Nghiên cứu ứng dụng đệm cát gia cường cho nền bùn sét tại Kiên Giang

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM TẠ

TÓM TẮT NGHIÊN CỨU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC KIÊN GIANG

1.1. Xác định thành phần hạt của đất

1.2. Xác định độ ẩm tối ưu của đất thí nghiệm đầm chặt

1.3. Tính chất cơ học của đất sét yếu tại khu vực huyện Vĩnh Thuận, Gò Quao, U Minh Thượng, An Minh tỉnh Kiên Giang

1.4. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

1.4.1. Phân tích tính thời sự, nghĩa khoa học và sự cần thiết của vấn đề cần nghiên cứu

1.4.2. Mục tiêu của đề tài

1.4.3. Phương pháp nghiên cứu

1.4.4. Tính mới của đề tài

1.4.5. Nội dung đề tài

1.5. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu

1.5.1. Nghiên cứu trong nước

1.5.2. Nghiên cứu ngoài nước

1.6. Những đóng góp của đề tài

1.7. Giới hạn của đề tài

1.8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1.8.1. Ý nghĩa khoa học

1.8.2. Ý nghĩa thực tiễn áp dụng

2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ AN TOÀN TRONG PHẦN MỀM

2.1. Phương pháp xác định hệ số Poisson và Mô-đun biến dạng

2.2. Phương pháp xác định góc trương nở, dilantancy angle, ψ

2.3. Phương pháp phần tử hữu hạn

2.3.1. Phân tích bài toán (thông số đầu vào, địa chất, thủy văn, các mô hình để mô phỏng)

2.3.2. Cấu trúc phần mềm Plaxis manual 2012

2.3.3. Các thông vật liệu cho mô hình Mohr – Coulomb (B) trong Plaxis

3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG CÔNG TRÌNH THỰC TẾ

3.1. Mô tả công trình đường Ven Sông Cái Lớn huyện U Minh Thượng tỉnh Kiên Giang

3.2. Mô tả trình tự thi công

3.3. Vật liệu thi công (Sau khi thí nghiệm và đưa vào mô hình Plaxis)

3.4. Vải địa kỹ thuật công

3.5. Thông số và mô hình

3.5.1. Các thông số cơ bản trong Plaxis 2D

3.5.2. Dung trọng bão hòa và dung trọng không bão hòa

3.5.3. Hệ số thấm

3.5.4. Thông số độ cứng của đất nền

3.5.5. Thông số sức kháng cắt của đất nền

3.5.6. Mô hình mô phỏng phần mềm Plaxis 2D

3.6. Mô phỏng nền đất đệm bị lún khi gia cường chiều dày lớp cát và vải địa kỹ thuật khác nhau

3.7. Mô phỏng lớp gia cường lớp cát lót dày 5cm và vải địa kỹ thuật

3.8. Mô phỏng không thiết kế lớp gia cường lớp cát lót dày 5cm và vải địa kỹ thuật (Tương tự như trường hợp 3)

3.9. Mô phỏng độ ổn định bờ sông khi nạo vét lòng sông

3.10. Quan trắc công trình thực tế

3.11. So sánh độ lún của nền đường theo thời gian của kết quả mô phỏng so với kết quả quan trắc công trình thực tế

4. MÔ PHỎNG CÔNG TRÌNH CÁC KHU VỰC ĐẤT YẾU TRÊN ĐỊA BÀN KIÊN GIANG BẰNG PHẦN MỀM PLASIX 2D

4.1. Thông số địa chất đầu vào cho mô hình

4.2. Mô phỏng trường hợp lớp đất đệm có chiều cao H (m) không có gia tải

4.2.1. Trường hợp 1: Mô phỏng lớp đất đệm nền đường không có gia tải với chiều cao lớp đất đệm H = 3.0m có gia cường lớp cát lót và vải địa kỹ thuật

4.2.2. Trường hợp 2: Mô phỏng lớp đất đệm nền đường không có gia tải với chiều cao lớp đất đệm H = 3.0m không gia cường lớp cát lót và vải địa kỹ thuật

4.3. Mô phỏng trường hợp lớp đất đệm có chiều cao H (m) có gia tải

4.3.1. Trường hợp 1: Mô phỏng lớp đất đệm nền đường có gia tải với chiều cao lớp đất đệm H = 3.0m có gia cường lớp cát lót và vải địa kỹ thuật

4.3.2. Trường hợp 2: Mô phỏng lớp đất đệm nền đường có gia tải với chiều cao lớp đất đệm H = 3.0m không gia cường lớp cát lót và vải địa kỹ thuật

4.4. Kết quả mô phỏng trường hợp lớp đất đệm nền đường có gia tải và không có gia tải

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu ứng dụng đệm cát gia cường nền bùn sét

Nghiên cứu ứng dụng đệm cát gia cường cho nền bùn sét tại Kiên Giang là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực xây dựng và địa chất công trình. Đặc biệt, với tình hình địa chất phức tạp tại khu vực này, việc tìm ra giải pháp hiệu quả để cải thiện nền đất yếu là rất cần thiết. Nền đất tại Kiên Giang chủ yếu là đất sét yếu, có độ lún lớn và khả năng chịu tải thấp. Việc ứng dụng đệm cát không chỉ giúp tăng cường độ ổn định cho nền mà còn giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công và sử dụng công trình.

1.1. Đặc điểm địa chất khu vực Kiên Giang

Kiên Giang có địa chất chủ yếu là các loại đất sét yếu, bùn và cát. Các lớp đất này thường có độ dày không đồng đều và chứa nhiều tạp chất hữu cơ. Đặc điểm này gây khó khăn trong việc xây dựng và bảo trì các công trình hạ tầng. Việc khảo sát và phân tích tính chất của các lớp đất này là rất quan trọng để đưa ra giải pháp gia cường hiệu quả.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu ứng dụng đệm cát

Nghiên cứu này không chỉ mang lại giá trị thực tiễn cho việc xây dựng các công trình nông thôn mà còn góp phần nâng cao hiểu biết về ứng xử của nền đất yếu. Việc ứng dụng đệm cát gia cường giúp cải thiện đáng kể hệ số an toàn và giảm độ lún cho nền đường, từ đó đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

II. Vấn đề và thách thức trong xây dựng nền bùn sét tại Kiên Giang

Việc xây dựng trên nền bùn sét tại Kiên Giang gặp nhiều thách thức do tính chất của đất. Đất sét yếu có khả năng chịu tải thấp, dễ bị lún và trượt. Những vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng công trình mà còn gây ra rủi ro cho người sử dụng. Các hiện tượng như sạt lở, lún không đều thường xuyên xảy ra, đặc biệt trong mùa mưa. Do đó, việc tìm kiếm giải pháp gia cường nền đất là rất cần thiết.

2.1. Các hiện tượng lún và sạt lở

Nền đất yếu tại Kiên Giang thường xuyên gặp phải hiện tượng lún và sạt lở, đặc biệt là trong các công trình giao thông. Những hiện tượng này không chỉ gây thiệt hại về kinh tế mà còn ảnh hưởng đến an toàn của người dân. Việc nghiên cứu và ứng dụng các biện pháp gia cường là cần thiết để giảm thiểu rủi ro này.

2.2. Nguyên nhân gây ra vấn đề nền đất yếu

Nguyên nhân chính gây ra vấn đề nền đất yếu tại Kiên Giang bao gồm sự phân bố không đồng đều của các lớp đất, độ ẩm cao và hàm lượng hữu cơ lớn. Những yếu tố này làm giảm khả năng chịu tải của nền đất, dẫn đến hiện tượng lún và sạt lở. Việc phân tích các nguyên nhân này sẽ giúp tìm ra giải pháp khắc phục hiệu quả.

III. Phương pháp nghiên cứu ứng dụng đệm cát gia cường

Nghiên cứu ứng dụng đệm cát gia cường cho nền bùn sét tại Kiên Giang được thực hiện thông qua phương pháp phần tử hữu hạn (Plaxis 2D). Phương pháp này cho phép mô phỏng và phân tích ứng xử của nền đất dưới tác động của tải trọng. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc gia cường bằng đệm cát giúp tăng cường độ ổn định và giảm độ lún cho nền đường.

3.1. Phương pháp phần tử hữu hạn Plaxis 2D

Phương pháp phần tử hữu hạn (Plaxis 2D) được sử dụng để mô phỏng ứng xử của nền đất dưới tác động của tải trọng. Phương pháp này cho phép phân tích chi tiết các yếu tố ảnh hưởng đến độ ổn định của nền đất, từ đó đưa ra các giải pháp gia cường hiệu quả.

3.2. Kết quả mô phỏng và phân tích

Kết quả mô phỏng cho thấy việc sử dụng đệm cát gia cường giúp tăng hệ số an toàn và giảm độ lún cho nền đường. Nghiên cứu đề xuất chiều dày đất đệm không nên vượt quá 2.5m để đảm bảo độ lún nhỏ hơn 7cm và hệ số an toàn lớn hơn 1.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu tại Kiên Giang

Kết quả nghiên cứu về ứng dụng đệm cát gia cường đã được kiểm nghiệm và áp dụng trong thực tế tại Kiên Giang. Các công trình được xây dựng với phương pháp này đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc cải thiện độ ổn định của nền đất. Việc áp dụng các giải pháp này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng công trình.

4.1. Các công trình thực tế áp dụng đệm cát

Nhiều công trình giao thông nông thôn tại Kiên Giang đã áp dụng thành công phương pháp đệm cát gia cường. Các công trình này không chỉ đảm bảo an toàn mà còn giảm thiểu chi phí bảo trì trong quá trình sử dụng.

4.2. Đánh giá hiệu quả ứng dụng

Đánh giá hiệu quả ứng dụng cho thấy việc sử dụng đệm cát đã giúp giảm độ lún và tăng cường độ ổn định cho nền đường. Kết quả này đã được xác nhận qua các cuộc khảo sát thực tế và phân tích số liệu.

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

Nghiên cứu ứng dụng đệm cát gia cường cho nền bùn sét tại Kiên Giang đã mở ra hướng đi mới cho việc cải thiện nền đất yếu. Kết quả nghiên cứu cho thấy tính khả thi và hiệu quả của phương pháp này trong việc nâng cao độ ổn định cho các công trình xây dựng. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp gia cường khác để đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng cao.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp gia cường mới, đồng thời đánh giá hiệu quả lâu dài của các giải pháp đã áp dụng. Việc này sẽ giúp nâng cao chất lượng công trình và đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

5.2. Hướng phát triển bền vững trong xây dựng

Hướng phát triển bền vững trong xây dựng cần được chú trọng, đặc biệt là trong việc ứng dụng các công nghệ mới và vật liệu thân thiện với môi trường. Điều này không chỉ giúp cải thiện chất lượng công trình mà còn bảo vệ môi trường sống.

Nghiên cứu ứng dụng đệm cát gia cường nền bùn sét yếu làm nền đê nông thôn tỉnh Kiên Giang