Tài liệu Nghiên cứu ổn định đường vào cầu bằng vật liệu geofoam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ************ NGUYỄN VIỆT SÔ NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH ĐƯỜNG VÀO CẦU BẰNG VẬT LIỆU GEOFOAM Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số : 60.58.02.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2018 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐHQG-HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Minh Tâm Cán bộ chấm nhận xét 1: Cán bộ chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 10 tháng 01 năm 2018. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. GS.TSKH. Nguyễn Văn Thơ Chủ tịch hội đồng. 2. TS. Lê Trọng Nghĩa Thư ký hội đồng. 3. PGS.TS. Bùi Trường Sơn Phản biện 1. 4. PGS.TS. Tô Văn Lận Phản biện 2. 5. PGS.TS. Nguyễn Thành Đạt Ủy viên. Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GS.TSKH. Nguyễn Văn Thơ TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ---------------- CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc ---oOo--Tp. HCM, ngày 31 tháng 01 năm 2018 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: NGUYỄN VIỆT SÔ MSHV: 1570162 Ngày, tháng, năm sinh: 10/07/1979 Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Nơi sinh: Hậu Giang MS ngành: 605802011 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu giải pháp ổn định kè bảo vệ bờ sông Khu đô thị Ngã Bảy, tỉnh Hậu Giang. 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Mở đầu Chương 1: Giới thiệu tổng quan giải pháp kỹ thuật sử dụng Geofoam đắp nền đường trên đất bao gồm: vật liệu, tính tóan thiết kế, thi công và hiệu quả kinh tế - kỹ thuật – xã hội. Nghiên cứu cũng sẽ giới thiệu và đánh giá thực tế ứng dụng giải pháp kỹ thuật này trong một số công trình điển hình đã được thi công tại Mỹ: Interstate I-5 (Salt Lake City, Utah), Boston Big Dig (Boston City, Massachusetts)... Chương 2: Nghiên cứu quy trình hướng dẫn tính tóan thiết kế nền đường sử dụng Geofoam của Ban Nghiên Cứu Giao Thông của Mỹ. Chương 3: Phương án thiết kế và tính tóan với Geofoam sẽ được tiến hành cho công trình nền đường dẫn vào Cầu Cây Dương. Hiệu quả kinh tế-kỹ thuật-xã hội của phương án đề nghị sẽ được so sánh với phương án đắp trên nền đất yếu có xử lý (gây sự cố) và phương án thêm nhịp cầu dẫn đã được lựa chọn khi khắc phục sự cố. Kết luận và kiến nghị 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06/02/2017. 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/12/2017. 5- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS. Nguyễn Minh Tâm. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PGS.TS. Nguyễn Minh Tâm PGS.TS. Lê Bá Vinh TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn Thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu ổn định đường vào cầu bằng vật liệu GEOFOAM”, tôi xin được chân thành gửi lời cảm ơn đến: PGS TS. Nguyễn Minh Tâm, người đã chỉ bảo và hướng dẫn tận tình để tôi có thể hiểu rõ phương pháp khoa học và nội dung đề tài, từ đó hoàn chỉnh đề cương luận văn này. Quý thầy cô trường Đại học Bách khoa TP. Hồ Chi Minh, đặc biệt là các thầy cô Khoa Kỹ thuật Xây dựng đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu làm nền tảng vững chắc để hoàn thành luận văn cũng như phục vụ cho công việc sau này. Xin cảm ơn phòng đào tạo sau Đại học và trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành khóa học cao học. Cuối cùng, tôi cũng xin chân thành cảm ơn gia đình người thân, cơ quan đồng nghiệp và bạn bè đã quan tâm, hỗ trợ, chia sẻ và tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành chương trình học tập của mình. Với những hiểu biết của bản thân, chắc chắn không tránh khỏi những sai sót khi thực hiện luận văn, kính mong Quý Thầy Cô, bạn bè góp ý chân thành để tác giả hoàn thiện thêm kiến thức của mình. Xin chân thành cảm ơn. TP.HCM, ngày 31 tháng 01 năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Việt Sô ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: luận văn này là đề tài nghiên cứu thực sự của tác giả, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Nguyễn Minh Tâm. Tất cả số liệu, kết quả tính toán, phân tích đánh giá trong luận văn là hoàn toàn trung thực. Tôi cam đoan chịu trách nhiệm về sản phẩm nghiên cứu của mình. TP. Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 01 năm 2018 Học viên thực hiện Nguyễn Việt Sô iii TÓM TẮT: Nghiên cứu ổn định và tìm giải pháp gia cố nền đường giao thông bằng vật liệu nhẹ Geofoam Vật liệu nhẹ Geofoam được sử dụng khá nhiều trên thế giới trong các công trình xây dựng, nhất là trong lĩnh vực công trình giao thông. EPS là một dạng vật liệu geofoam với nhiều ưu điểm có thể áp dụng vào việc thi công nền đường như khối lượng thể tích rất nhỏ, dễ vận chuyển, dễ chế tạo, thân thiện môi trường. Bên cạnh đó, tại Việt Nam EPS được dung trong các công trình xây dựng làm tấm vách ngăn, cách nhiệt, cách âm và tấm 3D v.v... Tuy nhiên cho đến nay, việc sử dụng vật liệu EPS áp dụng vào các công trình nền đường giao thông Việt Nam vẫn còn rất hạn chề. Vì thế nội dung chính của luận văn này là nghiên cứu ứng dụng vật liệu EPS như là vật liệu nền đường cho các công trình giao thông tại Việt Nam. Để thực hiện nội dung này, các phương pháp truyền thống tính toán đánh giá ổn định nền đường cũng như phương pháp tính toán đánh giá ổn định của GPS đã được tìm hiểu dựa trên các kết quả nghiên cứu trước để làm cơ sở tính toán so sánh hiệu quả kinh tế của các giải pháp kỹ thuật đề nghị từ đó đúc kết ra các kết luận. Đồng thời, một số thí nghiệm trong phòng cũng đã được thực hiện trên vật liệu EPS nhằm tìm hiểu rỏ các đặc tính của vật liệu này cũng như các yếu tố ảnh hướng đến chúng từ đó làm cơ sở cho việc tính toán thiết kế hợp lý hơn. Qua kết quả nghiên cứu tính toán cho công trình cầu Cây Dương nhận thấy rằng giải pháp sử dụng vật liệu EPS cho nền đường có thể áp dụng được và đãm bảo cả về ổn định lẫn hiệu quả kinh tế. Qua so sánh với phương pháp xử lý cầu cạn truyền thống, phương pháp sử dụng EPS giảm thời gian thi công và giảm giá thành công trình xuống từ 30% đến 40%. Thêm nữa từ các kết quả thí nghiệm, tính chất vật liệu EPS ổn định thể tích ở nhiệt độ 400C, có khối lượng thể tích rất nhỏ, cường độ chịu nén đạt giá trị 22 – 27 Kpa, cường độ chịu uốn đạt giá trị 45 Kpa và modun đàn hồi là 250 – 270 Kpa. iv ABSTRACT: Research and stabilize road solutions Traffic by lightweight Geofoam Geofoam is known as materials for construction and transportation in many countries. EPS is kind of geofoam with many advantages such as low density, easy manufacturing, delivery and environment etc. Also, EPS has been used as materials for wall, heat resistant panel, 3D panel ect . in Vietnam. However, application of EPS in transportation construction is still limitted so far. Therefore, this research is conducted to find out the suitable method to apply in transportation in Vietnam. To perform this content, comment methods used to calculate and evaluate the stabilization of embankment as well as new calculation method for EPS material are made overview. Concurrently, a series of testing on EPS material were conducted to learn in detail the characteristics of EPS as well as influenced factors. The using EPS for pavement is observed the economical efficient and stabilitation by application on Cay Duong bridge. It can be reduce duration and the cost up to 40% to compare to traditional design method. From the experienment, the EPS has the characteristics such as stable volume at 400C, 22-27 Kpa compressive strength, 45 Kpa flexural strength and 250-270 Kpa elastic modulus. MỤC LỤC MỞ ĐẦU……………………………………….……………………………………..1 1. Tính cấp thiết của đề tài……………………………………………….……….1 2. Mục tiêu nghiên cứu…………...………………………………………...…......3 3. Phương pháp nghiên cứu……………….……….…………………………..….3 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài……………………....………………4 4.1. Ý nghĩa khoa học…………………………….……………...…………….4 4.2. Ý nghĩa thực tiễn……………………………………….…………………4 5. Phạm vi nghiên cứu……………………………………………………………4 6. Hạn chế của việc nghiên cứu……………………………………….………….5 7. Hướng phát triển của đề tài…………………………………………………….5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU FEOFOAM.....................................................................................................................6 1.1. GIỚI THIỆU………………………………………………………..….……..6 1.1.1 Lịch sử sử dụng vật liệu EPS trong công trình giao thông…………..…..6 1.1.2 Tính chất của vật liệu EPS……………………………………………….7 1.1.3 Vật liệu nhẹ địa kỹ thuật dùng trong một số công trình điển hình……...8 1.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng geofoam trên thế giới…………....…….13 1.3. Tình hình sử dụng vật liệu nhẹ và geofoam ở việt nam……………….……16 1.4. Những phương pháp xây dựng nền đường đắp cao trên đất yếu hiện đang được sử dụng phổ biến ở việt nam…………………………………….……………..17 1.4.1. Nhóm giải pháp tác động đến bản thân nền đắp…………...…………..…19 1.4.1.1. Đào và thay thế đất yếu bằng vật liệu có khả năng chịu lực tốt….....19 1.4.1.2. Thi công theo giai đoạn……………………………………...….……19 1.4.1.3. Bệ phản áp……………………………………………….…….……..20 1.4.1.4. Vải địa kỹ thuật………………………………………...…………….20 1.4.2. Nhóm giải pháp xử lý bản thân nền đất yếu dưới nền đất đắp………...21 1.4.2.1. Biện pháp xử lý bản thân nền đất yếu bằng đường thấm thẳng đứng..21 1.4.2.2. Giếng cát……………………………….…………………………….21 1.4.2.3. Bấc Thấm.............................................................................................22 1.5. NHẬN XÉT…………………………………………………..……………..23 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG SỬ DỤNG GEOFOAM......................................................................................................25 2. 1. Cơ sở khoa học...............................................................................................25 2.1.1. Cơ sở tính toán thiết kế nền đường..............................................................25 2.1.1.1. Tính Toán Ổn Định Tổng Thể..............................................................25 2.1.1.2. Tính Toán ổn định cục bộ (Ổn Định Trượt)…………………………..29 2.1.1.3. Tính Toán Biến Dạng (Ổn Định Trượt)………..…….……………….31 2.1.1.4. Một số phương pháp khác…………………………….….…….……..32 2.1.1.5. Phương pháp phần tử hữu hạn……………………….……………….34 2.1.1.6. Nhận xét……………………………………………………....………36 2.1.2. Tính toán thiết kế nền đường sử dụng geofoam…………….........……..…37 2.1.2.1. Công Trình Nền Đường sử dụng Geofoam……………………...……37 2.1.2.2. Quy trình Tính Toán theo Ban Nghiên Cứu Đường Bộ Mỹ (Transportation Research Board . TRB)………………………………………………38 2.2. Đặt tính cơ học và vật lý của geofoam………………………...……………..42 2.2.1. Cường độ chịu nén………………………………………………..………..42 2.2.2. Cường độ chịu uốn…………………………………………………..……..42 2.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thể tích eps…………………….…………….43 2.2.4. Ứng suất và biến dạng………………………………………...……………44 2.2.5. Modun đàn hồi…………………………………………………….……….47 2.3. Đánh giá kết quả……………………………….…………………………….49 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG GEOFOAM CHO NỀN ĐƯỜNG CÔNG TRÌNH CẦU CÂY DƯƠNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ…………………………..…50 4.1.giới thiệu về công trình và địa chất………………………….…………..……..50 4.1.1.giới thiệu…………………………………...………………………….……..50 4.1.2.điều kiện tự nhiên…………………………………...……….………………51 4.1.2.1.địa hình………………………….…………………………………..…51 4.1.2.2.địa chất………………………………………………..………………..51 4.2.phương án thiết kế và xây dựng ban đầu………………………...……….……52 4.2.1.thiết kế đường dẩn vào cầu cây dương…………………………………...…..52 4.2.1.1. Thiết kế được duyệt………………………………….………………..52 4.2.1.2. Sự cố công trình………………………………………..……………..54 4.2.2. Phân tích hiện tượng mất ổn định tại công trình……………………….…..56 4.2.2.1. Mất ổn định lún……………………………………………………….56 4.2.2.2. Mất ổn định trượt trồi chung cho cầu………..…….…………………56 4.2.2.3. Sự sụp đổ của các vách tường bao che hai bên mang cầu……………56 4.2.3. Các giải pháp khắc phục…………………………………...………………..56 4.2.3.1. Nhóm giải pháp thứ nhất: xử lý nền…………………………………..56 4.2.3.2. Nhóm giải pháp thứ hai: ……………………………………………..57 4.2.3.3. Giải pháp thứ 3 đề nghị: hộc cát…………………………...…..……..58 4.3. Phương án cầu cạn giải quyết sự cố công trình……………………..…………63 4.4. Giải pháp kiến nghị sử dụng geofoam……………………………….………..63 4.4.1 mặt cắt dọc ngang thiết kế ………………………………………….……….63 4.4.2 cơ sở lý thuyết tính toán…………………………………………….……….64 Bước 1: khảo sát nền…...……………..…………………………………...…..64 Bước 2: chọn loại eps và chọn sơ bộ lớp áo đường…........................................64 Bước 3: xác định các thông số lớp phủ ………………………………….……65 Bước 4: tính độ lún của đất nền bên dưới………………………………..……..66 Bước 5: xác định sức chịu tải của nền………………………….………………75 Bước 6 : ổn định của nền đường……………………………….…………….....77 Bước 7: kiểm tra ổn định do đẩy nổi của nước ……………….………………..79 Bước 8: kiểm tra ổn định do trượt theo phương ngang do nước đẩy …......……80 Bước 9: kiểm tra ổn định do trượt và lật theo phương ngang…….….…....……82 Bước 10. kiểm tra tải trọng nền đường ………….……………….….…………84 Bước 11: chọn lớp áo đường và kiểm tra lại …….…..………………..……..…91 Bước 12: tìm áp lực của đường dần vào cầu tác dụng lên mố trụ cầu ..............92 Bước 13: kiểm tra ổn định nền dường bằng phần mềm plaxis.……….……….93 Bước 14: kiểm tra ổn định nền đường bằng slope/w………………….………101 4.5. Đánh giá và so sánh hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và xã hội............................................ .104 4.5.1. Trường hợp giải pháp sàn giảm tải + tường chắn..................................................... .104 4.5.1. Trường hợp giải pháp cầu cạn ................................................................................... .104 4.5.2. Trường hợp giải pháp sử dụng geofoam ................................................................... .104 4.5.3. Nhận xét ...................................................................................................................... .104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 105 1.KẾT LUẬN ......................................................................................................... 105 2.KIẾN NGHỊ ........................................................................................................ 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 106 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Một số sơ đồ điển hình của giải pháp sử dụng Geofoam ............................. ..8 Hình 1.2. Nền đắp trên sườn dốc .................................................................................. ..9 Hình 1.3. Nền đắp sau mố cầu ...................................................................................... ..9 Hình 1.4. Nền đắp trên sườn dốc với tường chắn......................................................... ..9 Hình 1.5. Móng công trình ........................................................................................... ..9 Hình 1.6. Tường chắn ................................................................................................... 10 Hình 1.7. Giảm tải lên công trình ngầm ....................................................................... 10 Hình 1.8 Tạo bậc ngồi trong sân vận động ................................................................... 10 Hình 1.9. Khối đắp nâng nền ........................................................................................ 10 Hình I.10. Khối Geofoam tại nơi sản xuất ................................................................... 11 Hình 1.11. Bản thép liên kết và cố định khối Geofoam trong thi công ........................ 11 Hình 1.12. Vật chuyển khối Geofoam .......................................................................... 11 Hình 1.13. Cắt khối Geofoam tại công trường bằng dây điện trở ................................ 11 Hình 1.14. Lắp ghép khối Geofoam tạo nền đắp......................................................... 12 Hình 1.15.Vách hông thắng đứng của khối Geofoam .................................................. 12 Hình 1.16. Lắp lưới thép cho bản bêtông phân bố tải trên mặt khối geofoam ............. 12 Hình 1.17. Đổ bêtông cho bản phân bố tải trên mặt khối Geofoam ............................. 12 Hình 1.18. Dùng geocomb đắp nền đường đầu cầu ở Pháp ......................................... 13 Hình I.19. Công nghệ chế tạo tấm EPS ........................................................................ 13 Hình 1-20. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu EPS ............................... 15 Hình 1.21. Biểu đồ thi công theo giai đoạn .................................................................. 19 Hình 1.22. Sơ đồ bệ phản áp làm tăng độ chôn sâu nền đường ................................... 20 Hình 1.23. Sơ đồ bệ phản áp làm xoải taluy................................................................. 20 Hình 1.24. Sơ đồ bố trí vải địa kỹ thuật dưới nền đắp ................................................. 21 Hình 1.25. Sơ đồ cấu tạo giếng cát ............................................................................... 22 Hình 1.26. Sơ đồ cấu tạo bấc thấm ............................................................................... 22 Hình 2.1. Sơ đồ tính toán theo Phương pháp Mặt trượt trụ tròn .................................. 26 Hình 2.2. Sơ đồ xác định tâm quay mặt trượt nguy hiểm nhất .................................... 28 Hình 2.3. sơ đồ tính toán mặt trượt trụ tròn theo Bishop ............................................. 29 Hình 2.4. Các quy định khác nhau về mức độ phát triển vùng biến dạng dẻo ............. 30 Hình 2.5. Sơ đồ tính ứng suất trong đất nền dưới tải trọng tam giác ........................... 31 Hình 2.6. Sơ đồ tải trọng giới hạn và các vùng cân bằng giới hạn............................... 32 Hình 2.7. Sơ đồ tính PP. Jocghenxon ........................................................................... 32 Hình 2.8. Toán đô Mandel ............................................................................................ 33 Hình 2.9. Toán đồ Pilot – Moreau ................................................................................ 33 Hình 2.10. Cấu trúc chương trình của PLAXIS ........................................................... 34 Hình 2.11. Cấu trúc chương trình của SLOPE/W ....................................................... 36 Hình 2.12. Kết cấu mặt cắt ngang công trình sử dụng EPS ......................................... 38 Hình 2.13. Sơ đồ tiến trình thiết kế nền đường bằng khối EPS .................................. 39 Hình 2.14. Sơ đồ tiến trình kiểm tra thiết kế ................................................................ 40 Hình 2.15. Sơ đồ tiến trình sữa chữa thiết kế (tiếp theo) ............................................. 41 Hình 2.16. Cường độ chịu nén của EPS theo các cấp gia tải ....................................... 42 Hình 2.17. Quan hệ giữa cường độ chịu uốn và biến dạng của EPS............................ 43 Hình 2.18. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến ổn định thể tích của EPS .............................. 44 Hình 2.19. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng với các cấp gia tải khác nhau ........... 45 Hình 2.20. Quan bệ giữa ứng suất và biến dạng tại vùng đàn hồi................................ 45 Hình 2.21. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng ở trạng thái bão hòa nước ................ 46 Hình 2.22. Quan hệ giữa Modun đàn hồi và biến dạng với cấp gia tải khác nhau ...... 47 Hình 2.23. Quan hệ modun đàn hồi và biến dạng ở trạng thái bão hòa ....................... 47 Hình 2.24. Quan hệ giữa ứng suất và modun đàn hồi .................................................. 48 Hình 2.25. So sánh giá trị modun đàn hồi với nghiên cứu khác .................................. 48 Hình 3.1 Mặt cắt dọc, ngang đại diện công trình ......................................................... 54 Hình 1. Mất ổn định trượt trồi của cầu ......................................................................... 60 Hình 2. Sự sụp đổ các vách tường bao che 2 bên mang cầu ........................................ 61 Hình 3. Mất ổn định trượt trồi của cầu ......................................................................... 62 Hình 4. Giải pháp học cát ............................................................................................. 63 Hình 3.2. Mặt cắt dọc đường dẫn vào cầu .................................................................... 64 Hình 3.3. Mặt cắt dọc đường dẫn vào cầu .................................................................... 64 Hình 3.4. Thiết kế kết cấu đường dung EPS ................................................................ 65 Hình 3.5. Lớp phủ mặt ngoài ........................................................................................ 66 Hình 3.6. Trắc ngang thiết kế đại diện ......................................................................... 66 Hình 3.7. Mặt cắt tính toán của nền đường .................................................................. 67 Hình 3.8. Phân chia vùng tính ứng suất nền đường ..................................................... 68 Hình 3.9. Mô hình tính toán ứng suất vùng 1 ............................................................... 69 Hình 3.10. Mô hình tính toán ứng suất vùng 2 ............................................................. 69 Hình 3.11. Mô hình tính toán ứng suất vùng I tại mép đường ..................................... 70 Hình 3.12. Mô hình tính toán ứng suất vùng 2 tại mép đường .................................... 71 Hình 3.13. Mô hình tính toán ứng suất vùng 3 tại mép đường .................................... 71 Hình 3. 14. Biểu đồ tra hệ số an toàn dựa vào bề dày của lớp EPS và sức chống cắt không thoát nước của nền đất và bề rộng của nền đường, và hệ số mái dốc 3:2 ......... 77 Hình 3.15. Mô hình tính ổn định lật ............................................................................. 78 Hình 3.16. Mô hình kiểm tra đẩy nổi ........................................................................... 79 Hình 3.17. Mô hình kiểm tra ổn định trượt theo phương ngang .................................. 81 Hình 3.18. Mô hình kiểm tra ổn định trượt và lật theo phương ngang ........................ 82 Hình 3.19. Mô hình kiểm tra tải trọng lên nền đường .................................................. 84 Hình 3.20. Xác định hoạt tải tác dụng lên khối EPS .................................................... 87 Hình 3.21. Mô hình xác định tỉnh tải tác dụng lên khối EPS ....................................... 88 Hình 3.22. Xác định áp lực tổng cộng tác dụng lên đỉnh của nền đường .................... 89 Hình 3.23. Mặt cắt dự kiến nền đường thiết kế ............................................................ 91 Hình 3.24. Mô hình kiểm tra áp lực của nền đường ..................................................... 92 Hình 3.25. Mô hình tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn…………..……….98 Hình 3.26. Áp lực nước lỗ rỗng……………………………………………..…………98 Hình 3.27. Ứng suất có hiệu……………………………………………..…………....99 Hình 3.28. Kết quả chuyển vị của nền đường theo phương đứng…………………...100 Hình 3.29. Xác định hệ số Kmin…………………………………………………….101 Hình 3.30 mô phỏng nền đường đắp bằng vật liệu cát………………………………103 Hình 3.31 mô phỏng nền đường đắp bằng vật liệu Geofoam……………………….103 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Ảnh hưởng nhiệt độ đến thể tích EPS .......................................................... 43 Bảng 3.1 Bảng Số liệu tính độ lún sơ cấp tại tim đường .............................................. 73 Bảng 3.2 Bảng Số liệu tính độ lún sơ cấp tại mép ngoài của nền đường .................. 74 Bảng 3.4. Thông số thiết kế khối EPS .......................................................................... 77 Bảng 3.5. Thông số kiểm tra đẩy nổi khối EPS ........................................................... 80 Bảng 3.6. Thông số kiểm tra ổn định trượt theo phương ngang .................................. 82 Bảng 3.7. Đặc trưng của cát san lấp ............................................................................. 94 Bảng 3.8. Đặc trưng của lớp đất lớp 1 ..................................................................................... 94 Bảng 3.9. Đặc trưng của lớp đất lớp 2 ..................................................................................... 95 Bảng 3.10. Đặc trưng của lớp đất lớp 2A ................................................................................ 95 Bảng 3.11. Đặc trưng của lớp đất lớp 3 ................................................................................... 96 Bảng 3.12. Đặc trưng của lớp đất lớp 4 ................................................................................... 96 Bảng 3.13. GEOFOAM ........................................................................................................... 97 Bảng 3.14. Các tính chất cơ lý của đất……………………………………………...102 Bảng 3.15.Bảng kết quả tính toán hệ số ổn định tổng thể…………………...………104 CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt Ký hiệu Tên gọi EPS Vật liệu GEOFOAM (Expanded Polystyrene) Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm Hoa Kỳ (American Society for Testing and Materials) Viện Nghiên Cứu Đường Bộ Nauy Ban Nghiên Cứu Đường Bộ Mỹ (Transportation Research Board) ASTM NRRL TRB Ký hiệu Ký hiệu Đơn vị Tên gọi C kPa Lực dính Cr kN/m2 Lực dính hữu hiệu Cc - Chỉ số nén Cv Cm2/s Hệ số cố kết Cs - Chỉ số nén lại E (kN/m2) Mô đun đàn hồi FS - Hệ số ổn định tổng thể Ip % Chỉ số dẻo k m/s Hệ số thấm của đất e0 % Hệ số rỗng W % Độ ẩm IP - Chỉ số dẻo B - Độ sệt n % Độ rỗng G % Độ bảo hòa ∆ g/cm3 Tỷ trọng Pc T/m2 Áp lực tiền cố kết Su T/m2 Sức kháng cắt γ EPSAbs kN/m3 Trọng lượng riêng bảo hòa của EPS σe kPa Sức kháng nén Tw m Chiều rộng đỉnh nền đường γd kN/m3 Trọng lượng riêng khô của EPS γp kN/m3 Trọng lượng riêng của áo đường Tp m Chiều dầy lớp áo đường γ phủ 3 Trọng lượng riêng của đất phủ T phủ kN/m m Qp kN Tải trọng tập trung theo phương đứng Qs kN Tải trọng tập trung theo phương ngang φ Độ Góc ma sát trong φ’ độ Góc ma sát trong hữu hiệu υ - Hệ số poison γ sat kN/m γ unsat Chiều dày lớp đất phủ 3 Dung trọng dưới mực nước ngầm kN/m 3 Dung trọng trên mực nước ngầm γw kN/m3 Trọng lượng riêng nước ε % Biến dạng tương đối ψ độ Góc giãn nở υ ur - Hệ số poison khi dở tải và gia tải CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt Ký hiệu Tên gọi EPS Vật liệu GEOFOAM (Expanded Polystyrene) Hiệp hội vật liệu và thử nghiệm Hoa Kỳ (American Society for Testing and Materials) Viện Nghiên Cứu Đường Bộ Nauy Ban Nghiên Cứu Đường Bộ Mỹ (Transportation Research Board) ASTM NRRL TRB Ký hiệu Ký hiệu Đơn vị Tên gọi C kPa Lực dính Cr kN/m2 Lực dính hữu hiệu Cc - Chỉ số nén Cv Cm2/s Hệ số cố kết Cs - Chỉ số nén lại E (kN/m2) Mô đun đàn hồi FS - Hệ số ổn định tổng thể Ip % Chỉ số dẻo k m/s Hệ số thấm của đất e0 % Hệ số rỗng W % Độ ẩm IP - Chỉ số dẻo B - Độ sệt n % Độ rỗng G % Độ bảo hòa ∆ g/cm3 Tỷ trọng Pc T/m2 Áp lực tiền cố kết Su T/m2 Sức kháng cắt γ EPSAbs kN/m3 Trọng lượng riêng bảo hòa của EPS σe kPa Sức kháng nén Tw m Chiều rộng đỉnh nền đường γd kN/m3 Trọng lượng riêng khô của EPS γp kN/m3 Trọng lượng riêng của áo đường Tp m Chiều dầy lớp áo đường γ phủ 3 Trọng lượng riêng của đất phủ T phủ kN/m m Qp kN Tải trọng tập trung theo phương đứng Qs kN Tải trọng tập trung theo phương ngang φ Độ Góc ma sát trong φ’ độ Góc ma sát trong hữu hiệu υ - Hệ số poison γ sat kN/m γ unsat Chiều dày lớp đất phủ 3 Dung trọng dưới mực nước ngầm kN/m 3 Dung trọng trên mực nước ngầm γw kN/m3 Trọng lượng riêng nước ε % Biến dạng tương đối ψ độ Góc giãn nở υ ur - Hệ số poison khi dở tải và gia tải