Đặc điểm biến đổi áp lực nước lỗ rỗng dư trong đất cát cho khu vực thành phố Quy Nhơn tỉnh Bình Định dưới tác dụng tải trọng chu kỳ

Phạm vi của bài báo này là thiết lập thiết lập hệ số hiệu chỉnh của tỷ áp lực nước lỗ rỗng dư (kru) giữa giá trị của tỷ áp lực nước lỗ rỗng dư ở tần số 2 Hz và ở tần số 1 Hz với tỷ CSR cho nền đất loại cát, hạt rời của nền địa chất ở khu vực ven biển tại thành phố Quy Nhơn tỉnh Bình Định có xét khả năng hóa lỏng bằng thí nghiệm ba trục gia tải lặp cho tần số f là 1 Hz và 2 Hz. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đặc điểm biến đổi áp lực nước lỗ rỗng dư trong đất cát cho khu vực thành phố Quy Nhơn tỉnh Bình Định dưới tác dụng tải trọng chu kỳ HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC KHOA HỌC TRÁI ĐẤT VÀ TÀI NGUYÊN VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (ERSD 2022) Đặc điểm biến đổi áp lực nước lỗ rỗng dư trong đất cát cho khu vực thành phố Quy Nhơn tỉnh Bình Định dưới tác dụng tải trọng chu kỳ Hứa Thành Thân1,, Nguyễn Ngọc Phúc2, Nguyễn Văn Phóng3, Hoàng Công Vũ4 1 Trường Đại học Quang Trung 2 Trường Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh 3 Trường Đại học Mỏ - Địa Chất 4 Trường Đại học Quy NhơnTÓM TẮTSử dụng kết quả của thí nghiệm ba trục gia tải lặp theo tiêu chuẩn ASTM D5311 với lộ trình ứng suất nén- kéo chu kỳ (CTC-RTE) và lộ trình ứng suất kéo chu kỳ (RTE) nhằm đánh giá cho tỷ áp lực nước lỗ rỗngdư (ru) với tỷ ứng suất cắt chu kỳ (CSR) cho 10 mẫu cát tại khu vực của thành phố Quy Nhơn tỉnh BìnhĐịnh. Kết quả nghiên cứu, chỉ ra quan hệ giữa ru với CSR và số vòng lặp chu kỳ (n) trong khoảng tần số (f)bằng 1 Hz và 2 Hz. Từ đó, thiết lập cho quan hệ giữa hệ số hiệu chỉnh tỷ áp lực nước lỗ rỗng dư (kru) (ởđây kru là tỷ số của tỷ áp lực nước lỗ rỗng dư ở tần số 2 Hz và tỷ áp lực nước lỗ rỗng dư ở tần số 1 Hz) vớiCSR là một dạng hàm số parabol. Giá trị của kru được là 1.00 ÷ 2.42 với giá trị của CSR được là 0.17 ÷0.33 khi xem xét với độ chặt tương đối Dr = 0.172 ÷ 0.373 cho CTC-RTE. Giá trị của kru được là 0.21 ÷0.99 với giá trị của CSR được là 0.05 ÷ 0.22 khi xem xét với độ chặt tương đối Dr = 0.255 ÷ 0.316 choRTE.Từ khóa: Cát hóa lỏng; thí nghiệm ba trục gia tải lặp; tỷ ứng suất cắt chu kỳ; tỷ áp lực nước lỗ rỗng dư.1. Đặt vấn đề Việc đánh giá thông số bền động của đất loại cát theo số vòng lặp chu kỳ n bằng thiết bị ba trục gia tảilặp là tìm sự suy giảm kết cấu khung hạt của nền đất loại cát. Seed và Lee (1966) đã thiết lập điều kiện ứngsuất cho thí nghiệm ba trục gia tải lặp dưới tải trọng động cho mẫu đất loại cát ở trạng thái bão hòa nước.Seed và nkk. (1971) đã xây dựng công thức về biên độ ứng suất cắt tuần hoàn cho thí nghiệm kết hợp cảtrọng lượng bản thân đất và trọng lượng công trình, có xét đến nhân tố giảm ứng suất rd thay đổi phụ thuộcđộ sâu và môi trường. Seed và nkk. (1975b) đánh giá về giá trị của tỷ áp lực nước lỗ rỗng thặng dư ru vớisố vòng chu kỳ tương đương n và số vòng chu kỳ theo kết quả thí nghiệm ba trục gia tải lặp có khả nănghóa lỏng nl, sau đó Booker và nkk. (1976) đã phát triển mô hình trên và đơn giản hóa công thức ru, kế tiếpPark và nnk. (2013) cũng như một số tác giả khác đã đánh giá tỷ ru tăng và tỷ CSR giảm khi số vòng lặpchu kỳ n tăng. Rascol (2009) đã thí nghiệm thiết bị ba trục gia tải lặp trên mẫu đất loại cát bão hòa nướcvới lộ trình ứng suất hỗn hợp nén ba trục thông thường - kéo ba trục giảm theo chu kỳ (CTC-RTE) hoặc lộtrình ứng suất kéo ba trục thông thường theo chu kỳ (RTE), tìm ra quy luật của tỷ áp lực nước lỗ rỗng thặngdư ru theo số vòng lặp chu kỳ n. Kết quả nghiên cứu cho rằng khi giá trị của ru ≥ 0.9 thì mẫu đất loại cát có khả năng hóa lỏng (Seed vàLee, 1966; Seed và nkk., 1971; Seed và nkk., 1975; Booker và nkk., 1976; Park và nkk., 2013; Rascol,2009). Theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 9386-2012 cho công trình chịu động đất có đề cập đến ứng suất cắt tuầnhoàn do động đất τe, nguy cơ hóa lỏng, biểu đồ thực nghiệm quan hệ giữa tỷ ứng suất kháng tuần hoàn CRRvới giá trị SPT N1,60, ... chưa hướng dẫn về cách xác định tỷ áp lực nước lỗ rỗng thặng dư ru theo số vònglặp chu kỳ n cho nền đất loại cát có xét khả năng hóa lỏng khi động đất. Hiện nay, nhiều nơi ở khu vực thành phố Quy tỉnh Bình Định có địa chất nền đất loại cát dày hơn 10 mtrong khu vực bị ảnh hưởng động đất đã xây dựng nhiều công trình nhà cao tầng, tuy nhiên khi thiết kế tínhtoán sức chịu tải dọc trục của cọc cho công trình loại này không đề cập đến khả năng hóa lỏng của nền đấtloại cát. Tác giả liên hệEmail: htthan@qtu.edu.vn 126 Phạm vi của bài báo này là thiết lập thiết lập hệ số hiệu chỉnh của tỷ áp lực nước lỗ rỗng dư (kru) giữagiá trị của tỷ áp lực nước lỗ rỗng dư ở tần số 2 Hz và ở tần số 1 Hz với tỷ CSR cho nền đất loại cát, hạt rờicủa nền địa chất ở khu vực ven biển tại thành phố Quy Nhơn tỉnh Bình Định có xét khả năng hóa lỏng bằngthí nghiệm ba trục gia tải lặp cho tần số f là 1 Hz và 2 Hz.2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu2.1. Tỷ ứng suất cắt CSR cho thí nghiệm ba trục gia tải lặp Trong thí nghiệm ba trục chu kỳ (CTX), các mẫu đất loại cát có thể cố kết trong điều kiện bão hòa nướcvà đẳng hướng để mô phỏng một phần tử đất trong điều kiện trong đất, ứng suất chính có hiệu theo phươngđứng và ứng suất chính có hiệu theo phương ngang bằng nhau và bằng σ’3. Gia tải lặp bằng thí nghiệm batrục gia tải lặp được mô phỏng bằng cách áp dụng ứng suất lệch chu kỳ σd nhằm tăng ứng suất truyền theophương thẳng đứng và giảm ứng suất truyền theo phương ngang cho lộ trình ứng suất nén (CTC), hoặc vừatăng ứng suất truyền theo phương thẳng đứng và vừa giảm ứng suất truyền theo phương ngang cho lộ trìnhứng suất vừa nén - vừa kéo (CTC-RTE) hoặc vừa giảm ứng suất truyền theo phương thẳng đứng và tăngứng suất truyền theo phương ngang cho lộ trình ứng suất kéo (RTE), ứng dụng của σd đi kèm với chuyểnđộng quay tức thời của các hướng ứng suất chính bằng 900 (tại điểm C). Trong quá trình này, một ứng suấtchính (σ’n3) và ứng suất cắt khi nén (τc) hoặc ứng suất cắt khi kéo (τe) trên mặt phẳng có góc nghiêng 450như Hình 1. Hình 1. Lộ trình ứng suất khi nén hoặc khi kéo cho mẫu đất loại cát trong thí nghiệm ba trục gia tải lặ ...