Nghiên cứu xác định biến dạng ngang của đất bằng thí nghiệm ba trục

Hội nghị Khoa học kỷ niệm 50 năm thành lập Viện KHCN Xây dựng NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH BIẾN DẠNG NGANG CỦA ĐẤT BẰNG THÍ NGHIỆM BA TRỤC Hoàng Thị Bích Hằng*, Trần Thương Bình TÓM TẮT: Hiện nay, tính toán biến dạng lún của nền đất dưới tác dụng của tải trọng công trình hầu hết dựa vào kết quả thí nghiệm nén một trục không nở hông cùng các hệ số xét tới sự nở hông của đất. Các hệ số đó, được lựa chọn phụ thuộc vào loại đất và các chỉ tiêu vật lý của nó. Do đó, kết quả tính toán dự báo lún của công trình còn nhiều tranh luận về độ chính xác. Để có những số liệu làm luận cứ khoa học cho chủ đề dự báo lún, nhóm tác giả đã tiến hành thí nghiệm ba trục theo phương pháp chất tải không đổi ở các áp lực buồng khác nhau. Kết quả nghiên cứu đã làm sáng tỏ mối quan hệ giữa biến dạng thể tích với biến dạng hình dạng của mẫu đất. Từ kết quả này, bước đầu đã làm sáng tỏ một số vấn đề nở hông của đất trong quá trình biến dạng lún của đất nền khi chịu tác dụng của tải trọng công trình. TỪ KHÓA: Thí nghiệm ba trục xác định biến dạng của đất 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Biến dạng của một vật rắn là sự xắp xếp các phần tử cấu tạo vật đó, khi xắp xếp mà khoảng cách giữa các phần tử thay đổi chỉ làm mật độ tăng hoặc giảm thì đó là biến dạng thể tích, còn xắp xếp mà có sự dịch chuyển không theo phương tác dụng thì đó là biến dạng hình dạng. Như thế, khi có tác dụng nén sẽ luôn có biến dạng thể tích và hình dạng xảy ra ở các mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào bản chất của vật. Trường hợp với đất là hệ phân tán khi bị lún do tải trọng, biến dạng dọc sẽ làm chiều cao cột đất co lại, cùng với biến dạng ngang làm cột đất nở ra. Quan hệ giữa chúng phụ thuộc vào sự xuất hiện biến dạng thể tích. Dưới tác dụng của tải trọng, mọi phân tố trong nền sẽ xảy ra biến dạng theo phương nén thẳng đứng và biến dạng theo phương ngang, và cùng với sự biến dạng ngang sẽ có sự tăng ứng suất theo phương ngang. Mối quan hệ giữa các thành phần biến dạng và trạng thái ứng suất là đa chiều phức tạp không thể mô tả đơn giản bằng các hệ số độc lập mà đầy đủ phải là các hàm số của trạng thái và không thể nghiên cứu bằng thí nghiệm nén không nở hông đơn giản mà phải bằng thí nghiệm nén ba trục. 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trong thí nghiệm nén ba trục, biến dạng dọc chính là biến thiên độ cao của mẫu đất thí nghiệm, còn biến dạng ngang là sự biến đổi kích thước các mặt cắt ngang. Nhưng một mẫu đất có vô số các mặt cắt ngang khác nhau, và cho đến nay, đo đạc được biến dạng ngang mẫu đất trong thiết bị ba trục là vấn đề kỹ thuật rất phức tạp. Vì thế, xác định biến dạng ngang, có thể dựa trên nguyên lý bất biến thể tích của vật thể khi thay đổi hình dạng mà không có thay đổi thể tích toàn phần. Trong đó, thay đổi thể tích toàn phần là biến dạng toàn phần có tác dụng làm tăng mật độ. *Hoàng Thị Bích Hằng, Trần Thương Bình, Trường ĐH Kiến trúc Hà Nội Đối với đất bào hoà nước, khi bị nén không thoát nước sẽ không xảy ra biến dạng toàn phần. Nguyên lý bất biến thể tích áp dụng cho một mẫu đất được phát biểu như sau: Trong một điều kiện trạng thái ứng suất nhất định, có tác dụng nén gây ra biến dạng dọc cho một mẫu đất thì phần thể tích do mẫu đất bị ngắn lại bằng phần thể tích do biến dạng toàn phần và biến dạng ngang nở ra. Nguyên lý được biểu diễn bởi biểu thức sau: V = π H .R2 = (H − ∆ H )π (R + ∆ R )2 +Vtp (1) Trong đó, V- thể tích mẫu đất H- Chiều cao mẫu đất R- bán kính mặt cắt ngang mẫu đất ∆H- biến dạng dọc mẫu đất ∆R - biến đổi đường kính mặt ngang trung bình của mẫu đất Vtp- biến dạng thể tích toàn phần. - Trong trường hợp mẫu bão hoà nước, thí nghiệm nén không thoát nước (U.U) biến dạng thể tích toàn phần không xảy ra thì từ biểu thức (1) sẽ có phương trình: 0 = H (2R∆ + ∆2 ) − ∆ (R2 + 2R∆ + ∆2 ) (2) R R H R R Đưa vào khái niệm biến dạng tỷ đối theo phương dọc e1= ∆H/H và theo phương ngang e2=∆R/R vào biếu thức (2) bằng cách chia tất cả cho H.R2 sẽ có phương trình biểu diễn quan hệ giữa e1 với e2 2 2 1 2 2 1 2 1 2 1 e2 + 2e − e (e2 + 2e + 1) = 0 = (1 − e )e2 + 2(1 − e )e − e = 0 (3) Giải phương trình (3) theo e2 , nghiệm của e2 có dạng: e −1 + 2 e = 1 1 − e1 = −1 + 1  (4) 1 − e1 1 − e1 và e e2 + 2e 2 2 = + 1 − et  (5) 2 2 1 e2 + 2e Khi biến dạng dọc không xảy ra biến dạng toàn phân thì sử dụng biểu thức (4) có thể xác định quan hệ giữa e1 với e2 cho mọi loại đất, ở mọi trạng thái áp suất khác nhau. Biểu diễn trên đồ thị quan hệ e1 và e2 (Hình 1) cho biết, nếu không có biến dạng toàn phần, thì quan hệ giữa chúng là đồng biến. Khi biến dạng dọc e1< 0,5 quan hệ này có thể xem là tuyến tính. Khi e1< 0,015 tỷ số giữa biến dạng ngang với dọc gần như không đổi, đạt nhỏ nhất là 0,50.  2.5 2 1.5 1 0.5 0  0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Hình 1 Tuy nhiên, thưc tế biến dạng toàn phần luôn xảy ra cùng với biến dạng ngang trong quá trình biến dạng dọc, vấn đề là tỷ lệ tham gia nhiều hay ít của nó nên biểu thức (4) ít có ý nghĩa thực tế - Trường hợp đất biến dạng nén có biến dạng toàn phần là trường hợp xảy ra phổ biến trong đất nền, bao gồm cả đất bão hoà có thoát nước và đất không bão hoà, khi đó mối quan hệ giữa biến dạng dọc và ngang được biểu diễn theo công thức: V = π H .R2 = (H − ∆ H )π (R + ∆ R )2 + Vtp (6) Trong đó Vtp - phần thể tích mẫu bị biến dạng toàn phần. Từ biểu thức (5) có thể biểu diễn mối quan hệ e1 với e2 trong điều kiện có biến dạng toàn phần theo phương trình sau: 2 Vtp (1 − e1 )e2 + 2(1 − e1 )e2 -e1 + π H .R2 = 0 (7) e2 = −1 + 1 1 − e − Vtp π H .R2 (1 − e )  (8) 1 1 So sánh (4) với (8) có nhận xét: với cùng trạng thái ứng suất, cùng có biến dạng dọc như nhau thì biến dạng ngang trong trường hợp xảy ra biến dạng toàn phần sẽ nhỏ hơn trong trường không có biến dang toàn phần một giá trị là ∆e2 ∆e = Vtp  (9) 1 2 π H .R2 (1 − e ) Biểu thức (9) cho nhận xét khi e1 càng lớn thì lượng giảm ∆e2 càng lớn, điều đó có nghĩa rằng: Mối quan hệ rút ra từ biểu thức (4) không đúng với trường hợp có biến dạng toàn phần xảy ra. Do đó, biểu thức (8) là biểu thức tổng quát để xác đinh giá trị biến dạng ngang Đặt biến dạng toàn phần tỷ đối et = Vtp π HR2  (10) Khi đó, mối quan hệ giữa ba thành phần biến dạng sẽ được biểu diễn như sau: e2 = −1 + 1 − et 1 − e1  (11) 3 THIẾT BỊ VÀ QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH CÁC GIÁ TRỊ ĐẶC TRƯNG BIẾN DẠNG NGANG + Các đại lượng đo Theo biểu thức (6), việc xác định đặc trưng biến dạng dọc, biến dạng ngang trung bình và biến dạng thể tích toàn phần của mẫu đất sẽ được quy về xác định bằng thí nghiệm các đại lượng sau: - Các đại lượng ban đầu, gồm: bán kính R, chiều cao mẫu H là các đại lượng có giá trị được lựa chọn theo tiêu chuẩn quy phạm chung, thường H = 2D = 4R - Biến dạng dọc trục thẳng đứng ∆H của mẫu là đại lượng mà giá trị của nó dùng tính biến dạng dọc tỷ đối e1. Đây là đại lượng biến đổi theo thời gian phải được đo và cập nhật và lưu lại liên tục trong khoảng thời gian của một lần gia tải không đổi. - Thể tích biến dạng toàn phần của mẫu đất Vtp xuất hiện trong quá trình chịu nén. Vtp là phần thể tích bị mất đi do mẫu đất co lại. Nếu trong quá trình nén áp lực buồng không đổi thì phần thay đổi thể tích buồng để duy trì áp lực đó, chính là phần thể tích mẫu bị biến dạng toàn phần. Như vậy, yêu cầu đặt ra cho thí nghiệm là xác định giá trị biến thiên theo thời gian của các đại lượng đo trong điều kiện áp lực buồng và tải trong nén không đổi định trước. Như thế, thiết bị thí nghiệm ba trục thông thường không đáp ứng được nhất là khi xác định biến dạng toàn phần đối với mẫu không bão hoà. Do đó, để giải quyết vấn đề, nhóm tác giả đã nghiên cứu cải tiến thiết bị thí nghiệm ba trục (Hình 2), thành thiết bị ba trục nén tải không đổi + Đặc điểm của thiết bị ba trục nén tải không đổi - Đầu đo điện tử đo biến dạng dọc liên tục theo thời gian. Đây là thiết bị của hãng Sollatron vương quốc Anh. Thiết bị có khả năng đo chính xác tới 0,0001 mm với tốc độ đo 1000 lần trong 1 s và cho phép kết nối với máy tính để lưu lại toàn bộ kết quả đo.  Hình 2. Thiết bị thí nghiệm ba trục nén tải không đổi - Phần mềm thu nhận và lưu số liệu đo Soil dynamic được viết trên visual basic có khả năng lưu kết quả đo dưới dạng số hoặc đồ thị biến dạng theo thời gian, đồng thời có thể biểu diễn lại quá trình đo tạo điều kiện cho việc phân tích số liệu đo - Các chi tiết điều chỉnh áp lực buồng và xác định biến đổi thể tích nước, bao gồm đồng hồ đo áp suất và các xylanh điều chỉnh thể tích buồng. Đây là các chi tiết để xác định thể tích biến dạng toàn phần. Ngoài những điểm khác biệt căn bản nêu trên so với các thí nghiệm ba trục thông thường, những chi tiết cấu tạo khác như các thiết bị ba trục thông thường. + Quy trình thí nghiệm: Nhìn chung, quy trình thí nghiệm được tiến hành theo các bước như thí nghiệm nén ba trục sơ đồ đơn giản U.U, gồm các bước: Lập chương trình thí nghiệm, chuẩn bị mẫu, thí nghiệm và tính toán số liệu. Tuy nhiên, để định đặc trưng biến dạng ngang thì các thủ tục tiến hành có những điểm được lưu ý thêm như sau: - Lập chương trình thí nghiệm: Chương trình thí nghiệm có nội dung là xác định các giá trị áp lực buồng, biến dạng nén ban đầu, ứng suất lệch ở các cấp khác nhau dựa trên cơ sở các dữ kiện 148 về chiều sâu và điều kiện tồn tại mẫu đất, tải trọng công trình và bài toán áp dụng tính toán thiết kế. - Chuẩn bị thí nghiệm, bao gồm các công việc xác định các chỉ tiêu phân loại đất, chỉ tiêu độ bền cắt của đất, gia công mẫu, ghi chép số liệu về mẫu đất, lắp đặt mẫu vào trong buồng, khởi động thiết bị đo và phần mềm đo. - Thí nghiệm tiến hành theo từng cấp, mỗi cấp là một khoảng thời gian áp lực dọc trục σ1 được duy trì không đổi. Trong thời gian của một cấp, biến dạng dọc trục sẽ được tự động cập nhật, nếu xảy ra biến dạng toàn phần áp lực buồng sẽ giảm, khi đó phải điều chỉnh hệ thống pittông xilanh để tăng giảm thể tích buồng nhằm duy trì áp lực buồng không đổi. Giá trị thay đổi thể tích được xác minh bằng chi tiết đo thể tích, đó là số liệu để xác định Vtp - Chỉnh lý kết quả: Từ các giá trị của các đại lượng đo tiến hành tổng hợp phân tích và tính toán giá trị các hằng số, lựa chọn các quan hệ tối ưu giữa các đại lượng đo, xác định các thông số của các hàm biểu diễn quan hệ. 4 KẾT QUẢ ÁP DỤNG THÍ NGHIỆM BA TRỤC TẢI KHÔNG ĐỔI XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG BIẾN DẠNG NGANG CỦA ĐẤT - Các đặc điểm của mẫu đất thí nghiệm Mẫu được thí nghiệm là đất sét được lấy ở độ sâu 3 m trong các thành tạo Holocen hệ tầng Thái Bình của khu vực Hà Nội.Trụ đất sét được gia công thành 5 mẫu nén ba trục. Mẫu nén dạng hình trụ, kích thước là HxD = 40 x 80 mm, tính chất cơ lý của từng mẫu đất xác đinh bởi một số chỉ tiêu thông thường thể hiện ở Bảng 1. Bảng 1. Tính chất cơ lý mẫu thí nghiệm Số hiệu mẫu Chỉ số dẻo Độ sệt Hệ số rỗng KL thể tích, g/cm3 Lực dính kết, kG/cm2 Góc ma Sát, độ Hệ số nén lún a cm2/kG Áp lực gia tải nén, kG/cm2 0-1 1-2 2-3 3-4 1 17,2 0,55 0,812 1,89 0,278 6015 0,040 0,031 0,028 0,020 2 18,3 0,68 0,799 1,91 0,263 7030 0,041 0,032 0,030 0,022 3 17,5 0,74 0,885 1,93 0,231 6030 0,060 0,041 0,029 0,025 4 19,4 0,65 0,816 1,91 0,275 8000 0,048 0,036 0,029 0,023 5 17,9 0,69 0,809 1,90 0,267 7015 0,043 0,033 0,028 0,021 - Quy trình thí nghiệm: 149 Nghiên cứu tiến hành ở 5 trạng thái áp suất buồng khác nhau, mỗi một trạng thái áp dụng cho một mẫu. Trong quá trình thí nghiệm của một mẫu sẽ gia tải với 5 giá trị ứng suất lệch khác nhau. Sơ đồ gia tải áp suất buồng và ứng suất lệch được thể hiện chi tiết cụ thể qua Bảng 2 như sau: Bảng 2. Áp suất buồng σ2 và ứng suất dọc σ1 cho các mẫu thí nghiệm Áp suất buồng σ2 kPa σ2 = 25 σ2 = 50 σ2 =100 σ2 =150 σ2 =200 Ứng suất dọc σ1 ở các mẫu thí nghiệm (kPa) Mẫu M1 σ1= 30 σ1= 55 σ1= 105 σ1= 155 σ1= 205 Mẫu M2 σ1= 35 σ1= 60 σ1= 110 σ1= 160 σ1= 210 Mẫu M3 σ1= 45 σ1= 70 σ1= 120 σ1= 170 σ1= 220 Mẫu M4 σ1= 60 σ1= 85 σ1= 135 σ1= 185 σ1= 235 Mẫu M5 σ1= 80 σ1= 105 σ1= 145 σ1= 205 σ1= 255 - Kết quả thí nghiệm Kết quả thí nghiệm nhận đựơc các giá trị đo biến dạng dọc và biến dạng thể tích toàn phần. Biến dạng thể tích toàn phần Vtp là giá trị không đổi với mỗi cấp áp lực được xác định từ thí nghiệm có kết quả thể hiện ở Bảng 3. Bảng 3. Giá trị biến đổi thể tích toàn phần Vtp theo các cấp áp lực p1= 25 kPa p2= 50 kPa p3=100 kPa p4=150 kPa p4=200 kPa M1 (mm3) 79 92 286 628 1099 M2 (mm3) 83 160 452 940 1489 M3 (mm3) 110 387 841 1326 1741 M4 (mm3) 128 412 934 1638 2399 M5 (mm3) 169 477 1248 2624 4557 Giá trị biến dạng dọc ∆H biến đổi theo thời gian của tất cả các mẫu thí nghiệm được thể hiện dưới dạng đồ thị hoặc dãy số. Tập hợp các kết quả thí nghiệm cho từng mẫu và biểu diễn trên cùng một hệ toạ độ trong đó các đường p1, p2, p3, p4, p5 lần lượt biểu diễn biến dạng dọc ∆H theo thời gian ở các áp suất buồng 0,25; 0,5; 0,75; 1 và 1,5 kG/cm2 thể hiện ở Hình 3. 150 ∆Η250 250 200 p1 200 p2 150 100  p3  p4 p  150 100 50 50 0 0 20 0 20 40 60 80 100 1 Hình 3. Các biến đổi biến dạng dọc theo thời gian của các mẫu thí nghiệm - Một số nhận xét về kết quả thí nghiệm: Với tốc độ ghi nhận và lưu trữ số liệu của phân mềm 0,5 s một lần đo, toàn bộ diễn biến của quá trình biến dạng trục hầu như được ghi nhật. Trên Hình 3 thời gian để thực hiện một mẫu thí nghiệm với 5 cấp gia tải khoảng 100 min, trong đó, ở mỗi cấp thí nghiệm biến dạng đã đạt đến giá trị không đổi. Căn cứ vào độ thị hoặc dãy số giá trị biến dạng dọc cực đại ∆H ở mỗi cấp gia tải dọc σ1, gồm 25 giá trị được xác định thể hiên trên Bảng 4. Bảng 4. Giá trị biến dạng dọc cực đại ∆H ở các trạng thái ứng suất σ1,σ2 p1= 25 kPa p2= 50 kPa p3=100 kPa p4=150 kPa p4=200 kPa M1(10-1 mm) 54 95 142 190 242 M2(10-1 mm) 44 77 112 132 154 M3(10-1 mm) 33 51 80 115 148 M4(10-1 mm) 30 49 76 100 125 M5(10-1 mm) 51 82 124 163 191 Từ việc thực hiện thí nghiệm mẫu đất đã chứng tỏ việc thí nghiệm được tiến hành đơn giản, các phép đo và giá trị nhận được rất phong phú đa dạng. Trong đó, xác định biến dạng ngang của đất theo trạng thái ứng suất là vấn đề phức tạp trong thí nghiệm địa kỹ thuật đã được thực hiện thông quan các phép đo biến dạng thể tích của đất ở mọi điều kiện kế cả không thoát nước. 5 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG BIẾN DẠNG Từ kết quả thí nghiệm các mối quan hệ giữa các thành phần biến dạng được xác định như sau: + Các đặc trưng biến dạng tỷ đối 151 Căn cứ vào các giá trị ∆H cực đại và biến dạng thể tích toàn phần Vtp, nhờ các biểu thức e1= ∆H/H và et = Vtp/ πHR2 kết quả tính toán xác định các đăch trưng biến dạng dọc e1và biến thể tích toàn phần et theo trạng thái ứng suất σ1, σ2 thể hiện ở Bảng 5a và 5b. Bảng 5a. Giá trị các đặc trưng e1 theo trạng thái ứng suất σ1, σ2 Các giá trị biến dạng dọc e1 σ2=0,025MPa σ2 = 0,05 MPa σ2.= 0,1 MPa σ2=0,15 MPa σ2=0, 2 MPa σ1= σ1= σ1= σ1= σ1= 0,07 30 0,12 55 0,18 105 0,24 155 0,30 205 0,05 35 0,10 60 0,14 110 0,16 160 0,19 210 0,04 45 0,06 70 0,10 120 0,14 170 0,19 220 0,04 60 0,06 85 0,09 135 0,12 185 0,16 235 0,06 80 0,10 105 0,16 145 0,20 205 0,24 255 Bảng 5b. Giá trị các đặc trưng et theo trạng thái ứng suất σ1, σ2 Các giá trị biến dạng toàn phần et σ2=0,025MPa σ2 = 0,05 MPa σ2.= 0,1 MPa σ2=0,15 MPa σ2=0,2 MPa σ1= σ1= σ1= σ1= σ1= 0,03 30 0,04 55 0,07 105 0,11 155 0,15 205 0,02 35 0,04 60 0,06 110 0,08 160 0,09 210 0,02 45 0,03 70 0,05 120 0,07 170 0,08 220 0,02 60 0,02 85 0,03 135 0,05 185 0,07 235 0,02 80 0,04 105 0,06 145 0,08 205 0,10 255 + Các thông số đặc trưng biến dạng Căn cứ vào các giá trị biến dạng dọc e1 và biến dạng thể tích toàn phần et ở các trạng thái ứng suất thì các giá trị e2 tương ứng được xác định dựa vào biểu thức (11), kết quả toán thể hiện Bảng 5c. 152 Bảng 5c. Giá trị hệ số biến dạng ngang theo trạng thái ứng suất σ1, σ2 Các giá trị biến dạng ngang e2 σ2=0,025 MPa σ2 = 0,05 MPa σ2.= 0,1 MPa σ2=0,15 MPa σ2=0,2 MPa σ1= σ1= σ1= σ1= σ1= 0,02 30 0,04 55 0,06 105 0,08 155 0,10 205 0,02 35 0,03 60 0,05 110 0,05 160 0,06 210 0,01 45 0,02 70 0,03 120 0,05 170 0,06 220 0,01 60 0,02 85 0,04 135 0,04 185 0,05 235 0,02 80 0,03 105 0,05 145 0,07 205 0,09 255 + Các modun biến dạng Các modun biến dạng hay mối quan hệ giữa các thành phần ứng suất với biến dạng theo các phương ngang En với σ2= En.e2 và dọc Ed với σ1=Ed.e1, được xác định theo các giá trị đã được xác định trên Bảng 5a, 5b, 5c. Kết quả xác định giá trị các modun theo trạng thái ứng suất thể hiện ở Bảng 6. Bảng 6. Giá trị Modun biến dạng dọc Ed và ngang En theo trạng thái ứng suất σ1, σ2 Gía trị các Ed,En MPa σ2=0,025 MPa σ1 kPa σ2= 0,05 MPa σ1 kPa σ2= 0,1 MPa σ1 kPa σ2= 0,15 MPa σ1 kPa σ2= 0,2 MPa σ1 kPa Ed En Ed En Ed En Ed En Ed En 0,4 1,3 30 5,5 1,3 55 0,6 1,7 105 1,9 1,9 155 0,7 2,0 205 0,7 1,3 35 10 1,7 60 0,8 2,0 110 3,2 3,0 160 1,1 3,3 210 1,1 2,5 45 12 2,5 70 1,2 3,3 120 3,4 3,0 170 1,2 3,4 220 1,5 2,5 60 8,5 2,5 85 1,5 2,5 135 4,6 3,7 185 1,5 4,0 235 1,3 1,25 80 11 1,2 105 0,9 2,0 145 2,9 2,1 205 1,1 2,2 255 + So sánh với các phương pháp thí nghiệm khác - Về thiết bị thí nghiệm: Thiết bị ba trục nén tải không đổi có các chi tiết cấu tạo phức tạp hơn so với thiết bị nén một trục không nở hông thông thường như máy Tam liên, nhưng so với các thiết bị nén một trục không nở 153 hông đo áp lực nước lỗ rỗng, hoặc thiết bị CRS chất tải liên tục theo thời gian thì mỗi loại có những phức tạp khác nhau. Do đó, khả năng trang bị máy ba trục nén tải không đổi sẽ gặp vấn đề về kinh phí như nén một trục đo áp lực nước lỗ rỗng và CRS. - Về quy trình thí nghiệm: Nhìn chung các thủ tục thí nghiệm gần giống như các phương pháp thông thường.Vấn đề phức tạp là khâu chỉnh lý kết quả thí nghiệm, nhất là việc tính toán xác định các thông số của các hàm biểu diễn mối quan hệ. Tuy nhiên, khi sử dụng các công cụ tin học, đơn gian nhất như ứng dụng Excell cũng dễ ràng có thể thiết lập được chương trình tự động tính toán, khi đó vấn đề không còn phức tạp. - Về tính mô phỏng của mô hình của thiết bị: Ứng xử thực tế của đất nền với tác dụng của tải trọng có bản chất là luôn tồn tại biến dạng dọc với biến dạng ngang và biến dạng thể tịch. Mối quan hệ giữa biến dạng thể tích toàn phần với biên dạng ngang và biến dạng dọc là quan hệ phi tuyến, phụ thuộc vào trạng thái ứng suất.Với thí nghiệm ba trục nén tải không đổi, cho phép mô phỏng mọi yếu tố ảnh hưởng đến mọi sự biến đổi mối quan hệ này. Trong khi đó, với thiết bị nén một trục không nở hông, không mô phỏng biến dạng ngang, nên chẳng những không xác định được biến dạng ngang mà các thông số biến dạng dọc, biến dạng thể tích kể cả biến dạng thấm nhận được từ kết quả thí nghiệm chỉ còn là các giá trị biểu kiến. - Về giá trị các phép đo của thí nghiêm: Các phép đo của mọi thí nghiệm nén xác định đặc trưng biến dạng đều là đo biến dạng dọc trục theo thời gian, nhưng các thiết bị khác nhau có thể có giá trị đo khác nhau với cùng một mẫu thí nghiệm. Các phép đo trong thí nghiệm nén một trục không nở hông rất ít so với thí nghiệm ba trục tải không đổi. Vì vậy, các đặc trưng biến dạng tính toán chỉnh lý kết quả đo một trục thường chỉ là một số nhỏ trong miền số liệu tính toán từ ba trục nén tải không đổi. 6 KẾT LUẬN - Có thể cải tiến thiết bị nén ba trục thông thường thành máy nén ba trục tải không đổi để xác định một số tính chất cơ học của đất có kể đến tính chất biến dạng ngang của đất. Điều này sẽ làm tăng độ chính xác của các tính toán ứng xử của nền dưới tải trọng công trình. - Cần thiết các nghiên cứu tiếp theo về tính ưu việt của thiết bị ba trục tải không đổi để có thể áp dụng thực tế trong các tính toán nền móng. 154 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đào Huy Bích, “Cơ học môi trường liên tục”, Nhà in trường Đại học Tổng hợp Hà Nội, 1990. 2. Đào Huy Bích, “Lý thuyêt đàn hồi”, NXB Đại học quốc gia Hà n