CHƯƠNG 1. TÓNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TÍNH CHAT CƠ LÝ VA UNG DUNG CHO XỬ LÝ NEN DAT YEU 1.1 Tổng quan về nghiên cứu tinh chất cơ lý nền dat yếu. Khái quất về đắt yếu và nền đắt yeu “rong tự nhi, những loại đất yêu thường gặp là đắt loại sẽ cắt pha, xế pha vst) trang thái đo chảy đến chảy, cất bụi bão hia nước hoc các loại đắt ở dang bản, than Bòn,,.Tùy thuộc vào thành phần vật chất phương thứ và dia kiện hình thành, vị tí trong không gian, điều kiện địa lý, khí hâu.mà tôn ti những loại đất yếu khác nhau. Xét theo nguồn gốc, dat yếu có thé được hình thành trong điều kiện lục địa, vũng vịnh, đằm hồ ở khu vực vùng cia sông, am giác châu.
ỉnh biển hoặc nguồn gốc biển được "hình thành ở khu vực nước nông (<200 m), khu vực thém lục địa (200- 3000 m). Bat yêu được phân chia như sau: ~ bit nh yếu hay còn gọi là đắt lại sét yến trạng thái do chay đến cháy, độ ộtIL, > 0,75. Tên của loi sét yêu này được gọi theo chỉ số đo (PI) và bao gồm cát pha (PL <<), spa (PL=T 17) và đất set (PL>I7) - Dit bùn hữu cơ, trong nghiên cứu đắt xây dựng người ta thường chia đắt hữu cơ theo hàm lượng vật chất hữu cơ chia trong đất yếu và được gọi tên như sau: nếu hm lượng: hữu cơ <10% được gọi là bùn hữu cơ, đất than bùn có hàm lượng hữu cơ từ 10% - 60% và than bùn có chứa hữu cơ > 60% [1]. Tuy vậy, theo 22TCN262-2000 thi dat than bùn, than bùn được gộp lại vả thường gọi là than bùn với him lượng hữu cơ từ 20 - 80%, bùn hữu cơ néu hàm lượng hữu cơ < 20%.
Ngoài ra, còn gọi tên đất theo mức độ chứa him lượng hữu cơ: đất chứa ít hữu cơ (2 - $%), đắt chứa hàm lượng hữu cơ trăng bình (5 - 10%), đất chứa nhiều hữu cơ (10 - 15%) và đất chứa rất nhiễu hữu cơ (15 - 20%). Có các loi bùn hữu cơ như: bản cắt pha (PI< 7; e/= 0,9 - 1,0), bùn sốt pha (PL= 7-17;ey= 1,0~ 1,5) và bùn sét (PI >17; e; >1.5) [2] “rong ác tiêu chun Anh (BS), Mỹ (ASTM) thì han bùn và ee loi đắt chứa hit cơ khác có giới hạn chảy và giới hạn déo rt cao, chúng đều nằm dưới đường A trên biểu đỗ déo và khí gọi tên đất đều phái kèm theo chữ P, hoặc O như trên hình 1 phụ lục. 5 ~ Cát bụi bão hòa nước thuộc loại đắt rời hay đắt loại cát. Tên gọi loại đắt này phải thoả mãn điều ên: nhóm hạt có đường kính <2 mm chiếm > 50% và nhóm hạt có đường kính >0,1 mm phải <75% [1| Cá công trình nghiên cứu su được để dp rit nhiễu trong các Hội nghị qué về "Cơ học đất nỀn và móng" ở tên thể giới: Cambridge (1936), Roterdam (1948) Pars (1961), Tallin (1965).
Tuy nhiên, khái niệm về đt yêu cho đến nay vẫn chưa cố sự thống nhất cao.Lomtadze xếp đất yếu vào nhóm đất có thành phan, trạng thái và tính chat đặc biệt [3]. Bên cạnh đó, Lareal Pierre quan niệm đất yêu. là đắt có khả năng chị ti hấp (50 -100 kPa). tinh nén Kin lớn, hẳu như bão hòa nước, hệ số rỗng lớn (e >1), môđun bién dạng thấp (E,< 5000 kPa), ste kháng cắt nhỏ |4] “heo quan điểm xây dựng cia một số nước, đắt yếu được xác định theo tiêu chun về site kháng cắt không thoát nước S và chỉ số xuyên tiêu chusin Nụ (đất rất yếu khi Su 12,5 kPa hoặc Nyy <2 và đất yếu khi Su 25 kPa hoặc Nụ < 4) [5].
I6], [7] “Theo TCVN 9355-2012 đất yêu là loại đắt cần phải tiến hành xử lý mối có thể làm nỀn móng cho công trình. Các loại đất yếu thường gặp là bùn, đt loại sét ở trạng thái đèo, chây đến chảy, Những loại đắt này thường có độ ột lớn L >0/5), lim 6 >1), gốc ma sit trong nhỏ (9 <10"), cường độ lực dinh đơn vj theo kết quá cắt nhanh không thoát nước © < 15 kPa, sức kháng cất không thoát nước theo VST S, < 35 kPa, có sức chống mũi xuyên q; < 10 kPa và chỉ số SPT là Nay < 5 [8]. on đất là dat yếu: nếu ở trạng thải tự nhiễn, độ âm của dit gin bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy, hệ số rong lớn, cường độ lực dính đơn vị e theo kết quả cắt nhanh không thoát nước ¢ <15 kPa,ø = 0° 10” hoặc sức kháng cắt không thoát nước theo VST S, < 35 kPa [3] “Có thể nhận thấy trên thé giới và trong nước, khái niệm về đất yếu và nên đất yếu cho nay vẫn chưa rõ rang và nhất quán, bởi lẽ đất có thể xem là. đối với CTXD này nhưng lại "yếu" với CTXD khác.
Trên quan điểm xem xét mỗi quan hệ tương tác siữa tính chất, quy mô tải trong công trình và sức chịu tải của nền dat, tác giả cho rằng: ait yéu là đắt có khả năng chị tả thắp (<50 kPa), độ bền kháng cắt thấp (c< 10 KPa, <8), khả năng biển dạng được đặc trưng bằng hệ số nền lin lớn (a> 10 kPa) và _miidun ving bién dạng nhỏ (E5000 kPa), không phù hợp làm nén cho công trình.2 Nghiên cứu, sử dụng nén đất yếu trên th Khi nghiên cứu đất yếu, việc đảm bảo được độ nguyên trạng của mẫu đất ở trong phòng là quan trọng nhất và vấn đề này được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. “TCCLL của mẫu đất trước và sau khi phá hủy kết edu tự nhiên có sự khác biệt nhau rất lớn, điều này được thể hiện rõ trên các đồ thị nén lún, quan hệ giữa ứng suất và biến dang, sức kháng cắt và hệ số cố kết thám của đất. Thông qua các kết qua quan trắc hi trường, các biểu đỗ quan hi a độ lún va thời gian, sự thay đổi ALNLR và dịch chuyễn ngang theo thời gian, Zhang đã đưa ra các nhận định tương tự như đã để cập & trên. Khi bị phá hay at cấu tự nhiên thì tính chất cơ học của đắt loại sét yếu rất khó.
Để đánh giá độ nguyên trạng của mẫu có th sử dụng nhiễu phương php Khác nhau như: đựa vào độ hút dính cia đt tại ứng suất hầu hiệu tự nhiên ag, tốc độ truyén sóng cắt. Dựa vào độ biển dạng khi nén cổ kết hoặc độ biển dang thé tích (c) khi cổ kết đẳng hướng trên máy nén ba trục ở trạng thái ứng suất hữu hiệu tự nhiên, Andresen và nnk chỉ ra rằng các mẫu có độ biến dang thể tích < 4% được xem là đảm, bảo tính nguyên trạng (với = —% %), đây là phương pháp đơn giản và thường sit dụng nhiễu nhất để đánh giá chất lượng mẫu (chất lượng mẫu: rit tốtz.<I%; tốt 2: khí tite =2~4%: mẫu bị phá hoại z =4~s% và mẫu x > 8%) [6] Nhằm cung cấp đầy đủ và chính xác các chi tiêu cơ lý của đất yêu phục vụ xây dựng đường giao thông, cần phải sử dụng các phương pháp nghỉ cứu thích hợp như. phương pháp nghiên cứu thành phần vật chất, đặc điểm sức kháng cit và cổ kết của đất yêu được đề cập bởi Nagaraj.S, Norihiko Miura [9] TPVC là yếu tổ đóng vai trò quyết định đến TCCL của đắt yếu. Cúc nghiên cứu về TPV trong đó nghiên cứu về TPKV của Ohtsubo và nnk đã khẳng định điều kiện tn tại của đất yếu có vai t quan trọng quyết định tới TPVC và TCL của đất yếu [10] Đất loại sét yếu ở Nhật Bản có TPKV chủ yếu là Smecút với độ nhạy cao, đất sét ở Singapore có khoáng vật sét chiếm ưu thểIà Kaolinit với độ nhạy trung bình và thấp, dắt lo sét ở Pusan có khoáng vật chính là Vemmicult, Hút và có độ nhạy trung bình 6], [10].
Ngoài ra, các tác giả như V.Petukhin l đã chú trọng 7 én việc nghiên cứu ảnh hưởng của độ nhiễm mặn đến giới hạn chảy, chi số dẻo và sức kháng cắt của đất. Các nghiên cứu này được xem như là cơ sở cho những nghỉ cứu về sau đối với đất nhiễm mặn ở nước ta, Bét nhiễm phèn và các tính chất cơ học của đất cũng được nhiễu tác gid đề cập [6]. Trong tự nhiên, TCXD của đất đá không chi phụ thuộc vào TPVC mà còn phụ thuộc vio đặc điểm kiến trúc của nó (EM Xergeev). Bên cạnh đó, iu tạo tự nhiên của đắt cũng có ý ng quan trọng, quyết định đến TCXD của Mặt khác, các tính chat cơ học của đất yếu cũng được nhiều tác giả quan tâm nghiên.
iru một cách chuyên sâu. Thật vậy, tir những năm 20 của thé ky trước, đặc tinh cổ kết của mẫu đất bão hòa nước đã được nghiên cứu bởi K. Terzaghi dựa trên mô hình thí nghiệm nén một trục và lý thuyết này dẫn được hoàn thiện bởi nhiều nhà khoa học trên thế giới [6]. Trên thực tế, các bài toán cổ kết một trục của K.Terzaghi vẫn là mô hình chính để tính toán các đặc tính cổ kết của đắt [5], [11], [12].
Theo lý thuyết của K, Terzaghi và nnk (1925-1948), quá tình cổ kết th xây ra khi ấp lực ngoài tác dung vào đất hoặc do trọng lượng của các lớp nằm trên, khi đó đất được nén chặt và nước lỗ rng thoát ra ngoài. Lin đầu tiên K, Terzaghi (1924) đưa ra biểu thức thé hiện đặc tính tất co bản của cơ học đắt, mặt dù nguyên lý áp lực hữu hiệu khá đơn giản ø =ø=w,„ (rong đố ở à áp lực tổng: ở áp lực hữu hiệu và n, là ALNLR), song nó eit quan trong trong nghiên cứu tính chất cơ học của dit (5), [131 Nghiên cứu đặc tính kết của đất ni chung và đất yếu chứa hữu cơ nói riêng đã dược tiễn hành từ lâu trên thể giới. Ở nhiều nước, các công trình nghiên cửa đất yếu chứa hữu cơ, đặc biệt là đất bin, đất than bùn đã được tiễn hành khá chỉ tiết, trong đó phần lớn tập trung vào nghiên cứu quá trnh cổ kết và tinh biển dạng thông qua các chi số nén sơ cấp, hig số cổ kết theo phương thẳng đứng C,, hệ số thắm k, áp lực tiễn cố P, và chỉ số quá OCR.Casagrande (1936) đã định nghĩa, dp lực điền cổ dr (P,) là áp lục lớn nhất của láp phí mà dưới áp lực đó đắt đã được cổ kết. Theo quan điểm này, đất được xem là cổ kết bình thường néu áp lve lớp phủ bằng áp lực tiền cổ kết (P2 và đắt quá cổ kết nếu áp lực lớp phù nhỏ hơn áp lục tiễn cổ kế: Theo R.