐẤT BẰNG XI MĂNG KẾT HỢP VỚI PHỤ GIA 118 4.

Cơ sở khoa học của phƣơng pháp cải tạo đất bằng xi măng với phụ gia Rovo. Cơ sở khoa học cải tạo đất bằng vôi. Cơ sở cải tạo đất bằng xi măng với thủy tinh lỏng. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẢI TẠO ĐẤT SÉT YẾU VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG BẰNG XI MĂNG KẾT HỢP VỚI PHỤ GIA 124 4.

Nghiên cứu cải tạo đất Phụ nhóm 2b (bùn sét, Cà Mau) bằng xi măng với các phụ gia. Nghiên cứu cải tạo đất nhóm 3 (than bùn hóa, abQ231) ở Kiên Giang bằng xi măng với phụ gia. KẾT LUẬN CHƢƠNG 4. Với đất Phụ nhóm 2b.

Với đất Nhóm 3. 135 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. Hạn chế của luận án. 138 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ.

139 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 141 i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ CÁI VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị Diễn giải ASTM Tiêu chuẩn quốc tế AG An Giang a1-2 kPa-1 Hệ số nén lún Trầm tích thống Pleistocen; nguồn gốc sông, sông – a, am,mQ1 biển, biển a, Trầm tích thống Pleistocen, phụ thống hạ; nguồn gốc am,mQ11 sông, sông – biển, biển a, Trầm tích thống Pleistocen, phụ thống trung; nguồn am,mQ12 gốc sông, sông – biển, biển a, am, mb, Trầm tích thống Holocen, phụ thống hạ - trung; mQ21-2 nguồn gốc sông, sông- biển, biển-đầm lầy, biển a, am, Trầm tích thống Holocen, phụ thống trung –thƣợng; amb, mb, nguồn gốc sông, sông- biển-đầm lầy, biển-đầm lầy, ab, mv, sông – đầm lầy, biển – gió và biển mQ22-3 Trầm tích thống Holocen, phụ thống thƣợng, phần ab, trên; nguồn gốc, sông – đầm lầy, biển – đầm lầy, mb,bQ23 đầm lầy Trầm tích thống Holocen, phụ thống thƣợng, phần a,ab, b, trên; nguồn gốc sông, sông - đầm lầy, đầm lầy, biển - mb,mQ232 đầm lầy, biển ab, am,m Trầm tích thống Holocen, phụ thống thƣợng, phần Q231 dƣới; nguồn gốc sông - đầm lầy, sông - biển, biển ii Trầm tích thống Holocen, phụ thống trung-thƣợng, ab, am, m phần trên; nguồn gốc sông – đầm lầy, sông -biển, Q22-32 biển am, Trầm tích thống Holocen, phụ thống trung-thƣợng, m Q22-31 phần dƣới; nguồn gốc sông -biển, biển Trầm tích thống Pleistocen, Phụ thống thƣợng; nguồn amQ13mh gốc sông – biển, hệ tầng Mộc Hóa B - Độ sệt BS Bùn sét BL Bạc Liêu C Cát c kPa Lực dính đơn vị CDM Công nghệ trộn sâu CĐKN Cƣờng độ kháng nén CĐKK Cƣờng độ kháng kéo CS CaSO4 CEC Dung lƣợng trao đổi CM Cà Mau DJM Công nghệ phun trộn khô DM Trộn sâu DLM Công nghệ trộn vôi dc Dẻo chảy ĐBSCL Đồng bằng Sông Cửu Long Đ-XM Đất – Xi măng iii Đ Đất E50 kPa Mô đun biến dạng của đất gia cố E1-2 kPa Mô đun tổng biến dạng G % Độ bão hòa HLHC Hàm lƣợng hữu cơ HLXM Hàm lƣợng xi măng HT40 Xi măng Hà Tiên PCB40 HG Hậu Giang Ip % Chỉ số dẻo k cm/s Hệ số thấm K40 Xi măng Kiên Lƣơng PCB40 KG Kiên Giang MKN Mất khi nung MĐBD Mô đun biến dạng Trầm tích thống Holocen, phụ thống trung – thƣợng; mQ22-3 hg nguồn gốc biển, hệ tầng Hậu Giang Trầm tích thống Pleistocen, phụ thống thƣợng; nguồn mQ13lm gốc biển, hệ tầng Long Mỹ Trầm tích thống Pleistocen, Phụ thống thƣợng; nguồn mQ13lt gốc biển, hệ tầng Long Toàn n % Độ rỗng nnk Nhiều ngƣời khác NCS Nghiên cứu sinh N40 Xi măng Nghi Sơn PCP40 iv NS Na2SiO3 N Nƣớc PCB Xi măng Portland hỗn hợp Q1 Trầm tích thống Pleistocen Q11-2 Trầm tích thống Pleistocen, phụ thống hạ - trung Q12 Trầm tích thống Pleistocen, phụ thống trung Q21-2 Thống Holocen, phụ thống hạ - trung Q22-3 Thống Holocen, phụ thống trung – thƣợng QCVN Quy chuẩn Việt Nam kPa Cƣờng độ kháng nén một trục không hạn chế nở qu hông Rk kPa Cƣờng độ kháng kéo (ép chẻ) R Rovo Su kPa Sức kháng cắt không thoát nƣớc (điều kiện tự nhiên) Su’ kPa Sức kháng cắt không thoát nƣớc (điều kiện phá hủy) SPT búa Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn S, sp Sét, sét pha TG Tiền Giang TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCN Tiêu chuẩn ngành TCXD Tiêu chuẩn xây dựng T30 Xi măng Tây Đô PCB30 T40 Xi măng Tây Đô PCB40 TBH Than bùn hóa v TSMT Tổng số muối tan TPKV Thành phần khoáng vật TPHH Thành phần hóa học V Vôi X Xi măng gw g/cm3 Khối lƣợng thể tích tự nhiên gc g/cm3 Khối lƣợng thể tích khô r g/cm3 Khối lƣợng riêng e0 - Hệ số rỗng JG Công nghệ khoan phụt cao áp Jet-grouting WL % Giới hạn chảy WP % Giới hạn dẻo j độ Góc ma sát trong vi DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Nội dung 1 2.1 Khối lƣợng các báo cáo khảo sát địa chất thu thập 2 2.