Nghiên cứu sự thay đổi tính chất cơ lý của đất phèn, đất nhiễm mặn trong quá trình ngọt hóa vùng đồng tháp mười

1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
__________oOo__________

HOÀNG VŨ TƯỜNG LÂM

NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ
LÝ CỦA ĐẤT PHÈN, ĐẤT NHIỄM MẶN
TRONG QUÁ TRÌNH NGỌT HÓA VÙNG
ĐỒNG THÁP MƯỜI
CHUYÊN NGÀNH : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU
MÃ SỐ NGÀNH : 31.10.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 11 - 2003


2

LUẬN VĂN ĐƯC THỰC HIỆN VÀ HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM
---oOo---

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
PHÓ GIÁO SƯ – TIẾN SĨ TRẦN THỊ THANH

CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1 :

CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2 :

LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐƯC BẢO VỆ TẠI
HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
NGÀY 12 THÁNG 12 NĂM 2003


3

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC

---oOo---

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên : HOÀNG VŨ TƯỜNG LÂM
Ngày sinh: 09 - 10 - 1977
Chuyên ngành : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU
Mã số : 31.10.02
I.

Phái : Nam
Nơi sinh : Tp. Hồ Chí Minh

TÊN ĐỀ TÀI :

NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT PHÈN, ĐẤT
NHIỄM MẶN TRONG QUÁ TRÌNH NGỌT HÓA VÙNG ĐỒNG THÁP MƯỜI

II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :
NHIỆM VỤ : Thí nghiệm để tìm sự thay đổi các tính chất cơ lý của đất phèn, đất
nhiễm mặn chúng tiếp xúc với các môi trường nước khác nhau. Từ đó xác định
nguyên nhân gây mất ổn định cho các công trình đường, đê bao …
NỘI DUNG :
Chương 1: Tổng quan những nghiên cứu về đất nhiễm mặn, đất phèn và phương
hướng nghiên cứu của luận án
Chương 2: Tổng quan địa chất công trình và đặc điểm về đất nhiễm mặn, đất phèn
ở Đồng Bằng Sông Cửu Long
Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường nước đến tính chất cơ lý của đất
phèn
Chương 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường nước đến tính chất cơ lý của đất
nhiễm mặn
Chương 5: Tính toán ổn định và so sánh các kết quả
Chương 6: Kết luận và kiến nghị
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:


4
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS. TRẦN THỊ THANH

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS. TRẦN THỊ THANH

CHỦ NHIỆM NGÀNH

BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH

GS.TSKH. LÊ BÁ LƯƠNG

ThS. VÕ PHÁN

Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được Hội đồng Chuyên ngành thông qua
Ngày 12 tháng 12 năm 2003
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

KHOA QUẢN LÝ NGÀNH

TS. CHÂU NGỌC ẨN


5

LỜI MỞ ĐẦU
Xây dựng công trình trên đất phèn, đất nhiễm mặn đã được sự quan tâm,
nghiên cứu của nhiều nhà khoa học và cũng đã có những nhận định, những kết quả
rất đáng quan tâm. Tuy nhiên, việc tổng hợp những kết quả này một cách có hệ
thống, hay việc phổ biến và áp dụng chúng vào thực tiễn còn rất hạn chế.
Nhằm mục đích tìm hiểu về đất phèn, đất nhiễm mặn trong quá trình ngọt hóa
vùng Đồng Tháp Mười, luận văn này đề cập tới một vài khía cạnh sau đây :
+ Nghiên cứu sự thay đổi tính chất cơ lý của đất phèn khi tiếp xúc với môi
trường nước phèn, nước ngọt và nước mặn.
+ Nghiên cứu sự thay đổi tính chất cơ lý của đất nhiễm mặn khi tiếp xúc với
môi trường nước mặn, nước ngọt và nước phèn.
Luận văn này được thực hiện và hoàn thành tại Trường Đại Học Bách Khoa

Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Nghiên Cứu Khoa Học Thủy Lợi Miền Nam dưới sự
hướng dẫn trực tiếp của Phó Giáo sư Tiến só Trần Thị Thanh.
Tác giả xin ghi nhớ công ơn GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ; GS.TSKH Lê Bá
Lương; GS.TSKH Hoàng Văn Tân cùng các thầy cô đã dạy học và đã có nhiều ý
kiến quý báu trong quá trình làm luận văn.
Tác giả xin chân thành ghi nhớ công ơn của PGS.TS Trần Thị Thanh đã tận
tình hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt quá trình tiến hành các thí nghiệm và hoàn thành
luận văn
Tác giả xin chân thành cám ơn TS Cao Văn Triệu và TS Lê Bá Khánh đã xem
xét luận văn và có những ý kiến, nhận xét quý báu.
Tác giả xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ tận tình của tập thể Thầy Cô Phòng
Đào Tạo Khoa Học và Quản Lý Sau Đại Học, Ban lãnh đạo Phân Viện Khoa Học
Thủy Lợi Miền Nam, các Cán Bộ Khoa học phòng Địa Kỹ Thuật đã tạo điều kiện
giúp tác giả hoàn thành Luận văn Thạc só.
TÁC GIẢ


6

TÓM TẮT LUẬN VĂN
Hiện nay, ở Đồng Bằng Sông Cửu Long người ta mở rộng việc đào kênh dẫn
nước ngọt vào vùng nước phèn, nước mặn để sản xuất nông nghiệp. Cùng với qui
hoạch đó, người ta cần xây dựng nhiều công trình thủy lợi, giao thông… trên vùng đất
dần dần được ngọt hóa.
Trong thực tế xây dựng, khi xét đến vai trò của nước đến khả năng chịu tải
của đất, người ta thường xét đến sự thay đổi tính nén lún, sức chống cắt của đất theo
trạng thái thái độ ẩm – độ chặt của nó. Hầu như chưa xét đến bản chất của từng loại
đất và chất lượng của từng loại nước tiếp xúc với đất.
Do đó, tác giả dùng phương pháp thí nghiệm để nghiên cứu sự thay đổi tính
chất cơ lý của đất phèn, đất nhiễm mặn trong quá trình ngọt hóa vùng Đồng Tháp

Mười.

ABSTRACT
Nowadays, in Mekong Delta people develop constructing the chanels with
transfer fresh water into areas of sulphate water, saline water for agricultural
pursposes. With these projects, people need to build a lot of irrigation works, road
works on areas that are gradually freshened.
In practice of constructing, examining how water affects bearing capacity of
soil, people usually look after the change of compressibility, shearing strength of soil
on its density – water content. They almost don’t examine the essence of sort of soil
and water that contacts with soil.
Therefore, the author uses experimental method to research the change of
physics – mechanic charateristic of sulphate soil, saline soil in freshening process in
Ñong Thap Muoi.


7

MỤC LỤC
Trang
ĐỀ TÀI LUẬN ÁN CAO HỌC

1

NHỮNG THẦY HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

2

TỜ GIAO NHIỆM VỤ LUẬN VĂN

3

LỜI MỞ ĐẦU

5

TÓM TẮT LUẬN VĂN

6

MỤC LỤC

7

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT NHIỄM
MẶN, ĐẤT PHÈN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG NGHIÊN
CỨU CỦA LUẬN ÁN

1.1

NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT NHIỄM MẶN

1.1.1 NHỮNG NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC

10
10
10

1.1.1.1 SỰ THAY ĐỔI TÍNH DẺO VÀ SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT
NHIỄM MẶN KHI KHI MÔI TRƯỜNG NƯỚC THAY ĐỔI

10

1.1.1.2 SỰ THAY ĐỔI HỆ SỐ TRƯƠNG NỞ TỰ DO CỦA ĐẤT
NHIỄM MẶN KHI TIẾP XÚC VỚI NƯỚC NGỌT

14

1.1.2 NHỮNG NGHIÊN CỨU Ở NƯỚC NGOÀI

16

1.2

17

NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT PHÈN

1.2.1 SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT PHÈN
KHI TIẾP XÚC VỚI NƯỚC NGỌT
1.2.2

1.3

17

SỰ THAY ĐỔI HỆ SỐ TRƯƠNG NỞ TỰ DO CỦA ĐẤT
PHÈN KHI TIẾP XÚC VỚI NƯỚC NGỌT

27

PHƯƠNG HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN

32

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ ĐẶC ĐIỂM
VỀ ĐẤT NHIỄM MẶN, ĐẤT PHÈN Ở ĐỒNG BẰNG

2.1

SÔNG CỬU LONG

33

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Ở ĐBSCL

33


8

2.1.1

KHÁI QUÁT VỀ ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

33

2.1.2

ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Ở ĐBSCL

38

2.1.3

ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT NỀN Ở ĐBSCL

42

2.2

ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐẤT NHIỄM MẶN Ở ĐBSCL

51

2.2.1

NGUỒN GỐC VÀ SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT NHIỄM MẶN

51

2.2.2

PHÂN LOẠI ĐẤT NHIỄM MẶN

52

2.2.3 TÌNH HÌNH PHÂN BỐ ĐẤT NHIỄM MẶN Ở ĐBSCL

54

2.3

ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐẤT PHÈN Ở ĐBSCL

56

2.3.1

KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT PHÈN

56

2.3.2

SỰ HÌNH THÀNH ĐẤT PHÈN

56

2.3.3 SỰ PHÂN BỐ ĐẤT PHÈN Ở ĐBSCL

58

2.3.4 CHẾ ĐỘ NƯỚC VÙNG ĐẤT PHÈN

62

CHƯƠNG 3 : NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC

3.1.

ĐẾN TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT PHÈN

65

TỔNG QUAN VỀ KHOÁNG VẬT SÉT

65

3.1.1

BẢN CHẤT VÀ CẤU TRÚC KHOÁNG VẬT SÉT

65

3.1.2

CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN KHOÁNG VẬT SÉT

67

3.2.

THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI
TRƯỜNG NƯỚC ĐẾN TÍNH CHẤT CƠ LÝ ĐẤT PHÈN

68

3.2.1

ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ ĐẤT PHÈN

68

3.2.2

SỰ THAY ĐỔI HỆ SỐ TRƯƠNG NỞ TỰ DO CỦA ĐẤT
PHÈN TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC PHÈN, NGỌT, MẶN

3.2.3

ẢNH HƯỞNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC ĐẾN TÍNH NÉN
LÚN CỦA ĐẤT PHÈN

3.2.4

70

80

ẢNH HƯỞNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC ĐẾN SỨC CHỐNG
CẮT CỦA ĐẤT PHÈN

90

CHƯƠNG 4 : NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC
ĐẾN TÍNH CHẤT CƠ LÝ ĐẤT NHIỄM MẶN

97

9

4.1

THÍ NGHIỆM SỰ THAY ĐỔI ĐỘ BỀN CỦA ĐẤT PHÈN BỊ
NHIỄM MẶN TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶN, NƯỚC
NGỌT, NƯỚC PHÈN

4.2

97

THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI HỆ SỐ
TRƯƠNG NỞ TỰ DO CỦA ĐẤT NHIỄM MẶN THEO
MÔI TRƯỜNG NƯỚC

4.3

102

THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU TÍNH NÉN LÚN CỦA ĐẤT
NHIỄM MẶN THEO MÔI TRƯỜNG NƯỚC

105

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH VÀ SO SÁNH KẾT QUẢ

110

CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

115

TÀI LIỆU THAM KHẢO

117

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

120


10

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT
NHIỄM

MẶN,

ĐẤT

PHÈN

VÀ

PHƯƠNG

HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN.
1.1.

NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT NHIỄM MẶN TRONG XÂY DỰNG :

1.1.1. Những nghiên cứu về đất nhiễm mặn ở trong nước :
1.1.1.1. Sự thay đổi tính dẻo và sức chống cắt của đất nhiễm mặn khi môi trường
nước thay đổi :
Những thay đổi về tính dẻo và độ bền chống cắt của đất nhiễm mặn đã được
PGS Tiến só Trần Thị Thanh nghiên cứu trên các loại đất nhiễm mặn ở Tầm Vu –
Long An, Bến Giá – Vónh Long, Vàm Rồng – Bến Tre và đã được những kết quả như
ở bảng 1.1 ; 1.2 ; 1.3 ; 1.4 ; 1.5 và thể hiện ở hình 1.1 ; 1.2 ; 1.3 ; 1.4 ; 1.5.
1. Keát quả thí nghiệm xác định giới hạn chảy-dẻo :
Bảng 1.1. Kết quả thí nghiệm xác định giới hạn chảy-dẻo mẫu đất Tầm Vu Long An.
Hàm lượng muối Giới hạn chảy

Giới hạn dẻo

Chỉ số dẻo

%

WL (%)

WP (%)

IP (%)

0

48.5

24.2

24.3

2

44.3

27.6

16.7

5

39.6

24.5

15.1

8

36.7

22.0

14.7

Bảng 1.2. Kết quả thí nghiệm xác định giới hạn chảy-dẻo mẫu đất Vàm
Rồng - Bến Tre.

Hàm lượng muối Giới hạn chảy

Giới hạn dẻo

Chỉ số dẻo

%

WL (%)

WP (%)

IP (%)

0

48.5

29.0

19.3

2

45.7

28.0

17.7

5

43.8

26.8

17.0

8

43.0

26.3

16.7


11
Hình 1.1. Quan hệ giữa giới hạn chảy, giới hạn dẻo và chỉ số dẻo với hàm
lượng muối, mẫu đất Tầm Vu – Long An.

60
50
40
30
20
10
0

48,5

44,3
27,6
16,7

24,3
24,2

39,6

36,7

24,5
15,1

22,0
14,7
Giới hạn chảy

0

2

4

6

Giới hạn dẻo

8

Chỉ số dẻo

Hàm lượng muối trong đất (%)

Hình 1.2. Quan hệ giữa giới hạn chảy, giới hạn dẻo và chỉ số dẻovới hàm
lượng muối, mẫu đất Vàm Rồng – Bến Tre.

60
50

48.5

40

45.7

43.8

43.0

30

29.0

28.0

26.8

20

26.3

19.3

17.7

17.0

16.7

10
0
0

2

4

6

Hàm lượng muối (%)

8

Giới hạn chảy
Giới hạn dẻo
Chỉ số dẻo

12
2. Kết quả thí nghiệm cắt :
Bảng 1.3. Kết quả thí nghiệm cắt mẫu đất Tầm Vu – Long An.
Hàm lượng muối




2


2

2



C

%

kG/cm

kG/cm

kG/cm

độ

kG/cm2

0

0.657

0.803

0.949

8o18'

0.48

2

0.657

0.760

0.840

5o14'

0.52

5

0.584

0.657

0.730

4o11'

0.49

Hình 1.3. Sự thay đổi ứng suất cắt  theo hàm lượng muối, mẫu đất Tầm Vu –
Long An.

ứng suất cắt (kG/cm2)

1,2
1,0

0,949
0,803

0,8

0,657

0,6

0,840
0,760
0,657

0,730
0,657

0,584





0,4
0

2
4
Hàm lượng muối trong đất (%)

6

Bảng 1.4. Kết quả thí nghiệm cắt mẫu đất Bến Giá – Vónh Long.
Hàm lượng muối
%









kG/cm2

kG/cm2

kG/cm2

độ

C
kG/cm2

0

0.584

0.657

0.730

4o11'

0.49

2
5

0.365
0.292

0.438
0.368

0.511

0.438

o

0.29

o

0.22

4 11'
4 11'


13
Hình 1.4. Sự thay đổi ứng suất cắt  theo hàm lượng muối, mẫu đất Bến Giá –
Vónh Long.
0,8

Ứ ng suấ t cắ t (kG/cm2)

0,730
0,657

0,6





0,584
0,511

0,4

0,438

0,438

0,365

0,368
0,292

0,2
0

2

4

6

Hàm lượng muối trong đất (%)

Bảng 1.5. Kết quả thí nghiệm cắt mẫu đất Vàm Rồng – Bến Tre.
Hàm lượng muối









C

%

kG/cm2

kG/cm2

kG/cm2

độ

kG/cm2

0

0.511

0.657

0.803

8o18'

0.39

2

0.438

0.547

0.657

6o14'

0.32

5

0.401

0.511

0.584

5o12'

0.30

Ứ ng suấ t cắ t (kG/cm2)

Hình 1.5. Sự thay đổi ứng suất cắt  theo hàm lượng muối, mẫu đất Vàm
Rồng – Bến Tre.

0,9

0,803

0,7

0,657

0,657
0,547
0,438

0,511

0,5

0,584
0,511
0,401

0,3
0,1
0

2

4

Hàm lượng muối trong đất (%)

6






14
Qua kết quả thí nghiệm cho thấy rằng: Giới hạn dẻo, giới hạn chảy, chỉ số
dẻo của đất nhiễm mặn đều giảm theo cấp độ tăng lên của hàm lượng muối trong
đất. Độ bền chống cắt của đất nhiễm mặn cũng giảm theo cấp độ tăng lên của hàm
lượng muối trong đất.
1.1.1.2. Sự thay đổi hệ số trương nở tự do của đất nhiễm mặn khi tiếp xúc với môi
trường nước ngọt :
PGS.TS Trần Thị Thanh và TS Tô Văn Lận đã nghiên cứu về sự rửa mặn và
tích nước ngọt đến sự trương nở của đất nhiễm mặn. Thí nghiệm được tiến hành với
đất loại sét lấy ở khu vực tiểu vùng N3 – vùng nuôi tôm Đầm Nại, kết quả đầm nện
Proctor thu được cmax=1.75 T/m3, Won=15%, các mẫu chế bị có cùng c=0.95 x
cmax=1.66T/m3, nhưng độ ẩm thay đổi từ nhánh trái đường Proctor W1=11% với
W2=Won=15% và sang nhánh phải đường Proctor với W3=18%. Thí nghiệm trương nở
được thực hiện trong hai môi trường nước: nước ngọt và nước biển. Chỉ tiêu tính chất
vật lý của mẫu thí nghiệm được ghi ở bảng 1.6, kết quả thí nghiệm được ghi ở bảng
1.7 và biểu diễn bằng đồ thị trên hình 1.6.
Bảng 1.6. Chỉ tiêu tính chất vật lý mẫu đất dùng trong thí nghiệm
Thành phần cỡ hạt theo % trọng lượng Khối lượng
Giới hạn Atterberg
Sỏi sạn
Cát
Bụi
Sét

riêng
Chảy Dẻo Chỉ số dẻo
>2

2-0.05

0.05-0.005

< 0.005

c

WL

WP

IP

%
3.3

%
50.0

%
7.9

%
38.8

g/cm3
2.69

%
47.4

%
22.5

%
24.9

Bảng 1.7. Kết quả thí nghiệm trương nở
Đặc điểm

Kết quả thí nghiệm trương nở

trương nở

Trong nước ngọt

Trong nước biển
N

N

c

c

Wcb

R

W

RN

WN

T/m3
1.84
1.91
1.96

T/m3
1.66
1.66
1.66

%
11.0
15.0
18.0

%
34.31
31.02
23.61

%
57.68
47.49
38.95

%
7.14
5.30
3.18

%
23.55
24.00
24.80


15
Hình 1.6. Sự thay đổi hệ số trương nở tự do RN của mẫu đất chế bị có c=1.66

40
35
30
25
20
15
10
5
0

2

y = -0.2354x + 5.2968x + 4.5236
R2 = 1

%

Hệ số trương nở tự do NR,

T/m3; có độ ẩm ban đầu W=(11.0;15.0;18.0)% trong môi trường nước ngọt, nước biển.

y = -0.0352x2 + 0.4562x + 6.3857
2

R =1
10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Độ ẩm ban đầu của mẩu thí nghiệm W, %

Nước ngọt

Nước biển

Ngoài ra, để nghiên cứu đặc điểm trương nở của công trình được đắp bằng đất
nhiễm mặn, tác giả đã dùng đất nhiễm mặn thuộc khu vực đồng muối Đầm Vua
(Bình Thuận), chỉ tiêu tính chất vật lý của mẫu đất ở bảng 1.8. Tổng hàm lượng muối
hoà tan trong nhóm đất thí nghiệm là 0.3%, các mẫu thí nghiệm được chế bị với dung
trọng khô c=cmax=1.95 T/m3, có độ ẩm ban đầu W=Won=13.0%.Thí nghiệm trương
nở được thực hiện trong hai môi trường: nước mặn và nước ngọt. Kết quả thí nghiệm
trình bày bằng đồ thị hình 1.7
Từ những kết quả thí nghiệm cho thấy đất bị nhiễm mặn trương nở mạnh trong
môi trường nước ngọt, nhưng trương nở không đáng kể trong môi trường nước mặn.
Bảng 1.8. Chỉ tiêu tính chất vật lý mẫu đất dùng trong thí nghiệm
Thành phần cỡ hạt theo % trọng lượng Khối lượng
Giới hạn Atterberg
Sỏi sạn
Cát
Bụi
Sét
riêng
Chảy Dẻo

Chỉ số dẻo
>2
%
5.0

2-0.05
%
53.0

0.05-0.005
%
22.0

< 0.005
%
20.0

c
3

g/cm
2.65

WL

WP

IP

%

24.6

%
14.4

%
10.2


16

Hệ số trương nở RN ,%

Hình 1.7. Sự thay đổi hệ số trương nở RN theo môi trường nước :
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0

N

R =3.9%

RN=0.5%

0

24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264

Thời gian trương nở t, giờ
Nước mặn

Nước ngọt

1.1.2. Những nghiên cứu về đất nhiễm mặn ở nước ngoài :
nh hưởng của sự nhiễm mặn đã được các nhà khoa học nước ngoài nghiên
cứu như là :
1/ V.D.Lomtadze :
Theo V.D.Lomtadze, trong đất nhiễm muối, cácmuối dễ hoà tan hợp thành
một pha không ổn định. Khi có sự thay đổi độ ẩm trong đất, chúng dễ dàng chuyển
thành dạng dung dịch, nó sẽ quyết định những đặc điểm riêng biệt của đất nhiễm
mặn. Những nghiên cứu của ông cho thấy ngoài tính chất cơ lý bị biến đổi khi bị rửa
lũa và hoà tan các muối của đất, còn được đặc trưng bởi khả năng ngưng keo và mất
nước khi hàm lượng muối tăng cao. ng cũng cho thấy trong đất nhiễm mặn, giới hạn
dẻo của đất nhỏ hơn trong những đất có thành phần tương tự nhưng không nhiễm
muối. Khi độ ẩm cao hơn độ ẩm tốt nhất, sức chống cắt giảm đáng kể so với đất
không nhiễm muối.
2/ V.P.Petrukhin :


17

Từ những nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm trên những loại đất nhiễm
mặn, V.P.Petrukhin đưa ra một số kết luận sau :

+ Độ bền chống cắt của đất chứa thạch nhiễm mặn thay đổi rất phức tạp và
phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như : hàm lượng và thành phần muối, trạng thái cấu
trúc, mật độ và đặc biệt là độ ẩm của đất.
+ Về độ lún xói ngầm của đất nhiễm mặn : tác giả đã tiến hành nhiều thí
nghiệm lọc muối bằng thấm bởi nước hay chất lỏng khác trong các loại đất để nghiên
cứu về hiện tượng lún xói ngầm. Hầu hết các nghiên cứu cho thấy ở những vùng đất
khác nhau, độ lún xói ngầm của đất cũng rất khác nhau.

1.2.

NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT NHIỄM PHÈN :
Ở nước ta đất nhiễm phèn chiếm diện tích rất lớn, tập trung chủ yếu ở khu vực

đồng bằng sông Cửu Long. Và hiệ n nay, ở Đồ n g Bằ n g Sô n g Cử u Long việ c đà o
kê n h dẫ n nướ c ngọ t và o vù n g nướ c phè n để thau chua rử a phè n sả n xuấ t
nô n g nghiệ p và cù n g vớ i qui hoạ c h đó ngườ i ta cũ n g xâ y dự n g nhiề u cô n g
trình thủ y lợ i , giao thô n g, xâ y dự n g dâ n dụ n g trê n vù n g đấ t phè n dầ n dầ n
đượ c ngọ t hó a . PGS Tiến só Trần Thị Thanh và Thạc só Nguyễn Ngọc Thọ đã có
những nghiên cứu về đất nhiễm phèn ở khu vực này như sau:
1.2.1. Sự thay đổ i mộ t số tính chấ t cơ lý củ a đấ t chua phè n trong quá trình
tiế p xú c vớ i nướ c ngọ t :
Cá c tá c giả có nhữ n g kế t quả nghiê n cứ u bướ c đầ u về sự thay đổ i tính
dẻ o , tính né n lú n và sứ c chố n g cắ t củ a đấ t phè n trong quá trình ngọ t hoá ở
Tâ n Thạ n h(Long An), Chủ Chí(Bạ c Liê u ), Rạ c h Giá-Kiê n Lương. Chỉ tiê u
tính chấ t vậ t lý và độ pH củ a cá c mẫ u đấ t tự nhiê n đượ c ghi ở bả n g 1.9
Kế t quả thí nghiệ m giớ i hạ n chả y và giớ i hạ n dẻ o củ a cá c mẫ u đấ t có
độ pH khá c nhau đượ c biể u diễ n bằ n g đồ thị trê n hình 1.8 và hình 1.9, kế t
quả thí nghiệ m né n lú n đượ c trình bà y trê n hình 1.10 ; 1.11. Kế t quả thí

18
nghiệ m sứ c chố n g cắ t củ a cá c nhó m mẫ u đượ c ghi ở bả n g 1.10 và cá c đồ thị
trê n hình 1.12; 1.13; 1.14. Từ nhữ n g kế t quả đó tá c giả rú t ra nhữ n g nhậ n xé t
ban đầ u :
_ Tính dẻo, chảy của đất phèn giảm trong môi trường nước ngo ït so
với môi trường nướ c phèn.
_ Sức chống cắt của đất phèn giảm trong môi trường nước ngọt so
với môi trường nước phèn.
_ Tính nén lún của đất phèn giảm trong môi trường nước ngọt so
với môi trường nướ c phèn.


19

Bảng 1.9. Chỉ tiêu vật lý của các mẫu đất nhiễm phèn
Thành phần cỡ hạt theo %
trọng lượng
Mẫu đất

Trạm TânThạnh
(Long An)

Đập Chủ Chí
(Bạc Liêu)

Rạch GiáKiên Lương

Sỏi

Giới hạn Atterberg

Khối
lượng

sạn
>2

Cát

Bụi

Sét

2-0.05

0.05-0.005

< 0.005

riêng
c

%
-

%
13.0
11.5
10.1
16.5
14.3

5.9
10.0
5.8
8.2
4.5

%
54.6
58.0
56.4
49.0
53.2
44.0
56.0
40.1
46.3
33.5

%
32.4
30.5
33.5
34.5
32.5
50.1
34.0
54.1
45.5
62.0

-

3.8
4.1
2.8
2.6
1.9

53.7
43.9
50.7
50.6
46.9

42.5
52.0
46.5
46.8
51.2

Chỉ số

Chảy

Dẻo

WL

WP

dẻo
IP

pH

Loại đất

g/cm3
2.63
2.62
2.64
2.65
2.63
2.77
2.75
2.74
2.74
2.71

%
42.8
44.7
46.9
39.5
41.4
55.8
49.2
48.1
44.4
55.7

%
25.3
25.2
29.5
21.3
23.3
31.2
28.7
27.9
24.7
32.7

%
17.5
19.5
17.4
18.2
18.1
24.6
20.5
20.2
19.7
23.0

3.04
3.22
3.50
3.42
3.15

3.32
3.25
3.35
3.40
3.10

Sét
Sét
Sét
Sét
Sét
Sét
Sét
Sét
Sét
Sét

2.64
2.66
2.68
2.67
2.66

53.0
58.2
56.2
56.7
55.8

33.5

36.7
35.4
36.8
34.2

19.5
21.5
20.8
19.9
21.6

2.95
3.10
3.00
2.81
3.35

Sét
Sét
Sét
Sét
Sét


Giới hạn chảy WL,%

20

58
57,5

57
56,5
56
55,5
55
54,5
54
53,5
53
52,5
3,43

y = 65,296x-0,1099
R2 = 0,9202

3,93

4,43

4,93

5,43

5,93

6,43

6,93

7,43

pH

Hình 1.8. Sự thay đổi giới hạn chảy của đất theo môi trường nước có độ pH khác
nhau ( pH = 7; 3.9; 3.43 )

32.0

Giới hạn dẻo Wp,%

31.8
31.6
31.4

y = 33.995x-0.0571

31.2

R2 = 0.9407

31.0
30.8
30.6
30.4
30.2
3.43

3.93

4.43

4.93

5.43

5.93

6.43

6.93

7.43

pH

Hình 1.9. Sự thay đổi giới hạn dẻo của đất theo môi trường nước có độ pH khác nhau
( pH = 7; 3.9; 3.43 )


21

0.70

Hệ số rỗng e

0.68
0.66
pH=7

0.64

pH=3.9
pH=3.43

0.62
0.60
0

1

2

3

4

Áp lực nén P, KG/cm2

Hình 1.10. Biểu đồ thí nghiệm nén ở trạng thái bão hoà, nhóm mẫu C7 – Chủ Chí c=1.62 T/m3, Wcb=22.0% - Theo môi trường nước có độ pH khác nhau

0,80

Hệ số rỗng e

0,78
0,76
0,74
0,72

pH=7

0,70

pH=3.9

0,68

pH=3.43

0,66
0

1

2

3

4

Áp lực nén P, kG/cm2

Hình 1.11. Biểu đồ thí nghiệm nén ở trạng thái bão hoà, nhóm mẫu C8 – Chủ Chí c=1.54 T/m3, Wcb=22.0% - Theo môi trường nước có độ pH khác nhau


22
Bảng 1.10

Kết quả thí nghiệm sức chống cắt theo hàm lượng phèn
Dung trọng

chế bị

Độ ẩm
chế bị

P=1

P=2

P=3

c

W







T/m3

%

kG/cm2

kG/cm2

kG/cm2

4

5

6

7

8

9

1

7.00

1.62

22.0

0.449

0.698

2

3.90

1.62

22.0

0.533

3.43

1.62

22.0

4

3.29

1.62

5

3.26

TT

Công trình

Nhóm Độ
mẫu chua
pH

1

2

3

1

3

C1
Chủ Chí

2
3

C2

4

3
4
5

C

độ

kG/cm2

10

11

12

0.947

0.249

14o00'

0.20

0.826

1.119

0.293

16o20'

0.24

0.708

1.026

1.344

0.318

17o40'

0.39

22.0

0.738

1.066

1.394

0.328

18o10'

0.41

1.62

22.0

0.768

1.106

1.444

0.338

18o40'

0.43

7.00

1.54

22.0

0.374

0.568

0.762

0.194

11o00'

0.18

3.90

1.54

22.0

0.472

0.724

0.976

0.250

14o10'

0.22

3.43

1.54

22.0

0.607

0.884

1.161

0.277

15o30'

0.33

0.290

o

16 10'

0.36

0.306

o

0.37

3.26

1
2



3.29

5

7.00
Rạch GiáKiên Lương

3.90
R1

tg

Góc ma
Lực dính
sát

1.54
1.54
1.65
1.65

22.0
22.0
19.6
19.6

0.650
0.676
0.314
0.402

0.940
0.982
0.478
0.624

1.230
1.288
0.642
0.846

17 00'
o

0.164

9 20'

0.15

0.222

o

12 30'

0.18

o

3.43
3.29

1.65
1.65

19.6
19.6

0.528

0.580

0.796
0.870

1.064
1.160

0.268
0.290

15 00'
16o10'

0.26
0.29

3.26

1.65

19.6

0.612

0.914

1.216

0.302

16o50'

0.31


23

Nhóm mẫu C1

Hình 1.12. Kết quả thí nghiệm sức chống cắt theo hàm lượng phèn của nhóm mẫu C1, Chủ Chí-Bạc Liêu
chế bị c = 1.62 T/m3, Wcb= 22%


24

Nhóm mẫu C2

Hình 1.13. Kết quả thí nghiệm sức chống cắt theo hàm lượng phèn của nhóm mẫu C2, Chủ Chí-Bạc Liêu
chế bị c = 1.54 T/m3, Wcb= 22%


25

Nhóm mẫu R1

Hình 1.14. Kết quả thí nghiệm sức chống cắt theo hàm lượng phèn của nhóm mẫu R1, Rạch Giá-Kiên Lương
chế bị c = 1.65 T/m3, Wcb= 19.6%