Hiện tượng cát chảy là gì

cát chảy

cát mịn và nhỏ, chứa khá nhiều hạt bột (0,002 - 0,05 mm), bão hoà nước, chuyển sang trạng thái lưu động khi bị bóc lộ bởi các hố khai đào. Phân biệt cát "chảy thực" và "chảy giả". CC thực không những chứa những hạt bột, mà còn chứa một lượng hạt sét (kích thước nhỏ hơn 0,002 mm) nhất định; trong thành phần hạt sét có cả hạt keo (kích thước nhỏ hơn 0,1 m). Nếu khuấy CC thực với nước, các hạt keo sẽ không lắng xuống trong nhiều tháng. CC giả là cát nhỏ và cát bột thông thường, bị hoá lỏng do có áp lực thuỷ động của dòng ngầm. Rađina (người Nga) phát hiệnvai trò của vi sinh vật trong việc tạo nên tính "chảy thực" của đất (1973): trong đất hạt mịn và nhỏ, bão hoà nước tích luỹ lại những bong bóng khí do vi sinh vật thải ra. Các sản phẩm này gây ra áp lực thừa trong nước lỗ rỗng của đất và chính áp lực đó là nguồn năng lượng cho tính lưu động, hoá lỏng của đất.

Nội dung Text: Cát chảy & Xói ngầm

1. Cát chảy  & Xói ngầm
2. HIỆN TƯỢNG CÁT CHẢY I. Khái niệm:  Hiện tượng các dòng bùn cát chảy vào công trình đào cắt qua nó, làm hố móng bị biến dạng, các công trình ở gần hố móng sẽ không ổn định.  Thường là cát hạt nhỏ, cát hạt mịn, cát pha, bùn sét pha chứa hữu cơ đồng thời bão hòa nước
3. Ví dụ thực tế
4. Cát chảy khi đào móng xây nhà làm đổ nhà bên  cạnh ­ ở Quảng Ninh (VN) (16/11/2009)
5. II. Các loại cát chảy Theo cơ chế, tính chất và nguyên nhân  phát sinh, chia 2 loại cát chảy:  Cát chảy giả  Cát chảy thật
6. 1. Cát chảy thật  Khái niệm: Xảy ra trong đất cát không đồng nhất có  chứa từ 3 ­ 5% hạt sét và hữu cơ. Do ma sát giữa cát hạt quá nhỏ.
7. 1. Cát chảy thật (tiếp)  Đặc điểm:  Góc nghỉ tự nhiên của cát khi thoát nước               = 5 ­ 70.  Nước dễ thoát ra khỏi đất, nước đục.   Cát vẫn chảy khi Idn 
8. 2. Cát chảy giả Khái niệm:  Xảy ra trong đất cát sạch không có lực dính kết, không chứa hạt sét và hữu cơ.  Do áp lực thuỷ động quá lớn tạo nên.
9. Các điều kiện phát sinh cát chảy giả - Đối với đất: đất rời, giữa các hạt không có lực dính kết hoặc có nhưng rất nhỏ, bão hoà nước. - Áp lực thuỷ động của dòng nước ngầm truyền vào các hạt đất khi mở hố móng, hố đào làm cho hạt đất di chuyển theo h ướng gradien thấm. Điều kiện để xảy ra hiện tượng cát chảy (theo I.V. Popov): θ ≥ γ đn Trong đó:θ - áp lực thuỷ động, θ = γ n.Idn Idn - Gradien thuỷ lực của dòng ngầm γ n - Trọng lượng thể tích của nước γ đn - Trọng lượng thể tích đẩy nổi của hạt đất, γ đn = (γ 0-γ n )(1-n ) ----> Idn ≥ ( ∆ - 1)(1-n) Đặt Igh = ( ∆ - 1)(1-n) - gradien thuỷ lực giới hạn. -----> Idn ≥ Igh = ( ∆ - 1)(1-n)
10. Điều kiện phát sinh và phát triển cát chảy giả K1 K2 Dòng thấm qua hai lớp đất đá
11. Cát chảy giả (tiếp)  Đặc điểm:  Góc nghỉ tự nhiên của cát khi thoát nước                  = 28 ­ 320.  Nước dễ thoát ra khỏi đất, nước trong.   Cát ngừng chảy khi Idn 
12. III. Ảnh hưởng đến xây dựng công trình  Gây nguy hiểm trong thi công xây dựng  Gây trượt, sụt khi đào  Làm biến dạng bề mặt công trình liền kề  Bất lợi khi đặt móng công trình  Cản trở tiến độ thi công, tăng khối lượng  đào
13. III. Ảnh hưởng đến xây dựng công trình Sập dãy nhà của Viện KHXH tại đường NTMK - T.p HCM Do hố móng sâu 24m của nhà cao tầng Pacific (9/10/2008)
14. IV. Xử lý cát chảy   Bóc bỏ ­ đối với tầng đất chảy nằm trên,  mỏng   Tháo khô vùng cát chảy trong thời gian  XD: hạ thấp mực nước ngầm bằng các  giếng khoan.  Làm tường cừ vây quanh hố móng.  Gia cố vùng cát chảy (làm đông cứng đất,  silicát hoá, điện thẩm, xi măng hoá), làm  chặt đất.
15. V. Xử lý cát chảy
16. V. Xử lý cát chảy
17. HIỆN TƯỢNG XÓI NGẦM I. Khái niệm:  Hiện  tượng  các  hạt  đất  đá  nhỏ  bị  lôi  cuốn  khỏi  vị  trí  ban  đầu  dưới  tác  dụng  cơ  học  của  dòng  thấm  dẫn  tới  trong đất đá hình thành các lỗ rỗng, khe  rỗng, làm sụt lún mặt đất, gây hư hỏng  công trình.
18. II. Điều kiện phát sinh và phát triển xói ngầm 1. Điều kiện về đất:  Đất rời, không đồng nhất, có độ rỗng lớn để  các hạt nhỏ đi qua dễ dàng.  Đất có các hạt D/d >20.  2 tầng thấm nước khác nhau (từ lớp thấm  yếu sang lớp thấm mạnh):   K2/K1 ≥ 2
19. II. Điều kiện phát sinh và phát triển xói ngầm 2. Điều kiện về dòng thấm: Năng lượng dòng thấm phải đủ lớn, dòng thấm  chảy rối và trong cát I > 5. Theo E.A. Zamarin, điều kiện xảy ra xói ngầm:  γs  I tt > I gh =  − 1(1 − n ) + 0.5n γ   n 