Câu  7   :Hiện tượng trôi đất và  biện pháp phòng ngừa:

- a )   Hiện tượng

Đẩy trồi đất xảy ra ở nền đất dính, tại vùng cửa ra của dòng thấm, khi áp lực đẩy ngược của dòng thấm vượt quá lực giữ khối đất ( trọng lượng bản thân, lực dính và ma sát với các khối xung quanh ).

Xét một khối đất trong miền thấm có kích thước theo mỗi chiều bằng đơn vị.

áp lực thuỷ động lên khối đất này là Wth = gJ,    

trong đó :    g   - trọng lượng riêng của nước;

                   J   - gradien thấm trung bình của khối tính toán.

-Phía thượng lưu nền thủy động giữ chặt hơn

-Phía hạ lưu áp lực chủ động lại đi ngược lên

Tại vùng cửa ra của dòng thấm , lực Wth có hướng từdưới lên trên, ngược chiều với trọng lượng bản thân đất. Trường hợp khối đất ngâm trong nước, trọng lượng của nó là:

                                  G = gđn x 1,

 trong đó     gđn - trọng lượng riêng của đất ở trạng thái đẩy nổi,

                    gđn = g2- g( 1 - n ); ở đâyg2    - trọng lượng riêng của đất

                     n     - độ rỗng của đất nền.

Nếu bỏ qua lực ma sát và lực dính, khối đất sẽ ở trạng thái cân bằng giới hạn khi Wth = G, hay: gJ = g2 - g( 1 - n ).

Trị số gradien thấm giới hạn đẩy trồi đất sẽ là:    Jgh=(g2  : g)-(1-n)            

Nếu trong thực tế, tại vùng cửa ra của dòng thấm có Jra > Jgh thì khối đất sẽ bị đẩy trồi từ dưới lên trên, làm cho công trình bị mất ổn định ( nghiêng, lật, trượt... ).

b )     Biện pháp phòng chống đẩy trồi đất

-Để phòng chống đẩy trồi đất, ngoài các biện pháp kéo dài đường viền thấm để giảm Jra như đã nêu còn có thể trực tiếp làm tầng gia trọng ở khu vực cửa ra.

-Kéo dài tầng gia trọng

-Phải thiết kế tầng gia trọng

Xét trường hợp phổ biến khi công trình có chân khay cắm vào nền như ở hình 2-22. Điều kiện cân bằng giới hạn của cột đất có chiều cao là S, bề rộng đáy bằng 1 đối với bài toán phẳng như sau:

                             ghc x 1 = gđn.S x 1 + gp.t x 1 + C x S,

Trong đó:      hc   -   cột nước thấm ở đáy chân khay;

        t     -   chiều dày lớp gia trọng;

       gp   -   trọng lượng riêng của lớp gia trọng;

                          C    -   lực dính đơn vị.