Sự biến thiên của hệ số thấm do co hẹp lỗ rỗng và ảnh hưởng đến kết quả dự báo lún theo thời gian

Abstract

Việc dự báo lún theo thời gian là một trong những yếu tố quan trọng cần thực hiện khi xây dựng công trình trên nền đất dính có tính nén lún cao hay thiết kế xử lý nền đất yếu bằng các giải pháp cố kết trước. Trong phân tích cố kết thấm hiện nay, người thiết kế thường giả định hệ số thấm (k) là hằng số không đổi, nhưng thực nghiệm cho thấy k suy giảm theo sự suy giảm của hệ số rỗng (e) trong quá trình cố kết. Việc bỏ qua sự biến thiên này có thể dẫn đến sai số nghiêm trọng trong việc xác định tốc độ tiêu tán áp suất nước lỗ rỗng và tốc độ lún theo thời gian, đặc biệt đối với các nền đất có tính ép co mạnh. Trong nghiên cứu này, thí nghiệm nén cố kết một hướng trong phòng thí nghiệm đã được thực hiện cho một loại sét yếu Hải Phòng để xác lập mối quan hệ thực nghiệm e - k, từ đó tích hợp vào mô hình phần tử hữu hạn mô phỏng lại chính thí nghiệm nhằm so sánh hai kịch bản: k không đổi và k biến thiên theo e. Kết quả mô phỏng với k không đổi cho tốc độ lún nhanh hơn đáng kể so với kết quả thí nghiệm, đặc biệt ở các cấp tải lớn, khi e đã giảm nhiều so với ban đầu. Kết quả mô phỏng khi tính đến sự suy giảm của k cho thấy, tốc độ lún chậm lại rõ rệt ở các giai đoạn sau, làm kéo dài thời gian cần thiết để đạt được độ cố kết mục tiêu, diễn biến lún phù hợp với kết quả đo từ thí nghiệm. Do đó, việc tính toán dự báo lún xét đến sự biến thiên của hệ số thấm là rất cần thiết để nâng cao độ tin cậy của các dự báo lún cố kết cho các nền đất dính có tính nén lún cao. Từ khóa: Tốc độ lún, hệ số thấm, chỉ số thấm, sét Hải Phòng, thí nghiệm, phương pháp số