b) Thí nghiệm kéo nhổ neo của tác giả luận án để xác định góc
Mục đích: Đo góc mở trực tiếp trên nón phá hoại để kết luận được góc
chung nhất dùng trong tính toán mà đảm bảo điều kiện kỹ thuật.
3
3
Nội dung: Thí nghiệm xoáy mũi neo NĐ10 vào khối đất đắp kích thước 0,9 x 0,6 x 0,6 (m), vật liệu là đất đắp đê Giao Thuỷ. Neo NĐ 10 được xoáy với 3 độ sâu (H/D)=3; (H/D)=5 và (H/D)=7,[46],[47]. Đất đắp mô hình được chế bị
với 2 độ chặt
k 1,65 (t / m ) (K=0,95) và
k 1,40 (t / m ) (độ chặt giả thiết cận
dưới của đất đầm chặt tốt). Sau khi neo được xoáy với các độ sâu đã chọn, tiến hành kéo nhổ neo ra khỏi khối đất. Đào cắt ngang nón phá hoại và đo góc
ngay trên mô hình (xem hình phụ lục-hình PL3.7). Nón phá hoại khá rõ rệt với đất đầm chặt tốt ở trạng thái bão hoà nước. Bảng 3.8 tổng hợp kết quả đo trực tiếp góc mở trên hố đào cắt ngang nón phá hoại.
Nhận xét: Từ kết quả thí nghiệm cho thấy, góc mở của nón phá hoại giảm khi tỷ số H/D tăng. Điều này phù hợp với kết quả thí nghiệm trên mô hình đất tương tự của Tran Vo Nhiem (1971) [48].
Bảng 3.8: Kết quả đo trực tiếp góc mở trên hố đào cắt ngang nón phá hoại
Tỷ số H/D | Độ chặt đất đắp k (t / m ) 3 | Góc đo được | |
1 | 3 | 1,40 | 140(0,88 ) |
2 | 3 | 1,65 | 170(1,06 ) |
3 | 5 | 1,40 | 140(0,88 ) |
4 | 5 | 1,65 | 160(1,00 ) |
5 | 7 | 1,40 | 100 (0,62) |
6 | 7 | 1,65 | 120 (0,75) |
Có thể bạn quan tâm!
-
Lập Biểu Thức Xác Định Sức Chịu Nhổ Giới Hạn -
Thí Nghiệm Xác Định Khả Năng Neo Giữ Của Neo Xoắn -
Kiểm Chứng Biểu Thức Xác Định Sức Chịu Tải Neo Xoắn -
Giới Thiệu Về Sản Phẩm Phụ Gia Consolid Và Mục Đích Nghiên Cứu -
Sức Kháng Nén Không Hạn Hông Của Các Mẫu - Qu Kn / M -
Nhận Xét Về Kết Quả Thí Nghiệm Đất Gia Cường
Xem toàn bộ 157 trang tài liệu này.
- Từ bảng 3.8, xét chọn góc 0,62là trường hợp bất lợi nhất cho đề xuất
chọn góc mở của nón phá hoại khi tính sức chịu tải của neo theo công thức (2.26).
Hình 3.9 thể hiện các thiết bị thí nghiệm và hình PL3.7, PL3.9 ở phụ lục trình bày một số cắt ngang hình nón phá hoại điển hình.
Hình 3.9: Thiết bị và mô hình thí nghiệm
c) Chọn góc mở của nón phá hoại dùng trong biểu thức (2.26)
Từ kết quả thống kê các nghiên cứu đã công bố và kết quả nghiên cứu thực nghiệm của tác giả luận án, tổng hợp góc mở của mặt nón phá hoại bao gồm:
- Theo I-Rô-Đốp (1968) [46] khi kéo nhổ cọc xoắn khỏi mặt đất, đất bị phá hoại dạng hình nón cụt có góc mở , đối với đất dính nguyên dạng ở trạng thái dẻo, chọn góc mở nhỏ nhất với 0,66.
- Theo kết quả thí nghiệm mô hình đất tương tự của Tran Vo Nhiem (1971) [48], giá trị của góc mở giảm khi tỷ số H/D tăng, do đó trong tính toán chỉ
nên chọn để đảm bảo an toàn.
- Kết quả thí nghiệm kéo nhổ neo xoắn của tác giả luận án cũng cho hình ảnh khối đất phá hoại có dạng hình nón và góc mở được đo trực tiếp trên mặt
đào cắt ngang nón phá hoại, trường hợp đất đắp đê ở độ chặt thấp k 1,4
t/m3 và tỷ sô (H/D)=7, đo được giá trị 0,62
là giá trị nhỏ nhất trong các
trường hợp thí nghiệm. Thay giá trị
0,62
vào công thức (2.26) tính sức
chịu tải kéo nhổ của neo xoắn cho ta giá trị lớn hơn thực nghiệm khoảng 3%.
Nguyên nhân này có thể do khối đất phá hoại thực tế như đã trình bày ở hình PL3.12 chưa hẳn là một chỉnh thể hình nón nên trọng lượng khối đất đè lên trên neo xoắn không hoàn toàn bằng trọng lượng của khối đất ở hình nón phá hoại giả thiết, lực dính đơn vị của đất không hoàn toàn tác dụng lên toàn bộ
mặt nón, vì vậy giá trị
Pgh
thực tế không hoàn toàn bằng giá trị tính theo biểu
thức (2.26). Căn cứ vào các điều kiện làm việc bất lợi đó, để thiên về an toàn
chọn
0,5
của nón phá hoại trong điều kiện đất đầm chặt tốt và bão hoà
nước. Kiểm nghiệm lại giá trị này một lần nữa từ kết quả thí nghiệm kéo nhổ neo tại hiện trường với tỷ số (H/D)=8.
3.2.5.2 Kiểm nghiệm công thức (2.26) với góc mở đã đề xuất
Sử dụng công thức (2.26) tính với góc mở
0,5
đề xuất ở trên, so
sánh với kết quả kéo neo với độ sâu cắm neo (H/D)=8, (xem bảng 3.9).
Bảng 3.9: Các thông số tính toán và kết quả kiểm nghiệm
Chỉ tiêu | Đơn vị | Đất đê Giao Thuỷ | Đất nền KV-TL | |
I | Thông số đất nền | |||
1 | Góc ma sát trong | độ | 16,0 | 8,39 |
2 | Lực dính đơn vị | kN/m2 | 6,00 | 30,0 |
3 | Trọng lượng riêng đẩy nổi | kN/m3 | 11,9 | 9,00 |
II | Neo NĐ10 | |||
4 | Đường kính mũi neo D | m | 0,09 | 0,09 |
5 | Độ sâu cắm neo H | m | 0,72 | 0,72 |
6 | Tỷ số H/D | 8,00 | 8,00 | |
7 | Chiều dài mũi neo L | m | 0,25 | 0,25 |
8 | Kết quả tính theo (2.26) | kN | 2,85 | 8,73 |
9 | Kết quả kéo neo thực nghiệm | kN | 3,25 | 9,83 |
III | Neo NĐ11 | |||
10 | Đường kính mũi neo D | m | 0,14 | 0,14 |
11 | Độ sâu cắm neo H | m | 1,12 | 1,12 |
12 | Tỷ số H/D | 8,00 | 8,00 | |
13 | Chiều dài mũi neo L | m | 0,35 | 0,35 |
14 | Kết quả tính theo (2.26) | kN | 7,05 | 22,70 |
15 | Kết quả kéo neo thực nghiệm | kN | 7,49 | 24,26 |
Tổng hợp kết quả xác định sức chịu tải của neo xoắn theo lý thuyết và thực nghiệm được trình bày ở bảng 3.10.
Bảng 3.10: Tổng hợp xác định sức chịu tải của neo xoắn (kN)
Sức chịu tải neo xoắn | Đất đê Giao Thuỷ | Đất nền ĐHTL | |||
NĐ10 | NĐ11 | NĐ10 | NĐ 11 | ||
1 | Tính bằng biểu thức (2.26) | 2,85 | 7,05 | 8,73 | 22,70 |
2 | Đo thực nghiệm | 3,25 | 7,49 | 9,83 | 24,26 |
Nhận xét:
- Việc giả thiết mặt nón phá hoại để thiết lập biểu thức (2.26) là hợp lý. Với neo xoắn chỉ dùng cho tấm lát gia cố đê biển hiện có, trong điều kiện neo
xoáy tương đối nông, đất thân đê luôn bão hoà thì việc chọn 0,5cho các
loại đất đắp được đầm chặt tốt để tính sức chịu tải của mũi neo xoắn là thiên về an toàn.
- Không được đặt neo xoắn quá nông sẽ giảm sức chịu tải của neo, tỷ số (H/D) đảm bảo trong khoảng 7-8.
3.2.6 Thí nghiệm mô hình vật lý để đánh giá mật độ bố trí neo gia cố
a) Mục đích
Mô phỏng cơ chế phá hoại của mảng gia cố khi bị lực đẩy ngược do áp lực sóng, xác định ảnh hưởng của khoảng cách các mũi neo đến độ ổn định của cả mảng từ đó rút ra khoảng cách bố trí neo hợp lý.
b) Giới hạn phạm vi thí nghiệm
Mô hình được xây dựng tương tự về mặt hình học, cho thấy được về hình ảnh sự phá hoại mảng gia cố. Mô hình chưa đáp ứng được các điều kiện tương tự khác và chỉ ứng dụng cho một kiểu viên gia cố liên kết hai chiều.
c) Vật liệu
Mô hình được xây dựng trong máng kính với tỷ lệ 1:10, kích thước hình học tương tự như mặt cắt ngang đê biển Nam Định với mái phía biển m=3, mái phía đồng m=1, mô hình có chiều cao h=50 cm, mái phía biển được gia cố bằng viên gia cố liên kết kiểu hai chiều. Đất đắp mô hình là loại đất lấy tại Km 27 đê biển Giao Thuỷ - Nam Định và cũng là loại đất đã thực hiện các thí nghiệm ở trên.
Mô hình mảng gia cố có kích thước 1(m)x1(m) tương đương với nguyên hình mảng gia cố 10(m) x 10(m) tại hiện trường.
Viên gia cố cũng được đúc với tỷ lệ hình học 1:10, kích thước nguyên hình viên gia cố là 0,40(m) x 0,40(m) x 0,28(m), kích thước mô hình viên gia
cố là 0,04(m) x 0,04(m) x 0,028(m) tất cả các viên gia cố đều được đục lỗ để
lắp neo hoặc để bố trí thước đo chuyển vị.
d) Thao tác
Sau khi hoàn thiện xây dựng mô hình, tiến hành lắp đặt thiết bị gia tải kéo mảng và thiết bị đo lực, bố trí thước đo chuyển vị mảng. Hình 3.10 là sơ đồ bố trí thí nghiệm.
Pa lăng gia tải
Đồng hồ đo lực
Thanh trựơt
m = 4
Cáp kéo
Mảng gia cố mô hình
m = 2
neo mô hình
100cm
Hình 3.10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm kéo mảng gia cố Các bước thí nghiệm tiến hành lần lượt như sau:
Bước 1: Tiến hành kéo mảng gia cố cho trường hợp không bố trí neo để xác định chuyển vị mảng ảnh hưởng đến viên gia cố số mấy.Điểm đặt lực kéo là điểm tại trung tâm mảng (điểm 0-xem hình 3.11). Tính từ điểm này trở đi, các viên gia cố được đánh số 1,2,3,4….. theo các hướng (hình 3.11). Tải trọng kéo được tăng từng cấp, ứng với mỗi cấp tải trọng đọc số đọc trên đồng hồ lực, số đo chuyển vị mảng gia cố và mức độ ảnh hưởng chuyển vị đến viên gia cố số mấy kể từ điểm đặt tải. Thí nghiệm kết thúc khi số đọc lực kế giảm đột ngột, tức là các viên gia cố đã bị nhấc tách rời không còn liên kết mảng nữa.
12 | ||||||||||||||||||||||||
11 | ||||||||||||||||||||||||
10 | ||||||||||||||||||||||||
9 | ||||||||||||||||||||||||
8 | 8 | 8 | ||||||||||||||||||||||
7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||
6 | 6 | 6 | ||||||||||||||||||||||
5 | 5 | 5 | ||||||||||||||||||||||
4 | 4 | 4 | ||||||||||||||||||||||
3 | 3 | 3 | ||||||||||||||||||||||
2 | 2 | 2 | ||||||||||||||||||||||
1 | 1 | 1 | ||||||||||||||||||||||
12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
1 | 1 | 1 | ||||||||||||||||||||||
2 | 2 | 2 | ||||||||||||||||||||||
3 | 3 | 3 | ||||||||||||||||||||||
4 | 4 | 4 | ||||||||||||||||||||||
5 | 5 | 5 | ||||||||||||||||||||||
6 | 6 | 6 | ||||||||||||||||||||||
7 | 7 | 7 | ||||||||||||||||||||||
8 | 8 | 8 | ||||||||||||||||||||||
9 | ||||||||||||||||||||||||
10 | ||||||||||||||||||||||||
11 | ||||||||||||||||||||||||
12 |
Hình 3.11: Sơ đồ vị trí các viên gia cố tính từ điểm đặt tải (điểm 0)
Kết quả thí nghiệm kéo mảng không neo trình bày ở bảng 3.11. Mảng chuyển vị đến viên gia cố số 9 (kể từ điểm 0-điểm đặt tải).
Bảng 3.11: Kết quả kéo mảng mô hình-Trường hợp không neo
Số đo chuyển vị (mm) | Vị trí ảnh hưởng chuyển vị xa nhất | |||
Vị trí 1 | Vị trí 3 | Vị trí 5 | ||
40 | 7 | 4 | 1 | 6 |
60 | 10 | 7 | 4 | 7 |
80 | 12 | 9 | 6 | 8 |
120 | 15 | 12 | 7 | 9 |
Nhận xét: Với mái không có neo gia cường, tải trọng lớn nhất mà mảng gia cố chịu được là 120 N, chuyển vị lớn nhất của mảng là 15 mm, vị trí ảnh hưởng chuyển vị xa nhất là tại vị trí số 9 (viên số 9 kể từ điểm đặt lực).
Bước 2: Xếp lại mảng gia cố, tiến hành bố trí neo cho viên gia cố ở xa vị trí đặt tải nhất bị ảnh hưởng chuyển vị. Neo ở bước này được bố trí ở các vị trí số 8 (hình 3.11), tức là bên trên, dưới, phải, trái của điểm đặt tải. Gia tải từng cấp, chờ ổn định chuyển vị mảng, đọc số đo lực kế và chuyển vị, tiến hành gia tải cấp tiếp theo. Thí nghiệm kết thúc khi các viên gia cố mất liên kết mảng. Kết quả thí nghiệm trình bày ở bảng 3.12.
Bước 3: Xếp lại mảng gia cố, tiến hành bố trí neo cho viên gia cố ở các vị trí số 7 (khép dần vào điểm đặt tải). Các bước thí nghiệm gia tải kéo mảng lại lặp lại tương tự. Thí nghiệm kết thúc khi các viên gia cố mất liên kết mảng. Kết quả thí nghiệm trình bày ở bảng 3.12.
Bước 4: Xếp lại mảng gia cố, tiến hành bố trí neo cho viên gia cố ở các vị trí số 6. Lặp lại thí nghiệm.
Bước 5: Xếp lại mảng gia cố, tiến hành bố trí neo cho viên gia cố ở các vị trí số 5. Lặp lại thí nghiệm.
Bước 6: Xếp lại mảng gia cố, tiến hành bố trí neo cho viên gia cố ở các vị trí số 4. Lặp lại thí nghiệm.
Bước 7: Xếp lại mảng gia cố, tiến hành bố trí neo cho viên gia cố ở các vị trí số 4. Lặp lại thí nghiệm.
Bước 8: Xếp lại mảng gia cố, tiến hành bố trí neo cho viên gia cố ở các vị trí số 3. Lặp lại thí nghiệm.
Bước 9: Xếp lại mảng gia cố, tiến hành bố trí neo cho viên gia cố ở các vị trí số 2. Lặp lại thí nghiệm của bước này và tổng hợp kết quả thí nghiệm kéo mảng gia cố cho các trường hợp. Các kết quả thí nghiệm được trình bày ở bảng 3.12.