NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI SỨC CHỐNG CẮT VÀ HỆ SỐ THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT ĐẮP TRONG THÂN ĐẬP Ở MIỀN TRUNG SAU NHIỀU NĂM XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
NGHI£N CøU Sù THAY §ỉI SøC CHèNG C¾T Vµ HƯ Sè
THÊM N¦íC CđA §ÊT §¾P TRONG TH¢N §ËP ë MIỊN
TRUNG SAU NHIỊU N¡M X¢Y DùNG C¤NG TR×NH
Reserching the shearing resistance and
permeability of earth-fill dam after construction
time in the central of vietnam
PGS.TS. Trần Thị Thanh
ThS.NCS. Trương Quang Thành
TĨM TẮT
Căn cứ theo số liệu khảo sát và thí nghiệm các đặc trưng cơ lý của đất
đắp ngun dạng lấy ở hố khoan trong thân đập hồ Láng Nhớt – Khánh
Hòa sau 15 năm khai thác và số liệu thí nghiệm đặc trưng cơ lý của các
mẫu chế bị với đất lấy ở mỏ vật liệu đắp đập, các tác giả đã phân tích,
nghiên cứu sự thay đổi sức chống cắt và hệ số thấm nước của đất trong
thân đập ở miền Trung sau nhiều năm xây dựng cơng trình.
ABSTRACT
Base on the survey document and physical of mechanic characteristic
testing from undisturbed earthfill sample getting from bore in body of
embankment in Langnhot dam - Khanhhoa province after 15 years
damming and physical of mechanic characteristic testing document of
sample made compare with sample gotten from mine earthfill. All the
authors had analyzied, researched the changes of soil shearing
resistance and the soil coefficient of permeability in the body of
damming in the middle of Vietnam after 15 years constructed damming.

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
§Êt trong th©n ®Ëp, sau khi ®Çm nÐn xong thêng ®¹t dung träng kh« (γ
c
) vµ
®é Èm ®Çm nÐn (W

®n)
nh sau:





∆±=
≥
W
đn
cc
WW
95,0
on
max
γγ
(1)
Trong ®ã:
γ
cmax
, W
on
: T¬ng øng lµ dung träng kh« lín nhÊt vµ ®é Èm thÝch hỵp khi
®Çm, ®ỵc x¸c ®Þnh b»ng ®Çm nƯn Proctor tiªu chn.
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 103
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
∆W: Gia sè ®é Èm, biÕn ®ỉi t¬ng øng trong ph¹m vi thay ®ỉi γ
c
= (0,95 -

1,0).γ
cmax
trªn ®êng cong ®Çm nƯn Proctor. Gia sè ∆W phơ thc vµo lo¹i ®Êt ®¾p,
thay ®ỉi trong ph¹m vi ∆W= (2 - 5)%.
Víi ®iỊu kiƯn dung träng kh« (γ
c
) vµ ®é Èm (W
®n)
nh trªn, sau khi thi c«ng
xong khèi ®Êt ®¾p chØ ®¹t ®é b·o hßa G = (70 - 85)% vµ cã søc chèng c¾t kh¸
cao. Khi hå tÝch níc, khèi ®Êt ®¾p dÇn dÇn ngÊm níc vµ n©ng cao ®é b·o hßa níc
G = (95 - 100)%. Theo kÕt qu¶ nghiªn cøu [1], ®èi víi ®Êt ®¾p ®Ëp miỊn Trung,
khi b·o hßa níc søc chèng c¾t cđa ®Êt bÞ gi¶m nhá.
Gãc ma s¸t trong ϕ gi¶m:
28,014,0 ÷=
−
=
khơ
bhkhơ
ϕ
ϕϕ
η
ϕ
(2)
Lùc dÝnh C gi¶m:
56,052,0 ÷=
−
=
khơ
bhkhơ

C
C
CC
η
(3)
Do vËy khi tÝnh to¸n ỉn ®Þnh ®Ëp ®Êt ngêi ta sư dơng søc chèng c¾t cđa c¸c
mÉu ®Êt chÕ bÞ trong ®iỊu kiƯn b·o hßa níc.
Trong qu¸ tr×nh khai th¸c hå chøa níc, tù cè kÕt do ¸p lùc cét ®Êt trong
th©n ®Ëp vµ c¸c liªn kÕt kiÕn tróc cđa ®Êt ®¾p ®ỵc phơc håi vµ ph¸t triĨn. §iỊu
kiƯn ®ã lµm cho ®é bỊn (søc chèng c¾t) cđa ®Êt thay ®ỉi dÉn ®Õn sù thay ®ỉi mét
sè tÝnh chÊt kh¸c cđa ®Êt nh hƯ sè thÊm níc, møc ®é tan r·, tr¬ng në
Trong bµi viÕt nµy, c¸c t¸c gi¶ giíi thiƯu kÕt qu¶ kh¶o s¸t nghiªn cøu sù
thay ®ỉi søc chèng c¾t (ϕ
w
, C
w
) vµ hƯ sè thÊm níc (K
Φ
) cđa khèi ®Êt ®¾p trong
th©n ®Ëp thùc tÕ sau nhiỊu n¨m sư dơng ë miỊn Trung.
II. §èI T¦ỵNG NGHI£N CøU
C«ng tr×nh ®ỵc kh¶o s¸t nghiªn cøu lµ ®Ëp chÝnh cđa hå chøa níc L¸ng
Nhít ë hun Diªn Kh¸nh tØnh Kh¸nh Hßa.
§Ëp dµi 77m, cao 18m ®ỵc ®¾p b»ng ®Êt ¸ sÐt ®Õn sÐt nhĐ, cã giíi h¹n
ch¶y W
L
= (35 - 50)%, giíi h¹n dỴo W
P
= (18 - 29)% ; chØ sè dỴo I
P

= (15 - 24)%.
C«ng ty X©y dùng thđy lỵi 7 (thc Bé Thđy lỵi cò) ®· thi c«ng xong ®Ëp vµo
n¨m 1979. Th¸ng 12 n¨m 1981 cã x¶y ra sù cè ë ®Ëp chÝnh; níc rß qua mang
cèng ch¶y xng h¹ lu, nhng ®· xư lý kÞp thêi kh«ng x¶y ra vì ®Ëp. Th¸ng 3 n¨m
1982 ®· xư lý xong ®o¹n ®Ëp rß rØ vµ nh÷ng n¨m sau ®ã ®Ëp vÉn lµm viƯc b×nh th-
êng.
Th¸ng 9 n¨m 1994, theo yªu cÇu cđa xÝ nghiƯp Qu¶n lý Thđy n«ng Nam
Kh¸nh Hßa, XÝ nghiƯp Kh¶o s¸t thiÕt kÕ thđy lỵi Kh¸nh Hßa phèi hỵp víi bé m«n
§Þa kü tht ViƯn Khoa häc Thđy lỵi miỊn Nam tiÕn hµnh kh¶o s¸t thÝ nghiƯm,
nhËn xÐt ®¸nh gi¸ t×nh tr¹ng cđa ®Ëp, ®Ỉc ®iĨm cđa ®Êt ®¾p ë má vËt liƯu ®· dïng
®¾p ®Ëp nh»m cung cÊp sè liƯu cho thiÕt kÕ, lËp ln chøng sưa ch÷a n©ng cao
®Ëp ®Ĩ t¨ng dung tÝch hå chøa níc.
Bé m«n §Þa kü tht, ViƯn khoa häc Thđy lỵi miỊn Nam ®· thÝ nghiƯm
x¸c ®Þnh ®Ỉc trng c¬ lý cđa c¸c mÉu ®Êt nguyªn d¹ng ®ỵc lÊy tõ c¸c hè khoan
trong th©n ®Ëp vµ c¸c mÉu chÕ bÞ víi dung träng kh« (γ
c
) kh¸c nhau cđa ®Êt lÊy ë
104 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
má vËt liƯu ®¾p ®Ëp. C¸c sè liƯu kh¶o s¸t thÝ nghiƯm ®ỵc tr×nh bµy trong “B¸o c¸o
®Þa chÊt c«ng tr×nh hå L¸ng Nhít - Diªn Kh¸nh, Kh¸nh Hßa” 2].
Dùa theo b¸o c¸o ®Þa chÊt c«ng tr×nh nãi trªn, c¸c t¸c gi¶ rót ra nh÷ng sè
liƯu thÝ nghiƯm thùc tÕ ®Ĩ nghiªn cøu sù thay ®ỉi søc chèng c¾t vµ hƯ sè thÊm níc
cđa khèi ®Êt ®¾p trong th©n ®Ëp sau nhiỊu n¨m sư dơng c«ng tr×nh.
III. Sù THAY §ỉI SøC CHèNG C¾T ( ϕ
w
, C
w
) CđA §ÊT TRONG TH
¢N §ËP SAU 15 N¡M KHAI TH¸C SO VíI §ÊT MíI §¾P BAN

§ÇU (§ÊT CHÕ BÞ)
KÕt qu¶ thÝ nghiƯm x¸c ®Þnh søc chèng c¾t (ϕ
w
, C
w
) cđa c¸c mÉu ®Êt b·o hßa
níc cã dung träng kh« (γ
c
) kh¸c nhau ë hè khoan trong th©n ®Ëp ®ỵc ghi ë b¶ng 1.
B¶ng 1: KÕt qu¶ thÝ nghiƯm søc chèng c¾t (ϕ
w
, C
w
) cđa mÉu ®Êt b·o hßa níc
lÊy ë th©n ®Ëp L¸ng Nhít – Kh¸nh Hßa (sau 15 n¨m x©y dùng)
STT
γ
c
(T/m
3
)
Gãc ma s¸t
trong ϕ
w
(®é)
Lùc dÝnh C
w
(kG/cm
2
)

Chó thÝch
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1,45
1,50
1,56
1,53
1,56
1,48
1,51
1,41
1,53
1,60
1,58
1,42
1,56

1,41
1,40
1,50
15
o
00
14
o
30
16
o
40
13
o
05
16
o
39
16
o
40
19
o
10
17
o
40
13
o
30

26
o
10
23
o
00
12
o
00
23
o
00
16
o
40
16
o
10
24
o
30
0,25
0,30
0,30
0,35
0,40
0,40
0,20
0,14
0,15

0,20
0,25
0,40
0,20
0,30
0,30
0,20
C¾t theo s¬ ®å UU
trªn m¸y c¾t ph¼ng
kiĨu øng biÕn
KÕt qu¶ thÝ nghiƯm x¸c ®Þnh søc chèng c¾t (ϕ
w
, C
w
) cđa c¸c mÉu ®Êt chÕ bÞ
cã dung träng kh« (γ
c
) kh¸c nhau b·o hßa níc tõ má vËt liƯu ®Êt dïng ®Ĩ ®¾p ®Ëp
®ỵc ghi ë b¶ng 2.
B¶ng 2: KÕt qu¶ thÝ nghiƯm søc chèng c¾t (ϕ
w
, C
w
) cđa mÉu chÕ bÞ víi ®Êt lÊy
ë má vËt liƯu dïng ®¾p ®Ëp
STT
γ
c
(T/m
3

)
Gãc ma s¸t
trong ϕ
w
(®é)
Lùc dÝnh C
w
(kG/cm
2
)
Chó thÝch
1
2
3
4
5
6
7
8
1,50
1,65
1,68
1,61
1,63
1,62
1,65
1,66
10
o
35

15
o
30
16
o
08
14
o
11
21
o
06
20
o
50
20
o
58
21
o
06
0,14
0,24
0,25
0,31
0,17
0,10
0,20
0,20
C¾t theo s¬ ®å UU

trªn m¸y c¾t ph¼ng
kiĨu øng biÕn
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 105
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
9
10
11
1,71
1,74
1,70
22
o
17
21
o
36
21
o
37
0,20
0,20
0,20
Tõ sè liƯu trong b¶ng 1 vµ b¶ng 2 vÏ biĨu ®å quan hƯ gi÷a gãc ma s¸t
trong (ϕ
w
) (h×nh 1) vµ lùc dÝnh (C
w
) (h×nh 2) theo dung träng kh« (γ
c
) cđa ®Êt

nguyªn d¹ng trong th©n ®Ëp vµ ®Êt chÕ bÞ
C¸c biĨu ®å trªn h×nh 1 vµ h×nh 2 cho thÊy r»ng, cïng dung träng kh« (γ
c
)
c¸c mÉu ®Êt trong th©n ®Ëp cã søc chèng c¾t (ϕ
w
, C
w
) lín h¬n nhiỊu so víi søc
chèng c¾t cđa mÉu ®Êt chÕ bÞ.
H×nh 1 : Sù thay ®ỉi gãc ma s¸t trong
ϕ
w
theo dung träng kh«
γ
c
(T/m
3
)
H×nh 2 : Sù thay ®ỉi lùc dÝnh C
w
theo dung träng kh«
γ
c
(T/m
3
)

Mẫu đất nguyên dạng lấy ở thân đập sau 15 năm sử dụng
Mẫu chế bò với đất lấy ở mỏ vật liệu đắp đập

106 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM
o
30
o
25
o
20
o
15
10
o
o
5
1,40 1,50 1,60 1,70 1,80
0
o
Dung trọng khô ( T/m3 )
Góc ma sát trong (độ)
0,10
1,40 1,50 1,60 1,70 1,80
0,0
Dung trọng khô ( T/m3 )
Lực dính ( kG/cm
2
)
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60

Mẫu đất nguyên dạng lấy ở thân đập sau 15 năm sử dụng
Mẫu chế bò với đất lấy ở mỏ vật liệu đắp đập
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
IV. Sù THAY §ỉI HƯ Sè THÊM N¦íC (K
Φ
) CđA C¸C MÉU §ÊT
NGUY£N D¹NG LÊY TRONG TH¢N §ËP SAU 15 N¡M KHAI
TH¸C SO VíI MÉU §ÊT MíI CHÕ BÞ
KÕt qu¶ thÝ nghiƯm hƯ sè thÊm níc (K
Φ
) cđa c¸c mÉu ®Êt nguyªn d¹ng cã
dung träng kh« (γ
c
) kh¸c nhau lÊy ë hè khoan trong th©n ®Ëp ®ỵc ghi ë b¶ng 3.
B¶ng 3: KÕt qu¶ thÝ nghiƯm thÊm cđa c¸c mÉu ®Êt nguyªn d¹ng lÊy ë th©n ®Ëp
STT
γ
c
(T/m
3
)
K
Φ
(cm/s)
STT
γ
c
(T/m
3
)

K
Φ
(cm/s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1,67
1,45
1,56
1,53
1,56
1,55
1,55
1,48
1,51
1,62
1,41
1,68
1,56

1,60
2,8 x 10
-7
8,8 x 10
-5
6,6 x 10
-7
6,0 x 10
-7
2,8 x 10
-6
4,8 x 10
-7
4,5 x 10
-7
4,3 x 10
-6
2,2 x 10
-6
5,1 x 10
-7
5,8 x 10
-4
2,4 x 10
-7
3,5 x 10
-7
6,8 x 10
-7
15

16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
1,60
1,58
1,55
1,42
1,56
1,55
1,60
1,60
1,41
1,49
1,72
1,67
1,61
1,50
6,0 x 10
-7
5,8 x 10

-7
3,4 x 10
-6
4,1 x 10
-4
3,0 x 10
-6
3,1 x 10
-6
4,5 x 10
-7
4,5 x 10
-7
5,6 x 10
-4
7,3 x 10
-5
2,2 x 10
-7
2,1 x 10
-7
2,9 x 10
-7
3,8 x 10
-6
KÕt qu¶ thÝ nghiƯm hƯ sè thÊm níc (K
Φ
) cđa c¸c mÉu chÕ bÞ cã dung träng
kh« (γ
c

) kh¸c nhau víi ®Êt ®ỵc lÊy tõ má vËt liƯu ®¾p ®Ëp ®ỵc ghi ë b¶ng 4.
Tõ sè liƯu b¶ng 3 vµ b¶ng 4 vÏ ®å thÞ biĨu diƠn sù thay ®ỉi hƯ sè thÊm
(K
Φ
) theo dung träng kh« (γ
c
) cđa ®Êt nguyªn d¹ng trong th©n ®Ëp vµ ®Êt chÕ bÞ
(h×nh 3).
C¸c biĨu ®å trªn h×nh 3 cho thÊy r»ng: cïng mét gi¸ trÞ dung träng kh«
(γ
c
), hƯ sè thÊm (K
Φ
) cđa c¸c mÉu ®Êt nguyªn d¹ng lÊy ë th©n ®Ëp ®ỵc gi¶m nhá
h¬n nhiỊu so víi hƯ sè thÊm cđa mÉu ®Êt chÕ bÞ.
B¶ng 4: KÕt qu¶ thÝ nghiƯm thÊm cđa c¸c mÉu chÕ bÞ víi ®Êt lÊy ë má vËt liƯu
STT
γ
c
(T/m
3
)
K
Φ
(cm/s)
STT
γ
c
(T/m
3

)
K
Φ
(cm/s)
1
2
3
4
5
6
1,50
1,65
1,68
1,61
1,67
1,62
7,2 x 10
-6
3,0 x 10
-6
4,6 x 10
-6
5,6 x 10
-6
1,2 x 10
-6
1,8 x 10
-6
7
8

9
10
11
1,65
1,66
1,71
1,74
1,70
1,5 x 10
-6
3,2 x 10
-7
8,1 x 10
-7
8,9 x 10
-7
6,7 x 10
-7
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 107
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
H×nh 3: Sù thay ®ỉi hƯ sè thÊm níc (k
Φ
) theo dung träng kh«
γ
c
(T/m
3
)
V. KÕT LN
Sau nhiỊu n¨m khai th¸c c«ng tr×nh, søc chèng c¾t (ϕ

w
, C
w
) cđa khèi ®Êt ®¾p
trong th©n ®Ëp sÏ t¨ng lín vµ hƯ sè thÊm níc (k
Φ
) sÏ gi¶m nhá so víi søc chèng c¾t
vµ hƯ sè thÊm cđa mÉu ®Êt míi chÕ bÞ cã cïng dung träng kh« (γ
c
). Sù thay ®ỉi ®ã
x¶y ra do hai nguyªn nh©n chđ u t¸c dơng ®ång thêi lªn khèi ®Êt ®¾p:
a. T¸c dơng nÐn cè kÕt cđa cét ®Êt trong th©n ®Ëp lµm cho líp ®Êt bªn díi
®ỵc nÐn chỈt thªm, t¨ng søc chèng c¾t (ϕ
w
, C
w
) vµ gi¶m hƯ sè thÊm
(k
Φ
).
b. Sù phơc håi vµ ph¸t triĨn c¸c liªn kÕt kiÕn tróc cđa ®Êt trong qu¸ tr×nh
tiÕp xóc víi níc theo thêi gian lµm t¨ng søc chèng c¾t, lµm gi¶m hƯ sè
thÊm níc cđa khèi ®Êt ®¾p.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ngun V¨n Th¬, TrÇn ThÞ Thanh. Sư dơng ®Êt t¹i chç ®Ĩ ®¾p ®Ëp ë T©y Nguyªn,
Nam Trung Bé vµ §«ng Nam Bé. NXB. N«ng nghiƯp thµnh phè Hå ChÝ Minh 2001.
2. B¸o c¸o ®Þa chÊt c«ng tr×nh hå L¸ng Nhít - Diªn Kh¸nh - Kh¸nh Hßa. Thµnh phè Hå
ChÝ Minh 1994.
Ngêi ph¶n biƯn: GS.TSKH. Ngun V¨n Th¬

108 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM
Hệ số thấm ( cm/s )
Dung trọng khô ( T/m3 )
10
- 3
10
- 4
10
- 5
10
- 6
10
- 7
- 8
10
1,801,701,601,501,40
Mẫu đất nguyên dạng lấy ở thân đập sau 15 năm sử dụng
Mẫu chế bò với đất lấy ở mỏ vật liệu đắp đập
TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2008
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 109