Ảnh hưởng của phân tầng địa chất đến khả năng hóa lỏng của nền đất: Nghiên cứu thực nghiệm = Effect of geological stratification on soil liquefaction potential: A laboratory study

Abstract

Bài báo nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của phân tầng địa chất đến khả năng hóa lỏng của nền đất thông qua thí nghiệm cắt đơn giản tuần hoàn (CDSS). Ba mô hình phân tầng đất được xem xét: (i) Mẫu có hạt mịn phân bố đồng đều (C2), (ii) Mẫu có hạt mịn tập trung ở lớp trên và lớp dưới (C3), và (iii) Mẫu có hạt mịn tập trung ở lớp giữa (C4). Ngoài ra, nghiên cứu cũng phân tích tác động của chiều dày lớp cát đến khả năng chống hóa lỏng. Các thí nghiệm được thực hiện dưới điều kiện có kết ban đầu 100 kPa, tỷ số ứng suất tuần hoàn (CSR) = 0.1, và tiêu chí hóa lỏng được xác định khi biến dạng cắt biên độ kép đạt 7,5%. Kết quả cho thấy sự phân bố hạt mịn có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chống hóa lỏng. Cụ thể, mẫu C2 và C3 có số chu kỳ hóa lỏng trung bình tương đương nhau, cho thấy sự khác biệt trong cách phân bố hạt mịn không tác động rõ rệt trong trường hợp này. Trong khi đó, mẫu C4 có khả năng chống hóa lỏng cao hơn đáng kể do lớp cát trên và dưới đóng vai trò vùng chịu tải chính, giúp hạn chế sự phát triển nhanh chóng của áp lực nước lỗ rỗng. Ngoài ra, chiều dày lớp cát cũng ảnh hưởng quan trọng đến khả năng chống hóa lỏng, khi lớp cát dày hơn, số chu kỳ hóa lỏng tăng lên, cho thấy khả năng tiêu thoát áp lực nước lỗ rỗng tốt hơn, giúp nền đất ổn dày lớp cát cũng ảnh hưởng quan trọng đến khả năng chống hóa lỏng, khi lớp cát dày hơn, số chu kỳ hóa lỏng tăng lên, cho thấy khả năng tiêu thoát áp lực nước lỗ rỗng tốt hơn, giúp nền đất ổn định hơn dưới tải trọng động. Mối quan hệ tuyến tính giữa số chu kỳ hóa lỏng và chiều dày lớp cát được thiết lập, cung cấp công cụ dự báo khả năng hóa lỏng của nền đất dựa trên đặc điểm phân tầng địa chất. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở thực nghiệm quan trọng trong việc đánh giá nguy cơ hóa lỏng của nền đất có cấu trúc phân tầng tự nhiên, đồng thời góp phần vào việc thiết kế móng và cải tạo nền đất tại các khu vực có nguy cơ động đất.