Luận án Nghiên cứu sự thay đổi tính chất cơ lý của đất đắp đập do ảnh hưởng của dòng thấm theo thời gian

); dung trọng (γ) và hệ số thấm (K). 
2.4.2.1. Xác định lực dính và góc ma sát trong 
Lực dính (C) và góc ma sát trong ( ) thường được gọi là các thông số sức 
chống cắt của đất. Thông số này có ảnh hưởng rất lớn đến trạng thái ổn định của công 
trình đất đắp. Các thí nghiệm xác định hai đặc trưng chống cắt của đất thường được 
tiến hành bằng thí nghiệm cắt trực tiếp (cắt chậm, cắt nhanh và cắt nhanh cố kết) hoặc 
thí nghiệm cắt gián tiếp bằng máy nén ba trục theo TCVN 8868:2011 - Thí nghiệm 
xác định sức kháng cắt không cố kết – không thoát nước và cố kết – thoát nước của 
đất dính trên thiết bị nén ba trục. 
Thông qua thiết bị, quá trình cố kết thấm theo thời gian trên mẫu có xét đến 
tác động dòng thấm được tiến hành, tiếp tục thực hiện thí nghiệm xác định sức chống 
cắt với mẫu đất này trên thiết bị nén ba trục. Sự thay đổi lực dính và góc ma sát trong 
theo thời gian được xác định. 
2.4.2.2. Xác định hệ số thấm 
Hệ số thấm của đất là tốc độ của nước tự do chảy qua các khe rỗng giữa các 
hạt rắn của đất, tuân theo định luật chảy tầng của Darcy, ứng với trị số gradient thủy 
lực bằng 1, kí hiệu là Kt. 
Đối với đất đắp đập, thông số sức chống cắt và hệ số thấm ảnh hưởng rất lớn 
đến mật độ (độ chặt) của đất đắp. Khi thông số sức chống cắt thay đổi, hệ số thấm 
của đất đắp cũng thay đổi theo thời gian. Bằng cách lắp đặt thiết bị đo lưu lượng dòng 
thấm qua mẫu đất trong quá trình thiết bị vận hành. Sự thay đổi hệ số thấm theo thời 
gian được xác định. 
2.4.2.3. Xác định dung trọng 
Dung trọng khô (γc) là khối lượng của phần hạt rắn có trong một đơn vị thể 
tích đất tự nhiên hoặc đất đắp, tính bằng gam trên centimet khối (g/cm3). Dung trọng 
của đất phụ thuộc vào thành phần hạt, độ chặt và kết cấu của đất. Do vậy, khi thành 
phần hạt của đất thay đổi theo thời gian do tác động của dòng thấm thì dung trọng 
49 
của mẫu cũng sẽ thay đổi theo. Mẫu đất sau khi thí nghiệm trên thiết bị sẽ được xác 
định lại khối lượng riêng. 
2.5. Mô phỏng thuật toán xây dựng đồ thị sự thay đổi tính chất cơ lý đất đắp 
do ảnh hưởng dòng thấm theo thời gian 
Biểu đồ biểu diễn các đường quan hệ tính chất cơ lý đất đắp theo thời gian 
gồm γ = f(t), C = f(t), φ = f(t) được xác định từ kết quả thí nghiệm trên thiết bị mô 
phỏng sự thay đổi tính chất cơ lý đất đắp đập do tác động dòng thấm theo thời gian. 
Vì thời gian để tính chất cơ lý của đất đắp đập thay đổi tương ứng với thời gian vận 
hành hồ chứa (mà thời gian vận hành hồ chứa kéo dài hàng trăm năm), do vậy với 
thời gian thí nghiệm mô phỏng hiện tượng này (nhỏ hơn rất nhiều lần so với thời gian 
vận hành thực tế của hồ chứa) nên cần phải tìm cách tăng tốc để sao cho trong thời 
gian thí nghiệm (chỉ cần vài tháng) thì tính chất cơ lý thay đổi xảy ra tương đương 
với hàng trăm năm ngoài thực tế. 
Biểu đồ biểu diễn các đường quan hệ về tính chất cơ lý đất đắp theo thời gian 
được xây dựng theo trình tự như phác họa trên ở các block A, B, C (Hình 2.22). 
Hình 2.22. Các bước xây dựng biểu đồ quan hệ tính chất cơ lý đất đắp theo thời gian 
Lưu đồ biểu diễn các bước xây dựng biểu đồ quan hệ được thể hiện trong Hình 
2.23 bao gồm nhập dữ liệu, xây dựng phương trình hồi quy phi tuyến theo kết quả 
mô hình vật lý (có xét đến tăng tốc), xây dựng phương trình hồi quy phi tuyến theo 
kết quả mô hình vật lý và theo mối quan hệ giữa hai phương trình hồi quy phi tuyến. 
Các bước xây dựng biểu đồ quan hệ cụ thể như sau: 
Bước 1: Nhập các kết quả thí nghiệm. 
Bước 2: Xây dựng phương trình hồi quy phi tuyến g(t) theo kết quả mô hình 
vật lý (có xét đến tăng tốc). Thời điểm xây dựng bắt đầu từ thời điểm tính toán ban 
đầu t = 0 đến thời điểm kết thúc thí nghiệm t. 
Bước 3: Xây dựng phương trình hồi quy phi tuyến f’(t) theo kết quả mô hình 
A 
CÔNG TRÌNH THỰC TẾ 
(MÔ HÌNH THỰC) 
B 
MÔ HÌNH VẬT LÝ 
C 
MÔ HÌNH VẬT LÝ 
(ĐÃ TĂNG TỐC) 
50 
vật lý. Thời điểm xây dựng bắt đầu từ thời điểm tính toán ban đầu t = 0 đến các thời 
điểm xác định kết thúc thí nghiệm t (5, 15, 30 ngày). 
Bước 4: Xây dựng hàm hồi quy tổng thể f(t) từ mối quan hệ giữa hai hàm hồi 
quy f’(t) và g(t). 
Bước 5: Kiểm tra hàm hồi quy tổng thể f(t) từ các kết quả thí nghiệm bổ sung 
trên mô hình vật lý. 
Hình 2.23. Lưu đồ biểu diễn đồ thị sự thay đổi tính chất cơ lý theo thời gian 
Các hàm hồi quy phi tuyến được tác giả phân tích bằng phần mềm thống kê 
SPSS (Statistical Package for the Social Sciences). Phần mềm SPSS hỗ trợ xử lý và 
phân tích dữ liệu sơ cấp - là các thông tin được thu thập trực tiếp từ đối tượng nghiên 
cứu, thường được sử dụng rộng rãi trong phân tích dữ liệu nghiên cứu. Tác giả sử 
51 
dụng ba tính năng trong SPSS để phân tích gồm: xây dựng hàm hồi quy phi tuyến 
dạng đa thức, xây dựng hàm hồi quy phi tuyến dạng logistic và xây dựng hàm tương 
quan giữa hệ phương trình hồi quy phi tuyến [9]. Đồ thị của các hàm tính chất cơ lý 
thay đổi theo thời gian thể hiện trên Hình 2.24. 
Hình 2.24. Đồ thị xác định hàm hồi quy tính chất cơ lý thay đổi theo thời gian 
2.6. Kết luận chương 2 
Việc xác định tính chất cơ lý của đất đắp đập trong quá trình vận hành hồ chứa 
là rất quan trọng và cần thiết, một mặt nó thể hiện ảnh hưởng của dòng thấm đến sự 
thay đổi tính chất cơ lý đất đắp, mặt khác là nền tảng cho việc kiểm tra và hoàn thiện 
các phương trình toán học sao cho biểu diễn được sát với các số liệu thí nghiệm. Nội 
dung chương trình bày các bước xây dựng thiết bị mô phỏng sự thay đổi tính chất cơ 
lý đất đắp do tác động dòng thấm theo thời gian. Thông qua thiết bị này, kết hợp cùng 
các thí nghiệm khác sẽ xác định sự thay đổi các tính chất cơ lý đất đắp theo thời gian 
gồm lực dính (C); góc ma sát trong (φ); dung trọng (γ) và hệ số thấm (Kt). 
Một hạn chế của việc thí nghiệm trên mô hình này là thời gian thí nghiệm. 
Thời gian thay đổi tính chất cơ lý theo thời gian tương ứng với thời gian vận hành 
đập đất. Do thời gian vận hành đập kéo dài nhiều năm, do vậy thời gian thí nghiệm 
tương ứng trên thiết bị là không khả thi. Để giải quyết vấn đề này, nội dung chương 
đã tiến hành xây dựng thuật toán biểu diễn sự thay đổi tính chất cơ lý đất đắp theo 
thời gian có xét đến vấn đề tăng tốc thí nghiệm. 
52 
Chương 3 
THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ LÝ 
ĐẤT ĐẮP DO ẢNH HƯỞNG DÒNG THẤM THEO THỜI GIAN 
Trong mục 1.5 đã nêu lên sự cần thiết phải nghiên cứu sự thay đổi các giá trị 
dung trọng, hệ số thấm và các đặc trưng sức chống cắt của đất đắp đập do ảnh hưởng 
của dòng thấm qua đập đất theo thời gian. Sự thay đổi của các thông số này sẽ được xác 
định thông qua thiết bị thí nghiệm nhằm nghiên cứu sự thay đổi tính chất cơ lý của đất 
đắp đập do tác động dòng thấm theo thời gian như đã trình bày trong chương 2. 
3.1. Vật liệu thí nghiệm 
3.1.1. Chọn loại đất để nghiên cứu 
Trong chương 1, đã giới thiệu về đặc điểm địa chất công trình khu vực miền 
Trung, đồng thời trình bày các loại đất thường được sử dụng đắp đập ở khu vực 
nghiên cứu. Trong đó, các loại đất thường được sử dụng để đắp đập ở khu vực miền 
Trung gồm: 
- Aluvi cổ; 
- Đất sườn tàn tích – tàn tích trên nền đá trầm tích lục nguyên sét bội kết và 
cát bội kết; 
- Đất sườn tàn tích – tàn tích trên nền bazan cổ; 
- Đất sườn tàn tích – tàn tích trên nền đá xâm nhập sâu. 
Thông qua bảng trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của các loại đất (Bảng 1.1÷ 
Bảng 1.4) có thể có một số nhận xét chung là đất dùng để đắp đập chủ yếu là các loại 
đất dính, phạm vi thay đổi lực dính khá rộng. Từ phạm vi thay đổi này, có thể phân 
đất đắp thành ba loại theo sự thay đổi lực dính như sau [17]: 
- Loại I: nhóm đất có tính dính lớn, lực dính C = (0,24÷0,30)kG/cm2; 
- Loại II: nhóm đất có tính dính trung bình, lực dính C = (0,20÷0,23)kG/cm2; 
- Loại III: nhóm đất có tính dính nhỏ, lực dính C = (0,16÷0,19)kG/cm2. 
Dựa vào các yếu tố gồm: tính chất cơ lý, phân loại các loại đất đắp và thời gian 
thí nghiệm, loại đất đắp được luận án lựa chọn để nghiên cứu là aluvi cổ. Theo TCVN 
53 
8732:2012 – Đất xây dựng công trình thủy lợi-Thuật ngữ và định nghĩa thì đây là loại 
đất được hình thành từ các vật liệu hạt khoáng được vận chuyển và trầm tích do hoạt 
động của dòng sông [25]. Đặc điểm chính của thành tạo như sau: 
- Đất trầm tích dọc bờ, thềm sông với vật liệu hạt nhỏ, hạt mịn tạo nên các đất 
hạt mịn, đất cát pha sét hoặc bụi; 
- Đất trầm tích lòng sông với vật liệu chủ yếu là cát, sỏi, cuội, tảng thường tròn 
cạnh. 
Ở điều kiện tự nhiên, đất có dung trọng khô γc = 1,4÷1,6 T/m3, độ ẩm W = 
20÷25%, trạng thái dẻo cứng đến cứng. Khi bão hòa nước có các thông số chống cắt 
φ = 16°÷20°, C = 0,10÷0,4 kG/cm2, hệ số thấm Kt = 10-4÷10-5 cm/s. Loại đất này có 
hàm lượng sét 15÷35%, có thể sử dụng để đắp đập đồng chất hoặc đắp các lõi đập. 
Tương ứng với loại đất này, đề tài lựa chọn đất đắp đập chính hồ chứa nước Tả Trạch, 
tỉnh Thừa Thiên Huế. 
3.1.2. Công tác lấy mẫu đất thí nghiệm 
Đất được lấy ở vùng 5 mở rộng của mỏ VĐ2 (bản vẽ N°123Đ-ĐC-VL-08 ÷ 
N°123Đ-ĐC-VL-10) nằm ở hạ lưu khu vực mỏ VĐ2 – Công trình hồ chứa nước Tả 
Trạch tỉnh Thừa Thiên Huế (Hình 3.1). Địa tầng tại khu vực vùng 5 mở rộng của mỏ 
VĐ2 có các lớp đất từ trên xuống dưới như sau [2]: 
- Lớp phủ: á sét nhẹ lẫn hữu cơ, rễ cây, màu xám nâu, xám vàng, trạng thái 
nửa cứng, kết cấu kém chặt. Trong đất còn ít rễ cây cỏ và mùn thực vật. Lớp bóc bỏ 
với chiều dày bóc bỏ trung bình 0,2÷0,5m. 
- Lớp 2b: á sét nặng nâu, nâu vàng, trạng thái dẻo cứng, có chỗ dẻo mềm, kết 
cấu kém chặt vừa - kém chặt. Nguồn gốc bồi tích (aQ). Lớp 2b khai thác làm vật liệu 
xây dựng với chiều dày khai thác từ 0,5÷5,0m, trung bình 3÷4m. 
- Lớp 2b1: á sét trung màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng, có chỗ dẻo mềm, 
kết cấu kém chặt vừa - kém chặt. Nguồn gốc bồi tích (aQ). Lớp khai thác làm vật liệu 
xây dựng với chiều dày khai thác 0,6÷2,5m, trung bình 2m. 
- Lớp 2b3: á sét trung - nặng màu vàng nâu, nâu xám lẫn ít mùn thực vật, trạng 
thái dẻo mềm, kết cấu kém chặt vừa - kém chặt. Nguồn gốc bồi tích (aQ). Lớp không 
54 
khai thác làm vật liệu xây dựng. 
- Lớp 2a: Hỗn hợp cát cuội sỏi, cuội sỏi kích thước 2÷100mm, chiếm khoảng 
50÷60%. Nguồn gốc bồi tích (aQ). Lớp không khai thác làm vật liệu xây dựng. 
- Lớp 3b: Đất á sét trung lẫn dăm sạn màu nâu vàng, nâu, trạng thái nửa cứng, 
kết cấu chặt, dăm sạn là bội kết, vón kết laterite kích thước 0,2÷3cm, chiếm khoảng 
30% tương đối mềm bở. Nguồn gốc pha tàn tích (deQ). Lớp tận dụng khai thác làm 
vật liệu xây dựng. 
- Lớp 3b1: Hỗn hợp dăm sạn và á sét nhẹ màu xám vàng, nâu tím, trạng thái 
nửa cứng, kết cấu chặt, dăm sạn là bội kết, thạch anh 0,2÷1,0cm, cá biệt 4÷6cm, tương 
đối mềm bở ÷ tương đối cứng. Nguồn gốc pha tàn tích (deQ). Lớp không khai thác 
làm vật liệu xây dựng. 
Hình 3.1. Vị trí lấy mẫu (vùng 5 mở rộng của mỏ VĐ2) – Công trình hồ chứa nước 
Tả Trạch tỉnh Thừa Thiên Huế 
3.1.3. Các kết quả thí nghiệm vật liệu 
55 
3.1.3.1. Xác định thành phần hạt 
Thành phần hạt của đất là tỷ lệ phần trăm (%) theo khối lượng của các nhóm 
cỡ hạt thành phần có trong đất. Phân tích thành phần hạt là một thí nghiệm cần thiết 
của đất, đặc biệt là đất hạt thô, kết quả phân tích thể hiện tỷ lệ tương đối các kích 
thước hạt khác nhau trong đất. Từ đó có thể xác định được thành phần chủ yếu của 
đất là cuội sỏi, cát, bụi hay sét. Và ở một giới hạn nào đó có thể kiểm soát được một 
số đặc tính kỹ thuật của đất. Kết quả thí nghiệm được xác định theo TCVN 4198:2014 
và ASTM D422 – 63. 
Kết quả thí nghiệm trình bày ở Phụ lục B-1. 
3.1.3.2. Xác định khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tối ưu 
Để xác định được khối lượng đất đưa vào khuôn chế bị mẫu, cần xác định hai 
thông số là dung trọng khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất được xác định qua thí nghiệm 
đầm nén tiêu chuẩn theo TCVN 4201:2012. 
Kết quả thí nghiệm trình bày ở Phụ lục B-1. 
3.1.3.3. Xác định sức chống cắt 
Thí nghiệm xác định sức chống cắt của vật liệu thí nghiệm được thực hiện trên 
thiết bị nén ba trục theo TCVN 8868:2011, ASTM D2850, BS 1377. 
Quá trình thí nghiệm qua các bước sau: 
- Bước 1: Chuẩn bị mẫu 
Hình 3.2. Cân khối lượng đất và chế bị mẫu 
- Bước 2: Lắp đặt mẫu 
56 
(a) Thiết bị TCT tại LAS – XD 1239 (b) Thiết bị mô phỏng tại Đại học Bách 
khoa Đà Nẵng 
Hình 3.3. Mẫu được lắp vào buồng nén ba trục 
- Bước 3: Bão hòa mẫu (thực hiện trên máy tính) 
- Bước 4: Cố kết mẫu (thực hiện trên máy tính) 
- Bước 5: Cắt mẫu 
(a) Thiết bị TCT tại LAS – XD 1239 (b) Thiết bị TCT tại Đại học Bách Khoa 
Đà Nẵng 
Hình 3.4. Thí nghiệm nén ba trục trên thiết bị TCT 
57 
Các kết quả thí nghiệm sức chống cắt của vật liệu thí nghiệm theo hai sơ đồ 
CU và CD trình bày ở Phụ lục B-2. 
3.2. Quy hoạch thực nghiệm 
Điều tra khảo sát vật liệu đắp đập là một hạng mục khảo sát địa chất công 
trình, được tiến hành ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thi công. Mục đích nhằm xác 
định vị trí, chất lượng, trữ lượng các mỏ vật liệu đất đá thiên nhiên để thiết kế loại 
hình đập, kết cấu mặt cắt phù hợp, thi công thuận lợi và an toàn bền vững. Công tác 
khảo sát và thí nghiệm đất đá cần tuân thủ các Tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành liên 
quan [24]. 
Đề tài tham khảo các Tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành liên quan để xác định các 
chỉ tiêu cơ lý vật liệu thí nghiệm và đánh giá sự thay đổi các chỉ tiêu cơ lý theo thời 
gian dựa trên thiết bị xây dựng ở chương 2, thí nghiệm tiến hành chế tạo mẫu và xác 
định các chỉ tiêu sau: dung trọng (γ), lực dính (C), góc ma sát trong ( ) và hệ số thấm 
(Kt). Để tiến hành thực nghiệm cho bốn chỉ tiêu cần xác định như trên, mẫu đất được 
chế bị đồng nhất về thành phần vật liệu, kích thước mẫu, độ ẩm và độ chặt chế bị. Quy 
hoạch mẫu chế bị có hình trụ có kích thước (đường kính 35mm, cao 70mm) và khối 
lượng mẫu tính toán là 136,50g được trình bày chi tiết ở mục 3.3.1. 
Điều kiện ảnh hưởng dòng thấm theo thời gian được xét ở hai điều kiện bao gồm: 
- Mẫu cố kết có xét đến ảnh hưởng dòng thấm theo điều kiện thực tế; 
- Mẫu cố kết có xét đến ảnh hưởng dòng thấm theo điều kiện tăng ảnh hưởng 
dòng thấm được trình bày chi tiết ở mục 3.3.3. 
Các mẫu được tiến hành thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý ở tuổi mẫu T = 0, 5, 15, 30, 
45, 60, 90 ngày. Các thí nghiệm thực hiện để đánh giá sự thay đổi của các chỉ tiêu cơ 
lý và hệ số thấm của đất theo thời gian, đồ thị xây dựng được thể hiện trong bảng kế 
hoạch thực nghiệm (Bảng 3.1). 
- Số lượng mẫu xác định thành phần hạt : 02 tổ mẫu 
- Số lượng mẫu xác định độ chặt tiêu chuẩn : 02 tổ mẫu 
- Số lượng mẫu thí nghiệm xác định dung trọng : 28 tổ mẫu 
- Số lượng mẫu thí nghiệm xác định sức chống cắt : 16 tổ mẫu 
- Số lượng mẫu thí nghiệm xác định hệ số thấm : 16 tổ mẫu 
(01 tổ mẫu gồm 03 mẫu). 
58 
Bảng 3.1. Quy hoạch số lượng mẫu thí nghiệm 
TT Chỉ tiêu thí nghiệm Đơn vị Tiêu chuẩn áp dụng 
Số lượng 
 tổ mẫu 
Thời gian dự kiến 
Số ngày 
tuổi 
Thời gian 
dự kiến 
Ngày 
thực hiện 
1 Thành phần hạt % TCVN 4198:2014 02 tổ mẫu - 7-8/2016 17-18/8/2016 
2 
Dung trọng tốt nhất g/cm3 
TCVN 4201:2012 02 tổ mẫu 
- 
7-8/2016 17-18/8/2016 
Độ ẩm tốt nhất % 
3 Sức chống cắt ban đầu - TCVN 8868:2011 02 tổ mẫu - 9-10/2016 20-26/9/2016 
4 Hệ số thấm ban đầu cm/s TCVN 8723:2012 02 tổ mẫu - 9-10/2016 20-26/9/2016 
5 Chế tạo mẫu mẫu TCVN 8868:2011 14 tổ mẫu - 2-3/2018 2-3/2018 
6 
Thí nghiệm xác định dung 
trọng 
g/cm3 TCVN 4202:2012 28 mẫu 
0 - 
17/8/2016 
18/8/2016 
5 - 
12/3/2018 
03/5/2018 
15 - 
09/4/2018 
01/6/2018 
30 - 
24/5/2018 
03/7/2018 
59 
45 - 
17/7/2018 
19/8/2018 
60 - 
20/8/2018 
29/10/2018 
90 - 
30/10/2018 
16/1/2019 
7 
Thí nghiệm xác định sức 
chống cắt 
 TCVN 8868:2011 14 tổ mẫu 
0 - 
17/8/2016 
18/8/2016 
5 - 
12/3/2018 
03/5/2018 
15 - 
09/4/2018 
01/6/2018 
30 - 
24/5/2018 
03/7/2018 
45 - 
17/7/2018 
19/8/2018 
60 - 
20/8/2018 
29/10/2018 
60 
90 - 
30/10/2018 
16/1/2019 
8 
Thí nghiệm xác định hệ số 
thấm 
cm/s TCVN 8723:2012 14 tổ mẫu 
0 - 
17/8/2016 
18/8/2016 
5 - 
12/3/2018 
03/5/2018 
15 - 
09/4/2018 
01/6/2018 
30 - 
24/5/2018 
03/7/2018 
45 - 
17/7/2018 
19/8/2018 
60 - 
20/8/2018 
29/10/2018 
90 - 
30/10/2018 
16/1/2019 
61 
3.3. Một số điều kiện thí nghiệm trên thiết bị mô phỏng sự thay đổi tính chất 
cơ lý đất đắp do ảnh hưởng dòng thấm theo thời gian 
3.3.1. Quá trình chế bị mẫu thí nghiệm 
Mẫu đất thí nghiệm được đầm nén với giá trị khối lượng đơn vị khô bằng 97% 
khối lượng đơn vị khô lớn nhất và độ ẩm tương ứng sau khi đầm nén (Bảng 3.2). Mẫu 
đất được đầm nén từ 3 lớp đất với chiều dày mỗi lớp là 23mm để đảm bảo tính đồng 
nhất về độ chặt trong toàn mẫu (Hình 3.5). Chiều cao và đường kính mẫu tương ứng 
là 70mm và 35mm như trình bày trong nội dung xây dựng thiết bị thí nghiệm ở 
chương 2. Trọng lượng quả đầm là 0,715kG, trọng lượng quả đầm và thanh dẫn là 
1,303kG, chiều cao quả đầm rơi là 30cm. 
Bảng 3.2. Khối lượng đất đưa vào khuôn chế bị mẫu 
Thông số Đơn vị Giá trị 
Dung trọng khô lớn nhất g/cm3 1,68 
Độ ẩm tốt nhất % 16,23 
Độ chặt chế bị - 0,97 
Thể tích dao cm3 72,066 
Khối lượng đất đưa vào 
khuôn chế bị mẫu 
g 136,50
Hình 3.5. Mẫu đất thí nghiệm sau khi được chế bị 
3.3.2. Quá trình bão hòa mẫu 
Mục đích của việc làm bão hòa mẫu là làm cho tất cả các lỗ rỗng đều được lấp 
đầy bằng nước. Muốn vậy, thường nâng áp lực nước lỗ rỗng trong mẫu đất lên đủ cao 
62 
để nước choán chỗ toàn bộ phần khí có trong các lỗ rỗng [26]. Để thực hiện quá trình 
này, thiết bị dùng áp lực dòng thấm tác động lên mẫu, cùng lúc đó tăng áp lực buồng 
để giữ lại một ứng suất hữu hiệu dương nhỏ. 
Tất cả các mẫu dùng trong chương trình thí nghiệm này đầu tiên đều được bão 
hòa nhằm tạo nên sự thống nhất về độ ẩm hay độ bão hòa ban đầu. Theo Head (1986) 
[55], mẫu đất được xem là bão hòa hoàn toàn khi hệ số áp lực nước lỗ rỗng B đạt giá 
trị lớn hơn hoặc bằng 0,95. Thời gian quá trình này được biểu diễn như sau: 
Áp lực 
buồng 
σz 
(kG/cm2) 
Áp lực 
dòng thấm 
σt 
(kG/cm2) 
Áp lực nước 
lỗ rỗng 
u 
(kG/cm2) 
Chênh lệch 
áp lực nước 
lỗ rỗng 
 (kG/cm2) 
Giá trị 
B 
(%) 
Thời gian 
t 
(giờ) 
0 0 0 0 
0,5 0 0,16 0,16 32,0 18 
0,5 0,4 0,34 36 
1,0 0,4 0,70 0,36 72,0 54 
1,0 0,9 0,75 72 
1,5 0,9 1,23 0,48 96,0 90 
1,5 1,4 1,28 93 
1,9 1,4 1,68 96 
Hình 3.6. Trình tự và thời gian thao tác quá trình làm bão hòa mẫu 1 
63 
Áp lực 
buồng 
σz 
(kG/cm2) 
Áp lực 
dòng thấm 
σt 
(kG/cm2) 
Áp lực nước 
lỗ rỗng 
u 
(kG/cm2) 
Chênh lệch 
áp lực nước 
lỗ rỗng 
 (kG/cm2) 
Giá trị 
B 
(%) 
Thời gian 
t 
(giờ) 
0 0 0 0 
0,5 0 0,19 0,19 38,0 18 
0,5 0,4 0,33 36 
1,0 0,4 0,71 0,38 76,0 54 
1,0 0,9 0,77 72 
1,5 0,9 1,25 0,48 96,0 90 
1,5 1,4 1,31 93 
2,4 1,4 2,21 96 
Hình 3.7. Trình tự và thời gian thao tác quá trình làm bão hòa mẫu 2 
Áp lực 
buồng 
σz 
(kG/cm2) 
Áp lực 
dòng thấm 
σt 
(kG/cm2) 
Áp lực nước 
lỗ rỗng 
u 
(kG/cm2) 
Chênh lệch 
áp lực nước 
lỗ rỗng 
 (kG/cm2) 
Giá trị 
B 
(%) 
Thời gian 
t 
(giờ) 
0 0 0 0 
0,5 0 0,18 0,18 36,0 18 
0,5 0,4 0,27 36 
1,0 0,4 0,69 0,42 84,0 54 
1,0 0,9 0,77 72 
1,5 0,9 1,26 0,49 98,0 90 
1,5 1,4 1,32 93 
3,4 1,4 3,22 96 
64 
Hình 3.8. Trình tự và thời gian thao tác quá trình làm bão hòa mẫu 3 
Dựa vào trình tự và thời gian thao tác quá trình làm bão hòa trên một tổ mẫu, 
có thể biểu diễn quan hệ giữa áp lực dòng thấm, áp lực buồng theo thời gian (áp dụng 
cho tất cả các mẫu trong quá trình thí nghiệm) theo hai giai đoạn như sau: 
Hình 3.9. Trình tự và thời gian thao tác quá trình làm bão hòa mẫu 
Mức độ bão hòa có xu hướng giảm nhỏ trong thời gian đầu của giai đoạn 2. 
Giải thích cho sự thay đổi này là vì các bọt khí được tạo ra ở trong mẫu chế bị khi 
nước thế chỗ lỗ rỗng làm áp lực giảm. Xu hướng giảm chỉ số B này tương đồng với 
kết quả nghiên cứu của Evans and Fang (1988) [44]. Tuy nhiên, trong suốt quá trình 
bão hòa mẫu, chỉ số B đều luôn luôn lớn hơn 0,95 và mẫu được xem là bão hòa trong 
quá trình thí nghiệm. 
65 
3.3.3. Quá trình thay đổi dòng thấ