Page 72 - Tạp chí Giao Thông Vận Tải - Số Tết Âm Lịch

SỐ 1+2 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

Trong điều kiện khó thực hiện thí nghiệm 3 trục với
đất sét pha, có thể sử dụng cách xác định các mô-đun biến
dạng như trong phần 2 cho mô hình vật liệu Hardening soil.
Các thông số của đất nền sét pha gồm 2 lớp như sau:
Bảng 3.1. Các thông số theo mô hình Hardening
của bài toán có 2 lớp đất
Lớp đất Lớp đất
STT Thông số Đơn vị
dưới trên
1 γ kN/m 3 16,0 15,1 Hình 4.1: Sự thay đổi của hệ số an toàn theo các giai đoạn khảo sát
unsat
2 γ sat kN/m 3 19,2 18,8 Các giai đoạn cố kết đã củng cố độ ổn định của mái dốc
3 Mô-đun kN/m 2 12.500 11.700 thông qua các giá trị hệ số an toàn FS không thay đổi hoặc
4 Mô-đun kN/m 2 12.500 11.700 có thể lớn hơn giai đoạn trước đó. Tuy nhiên, sau khi chịu tác
5 Mô-đun kN/m 2 37.500 35.100 động của mưa, hệ số an toàn của mái dốc đã giảm đáng kể,
6 Lực dính c kN/m 2 27,5 23,4 mưa sau 1 năm cố kết làm giảm hệ số FS 4,7% và giảm 12%
o
7 Góc ma sát trong φ ( ) 27,02 24,55 sau 2 năm. Với chu kỳ mưa lặp lại như vậy, sự cố kết cũng
8 Hệ số thấm k =k y m/ngày 0,45 0,45 góp phần giữ ổn định cho mái dốc nhưng chưa đủ để tăng
x
9 Độ rỗng ban đầu e 0,79 0,80
0 độ an toàn cho mái dốc trong mô hình bài toán này. Do đó,
Mô hình bài toán trong Hình 3.1 với 2 lớp đất: Lớp dưới sau mỗi lần mưa, độ ổn định của mái dốc bị suy giảm đáng
có chiều dày 10 m, lớp trên dày 3 m. Mực nước ngầm trong kể. Điều này giải thích cho hiện tượng các mái dốc tự nhiên
nền có xu hướng dốc từ trong mái dốc ra sườn dốc, tương rất dễ bị sạt trượt khi mùa mưa đến tại khu vực Tây Nguyên.
ứng cao độ phía trong 6 m, cao độ phía sườn dốc 2 m. Hình 4.2 và Hình 4.3 thể hiện dạng cung trượt của mái
dốc tương ứng hai giai đoạn mưa (giai đoạn 3 và giai đoạn 5
- Bảng 4.1). Cung trượt có xu hướng dịch chuyển hướng lên
bề mặt mái dốc trong giai đoạn 5 so với giai đoạn 3. Cùng
với sự suy giảm hệ số FS (từ 2,62 còn 2,42), điều này thể hiện
mái dốc càng tăng khả năng sạt trượt do sau mưa, lực dính
giảm đáng kể (Mục 4.2), đặc biệt ở các lớp đất trên cùng do
phá vỡ liên kết hạt sét-cát.
4.2. Suy giảm lực dính c và góc ma sát trong φ
Hình 3.1: Mô hình bài toán mái dốc đất sét pha Căn cứ trên sự suy giảm hệ số an toàn, lực dính c và góc
Bài toán xem xét 5 giai đoạn biến dạng lâu dài (Bảng ma sát trong φ của hai giai đoạn mưa (giai đoạn 3 và giai
4.1): Trong mỗi giai đoạn, mô hình tính toán sự thay đổi các đoạn 5) tương ứng Hình 4.2 và Hình 4.3 được xem xét. Mô
thông số của đất nền sét pha, cụ thể: Góc ma sát trong φ và hình Hardening soil có thể giúp xác định các giá trị lực dính
lực dính đơn vị c. Đây là hai thông số quyết định đến độ ổn c và góc ma sát trong φ trong các lớp đất nền dựa trên các
định mái dốc. Sau mỗi giai đoạn, hệ số an toàn mái dốc FS điểm bị phá hoại (failure points) và các biểu thức cụ thể sau:
(hệ số ổn định) được tính toán làm căn cứ đánh giá sự làm
việc của mái dốc do ảnh hưởng của sự biến dạng lâu dài và
tác động của chu kỳ thời tiết (mưa).

4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. Suy giảm hệ số an toàn FS
Kết quả trên Hình 4.1 thể hiện các hệ số an toàn FS của
mái dốc theo các giai đoạn khảo sát như sau (Bảng 4.1):
Bảng 4.1. Thay đổi hệ số an toàn FS theo các giai đoạn khảo sát Hình 4.2: Giai đoạn 3 - Sau khi mưa 72 giờ (năm 1)
Giai Thời Tỉ lệ thay
đoạn Diễn giải gian FS đổi (*)
1 Giai đoạn ban đầu (Initial) - FS0 2,75
2 Giai đoạn cố kết 1 - FS1 1 năm 2,75 0%
Sau khi mưa trong 72 giờ
3 72 giờ 2,62 -4,7%
(năm 1) - FS2
4 Giai đoạn cố kết 2 - FS3 1 năm 2,62 -4,7%
Sau khi mưa trong 72 giờ (sau
5 72 giờ 2,42 -12%
giai đoạn cố kết 2) - FS4
(*) Tỉ lệ so sánh với FS của giai đoạn ban đầu,
dấu (-) chỉ ra sự giảm hệ số an toàn FS Hình 4.3: Giai đoạn 5 - Sau khi mưa 72 giờ (năm 2)
71