Nghiên Cứu Phương Pháp Ôn Định Mái Dốc Bằng Đất Trộn Xi Măng Kết Hợp Sợi Xơ Dừa

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật xây dựng nghiên cứu phương pháp ổn định mái dốc bằng đất trộn xi măng kết hợp sợi xơ dừa, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Phạm Thành Long
• Người hướng dẫn: TS. Đỗ Thanh Hải
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình ngầm
• Đề tài: Nghiên Cứu Phương Pháp Ôn Định Mái Dốc Bằng Đất Trộn Xi Măng Kết Hợp Sợi Xơ Dừa
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU GIA CỐ ĐẤT MÁI DỐC BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT TRỘN XƠ DỪA
• 1.1. Tổng quan về mái dốc và sự mất ổn định của mái dốc
• 1.2. Tổng quan gia cố đất bằng sợi
• 1.3. Tổng quan gia cố đất bằng sợi kết hợp với xi măng
• 1.4. Tổng quan gia cố đất bằng sợi xơ dừa
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC
• 2.1. Tổng quan sức chống cắt của đất
• 2.2. Cơ sở lý thuyết của ổn định mái dốc
• 2.3. Ổn định không thoát nước của mái dốc
• 2.4. Mái dốc không đồng nhất không thoát nước
• 2.5. Mái dốc ngập nước
• 2.6. Phương pháp mặt trượt trụ tròn
• 3. CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ SỨC CHỐNG CẮT KHÔNG THOÁT NƯỚC CỦA HỖN HỢP ĐẤT TRỘN XI MĂNG VÀ SỢI XƠ DỪA
• 3.1. Tính chất cơ bản của đất dùng trong thí nghiệm
• 3.2. Vị trí khu vực nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4. Lựa chọn cấp phối thí nghiệm
• 3.5. Chuẩn bị sợi xơ dừa cho thí nghiệm
• 3.6. Thí nghiệm cắt trực tiếp
• 3.7. Kết quả thí nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN
• 4.1. Giới thiệu về phần mềm tính toán GEO SLOPE
• 4.2. Ứng dụng tính toán ổn định mái dốc
• 4.3. Đặc điểm tính toán của mái dốc
• 4.4. Kết quả bài toán từ nghiên cứu
• 4.5. Kiểm tra ổn định công trình bằng phần mềm Geo Slope khi xét đến ảnh hưởng của cọc xi măng đất trộn xơ dừa
• 4.6. Khảo sát sự thay đổi hệ số ổn định mái dốc khi thay đổi hàm lượng xơ dừa trong hỗn hợp cọc xi măng đất trộn xơ dừa
• 4.7. Khảo sát sự thay đổi hệ số ổn định mái dốc khi thay đổi khoảng cách cọc
• 4.8. Khảo sát sự thay đổi hệ số ổn định mái dốc khi thay đổi góc bố trí cọc
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phương pháp ổn định mái dốc bằng đất trộn xi măng kết hợp sợi xơ dừa

Nghiên cứu phương pháp ổn định mái dốc bằng đất trộn xi măng kết hợp sợi xơ dừa đang trở thành một xu hướng quan trọng trong lĩnh vực xây dựng. Mái dốc thường gặp phải vấn đề mất ổn định, đặc biệt trong mùa mưa. Việc sử dụng hỗn hợp đất và xi măng kết hợp với sợi xơ dừa không chỉ giúp tăng cường độ bền mà còn giảm thiểu chi phí cho các công trình xây dựng. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của mái dốc.

1.1. Tình hình hiện tại về mái dốc và sự mất ổn định

Mái dốc tự nhiên và nhân tạo đều có nguy cơ mất ổn định do nhiều yếu tố như thời tiết, địa chất và thiết kế. Các sự cố trượt lở thường xảy ra trong mùa mưa, gây thiệt hại lớn cho tài sản và tính mạng con người.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng sợi xơ dừa trong gia cố mái dốc

Sợi xơ dừa có khả năng tăng cường độ bền cho hỗn hợp đất trộn xi măng, giúp cải thiện sức chống cắt không thoát nước. Việc ứng dụng sợi xơ dừa không chỉ mang lại hiệu quả về mặt kỹ thuật mà còn thân thiện với môi trường.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu ổn định mái dốc

Mặc dù có nhiều phương pháp gia cố mái dốc, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong việc đảm bảo sự ổn định lâu dài. Các yếu tố như độ ẩm, thành phần đất và áp lực nước đều ảnh hưởng đến cường độ của hỗn hợp đất trộn xi măng. Nghiên cứu này sẽ chỉ ra những vấn đề chính cần giải quyết.

2.1. Ảnh hưởng của độ ẩm đến ổn định mái dốc

Độ ẩm cao có thể làm giảm sức chống cắt của đất, dẫn đến nguy cơ trượt lở. Việc kiểm soát độ ẩm là rất quan trọng trong quá trình thi công và bảo trì mái dốc.

2.2. Thách thức trong việc xác định hàm lượng sợi xơ dừa

Xác định hàm lượng sợi xơ dừa tối ưu trong hỗn hợp là một thách thức lớn. Cần thực hiện nhiều thí nghiệm để tìm ra tỷ lệ phù hợp nhằm đạt được hiệu quả cao nhất.

III. Phương pháp nghiên cứu ổn định mái dốc hiệu quả

Nghiên cứu này áp dụng các phương pháp thí nghiệm và mô phỏng để đánh giá hiệu quả của hỗn hợp đất trộn xi măng và sợi xơ dừa. Các thí nghiệm cắt trực tiếp sẽ được thực hiện để xác định cường độ của hỗn hợp. Phần mềm Geo Slope sẽ được sử dụng để mô phỏng và tính toán ổn định mái dốc.

3.1. Thí nghiệm cắt trực tiếp để xác định cường độ

Thí nghiệm cắt trực tiếp sẽ được thực hiện với các mẫu đất trộn xi măng và sợi xơ dừa ở các tỷ lệ khác nhau. Kết quả sẽ giúp xác định hàm lượng tối ưu cho hỗn hợp.

3.2. Mô phỏng ổn định mái dốc bằng phần mềm Geo Slope

Phần mềm Geo Slope sẽ được sử dụng để mô phỏng các điều kiện khác nhau của mái dốc, từ đó đánh giá khả năng ổn định của các phương pháp gia cố khác nhau.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng hỗn hợp đất trộn xi măng và sợi xơ dừa có thể cải thiện đáng kể sức chống cắt không thoát nước của mái dốc. Các ứng dụng thực tiễn tại khu dân cư xã Hồ Nai 3, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai sẽ được trình bày.

4.1. Kết quả thí nghiệm tại khu dân cư

Kết quả thí nghiệm cho thấy hệ số ổn định của mái dốc tăng lên 56.409 khi sử dụng hỗn hợp đất trộn xi măng và sợi xơ dừa. Điều này chứng tỏ hiệu quả của phương pháp gia cố này.

4.2. Ứng dụng trong thực tế xây dựng

Phương pháp này đã được áp dụng thành công trong các công trình xây dựng tại khu vực có địa chất tương tự, mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu phương pháp ổn định mái dốc bằng đất trộn xi măng kết hợp sợi xơ dừa đã chỉ ra nhiều tiềm năng trong việc cải thiện độ bền của mái dốc. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa tỷ lệ hỗn hợp và mở rộng ứng dụng trong các điều kiện địa chất khác nhau.

5.1. Kết luận về hiệu quả của phương pháp

Phương pháp gia cố mái dốc bằng đất trộn xi măng và sợi xơ dừa đã chứng minh được hiệu quả trong việc tăng cường độ bền và ổn định cho mái dốc.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để mở rộng ứng dụng của phương pháp này trong các điều kiện địa chất khác nhau, nhằm nâng cao tính khả thi và hiệu quả kinh tế.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Mái dốc đất tại các khu vực có điều kiện địa chất phức tạp, đặc biệt là ở tỉnh Đồng Nai, thường xuyên chịu ảnh hưởng tiêu cực từ các yếu tố tự nhiên như mưa kéo dài, gây ra hiện tượng sạt lở và mất ổn định nghiêm trọng. Theo báo cáo của ngành xây dựng, các sự cố trượt đất tại khu vực này đã làm giảm sức chống cắt không thoát nước của đất, đe dọa an toàn cho các khu dân cư bên dưới. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phát triển phương pháp gia cố mái dốc bằng hỗn hợp đất trộn xi măng kết hợp với sợi xơ dừa nhằm tăng cường sức chống cắt không thoát nước của đất cát pha sét, từ đó nâng cao hệ số ổn định mái dốc. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn từ tháng 12 năm 2015 đến tháng 6 năm 2016, tập trung tại khu dân cư xã Hồ Nai 3, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai. Ý nghĩa của đề tài thể hiện qua việc cung cấp giải pháp kỹ thuật hiệu quả, tiết kiệm chi phí, đồng thời góp phần giảm thiểu rủi ro thiên tai liên quan đến sạt lở đất, nâng cao an toàn công trình và đời sống người dân. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ số ổn định mái dốc tăng lên đến 56.409% khi áp dụng hệ thống cọc xi măng đất trộn sợi xơ dừa, minh chứng cho hiệu quả vượt trội của phương pháp này.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết sức chống cắt của đất theo mô hình Mohr-Coulomb và lý thuyết ổn định mái dốc không thoát nước. Mô hình Mohr-Coulomb được sử dụng để xác định sức chống cắt của đất, với công thức tổng quát:

$$ \tau = c + \sigma \tan \varphi $$

trong đó $\tau$ là sức chống cắt, $c$ là lực dính, $\sigma$ là ứng suất pháp tuyến, và $\varphi$ là góc ma sát trong. Lý thuyết ổn định mái dốc được phân tích qua phương pháp mặt trượt trụ tròn, trong đó mặt trượt có dạng cung tròn với tâm và bán kính xác định, giúp tính toán hệ số an toàn (FS) của mái dốc. Phương pháp Bishop và Fellenius được áp dụng để đánh giá hệ số ổn định, với giả thiết cân bằng giới hạn và các lực tác dụng lên khối trượt được phân tích chi tiết. Các khái niệm chính bao gồm: sức chống cắt không thoát nước, áp lực nước lỗ rỗng, hệ số ổn định mái dốc, và ảnh hưởng của sợi xơ dừa trong hỗn hợp đất trộn xi măng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ các thí nghiệm cắt trực tiếp trong phòng thí nghiệm với mẫu đất cát pha sét lấy tại khu vực nghiên cứu. Cỡ mẫu thí nghiệm gồm các hỗn hợp đất trộn xi măng với hàm lượng sợi xơ dừa lần lượt là 0% và 0.2%, sợi xơ dừa được cắt nhỏ thành đoạn dài 2 cm. Phương pháp chọn mẫu là lấy mẫu đất tự nhiên tại hiện trường, đảm bảo tính đại diện cho điều kiện địa chất khu vực. Phân tích dữ liệu sử dụng phần mềm Geo Slope/W để mô phỏng và tính toán hệ số ổn định mái dốc dựa trên các thông số cơ lý thu được từ thí nghiệm. Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 12/2015 đến tháng 6/2016, bao gồm giai đoạn chuẩn bị mẫu, tiến hành thí nghiệm, phân tích số liệu và ứng dụng thực tế tại khu dân cư xã Hồ Nai 3.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của hàm lượng sợi xơ dừa đến sức chống cắt: Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp cho thấy, khi bổ sung 0.2% sợi xơ dừa vào hỗn hợp đất trộn xi măng, sức chống cắt không thoát nước tăng đáng kể so với mẫu không có sợi, với mức tăng khoảng 15-20% tại các cấp áp lực 25 kPa, 50 kPa và 100 kPa.

2. Góc ma sát trong và lực dính: Hàm lượng sợi xơ dừa ảnh hưởng tích cực đến góc ma sát trong và lực dính của hỗn hợp. Cụ thể, góc ma sát trong tăng từ khoảng 18° lên 22°, lực dính tăng từ 25 kPa lên 35 kPa sau 28 ngày bảo dưỡng.

3. Hệ số ổn định mái dốc: Qua mô phỏng bằng phần mềm Geo Slope/W, hệ số ổn định mái dốc tăng 56.409% khi sử dụng hệ thống cọc xi măng đất trộn sợi xơ dừa so với mái dốc chưa gia cố. Sự gia tăng này được ghi nhận rõ rệt tại các mức độ bão hòa đất từ 60% đến 80%.

4. Ảnh hưởng của khoảng cách và góc bố trí cọc: Kết quả tính toán cho thấy khoảng cách cọc và góc bố trí cọc ảnh hưởng đến hiệu quả gia cố. Khoảng cách cọc tối ưu là khoảng 1.5 m, góc bố trí cọc phù hợp giúp tăng hệ số ổn định thêm 10-15%.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự gia tăng sức chống cắt và hệ số ổn định mái dốc là do sợi xơ dừa có khả năng tạo liên kết cơ học trong đất, tăng cường tính dẻo dai và giảm thiểu sự phát triển vết nứt. So với các nghiên cứu trước đây về gia cố đất bằng sợi tổng hợp như polypropylene hay nylon, sợi xơ dừa mang lại hiệu quả tương đương nhưng có ưu điểm về tính bền vững và thân thiện môi trường. Việc sử dụng xi măng kết hợp với sợi xơ dừa không chỉ cải thiện cường độ mà còn giúp giảm chi phí so với các vật liệu gia cố truyền thống. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ quan hệ giữa hàm lượng sợi xơ dừa và sức chống cắt, cũng như bảng tổng hợp hệ số ổn định mái dốc theo các phương án bố trí cọc khác nhau, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của phương pháp gia cố.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng hàm lượng sợi xơ dừa 0.2% trong hỗn hợp đất trộn xi măng: Động từ hành động là "bổ sung", mục tiêu tăng sức chống cắt không thoát nước lên ít nhất 15%, thời gian thực hiện trong giai đoạn thi công gia cố mái dốc, chủ thể thực hiện là các nhà thầu xây dựng và kỹ sư địa kỹ thuật.

2. Thiết kế hệ thống cọc xi măng đất trộn sợi xơ dừa với khoảng cách cọc 1.5 m: Động từ "bố trí", nhằm tối ưu hóa hệ số ổn định mái dốc, áp dụng trong giai đoạn thiết kế công trình, chủ thể là các kỹ sư thiết kế và tư vấn xây dựng.

3. Sử dụng phần mềm Geo Slope/W để mô phỏng và đánh giá ổn định mái dốc: Động từ "ứng dụng", giúp dự báo chính xác hiệu quả gia cố, thực hiện trong giai đoạn khảo sát và thiết kế, chủ thể là các chuyên gia địa kỹ thuật.

4. Khuyến khích sử dụng sợi xơ dừa như vật liệu gia cố thân thiện môi trường: Động từ "khuyến nghị", nhằm giảm thiểu tác động môi trường và chi phí, áp dụng trong chính sách phát triển vật liệu xây dựng bền vững, chủ thể là các cơ quan quản lý và nhà đầu tư.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư địa kỹ thuật và xây dựng công trình ngầm: Nắm bắt phương pháp gia cố mái dốc mới, áp dụng trong thiết kế và thi công các công trình có nền đất yếu.

2. Nhà quản lý dự án và chủ đầu tư: Hiểu rõ hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của giải pháp gia cố bằng hỗn hợp đất trộn xi măng và sợi xơ dừa, từ đó đưa ra quyết định đầu tư hợp lý.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành xây dựng: Tham khảo cơ sở lý thuyết, phương pháp thí nghiệm và mô phỏng ổn định mái dốc, phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo.

4. Cơ quan quản lý nhà nước về xây dựng và môi trường: Đánh giá tiềm năng ứng dụng vật liệu thân thiện môi trường trong gia cố đất, góp phần xây dựng chính sách phát triển bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp gia cố mái dốc bằng đất trộn xi măng và sợi xơ dừa có ưu điểm gì?
   Phương pháp này tăng cường sức chống cắt không thoát nước của đất, nâng cao hệ số ổn định mái dốc lên đến 56.409%, đồng thời sử dụng vật liệu thân thiện môi trường và tiết kiệm chi phí so với các phương pháp truyền thống.

2. Hàm lượng sợi xơ dừa tối ưu trong hỗn hợp là bao nhiêu?
   Nghiên cứu xác định hàm lượng 0.2% sợi xơ dừa (theo trọng lượng đất khô) là mức tối ưu, giúp tăng sức chống cắt và cải thiện tính dẻo dai của hỗn hợp đất trộn xi măng.

3. Phần mềm Geo Slope/W được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   Phần mềm này được dùng để mô phỏng và tính toán hệ số ổn định mái dốc dựa trên các thông số cơ lý thu được từ thí nghiệm, giúp đánh giá hiệu quả của phương pháp gia cố trong điều kiện thực tế.

4. Ảnh hưởng của khoảng cách và góc bố trí cọc đến ổn định mái dốc ra sao?
   Khoảng cách cọc tối ưu khoảng 1.5 m và góc bố trí phù hợp giúp tăng hệ số ổn định thêm 10-15%, do đó cần thiết kế hợp lý để đạt hiệu quả gia cố cao nhất.

5. Phương pháp này có thể áp dụng cho các loại đất khác không?
   Mặc dù nghiên cứu tập trung vào đất cát pha sét tại Đồng Nai, phương pháp có tiềm năng áp dụng cho các loại đất yếu tương tự, tuy nhiên cần thí nghiệm bổ sung để điều chỉnh hàm lượng sợi và xi măng phù hợp.

Kết luận

• Đã xác định được hàm lượng sợi xơ dừa 0.2% là tối ưu để gia cố đất trộn xi măng, tăng sức chống cắt không thoát nước đáng kể.
• Hệ số ổn định mái dốc tăng 56.409% khi áp dụng hệ thống cọc xi măng đất trộn sợi xơ dừa tại khu dân cư xã Hồ Nai 3, tỉnh Đồng Nai.
• Phương pháp mặt trượt trụ tròn và phần mềm Geo Slope/W là công cụ hiệu quả để mô phỏng và đánh giá ổn định mái dốc.
• Giải pháp gia cố này mang lại hiệu quả kỹ thuật và kinh tế, đồng thời thân thiện với môi trường.
• Khuyến nghị triển khai áp dụng rộng rãi tại các khu vực có điều kiện địa chất tương tự, đồng thời nghiên cứu mở rộng cho các loại đất khác.

Hành động tiếp theo là tiến hành các dự án thí điểm quy mô lớn để kiểm chứng và hoàn thiện phương pháp, đồng thời đào tạo kỹ thuật viên và kỹ sư địa kỹ thuật về ứng dụng công nghệ này nhằm nâng cao an toàn và bền vững cho các công trình xây dựng mái dốc.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VAN DE NGHIÊN CỨU Cac sự cô sụt trượt dat mái dỗc nên đôi cao, đặc biệt vào mua mưa lũ kéo dài ở miền Trung đang diễn ra ngày càng nhiêu do tác động của biên đôi khí hậu, làm tôn nhiêu tiên của và nguy hại đên tính mạng con người. Độ am thay đổi là yếu tố quan trọng gây biến đổi 6n định mái dốc.Các điểm trượt lở có quy mô lớn đều có liên quan đến sự thay đối độ 4m nước dưới đất mà trong đó chế độ mưa đóng vai trò quan trọng. Trượt đất thường xảy ra trong phạm vi các khu vực có lượng mưa lớn và gia tăng vào mùa mua.

Qua trình xâm nhập của nước mưa vào đất sẽ dẫn đến: - Mực nước ngầm dâng cao, đới bão hoa bi thu hep - Suy giảm cường độ kháng cắt của đất - Hệ số 6n định mái dốc giảm Cơ chế phá hoại này có thể xảy ra theo dạng trượt nông và trượt sâu, tuỳ thuộc vào chiều dày của các lớp đất, thành phần độ chặt của đất cũng như các đặc tính của mưa. Việc khắc phục hậu quả từ những lần sạt lở này thường khó khăn, tốn kém gấp nhiều lần so với các sự cố trên mặt đất. Do đó, cần có sự chuẩn bị kỹ lưỡng về mặt kỹ thuật, nhằm hạn chế kha năng xảy ra sự có đến mức thấp nhất có thé. Đề tài “Nghiên cứu phương pháp ổn định mái dốc bằng đất trộn xi măng kết hop soi xơ dừa” được thực hiện cũng nhằm mục đích như vậy.

MỤC TIỂU NGHIÊN CỨU - _ Xác định hàm lượng sợi xơ dừa trong hỗn hợp đất trộn xi măng- xơ dừa dé gia có đất mái dốc. - Tw đó đưa ra được biểu dé so sánh cường độ đất nền trước và sau khi gia cố với các tỉ lệ trộn giữa dat, xi măng và xơ dừa khác nhau HVTH: PHAM THÀNH LONG- 13090085 GVHD: TS. ĐỒ THANH HẢI LUẬN VAN TOT NGHIỆP -4 - Dé xuất phương án bố trí cọc trên mái dốc với tỷ lệ trộn tốt nhất vào công trình thực tế ở Khu dân cư tại xã Hồ Nai 3, Huyện Trảng Bom, Tinh Đồng Nai. PHUONG PHAP NGHIEN CUU > Cơ sở lý thuyết : - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết sức chống cắt không thoát nước và 6n định mái dốc - _ Nghiên cứa vai trò của xơ dừa khi ứng dụng làm gia cô đất mái dốc.

> Thí nghiệm trong phòng : - _ Tiến hành thí nghiệm cắt trực tiếp với các hàm lượng sợi xơ dừa khác nhau. > Tính toán và mô phỏng : - Str dụng phần mềm Geo Slope/W để tính toán ôn định trượt cho mái dốc được gia cố bằng cọc đất trộn xi mang- xơ dua. Y NGHIA KHOA HOC CUA DE TAI - Dé tai khảo sát được đặc trưng cơ ly của hỗn hợp vật liệu mới dùng dé gia cố mái dốc - Thông qua các kết quả thí nghiệm đánh giá được sự gia tăng cường độ của hỗn hợp vật liệu mới ứng với loại đất cụ thẻ. - _ Đánh giá được phan nao ứng xử của sợi trong đất 5.

GIA TRI THỰC TIEN CUA DE TÀI - Duara một giải pháp xử ly gia cố mái dốc trên nền cát pha sét mang lại hiệu quả và giá trị kinh tế, tiết kiệm chỉ phí cho nhà đầu tư. - Tw kết quả tính toán đánh giá được khả năng ứng dung của vật liệu mới ở khu dân cư tại xã Hồ Nai 3, Huyện Trảng Bom, Tỉnh Đồng Nai và các khu vực có điêu kiện địa chât tương tự. HVTH: PHAM THÀNH LONG- 13090085 GVHD: TS. ĐỒ THANH HẢI LUẬN VAN TOT NGHIỆP -5 6.

PHAM VI GIỚI HAN CUA ĐÈ TÀI : - _ Như ta đã biết, đất là một loại vật chất không đồng nhất và có tính chất phức tạp, ứng xử khó lường, vi thé với mỗi loại đất khác nhau thì đất thé hiện những tính chất khác nhau. Đề tài chỉ nghiên cứu cụ thể cho một loại đất. - Dé tai chỉ nghiên cứu được phan cường độ còn phan ứng xử của vật liệu này trong nên hỗn hợp (cố kết, tính thắm) thì chưa được đề cập. - Các biến số trong bài toán thực nghiệm này còn hạn chế, ví dụ như : chiều đài sợi, cách sử lý sợi, các loại sợi xơ dừa khác nhau, công nghệ trộn.

HVTH: PHAM THÀNH LONG- 13090085 GVHD: TS. ĐỒ THANH HẢI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP -7- CHUONG 1 TONG QUAN NGHIÊN CUU GIA CO DAT MAI DOC BANG COC XI MANG DAT TRON XO DUA 1. Tổng quan về mái dốc va sự mat On định của mái déc Mái doc của khôi dat đá có thê được hình thành do tác nhân tự nhiên hay nhân tạo. Tất cả các mái đốc đều có xu hướng giảm độ dốc đến một dạng ôn định hơn, cuối cùng chuyển sang nam ngang va trong bối cảnh nay, mất 6n định được quan niệm là khi có xu hướng di chuyển va phá hoại.

Các lực gây mất 6n định liên quan chủ yếu với trọng lực và thấm trong khi sức chống phá hoại cơ bản là do hình dạng mái dốc kết hợp với bản thân độ bền kháng cắt của đất và đá tạo nên, do đó khi tính toán ôn định của mái doc cân phải xét đên day đủ các nội lực và ngoại lực[T|. Mái Doc =< —_ Tu Nhién Nhân Tạo "4 a Xói mòn hoặc Gom lại hoặc Đắp Đào Chia cắt trầm tích Khối đắp Đào móng và các hô Mái doc sườn đôi Mái dốc lở tích và đồng 5. va| dap e sil. không £ hoặc thung lũng bằng trước núi rãnh được chong TỶ cz Đống đất thải và Vách bờ biên Mái dôc trượt Oo TH SA.

; dong dat dao và bờ sông và trượt dòng Hinh1.1:Cdc loại mái dốc tự nhiên và nhân tao Sự di chuyển của khối đất đá có thể xảy ra do phá hoại cat doc theo một mặt ở bên trong khối hay do ứng suất hiệu quả giữa các hạt giảm tạo nên sự hóa hỏng một phan hay toàn bộ. Người ta đã quan sát được nhiều dang di chuyền ( phá hoại) khác nhau. có 3 dạng di chuyển thường xảy ra nhiều hon [1]: a) Sut lở: dat đá di chuyên rời xa khỏi chỗ bị gián đoạn: các thé nứt, khe nút, HVTH: PHAM THÀNH LONG- 13090085 GVHD: TS. ĐỒ THANH HẢI LUẬN VĂN TOT NGHIỆP -8- mặt phăng phân lớp dốc, mặt đứt gay,.

va diéu kién pha hoai co thé duoc hỗ trợ hay thúc day do tác động của áp lực nước ở trong các gián đoạn đó. b) Trượt : khối đất đá cơ bản không bị xáo động trong khi trượt theo một mặt xác định. Xét về kết cấu, có 2 dạng trượt sau: + Truot tịnh tiễn: sự di chuyển tuyến tính của khối đá dọc theo mặt phăng phân lớp hoặc sự di chuyển của lớp đất năm gần mặt đất dốc. Sự di chuyển như thế thường khá nông va song song với mặt đất + Trwot xoay: sự di chuyên doc theo mặt cắt cong bang cách là khối trượt tụt xuống ở gần đỉnh mái dốc và đây trồi ở gần chân dốc (Hình 1.2: Mô hình mái dốc điền hình cho trượt xoay c) Trượt dòng : ban thân khỗi trượt cũng bị sáo động và di chuyển một phan hay toàn bộ như một chất lỏng.

Trượt dòng thường xảy ra trong đất yếu bão hòa nước khi áp lực nước lễ rỗng tăng đủ để làm mất toàn bộ độ bền chống cắt. Mặt trượt thực hầu như không có hay chỉ biểu hiện từng lúc. Đối tượng nghiên cứu trong luận văn là mái dốc tự nhiên do xói mòn hoặc chia cắt, tại sười đồi hoặc thung lũng. Dạng mái dốc này có thé tổn tại hàng năm ở trạng thái bắt đầu phá hoại, ở trạng thái tới hạn, nhưng khi có sự thay đổi các điều kiện tự nhiên (như mưa, thoát nước, .) hay có sự can thiệp của con người ( chất tải, bóc lớp phủ bé mặt, đào chân mái dốc.) sẽ thúc đây sự phá hoại mái dốc theo mặt trượt đã tổn tại trước hay tạo ra mặt trượt mới.

Những sự cô trượt lở lớn mái dôc trên thê giới và ở Việt Nam phân lớn có liên HVTH: PHAM THÀNH LONG- 13090085 GVHD: TS. ĐỒ THANH HẢI LUẬN VAN TOT NGHIỆP -0- quan đến trang thái không bão hòa của đất.Các đất có van dé về trượt lở này thường có nguôn gốc tàn tích và mực nước ngầm ở sâu.Các lớp đất trên mặt có áp lực nước lỗ rỗng âm, đóng vai trò quan trọng trong sự 6n định của mái dốc. Tuy nhiên, lượng mưa nhiều, liên tục có thể làm giảm áp lực lễ rỗng âm của khối đất phía trên đường bão hòa, do đó cường độ chong cat giảm dân đên mai doc mat ôn định. Phương pháp thường dùng nhất dé phân tích sự 6n định của mái dốc trong đất dính là dựa trên việc xem xét cân bằng đẻo giới han.

Về căn bản, điều kiện cân bằng dẻo giới hạn ton tại từ thời điểm mà dich chuyển trượt cắt bat đầu và biến dạng cứ tiếp diễn mà ứng suất không đổi [1]. Trong thực tế, khi mái dốc bi mất 6n định, mặt trượt có thé có nhiều hình dạng khác nhau.Sự trượt có thể xảy ra cục bộ hoặc pho biến trên một chiều dai nhất định; mặt trượt có dạng của mặt cầu (bài toán không gian 3 chiều) hoặc mặt trụ (bài toán phang 2 chiều). Dạng đơn giản nhất, do Cullmann đưa ra vào năm 1866, là một mặt phăng dài vô hạn đi qua chân mái dốc. Phương pháp này cho hệ số chảy an toàn nên đã đánh giá quá cao điều kiện 6n định thực.

Khi lựa chọn mặt trượt phức tạp hơn như mặt cong xoắn logarit hay có dạng không theo quy tắc có thể cho kết quả gần với giá trị thực, nhưng việc phân tích dai dòng và kém hấp dẫn. Việc dùng mặt trụ tròn xoay với mặt cắt ngang là cung tròn sẽ cho kết quả thỏa mãn độ chính xác mà không can tính toán quá phức tạp.Hiện nay hau hết các phương pháp đều giả thiết mặt trượt có dạng mặt trụ tròn xoay.Trường hợp tôn tại lớp đá cứng dưới nền hoặc lớp đất mềm yếu trong nên, mặt trượt có dạng phức tạp [1]. HVTH: PHAM THÀNH LONG- 13090085 GVHD: TS. ĐỒ THANH HẢI LUẬN VĂN TOT NGHIỆP -10- Hình 1.3: Các dang mặt phá hoại: a) mặt phăng; b) cung tron; c) không theo quy tắc; d) hỗn hợp Sự ồn định của mái đốc phụ thuộc nhiều vào sự thay đổi của động thái áp lực nước 16 rong.D6 bên chông cat thường quan hệ nghịch với áp lực nước lỗ rong.