Một số suy nghĩ về tiếp cận các bài toán Địa kỹ thuật theo phương pháp và công nghệ hiện đại và hệ quả của nó

Một số suy nghĩ về tiếp cận các bài toán Địa kỹ thuật 
theo phương pháp và công nghệ hiện đại và hệ quả của nó 
Nguyễn Công Mẫn* 
About modern methodology for solving geotechnical npoblenis 
and its consequence 
Abstract: The paper introduces and analyses, in detail, a modern 
methodology for solving geotechnical problems using the Burland 
triangle. 
By analysing some of the outputs obtained from Geotechnical 
Numerical Model Softwares to solve geotechnical problems in 
the last seven years, the paper provides information on the as 
well as shortcomings of the numerical model tools and 
suggesting that the models have mostly shown its preeminence 
in addressing the problems. 
The paper also provides recommendations on how to actively 
and rationally make use of the geotechnical softwares to solve 
the geotechnical problems and projects for not only effectively 
contributing to scientific researches and in practices but also for 
discovering previously unknown physical processes so that to 
deepen knowledges of the users, aiming at accumulating more 
well-winnoved experiences suggested in the core of the Burland 
triangle. 
Finally, the paper recommends that it would be helpful to facilitate 
students to access to the geotechnical softwares, a numerical model 
tool, in order to exercise thinking and skill of research in the process 
of trainning himself. 
1. Mở đầu 
Trong các bài báo công bố năm 1996[1], 
1997[2], 1998[3], 1999[4] và 2000[5] tác giả 
đã tổng quan những phát triển trong lĩnh vực 
Địa kỹ thuật về mặt nghiên cứu khoa học – 
phục vụ sản xuất và đào tạo, đồng thời có 
nêu một số ý kiến về cải tiến giảng dạy - đào 
tạo về địa kỹ thuật tại Việt Nam. 
Bên cạnh đó, tác giả đã tận dụng quan hệ 
quốc tế tiếp nhận được một số phần mềm 
thương mại và đào tạo về Địa kỹ thuật để phổ 
biến ở Việt Nam, như SAGE CRISP (Anh, 1-
1997) GEO-SLOPE OFFICE nay gọi là GEO-
STUDIO 2004 (Canada, 12-1997 ) , PLAXIS (Hà 
Lan – 10 - 2001), TALREN (Pháp) và một số 
phần mềm Địa kỹ thuật phục vụ đào tạo như 
CATIGE for Windows (Australia), bộ phần mềm 
của GS. A. Verruijt (IHE - Delfft) GeotechniCAL. 
do một nhóm 23 trường ĐH Anh lập. 
Tác giả cũng đã cộng tác với một số đồng 
nghiệp trong nước mở các lớp chuyên đề (23 
lớp) để giới thiệu về Cơ học đất không bão hoà 
và cơ sở lý luận - sử dụng bộ phần mềm GEO-
STUDIO 2004 cho các học viên cao học, các 
cán bộ kỹ thuật xây dựng tại các Viện nghiên 
cứu, Công ty Tư vấn xây dựng, đồng thời 
hướng dẫn một số học viên cao học làm luận 
án TS, ThS có khai thác các phần mềm GEO-
STUDIO 2004, PLAXIS như những mô hình số 
để tiếp cận các vấn đề nghiên cứu của luận án. 
Ngoài ra, tác giả cũng được mời thẩm 
định – phản biện các đồ án thiết kế, luận án 
tiến sỹ, Thạc sỹ trong đó có sử dụng các 
phần mềm địa kỹ thuật nêu trên. 
Qua các hoạt động đó, tác giả đã có một 
Trường Đại học Thủy lợi 
 177 Tây Sơn - Đống Đa - Hà Nội. 
 Tel/Fax: 8528512/8522201 
 số nhận thức thực tế về hiệu quả của việc áp 
dụng tiến bộ khoa học công nghệ Địa kỹ 
thuật trong thời gian vừa qua và rút ra được 
một số bài học thực tế. 
Trong bài báo này, tác giả muốn nêu một 
số ý kiến về những kết quả đó. 
2. Tam giác Địa cơ học Burland và 
công nghệ hiện đại tiếp cận các bài toán 
ĐKT 
2.1.Tam giác Địa cơ học Burland 
Năm 1987, Burland đã đọc Bài giảng 
Nash: “Giảng dạy Cơ học Đất – một quan 
điểm riêng” [6][7], trong đó đã nêu khái niệm 
về “Tam giác Cơ học Đất” và sau này đã 
được cải tiến thêm[8][9] (Hình1) nhằm làm 
sáng tỏ bốn nội dung khác nhau sau đây khi 
tiếp cận các bài toán về Cơ học Đất: 
a) Mặt cắt khối đất; 
b) Bản chất của đất; 
c) Mô hình hóa và phân tích; 
d) Kinh nghiệm tích lũy. 
Theo Burland, những khó khăn khi sinh 
viên và kỹ sư tiếp cận các bài toán Cơ học 
đất sẽ giảm đi khi bốn mặt nêu trên được 
nhận biết và làm rõ. Bốn nội dung này cần 
được tiếp cận riêng rẽ hợp lý, song chúng 
lại có liên quan chặt chẽ với nhau, do vậy 
nếu bảo đảm các mặt trên của “tam giác Cơ 
học Đất” được được đồng bộ - “cân bằng” 
(in balance) thì bất kỳ bài toán Cơ học Đất 
nào cũng sẽ được giải quyết thành công. 
Đất đá đều là các sản vật tự nhiên 
lịch sử, có các đặc điểm và phương 
pháp luận nghiên cứu tương tự nhau, 
do vậy theo tác giả bài báo này, có thể 
mở rộng khái niệm trên thành “Tam 
giác Địa cơ học ” Burland, dùng chung 
cho việc nghiên cứu – tiếp cận các bài 
toán trong cả hai môi trường đất và 
đá. 
Hình 1. Tam giác cơ học đất Burland 
(Tam giác Địa cơ học Burland - Theo đề 
nghị của tác giả bài báo) 
Mặt cắt đất đá - đỉnh 1 của tam giác. Khi 
tiếp cận bất kỳ bài toán địa cơ học nào, 
việc đầu tiên cần biết là mặt cắt địa chất. 
Quy phạm cũng đã quy định rõ ràng vần đề 
này. Để có được mặt cắt địa chất chuẩn 
xác, thường dùng các công cụ truyền thống 
như khoan đào, địa vật lý,.... Nếu có được 
100% nõn khoan hay mẫu đất trong một hố 
khoan, và có được các trụ hình các hố 
khoan nêu trên với vị trí và khoảng cách bố 
trí hợp lý trong khu vực công trình, thì chắc 
chắn sẽ có được mặt cắt đất đá yêu cầu đủ 
tin cậy. 
Gần đây, phương pháp “3D Televiewer 
logging”[10] có thể cho thấy trạng thái của 
khối đất theo ba chiều nên rất thuận lợi cho 
việc lập trụ lỗ khoan (Hình 2). 
Song trên thực tế, do nhiều lý do khác 
nhau, nên đỉnh thứ nhất của tam giác trong 
một số trường hợp không được coi trọng, 
do vậy đã gây nhiều khó khăn và lãng phí 
trong xây dựng. 
Tính chất đất đá - đỉnh 2 của tam giác. 
Bao gồm các đặc trưng vật lý và cơ học 
của đất đá, thường được xác định trong 
phòng thí nghiệm, ở hiện trường hoặc suy 
từ thí nghiệm hiện trường qua các biểu 
thức bán kinh nghiệm. Hiện nay công nghệ 
đo điện tử, siêu âm và các phần mềm 
chuyên dùng cho thí nghiệm trong phòng 
và hiện trường đã giúp có được các số liệu 
đầu vào về tính chất cơ lý đáng tin cậy. 
Tuy nhiên đối với một số thông số cơ 
học theo mô hình Cam - Clay trong Cơ học 
Đất trạng thái tới hạn như M, (, k, (, v[11] 
hoặc theo mô hình đất không bão hòa như 
 hàm thấm, (b, độ hút dính,... thì hiện nay ở 
trong nước chưa có điều kiện thực hiện. 
Trong phần mềm SEEP/W, hàm thấm đã 
được lập sẵn cho một số loại đất thường 
gặp[12], cán bộ địa kỹ thuật nhiều kinh 
nghiệm và thông thạo sử dụng phần mềm 
này có thể lựa chọn hợp lý cho bài toán 
của mình. 
Mô hình hóa - đỉnh 3 của tam giác. Mô 
hình hóa ở đây có thể là mô hình khái 
niệm, mô hình vật lý rút gọn hoặc ở tỷ lệ 
1/1 hay giải tích. Hiện nay do sự phát triển 
mạnh của máy tính và các phần mềm 
chuyên dùng, nên vai trò của mô hình toán 
- giải tích đóng vai trò quan trọng trong việc 
tiếp cận các bài toán Địa kỹ thuật. 
Cần chú ý rằng mô hình bao giờ cũng 
mang tính đơn giản hóa điều kiện thực tế, 
song lại phải mô phỏng sát đúng bản chất 
vật lý tới mức cần thiết, để có thể phản ảnh 
được những cơ chế cơ bản của thực tế. 
Nếu làm được vậy, mô hình số không chỉ 
giúp ta dự tính định lượng mà còn cho biết 
đầy đủ hơn quá trình và bản chất vật lý xảy 
ra trong tương tác giữa kết cấu và môi 
trường đất đá. 
Hình 2. Khối đất trước và sau khoan phụt 
quan sát bằng Televiewer 3D. 
Kinh nghiệm tích lũy có chọn lọc - nhân 
của tam giác. Quan điểm Burland yêu cầu 
phải phân tích đánh giá tổng thể độ tin cậy 
ba thành phần trên trên cơ sở kinh nghiệm 
tích lũy có chọn lọc, đã tiếp nhận được trong 
thực tế nghề nghiệp của mình. 
Qua thử nghiệm trong thực tế, hiện nay 
tam giác Địa cơ học Burland đã được giới 
Địa kỹ thuật Quốc tế thừa nhận và hiện đang 
tiếp tục được bổ sung hoàn chỉnh cùng với 
sự phát triển của ngành học này[8][9]. 
 2.2.Phương pháp luận hiện đại nghiên 
cứu địa kỹ thuật 
Từ tam giác Địa cơ học Burland, có thể 
nêu sơ đồ tiếp cận các bài toán Địa kỹ thuật 
theo sơ đồ sau (Hình 2) 
Hình 3. Sơ đồ tiếp cận các bài toán 
Ttrước khi khoan phụt 
0 
5 
10 
15 
20 
25 
30 
35 
40 
(m) 
14.0m 
14.0m 
Mật độ 
mở rộng 
vết nứt 
550 
500 
450 
400 
350 
300 
250 
200 
150 
100 
50 
0 
Ssau khi khoan phụt 
0 
5 
10 
Mật độ 
mở rộng 
 Địa kỹ thuật 
Hình 4 nêu một ví dụ tiếp cận một bài toán 
phân tích thấm theo trình tự sơ đồ trên[12]. 
Để có được sự trùng khớp giữa kết quả 
phân tích và quan trắc nêu trên, cần xác 
định được đúng mặt cắt địa chất (đỉnh 1), 
hệ số thấm (đỉnh 2), chia lưới phần tử hợp 
lý và đặc biệt điều kiện biên như đã nêu 
(đỉnh 3), hay nói cách khác cần phải biết 
trừu tượng hóa để làm đơn giản hóa thực tế 
phức tạp. 
Trong ví dụ trên, mô hình số còn có thể 
phát triển tìm hệ các đường thấm, lưu lượng 
thấm qua một mặt cắt bất kỳ và họ các đường 
đẳng građien tùy theo yêu cầu của bài toán 
đặt ra. 
Hình 4. Sơ đồ giải bài toán thấm 
(John Krahn, 2003) 
3. phân tích một số bài toán Địa kỹ 
thuật trong thực tế 
3.1.Dùng phần mềm SEEP/W V.5 kiểm 
tra bài toán thấm qua tường cừ 
Qua thí nghiệm mô hình tường cừ, 
Craig (1995)[14] đã cho biết, khối đất 
ABCD kề bên tường cừ phía hạ lưu, 
có bề rộng d/2 dễ bị mất ổn định về 
thấm và không chống đỡ nổi tường do 
gradien cột nước thẳng đứng JV 
hướng lên gây ra (Hình 5 ). 
K = 6,5x10-5 
m/sec 
5
m 
Tầng không 
thấm 
Tường 
cừ 
10m 
d
 =
 4
m
0,7
m 
D D 
Hình 5 
A B 
C D 
d 
d/2 
E 
G F 
h = 0 
JV 
D C 
J 
I Mặt cắt 
II Hệ số 
Điều này có thể được kiểm nghiệm 
bằng phần mềm SEEP/W theo sơ đồ 
tính toán nêu trên hình 6. 
Hình 7 cho hệ các đường thấm – 
vectơ thấm và đường đẳng thế, hình 8 
cho biến thiên građien thấm dọc theo mặt 
đáy hố đào và đặc biệt hình 9 cho đường 
phân bố gradien thấm thẳng đứng dọc 
theo mặt ngang D-D đầu dưới bản cừ 
phía hạ lưu. 
Hình 7. Hệ đường thấm và đường đẳng áp 
Kết quả xác định ở đây phù hợp với thí 
nghiệm do Craig đã thực hiện, nhưng cho 
kết quả chi tiết và tổng quát hơn. Do vậy có 
thể thấy rằng, bằng mô hình toán có thể lập 
được các trường đặc trưng dòng thấm một 
cách chính xác và đầy đủ, nhờ đó có thể gọi 
ra giá trị các yếu tố dòng thấm tại bất cứ 
điểm nào trong trường thấm đang xét. Việc 
dùng thí nghiệm mô hình vật lý ở đây, có thể 
là không cần thiết nữa. 
Hình 8. Đường phân bố gradien thấm 
dọc theo mặt đáy hố đào 
 11 
 1
1
.5
 1
2
 1
2
.5
1
3
1
3
.5
1
4
1
4
.5
Distance
0 5 10 15 20 25 30
E
le
v
a
ti
o
n
0
3
6
9
12
15
XY-Gradient vs. Distance
X
Y
-G
ra
d
ie
n
t
Distance
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0 5 10 15
d/2 = 2m 
JV 
 Hình 9. Đường phân bố gradien thấm thẳng 
đứng hướng lên dọc theo mặt ngang D-D 
 đầu dưới tường cừ hạ lưu 
3.2. Dùng phần mềm SIGMA/W V.5 kiểm 
tra ứng suất – biến dạng nền tháp đá 
Thiên Trù (Chùa Hương). 
Đề. Sau khi viên tịch, kim quan của 
Thượng toạ Thích Viên Thành đã được 
quản tại Thiên Trù - Hương Tích (Hình 10). 
Để tưởng nhớ công ơn của Người, Nhà 
Chùa dự định xây tháp đá "chân tịnh" lên 
trên với các câu hỏi và yêu cầu đặt ra là: 
- Địa chất nền có bảo đảm cho sự làm 
việc bình thường và bền vững - vĩnh cửu cho 
tháp không? 
 -Trong quá trình thi công, hạn chế tới 
mức tối đa ảnh hưởng tới kim quan đã đặt 
trước, mặt khác đánh giá xem sau khi xây 
tháp, có bảo đảm sự yên tĩnh cho Hòa 
Thượng? 
- Không dùng cốt thép để xây móng 
tháp. 
Tiếp cận. Tập hợp một số chuyên 
gia tự nguyện làm việc này như 
một công tác từ thiện. 
. 
Hình 10. Sơ đồ mặt bằng móng vị trí đặt 
kim quan của Thượng toạ Thích Viên Thành 
Thiên Trù - Chùa Hương 
Bước 1. KS Hoàng Khắc Bá và KS. 
Vũ Minh Sơn dùng PP Địa vật lý – 
Khúc xạ, địa chấn, kết hợp hố đào - đo 
vẽ hiện trường để lập mặt cắt địa chất, 
cung cấp các đặc trưng cơ lý cần thiết 
(Hình 11), Bảng 1. Một số đặc trưng cơ 
lý cần thiết của các mẫu đất đá được 
thực hiện tại Phòng thí nghiệm Địa kỹ 
thuật thuộc CT Tư vấn XD TL 1. 
Bước 2. Lập mô hình số theo PTHH 
và phân tích (Hình 12, 13). 
Kết quả phân tích được nêu trên các hình 
14 và 15. 
Kết luận. 
1. Trong phạm vi đặt kim quan, 
chuyển vị đứng trung bình dự tính lớn 
nhất chỉ bằng khoảng 3mm (Hình 14a) 
và áp suất đặt lên nền kim quan gần 
như bằng 0 (Hình 14b). 
2. Sau khi xây xong tháp, dự tính 
độ nghiêng trục tháp so với đường 
thẳng đứng chưa đầy 1 độ, và đỉnh 
tháp chuyển vị ngang về phía Suối 
Yến khoảng 1/2 cm. 
Từ các phân tích trên thấy rằng kim 
quan bảo đảm yên tĩnh và công trình 
tháp bảo đảm ổn định lâu dài. 
Hình 16 cho ảnh chụp tháp sau khi đã 
 hoàn thành và nhóm chuyên gia chính thực 
hiện 
3.3. Dùng SIGMA/W V.5 phân tích bài 
toán nền hai lớp cho giảng dạy. 
 Trong đầu và giữa – cuối thế kỷ 
trước, nhiều cố gắng tập trung lập các 
bảng – biểu để tra các hệ số tính ứng 
suất và chuyển vị dưới nền công trình. 
Tuy nhiên trong trường hợp nền gồm 
nhiều lớp đất đá khác nhau, việc làm 
này rất bị hạn chế. Ngày nay với các 
phần mềm chuyên dùng, việc xác định 
ứng suất – chuyển vị trong trường 
hợp nền thành trở nên vô cùng dễ 
dàng và nhanh chóng. 
Hình 11. Khảo sát phản xạ địa chấn và đo vẽ hiện trường 
Bảng 1. Các đặc trưng cơ lý tính toán của đất đá [1kG/cm2 = 100 kPa] 
Tên lớp đất đá 
Tốc độ truyền 
sóng Vp 
(m/sec) 
Mô đun 
E 
(kPa) 
x102 
Hệ số nở 
hông ( 
Trọng 
lượng đơn 
vị ( 
(kN/m3)x1
0 
Góc 
ma sát 
trong ( 
(độ) 
Lực dính 
đơn vị c 
(kPa)x10
2 
1. Lớp phủ hỗn hợp sét 
lẫn sạn sỏi (1) 
- 
1,2x102 
0.35 
1,82 
15 
0,18 
2. Lớp đất đá hỗn hợp 
(2) 
1200 - 1400 2,8 x102 0,34 2,1 22 0,40 
4. Lớp đá vôi phong 
hoá nứt nẻ nhẹ (4) 
2700 – 3000 11,5 
x102 
0,331 2,33 
5. Đá vôi nguyên khối 
rắn chắc (5) 
5600 6,11x103 
0,317 2,76/2,74* 
Hình 12. Mô hình hóa - lưới PTHH nền đặt kim 
quan 
Hình 13. Phân tích trên MTĐT 
a. Quan hệ chuyển vị đứng – khoảng cách b. Quan hệ ứng suất – khoảng cách 
Hình 14. Kết quả phân tích chuyển vị - ứng suất dọc theo mặt đáy AB kim quan 
Y-Displacement vs. Distance
Y
-D
is
p
la
c
e
m
e
n
t
Distance
-0.002
-0.003
-0.004
-0.005
-0.006
-0.001
0 1 2 3 4 5
Phạm vi đặt kim 
quan 
- 2mm 
- 4mm 
- 5mm 
A 
B 
Y-Total Stress vs. Distance
Y
-T
o
ta
l 
S
tr
e
s
s
Distance
-50
0
50
100
150
0 1 2 3 4 5
Phạm vi đặt kim 
quan 
( 0kPa 
120kPa 
110kP
a 
B 
A 
(S = 0,60 – 0,31 = 0,29cm 
tan( = 0,29/500 = 5,80x10-4 
( ( = 0,03323 độ. 
Vậy tháp cao 850 cm thì đỉnh tháp chỉ có 
chuyển vị ngang về phía suối Yến khoảng 0,57cm. 
Hình 15. Chênh lệch lún giữa A và B 
Y-Displacement vs. Distance
Y
-D
is
p
la
c
e
m
e
n
t
Distance
-0.004
-0.005
-0.006
-0.007
-0.003
0 1 2 3 4 5
A 
B 
Hình 16. Tháp đá Chân Tịnh - Thiên Trù sau khi hoàn thành và nhóm chuyên gia 
1. Trường hợp nền có lớp cứng 
nằm dưới (Hình 17) 
Hình 18 biểu thị các kết quả xác định 
trường ứng suất và chuyển vị theo 
SIGMA/W V.5. 
Trong trường hợp này có sự tập 
trung ứng suất tại đỉnh lớp cứng như 
các sách giáo khoa về Cơ học đất 
thường nêu nhưng với các bảng biểu 
tra cứu rất hạn chế. 
Cho sơ đồ tính toán nêu trên hình 17. 
Phân tích ứng suất – biến dạng đứng trong 
trường hợp nền hai lớp: lớp trên mềm, lớp dưới 
cứng 
D = 10m 
H = 5m 
E1 = 3 x103 kPa 
(1 = 0,42 
E2= 4 x107 kPa 
(2 = 0,30 
p = 100kPa 
Tầng đá 
cứng 
Tầng đất 
1 
A 
B 
Nền hai lớp – Lớp dưới cứng Nền đồng chất 
Nền hai lớp – Lớp dưới cứng 
Nền đồng chất 
Y-Total Stress vs. Distance
D
is
ta
n
c
e
Y-Total Stress
0
2
4
6
8
10
40 60 80 100 120
Y-Total Stress vs. Distance
D
is
ta
n
c
e
Y-Total Stress
0
2
4
6
8
10
40 60 80 100 120
1
2
 0
2
0
4
0
 6
0 
 8
0 
 1
00
 100 
Distance
0 5 10 15 20 25 30 35 40
E
le
v
a
ti
o
n
0
2
4
6
8
10
E=3000 kPa
 
 0 
2
0
4
0
 6
0 
 80 
 100 
Distance
0 5 10 15 20 25 30 35 40
E
le
v
a
ti
o
n
0
2
4
6
8
10
Y-Total Stress vs. Distance
Y
-T
o
ta
l 
S
tr
e
s
s
Distance
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6 8 10
Y-Total Stress vs. Distance
Y
-T
o
ta
l 
S
tr
e
s
s
Distance
0
20
40
60
80
0 2 4 6 8 10
a. Đường đẳng ứng suất và vectơ chuyển vị 
b. Phân bố ứng suất dọc theo đường thẳng đứng qua tâm móng 
c. Phân bố ứng suất dọc theo mặt lớp cứng A-B 
 Hình 18 
3.2. Trường hợp nền có lớp mềm 
nằm dưới, tải trọng lệch tâm (Hìmh 
19) 
Hình 20 cho thấy các kết quả xác 
định trường ứng suất và chuyển vị 
theo SIGMA/W V.5. Trong trường hợp 
này có sự giảm ứng suất tại đỉnh lớp 
mềm như các sách giáo khoa về Cơ 
học đất thường nêu nhưng với các 
bảng biểu tra cứu rất hạn chế. 
Nền hai lớp – Lớp dưới mềm 
Nền đồng chất 
 0 0 
 2
0
2
0
 4
0 
 6
0 
8
0
1
2
0
Distance
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
2
0
 20 
2
0
 40 
40
1
4
0
 180 
Distance
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
a. Đường đẳng ứng suất và vectơ chuyển vị 
Y-Displacement vs. Distance
Y
-D
is
p
la
c
e
m
e
n
t
Distance
-0.065
-0.070
-0.075
-0.060
0 1 2 3 4 5
Y-Displacement vs. Distance
Y
-D
is
p
la
c
e
m
e
n
t
Distance
-0.022
-0.024
-0.026
-0.028
-0.020
0 1 2 3 4 5
Lớp 1: E1 = 15.000kPa ; (1 = 0,32; h1 = 2,50m 
Lớp 2: E2 = 3000kPa; (2 = 0,45; h2 = rất dày; 
Lớp trên cứng, lớp dưới mềm 
Hình 19 
0,20m 
360kN/m 
30kN/m 
5,0m 
h1 = 
2,5m 
Vậy trong giảng dạy cơ học đất đá hiện 
nay nên tạo điều kiện để sinh viên có cơ 
hội làm quen với cách tiếp cận một bài 
toán địa kỹ thuật theo phương pháp hiện 
đại qua đó hiểu được đầy đủ các quá 
trình vật lý xảy ra (toàn cảnh trường ứng 
suất – biến dạng sinh ra trong nền do các 
tải trọng ngoài tác dụng trong ví dụ trên), 
đó chính là một cách rèn luyện tư duy về 
mặt phương pháp luận khoa học cũng 
như nắm bắt quy luật khách quan và đổi 
mới tư duy hàng ngày khi tiếp xúc với bài 
toán đặt ra về chuyên ngành qua con 
đường tự đào tạo. 
d. Phân bố chuyển vị đứng dọc theo mặt đáy móng 
Y-Total Stress vs. Distance
Y
-T
o
ta
l 
S
tr
e
s
s
Distance
0
50
100
150
200
0 1 2 3 4 5
Y-Total Stress vs. Distance
Y
-T
o
ta
l 
S
tr
e
s
s
Distance
40
60
80
100
120
140
0 1 2 3 4 5
b. Phân bố ứng suất tổng (z tại mặt đáy móng 
Hình 20 
3.4. Dùng Seep3D lựa chọn giải pháp 
sử lý thấm nền đê Hà Nội trường hợp có 
tầng cát thông với sông (Hình21 )[15] 
Đây là một trường hợp khó sử lý. Dưới 
đây nêu kết quả so sánh ba giải pháp 
khác nhau: TH 1. không sử lý, TH 2. sử lý 
bằng tường hào và TH 3 sử lý bằng giếng 
giảm áp đặt cách nhau 30m theo hàng dọc 
chân đê phía đồng. Bảng 2 cho các số liệu 
dùng để kiểm toán. 
Y-Total Stress vs. Distance
D
is
ta
n
c
e
Y-Total Stress
0
5
10
15
10 15 20 25 30 35
Y-Total Stress vs. Distance
D
is
ta
n
c
e
Y-Total Stress
0
5
10
15
10 20 30 40 50
c. Phân bố ứng suất tổng (z dọc theo mặt thẳng đứng qua tâm móng 
Digues du Tonkin – Bulletin éconmique de l’Indochine – GAUTIE R.J – 1930 
N.C.Mẫn sưu tầm, 1994 
Hố xói 
Tầng không thấm 
Tầng đất xấu 
Biện pháp gia cố của 
Gautie’ R.J 
Giải cát thông nước từ sông 
vào đồng 
 Hình 21 
Bảng 2. Các số liệu dùng để kiểm toán 
Đất (0 
c 
(kPa) 
( 
(kN/m3) 
k 
(m/sec) 
1. Thân 
đê 
16 14 18,50 1x10-7 
2. Tầng 
phủ 
18,7 15 15 1x10-8 
3. Tầng 
cát 
18,5 0 25 1x10-5 
4. 
Bentonit 
- - - 1x10-8 
Các kết quả phân tích được nêu trong các 
hình từ 22 đến 24 
Các hình 25 và 26 cho các đường phân 
bố cột áp tại đỉnh và đáy tầng phủ không 
thấm. 
Từ các kết quả đã nêu thấy rằng trong 
trường hợp này, giải pháp giếng giảm áp có 
hiệu quả hơn so với giải pháp tường hào 
chống thấm. 
Hình 22. Các vùng đẳng áp - TH 1. 
Không xử lý 
Hình 23. Các vùng đẳng áp - TH 2. 
Xử lý bằng tường hào chống thấm 
Trong khoảng 5 - 7 năm gần đây, các 
phần mềm địa kỹ thuật chuyên dùng như 
GEOSTUDIO – 2004, PLAXIS,... đã được 
phổ biến rộng rãi trong các trường Đaị học 
Thủy lợi, Đại học Xây dựng, Đại học Giao 
thông – Kiến trúc và các cơ quan sản xuất - 
nghiên cứu, do vậy chất lượng các đồ án 
thiết kế, luận văn thạc sỹ, luận án tiến sỹ 
cũng như các đề tài nghiên cứu khoa học 
của sinh viên, đồ án thiết kế của các kỹ sư 
sản xuất ngày càng được nâng cao. 
Hình 24. Các vùng đẳng áp - TH 3. Sử lý 
bằng giếng giảm áp, khoảng cách giếng 
30m 
Hình 25. Biểu đồ quan hệ giữa cột nước 
thấm tại đỉnh tầng phủ dọc theo đê tại mặt 
cắt từ sông sang đồng ứng với các giải pháp 
xử lý khác nhau 
4. Nhận xét và kết luận 
4.1. Trong điều kiện hiện nay, tam giác 
Địa cơ học Burland đã hướng dẫn người làm 
công tác Địa kỹ thuật thực hiện một phương 
pháp luận hiện đại để tiếp cận có hiệu quả 
các bài toán đặt ra trong đào tạo, nghiên cứu 
khoa học và sản xuất. 
Thực tế ở nước ta đã cho thấy 
nhiều công trình bị sự cố về mặt địa 
kỹ thuật là do không tuân thủ đúng nội 
dung và trình tự tiếp cận dự án theo 
các nội hàm của tam giác Địa cơ học 
Burland; 
4.2. Các phần mềm Địa kỹ thuật chuyên 
dùng hiện nay chính là các công cụ mô hình 
số mạnh, chúng là các bảng tính điện tử có 
khả năng thực hiện các phép tính lớn và 
phức tạp mà con người không thể thực hiện 
được. 
Hình 26. Biểu đồ quan hệ giữa cột nước 
thấm tại đáy tầng phủ, dọc theo đê tại mặt 
cắt dọc đê nơi có lắp đặt giếng giảm áp và 
tường hào ứng với các trường hợp tính toán. 
Đó là một công nghệ tính toán mới 
trong Địa kỹ thuật, nó có thể mô 
phỏng các quá trình vật lý xảy ra trong 
tự nhiên một cách chính xác kỳ diệu 
nếu nội hàm của tam giác Địa cơ học 
Burland được quán triệt đầy đủ. 
So với mô hình vật lý, mô hình số 
có một số ưu việt sau: 
- Linh hoạt hơn, ví dụ thiết lập nhanh, có 
thể mô phỏng nhiều loại kịch bản thực tế, 
điều kiện biên khác nhau, không cần đến 
điều kiện tương tự về trọng lượng; 
- Hiệu quả hơn, ví dụ có thể cung cấp 
thông tin đầu ra tại bất kỳ điểm nào trong các 
mặt cắt (mô hình vật lý thường chỉ quan sát 
được phía mặt ngoài), không gây tổn hại 
thân thể cho người lập mô hình, điều có thể 
gặp trong xây dựng mô hình vật lý theo tỷ lệ 
1/1. 
Tuy nhiên cũng cần thấy rằng mô 
hình số hiện nay không phải không có 
 hạn chế như: còn bị hạn chế trong việc 
mô hình hóa các quá trình hóa lý (ảnh 
hưởng của thay đổi nhiệt độ trong bài 
toán thấm hay biến đổi thành phần hóa 
học trong bài toán lan truyền vật ô 
nhiễm), v.v... 
4.3. Việc khai thác có hiệu quả hay không 
các phần mềm Địa cơ học là do người sử 
dụng quyết định. 
Chính qua việc sử dụng và phát triển các 
mô hình số trong các phần mềm chuyên 
dùng mà ngưới sử dụng có thể hiểu sâu sắc 
hơn các quá trình vật lý diễn ra trong các vấn 
đề chuyên môn của mình, cho phép người 
sử dụng khám phá những quá trình vật lý 
chưa biết, làm sâu sắc thêm kho kiến thức 
tích lũy cho bản thân. 
Quá trình nêu trên cũng chính là quá trình 
tự đào tạo, do vậy cần cải tiến nội dung và 
phương pháp giảng dạy Cơ học đất từ khâu 
lý thuyết đến thực hành để bồi dưỡng cho 
sinh viên tư duy lôgic hiện đại tiếp cận các 
bài toán địa kỹ thuật theo mô hình số. Ví dụ 
về bài tập, có thể thay dùng các bảng biểu 
lập sẵn của thế kỷ trước bằng các phần 
mềm chuyên dùng cho học sinh như trong ví 
dụ nêu trên. 
4.4. Nên tận dụng khai thác các 
phần mềm Địa kỹ thuật như một công 
cụ mô hình số thay thế mô hình vật lý 
trong trường hợp cho phép, để dự 
tính các khả năng có thể xảy ra cho 
các dự án trong nghiên cứu khoa học 
hoặc lựa chọn giải pháp trong thiết kế 
sản xuất. 
Nó cũng có thể dùng rất hiệu quả để 
quản lý, sửa chữa các công trình hiện 
có. Đây có thể cũng là một su thế hợp 
lý để tiết kiệm thời gian và công sức 
cho người làm khoa học hoặc sản xuất. 
Tài liệu tham khảo 
[1] Nguyễn Công Mẫn, 1996. Một số ý kiến về 
giảng dạy Địa kỹ thuật tại các trường Đại 
học. TC Đại học & Giáo dục chuyên nghiệp, 
Số 4 - 1996 
[2] Nguyễn Công Mẫn, 1997. Địa kỹ thuật và 
Địa kỹ thuật công trình. TC. Địa kỹ thuật, Số 
1-1997 
[3] Nguyễn Công Mẫn, 1998. Những phát triển 
gần đây của Cơ học Đất đá - Môi trường rời. 
TC. Địa kỹ thuật, Số 1-1998 
[4] Nguyễn Công Mẫn, 1999. Một số phát triển 
mới trong giảng dạy Địa kỹ thuật. TC. Địa kỹ 
thuật, Số 1-1999. 
[5] Nguyen Cong Man, 2000. Geotechnical 
Engineering Education in Vietnam and some 
ideas on future improvement. Geotechnical 
Engineering and Training. Proceed. of the 
first Inter. Conference on Geotechnical 
Engineering Education and Training. 
A.A. Balkema/Rotterdam/Brookfield/2000. 
[6] Burland J.B, 1987. Nash Lecture: The 
teaching of soil mechanics – a personal view. 
Proc. 9th ECSMMFE 3: 1427 – 1447, Dublin. 
[7] J.B Burland .1996. Closing session. Speech. Unsaturated Soils. 
Proceed. of the first Inter.Conference on Unsaturated 
Soils/Unsat’95/Paris/France/6-8 September, 1995. A.A. 
Balkema/Rotterdam/Brookfield/1996. 
[8] Annon, 1999. Definition of Geotechnical Engineering. Ground 
Engineering Magazine, V.32, November 1999. 
[9]. Morgenstern, N.R, 2000. commun Ground, 
Invited Paper, Conference Proceedings, 
GeoEng 2000, Melbourne, Austrlia. 
[10]. Kim, Hyoung-Soo : Cho, Sung Eun, 2005. 
Assessment of Grout Effectiveness in Dam 
Foundation and Abutment by Use of 
Geophysical Methods. Dam foundation 
treatment.International technical seminar 
and study tour - Vietnam National 
Committee on Large Dams - Hanoi, Vietnam 
March 08~10, 2005. 
[11] John Krahn, 2004. Stress and Deformation Modelling with 
 SIGMA/W. An Engineering Methodology. 
[12].John Krahn, 2004. Seepage Modelling with SEEP/W. An 
Engineering Methodology. 
[13]. John Krahn, 2003. The Why & How of 
Numerical Modelling. Monash University 
Worshop- July 2003.[]ơ 
[14] Craig R.F, 1995. Soil Mechanics. 
Chapman & Hall. 
[15] Phạm Quang Đông, 2004. Phân tích 
nguyên nhân sự cố đê điều Hà Nội, lựa chọn 
biện pháp xử lý sự cố đê do thấm của tuyến 
đê hữu hồng k43 – k85 Hà Nội. Luận văn 
thạc sĩ kỹ thuật - Chuyên ngành: Công trình 
Thuỷ lợi.