Một số hình ảnh thí nghiệm mô hình vật lý tỷ lệ nhỏ được trình bày ở
phụ lục từ hình PL3.10 đến PL3.13.
e) Kết quả thí nghiệm và nhận xét
Các kết quả thí nghiệm được tổng hợp trình bày ở bảng 3.12.
Nhận xét: Với cùng một chuyển vị, nhận thấy với một số vị trí bố trí neo, giá trị lực thay đổi rõ rệt, từ vị trí neo 6 chuyển về neo 5 giá trị lực gia tăng 1,5 lần. Từ vị trí số 3 chuyển về số 2 mức độ gia tăng không đáng kể vì chúng quá sát điểm đặt lực. Nếu gọi c là khoảng cách giữa 2 mũi neo, d là kích thước viên gia cố, khoảng cách hợp lý nhất khi bố trí neo:
4d ≤ c ≤ 10d
Bảng 3.12: Kết quả kéo mảng mô hình-Trường hợp có neo
Tải trọng (N) | Số đo chuyển vị (mm) tại | Vị trí ảnh hưởng CV xa nhất | |||
Vị trí 1 | Vị trí 3 | Vị trí 5 | |||
8 | 40 | 7 | 4 | 1 | 6 |
60 | 10 | 7 | 4 | 7 | |
90 | 12 | 9 | 6 | 8 | |
140 | 15 | 12 | 7 | 8 | |
7 | 40 | 7 | 4 | 1 | 6 |
90 | 10 | 7 | 4 | 7 | |
140 | 12 | 9 | 6 | 8 | |
190 | 15 | 12 | 7 | 8 | |
6 | 50 | 7 | 4 | 1 | 6 |
110 | 10 | 7 | 4 | 7 | |
170 | 12 | 9 | 5 | 8 | |
210 | 15 | 12 | 6 | 8 | |
5 | 90 | 7 | 4 | 1 | 6 |
110 | 10 | 7 | 3 | 7 | |
180 | 12 | 8 | 2 | 8 | |
230 | 15 | 10 | 3 | 8 | |
4 | 110 | 7 | 3 | 0 | 5 |
110 | 10 | 4 | 2 | 5 | |
180 | 12 | 5 | 3 | 6 | |
230 | 15 | 9 | 4 | 6 | |
3 | 120 | 7 | 4 | 0 | 5 |
110 | 10 | 7 | 2 | 5 | |
180 | 12 | 9 | 3 | 6 | |
230 | 15 | 12 | 4 | 6 | |
2 | 125 | 7 | 4 | 0 | 5 |
110 | 10 | 7 | 2 | 5 | |
180 | 12 | 9 | 3 | 6 | |
230 | 15 | 12 | 4 | 6 |
Có thể bạn quan tâm!
-
Thí Nghiệm Xác Định Khả Năng Neo Giữ Của Neo Xoắn -
Kiểm Chứng Biểu Thức Xác Định Sức Chịu Tải Neo Xoắn -
Kiểm Nghiệm Công Thức (2.26) Với Góc Mở Đã Đề Xuất -
Sức Kháng Nén Không Hạn Hông Của Các Mẫu - Qu Kn / M -
Nhận Xét Về Kết Quả Thí Nghiệm Đất Gia Cường -
Các Thông Số Cơ Bản Của Đê Biển Giao Thuỷ-Nam Định
Xem toàn bộ 157 trang tài liệu này.
Qua các thí nghiệm thử tải mũi neo xoắn cho thấy việc kết hợp thêm neo cho mảng gia cố mái đê phía biển là rất hiệu quả, khắc phục sự bong tróc tấm
lát mái phía biển và hạn chế sự chuyển vị của mảng gia cố dưới tác dụng của sóng và áp lực đẩy ngược lên mảng gia cố. Còn với mái phía đồng, để khắc phục sự xói mái đê khi nước tràn, nghiên cứu ứng dụng phụ gia CONSOLID trộn cùng đất tại chỗ để gia cường làm vỏ bọc đê biển thay thế cho vỏ bọc đất sét truyền thống.
3.3 Nghiên cứu ứng dụng phụ gia CONSOLID
3.3.1 Giới thiệu về sản phẩm phụ gia CONSOLID và mục đích nghiên cứu
Có hai sản phẩm chính luôn đi cùng nhau của CONSOLID dùng để gia cường đất là CONSOLID 444 và SOLIDRY. CONSOLID 444 là chất lỏng có độ nhớt cao, được tạo bởi công nghiệp hoá dầu, thẩm thấu nhanh trong đất và đẩy nước ra khỏi đất. SOLIDRY là chất dạng bột tạo bởi các chất không thấm nước, liên kết trong đất nhờ trao đổi ion. Hệ thống CONSOLID gồm hai sản phẩm trên dùng gia cường và chống thấm cho tất cả các loại đất, tăng cường độ của đất lên ít nhất 3 lần và các đặc tính gia cường này bền vững theo thời gian, không ảnh hưởng môi trường [31].
Mục đích phần nghiên cứu này trong luận án là cách sử dụng, đánh giá hiệu quả và các ảnh hưởng phụ không mong muốn của phụ gia CONSOLID khi sử dụng để gia cường đất đắp làm vỏ bọc đê biển. Chưa đề cập đến vấn đề tương tác liên kết giữa phụ gia và đất, chưa nghiên cứu thành phần phụ gia và việc chế tạo, sản xuất. Các thí nghiệm thực hiện trên 3 loại đất là đất á sét, á cát và đất cát nhưng tập trung cho đất á cát là đất dùng trực tiếp đắp đê, đất á sét và đất cát chỉ nghiên cứu để đánh giá một số ảnh hưởng phụ và kiểm chứng độ tin cậy của một số thông tin từ nhà sản xuất.
3.3.2 Các thí nghiệm với đất á sét có phụ gia
3.3.2.1 Chỉ tiêu của đất á sét khi chưa sử dụng phụ gia
Đây là loại đất á sét được khai thác cách chân đê khoảng 500 m để làm vỏ bọc đê biển, loại đất này có hàm lượng sét tương đối cao, khá phù hợp để
làm vỏ bọc đê biển. Nhưng hiện tại không còn nguồn để khai thác loại đất này vì thuộc đất nông nghiệp của dân. Tuy nhiên để đánh giá trực quan các tác dụng không mong muốn của phụ gia CONSOLID khi dùng với các loại đất. Trong nghiên cứu vẫn tiến hành thí nghiệm trộn phụ gia cho loại đất này. Bảng 3.13 là các chỉ tiêu cơ bản đất á sét thí nghiệm.
Bảng 3.13: Các chỉ tiêu của đất á sét
Tên chỉ tiêu | Ký hiệu | Đơn vị | Trị số | |
1 | Thành phần hạt | |||
Sét <0.005 | % | 17,71 | ||
Bụi 0.005-0.01 | % | 18,59 | ||
0.01-0.05 | % | 48,71 | ||
Cát 0.05-0.1 | % | 16,76 | ||
0.1-0.25 | % | 0,97 | ||
0.25-0.5 | % | 0,08 | ||
0.5-2.0 | % | 0,17 | ||
Sạn sỏi 2.0-5.0 | % | 0 | ||
5.0-10.0 | % | 0 | ||
2 | Độ ẩm chế bị | cb | % | 18,80 |
3 | Khối lượng riêng ướt chế bị | | g/cm3 | 1,952 |
4 | Khối lượng riêng khô chế bị | k | g/cm3 | 1,643 |
5 | Tỷ trọng | | 2,69 | |
6 | Hệ số rỗng | | 0,64 | |
7 | Độ lỗ rỗng | n | % | 38,91 |
8 | Độ bão hoà | S | % | 79,39 |
9 | Giới hạn chảy | LL | % | 36,05 |
10 | Giới hạn dẻo | PL | % | 24,40 |
11 | Chỉ số dẻo | PI | % | 11,65 |
12 | Chỉ số chảy | LI | -0,48 | |
13 | Khối lượng riêng khô max | max k | g/cm3 | 1,73 |
14 | Độ ẩm tối ưu | tn | % | 18,8 |
15 | Góc ma sát trong | | độ | 24,24 |
16 | Hệ số thấm | K | cm/s | 5,8.10-5 |
3.3.2.2 Thí nghiệm với đất á sét khi sử dụng phụ gia
a) Nội dung
Thí nghiệm xác định tỉ lệ phần trăm pha trộn CONSOLID trong mẫu đất chế bị theo các tỉ lệ phần trăm: 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10% cho từng mẫu riêng biệt và tiến hành thí nghiệm mẫu sau thời gian 2 ngày, 6 ngày, 15 ngày, 30 ngày. Các thí nghiệm chính là thí nghiệm đánh giá mức độ tan rã, thí nghiệm nén một trục, thí nghiệm cắt trực tiếp, thí nghiệm nén 3 trục, thí nghiệm thấm, thí nghiệm đánh giá nứt nẻ của mẫu đất theo thời gian.
Căn cứ vào kết quả thí nghiệm thu được, phân tích chọn ra tỉ lệ phần trăm CONSOLID pha trộn hợp lý với đất thí nghiệm và ứng dụng vào thiết kế.
b) Quy trình thí nghiệm
Qui trình thí nghiệm xác định các thông số về CONSOLID thực hiện theo ‘Tiêu chuẩn thí nghiệm đất trong phòng thí nghiệm’ [5],[31] và được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật - Đại học Thuỷ lợi. Việc chế bị mẫu (trộn đất và đầm) được thực hiện trên các thiết bị mới, hiện đại.
Việc thí nghiệm xác định hàm lượng CONSOLID được thực hiện theo trình tự từ những thí nghiệm đơn giản nhất cho tới các thí nghiệm phức tạp với mục đích loại bỏ các thông số không tối ưu. Các thông số tối ưu sẽ được tiến hành với các thí nghiệm chi tiết hơn.
Trong phần này, ngoài các thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý của đất nguyên dạng. Thí nghiệm xác định % CONSOLID với đất đắp được thực hiện gồm:
- Xác định mức độ rã chân-sập mẫu: Thí nghiệm này cho phép chọn mẫu có hàm lượng phụ gia thấp nhất để làm thí nghiệm tiếp theo.
- Thí nghiệm nén một trục cho các mẫu theo thời gian.
- Thí nghiệm cắt trực tiếp.
- Thí nghiệm cắt ba trục.
c) Nội dung chi tiết một số thí nghiệm cơ bản
c.1. Thí nghiệm xác định sơ bộ phần trăm phụ gia CONSOLID
* Chuẩn bị mẫu: Lấy 6 kg đất làm khô và nghiền nhỏ, chia làm sáu phần bằng nhau mỗi phần có khối lượng 1000 gam. Trộn phụ gia CONSOLID theo tỷ lệ 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10% lần lượt với từng mẫu. Tính lượng nước vừa đủ tương ứng độ ẩm mẫu khi chế bị là 18,8%, trộn đều cho đất ẩm và ủ đất trong vòng 8 giờ. Cho khối lượng đất đã tính toán vào cối có đường kính 50
k
mm và chiều cao mẫu 100 mm và đầm từng lớp theo độ chặt 1,64 (t / m3 ) .
Sau khi đầm xong, tháo khuôn và để nguyên mẫu sau 48 giờ mới tiến hành thí nghiệm.
* Quy trình thí nghiệm và kết quả thí nghiệm: Xếp các mẫu vào khay (hình 3.12) và đổ khoảng 2 cm nước. Quan sát diễn biến các mẫu và đánh giá khả năng nước thẩm thấu lên mẫu và ổn định mẫu:
Sau 5 phút bắt đầu nhận thấy nước thẩm thấu khoảng 1 cm lên các mẫu; Sau 10 phút, mẫu không có CONSOLID bị rã chân;
Sau 1 giờ mẫu không có CONSOLID bị sập hoàn toàn (hình 3.12);
Sau 5 ngày mẫu có hàm lượng thấp nhất với 2% CONSOLID nhưng vẫn ổn định.
Hình 3.12: Diễn biến mẫu sau 1 giờ ngâm nước
Sau 20 ngày ngâm liên tục trong nước, lượng nước thẩm thấu lên trên rất ít, các mẫu đất khô trắng phía trên. Trừ mẫu 0% CONSOLID bị sập, các mẫu còn lại rất ổn định (hình 3.13). Như vậy có thể chọn các tỷ lệ phụ gia 2%, 4%, 6% để làm các thí nghiệm tiếp theo. Loại bỏ mẫu 8%, 10% phụ gia vì hàm lượng phụ gia quá mức cần thiết.
Hình 3.13: Diễn biến mẫu sau 20 ngày ngâm nước
c.2. Thí nghiệm nén một trục có nở hông
Thí nghiệm nén một trục có nở hông là thí nghiệm xác định cường độ giới hạn chống nén ứng suất hướng trục trong điều kiện không có áp lực hông. Thiết bị thí nghiệm giới thiệu ở hình 3.14, khuôn đúc mẫu [5] sử dụng khuôn có đường kính mẫu 50 mm và chiều cao là 100 mm.
Chuẩn bị mẫu: Trong thí nghiệm này, loại bỏ được mẫu 8%, 10% phụ gia từ thí nghiệm tan rã. Chuẩn bị đất để tạo các mẫu tương ứng với 0%, 2%, 4% và 6% phụ gia. Để đánh giá ảnh hưởng của thời gian đến cường độ mẫu đất, tiến hành thí nghiệm nén mẫu sau thời gian 6 ngày, 15 ngày, 30 ngày. Tính lượng nước vừa đủ tương ứng độ ẩm tối ưu của đất, trộn đều cho đất ẩm và ủ đất trong vòng 8 giờ. Cho khối lượng đất đã tính toán vào cối và đầm từng lớp theo độ chặt thiết kế. Sau khi đầm xong, tháo khuôn và để mẫu đủ thời gian sau 6 ngày sử dụng lượt mẫu đầu tiên, các mẫu tiếp theo sau thời gian đã định.
Hình 3.14: Thiết bị nén một trục
Lắp mẫu vào máy, đặt mức số đọc lực tương ứng 0,5% biến dạng hướng trục của mẫu. Ngừng thí nghiệm khi số đọc lực đạt mức ổn định trong khoảng 5%-10% biến dạng hướng trục của mẫu.
Kết quả thí nghiệm: Hình 3.15 biểu diễn quan hệ ứng suất biến dạng của kết quả thí nghiệm cắt một trục nở hông tự do mẫu đất sau khi trộn phụ gia được 6 ngày. Kết quả thí nghiệm cho thấy phụ gia CONSOLID đã ảnh hưởng gia tăng 2,0 lần đến cường độ của đất, . Tuy nhiên không có sự khác biệt nhiều giữa hàm lượng phụ gia 2%, 4% và 6% vì vậy có thể định hướng loại bỏ bớt hàm lượng 4% và 6% để đảm bảo kinh tế.