I. Ảnh hưởng của vôi
Ảnh hưởng của vôi trong nghiên cứu này được xem xét qua việc trộn vôi với đất sét yếu để cải thiện cường độ chống cắt. Vôi được sử dụng với các hàm lượng khác nhau (6%, 8%, 10%) để đánh giá hiệu quả gia cố. Kết quả cho thấy, vôi không chỉ làm tăng cường độ đất sét mà còn cải thiện tính ổn định của nền đất. Tác động của vôi được thể hiện rõ qua sự gia tăng lực dính và góc ma sát trong của đất, giúp giảm thiểu nguy cơ sạt lở và lún nền.
1.1. Cơ chế tác động của vôi
Cơ chế hình thành cường độ khi gia cố đất với vôi bao gồm phản ứng hóa học giữa vôi và các khoáng chất trong đất, tạo thành các liên kết bền vững. Quá trình này làm giảm độ nhạy của đất với nước, tăng khả năng chịu tải và cường độ kháng cắt. Kết quả phân tích SEM cho thấy sự thay đổi cấu trúc vi mô của đất sau khi trộn vôi, với các liên kết chặt chẽ hơn.
II. Sợi xơ dừa trong xây dựng
Sợi xơ dừa được nghiên cứu như một vật liệu gia cố tự nhiên, thân thiện với môi trường. Trong nghiên cứu này, sợi xơ dừa được trộn với đất sét yếu để tăng cường độ chống cắt không thoát nước. Các thí nghiệm được thực hiện với các hàm lượng sợi (0.2%) và chiều dài sợi khác nhau (10mm, 20mm, 30mm). Kết quả cho thấy, sợi xơ dừa giúp phân bố ứng suất đồng đều, tăng khả năng chịu tải và giảm biến dạng của đất.
2.1. Ảnh hưởng của chiều dài sợi
Chiều dài sợi xơ dừa có ảnh hưởng đáng kể đến cường độ đất sét. Kết quả thí nghiệm cho thấy, sợi dài 30mm mang lại hiệu quả gia cố tốt nhất, với sự gia tăng đáng kể lực dính và góc ma sát trong. Sợi dài hơn giúp tạo ra mạng lưới liên kết chặt chẽ hơn trong đất, từ đó tăng khả năng chịu tải và ổn định nền.
III. Cường độ chống cắt của đất sét yếu
Cường độ chống cắt của đất sét yếu được cải thiện đáng kể khi trộn với vôi và sợi xơ dừa. Các thí nghiệm cắt trực tiếp và nén đơn trục được thực hiện để đánh giá hiệu quả gia cố. Kết quả cho thấy, sự kết hợp giữa vôi và sợi xơ dừa làm tăng cường độ kháng cắt lên đến 30% so với đất nguyên trạng. Điều này khẳng định tiềm năng ứng dụng của phương pháp gia cố này trong các công trình xây dựng trên nền đất yếu.
3.1. Phương pháp thí nghiệm
Các thí nghiệm cắt trực tiếp và nén đơn trục được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM. Mẫu đất được trộn với vôi và sợi xơ dừa, sau đó bảo dưỡng trong điều kiện ẩm ướt. Kết quả thí nghiệm được phân tích để xác định cường độ chống cắt và cường độ nén đơn của đất. Phương pháp này cho phép đánh giá chính xác hiệu quả gia cố của vôi và sợi xơ dừa.
IV. Ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong việc xử lý nền đất yếu cho các công trình giao thông. Phương pháp gia cố bằng vôi và sợi xơ dừa giúp tăng cường độ đất sét, giảm chi phí xử lý và thân thiện với môi trường. Kết quả nghiên cứu được ứng dụng để tính toán ổn định nền đường, giúp lựa chọn chiều cao đắp hợp lý và đảm bảo an toàn cho công trình.
4.1. Tính toán ổn định nền đường
Phần mềm SLOPE/W và Plaxis được sử dụng để tính toán ổn định nền đường trước và sau khi xử lý gia cố. Kết quả cho thấy, hệ số an toàn tăng đáng kể khi sử dụng vôi và sợi xơ dừa, đặc biệt ở các đoạn đường có chiều cao đắp lớn. Phương pháp này giúp giảm thiểu nguy cơ sạt lở và lún nền, đảm bảo an toàn cho công trình.
