NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI SỨC CHỐNG CẮT CỦA MỘT SỐ LOẠI
ĐẤT ĐẮP CHẾ BỊ NGÂM NƯỚC THEO THỜI GIAN
RESEARCHING THE CHANGE OF EMBANKMENT SHEARING
RESISTANCE DURING THE SOAKING TIME

PGS.TS. TRẦN THỊ THANH
Viện KHTL Miền Nam
NCS.Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
Khoa XD Đại học Kiến trúc TPHCM
TÓM TẮT
Dựa theo kết quả thí nghiệm cắt nhanh không nén cố kết trước đối với những mẫu chế
bị theo hệ số đầm nén ( K ) khác nhau được ngâm trong nước theo thời gian của một số
loại đất thường dùng đắp đập ở miền Trung, trong bài báo các tác giả giới thiệu đặc
điểm thay đổi sức chống cắt của đất đắp (đất chế bị) khi không chịu áp lực nén được
ngâm trong nước theo thời gian.
ABSTRACT
On the basic of Unconsolidated–Undrained shear test (UU) of remolded soil samples
having the different compacted coefficient (K), the authors would like to present the
change of the shear strength remolded soil samples during the soaking time.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Sự làm việc của đất trong thân đập hồ chứa nước có thể phân chia thành ba giai
đoạn như sau:
• Giai đoạn 1 – giai đoạn vừa thi công xong: theo một số kết quả nghiên cứu đã có [1]
thì khối đất đắp trong thân đập đạt được độ chặt – độ ẩm ban đầu theo thiết kế γ
c
=
( 0,95÷1,0 ) γ
cmax
; độ ẩm W = W
op
± ΔW; độ bão hòa nước G = 0,75÷0,85. Các chỉ

2. Đất sườn – tàn tích có nguồn gốc sét bột kết, cát bột kết được lấy ở hồ chứa
nước Sông Sắt – Ninh Thuận. Loại đất này trương nở rất yếu.
3. Đất sườn tàn tích – tàn tích trên nền Bazan cổ được lấy tại công trình thủy
điện DakRtih – Daklak. Loại đất này hầu như không trương nở.
Chỉ tiêu tính chất vật lý và kết quả đầm nện Proctor tiêu chuẩn của ba nhóm đất
trên được ghi ở bảng 1.

Bảng 1: Chỉ tiêu tính chất vật lý của đất dùng thí nghiệm
Chỉ tiêu vật lý
Đơn vị
Loại đất đắp
Thuận
Ninh-
Bình Định
Sông Sắt -
Ninh
Thuận
DakRtih-
Daklak
Kết
quả
phân
Hạt sỏi sạn
( mm )
19÷9.5 % - - -
9.5÷5 % 0,1 - 0,3
5÷2 % 5 0,8 1,1
Thô 2÷1 % 12,2 2,8 0,9
1÷0.5 % 5 4 1,6
Trang 2

% 35,5 37,9 74,31
W
P
% 18 22,69 48,63
I
P
% 17,4 15,01 25,68
γ
cmax
T/m
3
1,84 1,86 1,41
W
op
% 13 14 37
2.2. Phương pháp chế bị mẫu và nội dung thí nghiệm
Căn cứ theo kết quả đầm nện Proctor (γ
cmax,
W
op
) của các loại đất được ghi ở
bảng 1 để chế bị mẫu thí nghiệm. Dung trọng khô (γ
c
) của các mẫu thí nghiệm được
chế bị theo hệ số đầm nén ( K) khác nhau:
γ
c
= K. γ
cmax
( 1 )

của mẫu khi bão hòa nước.
Theo dõi đúng thời gian qui định, các ống mẫu được vớt ra để thí nghiệm. Khi
lấy mẫu vào dao vòng cắt đồng thời có kiểm tra dung trọng và độ ẩm của mẫu sau thời
gian ngâm nước.
Các thí nghiệm cắt thực hiện theo sơ đồ không cố kết – cắt nhanh (sơ đồ UU)
trên máy cắt phẳng để xác định góc ma sát trong (φ
t
) và lực dính (C
t
) của mẫu ứng với
thời gian t (tháng) đã ngâm nước. Kết quả thí nghiệm được ghi trên các bảng thống kê
ứng với từng loại đất. Ngoài ra để tiện đánh giá mức độ tăng giảm của thông số chống
cắt (φ, C) các Tác giả dùng các chỉ số sau đây:
- Mức độ tăng giảm của góc ma sát φ :
-
o
ot
ϕ
ϕϕ
η
ϕ
−
=
, ( % ) ( 3 )
- Mức độ tăng giảm của lực dính C :
o
ot
C
C
CC −

) theo mức độ đầm nén ( K ) và thời gian ngâm mẫu t
(tháng) được liệt kê ở bảng 2a và bảng 2b, thể hiện bằng đồ thị trên các hình 3a, 3b, 3c
và hình 4a, 4b, 4c.
Bảng 2a: Sự thay đổi góc ma sát trong φ và lực dính C của đất có hệ số đầm nén (K)
khác nhau ứng với độ ẩm tốt nhất và sau khi bão hòa nước (t = 2 tháng)
Hệ số
đầm
chặt K
Dung
trọng chế
bị
γ
c
( T/m
3
)
Góc ma sát trong
φ
( độ )
Mức độ
giảm của
góc ma
sát trong
η
φ
( % )
Lực dính C
( kG/cm
2
) Mức độ

trọng chế
bị
γ
c
( T/m
3
)
Thời gian
ngâm mẫu
( tháng )
Góc ma
sát trong
φ
( độ )
Mức độ
tăng của
góc ma sát
trong
η
φ
( % )
Lực dính
C
( kG/cm
2
)
Mức độ
tăng của
lực dính C
η

γ
c
( T/m
3
)
Thời gian
ngâm mẫu
( tháng )
Góc ma
sát trong
φ
( độ )
Mức độ
tăng của
góc ma sát
trong
η
φ
( % )
Lực dính
C
( kG/cm
2
)
Mức độ
tăng của
lực dính C
η
C
( % )

17,2
0
4,3
10,2
12,1
0,336
0,341
0,416
0,431
0
1,5
23,9
28,3 Hình 3a: Quan hệ giữa C, φ theo thời gian ngâm mẫu đất Thuận Ninh (K = 0,92)
Trang 6
C ( kG/cm
2
)
o
6
10
o
14
o
o
18
22
o

0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
o
32
o
28
o
24
20
o
o
16
o
12
8
o
24 tháng18 tháng12 tháng6 tháng2 tháng
φ= f (t)
C = f (t)
( t )
C ( kG/cm
2
)
0

18 thaùng12 thaùng6 thaùng2 thaùng
η ( % )
20
40
60
η
φ
η
c
C ( kG/cm2)
φ
o
φ
o
Hình 4a: Mức độ tăng của η
C
, η
φ
theo thời gian ngâm mẫu đất Thuận Ninh ( K= 0,92
)
Hình 4b- Mức độ tăng của η
C
, η
φ
theo thời gian ngâm mẫu đất Thuận Ninh ( K=
0,95 )Hình 4c: Mức độ tăng của η
C

giảm của
góc ma
sát trong
η
φ
( % )
Lực dính C
( kG/cm
2
) Mức độ
giảm của
lực dính
C
η
C
( % )
Trạng
thái độ
ẩm tốt
nhất
Trạng
thái bão
hòa
nước
Trạng
thái độ
ẩm tốt
nhất
Trạng thái
bão hòa

Dung
trọng chế
bị
γ
c
( T/m
3
)
Thời gian
ngâm mẫu
( tháng )
Góc ma
sát trong
φ
( độ )
Mức độ
tăng của
góc ma sát
trong
η
φ
( % )
Lực dính
C
( kG/cm
2
)
Mức độ
tăng của
lực dính C

12,51
13,11
13,98
14,25
0
4,8
11,75
13,9
0,158
0,183
0,265
0,270
0
15,8
67,7
70,8
0,98 1,82
2
6
12
18
13,80
14,31
15,64
15,75
0
4,3
13,3
14,1
0,175

16
o
12
8
o
24 tháng18 tháng12 tháng6 tháng2 tháng
C ( kG/cm2)
C = f (t)
φ = f (t)
φ
o

Hình 5b: Quan hệ giữa C, φ theo thời gian ngâm mẫu đất Sông Sắt (K = 0,95)

Hình 5c: Quan hệ giữa C, φ theo thời gian ngâm mẫu đất Sông Sắt (K = 0,98)
Trang 10
C ( kG/cm2)
2 tháng 6 tháng 12 tháng 18 tháng 24 tháng
o
8
12
o
16
o
o
20
24
o
28
o

o
28
o
24
20
o
o
16
o
12
8
o
24 tháng18 tháng12 tháng6 tháng2 tháng
C ( kG/cm2)
C = f (t)
φ = f (t)
φ
o
φ
o

Hình 6a: Mức độ tăng của η
C
, η
φ
theo thời gian ngâm mẫu đất Sông Sắt ( K= 0,92 )

Hình 6b: Mức độ tăng của η
C
, η

0
0
18 tháng12 tháng6 tháng2 tháng
20
40
60
80
η
φ
η
c
0
0
18 tháng12 tháng6 tháng2 tháng
20
40
60
80
η
φ
η
c
η ( % )
η ( % )
η ( % )
Bảng 4a: Sự thay đổi góc ma sát trong φ và lực dính C của đất có hệ số đầm nén (K)
khác nhau ứng với độ ẩm tốt nhất và sau khi bão hòa nước ( t = 2 tháng )
Hệ số
đầm
chặt K

ẩm tốt
nhất
Trạng
thái bão
hòa
nước
Trạng
thái độ
ẩm tốt
nhất
Trạng thái
bão hòa
nước
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
0,92 1,30 15,42 14,18 8,1 0,437 0,389 10,98
0,98 1,42 16,28 15,49 4,9 0,472 0,442 6,36
Bảng 4b: Sự thay đổi góc ma sát trong φ và lực dính C của đất có hệ số đầm nén (K)
khác nhau theo thời gian ngâm mẫu trong nước.
Hệ số đầm
chặt K
Dung
trọng chế
bị
γ
c
( T/m
3
)
Thời gian
ngâm mẫu

14,81
15,51
15,62
0
4,45
9,34
10,2
0,389
0,455
0,482
0,508
0
16,97
23,91
30,59
0,98 1,42
2
6
12
18
15,49
16,14
17,01
17,09
0
4,2
9,81
10,33
0,442
0,501

0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0
0,55
0,60
C = f (t)
φ = f (t)
0,60
0,55
0
0,50
0,45
0,40
o
32
o
28
o
24
K = 0,98 - bz
20
o
o
16
o

, η
φ
của ba loại đất có cùng hệ số đầm nén (K) theo
thời gian ngâm mẫu đất trong nước.
Để tiện nhận xét, so sánh, trên hình 9 và hình 10 biểu diễn tổng hợp mức độ tăng
η
C
, η
φ
của ba loại đất có cùng hệ số đầm nén ( K = 0,92 ) theo thời gian ngâm mẫu. Hình 9: Mức độ tăng góc ma sát trong (η
φ
) của ba loại đất được nghiên cứu theo
thời gian ngâm mẫu ( các mẫu đều có hệ số đầm nén K = 0,92 )
Trang 14
0
0
18 tháng12 tháng6 tháng2 tháng
20
40
η
φ
η
c
0

1. Từ khi chế bị mẫu đất ứng với độ ẩm tốt nhất cho đến khi mẫu bão hòa
nước sức chống cắt của đất giảm.
• Tùy thuộc vào từng loại đất và hệ số đầm chặt (K) mà mức độ giảm có khác
nhau.
• Với cùng một loại đất, hệ số đầm chặt (K) càng lớn thì mức độ giảm nhỏ
càng bé.
2. Từ khi mẫu đã bão hòa nước (sau 2 tháng) và ngâm mẫu đến 18 tháng
nói chung sức chống cắt của đất tăng lên
• Tùy thuộc vào từng loại đất và hệ số đầm chặt (K) mà mức độ tăng có khác
nhau. Mức độ gia tăng của lực dính (η
C
) lớn hơn mức độ tăng góc ma sát
trong (η
φ
)
• Với cùng một loại đất, hệ số đầm chặt (K) càng lớn thì mức độ tăng lên của
sức chống cắt (chủ yếu là lực dính) càng nhiều
• Với cùng một thời gian ngâm mẫu, cùng một hệ số đầm chặt (K) thì mức độ
tăng η
C
, η
φ
của đất sườn tàn tích có nguồn gốc sét bột kết, cát bột kết được
lấy ở Sông Sắt là lớn hơn so với hai loại đất kia. Mức độ tăng η
φ
của đất
Bazan ở Daklak, mức độ tăng η
C
của đất tàn tích có nguồn gốc granite ở
Thuận Ninh – Bình Định là nhỏ hơn so với đất ở hồ Sông Sắt.

Người phản biện: GS.TS. Phạm Văn Cơ
Trang 16