I. Phương pháp tính toán độ lún cố kết sơ cấp
Luận văn tập trung vào việc đề xuất phương pháp tính toán độ lún cố kết sơ cấp cho nền đất yếu được gia cố bằng trụ đất xi măng. Phương pháp này dựa trên lý thuyết cố kết một chiều, kết hợp với các phương pháp giải tích, phần tử hữu hạn (PLAXIS), và thí nghiệm thực hành. Độ lún được tính toán dựa trên sự phân bố ứng suất và tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thặng dư trong nền đất. Phương pháp đề xuất cho phép tính toán độ lún theo thời gian, giúp dự đoán và kiểm soát biến dạng của nền đất trong các công trình xây dựng.
1.1. Hiệu ứng vòm trong nền đất đắp
Hiệu ứng vòm là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự phân phối ứng suất trong nền đất đắp. Khi tăng mô-đun đàn hồi của đất đắp hoặc trụ đất xi măng, tỷ số giảm ứng suất giảm. Chiều cao đất đắp cũng ảnh hưởng đến hiệu ứng vòm, với tỷ số giảm ứng suất giảm khi chiều cao nhỏ và tăng khi vượt ngưỡng nhất định. Hiệu ứng vòm cần được xem xét kỹ lưỡng trong tính toán để đảm bảo độ chính xác của kết quả.
1.2. Mô đun đàn hồi của trụ đất xi măng
Mô-đun đàn hồi của trụ đất xi măng được xác định từ thí nghiệm nén nở hông và nén tĩnh. Kết quả từ phân tích ngược bằng PLAXIS cho thấy mô-đun đàn hồi thực tế lớn hơn so với thí nghiệm nén nở hông. Mối quan hệ giữa hai giá trị này được xác định với hệ số m từ 17 đến 23. Điều này giúp cải thiện độ chính xác trong tính toán độ lún và cố kết đất.
II. Phân tích tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng
Sự tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thặng dư là yếu tố quyết định tốc độ cố kết đất. Phân tích bằng PLAXIS cho thấy, trụ đất xi măng không hoạt động như thiết bị thoát nước trong điều kiện bình thường. Sự chênh lệch hệ số thấm giữa trụ và đất xung quanh có thể bỏ qua do ảnh hưởng không đáng kể. Phương pháp đề xuất xem nền đất gia cố như một lớp đồng nhất với hệ số cố kết tương đương, giúp đơn giản hóa tính toán mà vẫn đảm bảo độ chính xác.
2.1. Cơ chế tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng
Áp lực nước lỗ rỗng thặng dư tiêu tán nhanh hơn nhờ sự phân bố lại ứng suất trong hệ thống trụ - đất. Trụ đất xi măng tăng độ cứng theo thời gian, giảm tải trọng lên đất yếu xung quanh. Điều này làm giảm nhanh áp lực nước lỗ rỗng, tăng tốc độ cố kết sơ cấp. Phân tích này giúp hiểu rõ hơn về cơ chế làm việc của nền đất gia cố.
2.2. Ứng dụng trong tính toán độ lún
Phương pháp đề xuất sử dụng hệ số cố kết tương đương để tính toán độ lún cố kết sơ cấp. Kết quả kiểm chứng từ các thí nghiệm mô hình và công trình thực tế cho thấy phương pháp này có độ tin cậy cao. Điều này mở ra hướng ứng dụng rộng rãi trong thiết kế và thi công các công trình xây dựng trên nền đất yếu.
III. Kiểm chứng phương pháp đề xuất
Phương pháp tính toán độ lún cố kết sơ cấp được kiểm chứng thông qua các thí nghiệm mô hình và công trình thực tế. Kết quả cho thấy sự phù hợp giữa độ lún tính toán và độ lún đo được, chứng minh tính hiệu quả của phương pháp. Điều này khẳng định giá trị thực tiễn của luận văn trong việc cung cấp công cụ tính toán chính xác cho các kỹ sư địa kỹ thuật.
3.1. Thí nghiệm mô hình trong phòng
Các thí nghiệm mô hình trong phòng được sử dụng để kiểm chứng phương pháp đề xuất. Kết quả cho thấy độ lún tính toán gần khớp với độ lún đo được, với sai số nhỏ. Điều này khẳng định tính chính xác của phương pháp trong điều kiện thí nghiệm có kiểm soát.
3.2. Ứng dụng thực tế
Phương pháp được áp dụng cho các công trình thực tế, cho thấy khả năng dự đoán độ lún theo thời gian với độ chính xác cao. Điều này giúp các kỹ sư có cơ sở tin cậy để thiết kế và thi công các công trình xây dựng trên nền đất yếu, đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế.
