Một kỹ thuật sửa chữa được gọi là deep patch đã được sử dụng rộng rãi tại miền tây Hoa Kỳ để xử lý hiện tượng lún và các phá hoại nông trong cả mái dốc nền đắp và mái dốc tự nhiên. Một deep patch điển hình gồm phần đào sâu từ 3 đến 6 ft (0,9–1,8 m), sau đó được lấp lại bằng vật liệu hạt được đầm chặt tốt và có bố trí một hoặc nhiều lớp gia cường bằng vật liệu địa kỹ thuật (Hình 1).
Phần lớn các deep patch được thi công để xử lý các hư hỏng do lún và trượt sụt nông trong các nền đắp sidecast hoạt động kém và các mái dốc tự nhiên gồm lớp đất yếu nằm phủ trên lớp đất có cường độ cao hơn. Mặc dù deep patch đã được sử dụng hơn 20 năm, hiện vẫn có rất ít thông tin được ghi nhận về hiệu quả làm việc, thiết kế và thi công của phương pháp này.
Một phương pháp phổ biến trước đây để xây dựng các tuyến đường có lưu lượng thấp ở vùng miền núi là đào vào phía taluy dương của đường và đổ vật liệu sang phía taluy âm. Phương pháp này được gọi là kỹ thuật thi công cut and cast, cut and fill, partial bench, hoặc sidecast. Kỹ thuật này thường tận dụng sự cân bằng giữa khối lượng đào và đắp.
Các khối đắp sidecast này thường được thi công với mức độ đầm nén rất ít hoặc không đầm nén. Điều này thường dẫn đến hiện tượng lún và từ biến của đất đắp, làm xuất hiện các hư hỏng trên mặt đường như nứt và sụt lún (Hình 2 và Hình 3).
Thoát nước không đầy đủ, quá trình cố kết của đất, và sự phân hủy của thực vật trong khối đắp cũng góp phần gây lún. Ngoài ra, vật liệu đắp sidecast thường được đặt trên sườn dốc tự nhiên chưa được dọn sạch thực vật. Sự phân hủy của thực vật tại mặt tiếp xúc giữa khối đắp và sườn dốc tự nhiên có thể tạo thành một mặt yếu, là nơi xảy ra trượt và phá hoại.
Phương pháp sửa chữa deep patch được phát triển vào thập niên 1980, nhưng trong nhiều năm chưa xuất hiện trong tài liệu chuyên ngành. Phương pháp này được dùng cho các mái dốc bị phá hoại, chủ yếu gồm đất rời, không có tính dính.
Deep patch đầu tiên được ghi nhận tại Rừng Quốc gia Mount Hood được xây dựng khoảng năm 1988, mặc dù trước đó đã có một số dự án sử dụng hàng rào mắt xích để gia cường các lớp đất. Năm 1999, Powell và cộng sự báo cáo rằng không có hiện tượng lún nào tại khoảng 50 deep patch được xây dựng trong 8 năm trước đó tại Rừng Quốc gia Mount Hood, Oregon.
Phần lớn các deep patch được xây dựng để xử lý các vấn đề liên quan đến lún trong các nền đắp sidecast. Tuy nhiên, cũng có một số trường hợp deep patch được dùng ở những khu vực có chuyển vị quy mô lớn hơn và hư hỏng nghiêm trọng hơn.
Trong các trường hợp này, deep patch thường được chọn như một biện pháp xử lý có chi phí hợp lý nhằm làm chậm chuyển vị và giảm hư hỏng, chứ không kỳ vọng rằng việc phục hồi sẽ khắc phục hoàn toàn vấn đề.
Nhìn chung, triết lý thiết kế của sửa chữa bằng deep patch là giới hạn khả năng phá hoại lan ra đến mặt mái dốc yếu và ngăn phá hoại phát triển lên đến roadway bench. Điều này hàm ý rằng các mặt trượt tiềm năng kéo dài lên đến roadway bench phải có hệ số an toàn đạt yêu cầu, trong khi hệ số an toàn thấp hơn có thể vẫn tồn tại ở các vùng mái dốc nằm thấp hơn nhiều so với bench và kéo dài ra mặt mái dốc.
1.1 MỤC TIÊU
Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá ứng dụng sửa chữa mái dốc bằng deep patch thông qua các phương pháp phân tích và quan sát hiện trường, nhằm phát triển một phương pháp thiết kế đơn giản, phù hợp cho nhân sự của Federal Lands Highway và Forest Service sử dụng.
Tổng quan tài liệu đã được thực hiện, các phương pháp thiết kế hiện hành được ghi nhận, và các chuyến khảo sát hiện trường đã được tiến hành để hiểu rõ hơn cách phương pháp deep patch đã được sử dụng trong quá khứ, đánh giá hiệu quả làm việc của các vị trí deep patch đang khai thác, và hỗ trợ kiểm chứng phương pháp thiết kế mới được đề xuất.
Một nghiên cứu phân tích đã được thực hiện để mô phỏng ảnh hưởng của các cấu hình mái dốc, hình học thiết kế deep patch, và loại vật liệu địa tổng hợp khác nhau bằng phần mềm mô hình hóa 2-D và 3-D. Ảnh hưởng của chiều sâu và khoảng cách đứng của cốt gia cường đến hiệu quả làm việc của deep patch cũng được phân tích, bên cạnh hình học của lớp gia cường tại mặt mái dốc.
Từ các nội dung này, một quy trình thiết kế đã được phát triển.
1.2 BỐI CẢNH VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Một tổng quan tài liệu đã được thực hiện nhằm xác định hiện trạng áp dụng trong thiết kế và kỹ thuật thi công deep patch. Các cuộc phỏng vấn với những nhân sự tham gia thiết kế và thi công deep patch cũng được tiến hành để thu thập thông tin về các thực hành thiết kế hiện tại. Ngoài ra, các tài liệu liên quan đến những ứng dụng đất có cốt gia cường bằng vật liệu địa tổng hợp khác cũng cung cấp thêm hiểu biết cho phương pháp deep patch.
1.2.1 Thiết kế và thi công
Năm 1994, Mohney và cộng sự đã giới thiệu kỹ thuật sửa chữa deep patch như một giải pháp đơn giản, hiệu quả về chi phí để sửa chữa hiện tượng lún của nền đắp đổ ngang sườn dốc (sidecast fill). Đây là tài liệu lâu đời nhất tìm được về phương pháp deep patch và chỉ giới hạn ở một lớp vật liệu geosynthetic. Một quy trình thiết kế đơn giản được trình bày cho hai trường hợp.
Đối với trường hợp lún mà không có trượt đáng kể của nền đắp đổ ngang sườn dốc, có thể thực hiện một phân tích đơn giản để xác định chiều rộng của vật liệu địa tổng hợp nằm bên trong mặt trượt “phá hoại” — về phía đào của mái dốc, tức phần vật liệu địa tổng hợp được neo bởi phần ổn định của mái dốc — phải ít nhất bằng chiều rộng của phần vật liệu geosynthetic nằm ngoài mặt trượt “phá hoại” — về phía đắp của mái dốc.
Đối với trường hợp nền đắp đổ ngang sườn dốc có khả năng trượt xuống dốc, cũng khuyến nghị thực hiện phân tích ổn định mái dốc theo cân bằng giới hạn với mặt trượt tròn giả định, ví dụ phương pháp Bishop hiệu chỉnh.
Phân tích bắt đầu với giả định hệ số an toàn bằng 1 và tính ngược các thông số đất, gồm góc ma sát và lực dính, \(\phi\) và \(c\), cho trường hợp không gia cường. Tiếp tục phân tích với một lớp vật liệu geosynthetic sẽ tạo ra mô men kháng và làm tăng hệ số an toàn.
Trong nghiên cứu này, kết quả cho thấy việc sử dụng một lớp gia cường đủ mạnh có thể cho hệ số an toàn đạt yêu cầu khi đánh giá bằng các phương pháp cân bằng giới hạn; tuy nhiên, có thể dẫn đến hiệu quả làm việc không đạt yêu cầu khi xem xét bằng các phương pháp số tinh vi hơn, có mô phỏng biến dạng bên trong mái dốc.
Các cuộc phỏng vấn được thực hiện vào năm 2000 và được Musser và Denning (2005) báo cáo cho thấy đánh giá chuyên môn và các mô hình máy tính (ví dụ, XSTABL) là những phương pháp phổ biến dùng để thiết kế deep patch. Musser và Denning đã phát triển các biểu đồ thiết kế dựa trên phân tích nêm trượt đơn giản hóa, có thể sử dụng cho các tuyến đường điển hình của Forest Service; tuy nhiên, phương pháp được sử dụng để xây dựng các biểu đồ này lại không được tài liệu hóa đầy đủ. Các biểu đồ thiết kế sử dụng hệ số an toàn bằng 1.2 và cung cấp chiều sâu cùng yêu cầu gia cường cho deep patch đối với các điều kiện hiện trường sau:
- góc mái dốc nền đắp là 1.5H:1V và 1.25H:1V
- đất không dính (cohesionless soil)
- góc ma sát kháng cắt của đất bằng 25°, 30° và 35°
Tuy nhiên, theo Cliff Denning và một số cá nhân hiện đang tham gia thiết kế deep patch, các biểu đồ thiết kế này có lẽ không được sử dụng rộng rãi. Các cuộc phỏng vấn đã được thực hiện nhằm xác định hiện trạng thực hành thiết kế deep patch và các kết quả này phù hợp với những phát hiện của Musser và Denning (2005).
Nhìn chung, thiết kế deep patch thường dựa trên mức độ quen thuộc và kinh nghiệm trước đây trong từng cơ quan, và đôi khi được thực hiện bằng các chương trình máy tính phân tích ổn định mái dốc theo cân bằng giới hạn (trao đổi cá nhân với các cá nhân từ Western Federal Lands Highway Division, Gifford Pinchot National Forest, Mount Hood National Forest, Siuslaw National Forest, Willamette National Forest và Klamath National Forest).
Trong báo cáo này, cho thấy các chương trình phân tích ổn định mái dốc theo cân bằng giới hạn có thể được sử dụng để phân tích một cấu hình sửa chữa deep patch hợp lý. Tuy nhiên, để thiết lập một cấu hình sửa chữa hợp lý thì cần có thêm các hướng dẫn bổ sung. Các hướng dẫn này trước đây chủ yếu dựa trên kinh nghiệm trong từng cơ quan. Trong báo cáo này, mô hình hóa máy tính nâng cao được sử dụng để xây dựng các hướng dẫn dễ áp dụng, nhằm bổ sung cho kinh nghiệm hiện có.
Các deep patch được thi công trên đường của Forest Service thường được thực hiện bằng thiết bị có kích thước vừa phải. Theo nhiều cá nhân am hiểu về deep patch — chủ yếu thuộc Western Federal Lands Highway Division và Forest Service, nhưng cũng có nhân sự từ các cơ quan khác — các nội dung thi công sau cần được tuân thủ vì phù hợp với thực hành địa kỹ thuật tốt:
- Khuyến nghị sử dụng đất hạt rời làm vật liệu đắp trong vùng gia cường của deep patch. Nếu vật liệu hiện có phù hợp thì đây là phương án hiệu quả nhất về chi phí. Một số national forest thường sử dụng đá hộc hoặc đá nghiền vì loại vật liệu này sẵn có rộng rãi, ví dụ Mount Hood National Forest.
- Đầm chặt tốt là rất quan trọng. Việc đầm chặt không đầy đủ có thể là một yếu tố góp phần gây ra hư hỏng ban đầu.
- Cần có hệ thống thoát nước tốt. Nhiều hư hỏng của nền đắp đổ ngang sườn dốc xảy ra trong các giai đoạn mưa lớn hoặc mực nước ngầm cao. Vì vậy, việc bố trí các cấu kiện thoát nước có thể cải thiện đáng kể hiệu quả làm việc của deep patch và giảm khả năng xảy ra hư hỏng về sau. Thoát nước tốt tại rãnh dọc phía đào của mái dốc là đặc biệt cần thiết và có thể thực hiện bằng cách lắp đặt cống trong quá trình thi công deep patch.
- Cuối cùng, vật liệu địa tổng hợp cần được kéo căng theo phương có cường độ lớn hơn, vuông góc với hướng giao thông. Vật liệu địa tổng hợp cũng cần được chôn neo đủ sâu vượt ra ngoài mặt trượt để tránh phá hoại do kéo tuột.
- Khuyến nghị thi công deep patch theo nửa bề rộng hoặc toàn bề rộng, vì các deep patch có kích thước trung gian thường khó thi công hơn do thiếu không gian cho thiết bị và giao thông trong quá trình thi công.
Hai vấn đề cụ thể liên quan đến thi công deep patch chưa được đề cập đầy đủ trong tài liệu hiện hành gồm:
* (1) duy trì cho đường vẫn thông xe trong quá trình thi công, và
* (2) thiết kế và chi tiết cấu tạo mặt ngoài.
Deep patch chủ yếu được sử dụng trên các tuyến đường lưu lượng thấp, ở vùng xa, nơi các tuyến thay thế không dễ tiếp cận cho phương tiện trong quá trình thi công. Vì vậy, thường cần duy trì một làn đường cho xe lưu thông.
Điều này dễ thực hiện hơn khi bề rộng của deep patch không kéo dài hết về phía mái đào của đường. Đối với sửa chữa toàn bề rộng, có thể duy trì giao thông bằng cách chia thi công thành các giai đoạn nửa bề rộng và luân phiên cho xe một chiều đi qua phần đã được đầm chặt bên trên vật liệu geosynthetic (trao đổi cá nhân với Brian Collins, 2011).
Thi công deep patch trên các mái dốc rất đứng, không có lề đường, có thể gặp khó khăn. Một kỹ thuật có thể sử dụng là thi công mặt ngoài của vật liệu geosynthetic theo dạng negative batter — cách này làm giảm bề rộng đào tại phần sâu nhất (Hình 4).
Đã có một số trường hợp tường có negative batter được ghi nhận (Barrett và Ruckman, 2007), và dự kiến dạng negative batter này sẽ phù hợp với các deep patch sử dụng vật liệu địa tổng hợp bố trí với khoảng cách gần nhau. Trong nghiên cứu này, một số dạng hình học deep patch khác nhau có negative batter đã được mô hình hóa (Chương 8).
1.2.2 Nghiên cứu thí nghiệm
Các thí nghiệm trong phòng được Wu và Helwany (2001) thực hiện để so sánh hiệu quả của phương pháp deep patch của Cục Lâm nghiệp Hoa Kỳ với một phương án không gia cường nhưng được thi công tương tự. Mục tiêu là xác định liệu lớp gia cường có đóng vai trò đáng kể hay không, hoặc liệu chỉ cần đầm chặt cũng có thể đạt được hiệu quả phù hợp. Các thí nghiệm sử dụng vật liệu nền đường bằng cát sỏi không dính, sâu 6 ft (1.83 m), có \(\phi\) = 40°, được đầm chặt thành 12 lớp, mỗi lớp dày 6 in (152 mm), đến khoảng 95% Proctor tiêu chuẩn. Ba lớp bổ sung được đặt phía trên làm tải trọng phụ. Mái dốc được thi công có độ dốc khoảng 2H:1V.
Độ lún được mô phỏng bằng cách hạ từng bước một phần đáy của thiết bị thí nghiệm, nhưng không đồng đều, cho đến khi đạt tổng chuyển vị 11 in (279 mm) trong 160 phút. Thiết bị rộng 3 ft (0.91 m) và mô phỏng điều kiện biến dạng phẳng. Ngoài mẫu không gia cường, một phương án có gia cường cũng được thí nghiệm, với năm lớp vải địa kỹ thuật được lắp đặt cách nhau 1 ft (0.30 m). Thiết bị đo ghi nhận ứng suất normal và ứng suất cắt dọc theo đáy, cũng như biến dạng trong ba lớp vải địa kỹ thuật. Vị trí và chiều sâu của các vết nứt được đo bằng một lưới gắn bên hông thiết bị.
Có sự khác biệt rõ rệt giữa thí nghiệm không gia cường và thí nghiệm có gia cường. Trong thí nghiệm không gia cường, một vết nứt xuất hiện ngay từ bước chuyển vị đầu tiên và đến cuối thí nghiệm gần như chia khối đất làm đôi. Vết nứt sâu 6 ft (1.83 m) và rộng 1 ft (0.30 m) tại bề mặt. Ở phần có gia cường, các vết nứt nhỏ hơn hình thành, tất cả đều nằm phía trên phần đáy có thể di chuyển; vết nứt nghiêm trọng nhất sâu 10 in (254 mm) khi kết thúc thí nghiệm.
Các cảm biến lực cũng cho thấy sự khác biệt đáng kể về phân bố ứng suất tại đáy khối đất giữa hai thí nghiệm (Hình 5). Trong thí nghiệm không gia cường, vùng gần ranh giới giữa phần đáy cố định và phần đáy di động có sự gia tăng ứng suất đáng kể về cuối thí nghiệm. Hiện tượng này không xuất hiện trong thí nghiệm có gia cường.
Các cảm biến biến dạng gắn với vải địa kỹ thuật cho thấy biến dạng lớn nhất nằm ở lớp gia cường phía trên, đặc biệt gần ranh giới giữa phần cố định và phần di động; còn ở các lớp thấp hơn, biến dạng nhỏ hơn và vị trí biến dạng lớn nhất nằm gần mặt mái dốc hơn.
Dựa trên dữ liệu từ cảm biến biến dạng và cảm biến lực, Wu và Helwany (2001) cho rằng vật liệu geosynthetic đã góp phần tạo hiệu ứng công-xôn cho khối đắp và làm giảm khả năng phá hoại tiếp theo sau khi thi công deep patch. Các thí nghiệm cũng chứng minh rằng hiệu quả của deep patch chủ yếu đến từ sự hiện diện của lớp gia cường; chỉ thay vật liệu đắp và đầm chặt thì sẽ không ổn định được mặt đường nếu dự kiến còn có chuyển vị bổ sung.
(hiệu chỉnh từ Wu và Helwany, 2001 để thể hiện theo hệ đơn vị Anh).
Helwany (1994) mô tả kết quả từ các thí nghiệm trong phòng tương tự như được báo cáo trong Wu và Helwany (2001), với một thiết kế cải tiến gọi là kỹ thuật deep patch CTI (Colorado Transportation Institute).
Hình học này có mặt bọc gia cường thẳng đứng ở phần trên, nằm ngay bên dưới mặt đường lý thuyết; còn phần dưới có các lớp gia cường bọc ngược được thi công theo negative batter phía sau đất đắp. Độ dốc của negative batter là 1H:2.25V và độ dốc của khối đất đắp là 1.25H:1V. Sơ đồ hình học deep patch CTI trong thiết bị thí nghiệm được thể hiện ở Hình 6.
Một ưu điểm của hình học deep patch CTI là mặt đường có thể được mở rộng thêm khoảng 4 ft (1.22 m). Vết nứt duy nhất hình thành nằm phía sau phần gia cường, dọc theo tường sau của thiết bị. Đến cuối thí nghiệm, vết nứt rộng 1 in (25 mm) và sâu 7 ft (2.13 m).
Trong thí nghiệm này, các cảm biến lực được đặt ở những vị trí khác nhau. Gần như tất cả đều nằm trong phần cố định; chỉ có một cảm biến lực, đặt cách tấm sau 8 ft (2.44 m), nằm trong phần di động. Độ lớn của ứng suất normal tại đáy gần như gấp đôi so với các thí nghiệm có hình học truyền thống (Hình 7 — lưu ý sự thay đổi thang đo của trục đứng). Các cảm biến biến dạng cho thấy biến dạng ở lớp gia cường phía trên chỉ khoảng một nửa, còn ở vùng phía dưới thì lớn gấp đôi; tuy nhiên, bố trí cảm biến không thống nhất giữa hai dạng hình học.
(theo Helwany, 1994).
(hiệu chỉnh từ Helwany, 1994 để phù hợp hơn với Hình 5).
Kỹ thuật deep patch CTI được thi công tại Silverthorne, bang Colorado, vào tháng 10 năm 1993 (Helwany, 1994). Vị trí cụ thể không được báo cáo, nhưng theo trao đổi cá nhân với chủ nhiệm nghiên cứu (TS. Jonathan Wu thuộc Đại học Colorado–Denver), vài năm sau khi thi công, “mái dốc đã sửa chữa đã hòa nhập tốt với môi trường xung quanh”, và phần road bench được mở rộng là đặc điểm duy nhất giúp ông nhận ra vị trí công trình.
1.2.3 Vai trò của lớp gia cường
Mặc dù tài liệu chuyên ngành đề cập trực tiếp đến deep patch còn khá hạn chế, việc sử dụng vật liệu geosynthetic để gia cường mái dốc đất là khá phổ biến (Holtz và Schuster, 1996). Một báo cáo tổng hợp về mái dốc và nền đắp gia cường cho ứng dụng đường bộ có cung cấp các biểu đồ thiết kế và thông tin khác liên quan đến gia cường bằng lưới địa kỹ thuật (geogrid) (Mitchell và Villet, 1987).
Tuy nhiên, các biểu đồ thiết kế này áp dụng cho trường hợp toàn bộ chiều sâu đất trong nền đắp được gia cường bằng geogrid, thay vì chỉ phần phía trên như trong deep patch. Dù vậy, nhiều nghiên cứu đã khảo sát tầm quan trọng của các đặc tính khác nhau liên quan đến deep patch, chẳng hạn như khoảng cách bố trí lớp gia cường và độ cứng. Phần tiếp theo trình bày thảo luận về mức độ quan trọng tương đối của các đặc tính này đối với các kết cấu đất gia cường bằng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp.
Các mô hình số với các lượt phân tích liên tiếp, trong đó chiều cao tường MSE được tăng dần, do Vulova và Leshchinsky (2003) thực hiện, đã cho thấy rõ ràng rằng khoảng cách giữa các lớp gia cường là một yếu tố chính chi phối ứng xử của tường. Nghiên cứu bằng mô hình số này xác định chiều cao tường tới hạn cho nhiều tổ hợp khác nhau về loại đất, hình học khoảng cách lớp gia cường và độ cứng gia cường.
Chiều cao tường tới hạn là chiều cao tường lớn nhất tương ứng với một cấu hình ổn định, ví dụ không có mặt phá hoại xác định hoặc chuyển vị tích lũy phi tuyến. Phá hoại được phân loại là “bên ngoài” khi một nêm trượt phát triển phía sau khối gia cường, tức trong đất đắp sau lưng; và là “phá hoại sâu” khi mặt phá hoại đi xuyên qua đất nền.
Khoảng cách lớp gia cường nhỏ hơn, từ 8 đến 16 in (203 đến 406 mm), so với 2 đến 3.3 ft (0.61 đến 1.01 m), tạo ra ổn định bên trong lớn hơn, khiến khối đất gia cường dịch chuyển như một khối thống nhất, tương tự tường chắn trọng lực thông thường, và thường gắn với các dạng phá hoại bên ngoài.
Khi các thông số khác như nhau, bao gồm cùng cường độ và độ cứng gia cường, khoảng cách nhỏ hơn cũng đi kèm với chiều cao tường tới hạn lớn hơn. Khoảng cách nhỏ hơn cũng có thể bù cho đất có cường độ thấp hơn, ví dụ \(\phi\) = 35° thay vì 45°, bằng cách cho phép đạt chiều cao tường tới hạn tương tự. Do đó, “khoảng cách lớp gia cường được xác định là một yếu tố quan trọng kiểm soát mọi khía cạnh ứng xử của tường” (Vulova và Leshchinsky, 2003).
Các thông số đầu vào thiết kế cho tường MSE do Vulova và Leshchinsky (2003) mô phỏng gồm lớp gia cường tương đối cứng, với mô đun đàn hồi 68,500 lb/ft (999 kN/m), tương tác đất–gia cường mạnh, và cường độ chảy kéo của lớp gia cường là 13,700 lb/ft (200 kN/m). Một số trường hợp được hiệu chỉnh bằng cách giảm độ cứng đi 10 lần để khảo sát ảnh hưởng của độ cứng gia cường. Độ cứng giảm dẫn đến chiều cao tường tới hạn thấp hơn và mất ổn định bên trong nhiều hơn, tức phá hoại phát triển bên trong kết cấu thay vì phá hoại bên ngoài hoặc phá hoại sâu. Kết quả này tương tự với trường hợp tăng khoảng cách giữa các lớp gia cường cứng hơn (Vulova và Leshchinsky, 2003).
Tải trọng thực tế trong các kết cấu đất gia cường bằng vật liệu geosynthetic thường nhỏ hơn đáng kể so với tải trọng dự đoán theo các phương pháp thiết kế (Yang và cộng sự, 2010; Bussert và Cavanaugh, 2010; VanBuskirk, 2010). Mô phỏng số của Yang và cộng sự (2010) cho thấy mức độ huy động khả năng chịu kéo của lớp gia cường còn thấp cho đến khi ứng suất cắt trung bình trong đất tiến gần đến cường độ cực đại. Kết quả từ mô hình tính toán cũng cho thấy mức độ huy động cường độ kéo của lớp gia cường có quan hệ phi tuyến với mức độ huy động cường độ cắt của đất. Bussert và Cavanaugh (2010) chỉ ra rằng việc chồng cộng riêng rẽ sức kháng do đất và geogrid cung cấp không thể mô tả đầy đủ ứng xử tổng hợp phát triển khi vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp được sử dụng trong các kết cấu đất.
Phương pháp thiết kế hiện nay cho tường MSE không phản ánh được ứng xử tổng hợp của đất khi có các lớp gia cường bố trí sát nhau, do đó đánh giá thấp tầm quan trọng của khoảng cách giữa các lớp gia cường (VanBuskirk, 2010). Tuy nhiên, việc FHWA gần đây triển khai Geosynthetic Reinforced Soil Integrated Bridge System (GRS–IBS) – Hệ thống cầu tích hợp đất gia cường bằng vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp đã làm nổi bật mức độ hiểu biết hiện nay về ứng xử tổng hợp này, bằng cách khuyến khích sử dụng các kết cấu đất có lớp gia cường bố trí sát nhau (Wu và cộng sự, 2006; Adams và cộng sự, 2011a).
Quan hệ giữa khoảng cách lớp gia cường và cường độ gia cường cũng không phải là quan hệ tỷ lệ thuận. Việc giảm khoảng cách giữa các lớp gia cường có ảnh hưởng lớn hơn đến cường độ của kết cấu đất–vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp tổng hợp so với việc tăng cường độ gia cường. Tất cả các hệ GRS–IBS đã được thi công cho đến nay đều sử dụng vải địa kỹ thuật polypropylene dệt. Nếu muốn sử dụng geogrid cho các dự án trong tương lai, Adams và cộng sự (2011b) khuyến nghị dùng geogrid hai trục để loại bỏ sai sót khi bố trí trong thi công.
Hỗ trợ duy trì trang:
Tôi xây dựng trang này để chia sẻ các tài liệu kỹ thuật cốt lõi trong thiết kế hạ tầng giao thông.
Nếu bạn thấy nội dung hữu ích và muốn góp phần duy trì trang hoạt động bền vững, tôi rất trân trọng mọi sự ủng hộ.