Nghiên cứu ảnh hưởng độ ẩm của đất đắp nền đường đến ổn định nội bộ tường chắn đất sử dụng cốt cứng

Nghiên cứu ảnh hưởng độ ẩm của đất đắp nền đường đến ổn định nội bộ tường chắn đất sử dụng cốt cứng

1. Tính cấp thiết của đề tài

Tường chắn đất có cốt (Mechaincally Stabilized Earth walls, or MSE walls) được Henri Vidal, kỹ sư cầu đường người Pháp, phát minh vào năm 1963. Từ đó đến nay có hơn 50.000 công trình loại này được xây dựng trên thế giới.

• Việt Nam, việc áp dụng thiết kế và xây dựng tường chắn đất có cốt (tường MSE) cho các công trình mới được triển khai khoảng 10 năm trở lại đây như: cầu vượt Nguyễn Tri Phương nối dài, khu sinh thái đảo xanh thuộc thành phố Đà Nẵng, đường ven sông Nhật Lệ tỉnh Quảng Bình, đường cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi, cao tốc Hà Nội – Lào Cai,…

Đã có các dự án, đề tài nghiên cứu về ổn định loại tường chắn đất trong đó có xét đến sự ăn mòn của cốt, lựa chọn thành phần cấp phối hợp lý nhất để sử dụng làm đất đắp sau lưng tường chắn. Tuy nhiên các đề tài này chưa xem xét đến tương tác tại giao diện giữa đất và cốt hay đều giả thiết giữa đất và cốt có đủ sức neo bám cần thiết để đất và cốt bám chặt cùng chuyển vị với nhau. Mà yếu tố này lại phụ thuộc vào nhiều điều kiện khác nhau như: loại vật liệu đắp, loại cốt, độ ẩm của đất đắp nền đường sau lưng tường chắn, tác động của sản phẩm ăn mòn bao quanh cốt trong suốt thời gian khai thác.

Chính vì lý do này nên cần có nghiên cứu về tương tác tại giao diện giữa đất và cốt. Tác giả đề xuất chọn điều kiện biến thiên là độ ẩm đất đắp nền đường để xem xét. Cụ thể: “Nghiên cứu ảnh hưởng độ ẩm của đất đắp nền đường đến ổn định nội bộ tường chắn đất sử dụng cốt cứng”

2

1. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng độ ẩm của đất đắp nền đường đến ổn định nội bộ hay tương tác tại giao diện giữa đất và cốt. Nhằm làm cơ sở tham khảo, phục vụ công tác thiết kế, xây dựng các công trình xây dựng có sử dụng kết cấu tường chắn đất có cốt, góp phần nâng cao khả năng tận dụng các nguồn vật liệu tại địa phương.

1. Đối tƣợng nghiên cứu

Nghiên cứu ổn định nội bộ của tường chắn đất có cốt khi chịu sự thay đổi của độ ẩm đất đắp nền đường trên mô hình vật lý với hộp thí nghiệm bằng kính cường lực và mô hình số.

1. Phƣơng pháp nghiên cứu

Thu thập các tài liệu của các tác giả trong, ngoài nước có liên quan đến đề tài, nghiên cứu, phát triển lý thuyết và phục vụ đề tài.

1. Bố cục đề tài

Ngoài phần mở đầu, kết luận, luận văn gồm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về tường chắn đất có cốt

Chương 2: Các tác nhân ảnh hưởng đến sự thay đổi độ ẩm của đất đắp sau tường chắn, ảnh hưởng của độ ẩm đến tương tác giữa đất và cốt

Chương 3: Nghiên cứu xây dựng mô hình thực nghiệm về vận động cơ học của tường chắn đất có cốt

Chương 4: ng dụng phần mềm FL C2D xây dựng mô hình số vận động cơ học của tường chắn MSE kết hợp so sánh sự làm việc của tường chắn MSE khi bố trí cốt cứng có ngạnh và không ngạnh

3

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ TƢỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT

1.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA KỸ THUẬT ĐẤT CÓ CỐT VÀ TƢỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT (MSE-WALL)

Công nghệ tường chắn đất có cốt ra đời vào năm 1963, Henry Vidal – một kỹ sư cầu đường người Pháp đã đề xuất ý tưởng dùng đất có cốt để xây dựng các công trình tường chắn và đã được cấp bằng sangchế về phát minh này. Và từ đây đất được gia cố cốt mới bắt đầu có những nghiên cứu tính toán và ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng.

• Việt Nam, cùng với các dự án xây dựng mới và khôi phục cầu đường ở nước ta, các công trình bằng tường chắn đất có cốt đã tìm được chỗ ứng dụng và ngày càng được sử dụng nhiều hơn do ưu điểm vượt trội của kết cấu này đó là có thể đắp mái dốc thẳng đứng, giảm diện tích mặt bằng công trình.

1.2. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TƢỜNG MSE

1.2.1. Cơ sở lý thuyết

Đất có cốt là một loại hình vật liệu tổ hợp do đất và cốt tạo ra, có khả năng chịu được lực kéo. Trong tính toán thiết kế các công trình đất có cốt, người ta xem xét vấn đềổn định bên trong và ổn định bên ngoài của toàn bộ khối đất có cốt ứng với các trạng thái giới hạn trên cơ sở những giả thiết về mô hình tính, kích thước, các chỉ tiêu vật liệu và các mặt phá hoại dự kiến.

1.2.2. Nguyên lý làm việc của tƣờng chắn đất có cốt

Cốt có tác dụng neo khối đất dễ bị trượt vào khối đất tự nó đã

4

ổn định, với giả thiết giữa đất và cốt có đủ sức neo bám cần thiết (tức là đất và cốt bám chặt cùng chuyển vị với nhau) thì khi chịu nén, đất có chuyển vị ngang trong phạm vi chuyển vị ngang của cốt. Vì Modun biến dạng của vật liệu cốt cao hơn rất nhiều so với modun biến dạng của đất nên trị số biến dạng ngang của khối đất xem như không đáng kể.

Vỏ tường chỉ có tác dụng tạo mỹ quan, chống xói, chống tác động của môi trường đến vật liệu có cốt.

Nghiên cứu cơ chế làm việc của mái taluy, tường chắn đất có cốt cho thấy: Nếu không gia cố cốt, mái ta luy hay tường chắn có thể bị phá hoại, khi kết hợp đất và cốt với nhau sẽ tạo ra được sự ổn định cho kết cấu.

1.2.3. Cơ chế tƣơng tác giữa đất và cốt

Như đã giới thiệu ở trên, phải có đủ sức neo bám giữa đất và cốt thì mới có thể tạo ra được áp lực hông nay từ bên trong khối đất tức là tạo ra được sức truyền lực kéo trong đất vào cốt.

Sự tương tác giữa cốt với đất hay là tạo ra sức neo bám giữa cốt với đất có liên quan đến sức cản do lực ma sát giữa các hạt đất và bề mặt cốt, sức kháng bị động của đất tại các phần tử chịu tải của cốt và chuyển vị uốn của cốt.

1.3. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT

1.3.1. Trong lĩnh vực xây dựng công trình giao thông

đƣờng bộ

1.3.2. Xây dựng mố cầu đƣờng bộ, đƣờng sắt, cầu vƣợt

1.3.3. Xây dựng tại khu vực bị hạn chế giải phóng mặt bằng, tạo cảnh quan

1.3.4. Áp dụng tại các khu vực có mƣơng thủy lợi, hồ nƣớc

5

1.3.5. Áp dụng tại các đoạn đắp cao đƣờng miền núi

1.4. NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG VÀ CẤU TẠO TƢỜNG CHẮN CÓ CỐT

1.4.1. Các bộ phận cấu thành và yêu cầu của vật liệu tƣờng MSE

1.4.2. Trình tự thi công

1.5. ƢU NHƢỢC ĐIỂM CỦA TƢỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT

1.6. MỘT SỐ QUY TRÌNH TÍNH TOÁN TƢỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT

1.7. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG TƢỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT

1.8. NHẬN XÉT CHƢƠNG 1

Qua phần trình bày trên đã cho thấy tổng quan về tường chắn đất có cốt, những đặc tính ưu việt của tường MSE c ng như các ứng dụng của nó trong các công trình xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông vận tải.

Nghiên cứu các bộ phận cấu thành nên tường chắn c ng như các yêu cầu về vật liệu theo tiêu chuẩn các nước từ đó có thể đề xuất nghiên cứu sử dụng các vật liệu trong nước để xây dựng tường MSE nhằm giảm chi phí xây dựng.

Nghiên cứu áp dụng một số tiêu chuẩn trong việc tính toán ổn định c ng như thiết kế tường chắn đất có cốt.

Tuy nhiên trong thực tế đa số tường chắn bị phá hoại sớm hơn thời gian thiết kế một phần nguyên nhân là do sự thay đổi độ ẩm của đất đắp làm ảnh hưởng đến các chỉ tiêu cơ lý của đất (C, φ) gây giảm hệ số ma sát, ký hiệu f* giữa cốt và đất làm suy giảm áp lực hông ngay từ bên trong khối đất có cốt. Trong Chương 2 đề tài sẽ trình bày r hơn các nhân tố chủ quan và khách quan về sự thay đổi độ ẩm của đất đắp gây ảnh hưởng đến ma sát giữa cốt và đất.

CHƢƠNG 2

CÁC TÁC NHÂN ẢNH HƢỞNG ĐẾN SỰ THAY ĐỔI ĐỘ ẨM CỦA ĐẤT ĐẮP SAU TƢỜNG CHẮN, ẢNH HƢỞNG CỦA ĐỘ ẨM ĐẾN TƢƠNG TÁC GIỮA ĐẤT VÀ CỐT

2.1. CÁC TÁC NHÂN ẢNH HƢỞNG ĐẾN ĐỘ ẨM ĐẤT ĐẮP

2.2. ẢNH HƢỞNG CỦA ĐỘ ẨM ĐẾN TƢƠNG TÁC GIỮA

ĐẤT VÀ CỐT

Như đã phân tích trong Chương 1, do nguyên lý làm việc của tường chắn đất MSEW chủ yếu là huy động ứng suất kéo trong cốt thép thông qua ma sát giữa cốt và đất. Ở đây vai trò của cốt chính là nhằm tạo ra áp lực hông ngay từ bên trong khối đất điều này chứng tỏ áp lực hông này được sinh ra thông qua lực ma sát giữa đất và cốt được ký hiệu f*. Mà theo [1] trị số f* thay đổi tùy theo tùy theo tính chất đất ví dụ như cấp phối hạt, góc cạnh hạt, góc ma sát trong, sức kháng cắt và độ chặt của đất. Mà các tính chất này lại bị phụ thuộc vào trạng thái ẩm ướt của đất ví dụ như đối với đất có độ ẩm càng lớn, chiều dày của lớp nước màng mỏng sẽ càng lớn, độ chặt c ng như lực dính giữa các hạt giảm xuống và cường độ chống cắt sẽ bé đi.

2.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ DẠNG THÉP THƢỜNG DÙNG NHẰM TĂNG SỰ MA SÁT GIỮA ĐẤT VÀ CỐT

2.4. NHẬN XÉT CHƢƠNG 2

Thông qua việc tìm hiểu các nguyên nhân gây ra sự thay đổi độ ẩm của đất đắp sau lưng tường chắnvà một số hình ảnh các công trình tường chắn đất có cốt MSE Wall bị phá hỏng thì đã có một vài đề tài

7

nghiên cứu về sự ăn mòn của cốt bị ảnh hưởng bởi nguyên nhân này. Do vậy trong đề tài này sẽ nghiên cứu sự ảnh hưởng tại vị trí tương tác giữ cốt và đất hay thay đổi ma sát giữa đất và cốt (cốt thép tròn, có gờ) khi độ ẩm của đất đắp sau lưng tường chắn thay đổithông qua mô hình vật lý và mô hình số (trên phần mềm FL C 5.0)

CHƢƠNG 3

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM

VỀ VẬN ĐỘNG CƠ HỌC CỦA TƢỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT

3.1. ĐỀ XUẤT XÂY DỰNG MÔ HÌNH VẬT LÝ

Đề tài đề xuất xây dựng mô hình vật lý trong phòng thí nghiệm với tỉ lệ 1/1 cho đúng với kích thước thật của công trình.Tuy nhiên chỉ xét với 1 lớp cốt nằm giữa 2 lớp đất, mỗi lớp dày 37.5cm.

Cốt chủ sử dụng trong mô hình là 3 thanh thép10, L=1.10m có gờ được liên kết bởi các thanh ngang sử dụng mối nối hàn; Tường baosử dụng tấm gỗ cứng kích thước (75×75)cm dày 4cm.

Hình 3.2. Cốt thép và vỏ tường

3.2. QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG MÔ HÌNH TƢỜNG CHẮN MSE TRONG HỘP THÍ NGHIỆM

c max

8

3.2.1. Chuẩn bị vật tƣ thiết bị

• Hộp mô hình:
  • Hệ gia tải:
  • Đất đắp:

(a) (b)

(c) (d) (e)

Hình 3.6. Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của cát đắp

Hình 3.7. Xác định ,W₀ thông biểu đồ quan hệ độ ẩm và dung trọng khô

9

Từ biểu đồ trên ta xác định được độ ẩm tốt nhất W_o=8.9%; γ_cmax=1.631g/cm³. Với kịch bản của đề tài đưa ra là độ ẩm của đất đắp nền đường thay đổi. Đề tài đề xuất 06 kịch bản thay đổi độ ẩm xung quanh độ ẩm tốt nhất W_o là W₁=5%; W₂=7%; W₃=W_o=8.9%; W₄=13%; W₅=20%. Với 06 mẫu độ ẩm này trong quá trình xây dựng mô hình trong hộp thí nghiệm ta lần lượt xác định 06 cặp giá trị góc nội ma sát và lực dính kết đơn vị C ứng với từng mẫu độ ẩm.

Bảng 3.1. Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đắp cho các kịch bản thay đổi độ ẩm

Hình 3.9. Tổng quan mô hình thí nghiệm vật lý

3.2.2. Quá trình xây dựng tƣờng chắn trong phòng thí

nghiệm

a. Lắp dựng tường và xây dựng lớp đất đắp đầu tiên

37.5cm

b. Lắp dựng cốt và các thiết bị cảm biến:

10

Bảng 3.2. Khoảng cách từ vị trí cảm biến Strain Gages đến tường (cm)

Hình 3.18. Các vị trí gán cảm biến Strain Gages vào cốt

c. Thi công lớp đất bên trên (tổng chiều dày 37.5cm) – Lắp đặt hệ gia tải (chưa gia tải) – Tháo dỡ hệ chống đỡ và lắp đặt thiết bị đo chuyển vị tường

Hình 3.21. Đắp hoàn thiện lớp đất trên cùng (dày 37.5cm)

11

Hình 3.23. Tranducer đo chuyển vị tại chân tường, tim tường và đỉnh tường

Hình 3.24. Kết nối các cảm biến Strain Gages (đất, cốt) và

Tranducer (tường) vào máy đo Data Loggerthông qua phần mềm

TDS-7130 để xử lý số liệu

3.3. CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC TRONG THÍ NGHIỆM

3.3.1. Biến dạng – chuyển vị đo đƣợc qua strain gages

a. Đối với cốt thép

12

13

a.1. Biến dạng của cốt a.2. Lực kéo trong cốt

Hình 3.27. Biểu đồ chi tiết và tổng hợp biến dạng trong cốt và lực kéo trong cốt

b. Đối với đất

14

Hình 3.28. Biểu đồ chi tiết và tổng hợp biến dạng của đất đắp sau lưng tường

c. Tổng hợp và nhận xét

15

Hình 3.29. Tổng hợp biến dạng của đất và cốt khi độ ẩm nền đường thay đổi

• Nhận xét: Thông qua biểu đồ hình 3.29 nhận thấy, khi độ ẩm nền đường tăng thì biến dạng của cốt giảm nhưng biến dạng của đất lại tăng. Nhận xét này hoàn toàn có cơ sở, bởi lẻ khi độ ẩm nền đường tăng lên thì ma sát giữa các hạt đất giảm đi đáng kể, đất bị nở hông tự do. Điều này chứng tỏ khi độ ẩm nền đường giảm thì cốt sẽ được phát huy sự làm việc, vì mô đun biến dạng của cốt cao hơn rất nhiều so với mô đun biến dạng của đất nên trị số biến dạng ngang của đất giảm đi, lúc này xem như đất chịu nén 3 trục có hạn chế nở hông.

16

3.3.2. Chuyển vị của tƣờng

Hình 3.30. Chuyển vị tường tại chân, tim, đỉnh tường

3.3.3. Nghiên cứu tƣơng tác tại giao diện giữa đất và cốt khi độ ẩm nền đƣờng thay đổi

a. Cơ sở lý thuyết

Vai trò của cốt chính là nhằm tạo ra áp lực hông ngay từ bên trong khối đất có bố trí cốt. Điều này c ng tương đương với việc tạo ra được lực dính c lớn hơn bên trong khối đất.

Hệ số ma sát f* theo [1] thường thay đổi trong phạm vi 0.4 – 1.5 hoặc theo [3], [6] được tính theo công thức:

Hình 3.31. Hệ số ma sát f* theo hướng dẫn SETRA, 1979 [6]

17

Tuy nhiên theo [1] hệ số ma sát xác định được bằng thí nghiệm.

b. Áp dụng vào thực tế của đề tài:

Hình 3.32. Quan hệ giữa hệ số ma sát giữa đất – cốt và độ ẩm

3.3.4. Ảnh hƣởng của ứng suất gia tải đối với hệ số ma sát quy ƣớc đối với cốt có gờ

18

Hình 3.33. Quan hệ giữa các cấp áp lưc với hệ số ma sát giữa cốt (có gờ) và đất f*cho chi tiết từng mẫu độ ẩm và tổng hợp

3.4. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN ĐỘ ẨM HỢP LÝ THỎA MÃN ĐIỀU KIỆN THỰC TẾ THI CÔNG VÀ ĐẢM BẢO TƢỜNG CHẮN MSE LÀM VIỆC HIỆU QUẢ

Hình 3.35. Phân tích đề xuất độ ẩm thích hợp

19

Dựa trên biều đồ hình 3.35 ta nhận thấy ở độ ẩm đầm nén tốt nhất, hiệu quả nhất (W=8.9%). Tuy nhiên để phát huy tối đa khả năng làm việc của cốt trong tường chắn đất mà vẫn đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật cho thi công. Nhóm nghiên cứu đề tài kiến nghị chọn mẫu độ ẩm W=7% để triển khai các bước tiếp theo.

3.5. NHẬN XÉT CHƢƠNG 3

Xâu chuỗi lại các hàng loạt các kết quả thí nghiệm đã được nêu ra ở hình 3.29; 3.30; 3.32 ta nhận thấy các kết quả này có quan hệ hoàn toàn Logic với nhau. Khi độ ẩm càng tăng, áp lực ngang trong đất giảm thì mức độ huy động khả năng chịu lực của cốt trong tường MSE giảm theo, lúc này áp lực nở hông tự do trong đất tăng lên làm tường có xu hướng đổ ra phía trước. Điều này chứng tỏ áp lực hông được tạo ra nhờ ma sát giữa đất và cốt đã giảm đi, nghĩa là hệ số ma sát f* giảm khi độ ẩm nền đường tăng.

CHƢƠNG 4

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM FLAC 2D XÂY DỰNG MÔ HÌNH SỐ VẬN ĐỘNG CƠ HỌC CỦA TƢỜNG CHẮN MSE KẾT HỢP SO SÁNH SỰ LÀM VIỆC CỦA TƢỜNG CHẮN MSE KHI BỐ TRÍ CỐT CỨNG CÓ NGẠNH VÀ KHÔNG NGẠNH

4.1. XÂY DỰNG MÔ HÌNH SỐ TRÊN PHẦN MỀM FLAC 2D

4.1.1. Quá trình xây dựng mô hình số trƣờng hợp cốt thép

không bố trí ngạnh

4.1.2. Chạy chƣơng trình và xuất kết quả tính toán

4.1.3. So sánh kết quả từ mô hình thực tế và mô hình số

1. Sự vận động ứng suất, biến dạng của đất sau lưng tường

20

a.1. Mô hình vật lý a.2. Mô hình số

Hình 4.11. Chuyển vị của khối đất sau lưng tường giữa hai mô hình

1. Chuyển vị của tường

b.1. Mô hình vật lý b.2. Mô hình số

Hình 4.12. Chuyển vị tại 3 vị trí lưng tường giữa hai mô hình

1. Lực kéo trong cốt

Hình 4.13. Lực kéo trong cốt giữa hai mô hình

4.1.4. Quá trình xây dựng mô hình số trƣờng hợp cốt thép đƣợc bố trí thêm các ngạnh bên

21

a. Xây dựng mô hình vật lý cho trường hợp cốt thép có bố trí ngạnh

Hình 4.14. Mẫu thép thí nghiệm sau khi bố trí thêm các ngạnh

4.1.5. Xây dựng mô hình số cho trƣờng hợp cốt thép có bố trí ngạnh

Bảng 4.5. Hệ số ma sát ứng với cấu tạo thép

Hình 4.15. Lực kéo trong cốt cho 2 mẫu cốt có ngạnh

và không có ngạnh

Bảng 4.6. Lực kéo trong cốt có ngạnh và không ngạnh trong cùng cấp áp lực

22

4.2. NHẬN XÉT CHƢƠNG 4

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chỉ xét các trường hợp độ ẩm nền đường bị thay đổi. Kết quả xuất từ phần mềm FLAC bao gồm ứng lực kéo, chuyển vị, biến dạng của cốt, biến dạng của tường được đối chiếu với các nghiên cứu trước đây của tác giả và với các nghiên cứu khác trên mô hình số, mô hình thực nghiệm, quan trắc trên công trình thực tế, đánh giá rất phù hợp và chấp nhận được. Đề tài đã dự kiến được sự ảnh hưởng của độ ẩm nền đường đến hệ số ma sát f* tại vị trí giao diện giữa đất và cốt và ảnh hưởng của việc bố trí các ngạnh trong cốt đến ổn định nội bộ chung của công trình.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Thông qua kết quả thí nghiệm từ các mô hình vật lý, xác định được lực kéo trong cốt, ứng suất – biến dạng của vỏ tường sau khi xây dựng, quan sát một cách trực quan quá trình thay đổi ứng suất, biến dạng của tường, thấy được cơ chế làm việc của tường chắn. Từ đó đề xuất các biện pháp tăng cường tính ổn định, bền vững cho

23

tường MSE. Cụ thể nghiên cứu được sự suy giảm lực kéo lớn nhất trong cốt làm cho cốt không phát huy hết khả năng chịu kéo, suy giảm sức neo bám giữa cốt và đất làm cho cốt dễ bị kéo tuột khi độ ẩm của đất sau lưng tường tăng dẫn đến mất ổn định nội bộ. Cụ thể theo kết quả tính toán từ mô hình vật lý khi độ ẩm nền đường tăng 86% so với độ ẩm tốt nhất (W0) thì: Biến dạng trong đất tăng 58% trong khi đó biến dạng của cốt giảm đi 168% so với giá trị tương ứng tại độ ẩm ban đầu tại W0. Ngược lại khi độ ẩm nền đường giảm 33% so với độ ẩm tốt nhất W0 thì: Biến dạng trong đất giảm 57% trong khi đó biến dạng trong cốt tăng 61% so với giá trị tương ứng tại độ ẩm ban đầu W0. Điều này chứng tỏ khi độ ẩm nền đường giảm thì cốt sẽ được phát huy sự làm việc. Đánh giá đây là hướng đi mới mà các tác giả khác chưa chú ý tới.

Việc bố trí thêm ngạnh vào cốt giúp ổn định nội bộ trong tường MSE được tăng lên, cụ thể theo kết quả nghiên cứu ma sát tại giao diện giữa đất và cốt tăng 46%, lực kéo trong cốt tăng 7.34% trong khi đó chiều dài cốt lại giảm được 25%. Như vậy theo kết quả nghiên cứu khi tường chắn MSE được thi công ở độ ẩm WTCMSE= (W0-2%) và cốt thép được bố trí thêm các ngạnh thì sẽ mang lại hiệu quả cao về kỹ thuật lẫn kinh tế.

1. Kiến nghị

Trên cơ sở các thí nghiệm từ mô hình vật lí và mô hình số đề tài đưa ra một số kiến nghị sau:

• ng suất phân bố trong tường tập trung chủ yếu ở các lớp cốt bên dưới, và lực kéo tại các lớp cốt này c ng đạt giá trị lớn nhất theo chiều sâu tường, đồng thời hệ số mát giữa đất và tường suy giảm theo chiều sâu, khi áp lực tăng lên. Do vậy đề tài khiến nghị khi thiết kế và thi công tường chắn đất có cốt, không nên bố trí các lớp cốt có

24

chiều dài bằng nhau trong suốt chiều cao tường, mà nên bố trí cốt dài hơn ở các lớp phía dưới để tăng cường khả năng neo bám của cốt, các lớp cốt ngắn hơn bố trí phía bên trên. Điều này hoàn toàn phù hợp với quá trình vận động ứng suất biến dạng của tường và giúp giảm đáng kể chi phí thi công tường chắn đất có cốt trong thực tế.

• Các loại thép xây dựng trên địa bàn đều có thể sử dụng làm cốt để xây dựng cho tường MSE, nên dùng thép CT5 (CII, AII) loại có gờ đồng thời bố trí thêm các ngạnh lật lên nhằm tăng khả năng neo bám, ngoài ra cần phải mạ một lớp kẽm nóng dày 70÷100 m trên bề mặt các lớp cốt để giảm độ ăn mòn của cốt thép trong đất, kéo dài tuổi thọ tường.
• Đối với đất đắp sau lưng tường chắn đất MSE, ngoài việc đảm bảo độ ẩm thi công của đất phải là độ ẩm đầm nén hiệu quả nhất W_TC=W₀+2% (theo TCVN 9436:2012) còn phải đảm bảo sự làm việc tương tác giữa đất và cốt là tốt nhất thông qua hệ số ma sát f*, hệ số áp lực ngang K của đất. Trên cơ sở đã được kiểm chứng từ mô hình

vật lý và mô hình số. Đề tài kiến nghị chọn độ ẩm của đất đắp sau lưng tường MSE là W_TC^MSE= (W₀-2%).

• Công trình phải được giám sát, kiểm soát chặt chẽ trong suốt quá trình thi công và đưa vào sử dụng, đặc biệt lưu ý đến vấn đề xử lý thoát nước cho công trình.

Trên cơ sở nền tảng của đề tài, tác giả kiến nghị đưa ra thêm hướng nghiên cứu tiếp theo là lựa chọn thành phần cấp phối thiên nhiên tại các mỏ đất trên địa bàn thành phố Đà Nẵng trong việc xây dựng tường chắn MSE để đáp ứng yêu cầu thực tế ở địa phương.

• Ngoài ra đề tài nghiên cứu vẫn còn để lại vấn đề rất quan trọng đó là thực hiện thử nghiệm kéo rút cốt (pull-out test) với các điều kiện nêu trên trong hộp thí nghiệm tỉ lệ thực (full-scale model).

LIỆN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\CONG TRINH GIAO THONG\TRAN HOANG SON