Bài giảng Cơ học đất Chương 5 - ThS. Phạm Sơn Tùng

CƠ HỌC ĐẤT Chương Khả chịu tải móng cơng trình Ba giai đoạn làm việc đất tăng tải • Sức chịu tải cực hạn qu: giá trị cường độ tải trọng thực mà đất bị phá hoại trượt • dạng phá hoại cắt: - Phá hoại cắt tổng quát - Phá hoại cắt cục - Phá hoại cắt kiểu xuyên Phá hoại cắt tổng quát Phá hoại cắt cục Phá hoại cắt kiểu xuyên Ba giai đoạn làm việc đất tăng tải • Tăng từ từ tải trọng (ứng suất q) đất phá hoại trượt, ta đồ thị quan hệ độ lún ổn định s tương ứng với cấp tải trọng (ứng suất q) Ba giai đoạn làm việc đất tăng tải 1) q < q1: giai đoạn nén chặt, quan hệ q – s quan hệ tuyến tính, đất coi trạng thái đàn hồi 2) q1 < q < qgh: giai đoạn chuyển tiếp, quan hệ q – s quan hệ phi tuyến 3) q > qgh: giai đoạn phá hoại, đất bị phá hoại với biến dạng lớn (đường cong s – p dốc đứng) Sức chịu tải đất • Để đất khơng ổn định q < qgh • Khả chịu tải an toàn đất nền: qs  qgh F h: độ sâu chơn móng F: hệ số an toàn h Các phương pháp tổng quát để xác định sức chịu tải đất 1) Tính toán dựa mặt trượt giả định xét cân lăng thể trượt 2) Tính tốn dùng kết lý thuyết đàn hồi (xem đất bán khơng gian biến dạng tuyến tính) 3) Tính tốn theo lý thuyết cân giới hạn môi trường rời Xác định sức chịu tải qgh đất Phương pháp Terzaghi • • • Phá hoại cắt tổng quát Thực nghiệm cho thấy móng làm việc, khối đất gắn chặt với đáy móng tạo thành nêm đất Terzaghi xây dựng đường trượt từ thực nghiệm, từ cần xét cân tĩnh học lăng thể trượt để có qgh Phương pháp Terzaghi qgh = 0,5γbNγ + γhNq +cNc Nγ, Nq, Nc hệ số chịu tải, phụ thuộc φ → tra bảng Nγ, Nq, Nc Terzaghi Xác định sức chịu tải qgh đất Cách làm Bêrêzantxev (dựa theo phương pháp Terzaghi) Bêrêzantxev, thực nghiệm, phát thấy bị trượt đáy móng gắn với nêm đất hình thành đế móng (bởi ma sát đáy móng – đất) Khi móng đặt nơng (h/l < 0,5) nêm đất có dạng tam giác vuông cân qgh = γbNγ + γhNq +cNc Nγ, Nq, Nc hệ số chịu tải, phụ thuộc φ → tra bảng Nγ, Nq, Nc Bêrêzantxev Xác định sức chịu tải qgh đất Phương pháp Xơcơlovxki • Phương pháp tính tốn theo lý thuyết cân giới hạn: Xôcôlovxki xét nửa mặt phẳng cân giới hạn với giả thiết điểm đất trạng thái cân giới hạn, nghĩa ứng suất σz, σz, τzx thỏa mạn điều kiện Mohr – Rankine Xơcơlovxki giải hệ phương trình (biểu thức Mohr – Rankine phương trình cân tĩnh học) → qgh(x) = xγNγ + γhNq +cNc • Nγ, Nq, Nc hệ số chịu tải, phụ thuộc φ δ (góc nghiêng tải trọng) → tra bảng Nγ, Nq, Nc Xôcôlovxki Phương pháp Xôcôlovxki Tải trọng giới hạn theo phương thẳng đứng: qgh(x) = xγNγ + γhNq +cNc → qgh(0) = γhNq +cNc → qgh(b) = bγNγ + γhNq +cNc Tải trọng giới hạn theo phương thẳng ngang: tgh(x)= qgh(x).tg(δ) Xác định giới hạn tuyến tính qm q1/4 theo giả thuyết bán không gian biến dạng tuyến tính • Xác định ứng suất điểm đất tác dụng tải trọng ngồi trọng lượng thân • Dựa vào điều kiện cân phân tố đât ta xác định vùng cân cực hạn (biến dạng dẻo) p   h sin 2 c z (   )  cot g  h  sin   • Độ sâu vùng biến dạng dẻo: zmax p  h  c  (cot g    )  cot g  h   • Tải trọng giới hạn theo độ sâu vùng biến dạng dẻo: c  ( zmax  h  cot g )  pgh  pz max h  cot g    Lưu ý: tính tốn đất khơng có biến dạng dẻo Những tính tốn đất khơng có biến dạng dẻo → cơng thức tính pgh dùng để xác đinh tải trọng ứng với lúc bắt đầu phát triển vùng biến dạng dẻo (zmax=0) gọi tải trọng mép: c  (h  cot g )  pm  h  cot g    Nhận xét: pm bé thực chất chưa đụng chạm tới vấn đề ổn định đất (khi đất biến dạng dẻo) Nhận xét: pm bé thực chất chưa đụng chạm tới vấn đề ổn định đất (khi đất biến dạng dẻo) → chấp nhận giả thiết đất nề ổn định zmax = 1/4b p1/4 b c  ( h  cot g )   h  cot g    Nhận xét: pm bé thực chất chưa đụng chạm tới vấn đề ổn định đất (khi đất biến dạng dẻo) giá trị pm p1/4 gọi tải trọng giới hạn tuyến tính đất Bài tập ... đoạn làm việc đất tăng tải • Sức chịu tải cực hạn qu: giá trị cường độ tải trọng thực mà đất bị phá hoại trượt • dạng phá hoại cắt: - Phá hoại cắt tổng quát - Phá hoại cắt cục - Phá hoại cắt... đụng chạm tới vấn đề ổn định đất (khi đất biến dạng dẻo) Nhận xét: pm bé thực chất chưa đụng chạm tới vấn đề ổn định đất (khi đất biến dạng dẻo) → chấp nhận giả thiết đất nề ổn định zmax = 1/4b... việc, khối đất gắn chặt với đáy móng tạo thành nêm đất Terzaghi xây dựng đường trượt từ thực nghiệm, từ cần xét cân tĩnh học lăng thể trượt để có qgh Phương pháp Terzaghi qgh = 0 ,5? ?bNγ + γhNq