Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết này đề cập đến việc khảo sát, tính tán và đánh giá sự ảnh hưởng của các nhân tố đến độ ổn định tổng thể của nền đường, nhất là việc khảo sát quy luật biến thiên của hệ số ổn định nhỏ nhất (Kmin), quy luật thay đổi cung trượt, tâm trượt nguy hiểm nhất làm cơ sở quan trọng trong việc thiết kế, kiểm tra, đề ra những giải pháp ổn định tổng thể nền đường
! "#$ %&'()*+, /01 234.56 #$78 ! "#$%5 94.93)#$4 !: /;<1593$ =>57<=>"<9< ?$=@=.45"<=$5=$A ! "% Nội dung: nghiên cứu hệ thống hóa nguyên nhân và cơ chế gây mất ổn định nền, phương pháp phân tích ổn định mái dốc, khảo sát sự biến thiên hệ số ổn định, cung trượt và tâm trượt nguy hiểm. Nền đường công trình giao thông trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp sử dụng cát đen khai thác từ sông Tiền và sông Hậu đắp lòng đường, lề đường đắp bằng đất khai thác dọc trên tuyến, nền đường chịu ảnh hưởng của chế độ thủy nhiệt, đặc biệt vào mùa lũ từ tháng 8-10 hàng năm nền đường chịa ảnh hưởng rất lớn từ nước mặt làm giảm các chỉ tiêu cơ lý của đất nền và đất đắp. Mặt khác, dưới tác dụng cơ học của lực sóng vỗ ảnh hưởng rất lớn đến ổn định mái taluy, do nhiều nguyên nhân công nghệ tiên tiến, giải pháp hiện đại về xử lý nền đất yếu như cọc cát, cọc đất gia cố xi măng, bấc thấm và giải pháp gia cố mái ta luy như trồng cỏ Vetiver, đất gia cố, chưa được xem xét và áp dụng nhiều. Hiện nay, trữ lượng các mỏ đất ngày càng khan hiếm, các loại đất đắp đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật rất ít. Mặt khác, đặc thù công trình giao thông khi xây dựng mới là đi qua vùng đất yếu, tuyến nằm khu vực giữa đồng ruộng. Vì vậy, giải pháp phổ biến hiện nay là đào đất lòng đường để đắp mái ta luy. Đất đắp trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp trong phần lòng đường thường là loại cát Sông Tiền và sông Hậu, chủ yếu là cát hạt nhỏ, chứa ít bùn sét, trạng thái bở rời, phần lề đường thường là loại đất sét chọn lọc, đất á sét khai thác từ đào đất tự nhiên trong lòng đường, các chỉ tiêu cơ lý đất đắp thay đổi như sau c = 6–24(kN/m2), ϕ= 8–36 (độ), γ=17–20,2(kN/m3). Đất nền tự nhiên trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp đặc trưng là loại đất Sét màu xám nâu, xám xanh, trạng thái dẻo mềm, dẻo cứng, chiều dày lớp khoảng 2-4m, trong đó các chỉ tiêu cơ lý c=16–28 (kN/m2), ϕ =8–16 (độ), γ=6–20 (kN/m3), lớp đất kề lớp trên cùng là lớp bùn sét, bùn sét pha, màu xám nâu, xám đen, trạng thái chảy – chảy dẻo, chiều dày lớp từ 8 -16m cá biệt lên đến 30m. Nền đường đắp là một hệ thống tổng thể bao gồm nền đường đắp và nền đường tự nhiên. Chính phương pháp mặt trượt trụ tròn trên phương diện tổng quát đã cho ta phương pháp tính độ ổn định của cả hệ thống. Nó cho phép chúng ta giải toán ổn định trên cơ sở xem xét mọi yếu tố quan hệ chặt chẽ không tách rời nhau, tải trọng tính toán, kích thước hình học đất đắp, tính chất cơ lý của đất đắp, của đất nền, áp lực thủy động của nước mặt, nước ngầm. Cho phép người thiết kế kiểm tra được mức độ ổn định của nền đường đắp thông qua trị số Kmin. Tính toán theo phương pháp mặt trượt trụ tròn phân mảnh đòi hỏi tính thử dần một khối lượng khá lớn. Chính vì khối lượng tính toán tương đối lớn nên một số tác giả như Taylor, Dương Ngọc Hải, Gonstein, G. Pilot đã lập toán đồ, bảng biều để tiện việc tra. Tuy nhiên, vì nhiều điều kiện, các toán đồ, bảng biểu chỉ dừng lại ở việc giải quyết một số trường hợp riêng lẻ như nền đồng chất, mái dốc phẳng. Trong khi bài toán thực tế khá phức tạp, như nền tự nhiên, đất đắp nhiều lớp, mái dốc ngập nước, mực nước ngầm, Ngày nay, với sự phát triển của máy tính điện tử, các phần mềm thích hợp, tốc độ xử lý nhanh cho phép chúng ta lập ra những chương trình tính toán, áp dụng những phần mềm tiên tiến để kiểm tra, dùng thực nghiệm tính toán trên máy tính điện tử để nghiên cứu, hoàn thiện phương pháp mặt trượt trụ tròn nhằm tự động hóa tính toán ổn định về cường độ nền đường đắp. Chương trình Macro - Excel: dùng phương pháp mặt trượt trụ tròn tính toán, nghiên cứu mối quan hệ giữa hệ số ổn định với các nhân tố ảnh hưởng. Dùng chương trình lập sẵn tiến hành khảo sát hàng loạt các bài toán với số lượng đủ độ tin cậy nhằm khái quát được sự ảnh hưởng của các nhân tố. Mặt khác, cũng tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của các nhân tố đến hệ số ổn định bằng phần mềm Slope/W từ đó có cơ sở so sánh, kiểm tra kết quả. Phần mềm - GEO-SLOPE là một trong những chương trình của công ty GEO- SLOPE, CANADA, chuyên về tính ổn định của mái dốc, cho phép tính toán mái dốc trong mọi điều kiện có thể xảy ra trong thực tế như xét đến áp lực nước lỗ rỗng, neo trong đất, vải địa kỹ thuật, tải trọng ngoài, tường chắn… Kết quả nghiên cứu khảo sát 9 bài toán: (Ảnh hưởng của chiều cao đắp nền đường, mái dốc ta luy, mực nước mặt, lực dính đất đắp, góc ma sát trong đất đắp, dung trọng tự nhiên đất đắp, lực dính đất nền tự nhiên, góc ma sát trong đất nền tự nhiên, dung trọng tự nhiên đất nền) với số lượng 790 trường hợp, trong đó khảo sát bằng Chương trình theo phương pháp Bishop là 10 trường hợp, theo phương pháp Fellenius là 260 trường hợp; Khảo sát bằng Phần mềm theo phương pháp Bishop là 260 trường hợp và theo phương pháp Fellenius là 260 trường hợp. Kết quả khảo sát cho thấy, mọi sự thay đổi của các nhân tố khảo sát đều ảnh hưởng đến hệ số ổn định nền đường. Kết quả cho thấy có những nhân tố ảnh hưởng nhiều hoặc ảnh hưởng ít đến hệ số ổn định Kmin. Các nhân tố làm nền đường mất ổn định như chiều cao đắp, mái dốc, lực dính; Những nhân tố còn lại ảnh hưởng nhưng chưa làm nền đường mất ổn định nền đường. Mặt khác, qua khảo sát chúng ta cũng biết được vị trí của tâm trượt, cung trượt trong từng trường hợp. Từ đó, chúng ta có giải pháp phù hợp để gia cố, chống đỡ nền đường vừa khoa học vừa kinh tế. (Trong giới hạn khuôn khổ bài viết này chỉ trình bày một số kết quả, bảng biểu trong hệ thống các nhân tố ảnh hưởng đến độ ổn định nền đường). . thường là loại cát Sông Tiền và sông Hậu, chủ yếu là cát hạt nhỏ, chứa ít bùn sét, trạng thái bở rời, phần lề đường thường là loại đất sét chọn lọc, đất á sét khai thác từ đào đất tự nhiên trong lòng. sát trong đất đắp, dung trọng tự nhiên đất đắp, lực dính đất nền tự nhiên, góc ma sát trong đất nền tự nhiên, dung trọng tự nhiên đất nền) với số lượng 790 trường hợp, trong đó khảo sát bằng Chương. tường chắn… Kết quả nghiên cứu khảo sát 9 bài toán: (Ảnh hưởng của chiều cao đắp nền đường, mái dốc ta luy, mực nước mặt, lực dính đất đắp, góc ma sát trong đất đắp, dung trọng tự nhiên đất đắp, lực