Bài báo trình bày kết quả Nghiên cứu đánh giá sức kháng cắt của cọc cát trong giải pháp cọc cát xử lý nền đất yếu với một số chỉ tiêu cơ lý thông qua các thí nghiệm trong phòng thí nghiệmThí nghiệm nén ba trục khẳng định ảnh hưởng của độ chặt đến ứng suất lệch cực đại và khả năng chịu cắt của cọc cát. Kết quả nghiên cứu là cơ sở phục vụ thiết kế và đánh giá hiệu quả giải pháp cọc cát trong xử lý nền đất yếu.
Nền đất yếu có sức kháng cắt thấp gây nhiều thách thức trong thiết kế và thi công công trình, trong đó phương pháp cọc cát được ứng dụng rộng rãi nhờ hiệu quả kỹ thuật và kinh tế. Tuy nhiên, các nghiên cứu hiện nay chủ yếu đánh giá hiệu quả cọc cát thông qua độ lún và sức chịu tải tổng thể, trong khi sức kháng cắt của bản thân cọc cát và mối quan hệ với các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu cát vẫn chưa được làm rõ đầy đủ. Nghiên cứu này tập trung đánh giá trực tiếp sức kháng cắt của cọc cát thông qua các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, qua đó làm rõ mối quan hệ định lượng giữa sức kháng cắt và một số chỉ tiêu cơ lý đặc trưng, góp phần bổ sung cơ sở khoa học cho thiết kế giải pháp cọc cát xử lý nền đất yếu.
Ảnh minh họa Internet
Đất có tính chất khác rõ rệt với các loại vật liệu khác, do tính phân tán và tính rỗng của chúng. Do sự thay đổi tải trọng bên ngoài và sự thoát nước nền đất có sự thay đổi về độ ẩm và thể tích. Độ chặt, cường độ… và các đặc trưng biến dạng tất cả đều bị thay đổi [1]. Kết quả thí nghiệm trong phòng như thí nghiệm cắt trực tiếp [2, 3], nén ba trục (ASTM D2850, AASHTO T296, BS 1377: Part 7: 1990: clause 8) [4], nén đơn với sự hỗ trợ của các thí nghiệm cắt quay bỏ túi (TV), chùy rơi (FC), xuyên tĩnh bỏ túi (PP) và cắt cánh trong phòng [5]... hoặc đo trực tiếp từ các thí nghiệm cắt cánh (BS 1377: Part 9:1990:clause 4.4, ASTM D2573, AASHTO T223 và 22TCN 3552006) [6], [7], thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) [8, 9], thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT, CPTu) [10, 11]… Cho thấy, càng xuống sâu ứng suất do trọng lượng bản thân càng tăng, độ chặt của đất càng tăng. Thiết lập được tương quan giữa độ chặt và sức chống cắt hoàn toàn có thể xác định được từ trạng thái ứng suất.
Kết quả ba thí nghiệm trong phòng cho thấy sức kháng cắt của cọc cát có mối quan hệ chặt chẽ với các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng, đặc biệt là độ chặt, góc ma sát trong và trạng thái ứng suất. Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp, xuyên động DCP và nén ba trục cho thấy sức kháng cắt của cọc cát đầm chặt K90 chủ yếu được hình thành từ ma sát trong giữa các hạt, với lực dính kết không đáng kể và góc ma sát trong tương đối lớn.
Các chỉ tiêu kháng xuyên (số búa N, sức chịu tải quy ước R₀) có mối tương quan rõ rệt với trạng thái ứng suất và độ chặt của cọc cát, cho phép sử dụng thí nghiệm DCP như một công cụ đánh giá nhanh sức kháng cắt trong phòng thí nghiệm.Thí nghiệm nén ba trục cho thấy cát đầm chặt có khả năng duy trì ứng suất hữu hiệu lớn và phát triển áp suất lỗ rỗng ở mức thấp, góp phần nâng cao và ổn định sức chống cắt trong quá trình chịu tải.
Các kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để xây dựng các mối tương quan thực nghiệm giữa sức kháng cắt và các chỉ tiêu cơ lý của cọc cát, phục vụ thiết kế và đánh giá hiệu quả xử lý nền đất yếu bằng giải pháp cọc cát trong điều kiện Việt Nam.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
BuilData
