PHƯƠNG PHÁP GIA TẢI TRƯỚC ĐẤT SÉT YẾU BẰNG BẤC THẤM ĐIỆN

PHƯƠNG PHÁP GIA TẢI TRƯỚC ĐẤT SÉT YẾU
BẰNG BẤC THẤM ĐIỆN
Tóm tắt
Nguyên lý điện thấm (EO) đã được sử dụng thành công trong một số lĩnh vực
ứng dụng như làm tăng ổn định của lớp sét yếu trong việc cải tạo đất ở ven biển bằng
những điện cực lớn làm từ kim loại với giá thành cao. Với sự ra đời của chất dẻo dẫn
điện, nó đã được sử dụng để làm những thiết bị thoát nước theo phương đứng tương
tự như những bấc thấm thông thường, dùng để gia cố nền đất sét yếu. Bài báo này
giới thiệu một số nghiên cứu được tiến hành trong phòng thí nghiệm và cả ở hiện
trường về sự thoát nước của đất nền bằng bấc thấm điện thông qua việc cải tạo đất
nền ở Singapore.
1. Giới thiệu.
Qúa trình trầm tích của lớp sét yếu liên quan đến độ lún và độ ổn định của đất
nền. Một phương pháp kỹ thuật thông thường để cải tạo đất nền đó là dùng bấc thấm
(prefabricated vertical drains (PVD)) với có hoặc không có phần đất đắp gia tải nhằm
triệt tiêu gần như hoàn toàn độ lún cố kết và độ lún sơ cấp của đất nền. Để giảm bớt
thời gian do phải đợi cho đất nền cố kết và ít phụ thuộc vào quá trình chất tải, dỡ tải,
Trường đại học Quốc gia Singapore đã đề xướng phương pháp bằng EO với kỹ thuật
mới đó là cho dòng điện đi qua những thiết bị thoát nước thẳng đứng làm bằng pôlime
(bấc thấm điện (EVDs)) để làm tăng tốc độ cố kết của lớp sét.
Những hạt sét mang lưới điện tích âm được cân bằng bởi lưới điện tích dương
trong nước lỗ rỗng. Trong phương pháp EO, khi các điện cực được đặt trong đất sét
yếu sau đó cho dòng điện một chiều đi qua, các ion trong nước lỗ rỗng bị hút tới
những điện cực trái dấu và hút chúng về các phần tử nước tự do. Các phần tử nước
dịch chuyển về phía cực âm và nếu đặt hệ thống thoát nước, khi đó quá trình cố kết
bắt đầu xảy ra ở cực dương.
Đối với đất có hàm lượng sét càng nhiều thì sẽ cho hiệu quả thoát nước càng
cao và đối với loại sét này thì nguyên lý điện thấm cho hiệu quả thoát nước tốt hơn so
với bấc thấm thông thường.
Những nghiên cứu ở tầm vĩ mô về nguyên lý điện thấm đã được thí nghiệm
trên đất sét yếu với hàm lượng sét cao như ở Canada, Germany, Norway and UK

(Casagrande, 1952; Casagrande v.v , 1981; Chappel v.v , 1975; Eggestad Và
Foyn, 1983; Fetzer, 1967; Gray Và Mitchell, 1967; Shang, 1998; Wade, 1976) và mới
đây ở những nước Đông Nam Á như Thái Lan, Malaysia và Singapore (Bergado
v.v , 2000; Boron v.v , 2000; Toh v.v , 2001 và Karunaratne v.v , 2002).
Gần đây, có một kiến nghị về vấn đề cố kết đất sét yếu ven biển sử dụng bấc
thấm điện (EVDs) đã được tán thành và được tài trợ về tài chính để làm thử nghiệm
bởi công ty The Enterprise Challenge Unit ở Singapore.
Trong bài báo này tác giả tổng kết một số khảo sát ở phòng thí nghiệm và theo
dõi thử nghiệm ngoài hiện trường trên đất sét ở ven biển tại Singapore. Qúa trình thử
nghiệm EO được thực hiện trên một lớp sét yếu dày khoảng 8 m nằm trên lớp cát dày
18m. Mặc dù lúc đầu áp lực nước lỗ rỗng thặng dư trong lớp sét rất lớn nhưng qua
quá trình xử lý bằng EVDs đã đo được sự thay đổi của áp lực nước lỗ rỗng thặng dư
và ghi lại được sự gia tăng đáng kể về sức chống cắt của đất.
2. Những khảo sát ở phòng TN
2.1. Tiến hành trên mẫu nhỏ
Mẫu TN là một loại đất sét biển ở Singapore (W
p
= 35; W
L
= 80). Tiến hành nén
cố kết một trục trên 3 mẫu:
* Mẫu 1A: nén cố kết một trục kết hợp xử lý EO với điện thế là 2V
* Mẫu 1B: nén cố kết một trục kết hợp xử lý EO với điện thế là 3V
* Mẫu 1C: chỉ nén cố kết một trục (mẫu đối chứng)
Cả 3 mẫu đều có chiều dày là 20mm và được nén cố kết tới 100 kPa để làm cơ sở
so sánh.
Đối với mẫu A và B sau khi kết thúc quá trình nén cố kết kết hợp với xử lý EO,
tải tác dụng sẽ được duy trì thêm 2 ngày để xác định thêm sự thay đổi của hệ số nén
thứ cấp.
Hình 1 thể hiện mối quan hệ e-logp

’
. Đồ thị biểu diễn theo phương pháp EO thiếu
một điểm uốn rõ ràng để xác định áp lực tiền cố kết. Phương pháp EO đã cho thấy sự
gia tăng hệ số cố kết C
v
, sự giảm chỉ số nén C
c
, và hệ số nén thứ cấp C
α
( trong giai
đoạn thử nghiệm 2 ngày cuối). Khi chất tải trên 300 Kpa, hệ số C
v
trở nên ổn định:
- Mẫu 1A: C
v
tăng trung bình khoảng 40%
- Mẫu 1B: C
v
tăng trung bình khoảng 200%
Khi áp lực đạt đến mức giới hạn khoảng 800 Kpa, hệ số C
α
giảm 10%-30%.
2.2. Tiến hành trên mẫu lớn
Mẫu thí nghiệm: Sử dụng đất sét ven biển ở Singapore, mẫu hình trụ đường kính
500 mm, dày 150mm.
Một khía cạnh đặc biệt của vấn đề nghiên cứu này là chú ý đến hình dạng và
khoảng cách bố trí của thiết bị thoát nước…
Hình 2 mô tả mặt bằng và cao độ mặt cắt ngang bố trí các thiết bị đo., tại đó 2
điện cực được đưa vào trong đất ở một giới hạn lỏng nhất định. Vị trí của các thiết bị
cảm biến điện để đo đạc hiệu điện thế và dòng điện trong đất sét và thiết bị đo áp lực

nước lổ rỗng cũng được mô tả. Các mẫu thử sau khi xử lý sẽ được thí nghiệm để xác
định các chỉ tiêu cơ lý bằng thí nghiệm nén một trục và thí nghiệm cắt cánh trong
phòng. Các chỉ tiêu của đất sét biển ở Singapore được sử dụng là W
p
=35, W
L
= 80,
IP=45 và hàm lượng cát,bụi, sét là 2%, 46%, 44%.

2.2.1. Trình tự thí nghiệm
Có ba thí nghiệm nén có kết EO, được gọi là Test 1, 2 và 3, được kiểm soát
trong một bể lớn. Đất sét trong các thí nghiệm được cố kết với các cấp áp lực tương
ứng là 31, 52, 30 kPa, mô phỏng theo các điều kiện thường gặp với đất sét yếu ở
Singapore. Khi độ cố kết trung bình đạt 90% theo kết quả quan sát lún và áp lực nước
lỗ rỗng, áp lực cố kết được dỡ bỏ đi. Đường sức chống cắt không thoát nước thông
qua thí nghiệm cắt cánh trong phòng và biểu đồ hàm lượng nước được xác định xuyên
qua vị trí của các điện cực. Sau khi thiết lập các thông số ban đầu, đất sét sẽ được cố
kết trở lại đến áp lực ban đầu.
Trong suốt quá trình cố kết EO tiếp theo, Hiệu điện thể DC ổn định ở mức 20V
được cung cấp giữa các điện cực làm bởi các bản kim loại có đục lỗ. Thí nghiệm sẽ
kết thúc khi độ lún quan sát và áp lực nước lỗ rỗng đạt giá trị ổn định.
2.2.2. Những kết quả
Các biến dạng của sức chống cắt sau quá trình cố kết bằng phương pháp điện
thấm (electro-osmotic), được biểu diễn ở hình 3 trong lần thí nghiệm thứ nhất cho 4
độ sâu khác nhau theo thứ tự giảm dần A,B,C,D, qua các điện cực, kết quả tương tự
như các báo cáo của Abiera ( 1999) và Bergado ( 2000). Vùng đất gần cực dương
(Anode) có sự tăng độ bền chống cắt không thoát nước lớn nhất được suy ra từ vùng
đất ở cực âm (Cathode). Sức chống cắt không thoát nước trong vùng giữa có sự gia
tăng nhỏ nhất. Hình 3 cũng cho thấy sức chống cắt ban đầu của đất sét đúc lại.
Hình 4 cho thấy sự gia tăng tỷ lệ phần trăm về sức chống cắt không thoát nước

giữa những điện cực bên trong thí nghiệm 1, 2 và 3. Hình 5 cho thấy rằng các đường
tỷ lệ phần trăm của hàm lượng nước. Sự giảm thấp nhất trong khu vực giữa và cao
nhất ở gần các điện cực, tương tự như các báo cáo của Abiera et al.( 1999) và
Bergado et al.( 2000). Đường biểu diễn hàm lượng nước này có mối tương quan tốt
với các đường biểu diễn sức chống cắt không thoát nước.


Có sự gia tăng sức chống cắt không thoát nước lớn trong thí nghiệm 1, có hàm
lượng nước ban đầu cao hơn thí nghiệm 2, đặc biệt ở gần cực âm (cathode). Có thể
quan sát được răng tỷ lệ gia tăng hàm lượng nước trong đất sét mềm ở thí nghiệm 1
bằng phương pháp điện thẩm thì lớn hơn thí nghiệm 2 với đất sét chặt ( được nghiên
cứu bởi Lo.1991). Điều này có thể chỉ ra một cách rõ ràng là dùng phương pháp điện
thấm có hiệu quả đối với đất sét mềm hơn là với đất sét chặt.
Hình 6 mô tả sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng trong đất sét giữa các điện cực,
sự thay đổi lớn liên quan đến vùng gần cực dương. Sự thay đổi lớn về giá trị áp lực
nước lỗ rỗng trong cảm biến điện P5 ở hình 6 có thể là do lỗi thí nghiệm trong vùng
điện trường. Shang ( 1998) cũng quan sát sự giảm áp lực nước lỗ rỗng ở tại cực
dương. Hiện tượng quan sát khác (1) là đầu tiên là sự gia tăng các điện cực hiện thời ,
sau đó giữ ổn định và hạ xuống, (2) khí gas bốc lên ở các điện cực. (3) quá trình lún
vận tiếp diễn ra theo khuynh hướng thay đổi hiện thời. ( 4) tất cả các mẫu được kéo
thẳng đứng giữa 3.3 % và 5.6 %, (5) Độ pH gia tăng ban đầu lên khoảng 14 ở cực âm
và giảm bớt tới khoảng 12, (6) năng lượng điện sử dụng được thay đổi từ 14 đến 28
kWh / m3.
2.2.3. Tính nén lún của đất
Hình 7 và 8 cho thấy mối quan hệ giữa hệ số rỗng và áp lực cố kết (e-logp) của
đất sét biển trước và sau khi dùng phương pháp điện thẩm, tương ứng trong thí
nghiệm 1. Có sự thay đổi đáng kể về chỉ số nén lún, Ví dụ: C
c
giảm từ khoảng 0.67
xuống 0.43, 0.45 và 0.57, chỉ số Cr giảm từ 0.17 xuống 0.13, 0.14 và 0.15 tương ướng

cho thí nghiệm 1, 2, 3. Sự gia tăng tỉ lệ phần trăm của áp lực tiền cố kết dựa vào sự
giả thiết của một đường cong nén thô sơ với Cc = 0.67 thay đổi từ 21 % đến 173 %
cho cùng ba thí nghiệm trên. Do đó, có một xu hướng cho việc dung phương pháp
điện thấm để xử lý sét là làm giảm hệ số nén, mà phản xạ lại trong vùng lún quan sát
của một đại lượng nhỏ hơn dưới cùng một áp lực.
3. Thí nghiệm hiện trường
Một thí nghiệm được giới thiệu vào năm 2001 ở Singapore để khảo sát tính khả
thi của phương pháp điện thấm trong việc cố kết đất yếu bằng thoát nước dọc. Việc
thử nghiệm bao gồm lắp đặt và cho nhiễm điện hai vùng đất bằng một loại vật liệu
chất dẻo, thoát nước dọc, và có khả năng dẫn điện gọi là EVD.
Công trường thử nghiệm dưới sự chỉ đạo của công ty JTC ở Tuas, ở phía Tây của đảo
Singapore
Hiện trường gồm có 18.7 m cát đắp mới được đặt trên lớp sét biển dày 8 m
trên lớp sét chặt và lớp đá trầm tích của cấu tạo địa tầng (Jurong). Áp lực nước lỗ
rỗng thặng dư trong lớp sét khoảng 100-180 kPa trong khoảng thời gian thử nghiệm
ban đầu.
Trong khu vực 50 m x 50 m thoát nước gồm cực dương và cực âm, tất cả các
tấm lọc, được đặt trên một vùng lưới có diện tích 1.2 m
2
sử dụng PVD tiêu chuẩn chỉ
với các thiết bị thăm dò mà không có các thiết bị đặc biệt hoặc sự cải biến nào.
Hình 9 minh họa cho việc lắp đặt EVD trên nền đất.
Có bốn vùng đất để khảo sát các hình dạng lắp đặt khác nhau của EVD, được
mô tả trong hình 10

1. Khu vực X gồm EVD thông thường và hai dây thép không rỉ cách nhau 1.2 m.
Đồng thời nó chứa các sợi dây đồng EVDs có diện tích 6 mm
2
buộc chặt phía ngoài
của rãnh lọc, những sợi dây đồng được cách ly hoàn toàn với lớp cát ở bên trên nhưng

lại nằm hoàn toàn trong lớp sét biển.Chúng bố trí với khoảng cách 1,2 m vì vậy
khoảng cách thoát nước hiệu quả là 0.6m. Việc bao bọc những sợi dây đồng được
thiết kế để chỉ ra sức mạnh lớn nhất về khả năng hoạt động bên trong của mỗi rãnh
thoát nước cho dù những sợi dây đồng ở cực dương có thể không kéo dài hơn một
ngày vì sự ăn mòn điện hóa học.
(khu vực X bố trí EVD cách nhau 1,2m)
2. Khu vực Y có cùng cấu trúc với khu vực X, ngoại trừ các sợi dây có diện tích tiết
diện 4 mm
2
trong vùng là những sợi dây đồng trần, xuyên suốt toàn bộ chiều sâu của
lớp cát và lớp sét biển mềm. Cái này cũng có thể không kéo dài nhưng giữa khu vực
X và Y, sự mất mát năng lượng trong lớp cát có thể được tính tới.
3. Khu vực 2A, dải thoát nước EVD có cấu tạo gồm 2 sợi dây đồng và 3 sợi dây
đồng thay cho 2 sợi dây thép ở bên trong lõi. Chúng được lắp đặt trong hình 10 ( khu
vực 2A).
4. Khu vực 2B đại diện cho khu vực còn lại gồm 2 sợi dây thép được sử dụng với
khoảng cách là 1.2 m.
Tất cả EVD đã được cách ly điện bằng những bản neo bằng kim loại để ngăn
chặn bất cứ khả năng dòng điện ngắn đi qua lớp sét chặt dẫn điện hơn ở dưới lớp sét
mềm.
Mỗi vùng đất có một ống đo áp và một thiết bị đo lún định vị xấp xỉ ở vùng
trung tâm. Sau khi xử lý bằng phương pháp điện thấm, thí nghiệm cắt cánh hiện
trường được tiến hành trong lớp sét mềm.
Các thiết bị cảm biến và điện áp được lắp đặt để lấy số liệu điện áp tại các điểm
độ sâu thiết kế trong mỗi khu vực.
3.1. Sự quan sát và thao tác công trường
1. Khu vực Y được cho nhiễm điện trước tiên và điều đó có thêm ý nghĩa là cung cấp
thông tin trên năng lượng điện tối đa yêu cầu. Cũng trong suốt quá trình đảo cực dự
kiến, các sợi dây đồng nối ngoài cả cực dương và cực âm đều bị mất đi dưới sự ăn
mòn điện hoá. Một điện áp đưa vào ban đầu chỉ là 5V bởi vì một dòng điện khá cao sẽ

đạt được nhờ vào tính dẫn điện cao của các sợi đồng và những thất thoát lớn trong
các lớp cát bảo hoà muối, được trình bày trên sơ đồ 11, kết thúc quá trình xử lý bằng
cách đảo cực trong thời gian 72h. Từ khi các sợi dây đồng trần được phơi ra cả lớp cát
và sét có chiều dày như nhau, khoảng một nữa điện thế bị mất đi trong các lớp cát.
Điều này có ảnh hưởng không đáng kể đối với áp lực nước lỗ rỗng, xem sơ đồ 12.


2. Khu vực X, sợi dây đồng bên ngoài được cách li trong lớp cát, vì thế thêm một
lượng điện thế được dùng sang sét biển và sự xử lý có thể kéo dài thêm một ít vì diện
tích tiết diện ngang của dây lớn hơn(6mm
2
thay vì 4mm
2
). Đối với sự xử lý trước tiên
của khu vực này, chỉ có những rãnh thoát có các sợi dây đồng bên ngoài được kết nối
với nguồn điện. Đưa vào một điện thế khởi đầu 14V là khả thi. Trong thời gian 6h, áp
lực lỗ rỗng giảm đi 2,6kPa. Bọt nước được quan sát tại cuối sợi dây cực âm, giữa dây
và vỏ nhựa cách ly của nó như hình 13. Sự tụt kết quả đo áp lực lỗ rỗng là một điểm
đo đạt và có thể được ước lượng bằng ½ giá trị cực đại tại cực dương, khi ống
piezometer được đặt xấp xỉ điểm giữa của cặp rãnh thoát nước cực dương và cực âm.
Xử lý khu vực X tiếp tục kéo dài 22h không có sự đảo cực, sự giảm áp lực lỗ
rỗng tối đa được đo là 10kPa (xem hình 12). Có 2 lý do không đổi cực trong suốt quá
trình xử lý khu vực X. Một là, để các dây cực âm không bị hư hỏng vì thế sự xử lý sau
này của khu vực có thể thực hiện, ở đó dòng điện tác dụng sang các lớp sét. Hai là ta
có được sự so sánh với khu vực khác có sự đảo cực.
Khu vực X được xử lý lần thứ 2 bằng cách nối tất cả các rãnh thoát nước còn
lại (gồm EVD với 2 dây thép gắn vào có hoặc không có dây đồng ngoài) khi đó các
rãnh thoát cực dương và các rãnh thoát cực âm tách rời là không thay đổi. Ví thế dòng
điện tác dụng sang lớp sét biển, vì lối đến rãnh thoát nước âm cực phần lớn theo sợi
dây đồng trần trong lớp sét mềm. Để không mất các dây âm cực ta không áp dụng đảo

cực. Một lần nữa, sự giảm áp lực lỗ rỗng được ghi lại như hình 12. Sự hình thành
cường độ của khu vực này được mô tả trên hình 14.
3. Khu vực 2B là đại diện của khu vực còn lại, ở đó có 2 rãnh thoát nước quấn thép
được sử dụng nhưng cách nhau 1.2m và được cách ly khỏi bản neo. Nó được cấp
nguồn nhưng có ít hoặc là không ảnh hưởng đến áp lực lỗ rỗng.(Hình 15).
4. Trong khu vực 2A, chỉ những rãnh thoát nước được quấn đồng (một phần của nó có
3 dây và 2 dây cân bằng nhau và được gói gọn bên trong lõi dẻo dẫn điện) được sử
dụng. Từ khi các sợi dây được bọc lại hoàn toàn, quá trình xử lý có thể tiếp tục trong
thời hạng dài hơn, không sợ sự ăn mòn điện hoá. Khoảng 1h sau khi máy phát được
bậc lên, những bọt nước rất nhỏ ở bề mặt tại khoảng hở nhỏ giữa sợi dây và vỏ bọc
của nó (bằng chất dẻo dẫn điện) tại các rãnh thoát âm cực, như hình 16. Điều này xuất
hiện trên rãnh thoát cực âm (truớc đó là cực dương) khi đảo cực. Quá trình xử lý thực
hiện trong 314.8h (hoặc 13.12 ngày) tổng cộng. Đảo cực được bắt đầu sau 25h đầu
tiên. Để máy phát điện có thời gian được làm mát thì sự đảo cực thực hiện trong
khoảng thời gian 7-:-10h. Quá trình xử lý kết thúc khi quan sát thấy điện trơt khu vực
này tăng nhanh chóng và theo hàm luỹ thừa như hình 17.
Trong 7h dòng điện xuyên qua EVD, số đọc ống piezometer trên P5 dâng lên
xấp xỉ 3kPa. Sau 24h đảo cực, số đọc áp lực lỗ rỗng tăng lên 14kPa trong 3h. Những
lần đảo cực sau cũng gây ra sự tăng tương tự số đọc áp lực lỗ rổng nhưng giảm độ
lớn. Có sự giảm đáng kể trong áp lực lỗ rỗng thặng dư giữa ngày 28 và ngày
30/06/2001. Sự đảo cực tiếp sau đó không tạo ra sự thay đổi gì khác hơn trên số đọc
áp lực lỗ rỗng. Hình 15 biểu diễn số đọc áp lực lỗ rỗng tại P5 khu vực 2A và P3 bên
cạnh vùng không xử lý (2B) trong khu vực 2.
Số đọc biểu thị sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng đáng kể xuất hiện khi sử dụng
điện. Tuy nhiên hướng di chuyển của nước lỗ rỗng không thể được suy ra từ ống đo
cột thuỷ áp đơn lẻ. Hơn nữa, áp lực lỗ rỗng không thấp hơn như mong muốn trong
phương pháp EO, thay vì tăng lên. Sự tăng áp lực lỗ rỗng được mong muốn trong giai
đoạn đầu của EO.

3.1.1. Kiểm tra sức chống cắt hiện trường
Tất cả việc xử lý theo các phân vùng xử lý khác nhau như đã được mô tả ở trên
kết thúc bằng việc gia tăng lớn về điện kháng và không có thêm thay đổi nào đối với
áp lực nước lỗ rỗng trong quá trình xử lý kéo dài. Tuy vậy việc kiểm tra sức chống cắt
cũng đã chỉ ra được sử tiến triển về cường độ của đất sét trong các vùng xử lý khác
nhau.
Dựa trên sự thay đổi của áp lực nước lỗ rỗng do việc cung cấp điện năng, khu
vực Y và 2B gần như không chỉ ra thêm được bất cứ tiến triển nào. Vì vậy, việc kiểm
tra sức chống cắt đã được thực hiện ở khu vực X và 2A. Sự khác biệt cơ bản giữa hai
khu vực này phải được chú ý. Phân vùng X có sự kết hợp của các thiết bị thoát nước
được bọc thép và thiết bị thoát nước bọc đồng cùng với các thiết bị thoát nước có
quẩn dây đồng bên ngoài, các thiết bị thoát nước này được đưa vào trong lớp đất sét
mềm gần biển (đã được cách li trong lớp cát). Nó cũng không có sự đảo ngược điện
cực. Ngược lại, tất cả các thiết bị thoát nước được bọc dây đồng trong khu vực 2A lại
có sự đảo ngược điện cực. Nhằm mục đích so sánh, việc kiểm tra sức chống cắt cũng
được thực hiện trong các vùng không xử lý.
Hình 18 chỉ ra kết quả cắt cánh hiện trường, đường VS-C-1 trong vùng không
được xử lý bắt nguồn từ việc cải tạo bằng PVD và đường VS-C-3 trong phân vùng X.
Kết quả ở đây dường như đã chỉ ra rằng việc xử lý bằng điện trong vùng X không ảnh
hưởng đến tất cả. Vùng X cũng đã thể hiện được là trong suốt cả hai biện pháp xử lý,
áp lực nước lỗ rỗng giảm rõ ràng. Vì việc phân cực không được áp dụng trong khu
vực này, cải tạo nền theo phương pháp EVD được mong đợi sẽ đạt tối đa tại cực
dương (Anode) và giảm dần về 0 tại cực âm (cathode) như kết quả thử nghiệm trong
phòng thí nghiệm. Kết quả của việc kiểm tra gần cực dương (đường VS-C-4, hình 18)
đã thể hiện sự tiến triển đáng kể, rõ ràng do tác dụng của EVD. Mặc dù trong cả hai
lần kiểm tra sức chống cắt của khu vực này đều bắt đầu từ bề mặt mặt đất, điểm
chính giữa cực dương và cực âm sau khi khoan xuống 18-28m có khả năng, chỉ với
một độ dốc nghiêng nhỏ, đến điểm kết thúc đi lên về cùng phía, (it is possible, with

just a small inclination, to end up on either side), gần với thiết bị thoát nước cực
dương hoặc cực âm hơn. Việc đo đạc thu được từ lần kiểm tra thứ hai (hình 18) có vẻ
là gần cực dương hơn. Trong vùng không xử lý và trong khu vực 2A, có hiện tượng
đảo ngược điện cực, thì điều này hoàn toàn không phải là vấn đề. Hình 10 chỉ ra vị trí
mà thí nghiệm cắt cánh hiện trường được kiểm soát.
Các kết quả của việc kiểm tra sức chống cắt hiện trường và phần trăm thay đổi
của sức chống cắt không thoát nước (hình 19) thể hiện sự gia tăng đáng kể sức chống
cắt, đặc biệt trong nửa trên của lớp đất sét ỏ khu vực 2A. Việc gia tăng sức chống cắt
ở vùng 2A dưới 27m bị ảnh hưởng bởi lớp bùn sét trạng thái gần cứng đến cứng và có
hàm lượng nước thấp (which has lower water content). Thêm vào đó, một khối lượng
lớn tải trọng bên trên từ 18.7m của lớp cát đã cải tạo (tái chế - reclamation sand) đắp
bên trên lớp sét mềm có thể có chút ít “hiệu quả theo chiều sâu” (“depth effect”) như
đã được đề nghị bởi Lo et al. (1991).
Sự khác biệt thực chất giữa nền đất sét được xử lý bằng EO và nền đất sét
không được xử lý cho thấy EO khiến sức chống cắt tăng nhiều hơn so với xử lý thông
thường bằng PVD.
Sự gia tăng sức chống cắt không thoát nước của đất sét mềm gần biển với việc
cố kết cho đất sét gần biển Singapore tuân theo tỉ lệ Cu/Po’ từ 0.26-0.28 (follows a
Cu/Po’ of 0.26-0.28). Nếu như EVD được biểu diễn như một PVD thoát nước, cắm
vào trong đất với khoảng cách đều là 1.2m, sức chống cắt không thoát nước sẽ gia
tăng với thời gian được thể hiện ở đường nét đứt trên hình 20. Sức chống cắt trước và
sau khi xử lý bằng EO theo biến Cu được thể hiện bằng đường cong liên tục, hình
thành trong 13 ngày. Thời gian mà nền xử lý bằng PVD cần thiết để đạt được cường
độ sức chống cắt tương đương là 130 ngày, dài gấp 10 lần so với thời gian cần thiết
cho biện pháp xử lý bằng EO trong đất sét mềm gần biển. Cần chú ý là việc kết hợp
cả hiệu quả của EO và PVD đã được thực hiện theo lý thuyết của Carillo và một sự
thay đổi phi tuyến dạng parabol (conservative parapolic variation) đã được thừa nhận
giữa cực âm và điểm cắt cánh (vane point) – tức là điểm chính giữa cực dương và
cực âm.

3.1.2. Độ lún
Mặc dù việc đo lún sau đã được lắp đặt ở phân vùng X và Y, nhưng chúng hầu
như không có thay đổi nào. Điều này có thể quy cho một thực tế là mỗi phân vùng
quá nhỏ để có thể thể hiện sự độ lún độc lập trong mỗi phân vùng đó (Tan et al.,
1987). Tóm lại việc đo độ lún cho mỗi vùng được đặt ngay tại vùng trung tâm nơi mà
không được xử lý bằng điện năng, do đó nó chỉ thể hiện độ lún do xử lý bằng PVD.
Độ lún ở vùng trung tâm của vùng xử lý bằng PVD tiếp theo sau việc xử lý
bằng EVD không bị ảnh hưởng gì bởi việc xử lý bằng PVD vốn kéo dài khoảng 14
ngày.
3.1.3. Yêu cầu năng lượng
Phân vùng 2A tiêu thụ tổng năng lượng là 6223kWh suốt 315 giờ và khoảng
một nữa đi vào đất sét mềm gần biển. Lấy khối lượng đất sét là 1728m
3
năng lượng
tiêu thụ là 1.8kWh/m
3
.
4. Kết luận
Việc thử nghiệm ngoài hiện trường đã chỉ ra rằng đất sét yếu, dưới 18m đất
đắp, có thể đạt hiệu quả bởi EVD với những điều kiện:
- EVD cấm vào đất phải đảm bảo chất lượng cao
- Cách li hiệu quả đế kim loại
- Cung cấp được việc đảo điện cực
Việc tiến triển của sức chống cắt có thể được thấy rõ ràng trong đất sét xử lý
bằng EO, điều này cũng được chỉ ra bởi việc quan sát sự thay đổi của áp lực nước lỗ
rỗng. Vấn đề này được kiểm chứng với cả mẫu thí nghiệm nhỏ hoặc lớn trong phòng
thí nghiệm cũng như thí nghiệm ngoài hiện trường. Một phần năng lượng điện được
tiêu thụ vào việc vượt qua gradient thủy lực hướng tới ống thoát nước. Áp lực nước lỗ

rỗng rõ ràng nhỏ hơn khi xử lý bằng EO. Thí nghiệm trong phòng cho thấy tầm quan
trọng của gradient điện thế giữa cực dương và cực âm, điều này cũng đã được quan
sát ở thí nghiệm hiện trường.
Từ khi diện tích vùng được xử lý ở mức độ nhỏ so với chiều sâu và lực ma sát
hợp lý từ các phía của một phần đất không được xử lý vượt qua được sức nặng của
khối được xử lý, việc lún không còn được quan sát trong vùng xử lý trong thời gian
xử lý, một phần từ sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng. Trên cơ sở giá trị sức chống cắt,
biến đổi để đạt ứng suất hữu hiệu hoặc cách khác, nó được đánh giá là việc xử lý đất
bằng EO thì nhanh gấp 10 lần xử lý bằng PVD.