Nghiên cứu ảnh hưởng của lực hút dính đến cường độ kháng cắt đất không bão hòa trong mái dốc công trình thủy lợi

Bài viết Nghiên cứu ảnh hưởng của lực hút dính đến cường độ kháng cắt đất không bão hòa trong mái dốc công trình thủy lợi giới thiệu một thiết bị xác định lực hút dính của của đất không bão hòa trong một số mái dốc công trình thủy lợi như đê, đập và đánh giá ảnh hưởng của lực hút dính đến cường độ kháng cắt của đất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của lực hút dính đến cường độ kháng cắt đất không bão hòa trong mái dốc công trình thủy lợi Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LỰC HÚT DÍNH ĐẾN CƯỜNG ĐỘ KHÁNG CẮT ĐẤT KHÔNG BÃO HÒA TRONG MÁI DỐC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI Phạm Huy Dũng Trường Đại học Thủy lợi, email: phamhuydung0403@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG Mục tiêu của bài báo này là giới thiệu một thiết bị xác định lực hút dính của của đất Sự làm việc của của đất trong các công trình thủy lợi như đê, đập thường rất phức tạp không bão hòa trong một số mái dốc công do liên quan đến trạng thái bão hòa hoặc trình thủy lợi như đê, đập và đánh giá ảnh không bão hòa. Đối với vùng đất nằm dưới hưởng của lực hút dính đến cường độ kháng đường bão hòa thì có thể coi như bão hòa cắt của đất. hoàn toàn và việc áp dụng các lý thuyết về cơ 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU học đất bão hòa là hoàn toàn phù hợp. Tuy nhiên đối với vùng đất nằm phía trên đường 2.1. Thiết bị thí nghiệm bão hòa tồn tại ít nhất ba pha gồm pha rắn, Trong nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng pha lỏng và pha khí. Khi đó xuất hiện sự chênh lệch giữa áp lực khí lỗ rỗng ua và áp căng kế để đo trực tiếp lực hút dính trong môi lực nước lỗ rỗng uw , được gọi là lực hút dính trường đất. Thiết bị này được chế tạo bởi (ua-uw ). Lực hút dính là một thông số quan Công ty Soilmoisture Equipment Corp.. Các trọng của đất không bão hòa, ảnh hưởng lớn bộ phận chính của căng kế bao gồm một cốc đến tính kháng cắt, thấm và biến dạng nên gốm được nối tới áp kế bằng ống dẫn. Trên việc xác định chính xác lực hút dính có vai cùng là nắp đậy có nút bịt dạng pit-tông có trò hết sức quan trọng. Theo Fredlund và tác dụng kín nước và hút khí (hình 1). nnk. 1 phương trình cường độ chống cắt dành cho đất không bão hòa có dạng: ff = c+( f – ua)f tan+(u a – uw )f tanb (1) trong đó: ff: là ứng suất cắt trên mặt trượt ở trạng thái phá hoại, c: giao điểm của đường bao phá hoại Mohr-Coulomb “kéo dài” với trục ứng suất cắt khi ứng suất pháp thực và lực hút dính bằng không, ( f – ua)f: ứng suất pháp thực ở trạng thái phá hoại, (ua – uw )f: lực hút dính ở trạng thái phá hoại, : góc ma sát trong ứng với ứng suất pháp thực ( f – ua),  b : góc má sát biểu kiến biểu thị lượng Hình 1. Thiết bị căng kế của tăng của ứng suất cắt theo lực hút dính Công ty Soilmoisture Equipment Corp 127 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 2.2. Nguyên lý đo của căng kế 2.4. Vị trí thí nghiệm Căng kế là loại thiết bị để đo lực hút nước Trong nghiên cứu này, tác giả đã tiến hành gây ra bởi các hạt đất. Cốc gốm có tác dụng đo đạc tại 10 vị trí mái dốc đê, đập tại các cho phép nước đi qua nhưng không cho khí tỉnh Lạng Sơn, Quảng Ninh, Bắc Giang, Bắc đi qua. Khi đặt cốc gốm trong môi trường Ninh và Hưng Yên. Ở tất cả các vị trí, các đất, nước trong ống dẫn sẽ đi vào hoặc đi ra điểm đo đều ở độ sâu 45 cm so với bề mặt qua cốc gốm tùy theo lực hút của đất. Áp suất mái dốc. trong ống dẫn sẽ phải cân bằng với lực hút của đất và được hiển thị bới áp kế. Trong thực tế, giá trị giới hạn đo của căng kế là - 90kPa do hiện tượng sinh bọt khí của nước trong căng kế 1. Đối với các bài toán địa kỹ thuật thì áp lực nước lỗ rỗng âm có trị số bằng lực hút dính vì áp lực khí lỗ rỗng là áp lực khí quyển (ua= áp lực kế bằng không). 2.3. Trình tự thí nghiệm Các bước thí nghiệm xác định lực hút dính của đất không bão hòa trong mái dốc công trình thủy lợi được thực hiện theo các trình tự sau 2: - Làm bão hòa cốc gốm bằng cách ngâm trong nước sạch từ 3-5 giờ. Hình 3. Hình ảnh đo đạc lực hút dính - Kết nối các bộ phân của căng kế bao gồm tại đập Khau Phiều cốc gốm, ống dẫn, áp kế và nắp đậy. - Sử dụng bình bơm nước có gắn dây dẫn 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU nhỏ để bơm nước vào trong ống dẫn ngược từ dưới lên. Nếu còn xuất hiện bọt khí trong ống Kết quả thí nghiệm xác định lực hút dính dẫn thì có thể ép pit-tông ở nắp đậy nhiều lần trong các mái dốc được tổng hợp trong để làm thoát khí ra ngoài. bảng sau: - Sử dụng búa vào thanh sắt có đường kính Bảng 1. Kết quả đo lực hút dính d = 22 mm đóng vào mái dốc đên độ sâu dự ở một số mái dốc công trình thủy lợi kiến lắp đặt căng kế. - Đưa căng kế vào lỗ hổng vừa tạo được và STT Công trình Vị trí Lực hút dùng đất sét dẻo lấp kín kẽ hổng giữa căng kế dính (kPa) và đất nền. 1 Đập Ba Son Lạng Sơn 47÷53 - Đọc số chỉ áp kế sau khoảng thời gian khoảng 1 giờ để chờ lực hút ổn định. 2 Đập Bản Cưởm Lạng Sơn 35÷41 3 Đập Khau Phiều Lạng Sơn 37÷43 4 Đập Khe Đặng Bắc Giang 42÷48 5 Đập Khe Chão Bắc Giang 51÷55 6 Đập Bầu Lầy Bắc Giang 35÷37 7 Đập Chúc Bài Sơn Quảng Ninh 39÷44 8 Đập Rộc Cùng Quảng Ninh 28÷33 9 Đê tả Hồng Hưng Yên 31÷35 Hình 2. Lắp đặt căng kế vào trong mái dốc 10 Đ ...