NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ KHÔNG ĐỀU HẠT ĐẾN ĐỘ NHẠY XÓI NGẦM CỦA NỀN CÁT DƯỚI CỐNG QUA ĐÊ VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG

Abstract

Suffusion is the first phenomenon of the internal erosion process. Under the action of the seepage flow, the fine particle are detached and transported through the pores of larger soil particles, eventually leaving the coarser skeleton intact and the effective stresses are largely transferred through the matrix of the coarser particles, as a result the structure as well as the physical and mechanical properties of the soil are altered. It is one of the primary causes of destruction to the works’s foundation and in many cases, failures can occur. This proves that it is very important to assess the beginning of the internal erosion process, especially for permeable sensitive sand foundation. In this study, an experimental device was designed to determine the suffusion sensitivity for some sandy soils in the under-dike culverts’ foundation in the Red river delta. This device can independently control the stress state and hydraulic gradient, and also quantify the amount of soil eroded and the seepage water volume. Based on the experimental results, calculate the erosion resistance index and assessment of the possibility of the internal erosion according to the point of view of Marot et al. (2011), establishes the relationship between the erosion resistance index and uniformity coefficient of soils. The research results help to obtain the necessary data for the design and safety warnings.

Tóm tắt

Xói hạt mịn là hiện tượng xảy ra đầu tiên của quá trình xói ngầm. Dưới tác dụng của dòng thấm, các hạt mịn bị tách rời và cuốn trôi qua khe hở của các hạt đất lớn hơn, cuối cùng để lại cốt đất hạt thô chịu toàn bộ ứng suất hiệu quả, qua đó làm thay đổi cấu trúc cũng như tính chất vật lý và cơ học của đất. Đây là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến hư hỏng nền móng của công trình và trong nhiều trường hợp, sự cố có thể xảy ra. Điều đó cho thấy, việc đánh giá sự khởi đầu của quá trình xói ngầm là rất quan trọng, đặc biệt đối với nền cát nhạy cảm thấm. Trong nghiên cứu này, một thiết bị thí nghiệm đã được thiết kế để xác định độ nhạy xói ngầm cho một số loại đất cát dưới nền cống qua đê vùng đồng bằng sông Hồng. Thiết bị này có thể kiểm soát độc lập trạng thái ứng suất và gradient thủy lực, đồng thời định lượng được khối lượng đất bị xói và lưu lượng thấm. Dựa trên kết quả thí nghiệm, tiến hành tính toán chỉ số cường độ xói và đánh giá khả năng xói ngầm theo quan điểm của Marot và cs (2011), qua đó thiết lập mối quan hệ giữa chỉ số cường độ xói với hệ số không đều hạt của đất. Kết quả nghiên cứu giúp thu được các dữ liệu cần thiết phục vụ cho công tác thiết kế, cảnh báo an toàn.