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

• Tác giả: Nguyễn Văn Dũ
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Đức
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Đệm Cát Gia Cường Cho Nền Bùn Sét Yếu Tại Kiên Giang
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM TẠ
• TÓM TẮT NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ĐỆM CÁT GIA CƯỜNG NỀN BÙN SÉT YẾU LÀM NỀN ĐÊ NÔNG THÔN TỈNH KIÊN GIANG
• ABSTRACT RESEARCH ON THE APPLICATION OF SAND CUSHION REINFORCED SOFT CLAY FOR EMBANKMENTS IN RURAL AREAS, KIEN GIANG PROVINCE
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Đặt vấn đề
• 1.2. Xác định thành phần hạt của đất
• 1.3. Xác định độ ẩm tối ưu của đất thí nghiệm đầm chặt
• 1.4. Tính chất cơ học của đất sét yếu tại khu vực huyện Vĩnh Thuận, Gò Quao, U Minh Thượng, An Minh tỉnh Kiên Giang
• 1.5. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 1.5.1. Phân tích tính thời sự, nghĩa hoa học và sự cần thiết của vấn đề cần nghiên cứu
• 1.5.2. Mục tiêu của đề tài
• 1.5.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5.4. Tính mới của đề tài
• 1.5.5. Nội dung đề tài
• 1.6. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu
• 1.6.1. Nghiên cứu trong nước
• 1.6.2. Nghiên cứu ngoài nước
• 1.7. Những đóng góp của đề tài
• 1.8. Giới hạn của đề tài
• 1.9. Ý nghĩa hoa học và thực tiễn của đề tài
• 1.9.1. Ý nghĩa hoa học
• 1.9.2. 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
• 2.4. Phân tích bài toán (thông số đầu vào, địa chất, thủy văn, các mô hình để mô phỏng)
• 2.5. Cấu trúc phần mềm Plaxis manual 2012
• 2.6. 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
• 3.6. Các thông số cơ bản trong Plaxis 2D
• 3.7. Dung trọng bão hòa và dung trọng không bão hòa
• 3.8. Hệ số thấm
• 3.9. Thông số độ cứng của đất nền
• 3.10. Thông số sức kháng cắt của đất nền
• 3.11. Mô hình mô phỏng phần mềm Plaxis 2D
• 4. MÔ PHỎNG NỀN ĐẤT ĐỆM BỊ LÚN VỚI GIA CƯỜNG CHIỀU DÀY LỚP CÁT VÀ VẢI ĐỊA KỸ THUẬT KHÁC NHAU
• 4.1. Mô phỏng lớp gia cường lớp cát lót dày 5cm và vải địa kỹ thuật
• 4.2. Mô phỏng không thiết kế lớp gia cường lớp cát lót dày 5cm và vải địa kỹ thuật (Tương tự như trường hợp 3)
• 4.3. Mô phỏng độ ổn định bờ sông khi nạo vét lòng sông
• 4.4. Quan trắc công trình thực tế
• 4.5. 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
• 4.6. MÔ PHỎNG CÔNG TRÌNH CÁC KHU VỰC ĐẤT YẾU TRÊN ĐỊA BÀN KIÊN GIANG BẰNG PHẦN MỀM PLASIX 2D
• 4.6.1. Thông số địa chất đầu vào cho mô hình
• 4.6.2. Mô phỏng trường hợp lớp đất đệm có chiều cao H (m) không có gia tải
• 4.6.2.1. 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
• 4.6.2.2. 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
• 4.6.3. Mô phỏng trường hợp lớp đất đệm có chiều cao H (m) có gia tải
• 4.6.3.1. 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
• 4.6.3.2. 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
• 4.6.4. 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 địa chất khu vực Kiên Giang

Khu vực Kiên Giang chủ yếu được hình thành từ các loại trầm tích châu thổ, với thành phần đất chủ yếu là bùn sét yếu. Đặc điểm của loại đất này là có chiều dày lớn, thường xuyên bị nhiễm muối và phèn, chứa hàm lượng hữu cơ từ 2-5%. Đất sét yếu tại Kiên Giang có cường độ chịu tải thấp, độ nén lún lớn, gây khó khăn trong việc xây dựng công trình. Việc khảo sát cho thấy lớp đất sét màu xám có chiều dày từ 10-23m, trong khi lớp đất sét kế tiếp có màu xám vàng và trạng thái nửa cứng. Những đặc điểm này làm cho việc xử lý nền đất yếu trở nên cấp thiết, đặc biệt trong bối cảnh xây dựng các công trình giao thông nông thôn.

1.1. Tình hình sạt lở và ảnh hưởng đến công trình

Trên địa bàn tỉnh Kiên Giang, hiện tượng sạt lở đã xảy ra tại nhiều công trình, đặc biệt là trên đường Tỉnh lộ 965. Tình trạng này không chỉ gây thiệt hại cho cơ sở hạ tầng mà còn ảnh hưởng đến đời sống của người dân. Nguyên nhân chính là do sức chịu tải của nền đất yếu không đủ, dẫn đến hiện tượng lún và trượt. Việc áp dụng các biện pháp xử lý nền đất yếu là cần thiết để đảm bảo an toàn cho các công trình xây dựng. Các biện pháp này có thể bao gồm thay đổi thiết kế, sử dụng vật liệu nhẹ, hoặc gia tải tạm thời để tăng cường độ ổn định cho nền đất.

II. Nghiên cứu ứng dụng đệm cát gia cường

Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng đệm cát gia cường cho nền bùn sét yếu tại Kiên Giang. Phương pháp phần tử hữu hạn (Plaxis 2D) được sử dụng để khảo sát ứng xử lún và hệ số an toàn của nền công trình. Kết quả cho thấy việc sử dụng đệm cát không chỉ gia tăng hệ số an toàn mà còn giảm độ lún cho nền đường. Đề xuất chiều dày của lớp đệm cát không nên vượt quá 2.5m để đảm bảo độ lún nhỏ hơn 7cm và hệ số an toàn lớn hơn 1. Những kết quả này đã được kiểm nghiệm và phù hợp với quan trắc thực tế tại các công trình.

2.1. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc khảo sát địa chất, xác định các thông số cơ lý của đất, và mô phỏng bằng phần mềm Plaxis 2D. Các thông số đầu vào cho mô hình được xác định từ các khảo sát thực địa, bao gồm độ ẩm, cường độ chịu tải, và các đặc tính khác của đất sét yếu. Mô hình được xây dựng để mô phỏng các tình huống khác nhau, từ đó đánh giá hiệu quả của đệm cát gia cường trong việc cải thiện tính ổn định của nền đất.

III. Kết quả và đánh giá hiệu quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy đệm cát gia cường có tác dụng tích cực trong việc cải thiện độ ổn định của nền bùn sét yếu. Hệ số an toàn Fs tăng lên đáng kể, đồng thời độ lún của nền đường giảm xuống. Việc áp dụng phương pháp này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao hiệu quả xây dựng. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc sử dụng đệm cát là một giải pháp khả thi và hiệu quả cho các công trình xây dựng tại Kiên Giang, đặc biệt là trong bối cảnh địa chất phức tạp của khu vực.

3.1. Ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ có giá trị về mặt lý thuyết mà còn mang lại ý nghĩa thực tiễn cao. Việc ứng dụng đệm cát gia cường giúp cải thiện đáng kể tình trạng nền đất yếu, từ đó giảm thiểu rủi ro cho các công trình xây dựng. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh phát triển hạ tầng nông thôn tại Kiên Giang, nơi mà việc xây dựng các công trình giao thông là rất cần thiết để thúc đẩy phát triển kinh tế và xã hội.