Luận án Nghiên cứu lựa chọn độ chặt đắp đập hợp lý trong điều kiện độ ẩm cao cho vùng Bắc Trung Bộ Việt Nam

ưới tải trọng cuối cùng, sau khi cố kết hoàn toàn đạt được thì dỡ tải theo một hay vài 
giai đoạn và mẫu được cho nở. Chu kỳ nở đơn giản chỉ một giai đoạn có khả năng cho 
mẫu được ổn định trước khi độ ẩm cuối cùng được xác định. Hiện tượng nở thể tích theo 
cách khác có thể xảy ra khi bỏ mẫu ra khỏi hộp nén và vì vậy dẫn đến sai số. Nếu cần 
phải có đường cong nở, tiến hành dỡ tải theo nhiều giai đoạn và ghi lại sự thay đổi của 
bề dày mẫu. 
Cho mỗi cấp tải trọng, có thể nhận được hệ số rỗng tương ứng với cố kết hoàn toàn bằng 
cách tính ngược độ ẩm cuối cùng và các số đọc bề dày cuối cùng: 
- Độ ẩm sau chu kỳ nở là m1 
- Hệ số rỗng sau chu kỳ nở e1 = m1Gs (bởi vì đất bão hoà Sr = 1,0) 
57 
- Bề dày ở cuối giai đoạn là h1 
- Bề dày ở đầu giai đoạn là h0 
- Hệ số rỗng ở cuối giai đoạn là e1 
- Sự thay đổi bề dày mẫu là ∆h 
 1
1
(1 )
h
e e
h
 (2.27) 
Hệ số rỗng ở lúc bắt đầu e0 = e1 - ∆e
2.1.9.8 Đường cong hệ số rỗng - ứng suất hiệu quả e/б’ 
Số liệu tập hợp từ thí nghiệm cố kết có khả năng biểu thị quan hệ biến đổi hệ số rỗng 
với biến đổi ứng suất hiệu quả. Cách cơ bản để chỉ rõ quan hệ này là vẽ một đường 
cong hay đồ thị của hệ số rỗng đối với ứng suất hiệu quả. Phương pháp tính trực tiếp 
nhất độ lún do cố kết đòi hỏi dùng đường cong hệ số rỗng e - ứng suất hiệu quả 
б’.(Hình 2.14) 
Hình 2.14 Đường cong hệ số rỗng - ứng 
suất hiệu quả 
Hình 2.15 Đường cong nở và nén 
Giả sử một lớp đất sét có bề dày H0 chịu ứng suất hiệu quả thay đổi từ бo’ tới б1’. Các 
giá trị tương ứng e0 và e1 tìm được từ đường cong e – б’ và rồi tính độ lún do cố kết sc 
theo phương trình: 
0 1
0
01
c
e e
s H H
e
(2.28) 
Dạng đường cong e – б’ phụ thuộc vào lịch sử cố kết của đất. Điều đó được minh hoạ 
bởi đường nén và nở, trên đó ta thấy được ảnh hưởng dỡ tải đất ở điểm A và cho phép 
xảy ra trương nở, rồi chất tải lại gây nên nén lại (Hình 2.15). 
58 
Đường cong nén lại phải trở lại đường cong gốc tại điểm A và thoải hơn bởi vì một 
phần của độ lún nguyên thuỷ là không thuận nghịch. Từ điều đó rõ ràng là, đất sét quá 
cố kết sẽ có đường cong thoải hơn đất cố kết thông thường. Đường cong nén-nở e – б’ 
cho quá trình trầm tích và bào mòn, quá trình điển hình tạo ra đất quá cố kết. Trong 
thời gian quá trình trầm tích thong thường, một đường cong nguyên thuỷ được tạo ra 
nhưng sau đó có sự bào mòn hay tan băng, một phần áp lực bị mất đi. Khi ứng suất 
hiệu quả giảm từ áp lực trước cố kết бP’ xuống áp lực lớp phủ hiện nay бo’ đất trở 
thành quá cố kết. 
2.1.9.9 Chỉ số nén Cc: 
Chỉ số nén Cc được xác định theo công thức: 
0 1
1 0lg ' lg( '/ ')
c
e ee
C
  
(2.29) 
Do đó, có thể nhận được hệ số rỗng cho một thay đổi của ứng suất hiệu quả: 
 e1 = e0 – Cc .lg (σ1’/σ0’)
(2.30) 
Với một loại đất đã cho, khi tính lún cho phạm vi ứng suất hiệu quả nằm trong giới 
hạn của đường cong nguyên thuỷ có thể lấy chỉ số nén là hằng số, có nghĩa là nó hoạt 
động như đất sét cố kết thông thường. 
đặt eo – e1 = Cc lg(σ1’/σ0’) , độ lún do cố kết SC tính theo: 
 1 0 0
0
lg( '/ ')
1
c
Cc
s H
e
  
(2.31) 
Từ kết quả thí nghiệm, Terzaghi và Peck (1967) [40] đã chứng minh một quan hệ gần 
đúng giữa chỉ số nén Cc và giới hạn chảy của đất sét cố kết thông thường: 
 CC ≈ 0,009 (LL - 10)
(2.32) 
Trong đó: LL là phần trăm giới hạn chảy, xem chi tiết ở mục 10.3 của [10]. 
2.1.9.10 Hệ số nén thể tích mv 
Hệ số nén thể tích biểu thị giá trị biến đổi thể tích đơn vị gây ra do độ tăng đơn vị của 
ứng suất hiệu quả. Với một loại đất, giá trị mv không là hằng số mà thay đổi với mức 
59 
của ứng suất hiệu quả. Phạm vi các giá trị của mv nhận được theo kết quả thí nghiệm 
nén. 
Thay thế vào phương trình tính mv: 
0
1
.
' 1
v
e
m
e
(2.33) 
2.1.9.11 Tốc độ cố kết 
Có thể chấp nhận độ lún tức thời do nén đàn hồi của đất xảy ra ngay sau khi tăng ứng 
suất. Tuy nhiên, trong quá trình cố kết thì mất thời gian thoát nước và áp lực lỗ rỗng bị 
tiêu tan. Bởi thế, tốc độ cố kết diễn ra phụ thuộc chủ yếu vào tính thấm của đất. Ở phạm vi 
hẹp hơn, nó còn phụ thuộc vào biến dạng từ biến của khung kết cấu các hạt đất và vào độ 
nén của các thành phần tạo thành đất như không khí, hơi nước, vật chất hữu cơ và bản 
thân vật chất rắn. Dĩ nhiên, đất được lưu ý nhiều trong hầu hết trong các bài toán lún là đất 
sét và bụi bão hòa hoàn toàn có nguồn gốc bồi tích hay cửa sông. 
Do vậy, để thuận lợi coi cố kết sơ cấp như là sự thay đổi thể tích do nước lỗ rỗng thấm từ 
đất bão hòa ra và cố kết thứ cấp là do từ biến, trượt giữa các hạt. 
2.2 Quan hệ dung trọng khô lớn nhất với độ ẩm 
2.2.1 Lý luận về đầm chặt đất 
Đầm chặt đất bằng cơ học như: đầm lăn, đầm nện hoặc rung đất. Ba mục tiêu chính 
của đầm chặt đất: 
- Giảm độ rỗng và vì vậy tăng được hệ số thấm; 
- Tăng độ bền chống cắt và do đó tăng được sức chịu tải của đất; 
- Làm cho đất chặt kém nhạy cảm với các thay đổi thể tích và vì thế giảm khuynh 
hướng lún do tải trọng hay chấn động. 
Hiệu quả đầm nén phụ thuộc vào: 
- Bản chất và loại đất (như cát hay sét, cỡ hạt đều hay cấp phối tốt, dẻo hay 
không dẻo); 
- Độ ẩm khi đầm; 
60 
- Trạng thái đầm chặt tối đa có thể đạt được trong điều kiện hiện trường; 
- Loại thiết bị đầm được sử dụng, chiều dày đầm. 
Sự ổn định của khối đất đá đắp chủ yếu dựa vào sức kháng cắt của vật liệu. Mà lực ma 
sát trong, lực kết dính và tính chống thấm của đất thì tăng lên theo mật độ (độ chặt) 
của đất. Ví dụ: Dung trọng khô của đất pha cát là 1.4T/m3 sau khi được đầm chặt tăng 
lên 1.7T/m3 thì cường độ nén của nó tăng 4 lần, hệ số thấm giảm 2000 lần. Nhờ đầm 
chặt đất mà thiết kế mái đập có thể dốc hơn, từ đó giảm khối lượng đắp và tăng nhanh 
tốc độ thi công. 
Như chúng ta đã biết: Vật liệu đất gồm ba thể, đó là thể rắn của hạt đất, thể lỏng của 
nước và thể khí của không khí. Thông thường thể rắn và thể nước không thể nén lại 
được, cho nên thực chất đầm chặt đất làm cho các hạt đất có nước bao bọc xung quanh 
ép đầy vào các khe hở của các hạt đất, từ đó đẩy không khí ra khỏi khối đất, làm cho 
hệ số độ rỗng của đất giảm nhỏ, độ chặt (mật độ) của đất tăng. Rõ ràng quá trình đầm 
chặt đất là một quá trình sắp xếp lại ba thể của đất dưới tác động của ngoại lực. Mục 
đích nghiên cứu với công năng đầm chặt nhỏ nhất có thể thu được hiệu quả đầm chặt 
lớn nhất đã thúc đẩy sự phát triển lý luận và kỹ thuật thi công về đầm chặt đất. 
Lý luận “màng nước” khi đầm chặt đất giải thích ảnh hưởng của tính chất (loại) đất, độ 
ngậm nước (ẩm) và công năng đầm chặt đối với hiệu quả đầm chặt đất đồng thời thể 
hiện rõ liên quan nội bộ và quy luật của ba yếu tố trên. Lý luận này cho rằng nước ở 
trong đất có hai trạng thái: một là nước tự do, hai là màng nước có tính đàn hồi bao 
quanh hạt đất. Do tác dụng của lực điện phân tử ở bề mặt hạt đất làm cho màng nước 
đàn tính có các tính chất: tính dính, tính chống cắt và tính đàn hồi cực hạn. Màng nước 
này càng mỏng thì các đặc tính trên càng rõ rệt. Chiều dày màng nước tăng lên, tác 
dụng của lực điện phân tử của bề mặt hạt đất giảm và các tính năng trên nhanh chóng 
mất đi. Khi màng nước đủ dày thì tính chống cắt của nó bằng không. Nước ở ngoài 
chiều dày này là nước tự do. Nước trong chiều dày này chịu sự kìm chế của lực điện 
phân tử của bề mặt hạt đất gọi là nước bị kìm chế. Trong quá trình đầm chặt đất, chỉ có 
nước tự do mới có tác dụng làm trơn, còn màng nước bị kìm chế có tính chống cắt, tạo 
61 
ra trở lực đối với dịch chuyển giữa các hạt đất. Như vậy, rõ ràng độ ẩm ảnh hưởng mật 
thiết tới tính đầm chặt của các loại đất. 
2.2.1.1 Đầm chặt đất dính 
Đối với đất có tính dính thì độ ẩm càng nhỏ màng nước càng mỏng, lực điện phân tử 
của bề mặt hạt đất tác dụng càng lớn, sức chống cắt của đất mạnh, công năng để đầm 
chặt càng lớn, nên càng khó đầm chặt. Khi màng nước đàn tính dày lên đến lúc năng 
lực chống cắt của đất gần bằng không, tiêu hao công năng đầm nhỏ nhất có thể đạt 
được độ đầm chặt lớn nhất, lượng ngậm nước (độ ẩm) lúc này gọi là độ ẩm tối ưu. 
Vượt qua độ ẩm này đất gần với bão hoà, nước tự do tăng, lực điện phân tử không còn, 
tính dính, lực ma sát cũng không còn. Các hạt đất vì không còn sự khống chế mà “trôi 
trượt” nên sinh ra hiện tượng “chảy” khi này lực đầm trực tiếp tác dụng lên nước tự 
do, không thể truyền tất cả cho hạt đất, khó phát huy tác dụng đầm chặt có hiệu quả, 
tức là sinh ra áp lực trung hòa. Công năng đầm tiêu hao rất lớn, mà không đạt được 
hiệu quả đầm chặt. Quan hệ giữa dung trọng khô khi đầm chặt với độ ẩm của đất có 
tính dính thể hiện qua biểu đồ thấy rằng: Ban đầu dung trọng khô của đất tăng khi độ 
ẩm tăng. Khi độ ẩm tăng tới giới hạn nào đấy thì dung trọng khô đạt trị số lớn nhất. 
Khi vượt qua độ ẩm giới hạn ấy thì dung trọng khô lại giảm. Khi công năng đầm cố 
định, độ ẩm tương ứng với dung trọng khô lớn nhất là độ ẩm tối ưu của công năng đầm 
tương ứng. Cũng có nghĩa là độ ẩm tối ưu của đất còn thay đổi theo công năng đầm 
chặt đất, công năng đầm chặt tăng, tương ứng độ ẩm tối ưu giảm. Trong thí nghiệm lấy 
số lần đầm nện, trong thi công lấy số lần lăn ép để phản ánh công năng đầm chặt. 
2.2.1.2 Đầm chặt đất không dính 
Đối với đất không dính, vì hạt đất thô, diện tích bề mặt hạt đất của một đơn vị khối 
lượng đất so với đất dính nhỏ hơn nhiều, bởi vậy ảnh hưởng của lực điện phân tử của 
nước bị kìm chế ở mặt hạt đất cũng rất nhỏ. Nên lực dính so với lực ma sát giữa các 
hạt đất nhỏ hơn nhiều. Bởi cỡ hạt thô lại không đều nên tỷ lệ độ rỗng so với đất có tính 
dính nhỏ, tính nén ép, tính trương nở đều không lớn. Lực điện phân tử bề mặt hạt đất 
yếu nên dễ thải nước cố kết. Đất có tính dính thì ngược lại. Điều đó dễ lý giải dung 
trọng đất không dính lớn hơn đất dính. Trong trường hợp tiêu hao công năng đầm như 
nhau, đất không dính sẽ có độ đầm chặt lớn. Trong thi công, đất không dính có dung 
62 
trọng khô vượt quá 2T/m3 là thường gặp, còn đất dính đạt tới 1,8T/m3 cũng tương đối 
khó khăn. 
2.2.2 Kinh nghiệm chọn dung trọng và độ ẩm thi công đất hạt mịn của Borkievich 
Theo kinh nghiệm của Borkievich [15], đối với đập đắp đất mịn cần thỏa mãn hai điều 
kiện: 
1) Chọn hệ số đầm nén yêu cầu nhằm tránh lún sụt khi tích nước: 
Khi đất khô W≤Wop : γ𝑘 ≥ 0,95γ𝑘.𝑚𝑎𝑥 (2.34) 
Khi đất quá ẩm W>Wop : γ𝑘 ≥ 0,90γ𝑘.𝑚𝑎𝑥 (2.35) 
2) Chọn γ𝑘 theo yêu cầu chống thấm: 
Khi đất quá ẩm W>Wop : 
γ𝑘 =
𝜌𝑟
1 + 𝜌𝑟
𝑊𝑝
𝛾𝑛
(2.36) 
Trong đó: ρr – Trọng lượng riêng của hạt đất; Wp – giới hạn dẻo của đất; γn – Dung 
trọng nước. 
Theo kinh nghiệm trên, tính thử cho một số loại đất thì khi điều kiện 1) được đáp ứng 
thì điều kiện 2) cũng đạt yêu cầu [49]. 
2.2.3 Kiến nghị chọn độ ẩm thi công của Phạm Văn Cơ, 1994 và một số tác giả 
Kết quả nghiên cứu về “Một số đặc trưng của đất pha tàn tích và đất tàn tích” làm vật 
liệu đắp đập trên lãnh thổ Việt Nam, đã kiến nghị: [50] 
+ Đất pha tàn tích, tàn tích hình thành từ đá gốc khác nhau, khả năng đầm chặt 
tùy theo độ ẩm, có thể chia ra ba nhóm đất: 
- Đất hình thành từ đá trầm tích; 
- Đất hình thành từ các đá macma axit; 
- Đất hình thành từ các đá macma bazơ. 
63 
Mặt khác, đối với khu vực Bắc Trung bộ, đất đắp đập có tính chất không tương tự như 
ở miền Trung, Tây Nguyên và Đông Nam bộ, do đặc điểm nguồn gốc hình thành của 
đất không tương đồng và cần được nghiên cứu cụ thể hơn [39], [26]. 
Việc thiết kế và thi công đập từ các loại đất này cần xem xét đất hình thành từ nhóm 
đất nào để chọn độ chặt và độ ẩm phù hợp, không “máy móc áp đặt” theo ý chủ quan. 
+ Do đặc điểm thành tạo, trong đất tồn tại oxyt sắt vô định hình và oxyt nhôm, 
cho nên dù là nguyên thổ hay sau thi công, chúng có tác dụng xi măng hóa với điều 
kiện đủ độ ẩm khi cố kết, làm tăng độ bền và giảm tính thấm, giảm tính ép lún. Nghĩa 
là φ, c tăng rõ rệt khoảng trên 10% khi ủ ẩm 60 ngày, xem bảng 4 của [50]. 
+ Thực tế thi công đập Thác Bà (đập phụ số 1 và số 2) cho thấy: đất pha tàn tích, 
tàn tích hình thành từ đá granit, từ đá phiến nên dung trọng khô lớn nhất chỉ đạt 
(1,45÷1,50)T/m3, nhưng khi thiết kế chọn dung trọng khô là 1,60T/m3. Vì vậy, phải 
giảm độ ẩm của đất (8÷10)%, và chọn biện pháp rang đất. Quả thật, khi giảm độ ẩm 
như vậy thì đầm đạt dung trọng khô 1,60T/m3, như thiết kế yêu cầu. Nhưng sau khi 
đắp ít ngày, mặt lớp đất đã thi công bị nứt nẻ mạnh. Sau đó buộc phải thi công với 
dung trọng khô là 1,45T/m3, có nghĩa là đầm đất với độ ẩm cao hơn độ ẩm tốt nhất 
khoảng 3%. Do vậy, thi công thuận lợi, thực tiễn mấy chục năm qua đập làm việc an 
toàn, không xảy ra bất kỳ trục trực nào. 
+ Đối với đất có các tính chất cơ lý đặc biệt như trương nở, co ngót, tan rã, lún 
ướt, nhiều tác giả [15] đã đề xuất áp dụng độ chặt K≥0,95 cùng với khống chế độ ẩm 
nhánh ướt W=Wopt +(1÷3)%. Sau này đã được ghi trong qui định [51]. 
2.2.4 Lựa chọn độ ẩm và độ chặt đất đắp đập đầm nén theo tiêu chuẩn hiện hành 
Hệ thống tiêu chuẩn của Việt Nam trước 1995 tiếp cận có thiên hướng chủ yếu về 
dung trọng khô, sẽ không toàn diện đối với đất đắp đập, đặc biệt là về thấm và ổn định. 
Điều đó sẽ dẫn đến ứng dụng cứng nhắc cho một số dự án sử dụng đất có độ ẩm tự 
nhiên cao hơn nhiều so với độ ẩm tối ưu. Đến nay đã tiếp cận toàn diện hơn, qui định 
chọn độ chặt đầm nén kết hợp với chọn dung trọng, áp dụng cho mọi loại đất. Đối với 
công trình cấp II trở lên K≥0,97, công trình cấp III trở xuống chọn K≥0,95. 
64 
2.2.5 Ảnh hưởng của độ chặt đến ứng suất biến dạng 
Từ Hình 2.16, Hình 2.17 cho thấy hiệu quả của tăng dung trọng khô đối với khả năng 
chống cắt cũng như biến dạng của đất được đầm nén chặt [52]. 
Hình 2.16 Đường cong ứng suất – biến dạng của thí nghiệm cắt đất [10] 
Hình 2.17 Hiệu quả của tăng dung trọng khô đến ứng suất – biến dạng của đất [53]. 
2.3 Kết luận chương 
Nội dung chương 2 đã tập trung phân tích bản chất vật lý, thành phần khoáng vật, chỉ 
tiêu cơ lý cơ bản của sét và đất dính. Những nghiên cứu về cơ sở khoa học và bản chất 
65 
vật lý, hóa học liên quan mật thiết đến ứng dụng của đất dính trong xây dựng công 
trình đất. Những nghiên cứu có tính chất kinh điển của các nhà khoa học đi trước trên 
thế giới và Việt Nam cho thấy rõ yếu tố tự nhiên, địa lý, khí hậu và lịch sử hình thành 
của đất phải nghiên cứu cụ thể do tính đặc thù của chúng. 
Hệ thống tiêu chuẩn giữa Nga, Việt Nam và các nước phương tây tuy có đôi chỗ khác 
nhau về phân loại đất nhưng về bản chất là thống nhất. Vì vậy, khi sử dụng hệ thống 
các tiêu chuẩn cần chú ý nhất quán hệ qui chiếu, các ký hiệu  để phân tích đánh giá, 
so sánh (ví dụ: thông lệ tiêu chuẩn Nga dùng đơn vị hệ số thấm k (cm/s hoặc m/ngđ), 
các tiêu chuẩn Anh, Mỹ hay dùng k (m/s), hoặc hay gặp nhất là ký hiệu khác nhau cho 
cùng một đặc trưng vật lý của đất; ví dụ phân loại đất hạt thô và hạt mịn cũng có khác 
nhau chút ít về phạm vi cỡ hạt . Trong luận án tác giả không muốn thay đổi mà để 
nguyên bản có chú thích. Vấn đề này dần dần sẽ được khắc phục trong hệ thống 
TCVN. 
Điểm rõ ràng nhất chỉ ra khi nghiên cứu ứng dụng là sự phụ thuộc của sức kháng cắt 
vào độ chặt của đất và loại đất. Khi thiết kế và thi công cũng như ứng dụng công nghệ 
cần xem xét vận dụng vào điều kiện cụ thể khu vực và điều kiện tự nhiên, vật liệu. 
Nội dung chương 2 cũng đã cập nhật đầy đủ thành tựu nghiên cứu cho đất Nam Trung 
bộ, Tây Nguyên và Đông Nam bộ của các nhà khoa học Việt Nam để vận dụng kế 
thừa trong nghiên cứu ứng dụng. 
Các nghiên cứu từ trước đến nay cho thấy, đất có tính đầm chặt, chỉ tiêu cơ lý phục vụ 
xây dựng tốt lên theo độ chặt; đất dính có tính hút ẩm và mao dẫn cao; tính thoát nước 
và cố kết theo thời gian khi gia tải. 
Khi lựa chọn các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đất đắp đập: Đối với đất có các chỉ tiêu cơ 
lý đặc biệt (trương nở, co ngót, tan rã lún ướt mạnh) cần tuân thủ qui định hiện hành; 
Đối với đất không phải đặc biệt, nên lựa chọn tối ưu hóa các chỉ tiêu nội tại của loại 
đất sử dụng và có tính khả thi. Nhận định này cũng phù hợp với nhận định của Phạm 
Văn Cơ trước đây (xem 2.2.2 và 2.2.3). 
Hệ thống tiêu chuẩn của Việt Nam hiện nay đang tiếp cận theo hướng sử dụng độ chặt 
đầm nén trong thiết kế và thi công, nên đã phù hợp trong ứng xử với vật liệu đất đắp 
đập. Tuy nhiên, khi đồng nhất một độ chặt như nhau cho mọi loại đất khi đắp, sẽ dẫn 
đến lãng phí lớn. 
Đối với đất khu vực nghiên cứu không phải đất có tính chất cơ lý đặc biệt, nên cần 
phải tiếp cận lựa chọn tối ưu hóa các chỉ tiêu nội tại của loại đất sử dụng và có tính khả 
thi. Nội dung này sẽ nghiên cứu thực nghiệm trong chương 3. 
66 
CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG ĐẬP ĐẤT 
ĐẦM NÉN TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỘ ẨM CAO 
3.1 Đặt vấn đề 
Kết quả nghiên cứu ở chương 1 và chương 2 cho thấy công tác thi công đập ở khu vực 
Bắc Trung bộ cần phải nghiên cứu các giải pháp đắp đập khả thi và kinh tế trong điều 
kiện độ ẩm tự nhiên của đất đắp cao. Trong chương này, tác giả sẽ tập trung nghiên 
cứu thực nghiệm nhằm mục đích xác định các tương quan giữa W với hệ số đầm chặt 
K và K với các chỉ tiêu cơ lý φ, c, k. Từ đó, tìm ra giá trị độ chặt khả thi mà các chỉ 
tiêu của đất đắp ứng với độ ẩm tự nhiên thỏa mãn yêu cầu thiết kế. Đồng thời, tác giả 
cũng nghiên cứu các giải pháp giảm ẩm cho đất để đắp đập. 
Các thí nghiệm bao gồm: xác định đổ ẩm của đất tại bãi vật liệu ở các thời điểm đặc 
trưng trong năm, 17 chỉ tiêu cơ lý, các chỉ tiêu về trương nở, tan rã và lún ướt ở trong 
phòng thí nghiệm. Đồng thời, tác giả thí nghiệm hiện trường để xác định thành phần 
hạt, hệ số thấm, lực dính c và góc ma sát φ sau khi khối đất đã được đắp vào đập đạt 
các yêu cầu của thiết kế. Kết quả thí nghiệm hiện trường sẽ được so sánh và kiểm 
chứng với kết quả trong phòng thí nghiệm. 
3.2 Phân bố vật liệu đất đắp đập của khu vực 
3.2.1 Đặc điểm địa tầng 
Nội dung này không bao gồm vùng sát ven biển. Với mục đích nghiên cứu sử dụng đất 
để đắp đập, tác giả không mô tả địa tầng từ trẻ đến già, mà phân chia theo hệ địa chất, 
phức hệ địa chất và các tổ hợp thạch học bao gồm: 
- Trầm tích Hồ - Đầm lầy. Loại này gặp ở Khe Ngang, Tả Trạch – Huế; Ngàn 
Trươi – Nghệ An, thường ở trạng thái chảy đến dẻo chảy, không sử dụng đắp đập; 
- Trầm tích Aluvi và trầm tích sông, biển. Loại này có các chỉ tiêu cơ lý rất tốt 
được sử dụng chính cho đắp các khối chống thấm của đập. Đất này xuất hiện hầu khắp 
Bắc Trung bộ: Theo hồ sơ khảo sát công trình Bản Mồng, Nghệ An và Ngàn Trươi, Hà 
Tĩnh có tên gọi là lớp 2a; Tả Trạch, Thừa Thiên Huế có tên gọi 2b 
67 
- Sườn tàn tích và tàn tích trên đá bazan trẻ. Loại này rất ít, chỉ xuất hiện tại khu 
vực đường Hồ Chí Minh thuộc địa phận Thanh Hóa. 
- Sườn tàn tích và tàn tích trên đá biến chất (trên đá phiến sét, cát kết) : Loại này 
xuất hiện ở hầu khắp khu vực nghiên cứu. Đất loại này có chỉ tiêu cơ lý ổn đinh, độ ẩm 
dễ phù hợp để đắp đập, hệ số thấm lớn hơn so với trầm tích, thường dùng vào khối đắp 
không có yêu cầu chống thấm. 
- Sườn tàn tích và tàn tích trên đá phun trào: Loại này ít gặp, xuất hiện chủ yếu ở 
khu vực Thanh Hóa, gần công trình Cửa Đạt. 
Vật liệu đất đắp đập ở khu vực Bắc Trung bộ, theo nghiên cứu tổng hợp của tác giả, từ 
các tài liệu khảo sát thiết kế các hồ đập thuộc khu vực [14] và bản đồ địa chất [54], 
khu vực này chủ yếu là đất trầm tích và tàn tích, đó là: 
- Trầm tích Aluvi và trầm tích sông, biển; 
- Sườn tàn tích và tàn tích trên đá biến chất (trên đá phiến sét, cát kết). 
Bảng 3.1 Chỉ tiêu cơ lý đất trầm tích ở khu vực Bắc Trung bộ 
STT Chỉ tiêu Đơn vị Trị số 
1 Dung trọng lớn nhất (max) T/m
3 1,52÷1,81 
2 Độ ẩm tối ưu (Wopt) % 25,8÷15,6 
3 Độ ẩm tự nhiên (W) % 25÷39 
4 Hệ số thấm (k) cm/s 5.10-5÷10-6 
5 Lực dính (c) kG/cm2 0,1÷0,3 
6 Góc ma sát trong (φ) độ 15÷24 
7 Trạng thái đất Nửa cứng – dẻo cứng 
3.2.2 Trầm tích Aluvi và trầm tích sông, biển 
Loại đất này gồm có Aluvi (trầm tích kỷ đệ tứ) phân bố ở các thung