MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Các đập đất xây dựng ở Việt Nam, đặc biệt là vùng địa phương, thường gặp vấn đề thấm, dẫn đến mất nước hồ chứa và nguy cơ mất ổn định. Việc xử lý thấm tốn kém và phức tạp, với gần 45% sự cố liên quan đến thấm như thẩm lậu, dòng thấm tại các mặt tiếp giáp, hoặc các vết nứt do lún lệch.
Đất bazan, loại vật liệu đắp đập phổ biến ở Tây Nguyên (chiếm khoảng 56%), có những đặc tính khó thuận lợi như khối lượng khô thấp, độ ẩm tự nhiên cao vào mùa khô, hàm lượng bụi sét cao, dễ tan rã và lún ướt. Điều này tiềm ẩn nguy cơ sự cố khi vận hành hồ chứa.
Để giải quyết vấn đề kinh tế và tận dụng vật liệu địa phương, việc nghiên cứu cải tạo đất tại chỗ bằng chất kết dính để làm vật liệu chống thấm là cần thiết. Mặc dù puzolan tự nhiên đã được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng bê tông, nhưng việc nghiên cứu sử dụng nó để cải tạo đất làm vật liệu chống thấm cho đập đất, đặc biệt là tường nghiêng, vẫn còn hạn chế.
Do đó, đề tài “Nghiên cứu cải tạo đất bazan bằng hỗn hợp puzolan – xi măng – vôi làm tường nghiêng chống thấm đập đất vùng Tây Nguyên” được thực hiện nhằm khắc phục tình trạng nêu trên.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Đề xuất cấp phối tối ưu giữa puzolan tự nhiên, xi măng và vôi để cải tạo đất bazan làm tường nghiêng chống thấm cho đập đất vùng Tây Nguyên.
- Đảm bảo hỗn hợp đất cải tạo có hệ số thấm K < 10-5 cm/s, ổn định trong nước, không trương nở và không bị tan rã.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu: Cải tạo đất bazan bằng chất kết dính (puzolan tự nhiên, xi măng, vôi) để làm tường nghiêng chống thấm cho đập đất.
- Phạm vi nghiên cứu: Puzolan tự nhiên và đập đất vừa và nhỏ thuộc vùng Tây Nguyên.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Luận án sử dụng các phương pháp:
- Tổng quan: Nghiên cứu các tài liệu, tiêu chuẩn liên quan đến cải tạo đất, gia cố đất, chống thấm đập đất.
- Kế thừa: Dựa trên các thành tựu nghiên cứu trước đây về cải tạo đất, gia cố đất, chống thấm đập đất.
- Thực nghiệm: Thí nghiệm mẫu trong phòng (thấm, cường độ, trương nở, tan rã) và thí nghiệm hiện trường (kích thước hố đào 1x1x1m) để đánh giá khả năng chống thấm của hỗn hợp đất cải tạo.
- Mô hình toán: Sử dụng mô hình Nhiệt động lực học để phân tích vai trò của các thành phần trong cơ chế cải tạo đất.
- So sánh: Đối chiếu hiệu quả cải tạo đất thông qua các phương pháp thí nghiệm mẫu, mô hình hiện trường và mô hình số.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Ý nghĩa khoa học: Hoàn thiện cơ sở lý thuyết về cải tạo đất bazan ở Tây Nguyên bằng puzolan tự nhiên, xi măng và vôi làm tường nghiêng chống thấm đập đất.
Ý nghĩa thực tiễn: Tìm ra cấp phối kinh tế - kỹ thuật tối ưu, giảm lượng xi măng, tận dụng vật liệu địa phương (đất bazan, puzolan tự nhiên) để làm tường nghiêng chống thấm cho đập đất vùng Tây Nguyên, góp phần giảm giá thành xây dựng.