THÔNG TIN TÓM TẮT VỀ NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Tên đề tài: Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc nền đất yếu tuyến đường giao thông ven biển đoạn từ Hải Phòng đến Nam Định và đề xuất giải pháp xử lý nền bằng cọc cát biển-xi măng
Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
Mã số: 9580205
Họ và tên nghiên cứu sinh: Nguyễn Thị Dịu
Họ và tên cán bộ hướng dẫn:
1. PGS.TS. Tạ Đức Thịnh - Trường Đại học Mỏ - Địa chất
2. PGS.TS. Nguyễn Đức Mạnh - Trường Đại học GTVT
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Giao thông Vận tải
TÓM TẮT ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
1. Làm sáng tỏ đặc điểm cấu trúc nền đất yếu tuyến đường ven biển Hải Phòng - Nam Định, phân chia được cấu trúc nền đất yếu dọc tuyến đường thành 2 kiểu (I, II) và 6 dạng (Ia, IIa, Ib, IIb, Ic và IIc), theo đó, Kiểu I có đất yếu phân bố ngay trên mặt đất, phía dưới là lớp cát trạng thái chặt vừa-chặt, đôi khi là trạng thái rời rạc; Kiểu II có đất yếu phân bố ngay trên mặt đất, phía dưới là các lớp đất loại sét, trạng thái dẻo mềm, dẻo cứng, nửa cứng; Dạng Ia và IIa có chiều dày các lớp đất yếu < 5m; Dạng Ib và IIb có chiều dày các lớp đất yếu từ 5m ¸ 15m; Dạng Ic và IIc có chiều dày các lớp đất yếu > 15m. Từ đó làm cơ sở khoa học lựa chọn giải pháp xử lý nền đất yếu thích hợp.
2. Đề xuất được phương pháp mới cọc cát biển - xi măng xử lý nền đất yếu với đầy đủ cơ sở lý thuyết, cơ sở thực nghiệm cơ bản, quy trình tính toán thiết kế, thi công, nghiệm thu cọc, đồng thời sử dụng cát biển tại chỗ làm vật liệu cọc, giúp giảm giá thành xây dựng và bảo vệ môi trường bền vững.
3. Xây dựng được mô hình nghiên cứu thực nghiệm (mô hình vật lý thu nhỏ), mô hình số mô phỏng sự làm việc của hệ nền - cọc cát biển-xi măng và bước đầu đánh giá được hiệu quả của cọc cát biển - xi măng xử lý nền đất yếu. Kết quả phân tích mô hình số đã cho thấy:
- Độ lún của nền gia cố giảm từ 117cm (không có cọc) xuống còn 16cm (có cọc),
- Chuyển vị ngang của chân taluy nền đường giảm từ 49,4cm (không có cọc) xuống còn 4,8cm (khi có cọc).
- Cường độ của cọc cát biển-xi măng ảnh hưởng đến độ lún và chuyển vị ngang chân ta luy đường. Với cùng cấp tải trọng, độ lún ứng với cường độ cọc 1,5MPa chỉ bằng 1/2 độ lún ứng với cường độ cọc 0,5MPa; chuyển vị ngang chân taluy đường bằng 78cm, 30cm và 14cm ứng với cường độ cọc bằng 0,5MPa, 1,5MPa và 2,5MPa. Khi cường độ cọc tăng từ 1,5MPa đến 2,0MPa, ứng suất tác dụng xuống nền đất yếu thay đổi không đáng kể, vì vậy, cường độ thiết kế cọc cát biển - xi măng tối ưu nên lựa chọn bằng 1,5MPa.
- Chiều dài cọc cát biển - xi măng ảnh hưởng đến độ lún của nền gia cố. Độ lún khi chiều dài cọc 8,5m lớn gấp 1,4 lần so với cọc dài 13,5m, và xấp xỉ 4 lần khi cọc dài 16,5m tựa vào lớp đất tốt.
INFORMATION OF THE NEW CONTRIBUTIONS OF THE DISSERTATION
The nane of dissertation: Study on the structure of soft ground of coastal highway Hai Phong - Nam Dinh and ground improvement proposed by sea sand – cement columns
Field of study: Transport Construction Engineering
Code No: 9580205
Name of PhD. Student: Nguyen Thi Diu
Name of Supervisors:
1. Assoc. Prof. Ta Duc Thinh - Hanoi University of Mining and Geology
2. Assoc. Prof. Nguyen Duc Manh - University of Transport and Communications
Educational Institution: University of Transport and Communications
Summary of the new contributions of the dissertation:
1. Clarification of the soft ground structure characteristics in the Hai Phong – Nam Dinh coastal highway, division of 2 types (I, II), and 6 forms (Ia, IIa, Ib, IIb, Ic and IIc) with discontinuous distribution, according to which: Type I, soft soil layer is distributed right on the ground (under the surface level); below this soft soil is a medium to dense sand, sometime loose sand; Type II, soft soil layer is distributed right on the ground, but below is soft, firm and stiff clay soils. Thickness of forms Ia, and IIa is less than 5m, forms Ib and IIb is of (5m ¸ 15m), and forms Ic, IIc is larger than 15m. Based on the thickness of different ground structures, the improvement appropriate techniques recommended.
2. Proposition of a new technique of sea sand-cement column to improve soft soil with theoretical principles, experimental results, design procedure, construction procedure, inspection sequence using of local material sea sand allowing protection of our environment.
3. Building an experimental laboratory study of physical modeling (small-scale) of sea sand – cement columns, numerical modeling of sea sand - cement column improved soft soil, working of system ground - sea sand - cement columns. Numerical modeling results show:
- The settlement of the embankment is reduced from 117cm (unreinforced case) to 16cm (reinforced case);
- The horizontal displacement of the toe of embankment slope reduces from 49.4cm (unreinforced case) to 4.8cm (reinforced case).
- When the sea sand - cement columns strength increases, the settlement of the embankment and the horizontal displacement of the toe of embankment slope decreases. With the same load level, the settlement corresponding to the column strength of 1.5MPa is only a half of the settlement corresponding to the column strength of 0.5MPa; The observed horizontal displacement is 78cm, 30cm and 14cm, corresponding to the column compressive strength of 0.5MPa, 1.5MPa and 2.5MPa. When the compressive strength of sea sand – cement column increases from 1.5MPa to 2.0MPa, the stress acting on the soft soil does not change significantly showing the optimal value in the design of sea-cement columns to be selected with the optimal compressive strength is about 1.5MPa;
- The length of sea sand - cement column affects the settlement of the embankment. The embankment settlement in the case of 8.5m length is 1.4 times greater than that of 13.5m length and is approximately 4 times greater than that of 16.5m length. However, the length of the column has little effect on the value of stress transmitted to the column head and the soft ground at a specific load value.
