Nghiên cứu phương pháp cố kết chân không cho nền đất yếu trong xây dựng

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỞ ĐẦU

0.1. Tính cấp thiết của đề tài

0.2. Mục đích của đề tài

0.3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

0.4. Nội dung nghiên cứu

0.5. Phương pháp nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn

0.6. Những đóng góp mới của luận án

0.7. Bố cục của luận án

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP CỔ KẾT CHÂN KHÔNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU VÀ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP

1.1. Nền đất yếu

1.2. Tổng quan về nghiên cứu và ứng dụng phương pháp cổ kết chân không

1.2.1. Tình hình ứng dụng phương pháp cổ kết chân không xử lý nền đất yếu trên thế giới

1.2.2. Tình hình nghiên cứu phương pháp cổ kết chân không

1.2.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng phương pháp cổ kết chân không xử lý nền đất yếu ở Việt Nam

1.3. Lý thuyết phương pháp cổ kết chân không

1.3.1. Bài toán cổ kết thấm

1.3.2. Phương trình vi phân cơ bản

1.3.3. Các phương pháp giải bài toán cổ kết thấm

1.3.4. Phương pháp dự báo lún

1.3.4.1. Phương pháp Asaoka

1.3.4.2. Phương pháp điểm uốn (Inflection point)

1.4. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP CỔ KẾT CHÂN KHÔNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ

2.1. Mục đích nghiên cứu

2.2. Mô hình nghiên cứu. Giới thiệu mô hình

2.3. Mẫu đất thí nghiệm. Thiết bị thí nghiệm

2.4. Quy trình thí nghiệm

2.5. Chuẩn bị máng thí nghiệm hình hộp và chế bị mẫu. Xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất trước khi thí nghiệm. Lắp đặt thiết bị quan trắc ALNLR

2.6. Tạo lớp mặt thoát nước và lắp đặt hệ thống thu nước. Lắp kín mô hình thí nghiệm

2.7. Lắp đặt các đồng hồ đo lún và áp lực chân không

2.8. Kết nối và kích hoạt các đầu đo ALNLR

2.9. Kết nối hệ thống máy bơm và hoạt động mô hình

2.10. Kết quả thực nghiệm các mô hình vật lý (MHVL)

2.10.1. Kết quả thực nghiệm của MHVL1

2.10.2. Kết quả thực nghiệm của MHVL2

2.10.3. Kết quả thực nghiệm của MHVL3

2.11. Hiệu quả kỹ thuật của cổ kết chân không

2.11.1. Hiệu quả của xử lý nền đất theo MHVL1

2.11.2. Hiệu quả của xử lý nền đất theo MHVL2

2.11.3. Hiệu quả của xử lý nền đất theo MHVL3

2.12. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH TÍNH CHO BÀI TOÁN CỔ KẾT CHÂN KHÔNG

3.1. Mô hình số tính toán

3.2. Mô phỏng bài toán cổ kết chân không

3.3. Tính toán ứng dụng cho các MHVL

3.3.1. Kết quả mô hình số của MHVL1

3.3.2. Kết quả mô hình số của MHVL2

3.3.3. Kết quả mô hình số của MHVL3

3.4. So sánh kết quả thực nghiệm và tính toán các MHVL

3.4.1. So sánh kết quả thực nghiệm và tính toán của MHVL1

3.4.2. So sánh kết quả thực nghiệm và tính toán của MHVL2

3.4.3. So sánh kết quả thực nghiệm và tính toán của MHVL3

3.5. Tính toán kiểm tra cho các công trình thực tế

3.5.1. Công trình Pvtex Đình Vũ - Hải Phòng

3.5.2. Công trình nhiệt điện Duyên Hải 3 - Trà Vinh

3.5.3. Công trình nhiệt điện Nhơn Trạch 2 - Đồng Nai

3.6. Kết luận chương 3

4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC THÔNG SỐ CỦA BÀI TOÁN CỔ KẾT CHÂN KHÔNG

4.1. Các chỉ tiêu cơ lý của các loại đất yếu tính toán

4.1.1. Đất yếu Duyên Hải - Trà Vinh

4.1.2. Đất yếu Đình Vũ - Hải Phòng

4.1.3. Đất yếu nhiệt điện Thái Bình

4.1.4. Đất yếu Nhơn Trạch - Đồng Nai

4.2. Kết quả tính toán

4.3. Độ cổ kết khi chiều dày nền đất yếu xử lý là 10 m

4.4. Độ cổ kết khi chiều dày nền đất yếu xử lý là 15 m

4.5. Độ cổ kết khi chiều dày nền đất yếu xử lý là 20 m

4.6. Độ cổ kết khi chiều dày nền đất yếu xử lý là 25 m

4.7. Độ cổ kết khi chiều dày nền đất yếu xử lý là 30 m

4.8. Xây dựng mối quan hệ giữa thời gian cổ kết với chỉ số dẻo (PI), độ cổ kết (Uy) và chiều dày nền đất yếu xử lý (H)

4.8.1. Mối quan hệ giữa thời gian cổ kết với chỉ số dẻo và chiều dày nền đất yếu xử lý khi độ cố định xác định

4.8.2. Mối quan hệ giữa thời gian cổ kết với chỉ số dẻo và chiều dày nền đất yếu xử lý khi độ cố định không xác định

4.9. Kết luận chương 4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

I. Giới thiệu về phương pháp cố kết chân không

Phương pháp cố kết chân không là một kỹ thuật tiên tiến trong xử lý nền đất yếu, đặc biệt trong xây dựng. Nền đất yếu thường gặp phải vấn đề về độ lún và sức chịu tải không đủ, gây ảnh hưởng đến sự ổn định của công trình. Phương pháp này sử dụng áp lực chân không để tăng cường độ bão hòa của nước trong đất, từ đó cải thiện tính chất cơ lý của nền đất. Việc ứng dụng cố kết chân không giúp rút ngắn thời gian thi công và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Theo nghiên cứu, phương pháp này đã được áp dụng thành công tại nhiều công trình lớn trên thế giới và đang dần được phổ biến tại Việt Nam.

1.1. Tình hình ứng dụng phương pháp cố kết chân không

Trên thế giới, phương pháp cố kết chân không đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều dự án xây dựng lớn. Tại Việt Nam, một số công trình như cảng biển và nhà máy điện đã sử dụng phương pháp này để xử lý nền đất yếu. Việc áp dụng phương pháp này không chỉ giúp cải thiện độ ổn định của công trình mà còn tiết kiệm chi phí và thời gian thi công. Các nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng cố kết chân không có thể giảm thiểu đáng kể độ lún của nền đất, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng đất và bảo vệ môi trường.

II. Lý thuyết và nguyên lý của phương pháp cố kết chân không

Lý thuyết về cố kết chân không dựa trên nguyên lý áp lực nước lỗ rỗng trong đất. Khi áp dụng áp lực chân không, nước trong lỗ rỗng của đất sẽ bị hút ra, làm tăng cường độ bão hòa và giảm độ ẩm của đất. Điều này dẫn đến việc tăng cường sức chịu tải của nền đất. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc áp dụng áp lực chân không có thể làm giảm đáng kể thời gian cần thiết để đạt được độ cố kết tối ưu. Phương pháp này không chỉ hiệu quả trong việc xử lý nền đất yếu mà còn có thể áp dụng cho các loại đất khác nhau, từ đất sét đến đất cát.

2.1. Các phương pháp giải bài toán cố kết chân không

Có nhiều phương pháp để giải bài toán cố kết chân không, bao gồm phương pháp Asaoka và phương pháp điểm uốn. Những phương pháp này giúp dự đoán độ lún và thời gian cần thiết để đạt được độ cố kết mong muốn. Việc áp dụng các phương pháp này trong thực tiễn giúp các kỹ sư có thể tính toán chính xác hơn về thời gian thi công và hiệu quả của phương pháp. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao độ tin cậy của các công trình xây dựng.

III. Kết quả thực nghiệm và phân tích

Kết quả thực nghiệm cho thấy, việc áp dụng phương pháp cố kết chân không đã mang lại hiệu quả rõ rệt trong việc xử lý nền đất yếu. Các mẫu đất thí nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể về sức chịu tải và độ lún. Các số liệu thu thập được từ các thí nghiệm cho thấy, thời gian cần thiết để đạt được độ cố kết tối ưu giảm đi đáng kể so với các phương pháp truyền thống. Điều này chứng tỏ rằng, phương pháp cố kết chân không không chỉ hiệu quả mà còn tiết kiệm thời gian và chi phí cho các dự án xây dựng.

3.1. Hiệu quả của phương pháp cố kết chân không

Phân tích kết quả cho thấy, phương pháp cố kết chân không có thể giảm độ lún của nền đất từ 30% đến 50% so với các phương pháp xử lý khác. Điều này không chỉ giúp nâng cao độ ổn định của công trình mà còn giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công. Các số liệu thực nghiệm cũng cho thấy, việc áp dụng phương pháp này giúp tăng cường sức chịu tải của nền đất, từ đó đảm bảo an toàn cho các công trình xây dựng lớn.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Phương pháp cố kết chân không đã chứng minh được tính hiệu quả và tính ứng dụng cao trong việc xử lý nền đất yếu. Việc áp dụng phương pháp này không chỉ giúp cải thiện độ ổn định của công trình mà còn tiết kiệm thời gian và chi phí thi công. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình thi công và mở rộng ứng dụng của phương pháp này trong các loại đất khác nhau. Khuyến nghị các nhà thầu và kỹ sư xây dựng nên xem xét áp dụng phương pháp cố kết chân không trong các dự án xây dựng tương lai để nâng cao hiệu quả và độ bền của công trình.

4.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Cần tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến hiệu quả của phương pháp cố kết chân không. Việc nghiên cứu này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình thi công và nâng cao hiệu quả của phương pháp trong thực tiễn. Đồng thời, cần phát triển các công nghệ mới để cải thiện khả năng ứng dụng của phương pháp này trong các điều kiện địa chất khác nhau.

Luận án tiến sĩ về phương pháp cố kết chân không xử lý nền đất yếu trong xây dựng