Môn Cơ học đất mới tạo ra những khả năng năng cao độ bền của nền móng nhà và công trình

Thứ năm, 19/10/2006 00:00

Trong những năm gần đây ở LB Nga đã tăng nhịp độ và khối lượng xây dựng những ngôi nhà cao tầng, các cầu, đường ngầm, các bể chứa những chất thải độc hại và các công trình phức tạp khác. Điều đó thúc đẩy sự cần thiết phải nghiên cứu phát minh và đưa vào áp dụng những công nghệ mới, sử dụng những vật liệu hiện đại, thiết bị hiệu quả. Trong ngành địa kỹ thuật đang diễn ra những bước tiến đáng kể trong công nghệ và thiết bị cũng như trong các phương pháp tính toán. Bộ môn cơ học đất ra đời vào thế kỷ 20, trên cơ sở của nó đã hình thành toàn bộ cơ sở định mức của ngành địa kỹ thuật xây dựng và thực hiện hầu như tất cả những công trình nghiên cứu khoa học, nhưng ngày nay không đủ đáp ứng được tất cả các yêu cầu của thực tế.

Trong thế kỷ 20 đã có những ý đồ hoàn thiện môn cơ học đất, nhưng chúng đã không được thực hiện đến cùng.
Cần nhấn mạnh rằng, những tìm kiếm thăm dò tốt còn có ý nghĩa hơn đáng kể so với chính bản thân việc tính toán. Điều đó có nghĩa là mỗi nhà thiết kế có kinh nghiệm, đặc biệt trong xây dựng giao thông, nói riêng trong xây dựng cầu, nơi cần phải tính tới những điều kiện địa chất công trình phức tạp.
Chuyên gia nổi tiếng K.Tersagi về lĩnh vực cơ học đất đưa ra một yêu cầu khắt khe là: Trong bất kỳ trường hợp nào không được tiếc tiền cho việc khảo sát thăm dò.
Tuy nhiên, với trình độ xây dựng hiện đại có những yêu cầu cao về độ an toàn thì cần phải có những hiểu biết thực tiễn một cách toàn diện về toàn bộ công trình.
Để đánh giá toàn bộ công việc theo cơ học đất cần lưu ý rằng, trong chúng không có vật lý học, không có những nghiên cứu cơ bản về ứng xử của đất khi gia tải chúng. Rằng những gì hiện nay chúng ta có trong các tiêu chuẩn định mức, cũng như trong phần lớn các công tác nghiên cứu khảo sát, đó là sử dụng các đường cong lượn liên tục với khả năng giải quyết trong dạng khép kín. Không có mối liên kết hữu cơ giữa trạng thái tự nhiên của các khoáng vật đất có tính đến sự hình thành và phát triển của chúng, với các phương pháp và khả năng thử nghiệm, với các mô hình đất và các phương pháp tính toán. Không có sự đánh giá chung về trạng thái của đất. Hiển nhiên là cần phân tích một chuỗi: Trạng thái tự nhiên-Phương pháp thử-Mô hình-Sự tính toán. Mỗi mắt xích đòi hỏi sự đánh giá riêng, còn sau đó có thể đưa ra một đánh giá chung. Nhưng ở đây cần nhớ lời dạy của D.I.Menđeleep: Khoa học bắt đầu từ sự đo đạc.
Bắt đầu từ việc đo đạc. Cơ học đất là môn khoa học thực nghiệm, bởi vậy việc tổ chức và việc trình bày đúng đắn có độ tin cậy các kết quả thí nghiệm là có tính quyết định. Việc đo có thể hình dung như dụng cụ, gồm có bộ phận đocác bộ cảm biến, đo và hệ thống xử lý và trình bày các thông tin. Các hệ thống đo ở Nga cũng như ở nước ngoài không tính đến những đặc tính ỳ quán tính của đất thí nghiệm. Việc đo cần phải tổ chức sao cho các tính chất ỳ của hệ thống đo là nhỏ nhất, hoặc ở mức cao hơn so với các đặc tính ỳ của đất thí nghiệm. Kiểu đo như vậy không phải bao giờ cũng có ý nghĩa, trong tất cả các trường hợp việc tính toán chúng khá phức tạp, tuy nhiên để hiểu được vật lý của quá trình tác động-phản ứng của đất, thì chúng là cần thiết.
Các hệ thống đo và các phương pháp thử truyền thốngdường như mọi người đều biết về hộp Kulông hay dụng cụ 3 chiều hiện đại không thể bảo đảm hình dung một cách trọn vẹn và tin cậy về quá trình vật lý phản ứng của đất đối với các tác động. Hậu quả của các cách đo đã đề xuất đó là thu được hình ảnh về vật lý và đồ họa hoàn toàn khác về độ dính liên kết, về góc ma sát trong, về mô đun biến dạng, về hệ số áp lực biên và về các thông số cơ học cơ bản khác cũng như về các thông số mới. Trong những năm 70 của thế kỷ 20, các nhà khoa học Nga đã tổ chức một hệ thống đo thăm dò động học của đất. Ngày nay, E.I.Xemiakin gọi hệ thống này là hệ thống đo bằng các máy cứng, mà tương lai lại thuộc về chúng.
Độ tin cậy và sự đầy đủ xác định các thông số truyền thống của đất E, C, j, g, r... là vấn đề quan trọng của cơ học đất nói riêng và trong địa kỹ thuật nói chung. Đã chứng minh Kulachơkin, 1975 rằng về sự đồng nhất của đất trên quan điểm địa chất sự phân bố qc độ kháng côn thăm dò của đất không mâu thuẫn với định luật phân bố bình thường định luật Gauxơ qc chứa đựng thông tin về E, C, fi một cách trọn vẹn. Sự lựa chọn tiêu biểu đối với các vật liệu khác nhaubê tông, thép, đất bằng khoảng 30 giá trị, mà trên thực tế chưa bao giờ xảy ra đối với đất. Dù ở mức độ nào giá trị này cũng không thể đưa vào đối với toàn bộ mặt cắt địa chất. Số liệu thống kê tin cậy hơn đối với các kim loại và bê tông. Hệ số biến thiên n độ bềncường độ bê tông đối với các kết cấu bê tông cốt thép được chế tạo trong nhà máy không vượt quá 0,13. Mặc dù công bằng mà nói cần lưu ý rằng các tổ chức xây dựng cầu như Kocmoc, MO-18, MO-19 và các tổ chức khác đo được giá trị n khi chế tạo các cọc tại chỗ nhỏ hơn n<0,08. Đối với đất n>0,13 thì cần phải bổ sung thêm là các giá trị thống kê độ sai lệch của hệ thống đo cần nhỏ hơn đáng kể các giá trị thống kê tương ứng của các đặc tính nghiên cứu của đất, thường không đề cập tới. Quy trình xử lý số liệu thống kê các đặc tính của đất được áp dụng trong các tiêu chuẩn định mức và sử dụng trong các công trình nghiên cứu khoa học đã có những thiếu sót nghiêm trọng.
Những kết quả mới do nhóm nghiên cứu của tác giả thu được bằng dụng cụ đo có độ nhạy cao PIKA bộ dụng cụ đo ngoài hiện trường để xuyên tĩnh đã được biết đến ở LB Nga và ở nước ngoài đã nghiên cứu thành công thế hệ thứ 4. Những thay đổi khác nhau đã tạo khả năng xác định được một loạt các thông số truyền thống qc,, f cũng như áp lực lỗ rỗng P, áp lực biên Pb, nhiệt đột, tỷ trọng, độ ẩm, phóng xạ tự nhiên, phóng xạ rađon các nguồn phóng xạ GGK,NNK, bộ dò GK và hạt a. Cần bổ sung thêm là sự đồng bộ xuyên và khoan trên cơ sở khoan công nghệ xuyên kết hợp đã cho phép mở rộng đáng kể lĩnh vực ứng dụng xuyên tĩnh và bằng cách đó nâng cao đáng kể hiệu quả của phương pháp này. Đối với thực tế xây dựng địa kỹ thuật, khuyến nghị áp dụng tương quan tỷ lệ giữa các thử nghiệm trong phòng và ngoài hiện trường bằng 50/50%. Viện sỹ A.Kako của Pháp cho rằng dụng cụ xuyên tĩnh là phương tiện tốt nhất để nghiên cứu đất.
Tất cả những vấn đề nêu trên cho phép trước hết hiểu được và nghiên cứu ở dạng số một cách toàn diện về độ không đồng nhất của khối đất, sự dao động của các tính chất cơ-lý của đất, tính chất xếp lớp, trong đó sự sai lệch có tính hệ thống của thiết bị giảm xuống tới mức thấp nhất, những sai lệch xác xuất của hệ thống đo thấp hơn đáng kể so với sự dao động tính chất của đất.
Trạng thái tự nhiên của đất là cơ sở của môn cơ học đất. Có thể nói về trạng thái không đầm chắc của mẫu, việc lập mô hình tải trọng tự nhiên, về độ tin cậy của thông tin...nếu không hình dung được về trạng thái của đất có tính đến các điều kiện hình thành và phát triển của các lớp bên trên của vỏ trái đất.
Trong phần lớn các tài liệu khoa học- kỹ thuật được công bố chỉ sử dụng thuật ngữ đất hay các loại đất. Một trong những thuật ngữ đầu tiên là thuật ngữ đất quá đặc đã được K.Terơxagi sử dụng. Tuy nhiên, đó cũng là một hạn chế. Nhóm nghiên cứu của tác giả đã bổ sung thêm vào các thuật ngữ đất đặc bình thường và đất quá đặc, thuật ngữ đất không đặc, và thuật ngữ này đã được sử dụng khá phổ biến.
Ý nghĩa của các thuật ngữ này đó là các điều kiện tạo thành và phát triển của các lớp trên cùng của vỏ trái đất là rất khác nhau- sự đóng băng và tan băng, sự xuất hiện và biến mất của các biển và các đại dương, quá trình kiến tạo, động đất, núi lửa và các quá trình khác.
Nhóm nghiên cứu đã đưa ra phương pháp đánh giá trạng thái của đất-đất quá đặc và đất đặc bình thường. Kết quả của sự phân loại này đưa đến một cách nhìn mới hoàn toàn về nền và các khối đất như về một đối tượng chính của môn cơ học đất và nâng cao độ tin cậy của việc xác định các tính chất cơ học với cách hiểu hiện đại chỉ nhờ việc lập mô hình các tải trọng tự nhiên trong các điều kiện phòng thí nghiệm cũng như ở ngoài hiện trường và nhờ có chế độ chất tải khi thử có tính đến trạng thái của đất. Thí dụ như, theo đánh giá của nhóm nghiên cứu, ở khu vực Matxcơva băng hà có thể lên tới 100 m trên mặt đất.
Còn chưa giải quyết được vấn đề áp lực tự nhiên gh. Như S.V.Ukhôp và các cộng sự đã viết: Việc xác định chính xác trạng thái ứng suất ban đầu và xuất phát của khốt đất là một bài toán phức tạp, có liên quan tới sự cần thiết phải tính đến nhiều yếu tố. Cho đến nay chưa thu được một giải pháp nào có thể áp dụng để tính toán kỹ thuật công trình của bài toán này.
Nhóm nghiên cứu đã chế tạo thiết bị-dụng cụ xuyên với bộ cảm biến áp lực thường, cho phép xác định áp lực biên và thông qua hệ số áp lực biên tính được gh. Hiện nay đây là phương pháp thực nghiệm duy nhất cho phép xác định giá trị thực tế của gh. Như vậy là đã khảo sát đất ở cảng Caliph, Yêmen.
Nhóm nghiên cứu đã xác định được áp lực lỗ rỗng trong các loại đát sét ở dưới độ sâu dao động theo mùa và những tác động của con người đó là chi tiết quan trọng về sự hình thành và phát triển của các lớp trên cùng của vỏ trái đất, được mở ra, khiến cho áp lực lỗ rỗng có thể nhỏ hơn, bằng hoặc lớn hơn áp lực thủy tĩnh, cho tới khi đạt tới áp lực hóa thạch, khiến cho về nguyên tắc đưa ra một sự hình dung thực tế về quá trình đặc chắc thực tế.Ở đây không tính đến những trường hợp áp lực cao không bình thường của các lớp đất.
Nhóm nghiên cứu đã tìm ra hiệu ứng đó là áp lực lỗ rỗng trong thân của các lớp đất tơi, được tạo thành do đất bồi và có thể nhỏ hơn áp suất khí quyển. Trong trường hợp này, áp lực lỗ rỗng đóng vai trò tạo ra ổn định đôi chút, làm tăng độ ổn định của đất tơi. Nhóm nghiên cứu cũng đưa ra phương pháp đo áp lực lỗ rỗng tự nhiên trên cơ sở phân tích sự dao động của áp lực lỗ rỗng tự nhiên khi kích hoạt nó.
Hiệu ứng này đã thu được khi nghiên cứu độ ổn định của đất đổ xây cầu vượt qua sông Vônga trong thành phố Xaratôp.
Sự tác động treo lơ lửng của nước được sử dụng để đánh giá các đặc tính chịu lực của các kết cấu ngầm dưới đất, cũng như đối với khối đất. Định luật Acximet đối với vật nhúng trong nước trên thực tế không áp dụng được đối với đất sét, bởi vì trong đất sét rất ít hoặc không có nước tự do. Thứ hai là, trong mỗi trường hợp cần xác định rằng khi kết cấu hoặc đất ở trong chất lỏng, hay chất lỏng trong đất, có tính đến nguyên lý thủy lực của Teraxagi.
Chiều cao dâng của nước mao mạch hk quyết định bởi các lực mao mạch, nhưng thường không bằng do các điều kiện tạo thành và phát triển của tự nhiên và hoàn toàn có thể minh họa bằng mô hình mao mạch của nhóm nghiên cứu đề xuất, trong đó có các mao mạch thuộc dạng Giômen. Mô hình này không thể hình dung được về khả năng dâng cao của áp lực mao mạch, thí dụ như tới hàng chục mét. K.Teraxagi đề xuất độ dâng của mao mạch lên tới hàng trăm mét.
Xác định được rằng hệ số áp lực biên là giá trị thay đổi, phụ thuộc phi tuyến vào tải trọng thẳng đứng. Hệ số áp lực biên đối với đất sét được nghiên cứu trên thiết bị chuyên dụng vòng cứng và bộ cảm biến độ nhạy cao. Bổ sung thêm đối với đất sét Kembri đất quá đặc thì hệ số áp lực biên, theo các chuyên gia của Anh có thể lên tới 2.
Trong khi thi công, sau đó là gia tải lên móng nhà, đặc biệt có liên quan tới các cọc, tường trong đất, kè chắn và các kết cấu khác, tạo thành lớp biên, có vai trò quan trọng đối với việc đánh giá sự làm việc của móng và các kết cấu khác. Việc nghiên cứu khảo sát đất bằng phương pháp xuyên tĩnh cho phép thu được các thông số của lớp biên.
Phương pháp có hiệu quả hơn cả nghiên cứu các khối đất là sử dụng thiết bị của lý thuyết trường.
Ngành địa kỹ thuật ngày càng trở lên sâu sắc và rộng rãi hơn. Các vết đứt, cac-tơ, trượt đất, địa thủy tĩnh mạnh và các điều kiện-các quá trình khác do thiên nhiên và con người gây ra, ảnh hưởng đáng kể tới các đồ án thiết kế của nhà và công trình, đặc biệt là tới việc khai thác sử dụng không có sự cố, bởi vì trong quá trình đó thời hạn phục vụ thực tế có thể làm xuất hiện các yếu tố này hoặc khác do thiên nhiên và con người tạo ra.
Những nguyên nhân đó đã khiến cho phải nghiên cứu đưa ra một mô hình địa kỹ thuật mới: Khối đất-Nền-Móng-Công trình.
Sự khác nhau về nguyên lý của mô hình được đề xuất so với mô hình truyền thống Nền-Móng-Công trình ở chỗ, mô hình mới bao hàm đối tượng nghiên cứu rộng hơn và ở mức độ toàn diện cho phép hình dung về đặc tính của quá trình tác động tương hỗ tới môi trường xung quanh.
Một trong những vấn đề phân tích quan trọng hơn cả của môn cơ học đất đó là nghiên cứu lập mô hình đất. Tuy nhiên, dường như quá trình này đang diễn ra theo hướng trước mắt, mà không có tương lai. Tất cả mọi cố gắng thử nghiệm đều dẫn đến sự tính toán các yếu tố vật lý khác nhau: độ lèn chặt, không lèn chặt, sự gia cường, độ dẻo, độ từ biến, độ chảy...Tất cả không loại trừ mô hình đất đều dựa trên cơ sở của 3 vật thể của định luật Niu-tơn N, Huc H và Saint-Venana STv, và rất quan trọng vì chúng là liên tụctương tự. Đất về bản chất tự nhiên là một vật rời rạc-liên tục. Bản chất chúng là rời rạc, nhưng cũng có các tính chất liên tục, trong đó xuất hiện dưới các tải trọng không lớntải trọng thi công thực tế, thí dụ trong các điều kiện đất hoàng thổ, đất than bùn, đất mùn. Nhóm nghiên cứu đã đưa ra mô hình liên tục-rời rạc mới về nguyên lý. Bản chất của mô hình này là bổ sung thêm vật thể giònKR vào 3 vật thể đã biết N, H, STv, sẽ tạo ra cho mô hình một tính chất mới-tính rời rạc, mà có khả năng biểu diễn ở dạng hàm sốd của Đi-rắc. Mô hình mới này về mặt vật lý liên kết tất cả các tính chất trên làm một. Có nghĩa là, đất có các tính chất bền, biến dạng và rời rạc như một vật thể toàn vẹn thống nhất, và sự xuất hiện của các tính chất đó có ý nghĩa thực tế trong trạng thái ứng suất bất kỳ, nhưng tương quan tỷ lệ về lượng của các tính chất đó được quyết định chất lượng đất. Về nguyên lý cũng thay đổi cách tiếp cận với việc mô tả sự ứng xử của đất dưới tải trọng. Nói cách khác, mô hình này phù hợp đối với bê tông, và trong tương lai nó sẽ được sử dụng đối với các kim loại. Mô hình liên tục-rời rạc hoàn toàn được đưa vào lý thuyết độ bền năng lượng của bê tông, mà E.A.Guzeep là người đặt nền móng.
Cuối cùng, còn một vấn đề quan trọng nữa của môn cơ học đất. Đó là ý tưởng hay nguyên lý tính toán. Trong thời điểm hiện tại, các phương pháp tính toán nền móng hiện có theo trạng thái giới hạn: Nhóm thứ nhất-theo khả năng chịu lực, nhóm thứ hai- theo biến dạng. Về nguyên lý, ý tưởng này có vị trí trong bê tông và kim loại. Ở đó cũng diễn ra quá trình cải tạo, hoàn thiện bằng cách đưa vào các hệ số khác nhau, có tính đến và làm chính xác các yếu tố có ảnh hưởng tới các sơ đồ tính toán. Việc sử dụng các chương trình hiện đại Plaxis, Diana, z-Zoil, ANSYS, các chương trình trong nước không thể có hiệu quả trong phạm vi của ý tưởng này, ngoài ra trong một loạt trường hợp, thí dụ như Plaxis sẽ cho các kết quả còn kém hơn so với các kết quả tính toán theo quy phạm SNIP của Nga.
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh được rằng, về bản chất trên quan điểm vật lý thì cả hai kiểu tính này theo khả năng chịu lực và biến dạng đều liên quan đến nhau, phụ thuộc lẫn nhau và sử dụng chúng như hai nhóm độc lập của trạng thái giới hạn là không chính xác.
Thay vào đó, đã đề xuất thực hiện tất cả các tính toán nền trên cơ sở mô hình liên tục-rời rạc của đất như đã xem xét ở trên.
Còn một khía cạnh cũng không kém quan trọng có liên quan tới bất kỳ loại hình tính toán nào. Tất cả chúng đều dẫn đến cái gọi là giá trị trung bìnhquy ước của các đặc trưng cơ-lý của đất, bê tông, kim loại và của các vật liệu khác, tức là riêng bản thân không gây ra những vấn đề đặc biệt nào. Nhưng khi nói về các tính toán kết hợp hoặc các tính toán ứng dụng các chương trình đặc biệt hoặc các giải pháp kỹ thuật công trình đơn giản, thì độ sâu trung bình hóa các đặc tính và dung sai cho phép có thể hoàn toàn trùng nhau, và lôgic của các giải pháp kỹ thuật công trình đơn giản thậm chí có thể chiếm ưu thế. Cách tiếp cận có tính quyết định khi tính toán có sử dụng các chương trình hiện đại cần phải được bổ sung thêm những đánh giá xác xuất.
Các chuyên gia nổi tiếng như R. Katchenbach, Kh.G.Pulox và những người khác áp dụng sai số cho phép như sau. Mô đun biến dạng tính toán với độ sâu theo quy luật tuyến tính. Sai số cho phép này được sử dụng trong tính toán các móng cọc, móng bản-cọc và các móng khác, mà về nguyên lý là không chính xác. Ngoài ra, theo các tác giả có sự trùng nhau phù hợp của các kết quả tính toán độ lún thực tế. Sai số cho phép này trong trường hợp khi nó được sử dụng trong các chương trình tính toán hiện đại, không thể cho kết quả chính xác hơn so với mô hình cơ học đơn giản do nhóm tác giả đề xuất, trên cơ sở các thông số thực tế của đất, khiến cho đã xem xét đến trong phương án lựa chọn tính độ lún của một trong những ngôi nhà cao tầng ở thành phố Phrăngphuốc của Đức.
Cuối cùng, về nhiệt độ của khối đất, nền và móng. Những gì có liên quan tới sự đóng băng của đất, thì nhiệt độ của đất, nền và móng có ý nghĩa quyết định đối với việc đánh giá các tính chất cơ-lý-hóa của chúng. Đồng thời đã không giành sự quan tâm nhất định cho công tác nghiên cứu nhiệt độ của đất bình thườngđất không đóng băng có liên quan tới các yếu tố do tự nhiên và con người gây nên. Những nghiên cứu không nhiều được biết đến có liên quan tới một dạng khác của các yếu tố do con người gây ra và những ảnh hưởng của chúng tới các tính chất của đất. Tuy nhiên từ những năm 1990 đã có sự tăng cường nghiên cứu trong môi trường xung quanh và đã tổ chức 8 hội nghị quốc tế về sinh thái trong địa kỹ thuật, những nghiên cứu về nhiệt độ và các trường nhiệt của các bãi chứa chất thải và các công trình khác đã trở thành có hệ thống. Nhóm nghiên cứu lần đầu tiên đã bắt đầu đo đạc có tính hệ thống nhiệt độ của đất có liên quan tới các yếu tố tự nhiên. Đã nghiên cứu thành công một kết cấu mới của thiết bị, phương pháp và công nghệ đo nhiệt độ của đất. Điều đó cho phép phát hiện ra dòng nhiệt mạnh từ các túi hình thoi chứa muối hướng tới cảng Calif Yêmen, xuất hiện do sự kiến tạo. Nhiệt độ của nền cảng cao hơn 3 – 5 độ so với nhiệt độ của biển.
Phương pháp mới đánh giá độ ổn định của các vách nghiêng và mặt cắt trên cơ sở các thông số qc và fc các thông số truyền thống của xuyên tĩnh, páp lực lỗ rỗng và tnhiệt độ được bổ sung thêm cho việc khoan truyền thống, bao gồm cả phần theo dõi mà ở mức độ này hay khác đã được sử dụng trong các thành phố Tasken, Uxch-Kamenogôrơxcơ và Ulianôvơxcơ.
Cuối cùng là ấn tượng chung về ngành địa kỹ thuật hiện nay. Vấn đề xây dựng trên các loại đất yếu là một trong những vấn đề bức xúc nhất không những trên quan điểm cơ học đất mà cả trên quan điểm kinh tế. Có thể nói, môn cơ học đất hiện đại đã làm cạn kiệt chính mình, những nỗ lực cá lẻ muốn cải thiện cơ sở thử nghiệm, phương pháp thử, mô hình đất, các sơ đồ tính, nhưng lại diễn ra trong một mảng hẹp của toàn bộ môn cơ học đất, nên không thể đem lại kết quả tích cực đáng kể. Tất cả vấn đề này càng trở nên sâu sắc thêm khi tiến bộ trong công nghệ địa kỹ thuật, thiết bị và vật liệu lại vượt xa tiến bộ trong môn cơ học đất.
Trong hơn 35 năm tiến hành nghiên cứu khảo sát trong lĩnh vực cơ học đất, đã thực hiện những nghiên cứu cơ bản, những dự án lớn và một khối lượng lớn các nghiên cứu thực nghiệm ở các châu Âu, Á, Phi, nhóm tác giả đã nghiên cứu xây dựng được hơn 10 tài liệu tiêu chuẩn định mức, là tác giả của hơn 400 công trình khoa học, bao gồm cả phát minh khoa học, 4 tiểu luận khoa học, trên 40 bản quyền tác giả, đã cho phép nhóm nghiên cứu này đưa ra một đánh tổng hợp về hiện trạng của môn cơ học đất và xác định được những phương hướng mới cho sự phát triển của nó.
Nếu trình bày một cách ngắn gọn những nội dung cơ bản của khái niệm về môn cơ học đất mới, thì có thể nêu ra một số vấn đề sau:
1. Việc đo đạc trong nghĩa rộng cần phải đặt ra tiêu chuẩn cao, có tính đến độ ý quán tính của đất.
Kết quả là một sự hình dung mới về vật lý và đồ họa của độ dính, góc ma sát trong, cường độ, mô đun biến dạng, hệ số áp lực biên và các thông số cơ bản khác của cơ học đất.
2. Trạng thái tự nhiên của khối đất cần phải được tính đến thông qua sự phân loại sau đây: đất quá chặt, đất chặt bình thường và đất không chặt, cũng như áp lực tự nhiên thực tế và áp lực lỗ rỗng của đất.
Kết quả là nghiên cứu đưa ra được ý tưởng mới thử nghiệm đất, nguyên lý cố kết của đất.
3. Mô hình địa kỹ thuật: Khối đất-Nền-Móng-Công trình.
Kết quả thu được hình ảnh toàn vẹn hơn về sự tác động của các quá trình tự nhiên và nhân tạo và các hiện tượng lên một công trình đối tượng địa kỹ thuật.
4. Mô hình liên tục-rời rạc của đất thích hợp phản ánh tất cả các tính chất của đất. Tất cả các tính chất cơ học của đất, gồm cả tính rời rạc trên thực tế xuất hiện trong toàn bộ phạm vi tác động, chỉ có khác về giá trị.
Mô hình liên tục-rời rạc của đất có thể phổ biến cho bê tông và kim loại.
Kết quả là nghiên cứu cơ chế biểu hiện của đất dưới tải trọng có thêm sự rời rạc về vật lý.
5. Ý tưởng tính toán cần phải tính đến các tính chất liên tục cũng như rời rạc của đất.
Kết quả là tính toán có thể theo khả năng chịu lực, có liên quan tới độ lún biến dạng.
6. Việc tính toán kết hợp Khối đất-Nền-Móng-Công trình được thực hiện có tính đến đặc điểm phân bố và những đánh giá thống kê các thông số tính toán cơ bản của mô hình địa kỹ thuật, đặc biệt là đối với các khối đất và nền.
Hy vọng rằng, nguyên lý của môn cơ học đất mới sẽ cho phép xây dựng được những công trình an toàn hơn, bền vững lâu dài hơn.

Đinh Bá Lô
Theo Báo Xây dựng Nga N37/2006