Sức Kháng Nén Không Hạn Hông Của Các Mẫu

0% phụ gia sau 6 ngày

2% phụ gia sau 6 ngày

4% phụ gia sau 6 ngày

6% phụ gia sau 6 ngày

Ứng suất dọc trục (kPa)

0 5 10 15 20 25 30

Biến dạng (%)

Hình 3.15: Quan hệ ứng suất biến dạng của các mẫu nén nở hông tự do sau thời gian 6 ngày

Hình 3.16 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 15 ngày. Kết quả thí nghiệm cho thấy, theo thời gian mẫu đất có hàm lượng phụ gia 4%, 6% bị giòn hoá theo thời gian và mẫu bị gãy ở biến dạng nhỏ.

0% phụ gia sau 15 ngày

2% phụ gia sau 15 ngày

4% phụ gia sau 15 ngày

6% phụ gia sau 15 ngày

Ứng suất dọc trục (kPa)

0 5 10 15 20 25 30

Biến dạng (%)

Hình 3.16: Quan hệ ứng suất biến dạng của các mẫu nén nở hông tự do sau thời gian 15 ngày

Hình 3.17 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 30 ngày. Kết quả thí nghiệm cũng cho thấy, theo thời gian mẫu đất có hàm lượng phụ gia

4%, 6% bị giòn hoá theo thời gian vì vậy cường độ chống cắt rất thấp và mẫu bị gãy ở biến dạng nhỏ.

0% phụ gia sau 30 ngày

2% phụ gia sau 30 ngày

4% phụ gia sau 30 ngày

6% phụ gia sau 30 ngày

Ứng suất dọc trục (kPa)

0 5 10 15 20 25 30

Biến dạng (%)

Hình 3.17: Quan hệ ứng suất biến dạng của các mẫu nén nở hông tự do sau thời gian 30 ngày

Tổng hợp kết quả thí nghiệm nén nở hông tự do với đất á sét được trình bày ở bảng 3.14.

Bảng 3.14: Sức kháng nén không hạn hông của các mẫu - qu kN / m 

Mẫu % Pgia

0%	2%	4%	6%
Sau 6 ngày	21,0	41,0	40,5	42,0
Sau 15 ngày	21,5	41,2	17,0	15,0
Sau 30 ngày	20,5	41,0	17,0	15,0

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 157 trang tài liệu này.

Nhận xét: Từ kết quả phân tích ở trên, kết luận với mẫu đất trộn 2% CONSOLID cường độ chịu nén tốt hơn trộn các tỉ lệ % khác, không nên sử dụng quá 2% phụ gia, vì vậy các thí nghiệm tiếp theo loại bớt các mẫu đất trộn tỉ lệ 4%, 6%. Cường độ của đất có phụ gia sau 15 ngày và 30 ngày không có sự chênh lệch đáng kể do đó các thí nghiệm cường độ theo thời gian kết thúc cho các mẫu để sau 30 ngày. Như vậy qua hai thí nghiệm đánh giá rã chân-sập mẫu và nén nở hông tự do đã loại bỏ được các mẫu có hàm lượng

CONSOLID vượt quá mức cần thiết. Tiếp theo là các thí nghiệm xác định các

đặc trưng chống cắt của đất.

c.3. Thí nghiệm cắt trực tiếp

Thí nghiệm cắt đất trực tiếp là một phương pháp thí nghiệm thường dùng để xác định cường độ chống cắt của đất. Thông thường dùng 4 mẫu thí nghiệm, với các giá trị nén P khác nhau, gia tải lực cắt ngang để tiến hành cắt mẫu, tìm được ứng suất cắt khi phá hoại , căn cứ vào định luật Coulomb xác định được góc ma sát trong và lực dính đơn vị c [5].

Chuẩn bị mẫu: Mặc dù có nhận xét là không nên pha trộn quá 2% phụ gia. Tuy nhiên trong kết quả nén nở hông tự do của mẫu để sau 6 ngày thì sự sai khác về sức chống nén nở hông của các mẫu 2%, 4% , 6% là không nhiều, vì vậy vẫn chuẩn bị các tỷ lệ phụ gia 0%, 2%, 4% , 6% để tạo mẫu và sau 6 ngày mới tiến hành cắt mẫu. Các bước tạo mẫu, trộn đầm lắp mẫu và gia tải được thực hiện theo SD 128-018-84 [5]. Mẫu thí nghiệm có chiều cao 30 mm, đường kính 61,82 mm, độ ẩm chế bị 18,8 %, khối lượng riêng khô chế bị

1,64 (t/m3). Bảng 3.15 tổng hợp kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp với các

thông số chống cắt , c của các trường hợp.

Bảng 3.15: Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp của đất á sét

Chỉ tiêu

0%	2%	4%	6%
(độ)	24,24	29,50	29,20	29,04
c (kN/m2)	7,89	12,15	14,43	13,90

Nhận xét: Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp cho thấy, lượng phụ gia quá 2% cũng không làm gia tăng nhiều cường độ cho đất. Vậy có thể kết luận hàm lượng phụ gia chọn ở mức 2% là hợp lý.

c.4. Thí nghiệm cắt 3 trục

Thí nghiệm cắt đất 3 trục là phương pháp xác định cường độ chống cắt của đất khi gia tải không gian. Thường thí nghiệm với khoảng 3-4 mẫu đất

hình trụ, khác nhau bởi áp lực hông 3 . Mẫu bị phá hoại cắt khi ứng suất trục

(1 3 ) gia tăng đến mức độ phá hoại vỡ mẫu hoặc biến dạng mẫu lớn đến

mức cho phép. Biểu diễn kết quả thí nghiệm các mẫu lên đồ thị, dựa vào lý luận Mohr-Coulom để xác định các thông số chống cắt , c [5]. Hình 3.18 là thiết bị thí nghiệm nén 3 hướng đối xứng trục được dùng làm thí nghiệm.

Hình 3.18: Thiết bị nén ba trục

Chuẩn bị mẫu: Đường kính mẫu 50 mm, chiều cao mẫu 100 mm, độ ẩm

chế bị 18,8 %, khối lượng riêng khô chế bị

1,64 (t/m3). Hình 3.19 biễu

diễn kết quả thí nghiệm mẫu đất 0% phụ gia, quan hệ giữa độ lệch ứng suất

(1 3 ) và % biến dạng mẫu trong quá trình cắt.

Hình 3.19: Kết quả thí nghiệm mẫu 0% phụ gia

Hình 3.20 biễu diễn quan hệ giữa độ lệch ứng suất

(1 3 )

và % biến

dạng mẫu trong quá trình thí nghiệm cắt mẫu đất trộn 2% phụ gia.

Hình 3.20: Kết quả thí nghiệm mẫu 2% phụ gia

Bảng 3.16 tổng hợp kết quả thí nghiệm cắt 3 trục với các mẫu đất 0% và 2% phụ gia, cho thông số chống cắt , c .

Bảng 3.16: Kết quả thí nghiệm cắt ba trục

Chỉ tiêu

0%	2%	4%	6%
(độ)	18,31	26,37	-	-
c(kN/m2)	8,24	12,93	-	-

Nhận xét: Phụ gia CONSOLID đã có ảnh hưởng đến mức độ gia tăng cường độ chống cắt của đất. Mức độ gia tăng trung bình của các thông số chống cắt khoảng 30%.

c.5. Thí nghiệm thấm

Chuẩn bị mẫu: Mẫu thí nghiệm thấm có chiều cao 40 mm, đường kính

61,82 mm, độ ẩm chế bị 18,8 %, khối lượng riêng khô chế bị

1,64 (t/m3).

Thí nghiệm thấm được tiến hành cho mẫu đất á sét có trộn 2%, 4%, 6% phụ gia.

Các mẫu đất được lắp vào hộp thấm. Đặt nắp hộp thấm lên trên mẫu đất, vít chặt các vít hãm để mẫu không bị nở khi bão hoà nước. Lắp hộp thấm vào giá thí nghiệm và đấu nối với bình chứa nước để làm bão hoà mẫu. Khi nước đã chảy đầy hộp thấm, đóng khoá ống đo bên trái, hơi nghiêng hộp thấm về bên phải để đuổi hết không khí ở phần ngoài hộp thấm. Giữ nguyên vị trí hộp thấm cho đến khi nước xuất hiện ở ống đo bên phải, đóng khoá bên phải và nghiêng hộp thấm về bên trái để đuổi khí ở phần trong của hộp thấm ra.

Sau khi đuổi hết khí trong mẫu ra ngoài, đặt hộp thấm ở vị trí thăng bằng trong 24 giờ để mẫu hoàn toàn bão hoà nước. Theo dõi độ ổn định của mực nước trong hai ống đo để kiểm tra độ bão hoà mẫu.

Thí nghiệm thấm với sự thay đổi cột nước thấm, bấm đồng hồ giây và

đọc cột nước ban đầu

h1 , sau thời gian t đọc đầu nước

h2 cứ như vậy sau 2

đến 3 lần đọc. Lại làm dâng cao đầu nước đến cao độ cần thiết và lặp lại số đọc như trên. Sau 6 lần đọc và ghi, thí nghiệm kết thúc.

Hệ số thấm của đất được tính toán theo công thức

K  2,3 aL log h1

At h2

Trong đó:

K- Hệ số thấm tính toán;

a- Diện tích ống đầu nước thay đổi; L- Chiều cao mẫu thí nghiệm;

t - Thời gian nước thấm qua mẫu; A- Tiết diện mẫu thí nghiệm.

Kết quả thí nghiệm cho mẫu 2%, hệ số thấm trung bình là 3,62.10-7 cm/s. Mẫu 4% hệ số thấm trung bình 6,94.10-8 cm/s, mẫu 6% hệ số thấm trung bình 8,78.10-8 cm/s. Như vậy sự sai khác về hệ số thấm của 3 mẫu là không đáng kể, không cần thiết trộn quá 2% phụ gia.

c.6. Độ nứt nẻ của mẫu gia cường theo thời gian

Sau chuỗi thí nghiệm xác định cường độ của đất theo thời gian, các mẫu thí nghiệm được để khô tự nhiên và quan sát nứt nẻ của mẫu. Hình 3.21 là diễn biến nứt nẻ của các mẫu sau thời gian ba tháng.

Hình 3.21: Diễn biến mẫu sau 3 tháng để khô tự nhiên

Kết quả cho thấy mẫu trộn 2% phụ gia rất ổn định, gần như không có nứt nẻ, mẫu 4% có nứt nẻ ở chân mẫu nhưng mức độ nứt nẻ không nhiều, các mẫu 6%, 8%, 10% mức độ nứt nẻ mãnh liệt hơn. Đây là điểm đáng chú ý khi

sử dụng phụ gia CONSOLID. Nếu sử dụng quá hàm lượng sẽ có ảnh hưởng xấu, giảm hiệu quả của đất gia cường.

3.3.3 Thí nghiệm với đất cát và á cát khi sử dụng phụ gia

3.3.3.1 Mục đích

Đánh giá hiệu quả của phụ gia CONSOLID với đất dùng đắp đê Giao Thuỷ. Đây là loại đất hạt mịn, tơi rời ít có tính dính, có chứa hàm lượng sét nhưng không lớn. Loại đất á cát này được lấy tại Km 27 đê biển Giao Thuỷ- Nam Định, dân địa phương thường gọi đất này là cát non. Phần lớn các tuyến đê biển Nam Định đều đắp bằng đất dạng này. Loại đất này thường bị xói khi mưa kéo dài, hoặc sóng tràn qua đê vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng phụ gia để chống xói mái đê trong đồng là giải pháp hữu ích.

3.3.3.2 Nội dung các thí nghiệm

a) Thí nghiệm cho đất cát

Chuẩn bị mẫu : Loại bỏ thành phần bụi và sét của đất á cát có thành phần hạt trình bày ở bảng 3.2, lấy phần hạt cát. Tạo mẫu có đường kính mẫu 39 mm, chiều dài mẫu 80 mm, độ ẩm mẫu khi chế bị là 12%, khối lượng riêng

khô chế bị

1,65 (t/m3). Trộn phụ gia CONSOLID theo hàm lượng 1,0%,

1,5%, 2,0% và làm thí nghiệm rã chân-sập mẫu. Hình 3.22 trình bày kết quả thí nghiệm của đất cát.

Hình 3.22: Thí nghiệm rã chân mẫu đất cát có sử dụng phụ gia