I. Giới thiệu và bối cảnh nghiên cứu
Luận văn thạc sĩ 'Ảnh hưởng của độ bão hòa trong đất cát pha sét đến độ ổn định mái dốc' tập trung vào việc nghiên cứu các đặc tính cơ học của đất không bão hòa và ảnh hưởng của độ bão hòa đến độ ổn định mái dốc. Việt Nam, với địa hình chủ yếu là đồi núi và khí hậu nhiệt đới gió mùa, thường xuyên đối mặt với các vấn đề liên quan đến độ ổn định mái dốc trong xây dựng cơ sở hạ tầng. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu dựa trên lý thuyết cơ học đất bão hòa, trong khi đất không bão hòa có các đặc tính khác biệt về ứng suất, biến dạng, và cường độ chống cắt. Luận văn này nhằm lấp đầy khoảng trống trong nghiên cứu về đất không bão hòa tại Việt Nam, đặc biệt là ảnh hưởng của độ bão hòa đến độ ổn định mái dốc.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận văn là làm sáng tỏ các đặc tính của đất không bão hòa so với đất bão hòa, thiết lập mối quan hệ giữa độ bão hòa và cường độ chống cắt của đất cát pha sét, và tính toán độ ổn định mái dốc bằng các mô hình đất bão hòa và đất không bão hòa. Nghiên cứu cũng nhằm xây dựng đường cong đất - nước (SWCC) và ứng dụng phần mềm Geoslope để phân tích độ ổn định mái dốc trong thực tế.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng phương pháp thí nghiệm trong phòng để xác định cường độ chống cắt và đường cong SWCC của đất cát pha sét. Các thí nghiệm bao gồm thí nghiệm cắt trực tiếp và thí nghiệm xác định SWCC bằng thiết bị bình chiết tắm áp lực Tempe. Kết quả thí nghiệm được sử dụng để tính toán độ ổn định mái dốc bằng phần mềm Geoslope, với các mô hình đất bão hòa và đất không bão hòa.
II. Cơ sở lý thuyết và thí nghiệm
Luận văn dựa trên các lý thuyết về cơ học đất không bão hòa, bao gồm các khái niệm về lực hút dính, đường cong SWCC, và cường độ chống cắt. Các thí nghiệm được thực hiện để xác định cường độ chống cắt và đường cong SWCC của đất cát pha sét ở các mức độ bão hòa khác nhau. Kết quả thí nghiệm cho thấy cường độ chống cắt giảm khi độ bão hòa tăng, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định mái dốc.
2.1. Lý thuyết về đất không bão hòa
Đất không bão hòa có các đặc tính khác biệt so với đất bão hòa, đặc biệt là về lực hút dính và đường cong SWCC. Lý thuyết cơ học đất không bão hòa mở rộng từ lý thuyết cơ học đất bão hòa của Terzaghi, với các biến đổi về ứng suất và biến dạng phụ thuộc vào độ bão hòa và lực hút dính.
2.2. Thí nghiệm cắt trực tiếp
Thí nghiệm cắt trực tiếp được thực hiện trên các mẫu đất cát pha sét ở các mức độ bão hòa khác nhau. Kết quả cho thấy cường độ chống cắt giảm khi độ bão hòa tăng, từ 50% đến 80%. Điều này chứng tỏ độ bão hòa có ảnh hưởng đáng kể đến độ ổn định mái dốc.
III. Ứng dụng thực tế và kết quả
Luận văn ứng dụng phần mềm Geoslope để tính toán độ ổn định mái dốc trong thực tế. Các kết quả tính toán cho thấy hệ số an toàn giảm khi độ bão hòa tăng, từ 2.9 ở độ bão hòa 50% xuống còn 1.5 ở độ bão hòa 80%. Điều này khẳng định tầm quan trọng của việc xem xét độ bão hòa trong thiết kế và xây dựng các công trình liên quan đến mái dốc.
3.1. Tính toán độ ổn định mái dốc
Phần mềm Geoslope được sử dụng để tính toán độ ổn định mái dốc với các mô hình đất bão hòa và đất không bão hòa. Kết quả cho thấy hệ số an toàn giảm đáng kể khi độ bão hòa tăng, điều này cần được xem xét kỹ lưỡng trong thiết kế công trình.
3.2. Kết luận và kiến nghị
Luận văn kết luận rằng độ bão hòa có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định mái dốc, và việc nghiên cứu đất không bão hòa là cần thiết để đảm bảo an toàn trong xây dựng. Các kiến nghị bao gồm việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các thiết bị thí nghiệm cho đất không bão hòa tại Việt Nam.
