I. Giới thiệu và mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định ảnh hưởng của độ ẩm và thành phần hạt mịn đến mô đun đàn hồi (MĐĐH) của nền đường đắp đất sét pha cát tại Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Mục tiêu chính là đề xuất phương pháp ước tính MĐĐH thay thế cho các thí nghiệm hiện trường tốn kém và phức tạp. Nghiên cứu cũng nhằm thiết lập mối tương quan giữa kết quả thí nghiệm bàn nén tải trọng tĩnh và thí nghiệm nén ba trục trong phòng, từ đó cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và quản lý nền đường trong điều kiện ngập lũ.
1.1. Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
ĐBSCL là khu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng của lũ lụt, dẫn đến sự gia tăng độ ẩm và giảm MĐĐH của nền đường. Điều này gây ra hiện tượng biến dạng và sạt lở, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng và tuổi thọ của các tuyến đường. Việc xác định chính xác MĐĐH dựa trên độ ẩm và thành phần hạt mịn là cần thiết để thiết kế nền đường bền vững, đặc biệt trong điều kiện ngập lũ.
1.2. Mục tiêu cụ thể
Nghiên cứu nhằm xác định mức độ ảnh hưởng của độ ẩm và thành phần hạt mịn đến MĐĐH, đề xuất phương pháp ước tính MĐĐH thông qua các hệ số hồi qui, và thiết lập mối tương quan giữa thí nghiệm hiện trường và thí nghiệm trong phòng. Kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ việc thiết kế nền đường hiệu quả, giảm thiểu biến dạng và sạt lở trong điều kiện ngập lũ.
II. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp thí nghiệm trong phòng và hiện trường để xác định MĐĐH của nền đường đất sét pha cát. Các thí nghiệm bao gồm thí nghiệm bàn nén tải trọng tĩnh và thí nghiệm nén ba trục, được thực hiện trên các mẫu đất thu thập từ các tuyến đường tại ĐBSCL. Phương pháp phân tích hồi qui theo giải thuật Levenberg-Marquardt được áp dụng để tìm các hệ số ước tính MĐĐH.
2.1. Thu thập mẫu và thí nghiệm
Các mẫu đất được thu thập từ các tuyến đường ngập lũ tại ĐBSCL, sau đó được chế bị với các giá trị độ ẩm khác nhau. Thí nghiệm nén ba trục được thực hiện để xác định MĐĐH dưới các cấp áp lực hông và ứng suất lệch khác nhau.
2.2. Phân tích hồi qui
Dữ liệu từ thí nghiệm được phân tích bằng giải thuật Levenberg-Marquardt để tìm các hệ số hồi qui. Các hệ số này được sử dụng để ước tính MĐĐH và so sánh với kết quả thí nghiệm hiện trường, từ đó thiết lập mối tương quan giữa hai phương pháp thí nghiệm.
III. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy thành phần hạt mịn và độ ẩm có ảnh hưởng đáng kể đến MĐĐH của nền đường đất sét pha cát. Giá trị MĐĐH giảm khi độ ẩm tăng và tỉ lệ hạt mịn cao. Phương pháp ước tính MĐĐH dựa trên các hệ số hồi qui cho kết quả tương đối chính xác so với thí nghiệm hiện trường.
3.1. Ảnh hưởng của độ ẩm và hạt mịn
Kết quả thí nghiệm cho thấy độ ẩm tối ưu khoảng 16,3% là giá trị mà MĐĐH đạt cao nhất. Tỉ lệ hạt mịn hơn 0,075mm càng cao, MĐĐH càng giảm, đặc biệt trong điều kiện ngập lũ.
3.2. Ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu đề xuất các hệ số hồi qui để ước tính MĐĐH, giúp giảm thiểu chi phí và thời gian thí nghiệm hiện trường. Kết quả có thể áp dụng trong thiết kế nền đường tại ĐBSCL, đặc biệt trong điều kiện ngập lũ và tốc độ xe chậm dưới 40 km/h.
IV. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu đã xác định được mức độ ảnh hưởng của độ ẩm và thành phần hạt mịn đến MĐĐH của nền đường đất sét pha cát tại ĐBSCL. Phương pháp ước tính MĐĐH dựa trên các hệ số hồi qui được đề xuất có thể thay thế các thí nghiệm hiện trường tốn kém. Kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, hỗ trợ thiết kế và quản lý nền đường bền vững trong điều kiện ngập lũ.
4.1. Kết luận
Nghiên cứu khẳng định độ ẩm và thành phần hạt mịn là hai yếu tố chính ảnh hưởng đến MĐĐH của nền đường đất sét pha cát. Phương pháp ước tính MĐĐH dựa trên các hệ số hồi qui cho kết quả chính xác và có thể áp dụng rộng rãi.
4.2. Kiến nghị
Cần tiếp tục nghiên cứu để mở rộng phạm vi ứng dụng của phương pháp ước tính MĐĐH, đặc biệt trong các điều kiện địa chất và khí hậu khác nhau. Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc cải thiện độ chính xác của các hệ số hồi qui và ứng dụng công nghệ mới trong thí nghiệm đất.
