Giải pháp phòng chống hóa lỏng và tăng cường ổn định đê đập khi chịu động đất mạnh

Bài viết Giải pháp phòng chống hóa lỏng và tăng cường ổn định đê đập khi chịu động đất mạnh trình bày những yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hóa lỏng của đất; Phương pháp đánh giá khả năng hóa lỏng của đất; Thiết kế mặt cắt và chọn vật liệu đắp đê đập.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải pháp phòng chống hóa lỏng và tăng cường ổn định đê đập khi chịu động đất mạnh Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG HÓA LỎNG VÀ TĂNG CƯỜNG ỔN ĐỊNH ĐÊ ĐẬP KHI CHỊU ĐỘNG ĐẤT MẠNH Nguyễn Thế Điện Trường Đại học Thủy lợi, email: nthdien@tlu.edu.vn. Sự hóa lỏng của đất được định nghĩa là 1. NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN hiện tượng chuyển từ trạng thái rắn sang KHẢ NĂNG HÓA LỎNG CỦA ĐẤT trạng thái chẩy của vật liệu hạt do tăng áp lực Các kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng nước lỗ rỗng và giảm ứng suất có hiệu quả hóa lỏng của đất khi chịu động đất bị ảnh (Marcuson 1978). Áp lực nước lỗ rỗng tăng hưởng bởi những yếu tố sau: lên do đất bị nén chặt lại khi bị cắt có chu kỳ. - Sự phân bố kích thước hạt và loại đất Hiện tượng này chủ yếu xẩy ra đối đất cát, - Thành phần hạt mịn và độ dẻo cuội sỏi pha bùn, không chặt, độ ẩm cao và - Độ chặt có tính thoát nước kém. Khi bị hóa lỏng đất - Ứng suất đứng hiệu quả và độ quá cố kết sẽ bị mất cường độ chống cắt, biến dạng cắt - Lịch sử biến dạng do động đất sẽ tiến tới vô cùng lớn trong khi thể tích - Điều kiện thoát nước không thay đổi, giống như là một chất lỏng, - Độ bão hòa dẫn đến sự mất ổn định của mái dốc. Sự nén - Chiều dày lớp đất cát. chặt của đất khi bị cắt có chu kỳ cũng làm cho nền đất bị lún. 2. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KHẢ Nguyên nhân hóa lỏng: Vật liệu hạt không NĂNG HÓA LỎNG CỦA ĐẤT có tính dính kết, bão hòa nước, khi chịu tải Tỷ số ứng suất chu kỳ (CSR) và tỷ số sức trọng chu kỳ (động đất) áp lực nước lỗ rỗng kháng chu kỳ (CRR) là hai thông số được sử tăng, giảm ứng suất hiệu quả, dẫn đến giảm dụng để đánh giá sức kháng chống hóa lỏng cường độ chống cắt. Khi áp lực nước lỗ rỗng của đất. Thông số CSR biểu thị yêu cầu sức tăng bằng ứng suất tổng, ứng suất hiệu quả kháng chống hóa lỏng do động đất, CRR biểu bẳng 0, cường độ chống cắt triệt tiêu, đất bị thị khả năng kháng chống hóa lỏng của đất, chẩy như chất lỏng (biến dạng cắt bằng vô và hệ số an toàn chống hóa lỏng FS của đất là cùng, biến dạng thể tích bằng 0). tỷ số của CRR và CSR (khả năng / yêu cầu): Vật liệu dễ bị hóa lỏng khi động đất: Cát, FS = CRR/CSR (1) hoặc vật liệu có hàm lượng hạt mịn cao (Fine Content, FC) có độ chặt thấp (loose), độ ẩm Hiện tượng hóa lỏng xẩy ra nếu FS  1. lớn (hoặc bão hòa nước). Tỷ số ứng suất chu kỳ được tính theo công thức (Seed and Idriss 1971): CSR  (av /  )  0.65(a max / g)( vo /  ) rd (2) vo vo Trong đó: amax = Gia tốc động đất theo phương ngang lớn nhất; g = Gia tốc trọng trường; vo và ’vo tương tứng là ứng suất tổng và ứng suất hiệu quả ban đầu của đất; rd = hệ số giảm ứng suất. 130 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Giá trị của hệ số rd có thể được xác định từ 2. Tăng độ chặt của đất nền (Densification) công thức (Liao and Whitman 1986): - Đầm: rd = 1.0  0.00765z (3a)  Đầm động sâu (Deep Dynamic với z