Nghiên cứu xác định thời gian sử dụng ống địa kỹ thuật xây dựng đê trong môi trường nước đất khu vực thành phố Hồ Chí Minh

  • 1 month ago
  • 1 lượt xem
  • 0 bình luận

  • Ít hơn 1 phút để đọc

Giới thiệu

Dự báo tuổi thọ, thời gian làm việc của ống địa kỹ thuật xây dựng đê được các chuyên gia quan tâm nghiên cứu. Đây là khoảng thời gian liên tục tính từ khi đê được xây dựng (ống địa kỹ thuật chịu tác động của điều kiện sử dụng cũng như của môi trường sử dụng) cho đến khi bị hư hỏng căn cứ theo một tiêu chuẩn nào đó. Độ chính xác của phép dự báo phụ thuộc vào phương trình dự báo có phản ánh đầy đủ các yếu tố khí hậu, thời tiết, môi trường, điều kiện sử dụng ... tác động lên ống và tiêu chuẩn hư hỏng mẫu được lựa chọn có tiêu biểu hay không. Bài viết trình bày kết quả dự báo tuổi thọ sử dụng của ống địa kỹ thuật theo phương pháp kết hợp thử nghiệm tự nhiên và gia tốc trong môi trường nước đất khu vực Thành phố Hồ Chí Minh.

Thông tin tài liệu

Loại file: PDF , dung lượng : 0.79 M, số trang : 4 ,tên

Xem mẫu

Chi tiết

  1. 49 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 19 - 05/2016 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THỜI GIAN SỬ DỤNG ỐNG ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐÊ TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC ĐẤT KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH STUDY TO DETERMINE THE LIFE TIME OF GEOTUBE USED IN CONSTRUCTION OF DYKES IN SOIL AND WATER IN THE AREA OF HO CHI MINH CITY Vương Quang Việt, Nguyễn Thị Thơm Viện Nhiệt đới môi trường Tóm tắt: Dự báo tuổi thọ, thời gian làm việc của ống địa kỹ thuật xây dựng đê được các chuyên gia quan tâm nghiên cứu. Đây là khoảng thời gian liên tục tính từ khi đê được xây dựng (ống địa kỹ thuật chịu tác động của điều kiện sử dụng cũng như của môi trường sử dụng) cho đến khi bị hư hỏng căn cứ theo một tiêu chuẩn nào đó. Độ chính xác của phép dự báo phụ thuộc vào phương trình dự báo có phản ánh đầy đủ các yếu tố khí hậu, thời tiết, môi trường, điều kiện sử dụng ... tác động lên ống và tiêu chuẩn hư hỏng mẫu được lựa chọn có tiêu biểu hay không. Bài viết trình bày kết quả dự báo tuổi thọ sử dụng của ống địa kỹ thuật theo phương pháp kết hợp thử nghiệm tự nhiên và gia tốc trong môi trường nước đất khu vực Thành phố Hồ Chí Minh. Từ khoá: Tuổi thọ, ống mềm. Abstract: Prediction of lifetime and durability of geotube used in construction of dykes has gained special attention from experts. That is the continuous time period from the point a dyke is constructed (geotube are impacted by the conditions and environment where they are in use) until hoses are considered damaged based on some standard. The accuracy of prediction depends on the prediction equation, whether it takes all effects of factors such as climate, weather, environment and condition of use, etc. into account, and whether the selected standard of damage is typical. This article presents results of geotube lifetime prediction based on a method where actual and accelerated tests were combined in soil and water in the area of Ho Chi Minh City. Keywords: Lifetime, geotube. 1. Giới thiệu cần đến phương pháp gia tốc quá trình lão Xây dựng đê bằng ống địa kỹ thuật nhồi hóa hoặc các phiên bản của nó. Độ chính xác cát là một giải pháp công trình hiệu quả, kinh của phép dự báo phụ thuộc vào phương trình tế để đối phó với biến đổi khí hậu và nước dự báo có phản ánh đầy đủ các yếu tố khí biển dâng. Giải pháp này lại có ý nghĩa đặc hậu, thời tiết, môi trường, điều kiện sử dụng biệt với nước ta - một trong những nước bị ... tác động lên ống địa kỹ thuật và tiêu chuẩn ảnh hưởng nặng nề nhất cộng với khó khăn hư hỏng mẫu được lựa chọn có tiêu biểu hay về tài chính do việc “xây dựng đê theo không [2]. Mục tiêu của nghiên cứu này là dự phương pháp truyền thống đắt hơn nhiều so báo thời gian làm việc của đê thông qua tuổi với xây dựng đê bằng ống địa kỹ thuật nhồi thọ của ống địa kỹ thuật. Bài báo này trình cát” [1]. Một trong những quan tâm hàng đầu bày một số kết quả nghiên cứu về tuổi thọ của các nhà nghiên cứu là tuổi thọ của công của ống bằng phương pháp kết hợp phơi mẫu trình. Trong giải pháp này, tuổi thọ phụ thuộc ngoài hiện trường và gia tốc lão hóa nhiệt nhiều vào thời gian làm việc của ống địa kỹ trong phòng thí nghiệm. thuật xây dựng đê - đây là khoảng thời gian 2. Phương pháp nghiên cứu liên tục tính từ khi đê được xây dựng (ống 2.1. Nguyên vật liệu địa kỹ thuật chịu tác động của điều kiện sử - Vải polyester GM15 Hàn Quốc có các dụng cũng như của môi trường sử dụng) cho thông số chính sau: Trọng lượng: 500 g/m2; đến khi bị hư hỏng căn cứ theo một tiêu độ bền kéo đứt theo chiều dọc và ngang > chuẩn nào đó. Phương pháp xác định thời 150 kN/m; độ dãn dài khi đứt theo chiều dọc gian làm việc tốt nhất là phơi mẫu hiện và ngang < 15 %; hệ số thấm: 10-5 m/s; kích trường tuy nhiên tiêu tốn thời gian. Vì vậy
  2. 50 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 19, May 2016 thước lỗ O90: 0,075 mm; khổ rộng: 3,6 m; giảm 25 %, gọi thời gian này là t2. Tiến hành chiều dày: 2 mm. xác định thời gian sấy T2 ở 145 oC để độ bền - Ống địa kỹ thuật đường kính 1 m, dài kéo đứt của ống địa kỹ thuật mới (chưa nhồi 50 m chế tạo từ GM15. cát) giảm 25 % (hình 2). - Vải polyester GM200 Hàn Quốc có các Mẫu khảo sát được chuẩn bị theo tiêu thông số chính sau: Trọng lượng: 600 g/m2; chuẩn ASTM-D861 từ ống địa kỹ thuật chưa độ bền kéo đứt theo chiều dọc và ngang > bơm cát và từ ống địa kỹ thuật xây dựng đê 200 kN/m; độ dãn dài khi đứt theo chiều dọc thử nghiệm tại phường Thạnh Lộc và KCX và ngang < 15 %; hệ số thấm: 10-5 m/s; kích Tân Thuận. thước lỗ O90: 0,075 mm; khổ rộng: 3,6 m; chiều dày: 2 mm. - Ống địa kỹ thuật đường kính 1 m, dài 50 m chế tạo từ GM200. 2.2. Phương pháp nghiên cứu và thiết Hình 1. Đê thử nghiệm Hình 2. Thu hồi mẫu thử bị sử dụng tại phường Thạnh Lộc, vào ngày xây dựng đê thử quận 12. nghiệm tại KCX Tân 2.2.1. Tính chất cơ lý và gia tốc lão Thuận, quận 7. hóa nhiệt Phương pháp tính tuổi thọ theo mô hình - Độ bền kéo đứt được đo trên máy kéo kết hợp [5]. Trong phương pháp này quan hệ nén vạn năng theo tiêu chuẩn ASTM- D861. giữa các đại lượng được thể hiện theo công - Thử nghiệm gia tốc quá trình lão hóa với thức sau: hệ thống tủ khí hậu nhân tạo theo ASTM - D t1 t2 794. + =1 (1) T1 T2 2.2.2. Phơi mẫu hiện trường và lấy Trong đó: mẫu T1: Thời hạn sử dụng; Đê thử nghiệm được xây dựng bằng các t1: Thời gian thử mẫu ngoài thực địa; ống địa kỹ thuật nhồi cát có chiều dài 100 m, t2: Thời gian sấy ở nhiệt độ thử gia tốc cao 1,6 m tại bờ hữu sông Sài Gòn thuộc mà độ bền kéo đứt giảm 25 %; phường Thạnh Lộc, quận 12, Thành phố Hồ T2: Thời gian sấy ở nhiệt độ thử gia tốc Chí Minh từ tháng 07 năm 2011 [3]. Sau mà độ bền kéo đứt của mẫu so sánh (mẫu 1.800 ngày tức 43.800 giờ chúng tôi tiến mới) giảm 25 %. hành lấy mẫu vật liệu ống (phần trên không tiếp xúc trực tiếp với nước) từ Thạnh Lộc về 3. Kết quả và thảo luận phòng thí nghiệm để thử gia tốc lão hóa ở 3.1. Xác định thời gian khi độ bền kéo môi trường không khí với nhiệt độ 145 oC đứt giảm 25 % đến khi độ bền kéo đứt giảm 25 %, gọi thời Kết quả thử nghiệm mẫu từ phường gian này là t2. Tiến hành xác định thời gian Thạnh Lộc và mẫu từ KCX Tân Thuận trình sấy T2 ở 145 oC để độ bền kéo đứt của ống bày trong hình 3 và hình 4. địa kỹ thuật mới (chưa nhồi cát) giảm 25 % Trong đó: (hình 1). tt: Thời gian gia nhiệt mẫu ở nhiệt độ Chúng tôi cũng tiến hành phơi mẫu vật 145 C trong môi trường không khí (giờ); o liệu ống địa kỹ thuật chế tạo từ GM200 tại ft: Độ bền kéo đứt mẫu tương ứng với Khu chế xuất (KCX) Tân Thuận từ tháng 02 điều kiện thử nghiệm (kN/m); năm 2014 [4]. Sau 510 ngày tức 12.240 giờ %ft: Tỷ lệ độ bền kéo đứt mẫu tương ứng chúng tôi tiến hành lấy mẫu vật liệu ống với điều kiện thử nghiệm (%); (phần trên không tiếp xúc trực tiếp với nước) từ KCX Tân Thuận về phòng thí nghiệm để Ft: Độ bền kéo đứt mẫu mới tương ứng thử gia tốc lão hóa ở môi trường không khí với điều kiện thử nghiệm (kN/m); với nhiệt độ 145 oC đến khi độ bền kéo đứt
  3. 51 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 19 - 05/2016 %Ft: Tỷ lệ độ bền kéo đứt mẫu mới và T2 (ứng với %Ft) là 168 và 204 giờ (hình tương ứng với điều kiện thử nghiệm (%). 3). Thời gian làm giảm cường độ lực kéo đứt Kết quả thử nghiệm là giá trị thống kê mẫu ở KCX Tân Thuận t2 (ứng với % ft) và kết quả của 3 mẫu lấy từ 3 vị trí ngẫu nhiên ở T2 (ứng với % Ft) là 204 và 216 giờ (hình 4). hai đầu và giữa đê thử nghiệm. Thực nghiệm cũng chỉ ra những đường đặc tính của các mẫu tại phường Thạnh Lộc (hình 3) có độ dốc tương đương so với đường đặc tính của mẫu ở KCX Tân Thuận (hình 4). 3.2. Xác định thời hạn sử dụng Để hạn chế những nhược điểm của các phương pháp thử nghiệm gia tốc và thử nghiệm trong môi trường tự nhiên người ta sử dụng phương pháp kết hợp cả hai loại thử nghiệm tự nhiên và gia tốc. Phương pháp này còn được gọi là phương pháp thử nghiệm mô Hình 3. Kết quả thử nghiệm lão hóa mẫu tại phường hình kết hợp [5, 6]. Nó kết hợp được ưu điểm Thạnh Lộc. của cả thử nghiệm tự nhiên và thử nghiệm gia tốc: Xác định nhanh và đề cập tới các yếu tố tác động của điều kiện sử dụng trên thực địa. Từ kết quả xác định thời gian khi độ bền kéo đứt giảm 25 % (mục 3.1). Kết quả thử nghiệm và tính toán tuổi thọ của vật liệu trình bày trong bảng 1, trong đó tuổi thọ hay độ bền của vật liệu được tính theo công thức (1). Từ thử nghiệm thực tế và kết quả tính toán T1t và T1k ta thấy tuổi thọ vật liệu ống Hình 4. Kết quả thử nghiệm lão hóa mẫu tại KCX Tân địa kỹ thuật GM15 và GM200 dùng làm đê Thuận. trong điều kiện làm việc ở môi trường khô Hình 3 và hình 4 cho thấy theo thời gian (không tiếp xúc trực tiếp thường xuyên với cường độ chịu kéo và tỷ lệ độ bền kéo đứt nước) là tương đương. Đây là kết quả hợp lý giảm dần. Thời gian làm giảm cường độ lực vì chúng có bản chất hóa học như nhau. kéo đứt mẫu ở Thạnh Lộc: t2 (ứng với % ft) Bảng 1. Kết quả thực nghiệm về dự tính tuổi thọ của vật liệu. t1 (giờ) t2 (giờ) ~ T2 (giờ ) ~ T1 (giờ) T1 (năm) %f %F Mẫu vật liệu tại KCX TB 12.240 204 216 220.320 25,2 Tân Thuận Sai số - ± 7,8 ± 2,4 ± 3102 ± 0,4 Mẫu vật liệu tại phường TB 43.800 168 204 24.8200 28,3 Thạnh Lộc Sai số - ± 9,5 ± 11,5 ± 7305 ± 0,7 4. Kết luận Kết quả tính toán tuổi thọ hay độ bền vật Trước khi được sử dụng phổ biến như liệu T1 (năm) của hai mẫu từ các số liệu thực ngày hôm nay, độ bền của vải địa đã là một nghiệm cho ta thấy việc lựa chọn và sử dụng chỉ tiêu quan trọng được các nhà thiết kế ứng vải polyeste để chế tạo ống địa kỹ thuật làm dụng quan tâm từ ngay ban đầu. Tuổi thọ của đê là thích hợp trong điều kiện khí hậu, thổ công trình ứng dụng thường dài: Theo Sở nhưỡng tại Thành phố Hồ Chí Minh cũng Giao thông vận tải (UK) là 120 năm [7], các như khu vực phía Nam. Các số liệu T1 cũng công trình tại Việt Nam được yêu cầu (không phù hợp với các số liệu theo dõi thực tế của chính thức) là trên 20 năm. các nhà khoa học Hà Lan công bố [1, 8].
  4. 52 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 19, May 2016 Điều kiện thử nghiệm gia tốc gần với thực tế do sử dụng môi trường tự nhiên tương [3] Nguyễn Thành Nhân và Trịnh Công Vấn (2012), tự như môi trường vật liệu làm việc. Căn cứ Nghiên cứu công nghệ chế tạo tổ hợp vật liệu theo diễn biến chất lượng môi trường nước dệt-polyme để xây dựng đê, Đề tài cấp Sở KHCN Tp. HCM. lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai [9] cho [4] Vương Quang Việt và cộng sự (2015), Nghiên phép đánh giá khả năng làm việc, độ bền của cứu, thiết kế, chế tạo và ứng dụng công nghệ ống ống địa kỹ thuật chế tạo từ vật liệu polyeste mềm trên cơ sở tổng hợp vật liệu dệt - polyme GM15 và GM200 có tuổi thọ tới khoảng 25 để xây dựng kết cấu bảo vệ các công trình kinh năm đáp ứng được yêu cầu về tuổi thọ của tế, quốc phòng, mã số KC02.13/11-15. vật liệu chế tạo đê (trên 20 năm). [5] Andrzej Baranski (1980), Chemia fizyczna, Lời cảm ơn PWN, Warszawa. Chân thành cám ơn Sở Khoa học công [6] Hodge, J., “Durability testing”, Geotextile Testing and Design Engineer, ASTM STP 952, J nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, Uỷ ban Nhân E. Fluet, Jr., Ed., American Society for testing dân phường Thạnh Lộc, quận 12, Ban giám and Materials, Philadelphia, 1987, pp. 119-121. đốc KCX Tân Thuận đã tạo điều kiện thuận [7] Corbet S., and King J., (1993), Geotextiles in lợi để thực hiện nội dung ứng dụng. Nghiên filtration and drainage, Thomas Telford Service cứu được tài trợ bởi Chương trình nghiên Ltd., London. cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ vật [8] PhanTrường Phiệt (2007), Sản phẩm địa kỹ thuật liệu mới mã số KC.02  polyme và composit trong xây dựng dân dụng giao thông thủy lợi, NXB Xây dựng, Hà Nội. Tài liệu tham khảo [1] Krystian W. Pilarczyk (1998), Dikes and [9] Sở Tài Nguyên và Môi trường (2008), Báo cáo Revetments: Design, Maintenance and Safety hiện trạng môi trường thành phố Hồ Chí Minh Assessment, Publisher A. A. Balkema, Rotterdam năm 2007, Chi cục BVMT Tp. Hồ Chí Minh. [2] Wojciech Prochera (2001), “Charaterystyka Ngày nhận bài: 01/03/2016 geotuby”, biuletin ochrona srodowiska 8/2001. Ngày hoàn thành sửa bài: 25/03/2016 Ngày chấp nhận đăng: 28/03/2016

Download

Xem thêm
Thông tin phản hồi của bạn
Hủy bỏ