Nghiên cứu đánh giá khả năng mất ổn định thấm nền đê tân cương vĩnh phúc và đề xuât giải pháp xử lý thích hợp

Bộ giáo dục và đào tạo
trường đại học mỏ - địa chất

Phạm đức hậu

Nghiên cứu đánh giá khả năng
mất ổn định thấm nền đê tân cương vĩnh phúc
và đề xuất giải pháp xử lý thích hợp

Luận văn thạc sỹ kü thuËt

Hµ néi - 2008


1

MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Đoạn đê Tân Cương nằm trong hệ thống đê Tả sông Hồng được xây
dựng từ thời nhà Nguyễn. Cuối thế kỷ 19, đê được đắp bằng phương pháp thủ
công với vật liệu là đất lấy tại chỗ. Cùng với sự tồn tại của nó, nhà nước
thường xuyên tu bổ, củng cố để đảm bảo an tồn cho các huyện phía Nam
tỉnh Vĩnh Phúc và thành phố Hà Nội. Tuy nhiên, do được đắp thủ cơng trên
vùng có cấu trúc nền phức tạp, các lớp đất thường có độ nén chặt khơng cao,
độ bền thấp làm cho sự ổn định của đê thường xuyên bị đe dọa.
Đê Tân Cương, đoạn từ Km6 - Km8 được đánh giá là đoạn đê xung yếu
nhất huyện Vĩnh Tường, tỉnh Vĩnh Phúc. Thực tế, hàng năm nước lũ sông
Hồng đạt mức báo động 3, ở đoạn đê này xảy ra nhiều mạch sủi, mạch đùn đe
dọa nghiêm trọng sự ổn định của đê. Vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá khả
năng mất ổn định thấm của đoạn đê này để từ đó có các biện pháp xử lý thích
hợp là việc làm có ý nghĩa quan trọng và tính cấp thiết cao.

2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Môi trường địa chất nền đê và các yếu
tố ảnh hưởng đến mất ổn định thấm nền đê.
Phạm vi nghiên cứu : Đoạn đê Tân Cương từ Km6 - Km8 thuộc tuyến
đê tả sông Hồng, nơi xảy ra quan hệ tương tác giữa nước sông dâng cao với
môi trường địa chất nền đê.
3. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là làm sáng tỏ khả năng mất ổn định thấm nền đê
Tân Cương Vĩnh Phúc, để từ đó đề xuất các giải pháp xử lý thích hợp nhằm
nâng cao mức độ ổn định nền cho đoạn đê này.
4. Nhiệm vụ của đề tài
- Làm sáng tỏ đặc tính biến dạng thấm của các kiểu cấu trúc nền đê Tân Cương.


2

- Đánh giá khả năng mất ổn định thấm của các kiểu cấu trúc nền đã
phân chia.
- Đề xuất giải pháp xử lý biến dạng thấm thích hợp theo các kiểu cấu
trúc nền đê nhằm đảm bảo ổn định cho đê.
5. Nội dung nghiên cứu
+ Điều kiện địa lý tự nhiên khu vực Vĩnh Phúc, chế độ thuỷ văn của
sông Hồng nói chung và đoạn chảy qua xã Tân Cương, huyện Vĩnh Tường,
tỉnh Vĩnh Phúc nói riêng.
+ Đặc điểm địa chất Đệ Tứ khu vực đê Tả sông Hồng Vĩnh Phúc.
+ Đặc điểm địa chất cơng trình nền đê Tả Sông Hồng, đoạn Tân Cương
Km6 - Km8.
+ Theo quan điểm đánh giá ổn định thấm, tiến hành phân chia các kiểu
cấu trúc nền đê trong phạm vi nghiên cứu.
+ Phân tích và đánh giá khả năng ổn định thấm của các kiểu cấu trúc

nền đê đã phân chia.
+ Phân tích các giải pháp kỹ thuật xử lý biến dạng thấm áp dụng đối
với các kiểu cấu trúc nền đê.
+ Đề xuất giải pháp xử lý biến dạng thấm thích hợp để đảm bảo cho đê
ổn định lâu dài.
6. Phương pháp nghiên cứu
Để giải quyết nhiệm vụ của đề tài, luận văn sử dụng tổng hợp các
phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp địa chất: Phân tích điều kiện hình thành và đặc điểm cấu
trúc môi trường địa chất, sự biến đổi của môi trường này dưới tác động của
các yếu tố tự nhiên cũng như nhân tạo.
- Phương pháp thực nghiệm: Khảo sát lấy mẫu và phân tích mẫu đất
trong phịng thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý.


3

- Phương pháp phân tích hệ thống: Nhằm xác định các nguyên tắc
chung tiến hành nghiên cứu đề tài, xác định nguyên nhân hình thành, điều
kiện hỗ trợ và cơ chế xảy ra biến dạng thấm tại đoạn đê nghiên cứu.
- Phương pháp toán học thống kê: Xử lý kết quả thí nghiệm chỉ tiêu cơ
lý của các lớp đất nền đê.
- Phương pháp tính tốn lý thuyết: Sử dụng phương pháp mơ hình tốn
- cơ học đánh giá khả năng biến dạng thấm đoạn đê nghiên cứu.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Kết quả đánh giá khả năng mất ổn định thấm nền đê và đề xuất các giải
pháp xử lý thích hợp trên cơ sở đặc điểm cấu trúc nền đê, và phân tích hiệu
quả kỹ thuật của giải pháp xử lý có đủ độ tin cậy khoa học để áp dụng trong
thực tiễn bảo vệ an toàn đoạn đê Tân Cương Vĩnh Phúc và các tuyến đê khác
có đặc điểm cấu trúc nền tương tự.

8. Cơ sở tài liệu của luận văn
Luận văn được hoàn thành trên cơ sở các tài liệu nghiên cứu của chính
tác giả, các tài liệu liên quan đến đề tài luận văn của các nhà khoa học, các tài
liệu lưu trữ về địa chất, địa mạo, thuỷ văn, địa chất thủy văn, địa chất cơng
trình ở đoạn đê Tân Cương Vĩnh Phúc và vùng xung quanh của các cơ quan
nghiên cứu, sản xuất và quản lý khác nhau, cùng một số tài liệu khác.
9. Cấu trúc của luận văn
Luận văn kết cấu gồm phần mở đầu và 4 chương, dày 101 trang đánh
máy khổ A4, 08 bảng số liệu và 77 hình vẽ, đồ thị (trong đó các hình vẽ lớn
khơng trình bày trong luận văn).
Luận văn được hồn thành tại bộ mơn Địa chất cơng trình, Trường Đại
học Mỏ - Địa chất, dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sỹ Tơ Xn Vu.
Trong q trình thực hiện, Tác giả đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ
của Phòng Đại học và Sau đại học, Bộ môn Địa chất công trình, sự giúp đỡ và


4

ý kiến đóng góp của các giảng viên thuộc Bộ mơn Địa chất cơng trình, Bộ
mơn Địa kỹ thuật trường Đại học Thuỷ lợi, Công ty Tư vấn Xây dựng Thuỷ
Lợi I, Cục Quản lý Đê điều và Phòng chống Lụt bão, Chi cục Quản lý Đê điều
và phòng chống lụt bão tỉnh Vĩnh Phúc, Đội Quản lý Đê huyện Vĩnh Tường Vĩnh Phúc cùng các đồng nghiệp. Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ
quý báu của thầy hướng dẫn TS. Tô Xuân Vu, các thầy trong Bộ mơn Địa
chất cơng trình, các cơ quan, sự ủng hộ của đồng nghiệp, bạn bè và gia đình
trong quá trình hồn thành luận văn.


5

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ BIẾN DẠNG THẤM
CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU BIẾN DẠNG THẤM
1.1. Khái niệm về biến dạng thấm
Trong thực tế khi xây dựng các cơng trình như đê, đập, khai thác mỏ,
khai thác đào ngầm, đặc biệt là các cơng trình ngăn nước thường xảy ra hiện
tượng di chuyển hạt khống dưới tác dụng của dịng thấm, làm cho độ rỗng
của đất tăng lên, gây mất ổn định nền cơng trình. Đó chính là biểu hiện của
q trình biến dạng thấm.
Biến dạng thấm thường xảy ra trong thực tế xây dựng cơng trình nên đã
được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giới và trong nước. Theo
V.A Mironenko và V.M.Sextakov cho rằng, dưới tác dụng của nước dưới đất
không những làm thay đổi trạng thái ứng suất của đất đá, mà cịn có thể làm
cho kiến trúc của đất đá bị xáo động (hoặc phá hoại) do ảnh hưởng của những
quá trình moi và vận chuyển cơ học gây nên bởi lực thuỷ động. Biến dạng do
những q trình đó gọi là biến dạng thấm [13]. Theo tác giả Nguyễn Trấn,
biến dạng thấm là biến dạng của đất do quá trình tác dụng của dòng thấm làm
thay đổi các chỉ tiêu vật lý, cơ học như cấp phối hạt, khối lượng thể tích, độ lỗ
rỗng, lực dính kết, góc ma sát trong, hệ số nén lún, hệ số thấm...gây nên[2].
Tác giả Phạm Văn Tỵ đưa ra định nghĩa cụ thể về biến dạng thấm như sau:
“Biến dạng thấm là biến dạng do tác dụng của dòng thấm trong đất gây ra khi
áp lực thấm vượt quá áp lực thấm giới hạn của đất: [6]. Tác giả Tô Xuân Vu,
cho rằng: “Biến dạng thấm là biến dạng xảy ra trong môi trường đất đá do tác
dụng của lực thấm khi nước vận động. Biến dạng thấm xảy ra làm tăng độ lỗ
rỗng, thay đổi trạng thái ổn định của đất đá và gây ảnh hưởng lớn đối với
cơng trình xây dựng [9].
Biến dạng thấm có thể xảy ra theo nhiều hình thức khác nhau. Theo các
nhà cơ học đất như V.M Sextakov, R.Whitlow, V.A Mironenko ... thì các


6

hình thức biến dạng thấm chủ yếu xảy ra dưới nền cơng trình là xói ngầm và
đùn đất. Điều kiện phát sinh, phát triển những hình thức này phụ thuộc vào
nhiều yếu tố.
Xói ngầm là hình thức biến dạng thấm được các nhà khoa học nghiên
cứu khá nhiều vì nó xảy ra phổ biến khi xây dựng các cơng trình thủy lơi.
Theo V.A Mironenko, xói ngầm được hiểu là sự moi cuốn đi những hạt nhỏ
qua lỗ rỗng của cốt đất hạt to hơn và thốt ra ngồi. Kết quả, xói ngầm phát
triển chủ yếu trong đất có độ dính kết nhỏ, đặc biệt là trong cát. Mức độ xói
ngầm phát triển phụ thuộc vào độ không đều hạt (đánh giá qua hệ số không
đều hạt -η) và Gradient áp lực thấm (J). Đất càng không đều hạt, áp lực thấm
càng lớn thì xói ngầm càng dễ xảy ra. Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa
học N.M.Botskov (1936), A.N. Patrsev (1938 - 1945), V.X. Ixtomina (1957)
[24] cho thấy, xói ngầm dễ phát sinh trong đất có η>20, khi η<20 thì chủ yếu
phát triển hình thức cát chảy, cịn khi 10<η<20 trong đất để có thể phát triển
cả hai hình thức xói ngầm và cát chảy. Khi nghiên cứu điều kiện phát sinh xói
ngầm, V.X.Ixtomina (1957) cũng đã kết luận đất càng đều hạt, xói ngầm xuất
hiện với gradient áp lực thấm càng thấp. Bằng thí nghiệm, V.X.Ixtomina đã
lập đồ thị quan hệ giữa J ứng với lúc bắt đầu xói ngầm với η của cát (theo
quan điểm moi cuốn khơng ngừng) và đã xác định vùng gradient an tồn và
vùng gradient gây xói ngầm của dịng thấm [24]. Từ đồ thị có thể thấy, khi η
<10 sự phá hoại nền do xói ngầm chỉ xảy ra khi J>0,52, nhưng sự moi cuốn
(có mức độ) những hạt nhỏ vẫn có thể xảy ra khi J nhỏ hơn 0,52.
Về điều kiện tốc độ dịng thấm gây xói ngầm. Đ.Đ Đjaxtin (1936) đã
xác định và đưa ra bảng số liệu về tốc độ bắt đầu gây xói ứng với kích thước
các cỡ hạt trong đất. Từ bảng này có thể xác định đường kính của các hạt
trong đất khơng đồng nhất mà với tốc độ tương ứng của dòng thấm, chúng bị
moi cuốn đi cùng với các hạt nhỏ khi bắt đầu xói ngầm [11]. V. X. Ixtomina

7

cũng đưa kết quả xác định tốc độ dòng thấm ứng với lúc bắt đầu làm dịch
chuyển các hạt kích thước đường kính hữu hiệu (d10) Zikkard cịn đưa ra cơng
thức xác định tốc độ của dịng thấm ứng với lúc bắt đầu xuất hiện xói ngầm
phụ thuộc vào hệ số thấm (K) của đất.

vr = K / 15

(1-1)

Trường hợp xói ngầm tiếp xúc giữa hai lớp cát có kích thước hạt khác
nhau, bằng thực nghiệm L.I. Kozlova đã đưa ra cơng thức xác định tốc độ
dịng thấm bắt đầu moi chuyển được hạt cát ra khỏi lớp nhỏ để đi vào lớp hạt
lớn phụ thuộc vào đường kính kiểm tra của các lớp này (d60 và D60):

d2 
vr = 0,26d 602 1 + 1000 602 
D60 


(1-2)

Theo V.Đ.Lomtade [11], xói ngầm thường phát triển chậm chạp và
biểu hiện rất đa dạng ở các mức độ khác nhau, xói ngầm có thể tạo ra các
đường xói và do vậy tạo ra các dịng thấm tập trung, thúc đẩy q trình phá
hoại của dịng thấm. V.A.Mironenko [13] khẳng định, xói ngầm có thể phát
triển ở mức độ nào đó, tuỳ thuộc vào η và J, trong dó, sự moi cuốn các hạt
nhỏ qua lỗ rỗng của hạt lớn có thể mức độ (đến một lúc nào đó thì chấm dứt)
hoặc có thể moi cuốn không ngừng làm phá hoại đất.

Đùn đất cũng là một hình thức biến dạng thấm được quan tâm nghiên
cứu tương tự như xói ngầm vì tính phổ biến của nó. Đùn đất có 2 dạng khác
nhau: Tồn bộ một bộ phận (phần) đất đồng thời bị đẩy nổi và biến dạng được gọi là bục đất và đùn đất xảy ra ở những chỗ riêng rẽ, hạn chế về diện
tích và thể hiện dưới dạng mạch đùn, mạch sủi. Theo V.A.Mironenko [13]
đùn đất có thể xảy ra trong đất dính mềm yếu hoặc trong cát tương đối đồng
nhất. Đùn đất xảy ra trong cát thường được gọi cát chảy.
V.Đ.Lomtade [12] cho rằng, cát chảy là hiện tượng di chuyển của khối
cát dưới tác dụng của áp lực nước hay trọng lượng bản thân cùng với sự bôi


8

trơn của hạt mịn khi chúng lộ ra ngoài. Bản chất tính chảy của cát chảy đã
được giải thích trong các cơng trình nghiên cứu của nhiều nhà khoa học.
K.Terzaghi (1933) cho rằng, tính chảy của cát hồn tồn chỉ do tác dụng của
áp lực thuỷ động, tính chảy chẳng phải là bản chất của một loại cát đặc biệt
nào A.F Lebedev (1935) N.N Maxlov (1958, 1968, 1971) và một số nhà
nghiên cứu đã kết luận: Tính chảy khơng những chỉ liên quan với áp lực thuỷ
động mà còn liên quan với thành phần đặc biệt trong cát, có những dấu hiệu
đặc trưng và gọi đó là cát chảy thật. Như vậy, có hai loại cát chảy: Cát chảy
thật và cát chảy giả. Tác giả N.N. Maxlov [24] V.Đ. Lomtade [11] đã phân
biệt rõ: Bản chất chảy của cát chảy thật liên quan tới tác dụng thủy động. Áp
lực thuỷ động khơng làm thay đổi đáng kể góc ma sát trong của cát mà chủ
yếu làm thay đổi trạng thái ứng suất trong đó và là nguyên nhân chủ yếu gây
nên tính chảy của cát chảy giả.
Về điều kiện để phát sinh cát chảy, các nhà khoa học cho rằng, cát chảy
chủ yếu phát triển trong đất cát có thành phần hạt tương đối đồng nhất
(η<10). Theo K.Terzaghi, N.N Maxlov, A.F Lebedev, gradient áp lực thấm
giới hạn (Jgh) của cát khi chịu tác dụng của dòng thấm đi lên được xác định:
Jgh = (γs-1)(1-n)

(1-3)

Trong đó: γs - Khối lượng riêng của đất
n - Độ lỗ rỗng của đất
Cát bị phá hoại khi gradient áp lực dòng thấm J>Jgh.
E.A.Zamarin (1931) đã xác định grandient giới hạn làm phát sinh cát chảy:
Jgh = (γs-1)(1-n) + 0,5

(1-4)

R.Whitlow khẳng định, trong đất khơng đính, điều kiện chảy xảy ra nếu
vận tốc thấm đủ lớn để áp lực thấm triệt tiêu được hoàn toàn ứng suất hiệu
quả, nghĩa là:
J>Jgh = γđ/γn,

(1-5)


9

Trong đó: γđ - Khối lượng thể tích của đất trong nước;
γn - Khối lượng riêng của nước
V.A. Mironenko cũng xác định Jgh, theo điều kiện trên và lấy Jgh xấp xỉ
bằng 1. Tuy nhiên, theo số liệu thí nghiệm trong phịng, V.A.Mironenko cho
rằng đất khơng dính bắt đầu bị chảy khi gradient áp lực thấm tại cửa ra bằng
khoảng 0,6 - 0,7 [13].
Sự hố lỏng cát bão hồ nước, đặc biệt là cát bụi, dưới tác dụng của lực
động khi có áp lực thuỷ động của dịng thấm cũng ảnh hưởng đáng kể tới quá
trình biến dạng thấm. Theo K.Terzaghi, V.A. Mironenko [13], q trình hố

khống, các hạt dịch chuyển và có xu hướng chiếm những vị trí sao cho độ
rỗng của hạt cát nhỏ hơn độ rỗng đã tồn tại, nước lỗ rỗng có tác dụng như
ngoại lực cản trở quá trình dịch chuyển ấy, đồng thời áp lực thuỷ động đủ lớn
tác dụng tới 0, đất trở nên tương tự như chảy lỏng ra. Điều kiện gradient áp
lực thấm phát sinh cát chảy có thể giảm đi đáng kể trong trường hợp có tác
dụng của lực động bên ngồi.
Sự phát sinh, phát triển xói ngầm và cát chảy còn quan hệ chặt chẽ tới
sự tồn tại miền thốt ra của vật liệu theo dịng thấm và cấu trúc của nền đất.
Trong trường hợp tầng chứa nước bị phủ bởi lớp phủ thấm nước yếu
(lớp phủ là đất dính), q trình biến dạng thấm xảy ra phức tạp hơn nhiều.
Chính lớp phủ đã đóng vai trị giữ khơng cho đất cát ở tầng chứa nước thoát
ra. Cát chỉ có thể thốt ra được khi lớp phủ thấm nước yếu bị phá vỡ (xảy ra
hiện tượng đùn đất) hoặc tồn tại những khuyết tật để hình thành dịng thấm
tập trung.
Đùn đất trong đất dính là hình thức biến dạng thấm thường thấy ở nền
các cơng trình dâng nước, đáy hố móng ... Dưới tác dụng của gradient áp lực
thấm, trong đất hình thành ứng suất cắt, khi ứng suất cắt vượt quá độ bền
kháng cắt của đất thì đùn đất xảy ra. Trong điều kiện dòng thấm đi lên, đùn


10

đất phát sinh không chỉ phụ thuộc vào ứng suất hiệu quả mà còn phụ thuộc
vào độ bền thấm của đất R. Whitlow đã chỉ ra rằng, điều kiện ổn định thấm
của đất dính khơng giống như đất rời, vì đất dính cịn có lực dính kết ngay cả
khi ứng suất pháp bằng 0 [14]. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có cơ sở lý
thuyết nào được thừa nhận rộng rãi để xác định gradient áp lực thấm giới hạn
phát sinh đùn đất trong đất dính. Trong các tiêu chuẩn thiết kế, thi cơng cơng
trình (bao gồm cả cơng trình thuỷ lợi), theo nguyên tắc thiên về an toàn điều
kiện ổn định thấm của đất dính vẫn được xác định giống như đất rời.

1.2. Cơ sở lý thuyết nghiên cứu áp lực thấm nền đê
Trên thực tế, mực nước lũ sơng Hồng ln biến đổi theo thời gian, dịng
thấm dưới nền đê trong mùa mưa lũ là dịng thấm khơng ổn định. Do vậy,
khơng thể xác định áp lực dịng thấm dưới nền đê trong mùa mưa lũ theo chế
độ thấm ổn định mà phải xác định theo chế độ thấm khơng ổn định. Đây là bài
tốn phức tạp, đã được nhiều nhà nghiên cứu đưa ra phương pháp giải tích
khác nhau, trong đó lời giải theo phương pháp giải tích của V.M Sextakov
cho kết quả tương đối chính xác và có độ tin cậy cao. Theo phương pháp này,
có thể xác định áp lực gia tăng của dòng thấm trong trường hợp thấm khơng
ổn định đối với dịng thấm đựơc coi là phẳng ngang một hướng áp dụng cho
sơ đồ thấm nửa khơng gian (sơ đồ có một biên mực nước biến đổi, cịn biên
kia ở xa vơ cùng) bằng cách tuyến tính hố phương trình vận động nước dưới
đất theo thời gian (phương trình Butxinet). Mơ hình bài toán phù hợp với vận
động thấm dưới nền đê trong mùa mưa lũ.
Phương trình tổng quát áp lực thuỷ động của nước dưới đất biến đổi theo
thời gian – Phương trình Buxinet là:
∂  ∂H  W µ ∂H
h
+ = .
∂x  ∂x  k k ∂t

(1.6)


11

Khi tầng chứa nước nằm ngang H có thể thay bằng h, phương trình (1.6)
có dạng:
∂  ∂h  W µ ∂h
= .

h  +
k ∂t
∂x  ∂x  k

Trong đó:

( 1.7)

H – cao độ mực nước sơng;
h – cao độ mực mước dưới đất;
W – lượng nước ngấm bổ sung;
x – chiều dài đường thấm phía trong đê;
t – thời gian biến đổi mực nước;
K – hệ số thấm lớp chứa nước;
µ - hệ số nhả nước.
w

H

h

V

h1

Hình: 1.1 – Sự thay đổi đường cong dâng nước theo sơ đồ nửa giới hạn.
Các phương trình (1.6), (1.7) là những phương trình phi tuyến. Có thể
giải chúng bằng cách tuyến tính hố phương trình, thay h = htb, phương trình
(1.2) có dạng:
∂ W 1 ∂H

+ = .
∂x B a ∂t
a=

k .htb
µ

(1.8)


12

Trong đó: a – hệ số truyền mực nước;
B – chiều dày tầng chứa nước.
Khi bỏ qua lượng nước ngấm bổ sung ( trường hợp đặc biệt của phương
trình Buxinet) W = 0 phương trình (1.8) có dạng:
∂ 2 h 1 ∂h
∂h
∂ 2h
=
.
hay
=
a
.
∂x 2 a ∂t
∂t
∂x 2

(1.9)

Phương trình (1.9) là phương trình cơ bản để nghiên cứu sự vận động của
nước dưới đất biến đổi theo thời gian.
Sextakov đã nghiên cứu phương pháp tuyến tính hố phương trình
Buxinet và đã đi đến kết luận: Trong môi trường hai lớp với hệ số thấm lớp
dưới khác lớp trên nhiều, đường cong hạ thấp áp lực gần như thẳng. Vì vậy,
tuyến hố phương trình Buxinet trong trường hợp này. Với giả thiết dòng
chảy phẳng ngang theo một hướng, khi cho biết điều kiện biên và điều kiện
ban đầu cao trình Ho, thì thuận tiện hơn cả là tính tốn sự biến đổi cột nước
∆H (x,t) so với cột nước ban đầu.

Trong đó:

∂∆H
∂ 2 ∆H
= a.
∂t
∂x 2

(1.10)

H(x.t) = Ho + ∆H(x,t)

(1.11)

∆H - áp lực gia tăng phía trong đê;
Ho – cao độ mực nước sông tại thời điểm ban đầu;
∆H(x,t) – biến đổi cột nước sơng.

Giải phương trình (1.11) với điều kiện biên sẽ có ∆H(x,t):

∆H(x,0) = 0
∆H(0,t) = ∆Ho


13

H

Ho
H(x,t)

Ho

X

Hình 1.2 – Sơ đồ dịng chảy phẳng ngang một hướng không ổn định.
Áp lực gia tăng tại điểm x sau thời gian t là nghiệm của phương trình
(1.10) có dạng:
∆H(x,t) = ∆Ho. erfc (λ),
với

λ=

(1.12)

x
k .m
, a*=
.
µ*

2 a * .t

.Có thể xác định a* theo công thức thực nghiệm của Sextakov:
a*=

k .z
,
0,007

(1.13)

Trong đó:
Hàm erfc (λ) có thể được xác định theo λ qua bảng lập sẵn;
a* - hệ số dẫn truyền mực nước áp lực của tầng chứa nước;
µ* - hệ số nhả nước đàn hồi của đất đá chứa nước;
z - độ sâu trung bình của tầng chứa nước áp lực;
Cơng thức (1.12) cho phép tính lượng gia tăng áp lực ∆H(x,t) phía trong
đê tại thời điểm bất kỳ.
Khi mực nước sông biến đổi đột biến (thực tế sự biến đổi của nước sông là
liên tục) hoặc dạng bậc thang, áp dụng phương pháp cộng dòng cho phép mở


14

rộng các nghiệm cơ bản nêu trên trong các trường hợp tổng quát về biến đổi
mực nước. Nghiệm của cấp đều tiên theo phương trình (1.12) là ∆Hio với cấp
bổ sung thứ 1 (t1 < t ≤ t2). Nghiệm tiếp theo có được bằng cách cộng các
nghiệm do cấp 2 biến đổi mực nước tại biến t = 0 ta có ∆Ho, tại t1 = 0 ta có.
∆Hoi, tương ứng với cấp thứ n có tn < t ≤ tn+1. Phương trình tổng qt có dạng:
n

∆H ( x, t ) = ∑ ∆H oi erfcλ ,
i =1

với

λ1 =

x
2 a * .(t − t i )

Trường hợp ở phía đê có bãi bồi hay thềm sông, chúng làm việc như một
sân phủ thượng lưu, có bề dày xác định, áp lực thấm trong trường hợp này
phải xét đến tính khơng hồn chỉnh về thuỷ động lực (khơng hồn tồn cắt
tầng chứa nước). Nghiệm phương trình có dạng:
∆H(x,t) = ∆Ho.F (λ,θ),
với

θ=

và

∆L =

at
∆L

(1.14)

,

m1 .T2
m1.m2 .k 2
=
k1
k1

T2 = m2.k2,
F(λ,θ) = erfc (λ) – eθ

2

+ 2 λθ

.erfc(λ + θ )

Trong đó: m1, k1 – chiều dày và hệ số thấm của bãi bồi thềm sông phía
ngồi đê;
m2, k2 – chiều dày và hệ số thấm của tầng chứa nước.
Có thể xét gần đúng sức cản thấm của bề dày bãi sơng bằng cách kéo dài
dịng thấm ra một đoạn ∆Lt tuỳ thuộc thời gian. Nghịêm của bài tốn có dạng:
H(x,t) = ∆Ho erfc (λ +∆λ)
Do đó:

 x + ∆L 

 2 at 

H(x,t) =∆Ho.erfc 

(1.15)
(1.16)


15

∆Lt = ∆Lt . ∆L,

Với

∆L - Chỉ số chảy xuyên tầng;
∆Lt - hệ số tra bảng phụ thuộc θ
Bảng 1.1 Bảng tra hệ số phụ thuộc khoảng cách và hệ số dẫn mực nước
theo thời gian.
θ
∆Lt

0,1

0,2

0,3

0,5

0,7

1,0

0,23 0,37

0,48

0,62

0,71 0,81

1,5

2,0

0,88 0,92

2,5

3,0

0,95 0,985

Khi θ > 2,5 nghĩa là ∆L < 0,4 a * t , có thể coi ∆Lt = ∆L (với độ chính xác 5%).
Từ kết quả của bài tốn, có thể xác định được gradient áp lực nước dưới
đất tầng chứa nước tác dụng lên đáy tầng phủ.
1.3. Điều kiện ổn dịnh thấm ở nền đê
Như đã trình bày ở trên, biến dạng thấm có thể xảy ra dưới hình thức xói
ngầm, đùn đất. Tuy nhiên, ở những nơi trên tầng chứa nước có tầng phủ thấm
nước yếu thì biến dạng thấm chỉ có thể phát triển khi tầng phủ thấm nước yếu
bị phá vỡ nghĩa là phải có miền thốt. Vì vậy, đánh giá khả năng ổn định thấm
ở nền đê, cần phải kiểm tra điều kiện tầng phủ không xảy ra đùn đất và điều
kiện khơng xảy ra nói ngầm.
* Điều kiện không xảy ra đùn đất

Đùn đất là hình thức biến dạng thấm thường phát sinh đầu tiên ở nền đê.
Khi đùn đất xảy ra ở một diện rộng có tính chất đột ngột gọi là bục đất, khi
đùn đất xảy ra ở diện hẹp, riêng rẽ thể hiện dưới dạng mạch đùn, mạch sủi
theo “Cơng trình thuỷ lợi các qui định chủ yếu về thiết kế TCXD VN 285:
2002 [18] điều kiện để không xảy ra đùn đất là:
Kđn > [K]
Trong đó:

Kđn – hệ số ổn định đẩy nổi; Kđn = γđ.mp/γnHđn;
γđ – khối lượng thể tích của đất trong nước;

(1.17)


16

γn – khối lượng riêng của nước;
mp – chiều dày tầng phủ;
Hđn – chiều cao cột áp đẩy nổi; Hđn = HMAX – Hđ;
Hđ – cao độ địa hình hay mực nước mặt tại vị trí tính tốn;
[K] – hệ số ổn định đẩy nổi cho phép
* Điều kiện không xảy ra xói ngầm
Hiện tượng xói ngầm trong đất loại cát có thể xảy ra với một
trong các điều kiện sau
- Điều kiện về thành phần hạt: Đất không đồng nhất ở mức độ nào đó,
các hạt có kích thước nhỏ hơn có thể chuyển dịch giữa các hạt lớn và
có thể bị di chuyển ra khỏi vị trí tồn tại của chúng. Để đánh giá mức độ
không đồng nhất của đất có thể sử dụng chỉ số khơng đều hạt η
-

Điều kiện về gradient áp lực thấm: Để không xảy ra xói ngầm, dịng

thấm cần phải có gradient áp lực thấm nhỏ hơn gradient áp lực thấm
cho phép.
J<[J]
Trong đó:

(1.18)

J – gradient áp lực thấm cục bộ;
J=

H MAX − H d
mp

(1.19)

Trong đó: HMAX – cao độ cột áp lớn nhất tại vị trí tính tốn;
HMAX = Hn + ∆HMAX
Hn – cao độ mực nước dưới đất tại thời điểm đầu tính tốn;
mp - chiều dày tầng phủ thấm nước yếu;
[J] - gradient áp lực thấm cho phép, đối với sét pha lấy [J] = 0,65.


17

1.4. Ảnh hưởng của biến dạng thấm tới sự ổn định nền đê
Như trên đã phân tích, biến dạng thấm nền đê là do tác dụng của dòng
thấm làm di chuyển các hạt khoáng trong các lớp đất đá, các hạt nhỏ bị moi
cuốn, vận chuyển ra khỏi kẽ hở của hạt lớn làm độ lỗ rỗng của đất tăng dần

lên, nền đất dần mất ổn định. Trong trường hợp dịng thấm có vận tốc thấm đủ
lớn, trong đất hình thành ứng suất cắt, khi ứng xuất cắt này vượt quá độ bền
kháng cắt của đất sẽ xảy ra đùn đất hoặc cát chảy. Như vậy, dưới tác dụng của
dòng thấm, nền đê có thể bị mất ổn định do độ rỗng tăng lên hoặc do lực tác
dụng của dòng thấm vượt quá độ bền của đất.
Vào mùa lũ, mực nước sông dâng cao làm cho áp lực dưới đất tác dụng
lên lớp phủ thấm nước yếu ở nền đê tăng lên quá trình vận động của nước
dưới đất diễn ra khơng ngừng, dịng thấm ln tác động tới nền đất nên có thể
moi cuốn các hạt vật liệu nhỏ theo các vị trí yếu và thốt ra ngồi dưới dạng
mạch đùn mạch sủi. Sự moi cuốn này ban đầu ít gây ra nguy hiểm cho nền đất
nhưng nó là tiền đề cho mạch đùn, mạch sủi phát triển mạnh hơn và q trình
biến dạng xảy ra trong mơi trường trầm tích nền đê ngày càng cao. Khi biến
dạng thấm phát triển mạnh, nước đẩy từ dưới đất đùn lên, đồng thời đất ở trên
sập xuống làm cho nền đê bị phá vỡ một cách nhanh chóng. Q trình biến
dạng thấm phát triển gây lún sập nền đất, nứt thân đê và dẫn đến vỡ đê là kết
quả tất yếu.


18

CHƯƠNG 2
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH VÀ PHÂN CHIA CÁC KIỂU
CẤU TRÚC NỀN ĐÊ TÂN CƯƠNG
2.1. Đặc điểm địa chất cơng trình nền đê
Đê Tân Cương được xây dựng trên nền trầm tích Đệ Tứ, có đặc điểm
địa chất cơng trình biến đổi phức tạp do chịu tác động mạnh mẽ bởi q trình
xâm thực, vận chuyển và tích tụ của sơng Hồng
2.1.1. Đặc điểm địa hình địa mạo
Địa hình chung khu vực Tân Cương Vĩnh Phúc là dạng chuyển tiếp của
dạng địa hình trung du với đồng bằng châu thổ, đặc trưng là kiểu địa hình bào

mịn tích tụ. Bề mặt chung tương đối bằng phẳng, đôi chỗ sót lại những dải gị
đồi thấp.
Hầu hết địa hình hai bên dọc theo chiều dài các tuyến đê là kiểu địa
hình tích tụ. Trước hết khi có đê, cao độ địa hình trong đê và ngồi đê bằng
nhau. Sau khi có đê, do tác dụng ngăn lũ của đê mà ở phía trong đê khơng
được bồi lắng hàng năm, địa hình ít biến đổi, cịn phía ngồi đê địa hình ln
được phủ thêm một lớp trầm tích sau mỗi mùa lũ, làm cho bề mặt địa hình
dần cao hơn phía trong đê.
Nhìn chung địa hình khu vực có hướng thấp dần từ thượng lưu về phía
hạ lưu sơng, bờ sơng khá dốc (trên 450÷ 500 ). Bề mặt bãi bồi tương đối bằng
phẳng và biến đổi theo thời gian, phụ thuộc vào chế độ dòng chảy và lượng
phù sa bồi lắng hàng năm.
Ở đoạn sơng được xử lý chống xói lở bằng mỏ kè hướng dịng thì sau
các mở kè thường có những vùng xốy sâu làm bờ sơng dốc đứng (trên 450)
và dễ sạt lở bờ dốc. Vào mùa lũ các vũng xoáy được bồi lắng một phần.
Đoạn đê Tân Cương là một phần của tuyến đê chính Tả Hồng. Hướng
chính của đê chạy trùng với hướng chung của sông. Tại đây, đê chạy theo


19

hướng Bắc sang Nam, hướng dòng chủ lưu của dòng sông luôn áp sát bờ tả,
cách chân đê chỗ hẹp nhất khoảng 350m (tại Km6 + 500). Đỉnh đê ở cao trình
+18,0 ÷ +19,5m. Mặt đê rộng trung bình 6.0m và hiện đang được cứng hố
làm đường giao thơng. Mái thượng lưu có độ dốc mái m = 1.5 ÷ 2, mái hạ lưu
đê ở cao trình +14 ÷ +14.5m có cơ đê rộng 3m, độ dốc thoải m = 2.5 ÷ 3. Đất
đắp đê là đất lấy ở bãi sơng Hồng phía thượng lưu đê. Mái đê được trồng cỏ
để bảo vệ mái khỏi bị xói lở do nước mưa gây ra.
Địa hình ven đê trong đồng khơng bằng phẳng, có xu thế thấp dần về
phí sơng và về hạ lưu dịng chảy. Cao độ địa hình nhìn chung thấp hơn bãi bồi

ngoài đê và phổ biến ở ở cao trình +14.0m đến +16.0m. Mái đê phía sơng có
mái m = 1.5 - 2 và và đắp một cơ hạ lưu rộng 5m. Địa hình bị phân cắt bởi hệ
thống ao hồ hoặc kênh mương.
Thân đê Tân Cương nằm trên thềm trái của sông Hồng, ngay sau đoạn
hợp lưu của sông Thao, sông Đáy và sông Lô, cách bờ sơng từ 300 ÷ 800m,
có cao trình mặt đất tự nhiên từ +10.0m (phía hạ lưu đê) ÷ +19.5m (mặt đê
chính). Phía bãi sơng thượng lưu có bề mặt địa hình cao hơn phía hạ lưu đê.
Dưới tác dụng xây dựng của con người, bề mặt địa hình bị biến đổi, tại
khu vực nghiên cứu địa hình có 2 dạng chính là địa hình dương và địa hình
âm: Địa hình dương được đắp tơn cao gồm đê chính, đê bối, đường xá, nền
nhà với chiều cao đắp từ 1 ÷ 6m, địa hình âm là các ao hồ, kênh dẫn nước
thường có độ sâu từ 1 ÷ 3m so với bề mặt đất tự nhiên, hình thành do lấy đất
để đắp đê, đắp đường và làm nền nhà.
2.1.2. Địa tầng Đệ Tứ và đặc tính địa chất cơng trình của trầm tích
Theo kết quả nghiên cứu của Đồn Địa chất Hà Nội năm 1989, trầm
tích Đệ Tứ khu vực Vĩnh Phúc bao gồm các đơn vị địa tầng từ dưới lên
như sau:
+ Thống Pleistoxen dưới, hệ tầng Lệ Chi (aQ1lc);


20

+ Thống Pleistoxen giữa - trên, hệ tầng Hà Nội (a, apQII – III1hn);
+ Thống Pleistoxen trên, hệ tầng Vĩnh Phúc (a,lQm2vp);
+ Thống Holoxen, bậc dưới- giữa hệ tầng Hải Hưng (QIV1-2hh):
- Phụ hệ tầng dưới (1bQIV1-2hh1);
- Phụ hệ tầng trên (mQIV1-2hh2);
+ Thống Holoxen, bậc trên hệ tầng Thái Bình (QIV3tb):
- Phụ hệ tầng dưới (a,ap,albQIV3tb1);
- Phụ hệ tầng trên (aQIV3tb2);

Ở vùng tuyến đê Tân Cương khơng có mặt đầy đủ các đơn vị địa tầng
trên. Do chịu tác động mạnh của dòng chảy nên chiều dày, phạm vi phân bố,
thành phần… của trầm tích Đệ Tứ ở đây có đặc điểm biến đổi phức tạp hơn so
vùng xung quanh.
Theo quan điểm địa chất cơng trình, dựa vào các tài liệu điều tra địa
chất cơng trình được tiến hành từ năm 2005 của Công ty Tư vấn xây dựng
thuỷ lợi 1 (Cơng ty Tư vấn Địa kỹ thuật), có thể phân chia trầm tích Đệ Tứ
nền đê Tân Cương trong phạm vi chiều sâu nghiên cứu 30m thành các phức
hệ địa tầng nguồn gốc và các đơn nguyên địa chất cơng trình (lớp đất) từ trên
xuống như sau:
a. Phức hệ địa tầng nguồn gốc nhân sinh (anQIV)
Phức hệ này được hình thành bởi tác động của con người, phân bố ở
trên cùng và tập trung thành dải kéo dài, bao gồm 1 lớp:
* Đất thân đê (lớp Đ);
Đất thân đê có thành phần khá đồng nhất, gồm chủ yếu là sét pha, rất ít
nơi là sét, trạng thái dẻo cứng, có chỗ nửa cứng, độ bền, độ ổn định trung
bình, độ thấm nước nhỏ (bảng 2.1). Đất san lấp được hình thành chủ yếu do
hoạt động gia cố bảo vệ đê, có thành phần là sét pha, cát pha, trạng thái dẻo
mềm dẻo cứng, độ chặt trung bình, độ bền nhỏ, kém ổn định, chiều dày trung
bình 2-3m.


21

Do nằm ở trên cùng và nổi lên trên nên Phức hệ địa tầng nguồn gốc nhân
sinh dễ bị tác động bởi các yếu tố bên ngồi như khí hậu, nước, sinh vật làm
thay đổi tính chất của chúng theo chiều hướng bất lợi cho sự ổn định của đê.
b. Phức hệ địa tầng nguồn gốc trầm tích sơng hiện đại – hệ tầng
Thái Bình (aQ3IVtb)
Đây là phức hệ địa tầng nguồn gốc tự nhiên có tuổi trẻ nhất. Theo thành

phần thạch học, có thể chia phức hệ này thành 4 lớp:
- Lớp 1: Đất sét pha nặng đến trung, màu xám nâu, xám vàng. Trạng
thái thiên nhiên của đất dẻo mềm, đất kết cấu chặt. Lớp 1 phân bố rộng rãi
trong khu vực nghiên cứu với chiều dày thay đổi từ 0.8 ÷ 5.0m, nguồn gốc
bồi tích thềm sơng (aQ). Tại lớp 1 đã tiến hành đổ nước 3 điểm tại các hố
khoan TC11, TC13 & TC16 kết quả cho thấy, đây là lớp thấm vừa (theo tiêu
chuẩn Việt Nam 4253-86) với hệ số thấm K = 1 x 10-5 cm/s. Các chỉ tiêu
khác của lớp 1 được trình bày trong bảng 2.1
- Lớp 2: Đất sét, có chỗ là sét pha nặng màu xám vàng, nâu hồng,
trạng thái thiên nhiên của đất nửa cứng - dẻo cứng, đất kết cấu chặt vừa. Lớp
2 phân bố rộng khắp trong khu vực, nghiên cứu, chiều dày lớp thay đổi từ 0.9
÷ 6.6 m, nguồn gốc bồi tích thềm sơng (aQ). Kết quả thí nghiệm cho thấy đây
là lớp thấm ít (theo tiêu chuẩn Việt Nam 4253-86) với hệ số thấm K = 5 x
10-6 cm/s. Các chỉ tiêu khác của lớp 1 được trình bày trong bảng 2.1
- Lớp 3: Đất sét pha trung, có chỗ là sét pha nhẹ màu xám vàng, xám
xanh. Trạng thái dẻo cứng ÷ nửa cứng, đất kết cấu chặt vừa. Lớp 3 phân bố
không liên tục, chiều dày thay đổi từ 0.5 ÷ 3.2m, nguồn gốc bồi tích thềm
sơng (aQ). Kết quả thí nghiệm cho thấy đây là lớp thấm ít (theo tiêu chuẩn
Việt Nam 4253-86) với hệ số thấm K = 5 x 10-5 cm/s. Các chỉ tiêu khác của
lớp 1 được trình bày trong bảng 2.1


22

-

Lớp 4: Cát hạt vừa màu xám vàng, vàng nhạt, xanh nhạt, hàm

lượng và kích thước tăng dần theo chiều sâu, bão hoà nước. Lớp 4 phân bố
rộng rãi trong khu vực, nằm trực tiếp dưới lớp 3, chiều dày thay đổi từ 3.7 ÷

15.5m, nguồn gốc bồi tích sơng (aQ). Kết quả thí nghiệm cho thấy đây là lớp
thấm nước nhiều ÷ rất nhiều (theo tiêu chuẩn Việt Nam 4253-86) với hệ số
thấm K = 1 x 10-2 cm/s, độ bền thấm nhỏ, hệ số không đều hạt η=5,0. Lớp có
khả năng phát triển xói ngầm khi có gradient áp lực thấm đủ lớn. Các chỉ tiêu
khác của lớp 1 được trình bày trong bảng 2.1.
Sự có mặt của phức hệ địa tầng nguồn gốc trầm tích sơng hiện đại có
khả năng tạo ra sức cản thấm, ảnh hưởng đáng kể đến quan hệ cung cấp nước
sông cho các tầng chứa nước dưới đất gây ra biến dạng thấm ở nền đê.
c. Phức hệ địa tầng nguồn gốc trầm tích sơng – hệ tầng Vĩnh phúc
(aQIII2vp)
Trong phạm vi nghiên cứu, phức hệ địa tầng này có 3 lớp:
- Lớp 5a: Cát sỏi chứa cuội màu xám xanh, xám trắng. Cuội sỏi thạch
anh chiếm hàm lượng từ 40 ÷ 50%, mài trịn tốt, cứng chắc, kích thước cuội
sỏi từ 0.2 ÷ 6cm. Lớp 5a phân bố rộng rãi trong khu vực nghiên cứu với
chiều dày đến 7.6m (TC13), nguồn gốc bồi tích thềm sơng (aQ). Kết quả thí
nghiệm cho thấy, đây là lớp thấm nước rất nhiều (theo tiêu chuẩn Việt Nam
4253-86) với hệ số thấm K = 5 x 10-2 cm/s, hệ số không đều hạt η=43,0.
- Lớp 5: Đất sét, màu xám nâu, xám đen, trạng thái dẻo chảy, đất kết
cấu chặt vừa - kém chặt. Lớp 5 phân bố rộng rãi trong khu vực, chiều dày
thay đổi từ 4.2 ÷ 10.0 m. Nguồn gốc bồi tích thềm sơng (aQ). Kết quả thí
nghiệm cho thấy đây là lớp thấm nước ít (theo tiêu chuẩn Việt Nam 4253-86)
với hệ số thấm K = 5 x 10-6 cm/s.
- Lớp 6: Cát sỏi chứa cuội màu xám xanh, xám trắng. Cuội sỏi thạch
anh chiếm hàm lượng khoảng 40 ÷ 45%, mài trịn tốt, cứng chắc, kích thước


23

cuội sỏi từ 0.2 ÷ 6cm. Lớp 6 phân bố phân bố ở dưới sâu và chỉ gặp tại các
hố khoan TC1, TC14, TC16, chiều dày chưa xác định. Nguồn gốc bồi tích

thềm sơng (aQ). Kết quả thí nghiệm cho thấy, đây là lớp thấm nước rất nhiều
(theo tiêu chuẩn Việt Nam 4253-86) với hệ số thấm K = 5x10-2 cm/s, hệ số
khơng đều hạt η=50,0.
Nhận xét chung, có thể thấy các phức hệ địa tầng nguồn gốc trầm tích
Đệ Tứ nền đê Tân Cương có đặc tính địa chất cơng trình biến đổi phức tạp,
trong đó có mặt chủ yếu là phức hệ địa tầng nguồn gốc sông-hệ tầng Thái
Bình và hệ tầng Vĩnh Phúc. Các phức hệ này được hình thành gồm nhiều loại
đất có thành phần, trạng thái, chiều dầy khác nhau, phản ánh quá trình hoạt
động lâu dài của dòng chảy trong điều kiện địa chất luôn thay đổi theo không
gian và thời gian. Tuy nhiên, sự tồn tại của các phức hệ này luôn tuân theo
quy luật chung là càng lên trên hạt càng mịn dần, các lớp trầm tích hạt rời
thường bị phủ bởi các lớp trầm tích thấm nước yếu ở trên. Chúng đóng vai
trị quan trọng đặc biệt trong q trình hình thành và phát triển biến dạng
thấm ở nền đê Tân Cương Vĩnh Phúc.


24

Bảng 2.1: Các chỉ tiêu cơ lý đất nền dùng trong tính tốn
Tên lớp

Đát đắp
đê (Đ)

Chỉ tiêu

Lớp 1

Lớp 2

Lớp 3

Lớp 4

Lớp 5

Lớp 5a Lớp 6

Thành phần hạt (%)
Sét

15.2

21.5

33.6

17.6

3.0

36.7

3.0

3.0

Bụi

40.0

40.0

32.7

24.5

5.9

29.7

5.4

4.3

Cát

44.8

38.5

33.7

57.9

89.2

33.6

48.5

45.2

17.3

16.5

25.8

31.0

43

50

2.66

2.66

320

340

Sỏi sạn

1.9

Cuội
Hệ số không đều hạt η

5

Giới hạn Atterberg (%)
Giới hạn chảy

WL

32.10

34.30

44.8

32.80

52.20

Giới hạn dẻo

WP

22.20

22.80

27.9

22.30

32.30

Chỉ số dẻo

IP

9.90

11.50

16.9

10.50

19.90

Độ sệt

IS

-0.326

0.626

0.210

0.276

0.864

Độ ẩm thiên nhiên W (%)

19.00

30.0

31.4

25.20

49.50

KLTT tự nhiên γw (T/m )

1.80

1.89

1.89

1.92

1.69

KLTT khô γc (T/m3)

1.51

1.45

1.44

1.53

1.13

Khối lượng riêng γS (T/m )

2.70

2.70

2.71

2.68

Độ lỗ rỗng

n (%)

44.10

46.30

46.9

42.9

57.70

Hệ số lỗ rỗng

e0

0.788

0.862

0.882

0.752

1.363

65.10

94.00

96.50

89.80

97.00

0.14

0.12

0.23

0.12

3

3

Độ bão hoà
Lực dính kết

G (%)
2

C (kG/cm )

Góc ma sát trong ϕ (độ)
Hệ số nén lún
Hệ số thấm

a (cm 2/kG)
K (cm/s)

0

0

0

0

14

7

11

13

0.031

0.035

0.038

0.029

2.67

0.0
0

30

2.67

0.04
5o
0.134

1 x 10-5 1 x 10-5 5 x 10-6 5 x 10-5 1 x 10-2 5 x 10-6 5 x 10-2 5 x 10-2

Trong bảng trên hệ sô nén lún lớp 5 ứng với cấp áp lực 0.5 ÷ 1.0kG/cm2,

các lớp cịn lại hệ số nén lún ứng với cấp áp lực 1 ÷ 2 kG/cm2.