Luận án tiến sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của khoáng vật montmorillonite đến cường độ chịu nén của trụ đất xi măng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA<br /> <br /> NGUYỄN NGỌC THẮNG<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHOÁNG VẬT<br /> MONTMORILLONITE ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA<br /> TRỤ ĐẤT XI MĂNG<br /> <br /> LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT<br /> <br /> TP. HỒ CHÍ MINH NĂM 2017<br /> <br /> ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA<br /> <br /> NGUYỄN NGỌC THẮNG<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KHOÁNG VẬT<br /> MONTMORILLONITE ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA<br /> TRỤ ĐẤT XI MĂNG<br /> <br /> Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG<br /> Mã số chuyên ngành: 62.58.60.01<br /> <br /> Phản biện độc lập 1: PGS. TS. Nguyễn Phi Lân<br /> Phản biện độc lập 2: PGS. TS. Tô Văn Lận<br /> <br /> Phản biện 1: GS. TS. Trần Thị Thanh<br /> Phản biện 2: PGS. TS. Trần Tuấn Anh<br /> Phản biện 3: PGS. TS. Võ Phán<br /> <br /> NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC<br /> 1. PGS. TS. Lê Văn Nam<br /> 2. PGS. TS. Nguyễn Minh Tâm<br /> <br /> LỜI CAM ĐOAN<br /> Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả<br /> nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực và không sao chép từ bất kỳ<br /> một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã<br /> được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.<br /> <br /> Tác giả luận án<br /> <br /> Nguyễn Ngọc Thắng<br /> <br /> i<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN<br /> Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) là đồng bằng lớn nhất Việt Nam được phủ bởi<br /> trầm tích Holocence do sự lắng đọng trầm tích của hệ thống sông Mekong. Đất sét<br /> trong vùng này thông thường gồm có các thành phần khoáng vật là Montmorillonite<br /> (MMT), Illite, Chlorite, Kaolinite. Khoáng vật MMT trong đất sét ảnh hưởng đáng kể<br /> đến tính trương nở và co ngót của đất. Áp lực trương nở hoặc tính co ngót phát triển có<br /> thể phá hoại sự làm việc ổn định của các công trình có tải trọng nhẹ và kết cấu mặt<br /> đường.<br /> Luận án này tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng MMT đến cường độ chịu<br /> nén của mẫu đất xi măng bằng thí nghiệm nén một trục nở hông kết hợp với phương<br /> pháp phân tích bằng tia X. Tất cả mẫu được bảo dưỡng trong môi trường nước ngọt<br /> với thời gian bảo dưỡng là 7, 14 và 28 ngày. Đầu tiên, thí nghiệm được thực hiện trên<br /> mẫu đất xi măng được chế tạo bằng sét Kaolinite với hàm lượng xi măng 20%, độ ẩm<br /> khi trộn là 80% và hàm lượng MMT thay đổi từ 0%, 3,3%, 6,5% đến 9,8%. Kết quả thí<br /> nghiệm cho thấy cường độ chịu nén và giá trị CT-value của mẫu đất xi măng giảm khi<br /> tăng hàm lượng MMT. Kết quả tương tự cũng được tìm thấy trong mẫu đất xi măng sử<br /> dụng đất sét ở ĐBSCL. Kết quả nghiên cứu này cũng giúp tìm ra hàm lượng xi măng<br /> thích hợp cho đất sét ở ĐBSCL có hàm lượng MMT khác nhau.<br /> Ngoài ra, mô hình nghiên cứu 1-g trong phòng thí nghiệm cũng được thực hiện để<br /> đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng MMT trong đất sét đến khả năng chịu tải nén của<br /> nền đất yếu gia cố trụ đất xi măng. Kết quả nghiên cứu trên mô hình thu nhỏ phòng thí<br /> nghiệm cũng cho thấy với cùng một hàm lượng xi măng, khi tăng hàm lượng MMT,<br /> cường độ chịu nén của nền đất gia cố trụ đất xi măng giảm.<br /> <br /> ii<br /> <br /> ABSTRACT<br /> Mekong Delta, the largest delta in Vietnam, covered by Holocence sediment due to<br /> sedimentation of Mekong River system. The soft clay in this area usually contains<br /> minerals, including Montmorillonite (MMT), Illite, Chlorite, and Kaolinite. The<br /> presence of MMT in clay has been reported to significantly affect to the swelling<br /> properties of the soil. The development of swelling pressure or shrinkage of swelled<br /> soil could reduce the stability of light building constructs and macroscopic structures<br /> of road surface.<br /> This research study focused on the influence of MMT content onto the unconfined<br /> compressive strength of Cement Deep Mixing (CDM) by using the unconfined<br /> compression test, X-ray CT method and laboratory scale model. All samples were<br /> stabilized in fresh water for 7, 14 and 28 days before performing the test. The effect of<br /> MMT content on the unconfined compression property of CDM specimens has been<br /> performed using the standard samples (the diameter of 50 mm and the height of 100<br /> mm), which were made of Kaolinite clay, cement (20%) and different MMT content<br /> (0%, 3,3%, 6,5% and 9,8%) with 80% water content. From the experimental results,<br /> we found that the unconfined compressive strength of CDM specimens and the CTvalue of soil cement specimens decreased with increasing the MMT content. The<br /> similar behavior was also observed in the CDM specimens made of Mekong delta clay<br /> with different MMT contents. This study also provide a good reference chart to<br /> optimize the cement and MMT contents for improving the unconfined compressive<br /> strength of the CDM specimens made of clays, which contain different amount of<br /> MMT, including clay from Mekong River delta.<br /> In addition, the 1-g laboratory model has been used to evaluate the influence of MMT<br /> content in the clays on the compressive strength of soft ground supported CDM<br /> columns. The results proved that the compressive strength of soft ground improved by<br /> CDM columns when the MMT content increased.<br /> <br /> iii<br /> <br />