Đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt là Cần Thơ có nền đất yếu phân bố rộng, lớp đất bề mặt chủ yếu là bụi và sét dẻo lẫn hữu cơ chiều dày từ 0,5 - 2 m. Theo TCVN 9436 -2012 [1], lớp đất này không thích hợp làm nền hay vật liệu đắp, nên thường đào bỏ trong quá trình xây dựng. Kết quả nghiên cứu này góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho việc tận dụng và cải tạo lớp đất mặt yếu tại đồng bằng sông Cửu Long bằng phương pháp gia cố xi măng kết hợp phụ gia, hướng tới giải pháp kinh tế và bền vững trong xây dựng nền đường.
Cường độ nén nở hông (qu) được xác định theo TCVN 9438:2012 hoặc ASTM D2166/D2166M [2, 15]. Giá trị này phụ thuộc đồng thời vào nhiều yếu tố như hàm lượng xi măng, loại đất, thời gian dưỡng hộ và phụ gia. Các nghiên cứu gần đây cho thấy việc kết hợp phụ gia khoáng hoặc phụ gia hoạt tính có thể cải thiện đáng kể cường độ và cấu trúc vi mô của đất-xi măng [5, 7].
DZ33 là loại phụ gia hoạt tính được sử dụng nhằm tăng cường phản ứng thủy hóa, cải thiện cấu trúc liên kết và nâng cao cường độ của vật liệu gia cố [6]. Tuy nhiên, hiệu quả của DZ33 phụ thuộc vào hàm lượng sử dụng và sự tương tác với xi măng cũng như thời gian dưỡng hộ. Nếu lựa chọn tỷ lệ không hợp lý, hiệu quả cải thiện cường độ có thể không đạt tối ưu, thậm chí gây lãng phí vật liệu.
Phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM) kết hợp với thiết kế thí nghiệm trung tâm (Central Composite Design - CCD) đã được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu vật liệu xây dựng và địa kỹ thuật nhằm mô hình hóa và tối ưu hóa các thông số ảnh hưởng đến cường độ vật liệu [4, 10]. Phương pháp này cho phép đánh giá đồng thời ảnh hưởng tuyến tính, phi tuyến và tương tác giữa các biến độc lập, đồng thời xác định tổ hợp thông số tối ưu với số lượng thí nghiệm hợp lý.
Nghiên cứu này tập trung tối ưu hóa cường độ nén không nở hông của đất bề mặt tại Cần Thơ cải tạo bằng xi măng kết hợp phụ gia DZ33 theo phương pháp bề mặt đáp ứng. Mục tiêu của nghiên cứu là: (i) Xây dựng mô hình hồi quy dự báo qu theo các biến; (ii) đánh giá mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố thông qua phân tích phương sai; (iii) xác định điều kiện nhằm đạt giá trị qu lớn nhất trong phạm vi khảo sát.
Từ các kết quả thực nghiệm và phân tích mô hình CCD, có thể rút ra các kết luận chính sau:
Hàm lượng xi măng (X) là yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất đến cường độ nén không giới hạn qu của đất bề mặt Cần Thơ. Khi tăng X từ 0 lên 6%, giá trị qu tăng gần gấp đôi, khẳng định vai trò chi phối của phản ứng thủy hóa. Thời gian dưỡng hộ (DAY) làm tăng đáng kể cường độ mẫu, tuy nhiên tốc độ tăng giảm dần theo thời gian, phản ánh xu hướng bão hòa cường độ sau khoảng 24 - 28 ngày.
Phụ gia DZ33 không có ảnh hưởng tuyến tính rõ rệt nhưng có ảnh hưởng phi tuyến rất có ý nghĩa thống kê. Điều này chứng tỏ tồn tại hàm lượng tối ưu của phụ gia trong miền khảo sát. Mô hình RSM-CCD xây dựng được có ý nghĩa thống kê cao (p < 0,001), hệ số R² = 84,72%, không có sai lệch Lack-of-Fit đáng kể và thỏa mãn các giả định phần dư, cho thấy khả năng mô tả và dự báo tốt trong phạm vi nghiên cứu. Điều kiện tối ưu xác định được là: X = 6%, AD = 0,006% và thời gian dưỡng hộ ≈ 24,5 ngày, tại đó qu dự đoán đạt 4,691 MPa với độ tin cậy cao.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
BuilData
