Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Nghiên cứu sự thay đổi tính chất cơ lý của các loại đất Tàn – Sườn tích ở Tây Nguyên khi mưa lũ kéo dài có ảnh hưởng đến sự ổn định của sườn dốc cạnh đường ô tô
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
NGOÂ TAÁN DÖÔÏC
NGHIEÂN CÖÙU SÖÏ THAY ÑO
Å
I TÍNH CHA
Á
T CÔ - LYÙ
CU
Û
A CAÙC LOAÏI ÑA
Á
T TAØN - SÖÔØN TÍCH ÔÛ
TAÂY NGUYEÂN KHI MÖA LUÕ KEÙO DAØI COÙ A
Û
NH
HÖÔÛ
NG ÑE
Á
N SÖÏ O
Å
N ÑÒNH CU
Û
A SÖÔØN DO
Á
C
CAÏNH ÑÖÔØNG OÂ-TOÂ
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tp. Hoà Chí Minh thaùng 5 Năm 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
NGOÂ TAÁN DÖÔÏC
NGHIEÂN CÖÙU SÖÏ THAY ÑO
Å
I TÍNH CHA
Á
T CÔ - LYÙ
CUÛA CAÙC LOAÏI ÑA
Á
T TAØN - SÖÔØN TÍCH ÔÛ TAÂY NGUYEÂN
KHI MÖA LUÕ KEÙO DAØI COÙ AÛNH HÖÔÛNG ÑE
Á
N SÖÏ O
Å
N ÑÒNH
CUÛA SÖÔØN DO
Á
C CAÏNH ÑÖÔØNG OÂ-TOÂ
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
Mã số: 62.58.02.11
Caùn boä höôùng daãn khoa hoïc:
1. GS.TS. TRẦN THỊ THANH
2. GS.TSKH. NGUYEÃN VAÊN THÔ
Tp. Hoà Chí Minh thaùng 5 Năm 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI
NGOÂ TAÁN DÖÔÏC
NGHIEÂN CÖÙU SÖÏ THAY ÑO
Å
I TÍNH CHA
Á
T CÔ - LYÙ
CU
Û
A CAÙC LOAÏI ÑA
Á
T TAØN - SÖÔØN TÍCH ÔÛ
TAÂY NGUYEÂN KHI MÖA LUÕ KEÙO DAØI COÙ A
Û
NH
HÖÔÛ
NG ÑE
Á
N SÖÏ O
Å
N ÑÒNH CU
Û
A SÖÔØN DO
Á
C
CAÏNH ÑÖÔØNG OÂ-TOÂ
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tp. Hoà Chí Minh thaùng 5 Năm 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI
NGOÂ TAÁN DÖÔÏC
NGHIEÂN CÖÙU SÖÏ THAY ÑO
Å
I TÍNH CHA
Á
T CÔ - LYÙ
CUÛA CAÙC LOAÏI ÑA
Á
T TAØN - SÖÔØN TÍCH ÔÛ TAÂY NGUYEÂN
KHI MÖA LUÕ KEÙO DAØI COÙ AÛNH HÖÔÛNG ÑE
Á
N SÖÏ O
Å
N ÑÒNH
CUÛA SÖÔØN DO
Á
C CAÏNH ÑÖÔØNG OÂ-TOÂ
LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
Mã số: 62.58.02.11
Caùn boä höôùng daãn khoa hoïc:
1. GS.TS. TRẦN THỊ THANH
2. GS.TSKH. NGUYEÃN VAÊN THÔ
Tp. Hoà Chí Minh thaùng 5 Năm 2013
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các
số liệu và kết quả trong luận án là trung thực, chưa từng được ai công
bố, và được ghi đầy đủ nguồn trích dẫn.
Tp. Hồ Chí Minh, năm 2011.
Tác Giả Luận Án,
Ngô Tấn Dược
LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành không chỉ là sự cố gắng của bản thân mà
còn nhờ vào sự giúp đỡ của những người thân tình khác.
Trước tiên xin được bày tỏ lòng biết ơn Ba Mẹ, gia đình đã hết lòng
động viên, khuyến khích và tạo mọi điều kiện để con hoàn thành luận án này.
Xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn Thầy, Cô hướng dẫn người đã trực
tiếp hướng dẫn tôi bước vào con đường nghiên cứu khoa học, chỉ rõ và định
hướng được mục tiêu và phương hướng. NCS đã nhận được từ các Thầy, Cô
sự hướng dẫn tận tình với những ý kiến rất cần thiết để có thể hoàn thành luận
án này.
Xin tỏ lòng biết ơn lãnh đạo và tập thể các Anh, Chị, Thầy, Cô của cơ
sở đào tạo, đã tạo mọi thuận lợi trong suốt thời gian tham gia nghiên cứu.
Xin chân thành biết ơn Lãnh đạo, các cán bộ KH và đồng nghiệp đã
dành mọi sự ưu ái đặc biệt, vì tất cả những gì tốt đẹp mang lại cho NCS trong
suốt thời gian qua.
Cuối cùng xin cảm ơn những người bạn thân, những người em, những
sinh viên đã phụ giúp tôi trong lúc thực hiện luận án này.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 7 năm 2011
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2
4. Phương pháp nghiên cứu 3
5. Cấu trúc luận án 3
CHƯƠNG 1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG
TRÌNH KHU VỰC TÂY NGUYÊN. TÌNH HÌNH SẠT LỞ MÁI DỐC
CÁC TUYẾN ĐƯỜNG ÔTÔ Ở TÂY NGUYÊN
4
1.1. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA KHU VỰC
NGHIÊN CỨU
4
1.1.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo 4
1.1.2. Đặc điểm về khí tượng thuỷ văn 4
1.1.2.1. Đặc điểm về sông suối 4
1.1.2.2. Đặc điểm về mưa 5
1.1.2.3. Đặc điểm về gió 5
1.1.3. Đặc điểm thời tiết và khí hậu 5
1.2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TRONG KHU VỰC 7
1.2.1. Đặc điểm về cấu tạo địa chất 8
1.2.2. Vỏ phong hóa ở Tây Nguyên 9
1.2.2.1. Vỏ phong hóa trên đá xâm nhập 9
1.2.2.2. Vỏ phong hoá trên đá phun trào 9
1.2.2.3. Vỏ phong hoá trên đá Biến chất 11
1.2.2.4. Vỏ phong hoá trên đá Trầm tích 11
1.2.3. Chỉ tiêu cơ lý, thành phần khoáng vật và hóa học của các loại đất
đặc trưng trong khu vực ở trạng thái tự nhiên
12
1.3. TÌNH HÌNH SẠT LỞ Ở CÁC TUYẾN ĐƯỜNG TRONG KHU
VỰC NGHIÊN CỨU
16
1.3.1. Các dạng sạt lở thường gặp 17
1.3.1.1. Những đoạn đường đi qua chân vách đá gần như thẳng đứng 17
1.3.1.2. Những đoạn đi qua các chân đồi núi có vỏ phong hóa khác 18
1.3.2. Những nguyên nhân gây ra sạt lở 20
1.3.2.1. Do tính chất của các khối đất đá 20
1.3.2.2. Do địa hình hiểm trở, núi cao, vực sâu, hệ thống taluy dương của 20
đường quá dốc
1.3.2.3. Do thời tiết khắc nghiệt 21
1.3.2.4. Do tác động nhân sinh 21
1.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA CÁC NHÀ KHOA HỌC NƯỚC
NGOÀI VÀ TRONG NƯỚC VỀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC, BỜ DỐC
21
1.4.1. Một số đề nghị về phân loại các chuyển dịch của bờ dốc 22
1.4.1.1. Phân loại theo D.J.Varnes 22
1.4.1.2. Phân loại theo A.Nemcok, J.Pasek và J.Rybar 22
1.4.1.3. Phân loại theo Hồ Chất và Doãn Minh Tâm 23
1.4.1.4. Phân loại theo đề nghị của Nguyễn Sĩ Ngọc 23
1.4.2. Các phương pháp tính toán ổn định trượt bờ dốc, mái dốc 24
1.4.3. Một số giải pháp phòng chống trượt bờ dốc ở Tây Nguyên 25
1.4.3.1. Một số biện pháp chống sụt trượt khi bờ dốc thực tế không thỏa
mãn yêu cầu chống trượt
25
1.4.3.2. Một số biện pháp chống sụt trượt chủ yếu đã áp dụng trên đường
Hồ Chí Minh và một số tuyến giao thông ở Tây Nguyên
26
1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 29
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT SỬ DỤNG ĐỂ TÍNH TOÁN ỔN
ĐỊNH MÁI DỐC CẠNH ĐƯỜNG Ô TÔ Ở TÂY NGUYÊN
30
2.1. MẶT TRƯỢT PHẲNG GÃY KHÚC 30
2.2. PHƯƠNG PHÁP MẶT TRƯỢT TRỤ TRÒN 31
2.3. PHƯƠNG PHÁP MẶT TRƯỢT TRỤ TRÒN CÓ XÉT ĐẾN ÁP
LỰC THẤM HOẶC ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG
35
2.3.1. Phương pháp áp lực trọng lượng của Tsugaev 35
2.3.2. Phương pháp Terzaghi 36
2.3.3. Phương pháp của А.A. Ничипорович 36
2.3.4. Phương pháp Bishop 37
2.3.5. Phần mềm tính toán ổn định 37
2.4. PHƯƠNG PHÁP “FP” CỦA GIÁO SƯ Н.Н. MACЛOB 38
2.5. NHẬN XÉT 40
CHƯƠNG 3. THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH
CHẤT CƠ LÝ THEO THỜI TIẾT QUANH NĂM CỦA MỘT SỐ LOẠI
ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH CÓ NGUỒN GỐC KHÁC NHAU Ở TÂY
NGUYÊN
41
3.1. CÁC LOẠI ĐẤT ĐƯỢC SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẢO
SÁT NGHIÊN CỨU
41
3.1.1. Chọn các loại đất để nghiên cứu 41
3.1.2. Phương pháp khảo sát để nghiên cứu 42
3.1.3. Chọn sơ đồ thí nghiệm cắt 42
3.2. SỰ THAY ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC
THÔNG SỐ CHỐNG CẮT (, C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN
ĐÁ BAZAN CỔ
44
3.3. SỰ THAY ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC
THÔNG SỐ CHỐNG CẮT (C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN
ĐÁ XÂM NHẬP GRANITE
52
3.4. SỰ THAY ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC
THÔNG SỐ CHỐNG CẮT (, C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN
ĐÁ TRẦM TÍCH LỤC NGUYÊN
60
3.5. SỰ THAY ĐỔI DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (W) VÀ CÁC
THÔNG SỐ CHỐNG CẮT (, C) CỦA ĐẤT TÀN-SƯỜN TÍCH TRÊN
ĐÁ BIẾN CHẤT
68
3.6. MỘT SỐ NHẬN XÉT VỀ SỰ THAY ĐỔI CÁC GIÁ TRỊ W, w, ,
C, CỦA BỐN LOẠI ĐẤT ĐƯỢC DÙNG THÍ NGHIỆM
76
3.7. ĐẶC ĐIỂM TRƯƠNG NỞ VÀ TAN RÃ CỦA CÁC NHÓM ĐẤT
ĐƯỢC DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU
79
3.7.1. Các đặc trưng dùng để đánh giá đất trương nở và tiêu chuẩn phân
loại đất trương nở
79
3.7.1.1. Mức độ trương nở 79
3.7.1.2. Áp lực trương nở 80
3.7.1.3. Độ ẩm trương nở (WN) 80
3.7.1.4. Những đề nghị khác nhau về phân loại đất trương nở 80
3.7.2. Đặc trưng trương nở của những mẫu đất có cấu trúc tự nhiên thuộc
nhiều nguồn gốc khác nhau ở Tây Nguyên
80
3.7.3. Đặc điểm tan rã của các nhóm đất được nghiên cứu 81
3.8. MỘT SỐ NHẬN XÉT RÚT RA TỪ CHƯƠNG 3 83
CHƯƠNG 4. XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO GIỚI HẠN (h) CỦA BỜ DỐC
CÓ ĐỘ DỐC (1:m) KHÁC NHAU THEO SỰ BIẾN ĐỔI ĐỘ ẨM (W)
CỦA ĐẤT Ở TÂY NGUYÊN
84
4.1. So sánh lựa chọn phương pháp thích hợp để tính toán ổn định trượt
bờ dốc cạnh đường ô tô
84
4.1.1. Tính toán ổn định bờ dốc cấu tạo bởi đất tàn - sườn tích trên đá 85
Bazan (đất đỏ Bazan)
4.1.2. Tính toán ổn định bờ dốc cấu tạo bởi đất tàn - sườn tích trên đá
xâm nhập Granite
86
4.1.3. Tính toán ổn định bờ dốc cấu tạo bởi đất tàn - sườn tích trên đá
Trầm tích lục nguyên
86
4.1.4. Tính toán ổn định bờ dốc cấu tạo bờ đất tàn - sườn tích trên đá
Biến chất
87
4.1.5. Nhận xét, lựa chọn phương pháp tính ổn định bờ dốc 88
4.2. TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO GIỚI HẠN (h) ỨNG VỚI
HỆ SỐ AN TOÀN K, THEO ĐỘ DỐC (1:m) CỦA MÁI DỐC TRÊN
MỘT SỐ VỎ PHONG HÓA Ở TÂY NGUYÊN CÓ ĐỘ ẨM (W) THAY
ĐỔI
90
4.2.1. Phương pháp tính toán 90
4.2.2. Chọn hệ số an toàn chống trượt K 90
4.2.3. Các đặc trưng cơ lý của đất sử dụng trong tính toán 91
4.2.4. Kết quả tính toán 92
4.2.5. Tính toán kiểm tra hệ số an toàn ổn định của một số bờ dốc theo
phương pháp cung tròn Bishop
97
4.2.6 Quá trình trượt trên bờ dốc thực tế 98
4. 3. KẾT LUẬN RÚT RA TỪ CHƯƠNG 4 99
KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 101
I. KẾT LUẬN 101
II. KIẾN NGHỊ 102
TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC ĐƠN VỊ TRONG LUẬN ÁN VỚI
CÁC ĐƠN VỊ HỆ SI
Tên gọi các
đại lượng
Đơn vị Tương quan với hệ đơn vị SI
Tên gọi Kí hiệu Chính xác Làm tròn
Chiều dài Centimet Cm 10-2 m
Lực
Kilogam – lực
Tấn – lực
kG
T
9.80665N
9806.65N
9.81N
10N
104N
Tải trọng phân
bố bề mặt và
các ứng suất
(sức chống
cắt)
Kilogam - lực trên
mét vuông.
Kilogam - lực trên
Centimét vuông.
Tấn – lực trên mét
vuông
kG/m2
kG/cm2
T/m2
9.80665Pa
0.98Mpa
9806.65Pa
9.81 Pa
10 Pa
105 Pa
104 Pa
Trọng lượng
riêng
Gam- lực trên
centimét khối.
Tấn – lực trên mét
khối.
g/ cm3
T/m3
9.80665 kN/m3
9.80665 kN/m3
9.81 kN/m3
10 kN/m3
9.81 kN/m3
10 kN/m3
Hệ số nhớt
của đất
Poise
0.01
kg.S/m2
1/105 N.S/cm2
0.1 N.S/m2
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
STT
KÝ
HIỆU
NỘI DUNG HÌNH VẼ
1 Hình 1.1 Bản đồ khu vực nghiên cứu
2 Hình 1.2 Sơ đồ địa chất công trình vùng Tây Nguyên
3 Hình1.3a Vỏ phong hoá trên đá Bazan
4 Hình1.3b Vỏ phong hoá trên đá xâm nhập Granite
5 Hình 1.4 Trên đá Trầm tích Lục Nguyên - Phong hoá trên đá Biến chất
6 Hình 1.5 Hình ảnh sụp đổ các vách đá trên đường Quốc lộ 24 và đèo Lò xo
7 Hình 1.6 Hình ảnh sụp đổ các vách đá trên đường Hồ Chí Minh
8 Hình 1.7 Hình ảnh mặt cắt mái dốc bị nước mưa bào mòn
9 Hình 1.8 Hình ảnh các mặt mái dốc bị trượt khối
10 Hình 1.9 Hình ảnh các mặt mái dốc bị trượt hỗn hợp
11 Hình 1.10 Hình ảnh các mặt mái dốc bị trượt phẳng
12 Hình 1.11 Hình ảnh một số công trình chống trượt trên đường Hồ Chí Minh
13 Hình 2.1 Sơ đồ để xác định sự ổn định của khối trượt theo mặt phẳng
14 Hình 2.2 Sơ đồ để tính toán ổn định mái dốc theo mặt trượt trụ tròn
15 Hình 2.3 Sơ đồ của lực tác động trên mặt trượt
16 Hình 2.4 Sơ đồ tính toán cung trượt theo Tsugaev
17 Hình 2.5 Sơ đồ tính toán cung trượt theo Terzaghi
18 Hình 2.6 Sơ đồ tính toán cung trượt theo А.A. Ничипорович
19 Hình 2.7 Sơ đồ tính toán mái dốc theo phương pháp Fp
20 Hình 2.8 Sơ đồ tính toán mái dốc nhiều lớp theo phương pháp Fp
21 Hình 3.1 Sự tăng dung trọng tự nhiên (w) do sự tăng độ ẩm (W) của đất
trong quá trình ngấm nước (Đất tàn - sườn tích trên đá Bazan)
22 Hình 3.2 Sự giảm góc ma sát trong (φ) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong
quá trình ngấm nước (Đất tàn - sườn tích trên đá Bazan)
23 Hình 3.3 Sự giảm lực dính (C) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong quá trình
ngấm nước (Đất tàn - sườn tích trên đá Bazan)
24 Hình 3.4
Sự tăng dung trọng tự nhiên (w) do sự tăng độ ẩm (W) của đất
trong quá trình ngấm nước (Đất tàn - sườn tích trên đá xâm nhập
Granite)
25 Hình 3.5 Sự giảm góc ma sát trong (φ) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong
quá trình ngấm nước (Đất tàn-sườn tích trên đá xâm nhập Granite
26 Hình 3.6
Sự giảm lực dính (C) do sự tăng độ ẩm (W) của đất trong quá trình
ngấm nước (Đất tàn - sườn tích trên đá xâm nhập Granite)
27 Hình 3.7. Sự tăng dung trọng tự nhiên (w) do sự tăng độ ẩm của đất trong