Nghiên cứu gia tăng sức chống cắt đất yếu bằng vôi và sợi xơ dừa

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG GIẢI PHÁP VÔI TRỘN XƠ DỪA

1.1. Tổng quan xử lý nền đất yếu bằng phương pháp gia cố vôi

1.2. Tổng quan về gia cố đất yếu bằng sợi

1.3. Tổng quan về gia cố đất yếu bằng sợi xơ dừa

1.4. Các phương pháp gia cố sợi vào đất tại hiện trường

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ỔN ĐỊNH TRƯỢT TRONG NỀN ĐẮP ĐƯỜNG VÀ TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC VẬT LIỆU TRONG HỖN HỢP ĐẤT TRỘN VÔI – SỢI XƠ DỪA

2.1. Cơ sở lý thuyết của ổn định mái dốc

2.2. Ổn định không thoát nước của mái dốc

2.3. Phương pháp mặt trượt trụ tròn W

2.4. Phương pháp mặt trượt trụ tròn A

2.5. Sức chống cắt không thoát nước của hỗn hợp đất trộn vôi - sợi xơ dừa

2.5.1. Tổng quan sức chống cắt của đất

2.5.2. Sức chống cắt của hỗn hợp đất gia cố vôi và sợi xơ dừa

2.6. Cơ chế hình thành cường độ khi gia cố đất với vôi

2.7. Tương tác giữa sợi và nền

2.7.1. Tương tác giữa sợi và nền đồng nhất không nứt

2.7.2. Tương tác giữa sợi và nền bị nứt

3. CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM MẪU ĐẤT TRỘN VÔI VÀ SỢI XƠ DỪA TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

3.1. Mục đích thí nghiệm

3.2. Công tác chuẩn bị

3.3. Chuẩn bị các nguyên vật liệu

3.3.1. Đất dùng trong thí nghiệm

3.3.2. Vôi dùng trong thí nghiệm

3.3.3. Xơ dừa dùng trong thí nghiệm

3.3.4. Nước dùng trong thí nghiệm

3.3.5. Hàm lượng trộn các nguyên vật liệu

3.4. Chế bị mẫu thí nghiệm

3.4.1. Thiết bị trộn

3.4.2. Chế bị mẫu thí nghiệm

3.5. Thí nghiệm cắt trực tiếp (TCVN 4199-2012)

3.5.1. Mục đích thí nghiệm

3.5.2. Thiết bị thí nghiệm

3.5.3. Tổ hợp mẫu thí nghiệm

3.5.4. Thực hiện thí nghiệm cắt trực tiếp

3.5.5. Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp

3.5.5.1. Góc ma sát trong của hỗn hợp đất trộn vôi và sợi xơ dừa

3.5.5.2. Lực dính của hỗn hợp đất trộn vôi và sợi xơ dừa

3.5.5.3. Sức chống cắt của hỗn hợp đất trộn vôi và sợi xơ dừa

3.6. Thí nghiệm nén đơn (ASTM D2166)

3.6.1. Mục đích thí nghiệm nén đơn

3.6.2. Thiết bị thí nghiệm nén đơn

3.6.3. Tổ hợp mẫu thí nghiệm nén đơn

3.6.4. Thực hiện thí nghiệm nén đơn

3.6.5. Kết quả thí nghiệm nén đơn

3.6.5.1. Cường độ chịu nén qu của hỗn hợp đất trộn vôi và sợi xơ dừa

3.6.5.2. Module E50 của hỗn hợp đất trộn vôi và sợi xơ dừa

3.6.5.3. Biến dạng phá hoại, dung trọng và độ ẩm của hỗn hợp đất trộn vôi và sợi xơ dừa

4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO NỀN ĐẤT ĐẮP TRƯỚC VÀ SAU KHI XỬ LÝ BẰNG GIẢI PHÁP GIA CƯỜNG VÔI VÀ SỢI XƠ DỪA

4.1. Ứng dụng thực tế của giải pháp gia cố nền đất đắp bằng vôi - sợi xơ dừa

4.2. Tính toán công trình thực tế

4.2.1. Phương pháp tính toán

4.2.2. Số liệu địa chất của công trình

4.2.3. Tải trọng tác dụng lên nền đường (22TCN 262-2000)

4.2.4. Tính toán ổn định cho công trình đắp bằng đất tự nhiên

4.2.4.1. Phân tích bằng phần mềm SLOPE/W

4.2.4.2. Phân tích bằng phần mềm Plaxis

4.2.5. Tính toán ổn định cho công trình đắp bằng đất được gia cường

4.2.5.1. Phân tích bằng phần mềm SLOPE/W

4.2.5.2. Phân tích bằng phần mềm Plaxis

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

I. Gia tăng sức chống cắt đất yếu bằng vôi và sợi xơ dừa

Luận văn tập trung vào việc gia tăng sức chống cắt của đất yếu thông qua việc sử dụng vôi và sợi xơ dừa. Mục tiêu chính là cải thiện tính chất cơ học của đất yếu, đặc biệt là khả năng chống cắt không thoát nước. Phương pháp nghiên cứu bao gồm thí nghiệm trong phòng và ứng dụng thực tế, nhằm xác định hàm lượng tối ưu của vôi và sợi xơ dừa để tăng cường độ bền của đất.

1.1. Cơ sở lý thuyết

Nghiên cứu dựa trên cơ sở lý thuyết về sức chống cắt không thoát nước và ổn định mái dốc. Vôi được sử dụng như một chất kết dính, giúp cải thiện cấu trúc đất, trong khi sợi xơ dừa đóng vai trò gia cường, tăng khả năng chịu lực của đất. Sự tương tác giữa vôi và sợi xơ dừa tạo ra một hỗn hợp vật liệu có cường độ cao hơn so với đất nguyên trạng.

1.2. Phương pháp thí nghiệm

Các thí nghiệm được thực hiện bao gồm thí nghiệm cắt trực tiếp và thí nghiệm nén một trục. Các mẫu đất được trộn với các hàm lượng vôi (6%, 8%, 10%, 12%) và sợi xơ dừa (0%, 0.2%) để xác định sự gia tăng sức chống cắt. Kết quả thí nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể về góc ma sát và lực dính của đất sau khi gia cường.

II. Ứng dụng vôi và sợi xơ dừa trong xây dựng

Luận văn đề xuất việc ứng dụng vôi và sợi xơ dừa trong các công trình xây dựng, đặc biệt là trong việc gia cố nền đất yếu. Phương pháp này không chỉ mang lại hiệu quả kỹ thuật mà còn có giá trị kinh tế cao, tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương như sợi xơ dừa ở Bến Tre.

2.1. Tính toán ổn định

Phần mềm Geo Slope/W và Plaxis 8.5 được sử dụng để tính toán ổn định trượt cho các công trình đắp. Kết quả cho thấy, việc gia cường bằng vôi và sợi xơ dừa giúp tăng hệ số an toàn của mái dốc, đặc biệt là trong điều kiện đất yếu. Chiều cao đắp tối đa cũng được xác định dựa trên các kết quả tính toán này.

2.2. Giá trị thực tiễn

Nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn cao, đặc biệt là trong việc xử lý nền đất yếu ở các khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Phương pháp này không chỉ giúp cải thiện chất lượng công trình mà còn giảm chi phí xây dựng, tận dụng nguồn nguyên liệu địa phương như sợi xơ dừa.

III. Kết luận và kiến nghị

Luận văn kết luận rằng việc sử dụng vôi và sợi xơ dừa là một giải pháp hiệu quả để gia tăng sức chống cắt của đất yếu. Nghiên cứu đã xác định được hàm lượng tối ưu của vôi và sợi xơ dừa, đồng thời đề xuất các ứng dụng thực tế trong xây dựng. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu về tính thấm và cố kết của hỗn hợp vật liệu này để hoàn thiện hơn.

3.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu về tính thấm và cố kết của hỗn hợp đất trộn vôi và sợi xơ dừa. Ngoài ra, việc mở rộng nghiên cứu với các loại đất khác và các hàm lượng vôi, sợi xơ dừa khác nhau cũng là một hướng đi tiềm năng trong tương lai.

3.2. Kiến nghị

Kiến nghị áp dụng rộng rãi phương pháp này trong các công trình xây dựng ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long, nơi có điều kiện địa chất tương tự. Đồng thời, cần có các chính sách hỗ trợ để khuyến khích sử dụng nguyên liệu địa phương như sợi xơ dừa trong xây dựng.

Luận Văn Thạc Sĩ Địa Kỹ Thuật Xây Dựng: Nghiên Cứu Gia Tăng Sức Chống Cắt Đất Yếu Khi Gia Cường Vôi Và Sợi Xơ Dừa