Luận án tiến sĩ nghiên cứu sử dụng đất đá thải từ các mỏ than khu vực cẩm phả qu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐỖ VĂN THÁI NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐẤT ĐÁ THẢI TỪ CÁC MỎ THAN KHU VỰC CẨM PHẢ, QUẢNG NINH LÀM ĐƯỜNG Ô TÔ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2019 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐỖ VĂN THÁI NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐẤT ĐÁ THẢI TỪ CÁC MỎ THAN KHU VỰC CẨM PHẢ, QUẢNG NINH LÀM ĐƯỜNG Ô TÔ Ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông Mã số: 9.05 Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: 1. PHẠM HUY KHANG 2. NGUYỄN HỮU TRÍ HÀ NỘI - 2019 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com i CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Hà Nội, tháng 03 năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả Luận án Đỗ Văn Thái LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án, tác giả trân trọng cảm ơn các cơ quan đã tạo điều kiện giúp đỡ: Trường Đại học Giao thông vận tải; Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải; Viện Khoa học và Công nghệ giao thông vận tải; Tập đoàn than khoáng sản Việt Nam; Ban quản lý bãi đổ thải Đông Cao Sơn, Cẩm Phả, Quảng Ninh; Phòng VI - LAS 72-Trường Đại học Công nghệ GTVT; Công ty thí nghiệm TECO2. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất đến hai giáo viên hướng dẫn là GS.TS Phạm Huy Khang (Trường ĐH GTVT) và PGS.TS Nguyễn Hữu Trí (Viện KH & CN GTVT) đã tận tình hết lòng giúp đỡ.TS Bùi Xuân Cậy; PGS.TS Lã Văn Chăm; PGS.TS Nguyễn Quang Phúc; TS. Nguyễn Đình Thạo cùng các Thầy Cô giáo trong Bộ môn Đường bộ, Bộ môn đường Ô tô và Sân bay, Bộ môn đường Giao thông Công chính, Bộ môn Vật liệu xây dựng – Trường Đại học GTVT đã đóng góp ý kiến và định hướng khoa học có giá trị cho nội dung nghiên cứu luận án. Xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Công nghệ GTVT và các đơn vị trực thuộc: Khoa Công trình; Xưởng Công trình và Trung tâm Thí nghiệm vật liệu công trình đã xếp sắp thời gian và tạo mọi điều kiện giúp đỡ về cơ sở vật chất, về thiết bị thí nghiệm và mặt bằng thử nghiệm để tác giả hoàn thành luận án này.

Cảm ơn gia đình và bạn bè, những người đồng nghiệp đã cộng tác giúp đỡ tôi. Hà Nội - 03 /2019 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.

vii DANH MỤC BẢNG BIỂU. ix DANH MỤC HÌNH VẼ. xi MỞ ĐẦU. 1 Chương 1: TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ĐẤT, ĐÁ THẢI MỎ THAN TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ .1 Tổng quan về đất, đá thải từ các mỏ khai thác than .1 Khai thác than và đất đá thải từ các mỏ than - trên thế giới .2 Khai thác than và thực trạng đất, đá thải từ các mỏ than ở Quảng Ninh, Việt Nam .3 Quy mô và thực trạng bãi đổ thải Đông Cao Sơn, Cẩm Phả, Quảng Ninh .2 Tổng quan về sử dụng đất, đá thải trong xây dựng đường ô tô.1 Những kết quả nghiên cứu và chỉ dẫn kỹ thuật ở nước ngoài .2 Những kết quả nghiên cứu bước đầu và chỉ dẫn kỹ thuật ở Việt Nam .3 Tổng hợp, phân tích và đề xuất nội dung nghiên cứu .1 Thực trạng đất, đá thải do khai thác than trên thế giới và ở nước ta .2 Những kết quả nghiên cứu về sử dụng đất, đá thải từ khai thác than ở trong và ngoài nước .3 Phân tích và đề xuất nội dung nghiên cứu .4 Mục tiêu nghiên cứu .5 Nội dung nghiên cứu .6 Phương pháp nghiên cứu.

30 Chương 2: NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG VÀ ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG ĐẤT, ĐÁ THẢI MỎ THAN QUẢNG NINH LÀM VẬT LIỆU XÂY DỰNG KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ .1 Nghiên cứu cơ sở khoa học sử dụng vật liệu đất, đá gia cố chất kết dính vô cơ trong xây dựng mặt đường ô tô. 33 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1 Khái niệm chung về gia cố vật liệu. Sự hình thành cường độ của đất gia cố chất kết dính vô cơ .3 Sự hình thành cường độ của các lớp vật liệu gia cố xi măng .2 Thiết kế thí nghiệm và trình tự phân tích thống kê xử lý số liệu .1 Thiết kế thí nghiệm .2 Các công thức tính toán .3 Đánh giá số mẫu trong tổ mẫu .4 Loại bỏ số liệu ngoại lai và đánh giá độ chụm.5 Trình tự thiết kế thí nghiệm và xử lý kết quả thí nghiệm .3 Khảo sát, lấy mẫu đại diện và thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ, lý, hóa của đất, đá thải mỏ than Quảng Ninh .1 Lựa chọn bãi thải đại diện .2 Đặc điểm chung của bãi thải Đông Cao Sơn .3 Lấy mẫu đất, đá thải đại diện .4 Thành phần khoáng hóa của đất, đá bãi thải .5 Xác định thành phần hạt .6 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ bản của đất, đá thải .7 Nhận xét, đánh giá kết quả thí nghiệm đất, đá thải để sử dụng làm vật liệu xây dựng nền đường và kết cấu mặt đường .4 Nghiên cứu đề xuất lựa chọn cấp phối đất, đá thải mỏ than Quảng Ninh làm vật liệu kết cấu mặt đường ô tô.1 Thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý cấp phối đá nhóm A-ĐCS .2 Thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý cấp phối đá nhóm AB-ĐCS.5 Nghiên cứu cấp phối đá dăm nhóm A-ĐCS và nhóm AB-ĐCS gia cố xi măng làm vật liệu trong kết cấu mặt đường ô tô .1 Tóm tắt yêu cầu và nội dung nghiên cứu .2 Kế hoạch thí nghiệm .3 Chế bị mẫu và thí nghiệm .4 Kết quả thí nghiệm đối với nhóm A-ĐCS gia cố xi măng .5 Kết quả thí nghiệm đối với nhóm AB-ĐCS gia cố xi măng .6 So sánh kết quả thí nghiệm A-ĐCS và AB-ĐCS với tỷ lệ xi măng 4%, 6%. 67 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.7 So sánh kết quả thí nghiệm mô đun đàn hồi A-ĐCS và AB-ĐCS .6 Nhận xét, kết luận chương 2.

72 Chương 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG VỚI KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG SỬ DỤNG ĐẤT, ĐÁ THẢI MỎ THAN QUẢNG NINH GIA CỐ XI MĂNG .1 Thiết kế đoạn đường thử nghiệm hiện trường .1 Tóm tắt nội dung và những yêu cần đoạn thử nghiệm hiện trường .2 Lựa chọn vị trí, mặt bằng và các thông sô hình học đoạn đường thử nghiệm .3 Kết cấu mặt đường thử nghiệm .2 Nghiên cứu sản xuất vật liệu cấp phối đất, đá thải .1 Khai thác, vận chuyển và tập kết vật liệu .2 Công tác sản xuất vật liệu thử nghiệm.3 Thi công nền đường đoạn thử nghiệm .1 Vật liệu đắp nền đường .2 Xử lý nền đường trước khi đắp .3 Thi công đắp đất nền đường.4 Kết quả kiểm tra nghiệm thu nền đường .4 Thi công các lớp kết cấu áo đường đoạn thử nghiệm .1 Thi công lớp móng AB-ĐCS dày 18cm .2 Thi công lớp móng AB-ĐCS gia cố xi măng dày 16cm .5 Thi công lớp đá dăm láng nhựa dày 3.5 cm tiêu chuẩn 4.2 Thi công các lớp láng nhựa .6 Nghiên cứu thử nghiệm giải pháp hạn chế vết nứt trong lớp cấp phối đất, đá gia cố xi măng. Giải pháp tạo đường nứt trước (cắt khe giả) .Điều chỉnh quy cách bảo dưỡng .Đo đạc theo dõi dõi diễn biến vết nứt .4 Những lưu ý trong thiết kế, thi công và bảo dưỡng lớp đá thải gia cố xi măng96 3.7 Theo dõi đánh giá kết cấu mặt đường .1 Công tác kiểm tra nghiệm thu mặt đường. 96 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Khoan mẫu đánh giá cường độ chịu nén và ép chẻ .3 Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén và cường độ ép chẻ .4 Đánh giá chung về đoạn đường thử nghiệm .8 Nhận xét, kết luận chương 3. 104 Chương 4: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG LỚP ĐẤT, ĐÁ THẢI MỎ THAN QUẢNG NINH .1 Nguyên tắc đề xuất và phạm vi áp dụng kết cấu mặt đường .1 Nguyên tắc đề xuất kết cấu mặt đường.2 Phạm vi áp dụng kết cấu mặt đường .2 Lựa chọn phương pháp thiết kế kết cấu mặt đường .3 Đề xuất các kết cấu mặt đường .1 Kết cấu mặt đường cho đường giao thông nông thôn .2 Kết cấu mặt đường cho đường ô tô công cộng .3 Kết cấu mặt đường cho đường ô tô cao tốc, đường chịu tải trọng nặng .4 Giải pháp chống nứt phản ánh khi sử dụng lớp móng gia cố xi măng.4 Các thông số thiết kế kết cấu mặt đường .1 Thông số về tải trọng: .2 Thông số về nền đường: .3 Thông số về khí hậu: .4 Thông số về vật liệu: .5 Tính toán kết cấu mặt đường .6 Công nghệ sản xuất vật liệu đá thải Quảng Ninh .7 Công nghệ thi công kết cấu mặt đường sử dụng vật liệu đá thải Quảng Ninh .8 Nhận xét, kết luận Chương 4.

131 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 132 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 136 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT GTVT : Giao thông vận tải TCN : Tiêu chuẩn ngành TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN : Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam ĐCS : Đông Cao Sơn BGTVT : Bộ giao thông vận tải ANOVA : Phân tích phương sai Ip : Chỉ số dẻo CBR : Chỉ số sức chịu tải California CPĐD : Cấp phối đá dăm CPTN : Cấp phối thiên nhiên BTXM : Bê tông xi măng BTN : Bê tông nhựa GTNT : Giao thông nông thôn A – ĐCS : Cấp phối đá dăm được sản xuất từ vật liệu đất, đá thải của bãi thải Đông Cao Sơn, Cẩm Phả, Quảng Ninh sau khi đã loại bỏ nhóm cỡ hạt có kích thước < 50 mm trở xuống. AB – ĐCS : Cấp phối đá dăm sản xuất từ vật liệu đất, đá thải của bãi thải Đông Cao Sơn, Cẩm Phả, Quảng Ninh (bao gồm tất cả các nhóm cỡ hạt vốn có ở trạng thái nguyên khai, kể cả đất).

UTT : Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải Probabllty plot : bản đồ phân phối xác xuất StDev : độ lệch chuẩn Power curve for : đường cong độ mạnh cho thí nghiệm 1 – t - test Power : Độ mạnh LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.