Đề tài Mô đun biến đạng EV của đất nền dựa trên thí nghiệm bàn nén hiên trường theo tiêu chuẩn Pháp và Việt Nam

 

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 6

1.Tổng quan 6

2.Sự cần thiết và lý do chọn đề tài 6

3.Mục tiêu của đề tài 7

4.Phương pháp nghiên cứu 7

5.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 7

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NỀN VÀ BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI 8

1.1. Những khái niệm về ứng suất, biến dạng và các phương pháp xác định 8

1.1.1. Khái niệm chung 8

1.1.2. Ứng suất do trọng lượng bản thân đất 8

1.2. Lý thuyết chung về lún của nền đất 13

1.2.1. Các dạng chuyển vị của nền đất và nguyên nhân gây lún 13

1.2.2. Lý thuyết chung về lún 16

CHƯƠNG 2: CÁC THÍ NGHỆM XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT NỀN 20

2.1. Các thí nghiệm theo TCVN 20

2.1.1. Phạm vi áp dụng 20

2.1.2. Một số định nghĩa cơ bản 20

2.1.3. Quy định chung xác định Môđun biến dạng 20

2.1.4. Thiết bị và dụng cụ. 21

2.1.5. Chuẩn bị thí nghiệm. 25

2.1.6. Cách tiến hành 26

2.1.7. Xử lý kết quả thí nghiệm. 27

2.2. Thí nghiệm bàn nén hiện trường theo tiêu chuẩn Pháp( NF 94-117-1) 29

2.2.1. Phạm vi áp dụng 29

2.2.2. Ký hiệu và viết tắt 29

2.2.3. Nguyên tắc thí nghiệm 29

2.2.4. Thiết bị 29

2.2.5. Quy trình thí nghiệm. 32

2.2.6. Diễn dịch kết quả. 35

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH 36

3.1. Phân tích kết quả thí nghiệm theo tiêu chuẩn Pháp 36

3.2. So sánh phương hai phương pháp thí nghiệm. 50

3.2.1. Chuẩn bị đầu vào 50

3.2.2. Các bước tiến hành 50

3.2.3. Trị số EV2 52

3.3. Nhận xét chung 54

3.3.1 Thí nghiệm bàn nén theo tiêu chuẩn Việt Nam 54

3.3.2. Thí nghiện bàn nén Pháp 54

3.4. Kết luận và kiến nghị 55

 

 

docx59 trang | Chia sẻ: phuongchi2019 | Lượt xem: 1290 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Mô đun biến đạng EV của đất nền dựa trên thí nghiệm bàn nén hiên trường theo tiêu chuẩn Pháp và Việt Nam, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ảm độ ẩm sẽ sinh ra việc giảm thể tích do quá trình co ngót và trương nở. Đất ở trên mực nước ngầm hạ thấp có thể bị co ngót. Thứ hai, việc giảm áp lực nước lỗ rỗng thuỷ tĩnh tạo nên sự tăng ứng suất hiệu quả của lớp phủ trên các lớp nằm dưới. Vì vậy, đặc biệt là đất hữu cơ, đất sét yếu nằm dưới mực nước ngầm hạ thấp có thể cố kết do ứng suất hiệu quả tăng lên. g. Ảnh hưởng của thấm và xói mòn Xói mòn là hiện tượng vật liệu được chuyển dời do nước trên mặt sông suối, hay xảy ra tại nơi các kênh tiêu hay đường ống dẫn nước bị vỡ. Ở nơi hố móng đào dưới mực nước ngầm nằm bên trong đê quai thì cũng tương tự, dòng thấm từ dưới gây ra dạng mất ổn định gọi là mạch đùn. Trong vùng khô hạn, đất cùng loại có thể bị xói mòn do hoạt động của gió. Trong một số đất đá nhất định, kết dính khoáng vật có thể bị hoà tan do nước ngầm vận động. Sự lún sụt các hang động có thể gây ra lún trong phạm vi lớn. h. Ảnh hưởng của sự biến đổi nhiệt độ Khi đất sét ở dưới các móng lò sưởi, lò nung vôi, lò gạch,... bị khô đi thì có thể xảy ra co ngót nghiêm trọng. Khi duy trì ở nhiệt độ thấp, một số loại đất như đất bùn, cát mịn, đất phấn vôi và trong bản thân đá phấn có thể sảy ra đông nở. Lúc đóng băng, nước trương nở khoảng 9% và vì thế lớp đất bảo hòa giày 1 m có độ rỗng 45% có thể trương nở tới 40 mm. i. Mất khả năng chống đỡ hông Một dạng chuyển vị phổ biến dẫn đến nghiêm trọng thậm chí là thảm họa có liên quan đến việc đào các hố sâu theo móng công trình. Sức chịu của đất trực tiếp dưới móng phụ thuộc vào sức chống đỡ hông tạo bởi đất ở dọc mặt bên: trong việc tính toán sự chịu tải cực hạn của đất có sét yếu tố này. Nếu sức chống đỡ mặt bên bị mất đi như trường hợp hố móng không có ván gỗ chống đỡ, thì rất có thể sinh ra trượt do cắt của đất ở dưới móng, sẽ đưa móng rơi vào trong hố đào. k. Ảnh hưởng của sụt do đào mỏ Phương pháp đào mỏ than thông dụng là phương pháp tường dài trong đó than được khai thác qua một gương lò rộng. Khi công việc tiến triển, vật liệu thải chiếm một phần khoảng trống và kết cấu chống đỡ mỏ được chuyển đi, rồi vòm dần dần vỡ xuống kéo theo nó toàn bộ lớp phủ cho tới mặt đất, nơi đó sẽ xảy ra lún. Sóng lún rõ ràng xuất hiện ở mặt đất, chuyển vị chậm sau đó chút ít và sau đó theo hướng tiến của gương lò than. Có khả năng tính được phạm vi của hiện tượng lún này và dự đoán thời gian trễ của nó. Phải có sự bảo vệ của công trình chống lại tác động của lún sụt phù hợp với luật hoặc có sự bồi thường. Biện pháp bảo vệ nằm trong hai hướng sau: - Điều chỉnh đào mỏ, như để lại những cột trụ, đào theo dải. - Kết cấu công trình có dạng đạc biệt như kết cấu khớp, móng bê tông . 1.2.2. Lý thuyết chung về lún Tổng quan về lún nền đất gồm lún đàn hồi và độ lún cố kết. S =Si + (Sc +Sa ) S: độ lún tổng cộng Si: độ lún tức thời (lún do biến dạng đàn hồi) Sc: độ lún cố kết sơ cấp Sa: độ lún cố kết thứ cấp a. Độ lún tức thời Si Là độ lún tức thời xảy ra ngay sau khi đặt tải trọng - biến dạng của khối đất bão hòa không thoát nước chịu tác dụng của tải trọng tương tự trạng thái của vật thể đàn hồi và nó có biến dạng tương đối nhỏ. -Khi nền là đồng nhất và có chiều sâu vô hạn: (áp dụng khi h/b>2) : Công thức của Giroud: S=.(1-v2).Ip Trong đó: p: cường độ áp lực tiếp xúc b: chiều rộng của móng ν: hệ số poisson E: mô đun đàn hồi Bảng 1.2. 1. Hệ số Ip khi tính lún đàn hồi cho lớp đất chiều dài vô hạn HÌNH DẠNG MÓNG MỀM MÓNG CỨNG TÂM GÓC TRUNG BÌNH TRÒN 1.000 0.640 0.850 0.790 Chữ nhật 1.0 1.122 0.561 0.946 0.820 1.5 1.358 0.679 1.148 1.060 2.0 1.532 0.766 1.300 1.200 3.0 1.783 0.892 1.527 1.420 4.0 1.964 0.982 1.694 1.580 5.0 2.105 1.052 1.826 1.700 10.0 2.540 1.270 2.246 2.100 100.0 4.010 2.005 3.693 3.470 Trong điều kiện không thoát nước thì v = vu = 0.5 và E xác định được từ thí nghiệm nén ba trục không thoát nước. -Khi nền là đồng nhất và có chiều sâu hạn chế: (khi h/b<2) Công thức Janbu và đồng nghiệp (1956) đưa ra tính lún đàn hồi cho trường hợp ν ≈ 0.5 như sau: S=.(1-v2).µ0. µ1 E: mô đun đàn hồi không thoát nước µ0,µ1 :hệ số phụ thuộc vào chiều rộng, chiều sâu đặt móng cũng như chiều dày lớp đất dưới đáy móng (tra biểu đồ). Hình 1.2. 2. Các hệ số đối với chuyển vị dưới móng mềm b. Lún cố kết *Lún cố kết sơ cấp Sc Độ lún cố kết xảy ra do giảm thể tích nước lỗ rỗng của đất nền dưới đáy móng và độ lún xảy ra do giảm thể tích theo thời gian. Tính lún trên đường cong nén lún e~ σ’: Eo. Hình 1.2. 3. Đường cong nén lún e~ σ’ Độ lún được tính theo công thức sau: Sc = e1-e21+e1.h; Sc=βEo. ∆σ’z.h *Lún cố kết thứ cấp Si Theo lý thuyết của Terzaghi, một mô hình hoàn hảo của trạng thái cố kết thì sau khi áp lực nước lỗ rỗng dư đã hoàn toàn triệt tiêu, đất sẽ không nén thêm nữa. Việc nghiên cứu các đường cong điển hình e-log thời gian chỉ ra rõ rằng là không xảy ra như vậy. Phần cuối của đường cong e~log thời gian tìm được thường dốc và gần như tuyến tính. Đó là giai đoạn cố kết thứ cấp (nén thứ cấp) và thường là kết quả của một số dạng của cơ chế từ biến liên quan với cấu trúc của đất. sα=cα1+e1.h.log(ttp) t: thời điểm xác định độ lún thứ cấp. tp: thời điểm kết thúc quá trình cố kết sơ cấp. Cα: hệ số nén thứ cấp (sự thay đổi bề dày đơn vị cho mỗi log – chu kỳ của thời gian sau khi U=1.0 đã bị vượt, lấy theo tỷ lệ CαCc thường trong phạm vi 0.025 ~ 0.1 Cc. CHƯƠNG 2: CÁC THÍ NGHỆM XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT NỀN 2.1. Các thí nghiệm theo TCVN xác định mô đun biến dạng của đất nền tại hiện trường bằng tấm nén phẳng (tiêu chuẩn quốc gia – TCVN 9354:2012) 2.1.1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định mô đun biến dạng của đất nền trong phạm vi chiều dày bằng hai đến ba lần đường kính tấm nén, nhằm tính toán độ lún của công trình. Tiêu chuẩn này áp dụng cho đất loại sét, đất loại cát và đất hòn lớn trong điều kiện hiện trường. Ở thế nằm và độ ẩm tự nhiên hoặc sau khi san lấp và đầm, nén đến độ chặt yêu cầu. 2.1.2. Một số định nghĩa cơ bản a. Môđun biến dạng của đất Là hệ số tỉ lệ giữa gia số của áp lực thẳng đứng tác dụng lên tấm nén với gia số tương ứng của độ lún tấm nén; đặc trưng biểu thị khả năng chịu nén của đất; được quy ước lấy trong đoạn quan hệ tuyến tính. b. Áp lực tự nhiên của đất Áp lực thẳng đứng trong khối đất tại một độ sâu do trọng lượng bản thân của các lớp nằm trên. c. Phụ tải Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đất thông qua diện tích phụ thêm quanh tấm nén. d. Cấp gia tải Lượng tải trọng tác dụng lên tấm nén khi thí nghiệm gia tải từng cấp. 2.1.3. Quy định chung xác định Môđun biến dạng a. Mô đun biến dạng E của nền đất được xác định theo biểu đồ liên hệ giữa độ lún tấm nén với áp lực tác dụng lên tấm nén. b. Thí nghiệm đất bằng gia tải tấm nén, được tiến hành trong hố móng, hố đào, giếng đào hoặc lỗ khoan, được bố trí các điểm thăm dò kĩ thuật từ 1,5-2,0m. c. Thí nghiệm trong hố đào và hố móng được tiến hành cho những đất nằm cao hơn mực nước dưới đất; thí nghiệm trong lỗ khoan - cho đất ở sâu từ 6 m tới 15 m, kể cả khi nằm thấp hơn mực nước dưới đất. Diện tích tiết diện ngang của hố đào phải không nhỏ hơn 1,5 m x 1,5 m. Đường kính hố đào tạo ra bằng phương tiện cơ giới phải không nhỏ hơn 900 mm. Đường kính lỗ khoan thí nghiệm phải không nhỏ hơn 325 mm. d. Lớp đất thí nghiệm phải có chiều dày không nhỏ hơn hai lần đường kính d hoặc cạnh tấm nén. Kết quả thí nghiệm chỉ có ý nghĩa đối với lớp đất dày 2d đến 3d. 2.1.4. Thiết bị và dụng cụ. Kết cấu thiết bị phải đảm bảo khả năng chất tải lên tấm nén thành từng cấp 0,01 MPa đến 0,1 MPa; truyền tải đúng tâm lên tấm nén; giữ được từng cấp áp lực không đổi trong thời gian yêu cầu. Tấm nén phải đủ cứng, có dạng tròn hoặc vuông, đáy phẳng. a.Tấm nén và kích thủy lực Hình 2.1. 1. Kích thủy lực và tấm nén b. Thiết bị chất tải Hình 2.1. 2. Thiết bị chất tải c. Dầm dọc định vị, thiết bị neo giữ và đo biến dạng Hình 2.1. 3. Dầm định vị dọc, thiết bị neo giữ và đo biến dạng Hình 2.1. 4. Sơ đồ thiết bị thí nghiệm đất trong hố đào bằng gia tính tải Chú dẫn: 1. Tấm nén 2. Kích thủy lực 3. Dầm định vị dọc 4. Các cọc neo vít Hình 2.1. 5. Sơ đồ thí nghiệm đất bằng gia tĩnh tải trong lỗ khoan Chú dẫn: 1. Dầm định vị 4. Các cọc neo vít 2. Lực kế 5. Ống vách 3. Kích 6. Tấm nén c. Các võng kế Để đo độ lún của tấm nén được gắn chặt vào hệ mốc chuẩn. Tấm nén được nối với võng kế bằng sợi dây thép đường kính từ 0,3 mm đến 0,5 mm. Hệ đo phải đảm bảo đo được độ lún với sai số không lớn hơn 0,1 mm. Khi cần đạt độ chính xác tới 0,01 mm, phải dùng thiên phân kế. Bảng 2.1. 1. Kiểu và diện tích tấm nén được quy định tùy theo đất thí nghiệm Tên đất Vị trí tấm nén so với mực nước Độ sâu thí nghiệm,m Vị trí tiến hành thí nghiệm Tấm nén Kiểu Diện tích, cm² Đất hòn lớn; đất cát - cát chặt và chặt trung bình; đất loại sét - sét, sét pha có độ sệt IL ≤ 0,25, cát pha khi IL ≤ 0 Ngang mực nước dưới đất và cao hơn ≤ 6 Trong hố móng, hố đào, giếng I I II 5 000 2 500 1 000 Đất cát - cát xốp, đất loại sét - sét và sét pha có độ sệt IL > 0,25, cát pha khi IL > 0, bùn, đất hữu cơ Ngang mực nước dưới đất và cao hơn ≤ 6 Trong hố móng, hố đào, giếng I II 5 000 1 000 Đất hòn lớn; đất cát - cát chặt, đất loại sét - sét và sét pha có độ sệt IL ≤ 0,5, cát pha khi IL ≤ 0 Ngang mực nước dưới đất và cao hơn ≤ 6 Tại đáy lỗ khoan III 600 Đất cát: đất loại sét; sét, sét pha và cát pha với mọi trị độ sệt IL: bùn, đất hữu cơ Dưới mực nước dưới đất Tới 15 Tại đáy lỗ khoan III 600 2.1.5. Chuẩn bị thí nghiệm. Khi thí nghiệm trong hố móng, hố đào và giếng đào, tấm nén được đặt ở công trình khai đào. Để đáy tấm nén thật khít với đất, phải xoay tấm nén không ít hơn hai vòng theo các hướng, quanh trục thẳng đứng. Sau khi đặt, phải kiểm tra mức độ nằm ngang của tấm nén. Mặt đất trong phạm vi diện tích đặt tấm nén phải được san thật phẳng. Khi khó san phẳng đất, tiến hành rải một lớp đệm cát nhỏ hoặc cát trung ít ẩm, dày từ 1 cm đến 2 cm cho đất loại sét và không lớn hơn 5 cm cho đất hòn lớn. Tấm nén được lắp vào cột ống đường kính 219 mm và hạ xuống đáy lỗ khoan đã được vét sạch. Dùng đối trọng và các vòng định hướng để cân bằng tấm nén cùng với cột ống khi hạ. Đặt tấm nén sâu hơn chân ống chống từ 2 cm đến 5 cm. Sau khi đặt tấm nén, tiến hành lắp thiết bị chất tải, thiết bị neo và hệ thống neo. Võng kế kiểm tra được lắp trên hệ mốc chuẩn. Dây của võng kế kiểm tra được gắn vào mốc không di động đặt ở ngoài thành hố thí nghiệm. Chiều dài dây phải bằng chiều dài của các võng kế đo độ lún của tấm nén. Sau khi lắp tất cả các thiết bị, đưa các số đọc về vạch không (0), hoặc về điểm quy ước là không. Hình 2.1. 6. Bố trí thí nghiệm trong lỗ đào và hố khoan 2.1.6. Cách tiến hành B1. Tăng tải trọng lên tấm nén thành từng cấp DP tuỳ theo loại đất thí nghiệm và trạng thái. Tổng số các cấp gia tải phải không ít hơn bốn, kể từ giá trị tương ứng với áp lực do trọng lượng bản thân của đất tại cao trình thí nghiệm. Trong cấp gia tải đầu tiên phải kể đến trọng lượng của thiết bị tạo nên một phần tải trọng tác dụng lên tấm nén. Khi dùng tấm nén kiểu II, phụ tải vành khăn phải tương ứng với áp lực bản thân tại cao trình thí nghiệm. B2. Giữ mỗi cấp tải đến khi ổn định biến dạng quy ước của đất: không vượt quá 0,1 mm sau thời gian nêu ở Bảng 2.1.2 và 2.1.3( Phần phụ lục). Thời gian giữ mỗi cấp gia tải tiếp sau không ít hơn thời gian giữ cấp trước. Hình 2.1. 7. Quá trình tăng tải và giữ tải B3. Ghi số đọc trên các biến dạng kế tại mỗi cấp áp lực: Khi thí nghiệm đất hòn lớn và đất cát: cách 10 min trong nửa giờ đầu, cách 15 min trong nửa giờ sau; tiếp theo cứ cách 30 min cho đến khi đạt được độ lún ổn định quy ước. Khi thí nghiệm đất loại sét: cách 15 min trong giờ đầu, cách 30 min trong giờ sau và tiếp theo, cứ cách 1 h cho đến khi đạt được độ lún ổn định quy ước. B4. Ngừng thí nghiệm khi ổn định biến dạng ứng với cấp tải trọng cuối, hoặc tổng biến dạng đạt 0,15d, trong đó d là đường kính tấm nén. Hình 2.1. 8. Ghi số đọc tại mỗi cấp áp lực 2.1.7. Xử lý kết quả thí nghiệm. Để tính toán môđun biến dạng E, lập biểu đồ liên hệ giữa độ lún với áp lực S = f(P). Biểu thị các giá trị P trên trục hoành và các giá trị độ lún ổn định quy ước S tương ứng trên trục tung. Qua các điểm thí nghiệm chấm trên biểu đồ, vẽ một đường thẳng trung bình bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất, hoặc bằng phương pháp đồ giải. Lấy điểm ứng với áp lực thiên nhiên làm điểm đầu Pd và điểm ứng với cấp gia tải cuối cùng làm điểm cuối Pc. Nếu gia số độ lún tương ứng với cấp áp lực Pi lớn gấp đôi gia số lún ứng với cấp áp lực kề trước Pi-1, đồng thời bằng hoặc nhỏ hơn giá trị ứng với cấp Pi+1, thì lấy Pi-1 và S làm các giá trị cuối cùng. Lúc đó, số lượng các điểm làm căn cứ để tính toán trị trung bình phải không ít hơn ba. * Môđun biến dạng đất E, tính bằng megapascan (MPa), được tính toán cho đoạn tuyến tính của biểu đồ S = f(P), theo công thức: E=1-μ2×ω×d×∆P∆S -m là hệ số Poisson, được lấy bằng 0,27 cho hòn đất lớn; 0,30 cho đất cát và cát pha; 0,35 cho đất sét pha và 0,42 cho đất sét; -w là hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào hình dạng và độ cứng tấm nén. Đối với tấm nén cứng, hình tròn và hình vuông, lấy w = 0,79; -d là đường kính tấm nén tròn hoặc cạnh của tấm nén vuông, tính bằng xentimét (cm); -DP là gia số áp lực lên tấm nén, bằng Pc - Pd, tính bằng megapascan (MPa); -DS là gia số độ lún của tấm nén tương ứng với DP, tính bằng xentimét (cm). 2.2. Thí nghiệm bàn nén hiện trường theo tiêu chuẩn Pháp( NF 94-117-1) 2.2.1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này mô tả các nguyên tắc, thiết bị, quá trình thực hiện và cách thức diễn dịch kết quả thí nghiệm bàn nén tĩnh. Thí nghiệm này xác định mô-đun “tải tĩnh trên tấm cứng” của nền. Thí nghiệm này áp dụng đối với các nền đào đắp và san lấp mặt bằng để xây dựng đường giao thông, đường sắt, sân bay và thực hiện với các vật liệu được xác định trong phân loại NF P 11-300, ngoại trừ đất có thành phần có chứa mà Dmax vượt quá 200 mm. 2.2.2. Ký hiệu và viết tắt Dmax là kích thước tối đa của thành phần hạt, tính bằng mm. EV2 là modulus biến dạng của tấm chịu tải tĩnh, tính bằng megapascal; ν là hệ số Poisson của nền, bằng 0,25 (không thứ nguyên); P là áp lực trung bình dưới bàn nén, megapascal; D là đường kính của bàn nén, tính bằng mm; z0 là lún dư của nền sau chu kỳ gia tải- dỡ tải đầu tiên, mm; z1 là lún dư của nền sau chu kỳ gia tải- dỡ tải thứ hai, được thể hiện bằng mm; z2 là lún chỉ do chu kỳ gia tải- dỡ tải thứ hai gây ra, mm. 2.2.3. Nguyên tắc thí nghiệm Sau khi xác định vị trí điểm đo, quá trình thí nghiệm bao gồm hai chu kỳ gia-dỡ tải liên tiếp thực hiện theo cách thức quy định trên tấm cứng cũng được định chuẩn hóa. 2.2.4. Thiết bị a. Đối tải Trọng lượng của nó phải cho phép áp dụng lên tấm một lực ít nhất là 8000 daN. Tất cả các gối kê của đối tải trên mặt đất phải được đặt cách thối thiểu 1,20 m từ trung tâm của tấm cứng. Hình 2.2. 1. Đối tải b. Tấm cứng Đường kính 600 mm ± 2 mm. Độ cứng của tấm thỏa mãn: dưới một lực F = 1000 daN ± 50 daN ở trung tâm, uốn f giữa trung tâm và ngoại vi của tấm, được đo theo sơ đồ trong hình 1 không quá 0,2 mm. Hình 2.2. 2. Sơ đồ đo độ cứng của tấm cứng 1: xi lanh thép bán cứng, đường kính: 20 mm ± 1, chiều dài: 600 mm ± 5 2: Khối thử có độ cứng tương đương với một khối bê tông kích thước gần đúng: L = I = 1 m, h = 0,5 m, dung sai của mặt trên của tấm: ± 1 mm. Hình 2.2. 3. Tấm cứng thí nghiệm c. Thiết bị để đo lún của tấm Thiết bị đo lún cần có độ chính xác tối thiểu là 0,02 mm, đo ít nhất 10 mm. Hình 2.2. 4.Thiết bị đo lún d. Vật liệu khác. một cái bay, chổi; thước chiều dài tối thiểu 0,8 m; dự trữ ít nhất 20 lít cát sạch 0/2 mm (loại cát bê tông). 2.2.5. Quy trình thí nghiệm. a. Chuẩn bị Xác định tọa độ của điểm thí nghiệm trên hiện trường. Sử dụng các đường gạch tại vị trí của các điểm kiểm tra, trên diện tích khoảng 0,7 m × 0,7 m. Trên bề mặt không lồi lõm quá 15 mm. Trải trên bề mặt lớp cát sạch phẳng bằng bay, lớp này càng mỏng càng tốt. Đặt bàn nén và cải thiện tiếp xúc bằng cách quay bàn nén 30° đến 45° hai đến ba lần. Bố trí hệ đối tải, truyền tải, lắp đặt đưa ra các thiết bị đo lún phù hợp với các yêu cầu quy định. Khởi động các thiết bị đo tải trọng và lún. Hình 2.2. 5. Chuẩn bị và lắp đặt thiết bị Sau khi hoàn thành lắp đặt tất cả hệ phản áp, bàn nén, đo lún, tác dụng một tải trọng 500 daN ± 50 daN lên tấm. Duy trì tải trọng này trong 10s đến 15s và sau đó dỡ tải. Hình 2.2. 6. Kiểm tra thiết bị đo tải trọng và lún b. Thí nghiệm Gia tải chu kỳ đầu tiên bằng cách áp dụng một lực 7068 daN ± 140 trong khoảng tối thiểu 30s. Lực này sẽ tạo ra một áp suất trung bình 0,25 MPa dưới đáy bàn nén(xem Hình 2.2. 7). Hình 2.2. 8. Sơ đồ các chu trình xếp dỡ tải trong quá trình thí nghiệm Khi áp lực này đạt được, duy trì nếu lún vẫn lớn hơn 0,02 mm, trong khoảng thời gian 15 giây. Giá trị này coi là lún ổn định của nền. Dỡ tải trong khoảng thời gian ít hơn 5 s và ghi lại lún Z0 hoặc thiết lập lại thiết bị đo lún. Nếu việc đo trung tâm của tấm, giá trị đo chính là giá trị sử dụng tính toán. Nếu lún được đo tại ba điểm trên biên của tấm, giá trị lún dùng tính toán là trung bình của ba giá trị đo. Thực hiện chu kỳ gia tải thứ hai với cùng một tốc độ như chu kỳ đầu tiên, nhưng với tải trọng có giá trị 5654 daN ± 110. Lực này tạo ra ứng suất trung bình 0,20 MPa dưới đáy tấm. Duy trì tải này cho đến khi ổn định với cùng điều kiện như đối với các chu kỳ tải đầu tiên. Khi sự ổn định giá trị lún của bàn nén được xác định theo các điều kiện tương tự như chu kỳ gia tải đầu tiên, tổng lún của cả 2 chu kỳ là Z1, nếu thực hiện khởi động lại thiết bị đo thì kết quả là Z2. Dỡ tải. . Hình 2.2. 9. Quá trình dỡ tải 2.2.6. Diễn dịch kết quả. Mô đun biến dạng EV2 của đất nền dưới bàn nén tại vị trí thí nghiệm được xác định từ công thức của Boussinesq: EV2= π41- ν2p.dz2 -z2 là lún của chu kỳ gia tải thứ hai, được tính theo công thức: z2 = z1 - z0; -z1 và z0 là lún như xem trong Hình 2.2. 8; -ν, p và d tương ứng là các giá trị của hệ số Poisson, áp lực trung bình dưới bàn nén và đường kính của bàn nén. Nếu giả thiết 1 - v2 gần với giá trị 1, và có tính đến các giá trị số của các tham số p và d, công thức trên được viết lại thành: EV2=90z2 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH 3.1. Phân tích kết quả thí nghiệm theo tiêu chuẩn Pháp Dựa trên cơ sở lí thuyết về thí nghiệm bàn nén theo tiêu chuẩn Pháp và thí nghiệm hiện trường thu thập được, nhóm đã tiến hành phân tích thí và đưa ra được kết quả như sau: Thí nghiệm được tiến hành với 5 hố móng, mỗi hố móng gồm 3 lớp tương ứng với 9 thí nghiệm. Quá trình diễn ra thí nghiệm chia làm 2 chu kì tăng giảm tải liên tiếp (trình bày chi tiết trong mục 2.2). Kết quả ghi ở bảng dưới đây: Bảng 3.1. 1. Bảng kết quả của Móng 1 Móng 1 Chu kì 1 Chu kì 2 EV2/EV1 ∆P (Mpa) ∆S1(mm) EV1 (Mpa) ∆P (Mpa) ∆S2(mm) EV2 (Mpa) TN1 0.25 1.255 89.6 0.20 0.780 116.6 1.30 TN2 0.25 1.295 86.9 0.20 0.565 161.0 1.85 TN3 0.25 1.440 78.1 0.20 0.630 142.8 1.83 TN4 0.25 1.450 77.6 0.20 1.000 91.0 1.17 TN5 0.25 1.460 77.1 0.20 1.005 90.5 1.17 TN6 0.25 1.120 100.4 0.20 0.705 127.6 1.27 TN7 0.25 1.445 77.9 0.20 0.940 95.7 1.23 TN8 0.25 1.380 81.5 0.20 1.035 87.9 1.08 TN9 0.25 1.220 92.2 0.20 0.850 107.0 1.16 Hình 3.1. 1. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 1- Móng 1 Hình 3.1. 2. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 2- Móng 1 Hình 3.1. 3. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 3- Móng 1 Nhận xét: Dựa vào kết quả Bảng 3.1. 2 và các biểu đồ ở trên ta thấy được lớp tốt nhất của Móng 1 là lớp 3, tuy lớp 3 không đạt được EV1 lớn nhất và độ lún ∆S nhỏ nhất nhưng ở lớp này ta nhận thấy tỷ lệ EV2/EV1 rất nhỏ (< 1.2), điều này cho thấy khả năng đầm chặt của lớp 3 là tốt nhất. Lớp 1 tuy độ lún nhỏ và EV1 lớn nhưng tỷ lệ EV2/ EV1 lớn nên khả năng đầm chặt của lớp là thấp. Bảng 3.1. 3. Bảng kết quả của Móng 2 Móng 2 Chu kì 1 Chu kì 2 EV2/EV1 ∆P (Mpa) ∆S1 (mm) EV1 (Mpa) ∆P (Mpa) ∆S2 (mm) EV2 (Mpa) TN1 0.25 1.275 88.2 0.20 0.665 136.8 1.55 TN2 0.25 1.955 57.5 0.20 0.965 94.3 1.64 TN3 0.25 1.325 84.9 0.20 0.830 108.4 1.28 TN4 0.25 1.235 91.1 0.20 0.730 124.6 1.37 TN5 0.25 1.535 73.3 0.20 1.015 89.6 1.22 TN6 0.25 1.530 73.5 0.20 0.980 91.8 1.25 TN7 0.25 1.750 64.3 0.20 0.980 92.8 1.44 TN8 0.25 3.070 36.6 0.20 1.185 76.8 2.09 TN9 0.25 1.390 80.9 0.20 0.830 108.4 1.34 Hình 3.1. 4 Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 1- Móng 2 Hình 3.1. 5. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 2- Móng 2 Hình 3.1. 6. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 3- Móng 2 Nhận xét: Dựa vào kết quả Bảng 3.1. 4. và các biểu đồ ở trên ta thấy được lớp tốt nhất của Móng 2 là lớp 2. Tương tự như nhóm tác giả đã nhận xét ở trên lớp 2 đạt được tỷ lệ EV2/EV1 là nhỏ và Môđun biến dạng EV là tương đối lớn, đồng đều ở cả 3 thí nghiệm. Lớp 3 là lớp có trạng thái xử lí nền đất thấp nhất vì có Mô đun EV thu được là nhỏ và không đồng đều, tỷ lệ EV lớn. Bảng 3.1. 5. Bảng kết quả của Móng 3 Móng 3 Chu kì 1 Chu kì 2 EV2/EV1 ∆P (Mpa) ∆S1 (mm) EV1 (Mpa) ∆P (Mpa) ∆S2 (mm) EV2 (Mpa) TN1 0.25 0.995 113.1 0.20 0.425 211.7 1.87 TN2 0.25 1.265 88.9 0.20 0.730 123.2 1.39 TN3 0.25 1.030 109.2 0.20 0.460 195.5 1.79 TN4 0.25 1.290 87.2 0.20 0.500 181.9 2.09 TN5 0.25 1.505 74.8 0.20 0.805 113.0 1.51 TN6 0.25 1.485 75.8 0.20 0.775 116.1 1.53 TN7 0.25 1.635 68.8 0.20 0.720 124.9 1.82 TN8 0.25 1.48 76.3 0.20 0.56 160.6 2.11 TN9 0.25 1.41 80.1 0.20 0.47 191.4 2.39 Hình 3.1. 7. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 1- Móng 3 Hình 3.1. 8. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 2- Móng 3 Hình 3.1. 9. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 3- Móng 3 Nhận xét: Lớp 3 có tận 2 thí nghiêm có tỷ lệ EV2/EV1 > 2 => đầm chặt chưa đạt yêu cầu cần xử lí nền đất lại. Sau tiến hành xử lí đầm chặt, tiến hành đo kết quả lớp 3- Móng 3 lần 2 như sau: Bảng 3.1. 7. Bảng kết quả của Lớp 3- Móng 3 lần 2 Móng3 Chu kì 1 Chu kì 2 EV2/EV1 ∆P (Mpa) ∆S1 (mm) EV1 (Mpa) ∆P (Mpa) ∆S2 (mm) EV2 (Mpa) TN10 0.25 1.825 61.6 0.20 0.770 118.1 1.92 TN11 0.25 1.620 69.4 0.20 0.915 99.4 1.43 TN12 0.25 1.425 78.9 0.20 0.860 104.6 1.32 Hình 3.1. 10. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 3- Móng 3 lần 2 Dựa vào kết quả Bảng 3.1. 6, Bảng 3.1. 7 và các biểu đồ ở trên ta thấy lớp tốt nhất của Móng 3 là lớp 1. Khác với 2 Móng trước đó, ngay lớp đầu tiên đã đạt được trạng thái tốt nhất ( Mô đun biến dạng lớn, biến dạng nền đất ∆S nhỏ nhất và tỷ lệ EV2/ EV1 nhỏ và đồng đều). Chu kỳ 1: Chu kỳ 2: TN1: EV1= 113,1 Mpa - ∆S1= 0,995mm TN1: EV2= 211,7 Mpa - ∆S2= 0,425mm TN2: EV1= 88,9 Mpa - ∆S1= 1,256mm TN2: EV2= 123,2 Mpa - ∆S2= 0,730mm TN3: EV1= 109,2 Mpa - ∆S1= 1,03mm TN3: EV2= 195,5 Mpa - ∆S2= 0,460mm Tiếp theo lớp 2 và sau cùng là lớp 3. Bảng 3.1. 8. Bảng kết quả của Móng 4 Móng 4 Chu kì 1 Chu kì 2 EV2/EV1 ∆P (Mpa) ∆S1 (mm) EV1 (Mpa) ∆P (Mpa) ∆S2 (mm) EV2 (Mpa) TN1 0.25 1.160 97.0 0.20 0.610 149.1 1.54 TN2 0.25 2.590 43.4 0.20 1.090 83.5 1.92 TN3 0.25 0.970 116.0 0.20 0.495 181.7 1.57 TN4 0.25 1.635 68.8 0.20 0.880 103.4 1.50 TN5 0.25 1.335 84.3 0.20 0.550 165.4 1.96 TN6 0.25 1.000 112.5 0.20 0.545 165.1 1.47 TN7 0.25 1.190 94.5 0.20 0.775 117.4 1.24 TN8 0.25 1.010 111.4 0.20 0.445 204.4 1.84 TN9 0.25 1.660 67.8 0.20 0.830 108.4 1.60 Hình 3.1. 11. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 1- Móng 4 Hình 3.1. 12. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 2- Móng 4 Hình 3.1. 13. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 3- Móng 4 Nhận xét: Dựa vào kết quả Bảng 3.1. 9 và quan sát các biểu đồ thu được tương ứng nhóm nhận thấy nhìn chung cả 3 lớp đều đạt được độ đầm chặt cần thiết (k= EV2/EV1<2). Có thể thấy lớp 2 đồng đều và tốt hơn hai lớp còn lại vì có gia số ∆S nhỏ và trị số EV1 cao. Bảng 3.1. 10. Bảng kết quả của Móng 5 Móng 5 Chu kì 1 Chu kì 2 EV2/EV1 ∆P (Mpa) ∆S1 (mm) EV1 (Mpa) ∆P (Mpa) ∆S2 (mm) EV2 (Mpa) TN1 0.25 1.390 80.9 0.20 0.910 100.0 1.24 TN2 0.25 2.015 55.8 0.20 1.205 75.5 1.35 TN3 0.25 2.065 54.5 0.20 0.910 98.8 1.81 TN4 0.25 1.610 69.9 0.20 0.895 101.6 1.45 TN5 0.25 1.660 67.8 0.20 1.070 85.0 1.25 TN6 0.25 2.290 49.1 0.20 1.070 84.1 1.71 TN7 0.25 1.475 76.3 0.20 0.795 113.1 1.48 TN8 0.25 1.525 73.8 0.20 0.690 131.8 1.79 TN9 0.25 1.510 74.5 0.20 0.835 108.9 1.46 Hình 3.1. 14. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 1- Móng 5 Hình 3.1. 15. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 2- Móng 5 Hình 3.1. 16. Biểu đồ quan hệ EV-∆S của Lớp 3- Móng 5 Nhận xét: Theo dõi hình dạng biểu đồ và kết quả Bảng 3.1. 11 ta thấy lớp 3 là lớp đạt thí nghiệm tốt nhất trong Móng 5: Tỷ lệ k=EV2/EV1 đạt yêu cầu và trị số mô đun EV1 ở chu kì đầu gia tải là tương đối cao và đồng đều. Phân tích thí nghiệm theo tiêu chuẩn Pháp, nhóm tác giả tiếp tục đưa ra việc nhận xét được lớp tốt nhất giữa các Móng. Dựa vào thông số thí nghiêm các Bảng 3.1.1->5 ta chọn ra được thí nghiệm tốt nhất trong 1

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docxbao_cao_nckh_27_03_2018_6278_2058115.docx
Tài liệu liên quan