tự động hoá tính toán độ lún tổng cộng của nền
đờng ô tô đắp trên đất yếu và độ cố kết theo thời
gian của nền đất yếu dới tác dụng của tải trọng
nền đắp

(theo quy trình khảo sát thiết kế nền đờng ô tô đắp trên đất yếu: 22tcn - 262 -
2000)
ThS. vũ đức sỹ
Bộ môn Đờng bộ - ĐH GTVT
Tóm tắt: Bi viết giới thiệu nội dung phần mềm: Tự động hoá tính toán độ lún tổng cộng
của nền đờng ô tô đắp trên đất yếu v độ cố kết theo thời gian của nền đất yếu dới tác dụng
của tải trọng nền đờng đắp.
Summary: The article presents software for calculating total embankment settlement on
soft soil and consolidation by time of soft soil under the work of embankment load.
1. Đặt vấn đề
Theo quy trình khảo sát thiết kế nền đờng ô tô đắp trên đất yếu: 22TCN - 262 - 2000.
Khi tính toán độ lún tổng cộng của nền đờng ô tô đắp trên đất yếu:
S = m.S
C
(1)
trong đó:
S - độ lún tổng cộng; m: hệ số (m = 1,1 ữ 1,4); S
C
- độ lún cố kết:
S
C
=


1i
i
0
i
lg.Clg.C
e1
h
(2)
h
i
- bề

dày lớp đất tính lún thứ i (phân thành n lớp có các đặc trng biến dạng khác
nhau), i từ 1 đến n lớp; h
i
2 m;
e
0
i
- hệ số rỗng của lớp đất i ở trạng thái tự nhiên ban đầu (cha đắp nền bên trên);
C
c
i
- chỉ số nén lún hay độ dốc của đoạn đờng cong nén lún (biểu diễn dới dạng e ~
lg) trong phạm vi
i
>
pz
i
của lớp đất i;

(đất ở trạng thái quá cố kết) thì công thức (2) chỉ có một số hạng trớc
(không tồn tại số hạng có mặt C
c
i
)
- Khi
vz
i
>
pz
i
(đất ở trạng thái cha cố kết xong dới tác dụng của trọng lợng bản thân và
khi
vz
i
=
pz
i
(đất ở trạng thái cố kết bình thờng) thì công thức (2) chỉ còn một số hạng sau
(không tồn tại số hạng có mặt C
r
i
).
Việc tính toán độ lún tổng cộng S nh trên có thể đợc tự động hóa theo sơ đồ thuật toán
dới đây:
Sơ đồ khối chơng trình
Nhập: Các thông số nền đất yếu, Nền đắp
Tính Za, m =1.1, Sgt = 0.1 Za, Sc = 0, = 0.01
Sc = (Sgt/m)
Sc > (Sgt/m)


vz
i

pz
i
S
=
S
+
_____
h
1 + e
i
i
0
[
+

z
i

pz
i

vz
i
C
c
i

_______
lg
]
c
c
.
S = Sgt
Tính: Hệ số cố kết: C
Tính: Nhân tố thời gian: T
Tự động tra bảng tìm: U
t
b
v
vGiải thích sơ đồ:
Bớc 1. Giả thiết độ lún tổng cộng S
gt
(thờng giả thiết S
gt
= 5 ữ 10 % bề dày đất yếu hoặc
chiều sâu vùng đất yếu chịu lún z
a
; nếu là than bùn lún nhiều thì có thể giả thiết S
gt
= 20 ữ 30%
bề dầy nói trên).
Bớc 2. Tính độ lún cố kết S
C

=
:
* Nếu thỏa mãn thì chấp nhận kết quả đã giả thiết, nh vậy đồng thời xác định đợc S
C
và S = S
gt
.
* Nếu không thoả mãn điều kiện nói trên thì phải giả thiết lại S và lặp lại quá trình tính toán
3 Kết Quả
- Với cách làm nh trên, tác giả đã lập chơng trình và đã chạy thông chơng trình trên
máy tính.
- Tác giả đã dùng chơng trình này tiến hành chạy thử nghiệm trên nhiều ví dụ tính toán, so
sánh với phơng pháp tính toán khác (phơng pháp sai phân hữu hạn với bài toán cố kết
1 chiều trong trờng hợp nền đất gồm nhiều lớp, và chỉ tính cho vị trí tại tim đờng) thấy kết quả
tính toán chênh lệch không đáng kể.
- Tác giả cũng đã đạt đợc một số kết quả nhất định trong việc khảo sát mức độ ảnh hởng
của từng thông số của nền đất yếu (nh:
, e
0
,
p
, C
v
, C
r
, C
c
, H
đy
) tới độ lún cố kết và tốc độ lún

Các Lớp Một lớp Trọng Rỗng Cố Kết Nén Nén Tiền Cố Kết Nén Lún
Hi


i ei Cvi Cci Cri

pzi ai
(m) (g/cm3) (10^-4cm2/s) (kg/cm2) (cm2/kg)
1 2.20 1.79 1.08 5.810 0.025 0.130 1.05 0.05
2 2.00 1.58 1.14 8.039 0.451 0.409 0.70 0.136
3 2.00 1.58 1.14 8.039 0.451 0.409 0.40 0.136
4 2.00 1.58 1.14 8.039 0.451 0.409 0.70 0.136
5 1.80 1.58 1.14 8.039 0.451 0.409 0.70 0.136
6 2.00 1.89 0.08 8.940 0.280 0.250 0.68 0.08
7 2.00 1.89 0.08 8.940 0.280 0.250 0.68 0.08
8 1.90 1.89 0.08 8.940 0.280 0.250 0.68 0.08
Độ Lún Độ Lún Độ Lún Chiều Cao Chiều Cao
Tức Thời Cố Kết Tổng Cộng Thiết Kế Dự Phòng
Si (m) Sc (m) S (m) Htk (m) Hdp (m)
0.236 2.362 2.550 8.000 10.550
Kết Quả Tính Đ
ộ
Lún Theo Thời Gian
Chỉ tiêu cơ lý của nền đất yếu:
Kích thớc nền đắp:

Thời Gian Nhân Tố Độ Cố Thời Gian Nhân Tố Độ Cố Thời Gian Nhân Tố Độ Cố Thời Gian Nhân Tố Độ Cố Thời Gian Nhân Tố Độ Cố
t (ngày) TG: T Kết U (%) t (ngày) TG: T Kết U (%) t (ngày) TG: T Kết U (%) t (ngày) TG: T Kết U (%) t (ngày) TG: T Kết U (%)
60 0.002 2 2460 0.067 29 4860 0.132 41 7260 0.197 50 9660 0.263 58
120 0.003 2 2520 0.069 30 4920 0.134 41 7320 0.199 50 9720 0.264 58

1980 0.054 26 4380 0.119 39 6780 0.184 48 9180 0.25 56 11580 0.315 64
2040 0.055 26 4440 0.121 39 6840 0.186 49 9240 0.251 56 11640 0.316 64
2100 0.057 27 4500 0.122 39 6900 0.188 49 9300 0.253 57 11700 0.318 64
2160 0.059 27 4560 0.124 40 6960 0.189 49 9360 0.255 57 11760 0.32 64
2220 0.06 28 4620 0.126 40 7020 0.191 49 9420 0.256 57 11820 0.321 64
2280 0.062 28 4680 0.127 40 7080 0.193 49 9480 0.258 57 11880 0.323 64
2340 0.064 29 4740 0.129 40 7140 0.194 50 9540 0.259 57 11940 0.325 64
2400 0.065 29 4800 0.131 41 7200 0.196 50 9600 0.261 58 12000 0.326 64
Kết Quả Tính Độ Cố Kết Theo Thời Gian