Phân tích ảnh hưởng kích thước trong tính toán khả năng chịu tải của cọc từ thí nghiệm xuyên tĩnh

ĈҤI HӐC QUӔC GIA THÀNH PHӔ HӖ CHÍ MINH
TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA
--------------------

NGUYӈN VĂN VѬѪNG

PHÂN TÍCH ҦNH HѬӢNG KÍCH THѬӞC
TRONG TÍNH TỐN KHҦ NĂNG CHӎU TҦI CӪA CӐC
TӮ THÍ NGHIӊM XUYÊN TƬNH
Chuyên ngành : ĈӎA KӺ THUҰT XÂY DӴNG
Mã sӕ ngành

: 60.58.60

LUҰN VĂN THҤC SƬ

TP. HӖ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2011


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

TS. BÙI TRƯỜNG SƠN

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. TRẦN XUÂN THỌ................................................
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS ĐỖ THANH HẢI ....................................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM

ngày …04…… tháng……01…. năm…2012……
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. .GS. TSKH LÊ BÁ LƯƠNG.............................................................................
2. PGS. TS CHÂU NGỌC ẨN .............................................................................
3. TS. BÙI TRƯỜNG SƠN ..................................................................................
4. TS. TRẦN XUÂN THỌ....................................................................................
5. TS ĐÕ THANH HẢI ........................................................................................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

Bộ mơn quản lý chuyên ngành


TRѬӠNG ĈҤI HӐC BÁCH KHOA
KHOA KӺ THUҰT XÂY DӴNG
----------------

CӜNG HOÀ XÃ HӜI CHӪ NGHƬA VIӊT NAM
Ĉӝc Lұp - Tӵ Do - Hҥnh Phúc
---oOo--Tp. HCM, ngày 30 tháng 11 năm 2011

NHIӊM VӨ LUҰN VĂN THҤC SƬ
Hӑ và tên hӑc viên: NGUYӈN VĂN VѬѪNG

Phái: NAM

Ngày, tháng, năm sinh: 10-03-1986

Nѫi sinh: THÁI BÌNH

Chuyên ngành: ĈӎA KӺ THUҰT XÂY DӴNG

Mã ngành: 60.58.60

MSHV: 10090347
1. TÊN Ĉӄ TÀI: PHÂN TÍCH ҦNH HѬӢNG KÍCH THѬӞC TRONG TÍNH
TỐN KHҦ NĂNG CHӎU TҦI CӪA CӐC TӮ THÍ NGHIӊM XUYÊN TƬNH
2. NHIӊM VӨ LUҰN VĂN:
 Tәng quan vӅ các kӃt quҧ nghiên cӭu vӅ ҧnh hѭӣng cӫa kích thѭӟc cӑc tӟi sӭc
kháng bên và sӭc kháng mNJi tính tӯ kӃt quҧ thí nghiӋm CPTu.
 Xác ÿӏnh khҧ năng chӏu tҧi cӫa các loҥi cӑc có ÿѭӡng kính khác nhau thơng qua
kӃt quҧ tӯ thí nghiӋm CPTu.
 So sánh sӭc kháng mNJi ÿѫn vӏ ÿѭӧc tính tӯ thí nghiӋm CPTu và tӯ kӃt quҧ thí
nghiӋm PDA.
 So sánh sӭc kháng ma sát bên ÿѫn vӏ ÿѭӧc tính tӯ thí nghiӋm CPTu và tӯ kӃt quҧ
thí nghiӋm PDA.
 KӃt luұn, kiӃn nghӏ và hѭӟng nghiên cӭu.
3. NGÀY GIAO NHIӊM VӨ : 03-06-2011
4. NGÀY HOÀN THÀNH NHIӊM VӨ : 30–11-2011
5. HӐ VÀ TÊN CÁN BӜ HѬӞNG DҮN: TS. BÙI TRѬӠNG SѪN.
Nӝi dung và ÿӅ cѭѫng Luұn văn thҥc sƭ ÿã ÿѭӧc Hӝi Ĉӗng Chuyên Ngành thông qua.
CÁN BӜ HѬӞNG DҮN CHӪ NHIӊM BӜ MÔN
KHOA QL CHUYÊN NGÀNH
(Hӑ tên và chӳ ký) QUҦN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Hӑ tên và chӳ ký)
(Hӑ tên và chӳ ký)

TS. Bùi Trѭӡng Sѫn

PGS.TS. Võ Phán


LӠI CҦM ѪN
Luұn văn Thҥc sƭ kӻ thuұt vӟi ÿӅ tài “Phân tích ҧnh hѭӣng kích thѭӟc trong
tính tốn khҧ năng chӏu tҧi cӫa cӑc tӯ thí nghiӋm xuyên tƭnh ” ÿѭӧc thӵc hiӋn
dӵa trên nhӳng kiӃn thӭc và hiӇu biӃt ÿѭӧc thu thұp trong quá trình hӑc tұp cNJng
nhѭ thông qua các sӕ liӋu thӵc tӃ. Dӵa trên nhӳng sӕ liӋu thu thұp, quan trҳc ngồi
hiӋn trѭӡng có hҥn cùng vӟi vӕn kiӃn thӭc ít ӓi và khoҧng thӡi gian không ÿѭӧc
nhiӅu, tuy nhiên, ÿѭӧc sӵ giúp ÿӥ cӫa các Thҫy, các bҥn mà luұn văn ÿã ÿѭӧc hoàn
thành ÿúng hҥn.
Em xin gӱi lӡi tri ân sâu sҳc nhҩt ÿӃn Thҫy Bùi Trѭӡng Sѫn, ngѭӡi ÿã nhiӋt
tình hѭӟng dүn, truyӅn thө nhӳng kiӃn thӭc quý báu cNJng nhѭ ÿӝng viên và
khuyӃn khích em trong suӕt q trình thӵc hiӋn luұn văn.
Xin gӱi lӡi cҧm ѫn ÿӃn quý Thҫy Cô bӝ mơn Ĉӏa Cѫ NӅn Móng, nhӳng ngѭӡi
truyӅn ÿҥt cho em nhӳng kiӃn thӭc và kinh nghiӋm quý báu trong suӕt q trình
hӑc tұp tҥi trѭӡng.
Em cNJng khơng qn gӱi lӡi cҧm ѫn chân thành và sâu sҳc ÿӃn các bҥn bè
ÿӗng nghiӋp và công ty NewCC cNJng nhѭ các bҥn bè khác, bҵng cách này hay
cách khác, dù ít dù nhiӅu, ÿã tҥo ÿiӅu kiӋn giúp ÿӥ em vӅ thӡi gian, vӅ công viӋc,
vӅ các sӕ liӋu quan trҳc thӵc tӃ ÿӇ em có thӇ hồn thành ÿѭӧc luұn văn này.
Dүu luôn biӃt rҵng biӇn hӑc là mênh mông, vӟi vӕn kiӃn thӭc có hҥn, bé nhӓ
cӫa mình, cùng vӟi khoҧng thӡi gian ngҳn, vì vұy, chҳc chҳn luұn văn khơng thӅ
tránh khӓi các sai sót cNJng nhѭ chѭa nghiên cӭu hӃt các khía cҥnh cӫa vҩn ÿӅ.
Nhѭng thơng qua luұn văn này, em ÿѭӧc rèn luyӋn vӅ cách tѭ duy, cách ÿһt vҩn
ÿӅ, ÿánh giá và giҧi quyӃt các vҩn ÿӅ kӻ thuұt gһp phҧi trong thӵc tӃ sҧn xuҩt. Em
hi vӑng, nhӳng kiӃn thӭc thu góp ÿѭӧc trong q trình hӑc cùng vӟi viӋc khơng
ngӯng hӑc hӓi, tìm tịi thêm sӁ là hành trang q giá trong nghӅ nghiӋp cӫa bҧn
thân sau này.
Trân trӑng!

Hӑc viên

NguyӉn Văn Vѭѫng


TĨM TҲT
PHÂN TÍCH ҦNH HѬӢNG KÍCH THѬӞC TRONG TÍNH TỐN KHҦ
NĂNG CHӎU TҦI CӪA CӐC TӮ THÍ NGHIӊM XUYÊN TƬNH
Khi ÿóng, ép cӑc làm cho ÿҩt xung quanh cӑc bӏ chiӃm chӛ, mӝt phҫn thӇ tích
cӫa ÿҩt bӏ nén chһt lҥi do ÿó phҧn lӵc ngang tác dөng lên cӑc tăng lên góp phҫn
làm tăng sӭc kháng bên cӫa cӑc. Kích thѭӟc cӑc càng lӟn thì thӇ tích ÿҩt bӏ chiӃm
chӛ càng nhiӅu và ÿҩt càng bӏ nén chһt. Vì vұy, sӭc chӏu tҧi thӵc tӃ cӫa cӑc sau khi
ÿóng, ép thì có sӵ khác biӋt vӟi kӃt quҧ tính trӵc tiӃp tӯ thí nghiӋm CPTu. Dӵa
trên kӃt quҧ tӯ thí nghiӋm thӱ tҧi ÿӝng PDA và kӃt quҧ tính tốn sӭc chӏu tҧi cӫa
cӑc tӯ thí nghiӋm xun tƭnh ÿӇ phân tích hiӋu ӭng kích thѭӟc cӫa cӑc tӟi sӭc
kháng ma sát thành và sӭc kháng mNJi. KӃt quҧ nghiên cӭu, tính tốn giúp các kӻ
sѭ có thӇ ÿánh giá ÿúng ÿҳn hѫn khi ѭӟc lѭӧng sӭc chӏu tҧi cӫa cӑc ÿóng, ép tӯ kӃt
quҧ thí nghiӋm xun tƭnh CPTu.

ABSTRACT
ANALYZE THE GEOMETRY EFFECT IN PREDICTING THE PILE
BEARING CAPACITY BY ELECTRIC CONE PENETRATION TEST
When install the pile in the ground making the soil around the pile be taken
the place and make the soil compacted partly, thus, soil’s horizontal pressure
acting along the pile surface increasing, therefore sleeve friction force of pile
increase. The bigger dimension of pile, the more compacted soil and the more
increase sleeve friction force. Therefore, having a difference between the pile
bearing capacity predicted by electric cone penetration test and PDA results. The
difference called geometry effect. Geometry effect analysised base on PDA result
and pile bearing capacity by CPTu. Thesis’s aim give a geometry effect to sleeve

friction and toe base in oder to helping geotechnical engineer when predict the pile
bearing capacity.


-i-

MӨC LӨC

MӢ ĈҪU ....................................................................................................................1
CHѬѪNG 1. ҦNH HѬӢNG CӪA VIӊC HҤ CӐC VÀ HIӊU ӬNG KÍCH
THѬӞC......................................................................................................................4
1.1 ҦNH HѬӢNG CӪA VIӊC ĈĨNG (ÉP) CӐC ĈӔI VӞI ĈҨT NӄN .................4
1.2 ҦNH HѬӢNG CӪA VIӊC ĈĨNG (ÉP) CӐC VÀO TRONG ĈҨT DÍNH .......5
1.3 ҦNH HѬӢNG CӪA VIӊC ĈÓNG (ÉP) CӐC VÀO TRONG ĈҨT RӠI...........10
1.4 CÁC HIӊU ӬNG KÍCH THѬӞC TRONG Q TRÌNH XUN TƬNH VÀ
ҦNH HѬӢNG CӪA CHÚNG LÊN ĈҺC TRѬNG SӬC KHÁNG XUYÊN ..........12
1.4.1 HiӋu ӭng cӫa ÿӝ sâu xuyên và ÿѭӡng kính cone Δz/D..............................12
1.4.2 HiӋu ӭng cӫa ÿѭӡng kính mNJi xuyên và kích thѭӟc hҥt D/d50 ..................13
1.4.3 HiӋu ӭng kích thѭӟc giӳa mNJi xuyên và cӑc.............................................15
1.4.4 Ĉánh giá hiӋu ӭng kích thѭӟc tӯ sӭc kháng mNJi.......................................18
1.4.5 Ĉánh giá hiӋu ӭng kích thѭӟc tӯ sӭc kháng ma sát...................................19
1.5 NHҰN XÉT CHѬѪNG ........................................................................................20
CHѬѪNG 2. CÁC PHѬѪNG PHÁP XÁC ĈӎNH KHҦ NĂNG CHӎU TҦI
TҦI TӮ KӂT QUҦ THÍ NGHIӊM CPT, CPTu....................................................21
2.1 SѪ LѬӦC Vӄ LӎCH SӰ PHÁT TRIӆN CӪA PHѬѪNG PHÁP THÍ
NGHIӊM XUYÊN TƬNH ...........................................................................................21
2.2 CÁC THƠNG SӔ THÍ NGHIӊM XUN CѪ CPT VÀ XUN ĈIӊN
CPTu ...........................................................................................................................23
2.3 CÁC PHѬѪNG PHÁP TÍNH TỐN KHҦ NĂNG CHӎU TҦI CӪA CӐC
TӮ THÍ NGHIӊM XUN TƬNH.............................................................................29

2.3.1 Cѫ sӣ tính toán khҧ năng chӏu tҧi cӫa cӑc .................................................29
2.3.2 Phѭѫng pháp cӫa Schmertmann và Nottingham .......................................30
2.3.3 Phѭѫng pháp cӫa De Ruiter và Beringen ..................................................32
2.3.4 Phѭѫng pháp cӫa Elasmi và Fellenius.......................................................33
2.4 THÍ NGHIӊM THӰ ĈӜNG BIӂN DҤNG LӞN PDA........................................35
2.4.1 Mөc ÿích thí nghiӋm..................................................................................35


- ii -

2.4.2 Nguyên lý cӫa thí nghiӋm..........................................................................36
2.4.3 Ѭu ÿiӇm và khuyӃt ÿiӇm ...........................................................................38
2.4.4 Nguyên lý truyӅn sóng ӭng suҩt trong hӋ cӑc có sӭc kháng bên và sӭc
kháng mNJi ...........................................................................................................38
2.5 MƠ HÌNH CAPWAP (CASE PILE WAVE ANALYSIS PROGRAM) .............39
2.5.1 Mơ hình cӑc ...............................................................................................40
2.5.2 Mơ hình ÿҩt nӅn .........................................................................................41
2.5.3 Giҧi thuұt tính tốn mơ hình CAPWAP ....................................................42
1.6 KӂT LUҰN CHѬѪNG ........................................................................................44
CHѬѪNG 3. ĈÁNH GIÁ HIӊU ӬNG KÍCH THѬӞC TRONG TÍNH
TỐN KHҦ NĂNG CHӎU TҦI CӪA CӐC TӮ THÍ NGHIӊM XUYÊN
TƬNH CPTu VÀ KӂT QUҦ THӰ ĈӜNG PDA.....................................................45
3.1 TӘNG QUAN Vӄ SӔ LIӊU THU THҰP PHӨC VӨ ĈÁNH GIÁ PHÂN
TÍCH HIӊU ӬNG KÍCH THѬӞC TRONG TÍNH TỐN KHҦ NĂNG CHӎU
TҦI CӪA CӐC ...........................................................................................................45
3.2 ĈÁNH GIÁ HIӊU ӬNG KÍCH THѬӞC CHO CӐC ӔNG D400, D800
THEO KӂT QUҦ THÍ NGHIӊM XUYÊN TƬNH CPTu KHU VӴC CҦNG
HIӊP PHѬӞC .............................................................................................................46
3.2.1 Giӟi thiӋu vӅ cơng trình và ÿiӅu kiӋn ÿӏa chҩt cơng trình cҧng HiӋp
Phѭӟc ..................................................................................................................46

3.2.2 Tính tốn áp dөng cho cӑc D400, D800....................................................51
3.2.2.1 Tính tốn khҧ năng chӏu tҧi cӫa cӑc...............................................51
3.2.2.2 KӃt quҧ thӱ tҧi ÿӝng PDA cӫa cӑc .................................................58
3.2.2.3 KӃt quҧ thӱ tҧi tƭnh cӫa cӑc............................................................60
3.2.3 Tәng hӧp kӃt quҧ và phân tích hiӋu ӭng kích thѭӟc cӫa cӑc tӟi sӭc
kháng mNJi và sӭc kháng ma sát..........................................................................62
3.3 ĈÁNH GIÁ HIӊU ӬNG KÍCH THѬӞC CHO CӐC ӔNG D400, CӐC
VNG 500x500 THEO KӂT QUҦ THÍ NGHIӊM XUYÊN TƬNH CPTu KHU
VӴC NHÀ MÁY KHÍ – ĈIӊN – ĈҤM CÀ MAU....................................................74
3.3.1 Giӟi thiӋu vӅ cơng trình và ÿiӅu kiӋn ÿӏa chҩt cơng trình cөm nhà máy
Khí – ĈiӋn – Ĉҥm Cà Mau .................................................................................74


- iii -

3.3.2 Tính tốn áp dөng cho cӑc D400, 500x500...............................................79
3.3.2.1 Tính tốn khҧ năng chӏu tҧi cӫa cӑc...............................................79
3.3.2.2 KӃt quҧ thӱ tҧi ÿӝng PDA cӫa cӑc .................................................83
3.3.2.3 KӃt quҧ thӱ tҧi tƭnh cӫa cӑc............................................................88
3.3.3 Tәng hӧp kӃt quҧ, phân tích hiӋu ӭng kích thѭӟc cӫa cӑc tӟi sӭc
kháng mNJi và sӭc kháng ma sát..........................................................................90
3.4 KӂT LUҰN CHѬѪNG ........................................................................................100
KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ ..................................................................................101
TÀI LIӊU THAM KHҦO ........................................................................................103
PHӨ LӨC


-1-

MӢ ĈҪU

Tính cҩp thiӃt cӫa ÿӅ tài
Móng cӑc là loҥi móng phә biӃn ÿѭӧc sӱ dөng tӯ lâu trong xây dӵng các
cơng trình. BiӋn pháp móng cӑc cho cơng trình có tҧi trӑng lӟn, ÿһc biӋt vӟi
nhӳng khu vӵc có cҩu tҥo ÿӏa chҩt phӭc tҥp hay có lӟp ÿҩt yӃu trên bӅ mһt nhѭ
khu vӵc thành phӕ Hӗ Chí Minh và khu vӵc lân cұn.
ViӋc tính tốn khҧ năng chӏu tҧi cho cӑc dӵa trên các thí nghiӋm hiӋn trѭӡng
thѭӡng cho kӃt quҧ ÿáng tin cұy. Trong ÿó, viӋc sӱ dөng các thơng sӕ cӫa kӃt
quҧ thí nghiӋm xun CPT, CPTu ÿӇ ÿánh giá khҧ năng chӏu tҧi cӫa cӑc phҧn
ánh gҫn ÿúng bҧn chҩt cӫa viӋc hҥ cӑc trong ÿҩt, giúp cho kӃt quҧ tính tốn thiӃt
kӃ khҧ năng chӏu tҧi cӫa cӑc tѭѫng ÿӕi gҫn vӟi kӃt quҧ thӱ tҧi thӵc tӃ.
Dӳ liӋu thu thұp ÿѭӧc tӯ kӃt quҧ thí nghiӋm xuyên tƭnh ÿѭӧc thӇ hiӋn dѭӟi
dҥng biӇu ÿӗ sӭc kháng mNJi xuyên ÿѫn vӏ và ma sát hông ÿѫn vӏ theo ÿӝ sâu.
Các biӇu ÿӗ này cho phép phân chia các ÿѫn nguyên ÿӏa chҩt công trình (các lӟp
ÿҩt ) khá chính xác. Ngồi ra, giá trӏ sӭc kháng xuyên kӃt hӧp vӟi các dӳ liӋu
khҧo sát còn cho phép phân loҥi ÿҩt cNJng nhѭ ÿánh giá cѭӡng ÿӝ cӫa ÿҩt theo ÿӝ
sâu và giúp phát hiӋn các lӟp thҩu kính rҩt mӓng mà thí nghiӋm khoan lҩy mүu
thѭӡng không phát hiӋn ÿѭӧc.
Cho ÿӃn nay, thiӃt bӏ thí nghiӋm xuyên tƭnh ÿã ÿѭӧc cҧi tiӃn nhiӅu lҫn nên
cho phép thu nhұn ÿѭӧc các kӃt quҧ sӭc kháng xuyên ÿáng tin cұy. NӃu thí
nghiӋm xuyên tƭnh CPT là thì nghiӋm ÿѫn giҧn, tiӃn hành nhanh chóng, kinh tӃ
thì sau khi cҧi tiӃn có thӇ ÿo ÿѭӧc ÿӗng thӡi sӭc kháng mNJi, ma sát bên và áp lӵc
nѭӟc lӛ rӛng vì vұy ÿã làm tăng ÿӝ chính xác trong phân chia ÿӏa tҫng, ÿánh giá
ÿһc trѭng vӅ cѭӡng ÿӝ và biӃn dҥng cӫa ÿҩt.
Tәng hӧp vӟi các kӃt quҧ thӵc nghiӋm khác, sau khi thu thұp và phân tích sӕ
lѭӧng lӟn các kӃt quҧ thí nghiӋm xuyên tƭnh, nhiӅu nhà nghiên cӭu ÿã sӱ dөng
kӃt quҧ này nhѭ là các thơng sӕ phөc vө tính tốn thiӃt kӃ nӅn móng cơng trình.
NhiӅu kӃt quҧ nghiên cӭu cho thҩy trong q trình ÿóng, ép thì ÿҩt xung
quanh cӑc bӏ nén chһt lҥi, vùng ҧnh hѭӣng xung quanh cӑc trong q trình ÿóng,
ép là 1,5 D – 2D, cӫa vùng dѭӟi mNJi cӑc là 5D – 8D, vӟi D là ÿѭӡng kính cӑc.

-2Cӑc có kích thѭӟc càng lӟn thì vùng ҧnh hѭӣng và xáo trӝn xung quanh và dѭӟi
mNJi cӑc càng rӝng, do ÿó, làm thay ÿәi các ÿһc trѭng cѫ lý và ҧnh hѭӣng khҧ
năng chӏu tҧi cӫa ÿҩt xung quanh và dѭӟi mNJi cӑc ҧnh hѭӣng ÿӃn sӭc chӏu tҧi
cӫa cӑc
Có thӇ sӱ dөng kӃt quҧ thí nghiӋm xun tƭnh ÿӇ ÿánh giá khҧ năng chӏu tҧi
cӫa cӑc có xét ÿӃn hiӋu ӭng kích thѭӟc. Thӵc vұy, sӵ khác biӋt ÿáng kӇ giӳa
kích thѭӟc cӑc và kích thѭӟc mNJi xuyên và vӓ xuyên có thӇ ҧnh hѭӣng lên giá trӏ
sӭc kháng ÿѫn vӏ khi cӑc chӏu lӵc dӑc trөc.
Nhҵm tính tốn các thơng sӕ ÿҩt dӵa trên kӃt quҧ thí nghiӋm xuyên tƭnh mӝt
cách hӧp lý cho môi trѭӡng ÿӏa chҩt cӫa khu vӵc và xem xét ҧnh hѭӣng cӫa kích
thѭӟc cӑc lên sӭc kháng ma sát cӫa ÿҩt xung quanh cӑc, chúng tơi lӵa chӑn ÿӅ
tài: “Phân tích ҧnh hѭӣng kích thѭӟc trong tính tốn khҧ năng chӏu tҧi cӫa
cӑc tӯ thí nghiӋm xuyên tƭnh” cho luұn văn.
Ý nghƭa khoa hӑc cӫa ÿӅ tài
ViӋc sӱ dөng kӃt quҧ thí nghiӋm xuyên tƭnh ngày càng ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi
trong thiӃt kӃ nӅn móng cơng trình, do ÿó ÿịi hӓi phҧi ÿánh giá lҥi mӝt cách cҭn
thұn các tѭѫng quan giӳa sӭc kháng ma sát cӫa thiӃt bӏ xuyên và sӭc chӏu ma sát
cӫa cӑc khi mà các cӑc có ÿѭӡng kính khác nhau ÿѭӧc ÿóng, ép vào trong ÿҩt.
ViӋc phân tích kӃt quҧ thí nghiӋm xuyên tƭnh theo ÿiӅu kiӋn ÿӏa chҩt cө thӇ và
kӃt quҧ thӱ cӑc PDA (cho phép ÿánh giá ma sát thành và sӭc kháng mNJi) vӟi loҥi
cӑc có kích thѭӟc khác nhau giúp làm rõ thêm mӕi tѭѫng quan và khҧ năng chӏu
tҧi cӫa cӑc. Tӯ ÿó, cho phép xác ÿӏnh ҧnh hѭӣng cӫa kích thѭӟc cӑc lên kӃt quҧ
tính tốn thiӃt kӃ.
Mөc tiêu nghiên cӭu cӫa ÿӅ tài
Sӱ dөng trӵc tiӃp kӃt quҧ thí nghiӋm xun tƭnh trong cơng tác thiӃt kӃ nӅn
móng ÿӇ tính tốn sӭc kháng ma sát và sӭc kháng mNJi cӫa cӑc cho các cӑc có
ÿѭӡng kính khác nhau, sau ÿó so sánh vӟi kӃt quҧ thӱ tҧi tƭnh thӵc tӃ cӫa các cӑc
tӯ ÿó tìm ra hӋ sӕ tѭѫng quan do ҧnh hѭӣng cӫa hiӋu ӭng kích thѭӟc lên sӭc chӏu
ma sát cNJng nhѭ sӭc kháng mNJi cӫa cӑc.

-3-

Cѫ sӣ và phѭѫng pháp nghiên cӭu
Tәng hӧp phân tích trên cѫ sӣ lý thuyӃt vӅ khҧ năng nén chһt cӫa ÿҩt xung
quanh cӑc trong q trình thi cơng; sӵ thay ÿәi trҥng thái ӭng suҩt – biӃn dҥng
cӫa ÿҩt xung quanh cӑc cNJng nhѭ mNJi cӑc sau khi thi cơng.
So sánh, ÿánh giá sӵ ҧnh hѭӣng cӫa kích thѭӟc cӑc lên khҧ năng chӏu tҧi cӫa
cӑc.
Cѫ sӣ dӳ liӋu phөc vө ÿӅ tài ÿѭӧc thu thұp tӯ sӕ lѭӧng lӟn kӃt quҧ thí nghiӋm
xuyên tƭnh CPT và CPTu, kӃt quҧ thí nghiӋm thӱ tҧi tƭnh cӑc cNJng nhѭ kӃt quҧ
xác ÿӏnh khҧ năng chӏu tҧi tӯ thí nghiӋm thӱ ÿӝng biӃn dҥng lӟn (PDA – Pile
dynamic analysis).


-4-

CHѬѪNG 1. ҦNH HѬӢNG CӪA VIӊC HҤ CӐC VÀ HIӊU ӬNG
KÍCH THѬӞC
1.1 Ҧnh hѭӣng cӫa viӋc ÿóng (ép) cӑc ÿӕi vӟi ÿҩt nӅn
Khi ÿóng (ép) cӑc vào trong ÿҩt sӁ gây cho ÿҩt xung quanh cӑc bӏ xáo trӝn và
lèn ép bӣi vì thӇ tích ÿҩt bӏ cӑc chiӃm chӛ. ViӋc ÿҩt bӏ lèn ép này sӁ làm cho ÿҩt
xung quanh cӑc bӏ thay ÿәi trҥng thái ӭng suҩt biӃn dҥng, ÿӗng thӡi làm cho áp
lӵc nѭӟc lӛ rӛng thһng dѭ xung quanh cӑc tăng nhanh, sau ÿó áp lӵc nѭӟc này
thoát dҫn ÿi làm tăng khҧ năng chӏu tҧi cӫa cӑc. Cӑc càng có ÿѭӡng kính lӟn thì
thӇ tích xung ÿҩt bӏ chiӃm chӛ càng nhiӅu do ÿó mӭc ÿӝ lèn ép cӫa ÿҩt càng tăng
vì vұy mà ҧnh hѭӣng cӫa kích thѭӟc cӑc tӟi ÿҩt càng nhiӅu. Cӑc chèn ép ÿҩt
càng nhiӅu thì ÿҩt cNJng càng bó chһt vào cӑc và càng làm tăng khҧ năng chӏu tҧi
cӫa cӑc.

Hình 1.1 Ĉ̭t xung quanh c͕c b͓ lèn ép khi ép c͕c


-5-

Hình 1.2 Ĉ̭t xung quanh c͕c b͓ xáo tr͡n và nén ép m͡t ph̯n sau khi ép (ÿóng)
ChiӅu dài cӫa cӑc khác nhau, do ÿó mà cӑc có thӇ xuyên qua các lӟp ÿҩt khác
nhau thì mӭc ÿӝ ҧnh hѭӣng cӫa viӋc lèn ép xung quanh ÿҩt vӟi các loҥi ÿҩt khác
nhau cNJng khác nhau. Khi cӑc ÿóng (ép) vào ÿҩt cát, do hӋ sӕ thҩm cӫa ÿҩt cát
khá lӟn do ÿó mà áp lӵc nѭӟc lӛ rӛng thһng dѭ sӁ tiêu tán nhanh, ÿҩt sӁ mau
chóng phөc hӗi và làm tăng sӭc chӏu tҧi cӫa cӑc mӝt cách nhanh chóng. Ĉӕi vӟi
cӑc ÿi qua khu vӵc ÿҩt mӅm yӃu, ÿҩt sét nhҥy, thì khi ÿóng ép vào ÿҩt làm cho
ÿҩt bӏ chiӃm chӛ, nhanh chóng giãn ra xung quanh sau ÿó phөc hӗi và lèn ép vào
cӑc làm tăng khҧ năng chӏu tҧi cӫa cӑc. ViӋc phөc hӗi này phө thuӝc vào loҥi
ÿҩt, mӭc ÿӝ xáo trӝn cNJng nhѭ tӕc ÿӝ hҥ cӑc vào trong ÿҩt.
1.2 Ҧnh hѭӣng cӫa viӋc ÿóng (ép) cӑc vào trong ÿҩt dính [14]
Khi ÿóng (ép) cӑc vào trong ÿҩt dính bão hịa nѭӟc, do thӇ tích chiӃm chӛ cӫa
cӑc mà ÿҩt xung quanh cӑc bӏ lèn ép và dӏch chuyӇn ra xa tim cӑc, thӇ tích cӫa
cӑc càng lӟn thì khӕi ÿҩt này dӏch chuyӇn càng nhiӅu và các phҫn tӱ ÿҩt này càng
dӏch chuyӇn ra xa thân cӑc. Nhѭng khi áp lӵc nѭӟc lӛ rӛng này thốt ÿi thì khӕi
ÿҩt xung quanh cӑc bҳt ÿҫu phөc hӗi và làm cho áp lӵc ép ngang vào cӑc tăng
lên ÿáng kӇ vì cӑc ÿѭӧc hҥ vào trong ÿҩt yӃu hҫu hӃt là cӑc ma sát do ÿó viӋc


-6phөc hӗi cӫa ÿҩt xung quanh cӑc có ý nghƭa ÿáng kӇ khi làm tăng khҧ năng ma
sát cӫa cӑc. Kích thѭӟc cӑc khác nhau thì vùng ҧnh hѭӣng cӫa ÿҩt xung quanh
cӑc khác nhau vì thӃ mà mӭc ÿӝ tăng áp lӵc ngang cӫa ÿҩt ÿӕi vӟi thân cӑc cNJng
khác nhau làm cho ma sát ҧnh hѭӣng ÿӃn cӑc cNJng khác nhau.
Xét mӝt cây cӑc khi ÿóng vào tҫng ÿҩt yӃu bão hịa nѭӟc. Hình (1.3) mơ tҧ

ҧnh hѭӣng cӫa cӑc tӟi ÿҩt xung quanh.

Hình 1.3 Ĉ̭t xung quanh c͕c b͓ lèn ép và chuy͋n d͓ch ra xa tim c͕c
Ban ÿҫu ÿҩt ӣ vӏ trí BCDE sau ÿó bӏ chuyӇn dӏch sang vӏ trí B’C’D’E’ hoһc
tӯ FGHJ sang F’G’H’J’. Ĉҩt càng ӣ xa tim cӑc thì càng bӏ ÿҭy ra xa do ÿó cӑc có
kích thѭӟc càng lӟn thì vùng ÿҩt xung quanh càng bӏ ҧnh hѭӣng do xáo trӝn
nhiӅu thì sӭc kháng ma sát giӳa ÿҩt và cӑc càng tăng lên.
Khi ÿóng ép cӑc vào trong ÿҩt bão hịa nѭóc vӟi tӕc ÿӝ khá nhanh do ÿó làm
cho ÿҩt xung quanh cӑc bӏ dӏch chuyӇn ra xung quanh mà khơng bӏ nén lҥi hoһc
thӇ tích ÿҩt chӍ bӏ nén lҥi rҩt ít.
Sau khi ÿóng ép cӑc xong ÿҩt xung quanh cӑc bҳt ÿҫu phөc hӗi và làm tăng
khҧ năng chӏu tҧi cӫa cӑc. Ĉҩt sét càng có ÿӝ nhҥy lӟn càng có khҧ năng phөc
hӗi càng nhanh thì sӭc kháng ma sát càng mau chóng ÿҥt ÿѭӧc giá trӏ lӟn. Hình
(1.4) mơ phӓng sӵ thay ÿәi ÿӝ bӅn cҳt cӫa ÿҩt xung quanh cӑc theo thӡi gian khi
mà cӑc ÿѭӧc hҥ vào trong ÿҩt.


-7-

Hình 1.4 Ĉ͡ b͉n c̷t cͯa sét bão hịa n˱ͣc tr˱ͣc và sau khi ÿóng c͕c
Trên hình 1.4, mơ phӓng cӑc có bán kính oa ÿѭӧc ÿóng vào trong nӅn sét bão
hòa nѭӟc. Sӵ thay ÿәi cӫa ÿӝ bӅn cҳt cӫa dӑc theo chiӅu dài cӑc và khoҧng cách
theo phѭѫng ngang cӑc ÿѭӧc thӇ hiӋn nhѭ hình obcd, trong ÿó o là gӕc tҥo ÿӝ.
Ĉѭӡng A thӇ hiӋn ÿӝ bӅn cҳt trѭӟc khi ÿóng cӑc và cNJng là thӇ hiӋn ÿӝ bӅn
cӫa ÿҩt sét khi còn nguyên dҥng chѭa bӏ xáo trӝn. Ĉӝ bӅn tҥi ÿiӇm b nào ÿó cách
o mӝt khoҧng là ÿѭӡng bc.
Ngay sau khi ÿóng cӑc, ÿӝ bӅn cҳt biӇu thӏ bҵng ÿѭӡng B, sӭc kháng cҳt giҧm
dҫn tӯ phía gҫn cӑc ra xa tim cӑc. Trѭӟc khi ÿóng cӑc ÿҩt ӣ ÿiӇm a, thì sau khi
ÿóng cӑc ÿҩt dӏch chuyӇn ÿӃn ÿiӇm o, còn ÿiӇm o thì dӏch chuyӇn ÿӃn ÿiӇm f,
ban ÿҫu sӭc kháng cҳt cӫa ÿҩt nguyên dҥng là ÿoҥn od thì lúc mӟi ÿóng cӑc xong

sӭc kháng cҳt chӍ cịn là oe, giҧm ÿi mӝt lѭӧng ÿáng kӇ.
Sӭc kháng cҳt cӫa ÿҩt bӏ giҧm ÿáng kӇ, cӝng vӟi ngoҥi lӵc bên ngoài do ép
cӑc ÿã chuyӇn thành thành áp lӵc nѭӟc lӛ rӛng thһng dѭ, vì vұy mà trong vùng
ÿҩt bao xung quanh cӑc áp lӵc nѭӟc lӛ rӝng thһng dѭ khá cao. Khi nѭӟc lӛ rӛng
thһng dѭ này thoát ÿi sӁ làm cho ÿҩt xung quanh cӑc ÿѭӧc cӕ kӃt và trӣ nên chһt


-8hѫn, ÿҩt nӣ ra và nén chһt vào thân cӑc làm cho ma sát bên dӑc thân cӑc tăng lên
khá nhanh. Ĉoҥn oh và oj thӇ hiӋn ÿӝ tăng sӭc kháng ma sát cӫa cӑc theo thӡi
gian. Ĉѭӡng C và D thӇ hiӋn sӵ thay ÿәi sӭc kháng ma sát theo phѭѫng bán kính
cӫa cӑc, trong vùng xáo trӝn càng ra xa cӑc sӭc kháng cҳt cӫa cӑc bӏ giҧm do khi
nѭӟc thoát dӑc theo thân cӑc làm cho vùng ÿҩt này bӏ nӣ ra.

Hình 1.5 Áp l͹c n˱ͣc l͟ r͟ng th̿ng d˱ tăng lên trong q trình ÿóng (ép) c͕c
Khi ÿóng (ép) cӑc vào trong ÿҩt, lӵc tác ÿӝng vào ÿҩt gây xáo trӝn ÿҩt chӫ
yӃu là do mNJi cӑc gây ra. Theo De Mello (1969) thì vùng xáo trӝn xung quanh
cӑc vào khoҧng 1.5 ÷ 2 lҫn ÿѭӡng kính cӑc. Vӟi cӑc hҥ vào trong ÿҩt sét nhҥy thì
trong thӡi gian khoҧng 9 tháng thì ÿӝ bӅn khơng thốt nѭӟc hồn tồn có thӇ trӣ
lҥi giá trӏ ban ÿҫu (Orrje & Broms (1967)).


-9-

Hình 1.6 S͹ gia tăng sͱc ch͓u t̫i cͯa c͕c theo thͥi gian (theo Soderberg 1962)
Thêm vào ÿó, sӵ phân tán áp lӵc nѭӟc lӛ rӛng ÿӗng nghƭa vӟi ÿӝ tăng cѭӡng
ÿӝ cӫa ÿҩt sau khi ÿóng cӑc phө thuӝc vào mӭc ÿӝ phөc hӗi cӫa ÿҩt. Trên hình
1.6, Soderberg cho thҩy sӵ gia tăng sӭc chӏu tҧi cӵc hҥn theo thӡi gian, ÿӗng
nghƭa vӟi sӵ gia tăng sӭc chӕng cҳt cӫa ÿҩt.
Áp lӵc nѭӟc lӛ rӛng thһng dѭ tăng rҩt nhanh sau khi ÿóng cӑc, trong nhiӅu
trѭӡng hӧp ӣ lân cұn cӫa cӑc giá trӏ áp lӵc nѭӟc lӛ rӛng thһng dѭ còn lӟn hѫn cҧ

ӭng suҩt hӳu hiӋu cӫa ÿҩt. Trên hình (1.7) có mӝt sӕ giá trӏ áp lӵc nѭӟc lӛ rӛng
thһng dѭ bҵng 1÷ 2 lҫn ӭng suҩt hӳu hiӋu (Lambe & Horn 1965, Orrije & Broms
1967, Polous & David 1979, D’Appolonia & Lambe 1971). Thұm chí ӣ vùng
mNJi cӑc, giá trӏ áp lӵc nѭӟc lӛ rӛng thһng dѭ gҩp 3 ÷ 4 lҫn giá trӏ cӫa ӭng suҩt
hӳu hiӋu. Tuy nhiên giá trӏ áp lӵc nѭӟc lӛ rӛng thһng dѭ này giҧm nhanh chóng
theo khoҧng cách tính theo phѭѫng bán kính cӫa cӑc. Vùng ҧnh hѭӣng cӫa áp
lӵc nѭӟc lӛ rӛng phө thuӝc vào loҥi ÿҩt, ÿҩt sét càng có ÿӝ nhҥy lӟn thì khoҧng
cách ҧnh hѭӣng càng lӟn. Tuy nhiên, vùng ҧnh hѭӣng lӟn nhҩt tính tӯ tim cӑc
bҵng khoҧng 30 lҫn bán kính cӫa cӑc.


-10-

Hình 1.7 Sͱc kháng c̷t và kh̫ năng ch͓u t̫i cͯa c͕c tăng theo thͥi gian
1.3 Ҧnh hѭӣng cӫa viӋc ÿóng (ép) cӑc vào trong ÿҩt rӡi [14]
Cӑc ÿѭӧc hҥ trong ÿҩt cát thѭӡng dùng biӋn pháp ÿóng vì vұy làm cho ÿҩt cát
trӣ nên chһt hѫn và tăng ӭng suҩt ngang xung quanh cӑc.
Khi cӑc ÿѭӧc ÿóng vào trong ÿҩt cát làm cho cát trӣ nên chһt ÿáng kӇ vӟi
khoҧng cách cӫa vùng ҧnh hѭӣng tính tӯ tim cӑc là 8 lҫn ÿѭӡng kính tính tӯ tim
cӑc. KӃt quҧ cӫa viӋc làm tăng ÿӝ chһt là góc ma sát cNJng tăng tӯ ÿó dүn tӟi lӵc
kháng ma sát dӑc theo thân cӑc cNJng tăng lên. Ĉҩt bӏ chuyӇn vӏ ngang nén ép lүn
nhau và làm tăng ӭng suҩt ngang tác dөng vào trong cӑc. Horn (1966) ÿã tәng
kӃt mӝt sӕ kӃt quҧ nghiên cӭu vӅ sӵ tăng ӭng suҩt ngang hiӋu quҧ (σ’h) tác dөng
lên cӑc trong ÿҩt cát nhѭ bҧng sau.


-11Bҧng 2.1 Ͱng sṷt ngang cho c͕c ÿóng trong cát
Tham khҧo
Brinch, Hansen,
Lundgren (1960)

Mӕi liên quan

Cѫ sӣ

(a) σ 'h = cos 2 φ '.σ 'v = 0.43σ 'v

(a) Lý thuyӃt

nӃu φ ' = 30

0

(b) σ 'h = 0.8σ 'v

(b) Thӱ cӑc

Henry (1956)

σ 'h = K pσ 'v = 3.σ 'v

Lý thuyӃt

Irelan (1957)

σ 'h = Kσ 'v = (1.75 ÷ 3) σ 'v

Lý thuyӃt

σ 'h = 0.8σ 'v ; cát rӡi

Phân tích sӕ liӋu

σ 'h = 0.8σ 'v ; cát chһt

ngoài hiӋn trѭӡng

Meyerhof (1951)
Masur
(1958)

&

Kaufman σ 'h = Kσ 'v
K = 0.3 (kéo), K = 0.6 (nén)

Phân tích sӕ liӋu
ngồi hiӋn trѭӡng

Giá trӏ trong bҧng trên thӇ hiӋn sӵ biӃn ÿӝng lӟn cӫa giá trӏ ӭng suҩt ngang
tác dөng lên cӑc sau khi cӑc ÿóng vào trong cát, tuy nhiên theo Lambe &
Whitman (1969) thì giá trӏ hӧp lý cӫa K là tӯ 1÷ 2.
Q trình ÿóng cӑc làm cho ÿҩt xung quanh cӑc và dѭӟi mNJi cӑc bӏ xáo trӝn
lӟn, làm cho áp lӵc nѭӟc lӛ rӛng thһng dѭ tăng lên ÿáng kӇ. Ngoài ra ÿҩt xung
quanh cӑc bӏ chèn ép khi hҥ cӑc vào trong ÿҩt sau mӝt thӡi gian ÿҩt có xu hѭӟng
phөc hӗi lҥi trҥng thái nhѭ ban ÿҫu. Ĉӕi vӟi nhӳng ÿҩt sét nhҥy thì ÿӝ phөc hӗi
càng lӟn, viӋc phөc hӗi cӫa ÿҩt có ҧnh hѭӣng ÿáng kӇ tӟi khҧ năng chӏu tҧi cӫa
cӑc, làm tăng sӭc kháng cҳt khơng thốt nѭӟc cӫa ÿҩt.
Trong hình (1.8) thӇ hiӋn sӵ gia tăng cӫa cѭӡng ÿӝ kháng cҳt không thoát
nѭӟc theo hӋ sӕ hӗi phөc vӟi nhân tӕ thӡi gian. Thӡi gian càng lâu sau khi ÿóng

cӑc thì hӋ sӕ hӗi phөc cӫa ÿҩt càng lӟn và cѭӡng ÿӝ sӭc kháng cҳt cӫa ÿҩt càng
tăng.


-12-

Hình 1.8 C˱ͥng ÿ͡ sͱc kháng c̷t khơng thốt n˱ͣc và h͏ s͙ h͛i phͭc theo thͥi
gian
1.4 Các hiӋu ӭng kích thѭӟc trong q trình xun tƭnh và ҧnh hѭӣng cӫa
chúng lên ÿһc trѭng sӭc kháng xuyên [7]
1.4.1 HiӋu ӭng cӫa ÿӝ sâu xuyên và ÿѭӡng kính cone Δz/D
KӃt quҧ thӵc nghiӋm cho thҩy rҵng biӇu ÿӗ sӭc kháng mNJi khi xuyên vào lӟp
ÿҩt thӵc tӃ không giӕng trong trѭӡng hӧp lý tѭӣng. Trên hình (1.9) thӇ hiӋn hai
ÿѭӡng sӭc kháng xuyên, mӝt ÿѭӡng xuyên lý tѭӣng và mӝt ÿѭӡng xuyên thӵc tӃ.
Sau mӝt ÿoҥn trùng nhau, tiӃp theo ÿѭӡng quan sát bҳt ÿҫu tách dҫn khӓi ÿѭӡng
lý tѭӣng trѭӟc khi mNJi xuyên xuyên vào lӟp ÿҩt cӭng bӣi vì dѭӡng nhѭ mNJi
xuyên dò thҩy biên lӟp ÿҩt cӭng trѭӟc vài khoҧng cách vài lҫn ÿѭӡng kính cӫa
mNJi xuyên. Khi xuyên vào trong lӟp ÿҩt cӭng thì sӭc kháng xuyên lҥi phát triӇn
ÿҫy ÿӫ giӕng nhѭ ÿѭӡng xuyên lý tѭӣng. Sau ÿó, trѭӟc khi mNJi xun qua lӟp
ÿҩt yӃu thì ÿѭӡng sӭc kháng xuyên thӵc tӃ lҥi tách xa ÿѭӡng xuyên lý tѭӣng
(M.W.Gui và M.D.Bolton, 1998).
Mӝt phân tích gҫn ÿúng khác dӵa trên lӡi giҧi cӫa Boussinesq’ (Vreugdenhil
và ÿӗng nghiӋp, 1994) cNJng thӇ hiӋn ÿѭӧc hiӋu ӭng nhѭ ӣ trên. ĈiӅu này ҧnh
hѭӣng ÿáng kӇ tӟi ÿӝ chính xác ÿһc biӋt là nhӳng lӟp ÿҩt mӓng trong tính tốn


-13-

thiӃt kӃ. Do ÿó, cҫn nghiên cӭu ҧnh hѭӣng cӫa chiӅu sâu xuyên (Δz) yêu cҫu ÿӇ
phát triӇn sӭc kháng xuyên trong lӟp ÿҩt mӟi.

Hình 1.9 Hi͏u ͱng cͯa mNJi xuyên khi xuyên qua các lͣp ÿ̭t
1.4.2 HiӋu ӭng cӫa ÿѭӡng kính mNJi xuyên và kích thѭӟc hҥt D/d50
HiӋu ӭng cӫa tӹ sӕ ÿѭӡng kính cone và kích thѭӟc trung bình cӫa hҥt D/d50
ÿѭӧc nghiên cӭu bӣi Lee (1990). Ĉӕi vӟi ÿҩt cát mӏn có ÿӝ chһt tѭѫng ÿӕi, sӭc
kháng mNJi danh nghƭa Q theo ÿӝ sâu Z theo các ÿѭӡng kính khác nhau cӫa mNJi
xuyên ÿѭӧc thӇ hiӋn nhѭ hình (1.10). Trên ÿӗ thӏ ÿѭӡng kính cӫa mNJi xun
càng lӟn thì sӭc kháng xuyên càng lӟn. Vӟi các loҥi ÿѭӡng kính khác nhau giá trӏ
sӭc kháng xuyên này ÿҥt giá trӏ lӟn nhҩt ӣ cùng mӝt ÿӝ sâu nhҩt ÿӏnh và ÿҥt giá
trӏ әn ÿӏnh cNJng ӣ mӝt ÿӝ sâu ÿó. Trên bҧng 1.2 thӇ hiӋn ҧnh hѭӣng cӫa ÿѭӡng
kính mNJi xuyên tӟi sӭc kháng. Giá trӏ cӫa tӹ sӕ diӋn tích (D’/D)2 và (Qmax/Qfinal)
gҫn bҵng nhau, vӟi D’ = D+d50. Trong ÿó, Qmax là giá trӏ sӭc kháng ÿӍnh danh
nghƭa ӣ mNJi cӑc và Qfinal là giá trӏ sӭc kháng mNJi cuӕi cùng trѭӟc khi xҧy ra hiӋu
ӭng biên cӫa nӅn ҧnh hѭӣng tӟi mNJi xuyên trong giai ÿoҥn các hҥt bӏ nghiӅn nát
gây biӃn ÿәi cҩu trúc cӫa ÿҩt nguyên thӫy.


-14-

Hình 1.10 Hi͏u ͱng kích th˱ͣc cͯa ÿ˱ͥng kính cone và kích th˱ͣc h̩t
Bҧng 2.2 ̪nh h˱ͧng có hi͏u cͯa ng kớnh cone
S th

D

d50

D = D + d50

Qmax

Qfinal

Đ B'Ã
ă á
âBạ

t

(mm)

(mm)

(mm)

T40

10.0

0.9

10.9

395

320

1.19

1.20

T41

6.35

0.9

7.25

434

324

1.30

1.34

T49

6.35

0.4

7.25

304

278

1.13

1.09

2

Qmax
Q final

Có nhiӅu yӃu tӕ ҧnh hѭӣng tӟi sӭc kháng xuyên cӫa mNJi xuyên, chҷng hҥn
nhѭ mӭc ÿӝ góc cҥnh và ÿӝ gӗ ghӅ cӫa các hҥt ÿҩt (biӃn thiên rҩt nhiӅu ÿһc biӋt
ÿӕi vӟi các hҥt cát) cNJng là nhӳng thông sӕ ҧnh hѭӣng ÿáng kӇ trong viӋc làm
tăng ÿӝ chһt tѭѫng ÿӕi. Tuy nhiên kích cӥ hҥt cNJng khơng ҧnh hѭӣng rõ ràng.
Hình (1.11) mơ tҧ ÿiӅu kiӋn thӵc tӃ vӅ ҧnh hѭӣng cӫa ÿѭӡng kính cone D’ tăng
lên do các hҥt ÿҩt bám vào cӑc.


-15-

Hình 1.11 Ĉ̿c ÿi͋m cͯa các h̩t: mͱc ÿ͡ t͹ do
1.4.3 HiӋu ӭng kích thѭӟc giӳa mNJi xuyên và cӑc
Ӭng dөng kӃt quҧ cӫa thí nghiӋm xuyên tƭnh vào trong thӵc tӃ rҩt phә biӃn.
Meyerhof (1976) ÿӅ nghӏ rҵng khi mNJi cӑc cҳm vào lӟp ÿҩt tӕt vӟi chiӅu sâu tӟi
hҥn, thì sӭc kháng mNJi ÿѫn vӏ cӫa cӑc ngҳn qpile sӁ giҧm so vӟi sӭc kháng mNJi
tӟi hҥn qc, và ÿѭӧc thӇ hiӋn qua tӹ sӕ (z/D)pile trong cùng mt lp t.
qcoc =

Trong ú:

qc Đ z Ã
.ă á

10 â B ¹coc

(1.1)

z – chiӅu sâu cӑc cҳm vào trong lӟp t.
Đ z Ã

Cú th coi giỏ tr ă
á trong phng trình (1.1) là hiӋu ӭng kích thѭӟc cNJng
© 10 B ¹
nhѭ là ҧnh hѭӣng cӫa lӏch sӱ ӭng suҩt.
Tuy nhiên tӹ sӕ (z/B) cho mNJi xuyên thì rҩt lӟn hѫn rҩt nhiӅu so vӟi tӹ sӕ
(z/B)cӑc. Chҷng hҥn, ӣ ÿӝ sâu 10m thì tӹ sӕ (z/B)cone = 280, trong khi ÿó vӟi cӑc
ÿѭӡng kính 500mm thì tӹ sӕ (z/B)cӑc = 20. KӃt quҧ Lee (1990) thӇ hiӋn trên hình
(1.13) cho thҩy rҵng vӟi mӝt giá trӏ ӭng suҩt cө thӇ thì cӑc nào có ÿѭӡng kính
nhӓ hѫn sӁ cho sӭc kháng mNJi cao hѫn. Vì vұy, kӃt quҧ tính tӯ xuyên cone
không thӇ cho tӹ lӋ 1-1 so vӟi sӭc kháng mNJi cӫa cӑc.
Jamiolkowski và ÿӗng nghiӋp (1985) làm các thí nghiӋm trong buӗng hiӋu
chӍnh và cho thҩy rҷng giá trӏ qc tӹ lӋ vӟi (σv)0.5 . Tuy nhiên ÿiӅu này phù hӧp
hѫn vӟi cӑc có chiӅu sâu lӟn hѫn chiӅu sâu tӟi hҥn. ĈӇ minh hӑa cho mӕi tѭѫng


-16-

Hình 1.12 Hi͏u ͱng kích th˱ͣc giͷa cone xun và c͕c

Hình 1.13 Sͱc kháng mNJi c͕c và ͱng sṷt ÿͱng
quan giӳa qc, (σv)0.5 và tӹ sӕ (z/B) cho tҩt cҧ các chiӅu sâu, kӃt quҧ tӯ thí nghiӋm
ly tâm ÿѭӧc Kokturk (1993) thӇ hiӋn trong hình (1.14). Các ÿѭӡng kính khác
nhau ÿѭӧc thӇ hiӋn trong hình (1.14) là 452, 791, 800, 1400 và 1412mm. Tҩt cҧ

các kӃt quҧ vӟi các ÿѭӡng kính khác nhau dѭӡng nhѭ hӝi tө thành mӝt ÿѭӡng vӟi
ÿӝ phân tán rҩt nhӓ.


-17-

Hình 1.14 Lý t˱ͧng hóa t˱˯ng quan

qcoc

σ 'v

theo ÿ͡ sâu z

Trong trѭӡng hӧp (z/B)cӑc > (z/B)tӟi hҥn, xem hình (1.16) thì giҧ thiӃt hӧp lý cho
sӭc kháng mNJi cӫa cӑc là:
qcoc = qc

(1.2)

Trong trѭӡng hӧp (z/B)cӑc < (z/B)tӟi hҥn, xem hình (1.16) sӭc kháng mNJi cӫa cӑc
ÿѭӧc cho bӣi cơng thc sau:
ĐzÃ
qcoc = . 'v ă á
â B ¹coc

(1.3)

Chҩp nhұn lҩy gҫn ÿúng σ 'v ≈ γ '.z ta cú
ĐzÃ

qc = . 'v ,.toihan ă á
â B ¹toihan

(1.4)

Khi (z/B)cӑc < (z/B)tӟi hҥn chúng ta chҩp nhұn
1.5

qcoc Đ z Ã
=ă
á
qc â ztoihan ạ

(1.5)