Nghiên Cứu Xác Định Chiều Cao Giới Hạn An Toàn Ổn Định Trượt Của Bờ Dốc Trên Đất Tàn Ở Tây Nguyên

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật xây dựng nghiên cứu xác định chiều cao giới hạn an toàn ổn định trượt của bờ dốc trên đất, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên

• Tác giả: Phạm Hoàng Duy
• Người hướng dẫn: TS. Ngô Tấn Dược
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Ngầm
• Đề tài: Nghiên Cứu Chiều Cao Giới Hạn An Toàn Của Bờ Dốc Trên Đất Tàn Ở Tây Nguyên
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT TÀN- SƯỜN TÍCH (edQ) THUỘC VỎ PHONG HÓA TRÊN ĐÁ XÂM NHẬP VÀ ĐÁ BIẾN CHẤT Ở TÂY NGUYÊN
• 1.1. Vỏ phong hóa trên đá xâm nhập
• 1.2. Sự thay đổi dung trọng tự nhiên (y„) và các thông số chống cắt (@, c) theo độ ẩm (w) của đất tàn — sườn tích trên đá xâm nhập ở Tây Nguyên
• 1.3. Vỏ phong hóa trên đá biến chất
• 1.4. Sự thay đổi dung trọng tự nhiên (y„) và các thông số chống cắt (@, c) của đất tàn sườn tích trên đá biến chất
• 1.5. Đặc điểm trương nở và tan rã của các nhóm đất được dùng trong nghiên cứu
• 1.6. Một số nhận xét rút ra từ chương I
• 2. CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT SỬ DỤNG ĐỂ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC CẠNH ĐƯỜNG GIAO THÔNG Ở TÂY NGUYÊN
• 2.1. Mặt trượt phẳng gãy khúc
• 2.2. Phương pháp mặt trượt phẳng
• 2.3. Phương pháp mặt trượt trụ tròn có xét đến áp lực thấm hoặc áp lực nước lỗ rỗng
• 2.4. Phương pháp cân bằng bên của giáo sư H.
• 2.5. Nhận xét rút ra từ chương II
• 3. CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO GIỚI HẠN (h) CỦA BỜ DỐC CÓ ĐỘ DỐC (1:m) KHÁC NHAU THEO SỰ BIẾN ĐỔI ĐỘ ẨM (W) CỦA ĐẤT TÀN- SƯỜN TÍCH TRÊN ĐÁ XÂM NHẬP VÀ ĐÁ BIẾN CHẤT
• 3.1. So sánh lựa chọn phương pháp thích hợp để tính toán ổn định trượt bờ dốc cạnh
• 3.2. Tính toán xác định chiều cao giới hạn (h) ứng với hệ số an toàn k, theo độ dốc (1:m) khác nhau, theo sự biến đổi độ ẩm (w) của đất tàn sườn tích trên đá xâm nhập và đá biến chất ở Tây Nguyên
• 3.3. Kết luận rút ra từ chương III
• KẾT LUẬN CHUNG VÀ ĐỀ NGHỊ
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Chiều Cao Giới Hạn An Toàn Của Bờ Dốc

Nghiên cứu chiều cao giới hạn an toàn của bờ dốc trên đất tàn ở Tây Nguyên là một vấn đề quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật xây dựng. Đặc biệt, các tuyến đường giao thông ở Tây Nguyên thường xuyên phải đối mặt với tình trạng sạt lở do đặc điểm địa chất và khí hậu. Việc xác định chiều cao giới hạn an toàn giúp đảm bảo an toàn cho người và phương tiện lưu thông.

1.1. Đặc Điểm Địa Chất Tây Nguyên

Tây Nguyên có địa hình đa dạng với nhiều loại đất khác nhau, chủ yếu là đất tàn và sườn tích. Đặc điểm này ảnh hưởng lớn đến sự ổn định của bờ dốc, đặc biệt là trong mùa mưa.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện an toàn giao thông mà còn góp phần vào việc quản lý bờ dốc hiệu quả hơn, giảm thiểu thiệt hại do sạt lở.

II. Vấn Đề Sạt Lở Bờ Dốc Ở Tây Nguyên

Sạt lở bờ dốc là một trong những vấn đề nghiêm trọng ở Tây Nguyên, đặc biệt trong mùa mưa. Đất tàn có tính chất nhạy cảm với nước, dẫn đến tình trạng sạt lở nghiêm trọng. Việc nghiên cứu chiều cao giới hạn an toàn của bờ dốc là cần thiết để giảm thiểu rủi ro này.

2.1. Nguyên Nhân Gây Sạt Lở

Các nguyên nhân chính gây sạt lở bao gồm mưa lớn, sự thay đổi độ ẩm của đất và đặc điểm địa chất. Đất tàn thường có độ dốc cao, làm tăng nguy cơ sạt lở.

2.2. Hệ Lụy Của Sạt Lở

Sạt lở không chỉ gây thiệt hại về tài sản mà còn ảnh hưởng đến tính mạng con người. Việc nghiên cứu chiều cao giới hạn an toàn giúp giảm thiểu những hệ lụy này.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Chiều Cao Giới Hạn An Toàn

Phương pháp nghiên cứu chiều cao giới hạn an toàn của bờ dốc bao gồm việc thu thập dữ liệu địa chất, thực hiện các thí nghiệm và phân tích số liệu. Các phương pháp này giúp xác định các đặc trưng cơ lý của đất tàn và sườn tích.

3.1. Thu Thập Dữ Liệu Địa Chất

Dữ liệu địa chất được thu thập từ các khu vực nghiên cứu khác nhau, giúp xác định đặc điểm của đất tàn và sườn tích.

3.2. Thí Nghiệm Đặc Trưng Cơ Lý

Các thí nghiệm được thực hiện để xác định các thông số như độ ẩm, dung trọng tự nhiên và các thông số chống cắt của đất.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Chiều Cao Giới Hạn

Kết quả nghiên cứu cho thấy chiều cao giới hạn an toàn của bờ dốc phụ thuộc vào độ dốc và đặc trưng cơ lý của đất. Các số liệu thu thập được sẽ giúp đưa ra các khuyến nghị cho việc thiết kế và xây dựng bờ dốc an toàn.

4.1. Phân Tích Kết Quả Thí Nghiệm

Kết quả thí nghiệm cho thấy sự thay đổi của các thông số cơ lý theo độ ẩm của đất, từ đó xác định được chiều cao giới hạn an toàn.

4.2. Khuyến Nghị Thiết Kế Bờ Dốc

Dựa trên kết quả nghiên cứu, các khuyến nghị về thiết kế bờ dốc an toàn sẽ được đưa ra, giúp giảm thiểu rủi ro sạt lở.

V. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu Trong Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc thiết kế và xây dựng các tuyến đường giao thông ở Tây Nguyên. Việc áp dụng các phương pháp tính toán chiều cao giới hạn an toàn sẽ giúp nâng cao độ bền vững của các công trình.

5.1. Ứng Dụng Trong Thiết Kế Đường Giao Thông

Kết quả nghiên cứu sẽ giúp các kỹ sư thiết kế các tuyến đường giao thông an toàn hơn, giảm thiểu nguy cơ sạt lở.

5.2. Quản Lý Bờ Dốc Hiệu Quả

Việc áp dụng các kết quả nghiên cứu vào quản lý bờ dốc sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại do sạt lở, bảo vệ tài sản và tính mạng con người.

VI. Kết Luận Và Tương Lai Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu chiều cao giới hạn an toàn của bờ dốc trên đất tàn ở Tây Nguyên là một bước quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông. Tương lai của nghiên cứu này sẽ tiếp tục mở rộng để bao quát nhiều khu vực khác và áp dụng các công nghệ mới trong việc giám sát và quản lý bờ dốc.

6.1. Tương Lai Nghiên Cứu

Nghiên cứu sẽ tiếp tục được mở rộng để bao quát nhiều khu vực khác, từ đó nâng cao độ chính xác trong việc xác định chiều cao giới hạn an toàn.

6.2. Ứng Dụng Công Nghệ Mới

Việc áp dụng công nghệ mới trong giám sát và quản lý bờ dốc sẽ giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong công tác quản lý.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tây Nguyên là vùng địa chất phức tạp với nhiều tuyến đường giao thông quan trọng chạy qua các đới sét hóa thuộc vỏ phong hóa trên đá xâm nhập Granit và đá biến chất. Theo ước tính, các mái dốc cạnh đường giao thông ở khu vực này chủ yếu cấu tạo bởi đất loại sét rất nhạy cảm với sự biến đổi độ ẩm, đặc biệt trong mùa mưa. Hiện tượng sạt lở đất taluy dương cao gây ách tắc giao thông và thiệt hại về người, tài sản diễn ra phổ biến, ảnh hưởng nghiêm trọng đến phát triển kinh tế - xã hội và an toàn giao thông. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xác định chiều cao giới hạn an toàn ổn định trượt của bờ dốc trên đất tàn - sườn tích thuộc vỏ phong hóa đá xâm nhập Granit và đá biến chất ở Tây Nguyên, dựa trên sự biến đổi các đặc trưng cơ lý của đất theo độ ẩm (W). Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các loại đất tàn - sườn tích trên đá xâm nhập và đá biến chất tại các điểm khảo sát thực tế ở Tây Nguyên, với dữ liệu thu thập trong khoảng thời gian từ mùa khô đến mùa mưa, phản ánh biến đổi theo mùa. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế, thi công và quản lý các tuyến đường giao thông, giúp nâng cao độ an toàn và giảm thiểu rủi ro sạt lở đất tại khu vực này.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình cơ học đất để phân tích ổn định mái dốc, bao gồm:

• Lý thuyết mặt trượt phẳng gãy khúc: Phân tích sự ổn định của khối đất trượt trên mặt phẳng gãy khúc, áp dụng công thức tính áp lực truyền giữa các khối đất và hệ số an toàn ổn định từng khối.

• Phương pháp mặt trượt trụ tròn: Giả thiết mặt trượt có dạng cung tròn, sử dụng cân bằng lực và momen để xác định hệ số an toàn ổn định mái dốc. Phương pháp này được cải tiến để xét đến áp lực thấm và áp lực nước lỗ rỗng trong đất.

• Phương pháp cân bằng bền của giáo sư H.: Xác định góc dốc ổn định dựa trên các đặc trưng cơ lý của đất như dung trọng, góc ma sát trong và lực dính.

• Phần mềm GEO-SLOPE Slope/W: Sử dụng để mô phỏng và tính toán ổn định mái dốc với nhiều phương pháp khác nhau, cho phép phân tích các trường hợp phức tạp về địa chất và áp lực nước.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: dung trọng tự nhiên (y_w), góc ma sát trong (φ), lực dính (C), độ ẩm đất (W), chiều cao bờ dốc (h), độ dốc mái (1:m), và hệ số an toàn (K).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu thí nghiệm đặc trưng cơ lý của đất tàn - sườn tích trên đá xâm nhập Granit và đá biến chất tại các bãi thí nghiệm ở Tây Nguyên, do TS Ngô Tân Dược chủ trì, cùng các số liệu bổ sung từ khảo sát địa chất công trình thực tế. Cỡ mẫu thí nghiệm gồm nhiều mẫu đất lấy theo mùa khô và mùa mưa, với độ ẩm biến đổi trong khoảng W = 14% đến 39%. Phương pháp phân tích sử dụng thống kê hồi quy để tìm mối quan hệ giữa các đặc trưng cơ lý (y_w, φ, C) với độ ẩm W. Tiếp đó, áp dụng các phương pháp tính toán ổn định mái dốc phù hợp với dạng mặt trượt quan sát được, bao gồm mặt trượt phẳng, trụ tròn và cân bằng bền, để xác định chiều cao giới hạn an toàn (h) của bờ dốc với các độ dốc khác nhau. Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 01 đến tháng 06 năm 2015, bao gồm thu thập số liệu, xử lý thống kê, tính toán mô phỏng và tổng hợp kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Biến đổi đặc trưng cơ lý theo độ ẩm (W):

   • Đối với đất tàn - sườn tích trên đá xâm nhập Granit, dung trọng tự nhiên y_w tăng theo độ ẩm với phương trình y_w = 0.4136W + hằng số, hệ số tương quan R² = 0.9842.
   • Góc ma sát trong φ và lực dính C giảm khi độ ẩm tăng, ví dụ góc ma sát giảm từ 18° xuống còn khoảng 12° khi W tăng từ 16% lên 39%.
   • Đất tàn - sườn tích trên đá biến chất cũng có xu hướng tương tự, với y_w tăng theo W (R² = 0.9789), góc ma sát và lực dính giảm đáng kể khi độ ẩm tăng từ 14% đến 30%.

2. Ảnh hưởng của độ ẩm đến ổn định mái dốc:

   • Khi độ ẩm tăng trong mùa mưa, các thông số chống cắt giảm làm giảm hệ số an toàn chống trượt của bờ dốc.
   • Chiều cao giới hạn an toàn (h) của bờ dốc phụ thuộc rõ rệt vào độ dốc mái (1:m) và đặc trưng cơ lý của đất theo độ ẩm. Ví dụ, với hệ số an toàn K = 1.4, chiều cao giới hạn giảm đáng kể khi độ ẩm tăng.

3. Mức độ trương nở và tan rã của đất:

   • Đất tàn - sườn tích trên đá Bazan không trương nở hoặc trương nở rất yếu, trong khi đất trên đá xâm nhập Granit và đá biến chất có mức độ trương nở từ yếu đến trung bình.
   • Mức độ tan rã đất tăng khi độ ẩm thấp, ví dụ mẫu đất lấy vào giữa mùa khô tan rã 100% sau 240 phút ngâm nước, trong khi mẫu lấy mùa mưa chỉ tan rã 70%.

4. So sánh phương pháp tính toán ổn định:

   • Phương pháp mặt trượt trụ tròn cải tiến và phương pháp cung tròn Bishof cho kết quả hệ số an toàn tương đương, phù hợp với điều kiện địa chất Tây Nguyên.
   • Phần mềm Slope/W hỗ trợ phân tích đa dạng các trường hợp, bao gồm ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng và tải trọng ngoài.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự giảm ổn định bờ dốc là do sự tăng độ ẩm trong mùa mưa làm giảm các thông số chống cắt của đất, đồng thời gây trương nở và tan rã làm suy giảm liên kết hạt đất. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trong nước và quốc tế về ảnh hưởng của độ ẩm đến cơ lý đất sét. Việc xác định chiều cao giới hạn an toàn dựa trên các đặc trưng cơ lý biến đổi theo độ ẩm giúp thiết kế mái dốc phù hợp với điều kiện thực tế, giảm thiểu rủi ro sạt lở. Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa độ ẩm và các thông số cơ lý, cũng như chiều cao giới hạn an toàn theo độ dốc, sẽ minh họa rõ nét các xu hướng này. So với các nghiên cứu trước, luận văn đã bổ sung dữ liệu thực nghiệm phong phú và áp dụng các phương pháp tính toán hiện đại, nâng cao độ chính xác và tính ứng dụng thực tiễn.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng kết quả nghiên cứu trong thiết kế mái dốc:
   Các cơ quan khảo sát và thiết kế cần sử dụng các phương trình xác định đặc trưng cơ lý đất theo độ ẩm để tính toán chiều cao giới hạn an toàn (h) phù hợp với từng độ dốc (1:m), đảm bảo hệ số an toàn tối thiểu K=1.4. Thời gian áp dụng ngay trong các dự án xây dựng mới và cải tạo.

2. Tăng cường giám sát độ ẩm đất và ổn định mái dốc:
   Cần lắp đặt hệ thống quan trắc độ ẩm và biến dạng mái dốc tại các vị trí trọng yếu, đặc biệt trong mùa mưa để kịp thời phát hiện nguy cơ sạt lở, giảm thiểu thiệt hại. Chủ thể thực hiện là các đơn vị quản lý đường bộ và địa phương.

3. Sử dụng phần mềm mô phỏng hiện đại:
   Khuyến khích sử dụng phần mềm Slope/W hoặc tương đương để phân tích ổn định mái dốc với các điều kiện thực tế phức tạp, bao gồm áp lực nước lỗ rỗng và tải trọng ngoài, nâng cao độ chính xác trong thiết kế và đánh giá.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực chuyên môn:
   Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về cơ học đất và kỹ thuật tính toán ổn định mái dốc cho kỹ sư, cán bộ quản lý nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế công trình giao thông:
   Giúp hiểu rõ đặc trưng cơ lý đất và ảnh hưởng của độ ẩm đến ổn định mái dốc, từ đó thiết kế các bờ dốc an toàn, phù hợp với điều kiện địa chất Tây Nguyên.

2. Cán bộ quản lý và vận hành đường bộ:
   Nắm bắt các yếu tố rủi ro sạt lở để tổ chức giám sát, bảo trì và xử lý kịp thời, đảm bảo an toàn giao thông và giảm thiểu thiệt hại.

3. Nhà nghiên cứu và giảng viên chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình ngầm:
   Tham khảo dữ liệu thực nghiệm và phương pháp phân tích để phát triển nghiên cứu sâu hơn về cơ học đất và ổn định mái dốc trong điều kiện khí hậu nhiệt đới.

4. Chủ đầu tư và nhà thầu thi công:
   Áp dụng các khuyến nghị kỹ thuật trong thi công, lựa chọn biện pháp gia cố và kiểm soát chất lượng đất nền nhằm đảm bảo an toàn công trình.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao độ ẩm đất ảnh hưởng lớn đến ổn định mái dốc?
   Độ ẩm tăng làm giảm lực dính và góc ma sát trong của đất, làm giảm khả năng chống trượt của bờ dốc. Ví dụ, khi độ ẩm tăng từ 16% lên 39%, góc ma sát giảm từ 18° xuống còn khoảng 12%, làm giảm hệ số an toàn.

2. Phương pháp tính toán nào phù hợp nhất cho mái dốc ở Tây Nguyên?
   Phương pháp mặt trượt trụ tròn cải tiến và phương pháp cung tròn Bishof được đánh giá phù hợp do tính đến đặc trưng địa chất và áp lực nước, cho kết quả ổn định và thực tiễn.

3. Làm thế nào để xác định chiều cao giới hạn an toàn của bờ dốc?
   Dựa vào các đặc trưng cơ lý đất biến đổi theo độ ẩm và độ dốc mái, sử dụng các phương pháp tính toán ổn định để xác định chiều cao tối đa mà bờ dốc vẫn đảm bảo hệ số an toàn yêu cầu (ví dụ K=1.4).

4. Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu cho các vùng khác không?
   Kết quả chủ yếu áp dụng cho đất tàn - sườn tích trên đá xâm nhập Granit và đá biến chất ở Tây Nguyên. Với các vùng khác cần khảo sát đặc trưng đất và điều kiện địa chất tương ứng để điều chỉnh.

5. Phần mềm Slope/W có ưu điểm gì trong tính toán ổn định mái dốc?
   Slope/W cho phép mô phỏng đa dạng các điều kiện địa chất, hình học mái dốc và áp lực nước, hỗ trợ phân tích nhiều phương pháp tính toán, giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong thiết kế.

Kết luận

• Đặc trưng cơ lý của đất tàn - sườn tích trên đá xâm nhập Granit và đá biến chất ở Tây Nguyên biến đổi rõ rệt theo độ ẩm, ảnh hưởng trực tiếp đến ổn định mái dốc.
• Chiều cao giới hạn an toàn của bờ dốc phụ thuộc vào độ dốc mái và đặc trưng cơ lý đất theo mùa, cần được xác định chính xác để đảm bảo an toàn giao thông.
• Phương pháp mặt trượt trụ tròn cải tiến và phần mềm Slope/W là công cụ hiệu quả trong tính toán ổn định mái dốc tại khu vực nghiên cứu.
• Mức độ trương nở và tan rã đất tăng khi độ ẩm thấp, góp phần làm giảm độ ổn định bờ dốc trong mùa mưa.
• Khuyến nghị áp dụng kết quả nghiên cứu trong thiết kế, giám sát và quản lý các tuyến đường giao thông ở Tây Nguyên nhằm giảm thiểu rủi ro sạt lở.

Next steps: Triển khai áp dụng các phương pháp tính toán và giám sát độ ẩm đất trong các dự án xây dựng đường bộ tại Tây Nguyên. Tổ chức đào tạo nâng cao năng lực cho cán bộ kỹ thuật và quản lý.

Các đơn vị liên quan nên phối hợp nghiên cứu mở rộng và cập nhật dữ liệu thực nghiệm để nâng cao hiệu quả quản lý và thiết kế công trình giao thông vùng núi.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1- Tính cấp thiết của đề tai Các tuyến đường giao thông ở Tây Nguyên thường chạy qua các đới sét hóa (đới 1 hoặc đới 2) của vỏ phong hóa trên đá xâm nhập Granit và đá Biến chất. Các mái dốc cạnh đường giao thông chủ yếu được cấu tạo bởi đất loại sét thuộc các vỏ phong hóa nói trên. Dat loại sét rất nhạy biến đổi khi tiếp xúc với nước. Vào mùa mưa nhiều đôi dốc cao phía ta luy dương thường bi sat lở, đất đỗ ra đường gây ach tặc giao thông và nhiều khi gây tốn thất về người và tài sản của dân cư.

Do đó đề tài được chon là: “Nghiên cứu xác định chiếu cao giới hạn an toàn ồn định trượt của bờ dốc trên đất tàn- sườn tích thuộc vỏ phong hóa đá xâm nhập Granit và đá Biến chất ở Tây Nguyên ”. 2- Mục đích nghiên cứu: Mức độ 6n định bờ dốc phụ thuộc vào chiều cao (h), độ dốc mái (1:m) và đặc trưng cơ lý của đất trong bờ dốc. Do vậy mục đích nghiên cứu sẽ là: Nghiên cứu sự thay đổi các đặc trưng cơ lý (y, @, C) theođ 6 âm (W) của hai loại đất tàn- sườn tích thuộc vỏ phong hóa trên đá xâm nhập Granit và đá Biến chất ở Tây Nguyên. Căn cứ theo kết quả nghiên cứu được về đất, sẽ tính toán xác định chiều cao giới hạn (h) của bờ dốc, có độ dốc (1:m) khác nhau theo sự bién đổi độ âm (W) của đất trong bờ dốc.

3- Phương pháp nghiên cứu: Tham khảo những kết quả nghiên cứu của các tác giả trong nước [5]I6][10]I11][12][13][15]. thu thập các số liệu thí nghiệm về đặc trưng co lý của hai loại đất được chọn làm đối tượng nghiên cứu ở Tây Nguyên dé xử lý thống kê tim quan hệ giữa các đặc trưng (yw. , C) theo độ âm (W) của dat. Nghiên cứu lý thuyết của các tác giả trong và ngoài nước thường được sử dụng dé tính toán 6n định mái dốc, lựa chọn phương pháp thích hợp để tính toán xác định chiều cao giới hạn (h) phụ thuộc vào độ dốc (1:m) và phụ thuộc vào đặc trưng cơ lý của đất trong bờ dốc.

4- Y nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn: Thu thập tài liệu, thống kê tìm được quan hệ biến đôi giữa dung trọng tự nhiên (yw), các thông số chống cat (ọ, C), theo độ âm (W) của hai nhóm dat được nghiên cứu. Khi mưa độ 4m (W) của đất tăng làm cho dung trọng tự nhiên (y„) của đất tang, các thông số chống cắt (@, C) giảm, gây mat an toàn chống trượt của bờ dốc. 10 Kết quả tính toán ở chương III cho thấy rằng: Cùng một hệ số an toàn yêu câu chọn trước (K=1.4) chiều cao giới hạn của bờ dốc (h) phụ thuộc vào độ dốc (1:m) và các đặc trưng cơ lý của đất trong bờ dốc. Kết quả nghiên cứu trong luận văn là tài liệu tham khảo tốt cho các cơ quan khảo sát, thiết kế thi công và quản lý những tuyến đường giao thông đi qua vỏ phong hóa trên đá xâm nhập và đá Biến chất ở Tây Nguyên.

11 CHUONG I DAC TRUNG CO LY CUA DAT TAN SUON TICH (edQ) THUOC VO PHONG HOA TREN DA XAM NHAP VA DA BIEN CHAT O TAY NGUYEN. Tây nguyên Việt Nam bao gồm các tinh: Lam Đồng, Dak Nong, Dak Lak, Gia Lai, Kon Tum. Tây Nguyên là vùng dat giàu tiềm năng phát triển. Sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước nói chung và khu vực Tây Nguyên nói riêng đòi hỏi phải xây dựng nhiều tuyến đường giao thông xuyên tỉnh (hình 1-1).

Đường Hồ Chí Minh, nối dai các tỉnh Tây Nguyên, một tuyến đường không chỉ có ý nghĩa chiến lược trong sự nghiệp CNH-HDH, phát triển kinh tế - xã hội va đảm bảo an ninh quốc phòng khu vực miễn trung Tây Nguyên. mà còn là một tuyến đường lịch sử, găn liền với sự nghiệp giải phóng đất nước. Quốc lộ 14 chạy dai từ Quảng Nam, qua Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lak, Dak Nong, dén Tp. Quốc lộ 19 nối từ Pleiku (Gia Lai) với Quy Nhơn.

Quốc lộ 24 nói liền giữa Kon Tum đến Ba To (Quảng Ngãi). Quốc lộ 25 nói từ Pleiku (Gia Lai) với Tuy Hòa (Phú Yên). Quốc lộ 26 nối Đắk Lak, (Buôn Mê Thuộc) đi Nha Trang (Khánh Hòa). Quốc lộ 27 nối từ Da Lạt (Lâm Đồng) với Dak Lak (Buôn Mê Thuộc).

Quốc lộ 28 nối từ Đà Lat (Lâm Đồng) với Dak Nông. Quốc lộ 40 nối Xayden-Antoum (Lao), cửa khẩu Pờ Y với quốc lộ 14. Nhiều tuyến đường nối liền tỉnh ly đến các huyện ly và các vùng sau, vùng xa, nơi có nhiều đồng bào dân tộc sinh sống. Ngoài ra còn có nhiều tuyến giao thông phục vụ các công trình thủy lợi, thủy điện ở các tỉnh Tây Nguyên.

Các tuyến đường ô tô chạy ven theo các chân đôi hoặc các đèo cao được hình thành bởi các loại đất có nguồn gốc khác nhau. Theo tài liệu nghiên cứu của các tác giả Nguyễn Việt Ky và Nguyễn Văn Tuan [6] vỏ phong hóa ở Tây Nguyên gồm các loại chủ yếu sau đây: Vỏ phong hóa trên đá xâm nhập; Vỏ phong hóa trên đá phún trào: Vỏ phong hóa trên đá biến chất; Vỏ phong hóa trên đá trầm tích. 12 Trong luận văn, tác giả chỉ nghiên cứu hai loại tàn - sườn tích trên đá xâm nhập và tàn - sườn tích trên đá Biên chât.1 VO PHONG HOA TREN ĐÁ XÂM NHAP Theo tai liệu [6] vỏ phong hóa trên đá xâm nhập phan bố gồm hai dải lớn: Dai ở ria phía đông, kéo liên tục Tu Mo Rong xuống Krông Pa, Chu Yang 5m. Dai ở phía Tây Trường Sơn từ Dak Glei xuống Chư Prong, vòng qua Krông Pa theo hướng đông.

Noi đây pho biến là vỏ phong hóa trên đá xâm nhập axit. Bè day từ 5m đến 10m, lớn nhất là ở vùng Mang - Den đạt 50+80m trên đá Granit migmatit phức hệ chu lai, nhỏ nhất là ở sườn dốc chỉ 0,5+2,5m. Không kể lớp phủ thực vật, lớp trên bị phong hóa hoàn toàn biến thành sét, sét pha có các đặc trưng về thành phần khoáng vật, hóa học và tính chất cơ lý (bảng 1-1). 13 ` Hình 1-1 B an do khu Đực Hgh ién CN 14 Bang 1-1, Các đặc trưng về thành phan khoáng vật, hóa học và tính chất co lý của phong hóa trên đá xâm nhập axit ở đới phong hóa triệt để.

Thạch anh, kaolinit, Thanh phan. geotit, hydromica, khoáng vat chu yêu haluazit-felspat, SIO; (70-80%), Al,O3 y 7%) San | 3-5% Cát | 31-54% Thành phần hạt Bui | 17-26% Sét | 24-40% Dung trong tu nhién 1.83g/cm” Déo mêm đến dẻo cứng Trạng thái (B<0 đến 0.64) Góc ma sát trong 12°— 18° Lực dính 0.32KG/emˆ nm kp ae Trung bình (a;.006- Hệ số nén lún 0.07cmÊ /Kg) 1⁄2 SU THAY DOI DUNG TRONG TỰ NHIÊN (y„) VÀ CAC THONG SO CHONG CAT (9, C) THEO DO AM (W) CUA DAT TAN- SUON TICH TREN DA XÂM NHAP Ở TAY NGUYEN. Dé nghiên cứu van dé nay, tac gia sử dụng hai nguôn tài liệu: Nguồn tài liệu chính là các số liệu thu được từ bãi dat thí nghiệm do TS Ngô Tan Dược chủ trì [5]. Nguồn tài liệu thứ hai là kết quả thí nghiệm b6 sung lay mẫu ở ngoài phạm vi bãi thí nghiệm và số liệu đã công bố của các tác giả khác [2][10][15].

Bãi đất thí nghiệm được chọn tại Km 128 Quốc lộ 19 nối giữa Pleiku (Gia Lai) với Quy Nhơn cách An Khê 48 Km. Các chỉ tiêu tính chất vật lý của những mẫu thí nghiệm ở khu đất Tàn- sườn tích trên đá xâm nhập Granite được ghi trong (bang 1-2). Hàm lượng hat d > 2mm biến đổi trong phạm vi (2. Hàm lượng hạt sét chiếm (18.

Chỉ số dẻo I;=(19. T 1 số khe rong e, = 0. Độ âm vào mùa khô W=(16.D Ất Ở trạng thái khô, vào mùa mưa độ âm của đất tăng dan, độ bão hòa nước tăng, dung trọng tự nhiên của đất tăng lớn. Các thông số chống cắt của đất tự nhiên bị giảm nhỏ.

15 Kết quả thí nghiệm xác định các thông số chống cat (@, C) của các mẫu đất Tan- sườn tích trên đá xâm nhập Granite theo sự thay đổi độ âm (W) quanh năm ở Tây Nguyên được tập hợp (bang 1-3). độ bão hòa nước (G) của các mẫu dat. Kết quả thí nghiệm ghi trong (bảng 1-3) được biểu diễn băng đồ thị trên các hình: Hình 1-2: Sự tăng dung trọng tự nhiên (y„) do sự tăng độ 4m (W) của đất trong quá trình ngắm nước. Hình 1-3: Sự giảm góc ma sát trong @) do s ự tăng độ âm (W) của đất trong quá trình ngắm nước.

Hình 1-4: Sự giảm lực dính (C) do sự tăng độ 4m (W) của đất trong quá trình ngắm nước. Theo số liệu thông kê của TS. Lê Thanh Bìnhđ ược công bố trong tài liệu [2] (bảng 6 trang 679, tuyển tập kết quả Khoa học va Công nghệ số 11 năm 2008 của Viện Khoa học Thủy Lợi Miền Nam), tác giả trích dẫn (bảng 1-4). Theo số liệu đất lớp một trong vỏ phong hóa trên đá xâm nhập Granite có dung trọng khô biến đổi trong phạm vi y, = 1.

Dat ở các mỏ vật liệu dùng đắp đập ở H’ranam [15] có dung trọng khô tự nhiên y¿= 1. Tại bốn điểm khảo sát theo dọc bờ dốc Quốc 16 19, lớp (edQ) trên nền đá xâm nhập Granite có y, = 1. Từ các số liệu trên có thể nhận xét rằng: lớp sét hóa thuộc lớp (edQ) trên nên đá xâm nhập Granite có dung trọng khô biến đổi trong phạm vi y, = 1.48 T/m? va độ ẩm W thay đổi theo thời đoạn khảo sát, bién đổi trong phạm vi W = 25+33. Bãi đất được chọn để theo dõi lấy mẫu thí nghiệm theo thời gian có dung trọng khô biến đổi trong phạm vi hẹp y, = 1.39 T/m (bảng 1-2), nhưng cũng nằm trong phạm vi dung trọng khô của lớp đất được nghiên cứu chỉ khác ở chỗ: độ âm (W) của lớp dat được thống kê dựa theo số liệu khoan khảo sát của các công trình thực tế.

Công tác khoan khảo sát thường thực hiện vào mùa khô nên độ âm của đất chi biễn đổi trong phạm vi hẹp W = 25. Mục đích của luận văn là nghiên cứu sự biến đổi (yy, @, C) theo độ 4m quanh năm ở Tây Nguyên. Công tac lay mẫu thí nghiệm được thực hiện cả trong mùa khô và mùa mưa nên độ âm của đất thay đổi trong phạm vi rộng W = 16+39% (bảng 1-3). Các số liệu (yw.

Sự bién đổi (y„. @, C) cũng nằm trong xu thé chung với kết quả thí nghiệm của đất ở bãi có diện tích hẹp nhưng chỉ ở trong phạm vi độ âm thực tế khảo sát.