BQ GIAO THONG VAN TAI
TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TALTRUNG UONG I
GIAO TRINH MON HOC
DIA CHAT - CO HOC DAT
TRINH DO CAO DANG
NGHE: XAY DUNG CAU DUONG
Ban hanh theo Quyét dinh s6 1955/QD-COGTVTTWI-DT ngay 21/12/2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng GTVT Trung wong |
Trang 3BQ GIAO THONG VAN TAL
‘TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I
GIAO TRINH
Mơn học: Địa chất - Cơ học đất NGHÈ: XÂY DỰNG CÀU ĐƯỜNG
Trang 4LỜI MỞ ĐẦU
Địa chất- Cơ học đất là mơn học bắt buộc trong chương trình dạy đảo tạo đài
hạn, nhằm trung bĩ cho người học nghề một số kiến thĩc, kỹ năng cơ bản 9Ã địa chất, tính chất cơ lý của đất đá và cơng tác tính tốn về cơ đắt
Hiện nay các cơ sở dạy đảo tạo đều đang sử đụng tài liệu giảng đạy theo nội dũng tự biên suận, chưa được cĩ giáo tình giảng dạy chuẩn bạn ảnh thẳng nhất, vì Vậy các giáo viên và sinh viên đang thiểu tà liệu để giảng đạy và tham khảo
Nhằm đáp ứng yêu cầu giảng day và học tập trong giai đoạn mới của nhà trường, tập thể giáo viên khoa Cơng tình đã biên soạn giáo trình mơn bọc Địa chất- Cơ học đất hệ Cao đẳng, giáo tình này gồm những nội dụng chính như seu:
“Chương 1: Khái niệm chung về trấ đắt
“Chương 2: Các quá trình tự nhiên và địa chất cơng tình “Chương 3: Các phương pháp khảo sát địa chất cơng trình “Chương 4: Các tính chất vật lý cia die
“Chương 5: Ứng suất trong đất
“Trong quá trình biên soạn chúng tơi đã tham khảo các nguồn tà liệu sẵn cĩ trọng nước và với kinh nghiệm giảng dạy thực tổ Mặc đh đi cĩ nhiều nỗ lực, tuy nhiên khơng tránh khỏi thiếu sĩt
Chúng tơi tắt trân trọng và cám ơn những ý kiến đồng của đẳng nghiệp tà các
nhà chuyên mơn để giáo trình Địa chất- Cơ học đất đạt được sự hồn thiện trong
Trang 5MỤC LỤC LỜI MỞ ĐÀU
MỤC LỤC
“Chương 1: Khái niệm chung về trái đắt
'Chương 2: Các quá trình tự nhiền và địa chất cơng rình xua “Chương 3: Các phương pháp khảo sắt địa chất cơng trình 21
“Chương 4: Các tính chất vật lý của đất 2
—.`
Trang 6(Churong 1: Khai nigm chung về trái đất
1.1, Sy inn thanh “Thành phần chủ yếu cũ a đất là các hạt đắc các h đất cĩ kích thước to nhỏ khác đắt nhau, chúng được tạo nên do sự phả hoạ các ảng lớp đất đã ban đâu bởi cá tác dụng ậtlý, hố học, quả tình này gợi là quá mình phong boả, Quá trình phong hố đắt đá được phân làm ba lo lã: Phong hố vặt lý, Phong hố hố học và phong ho sinh học, Ba loại phong hố trên thưởng tác dụng đồng thời trong thời gian dài làm cho các lớp đá trên mặt bị võ vụn, sau đĩ do tác đụng củ dịng nước của giĩ lâm các hạt đ bị cuốn đi nơi khá Tuỹ the kích thước các hi to nhỏ mà trong quả trình dĩ chuyển chúng sed Tắng đọ ng lại hoc rơi xuống tạo thành các tẳng lớp đật khác nhau Qu tỉnh di chuyển và ng đọng sản phẩm phong hoổ gọi là tầm ích, ba phần r bề mit Ive địa được bạo phủ bởi các lớp đất đã rằm tch, phần cịn lạ là các vùng cịn giữ được thành phản khoảng chất nhự đã gốc hoặc thay đi “Các hạ ng đọng chỗng chất lên nhau, giữa chúng khơng cĩ lực liên kết đĩ là các lớp đất ác cuội, si, loại này nỗi chung là đấtồi Các hạ tnhơ với kích th ước vài phần nghìn mm thường cỏ nh keo dĩnh và tịch điện, khi lắng đọng chúng liên kết với nhan
"hành ác ng đt gọi chung là đất dính hoc đất
1-2 Các thành phần chủ yếu của đt “Thành phần chủ yêu của đấ là các hạt đ, Các hạ đt cổ kích thước và kinh đáng - Xhác nhau nên khỉ sắp xếp với nhau s tổn ti các khe rỗng, các khe tổng này trung tự
nhiên thường cĩ nước và khơng khí Nước vả khơng khí các khe rỗng cỏ ảnh "hưởng đảng kể đến các tính chất của đất vì vậy khi nghiên cứu đất phải sét tớ ¡ các phần
này, i ậy đất là 1h ba pha: Pha cứng là hạt đt, Pha lơng là nước trong khe rồng, pha khí là khí trong khe ring Là Hạt đắc
Hạt đất là thành phẫn chủ yếu của đất Khi chịu lực tác dụng bên ngồi lên mặt
đt tồi các hạ đắt củng chịu lực, Ì vậy người ta gọi ập hợp các hại đt là khung cốt của đắc Các hạt đất cỏ ình dạng và kích Hhước khác nhau tuỷ thuộc vào tác động của quả
trình phong hố và quá trinh đi chuyển,
Trang 7* bb per
Hình L1
“Theo quy tình quy phạm hiện nay tên các hại đắt được gợi theo bing 1-1
Bang 1-1: Tén ht dat gọi theo đường kính trung bình [Re THƯỚC HẠT(MM) Cl ch se ig ni pn Rin cig lg
cồn các bại cĩ kích thước cảng nhổ thì các thành phần kboảng vật bị biên chit và được sợi là khống ỌNh ững bạt lớn như cát, cuội, ơi cĩ hành phẫn khống vật giống đã gắc, khi sắp vật thứ nh ếp cạnh nhau th giữa chúng khơng cĩ lự liên ết loại này gọi chung là đắt haười, Khi số lượng các hợt sét và hợt keo cĩ một tỷ lệ nhất định ở trong đất tỉ cĩ hiện
tượng các bạt dính kết với nhau thành từng lớp hoặc tùng khối, loại này gọi chung là đắt đính
1.22 Nebe trang đắt "Nước trong đất cĩ ảnh hưởng lớn đến nh chất chịu lực của đắc nước được tị trong đt đưới hiền dạng thúc nhau, ới nỗi dạng đều cổ ảnh hường nhất định đế các Gà chấ ác chu của đế ngưi ta ph a Hn be dang so
a, Nước | Đây in ốc sâm rong nh bể khống vặcủa hạ đ, 6 tb i d wi dang ding vớt của hạt đắt
phi O bặc ứng LonHỆ và 0 Lop toc nộ ang a co occa
1, Nước kế hợp mặt ngồi của đất Đây là loại nước được giữ lạ trên bề mặt hại đt d ưới tác đụng của các lực ho lý, "uỷ theo mức độ kết hợp mạnh yêu khác nhan thì được phần thành 2 loại: ~ Nước hút bảm: Lả loại nước bám rắt chặt vào ngay mặt ngồi hạt đắt, nĩ khơng
Trang 8~ Nước mảng mỏng: Là loại nước bao ở phía ngoải nước hút bám Loại nước này ít ảnh hướng đến tỉnh chất cơ bọc của đất
co Nước tự do
‘Dy là loại n ước nằm ngồi phạm vỉ lực hút phân tử, loại này được phân thảnh 2 loại là: Nước trọng lực và nude mao din,
- Nước trọng lực: Là nước ty nhiền nằm trong các khe hồng của đt, nỗ cĩ thể di chuyển từ nơi này sang nơi khác đướic tác dụng của trọng lực, thường được gọi là nước "gầm hoặc nước mạch Khi chảy qua các lỗ bồng, với tốc độ thắm lớn nỗ cĩ thể nh a
đáp lực thuỷ động lên các hạt đt ~ Nước mao dẫn: à nước đảng lên theo các đường lỗ hồng giữa các hạt đắt dưới tác dụng của lực mao dẫn Nước mao dẫn làm tăng độ âm của đt, âm giảm sức chịu ơi
ccủa nền, làm tăng trọng lượng riêng của đất Toại nước này cĩ ảnh hưởng đăng kế đến các tính chất cơ học của đất
1.2.3 ag en Reach Khi trong dit tne ie 1 dik A mee 8 y trong đắt cĩ hai log Kh la khi ty do va Khi od tan trong nude Noi chung thành
phần của khí ít ảnh h ưởng đến tính chất cơ học của đất, nĩ chi ảnh hưởng đến tính thắm
"ước của đất, cản trở dịng thắm cũa nước
1.3 Kết cấu của đất
Kết cầu của đắt là sự sắp xếp các hạt đất với nhau, cĩ ảnh hưởng đáng kế tới các tinh ch it vit IY va ca hoe cia dt Kt cấu của đất phụ thuộc vào quá rínhg hình thành và tổn ti ắt lâu nên rất đa dạng Người a thường phân kết cầu của đất thành ba loại sau:
1.3.1 Kée chu het dom -
Loại này được hình thảnh do sự chìm lắng các hạt tương đối lớn trong mơi trưở ng
nước Những hạt này được sắp xếp cạnh nhau, giữa chủng khơng cĩ lực liên kết (hình 1~ 2a) a b 6 Hình L2
Kết cầu hạt đơn thường thầy trong các loại đất bụi, nh 'Kết cầu hạt đơn cịn được phân ra là kết cầu xốp và kết cấu chặt
~ Kết cấu xốp là sự sắp xếp các hạt một cách rời rạc, giữa chúng thường cĩ lỗ
Trang 9~ KẾt cấu chặt là sựsắp xếp các bạt liễn khi và được chèn chặt với nhau Loại đẳtnày cĩ bệsố rỗng nhỏ, sức chịu tải lớn và ít lúa
1.32 Kb clu té ong “Các ầm ích gồm các hạ tương đổi nhơ, khi lắng đọng trọng lượng các hạt - Xhơng đủ thắng được các lục tắc dụng tương hỗ giữa chúng với nhau, các hạ bầm vào nhau kh lắng xuống tạo thình nhiề lỗ bồng như tổeng (tỉnh 1-2b)
Cả nnn
“Các hạt kích thước rất nhỏ( hạt sét, hạt keo) lơ lửng trong nước trong một
thải ga nhẫ ệph, sen dã cứng họp vả ch ri Tpg xong go oe đe
“hư bơng (hình 1-2c)
1.4 Các chỉ tiêu vật ý chủ vn cân đắt Đt gồm cĩ bạ phần bạ đắc nước và khí Tỷ lệ giữa ba thành phần này sẽ gián ấp cho biết đ làng bạ chặt nặng hay nhọ khơ hay ớt XX&t một mẫu đất cĩ trọng lượng là Q và cĩ thể tích là V, Tưởng tượng phẫn hạt os nến chặt khơng cịn lỗ tổng cĩ trung lượng Tà: QQ và thẻ tích là Vụ, Phin nước trong Or Ve E—#, On Ve 1 đất cổ trọng lượng Q, vi thé tch Vạ Phần
khi trong co tone hg hv ih av
AY Phin ơng của độ cĩ rọng lượng là Q, On
‹
vã thể tích là V, (hình I-3)
“Các chỉ tiêu vật lý của đắt: cĩ 9 chỉ tiếu Hình 1.3
141 Trọng lvymg riêng của đắc
., Trọng lượng riễng te nhiền" [Li trọng lượng của một đơn vịth tích đất ở trạng tái tự nhiên ký hiệu: , cơng
thức xắc định:
x 3m)
r (N/m Tim) aay
v
b, Trọng lượng riêng no nước:
Là trọng lượng của một đơn vi th tch đắt ở trạng thái o nước (là trang thái mã
các lỗ hồng trong đất đều chữa đầy nước) ký hiệu: „ Cong te ah
¬
Trang 10Là tr ng lượng của mộ đơn vị th ich dt nim di mt mde ty do, ở trạng thi này đt chịu ác đụng của lục đổy nổi Ac-x.ent, ý hiệu “Cơng thức xác định: pe uit 3) “rong đĩ: „ là trọng lượng đơn vị của nước ( 1OkN/m`)
.4 Trọng lượng riêng hổi
ả trọng loợng của bạ đất trong một đơn vị th tích đất ký hiệu: +, cơng thức sàn v - ace!) an ‹ Trọng lượng riêng hạ: Là trọng lượng của một đơn vị thể ích bạt (khơng cĩ lỗ rỗng) ký hiệu: ›, cơng thức xác định: n (kN/m`T/m)), (15)
Biing 1-2: Trụng lượng riêng của ác loại đất
Trang 111.43, DP dim va df bdo hoa nude đất cia a, BY dm của đắc
Là tỷ số giữa trọng lượng nước rong đắt và trọng lượng hại đắc ký hiệu W cơng thức sắc định: vy & w Ẳ @ (19) 5, Độ bảo hồ nước của đất thức xi định Là ỷ số giữa th ch nước tung đất và thể ích ỗ rỗng của đt, ký hiệu G cơng Xị oy (10)
Để đảnh giá mức độ khơ, âm của đất người ta dùng độ bảo hồ để phản thảnh các trạng tải sau: G=0 — ¡ Đinhh 0<G<05 - :Đẩthoidm
0560.8: Ditim 08G<l - :Đấtnonước
G=l— : Đấthãnhồnước (cáclỗđều chứađầy nước) L4<4 Mỗt liên hệ iữn các ch êu vụ ý của đất
Gi ita các chỉ tiêu v ật lý của đất cĩ sự liên hệ chung vẻ số lượng qua định nghĩa và
các cơng thức tính cĩ th rút gon sy lia hệ giữa các chỉ tiêu qua bảng cơng thức sau, ‘Bing 1-3: Mi iên hệ giữa các chí iêu vật ý của đắt
Trang 12w 68% Độâm | W - - we " pabio |G g Bw i - hà Rye mW) “Các hệ quá ~ Cơng thức xác định am: hố: Te - Trong cùng một loại đt thí cĩ sự liên hệ sau: „> > 4> da * Vi dụ áp dụng:
Hynde đnh tụng lượng ểng, trong lượng ng khơ, đ ng hệ ng độ bão hồ nước G khi biết ícs iệ sau ly qua thí nghiện mẫu đất bằng dao vịn cĩ thể ích V=59 cm’, trọng lượng mẫu đã Q = 116450, Wa Kh sy khơ mẫu đc
102,11 G, biết trọng lượng riêng hạt ạ=2.8 G/em” Bai gti:
“Các chiêu được xá định như su:
~ Trọng lượng riêng của mẫu đắt: y $ Tim Giem* smn š oa rg gt en Vo 1 28173 39173 Gee - Độrỗng.n 0.383 as 2 “Hesbiionee Tả THẬP 069 -Чảm;W 7 0139 139% W738, W 1730139
- Độ bão hồ nước: G ng.03831 06
1.5 Che chỉiều trạng thái của đắt Hiện nay thường dùng ha hỉ iều Độ chặt(D) đơi với đt cặ và độsật(B) đối với
cđất dinh để nĩi lên trạng thái vật lý của đắt
“S1 Độ chột của đắt
“CỐc hạt đất à khung cốt chịu lực của đất, nếu các bạt đất khơng được sắp xếp chặt
Trang 13"ạt đắt được chèn chặt v ới nhau bì thể ích 18 hing sé gdm di va ste chu hve eta dt sé tăng lên, Vĩ vậy độ chặt là chỉ iêu thể hiện sức chịu lực của đắt "Để đảnh giá độ chặt người ta đùng chỉ tiêu độ chặt (D)
"
> tì)
“rong đốc
'€max: Hệ số rỗng ở trạng thái rời rạc của đắt
“na: Hệ số rỗng ở trạng thái đằm chặt của đắt © `? Hệ số rồng ở trạng thi tự nhiên của đắt
Dựa vào các giá tị của độ chặt D người ta đưa ra tiêu chuẩn phân loại độ chặt của đất cát qua bảng Ngồi ra dé ánh giá độ chặt của đắt một cách đơn giản cĩ thể căn cứ vào hệ số L4 tổng © qua bang 1-5 Bing 1-4: Bảng phân loại độ chặt của đất cát theo độ chặt Tongh Đang Ibireirsbat 1 D067 Dit cit chi vin 057 Ð 035 Dir cit ii ge 033 D 00 "Băng I-S: Bảng phân loại độ chặt của đắt cát theo hệ số rỗng Đang
Lea [ST] Cha vis Xếp
Catia, aT, oe c<05 05 c07 e>07 Cá nhỏ e206 06 s05 s>07 Cát bột s<06 06 c05 08 1.5.2 Dp sit cia dit Dit di bao gm phần lớ là các bat sé, hat keo ob hich thước rất nhỏ cổ các trạng thái như sau: - Khi khơ đắt dinh n cứng trạng thái này là trạng thấi cứng
~ Khi âm đất dính dẻo cĩ th lặn được, trạng thái này được gọi là trạng thải đèo - Khi quá âm đắt nhão ra như bản, trạng tái này gọi là trạng thái chy “Các tạng thái này được biêu diễn qua hình I-4
Trang thiicimg Trangtháidẻo — Trạngthảichấy
Trang 14
Tình L4
“Qua hình vẽ tê đắt dính cĩ 3 trạng thái là rạng hải cử ng, trạng tải do va
trạng thái chảy Giữa ba trang thái này cĩ 2 giá trị độ âm quan trong: ~ Ba dim lim cho đất chuyên từ trạng thấ cũng sang trạng tái do gp là giới hạn Ao Ky higu: Dp im làm cho dt chuyển từ rang thái dẻo sang rạng thi chảy gọi là giới hạn Wy
chây, ký hiệu Wo, - ĐỂ bit mẫu đắt ở trạng tái ảo người ta ding chỉiêu độ ỹt(B) cơng thức xác định 9 st: WW WW % (12) “rong đĩ: ‘Wea 66 i ở trạng thái giới hạn chiy `W là độ ấm tự nhiền của đắt
We 9 im ở tạng thái giới hạn do :Là chí số đềo ` = War We 8
_'Căn cứ vào độ sệt B, người ta xác định trạng thái của đất đính theo bing 1-6 1.6 Phân loại đất
“Trong quả tình tỉ cơng chúng ta phả biết đánh gi và phân ki tỉnh hình địa shất(oại đầ) để đĩ cĩ các phương pháp sử lý nên đất cho phù hợp
Trang 15“Chương 2: Các quá trình tự nhiên và địa chất cơng trình
1 Tác dụng của phong hố
21.1 Khải niệm “Tác dụng của phong hố lâ tác dụng làm phá huỷ và biển đổi thước, thành của đắt đ xây ra do ác tác đụng khác nhau của các nhân tổ khí quyển, như áp nhiệt độ, nước vành vật (Qui tinh phong hod kbdng những ảnh chi nh wimg én vit chit tự nhign như
.đất đá, mà cịn tác dụng vào các cơng trình nhân tạo, vật liệu xây dựng của con người “Các dạng phong bo đã được trình bày trong mơn bọc: Vậtiệu xây đựng
^ kề Nghiên cứu túc đạng phon od ga điền cht cng nh “Nghiên cứu phong hố theo quan điểm địa chất cơng trình được tiên hành theo các
‘bude: Mơ tả đặc trưng phong hố, đo tốc độ phong hố, xác định độ sâu cằn đảo bỏ đi
của ẳng phong hoi
4, Mơ t đặc trưng phong hố của đẫ đá “Tác dụng phong bố luơn làm cho bŠ mặt ngồi đắt đã bị biến đổi Mỗi loại, hố đều để lạ trên bề mặt ngồi ếtích tác dụng của nĩ, nên việc mơ tả đẫ đá nhất thi phải làm kỹ và tồn iện Những đặc trưng b ngồi là mào sắc và đặc điểm của đá, mức độ và ính chất nứt vụn, thành phần kbống vật và cường độ của đá, ‘Ve miu sic cn chi ý mồ tả tử tên xuống dưới, từ ngồi vào tong
Về ính nứt vụ của đá chú š các loại bệ thơng nứt n, hình dạng của ác sản phẩm hong ts tr kh ni VỆ thành phần khống vật chú ý khống vật của đá gắc, các khống vật thứ sinh
XS cường độ chịu lực của đá phong hố chía làm 4 cắp: “Cấp I: Dàng bủa khĩ đạp vỡ E22 haw iy oS tý
“Cấp 3: Dũng ngĩn tay cĩ thé bp wun “Cấp Á: khẽ chạm đã mát vụn
Ngồi cơn lưu ý thêm một số đặc trưng như: độ âm, ính dnh, tính đèo
1b, Đo tc độ phong Khi nghiên cứu địa chất cơng trình người ta ding chi sb biểu diễn mức độ phong hố "hố một cách tương đơi của CĐVaronkevich
K te
— en
"rong đĩ: K,; là chỉ số phonmg hố của đá
3 Ta bệ số ỗng của đã trong vùng, khi đã chịu tác dụng phong hố hồn tồn tt để
Trang 16: Là hệ số rồng của đá trong vùngta đánh giá phong hố ao Là hệ số rỗng của đá chưa phong hố
Mức độ phong hố được phân ra Š mức độ sau:
1-Phong hố cục mạnh Ky 0 2 Phong hos anh Ky = 0-02 3 Phong hos trang bith Ky =0.2-05 4 Phong hod yeu Ky = 05-09
5 Coi như chưa phong hố K„ = Ì
e, Xác định độ sâu đào bĩ đ của tẳng đá phong hố
Do bị phong hố, đắt đá làm nền cho cơng trình sẽ bị biến đổ ï các tình chất vật lỹ và cơ học của nĩ Do đồ phải đào bỏ đi những lớp đất đá phong hod ma trên đồ ta khơng, Ty ng cổng nh được Việc dào bồ ủng vào là một vn đồn ngiện cu ý nộ Vĩ vậy phải phân tằng dựa vào các dấu hiệu của mức độ phong hố
2.2 The dyng ja chết cân mương 2.21 Kháiviệm xi
“Te dựng đã cht của ương nổ là ức dụng xi màn đít đã mằm rừ ở má dắc
vả vận chuyển sản phẩm xĩi mịn theo dịng nước tạm thời do mưa, kết qui lim cho bo:
dắcbị đào xẻ hoặc đố đứng hơn CQuy mơ mương xới cĩ thể khác nhau về chu dải và độ âu
“Tĩc độ phát at nương xổ phì thuộc vào ăng lượng của đồng chấy và nh chit cin dit dh, Ving mum nhs, ign ch tụ nước lớn đât mm xắp, ức nghiêng ở rờn độ lớn thì mương xối phá tiến rất mạnh Tiện tượng nưương xổ làm giảm oy Ên đph các núi đốc tự nhiên và nhân tọa
2.2.2 Các giai đoạn phát triển của muương xĩi Sự phát tiệm của mương xối được chỉa lâm 4 giả đoạn:
- Giai đoạn vũng nước hoặc rãnh nơng: Nước tập trung ở những vj tr tring nhỏ
trên sườn đốc hoặc vất bánh xe lần trên đường nên nước bắt đầu xĩi thành rảnh nhỏ lượn theo sườn dốc “Giai đoạn khe xối phát iển: Mương xĩi được kéo dài, đầu rãnh mương khơng,
"ngừng lùi về phía phân thuỷ, phẫn cuối mnương cĩ các vật liệu ích tụ khơng bền vững - Giai đoạn đáy mương tiên đến mặt cất cần bằng: tốc độ xối chậm lại, hai bờ “ương mở rộng ra mặt cất đọc tồn bộ mương là hình cong lõm tốn đều, phần cuỗi "mương cĩ các vật liệ tich tụ ổn định
ˆ Giai đoạn mương xối ngừng phát iển: ác dụng xĩi su và phá vách đã đúng, ‘ich mương đã họi, cây cĩ bắt đầu mọc trong mương sồi
2.2.3 NOi dung nghiên cứu và kháo sat vùng cĩ mương xĩi - Vẽ bình đỗ khi vực cĩ ghỉ rõ sự phân bổ các mương xĩi
Nêu rõ tình trạng hiệ ti, dự đốn phạm vi mổ rộng của mương xơi = Do đạc quan trắc một số mặt cắt điễn hình
Để đánh giá quy mỗ mương xối đựa vào tên gọi trong bing 8-1
Trang 17
‘Bing 8.1: Quy mơ của mương xĩi
Độ lớn của mương ihe x61 nbd Ranh adh Số lượng đất đá xĩi (m`) 305 30 Khexơi vừa Khe sơi lớn 700-5000 00-1000
Nương xối >0) 2.3 The dụng địa chất cũa dịng sơng 2 Khdl nif:
“Tác dụng địa chất của dịng sơng biểu thị ở trạng thái dio phi, vin chuyén vi tich tuvệtliệu “Quá trình hoạt động của dịng sơng phụ thuộc vào hr u tốc của dịng nước, điều
kiện cầu tạo địa chất và điều kiện khí hậu thuỷ văn của vùng “Tải liệu khảo sắ, đánh giá tắc dụng địa chất của đồng sơng giúp chúng ta cĩ phương án thiết kế tối ưu
2.3.2 De diém của dịng sơng thiên nhiên Độ c điểm của dịng sơng thiên nhiên là cĩ phủ sa Phủ sa là sản phẩm của quá
‘trinh đảo phá vận chuyển và tích tụ, là nhân tố chính làm thay đổi địa hình và hình thái
“cuat một con sơng Phù sa được cha lâm bai loại - Phủ sa lơ lồng trong dịng nước và tồi theo đơng nước Khí nước khơng chảy "hoặc lưu ốc nhỏ tì loi phủ sa lơ lịng tự chim xuống tạo thành các bãi bi
~ Phù sa di chuyển chuyển dịch là là ở mặt đáy sơng Theo dịng nước, do sức diy
“của nước hạt lọ đẩy hạt kia, do sốy nước nên loại phủ sa này nổi lên hoặc chỉm xuống Phủ sa di chuyển cĩ ác dụng làm thay đỏi dng song
-S3.1 Sự xâm thực cđa đồng xơng Khi nổi về hình hái đồng sơng, chủng a phầi xem xết mặt cắt dọc và mặt cất l "ngang của sơng
(4, Mat cit doc song ‘Trong qué trinh phittrién ci a sơng, đồng sng sẽ cổ tạo ra mặt c ất can bằng đặc trưng của mặt cắt dọc sơng lãcĩ độ nghiêng giảm dẫn từ thượng lưu tối hạ lưu Mặt cắt căn bảng cĩ dạng Parnbon (hình 8.1)
(Thượng lưu “Thượng lưu
4 A
Trang 18Ho haw Hình 8.1 Hạn Hình đạng này khơng phải là đặc tưng của tồn bộ đơng sơng mà chỉ đại diện cho từng đoạn sơng Hình 8-1 cho thấy sơ đồ mặt cắt dọc của dơng sơng ở thời kỳ đầu và thi kỳ phát ¿
tiền
.b, Mặt cắt ngang dịng sơng Hình 8-2 cho thấy quy luật đảo phá và bồi đắp ở một đoạn sơng
“Tại các điểm B,C, D cĩ hiện tượng nước chấy thie vào bờ gây ra s ự phá bở Ngược lại ớ các b ở bờ đổi điện các điểm trên do lưu tốc dịng nước nhỏ, một số phủ sĩ ing dong li nh ra bãi ngằm, kết quả làm cho đơng sơng ngày cảng uốn khúc, " nen Hình 2
2.34 Tác dụng địa chất của dịng sơng đái với cơng trình Cầu đường
(Qua nghiên cứu sự hoại động của sơng ta biệt răng tại những nơi cĩ đoạn sơng cong thị sự xâm thục ở bên bờ xây ra mạnh mẽ, Những Cu trung và Cậu lớn cần tránh đặt ở những nơi đĩ vì dễ mắt ên định do việc bị xĩi mỗ Cầu Mĩng trụ cầu trên sơng cần hải đặt sâu xuống mặt đắt căn bằng cia ding sơng để đảm bảo ổn định do việc xi
cạnh mơng trụ
.4 Hoạt động địa chất của Biển và Hồ
24.1 Khdi nigm ven bờ Biển và Hỗ cĩ hàng loạt ác động địa chất rất phức tạp Các hoạt động
.đỏ bao gồm bai mặt là phá hoại bờ vit ling dong, trim tích, làm cho hình thai và thành
phần của bờ bị biển đội Hot động địa chất của Biển và Hồ là sĩng Sĩng do giỏ gẫylên,sự phá hoại của sĩng phụ thuộc vào cấu tạo của bở, boạt động của bùn cát các cửa sơng đưa đến,
24.2 Seetgo thinh sing
Trang 19Sĩng do giĩ tác dụng vào mặt n ước tự do làm cho các chất điểm của nước chấn động và truyền đi Sơng cơ các yêu tổ cơ bản là ngọn sĩng, ưng sĩng, đỉnh sĩng, đáy xơng, chiều cao của sĩng, chiều dai ước sĩng "gọn sĩng à bộ phận bên trên mặt nước
"Lưng sĩng là phần sĩng bên dưới mặt nước lặng
Đỉnh ng là điểm cao nhất của ngọ sơng Đầy ả điềm thấp nhất của ngọn sĩng
CChigu cao sĩng là khoảng cách thẳng đứng giữa định sĩng và đầy sĩng
Chiều đi bước sống là khoảng cách nằm ngang giữa hai định sĩng hoặc hai đây
sơng kề nhau Chu đụ bre sting
$Øm sing
8y sảng sai
——
Hình R3
Quan sit hye td ng wii ta thấy khi ổ c độ giĩ nhỏ: 0 8-1 nỉ trên mặt nước bắt
đầu cĩ hiện tượng lăn tăn gợn nhỏ, khi tốc độ giĩ lớn hơn, nước bị ép diy vẻ phía trước
lên mặt đ ắc ai bên của sĩng khơng giống nhau, Khi giĩ mạnh làm cho phần bên rên, cận ng bị đập nứng kh tàn bợ ơng ng cĩ hin King Ko sng bc
24.3, Tie dung dja chất của sĩng
Sĩng tác dung di wi bo bién vã hở hồ làm cho hình hái và thành phần của chúng biến đỗi Một mặt sĩng xố vào phá bờ đất đá, mặt khác sĩng vận chuyển và ích tụ đất đã Yð vụn, bai mặt này thơng nhất với nhau trong quả trình ình thành bở biên ay bi bi, tuy chẳng tiến bành đồng thời song song nhưng khơng cần bảng Vì vậy, dưới tác dụng của sĩng phần trên nước và dưới nước của mặt cắt ở bờ sẽ sinh ra biển đổi hoặc ti tạo nh 84)
i ts ete
| eg a wn
Trang 20Tình 84
“Về tốc độ phả hoại của sĩng ơị phụ thuộc vào độ bền và thế n ằm của đắt đá Nếu phong ca ng sen, v0 ở hi i ia đa ơi hàn như nộ mng ương i sg he ng tà tg ni hh pia sng, do đĩ ĩc dựng phí hoi “Các tắng đá nằm nghiêng về phía biển, sĩng sẽ cugn trén mat ting dé, tic d
` lộ h RG tần lạn 4 mt lời ng Mărg sọ tà li last pe Wl
tổng No ẫ đã khơng dũng hấ tỉ bở sồ cĩ cu lạ dạng hức tp Si gá bại ta vi bly s ở bở m nh hoộng đa tính bửn vững của
các cơng trình ven bờ biển và hồ Bên cạnh đĩ sự tich tụ trằm tịch gây ra hiện tượng cát
"bồi cũng ảnh hưởng đến các hoạt động của các cơng trình cảng
3.5 Đầm lầy
se là hiện tượng một vùng đắt bị quá ẩm ướt hoặc b day tanto đọng n túc
trong digu kiện địa lý và địa chất thuỷ văn nhất định Biểu hioện của đã m lay là một khu
vực nud e nơng cỏ nhiều cây mọ e dưới nước và ưa nước, cĩ lớp bùn đây hơn 20 em
ddim | iy th wong hay gặp ở vùng của sơng ven biển, một số khu vực ở đơng bằng, các Sonu
2.52 Nguyen nhân phát sink ra iy Lây được phát sinh do bai nguyên nhân sau
jazi ating shin i oh ia ign i, thy vin vi dink, Ogi 6 khi hju im áp, mưa nắng nhiều tạo điều kiện dive nhanh sy buỷ hoại của cấy cối mụcnát tạo thành than bùn, hoặc những nơi địa hình bằng phẳng, sự thốt nước xây ra
‘chim chap lim cho khu vực đĩ rắt ắm ướt th sẽ nhanh chống tạo thành lầy
~ Bao gồm các nhân tơ về địa chất như đặc tính ơ học của đá, cấu tạo địa chất, sự
ấn động của nước dưới đắc đầm lầy hay tạo thành ở khu vực đắt đã liên kết kêm, tằng
elo gn eh tie lc ei a mg ở gần mặt đắc
253 Nphién cw ldy theo quan điễm địa chất cơng trình
Đối với cơng trình đường ơ tơ, lấy thường lim bien dang nền đường vả cĩ thê phá
hoại bồn tồn nên đường Khi đầy lẫy nghiêng cĩ thể làm cho nền đường bị dĩ động “ngang cùng với hiệ tượng lún "Để sửlý lầy cần phi xác định nguồn cong cắp nước cho lầy, nguồn gắc các vũng lằy,thảnh phần ho bọ và h ữu cơ củ a lầy, độ sâu và thể nằm của lầy Từ các đặc trưng “của vùng lầy, người ta tìm ra các biện pháp sử lý thích hợp
6 Kaev
Trang 2126 Khai nigm "Đây là iện tượng phản giải và hồ tan đắt đá do nước đư đấ tạo thành các hang
tốc kéo theo sự sụp đỏ hình thành các phẫu hồ và các dạng khác trong đất
“Các điều kiện cơ bắn tạo thành và phát tiễn Kacstơ = Think phn thạch học và bố học của đá
= Tinh thắm nước, chiễu dày, ính nứt nẻ rong đả, diều kiện thế nằm và sự tuần hồn nước, ~ Thành phần hố học của nước, mức độ khống hố, nhiệt độ nước
~ Đặc tính về địa hình của vũng Kacstơ, vị trí sơng suối
~ Đặc tính thực vật
~ Tỉnh hình thuỷ vẫn của vùng Kaest
2.6.2 Dia mgo ving Kacsto
“Cĩ các dang = Luding ring huge: Gib bg thing rinho6 chit rng va chi shu khắc nhau rên sau: mgt di cb Khe nt - Động hút nước: là các giếng, hằm cĩ đường kinh tử 1 lƠm, sâu 10-20m cĩ thể thu bút rất nhiều nước
- ang i we it ey a nd Tg
thing hy he dng Lt heh oh pi a fe ph dt
ieee
‘Dé han ché sự phát triển và ảnh hướng của hiện tượng Kacstơ cĩ thể dùng các biện
pháp kỹ thuật - Đề phịng hod tan của đắt đá dưới tác dụng của nước mặt vả nước ngằm chủ ý như sa: tính thắm nước của đất đã đươïc hỗ mĩng cơng tình Tâng độ bên của vùng cĩ hiện tượng Kacst bằng cách bơm vào khe nứt v các Tổ hồng chất thu tính lơng, xỉ măng, đun địch sết hoặc bỉ tum nồng
3.1 Cát chây
C371 Khái nig Catchy lito te cle Wp lt á bảo bà nước dường l các lộn cá sẽ chuyển động và mang đặc tỉnh của vật thể chây Khi đảo hồ mĩng, áp lục thu ý động của nước tạo ra đo kết quả của việc giảm áp
wek nước trong đấ à nguyễn nhân căn bản dẫn đến hiện tượng cát chảy 2.7.2 Phin log (Cit chy duge chiara tie hai loại:
~ Cit chiy gi: Khi dit di khing o6 ign kétkién trúc như cát và sạn cổ kích thước khác nhau, chuyển sang trạng hái cất chấy dưới tic đụng do áp lục thuỷ động của dịng cước đặc tính cơ bản của cát chảy gi là rất dễ bị mắt nước, khi mắt nước sẽ tạo thành các khối cắt xốp và liên kết yếu Nhạn dạng cát chấy giá là khi đào bố mĩng cát chây hỗ mơng cĩ nước trong hoặc bơi đục, nễ lấy cát đỗ quay với nước trong th sẽ tạo thành
Trang 22= Cit chy thật: Khi đắt đá cĩ liên ết ngưng tụ hoặc liên kết hỗn hợp như á xét á các iên kết iên rưc với điều kiện cĩ các hạ sét và bạt keo cĩ tính chống thắm tơi
“Chúng chuyển sang trang thai cát cháy khí áp lực thuỷ động khơng lớn Đặc tính cơ bản
của cắt chấy thật àính thốt nước rắt yếu Nhân dạng cát chây tật là khi đảo bổ mơng, cắt cháy vào hỗ mĩng cỏ nước đục, nếu ấy cát đĩ quay với nước trong sẽ tạo ra hỗn hợp dye rt kh ing
2.8 Dit trugt “281 Khái niệm
Đất trượt là sự dã chuyển của đấ trên sườn đốc xuống chân dốc theo kiểu trượt <b ác dụng của rụng lực, Đất tượt xẫy ra từ từ và cổ khối lượng lớn, đắt sp xÂy ra rất nhanh và cĩ khối lượng nhỏ .Hình dáng khối trượt ở sườn dốc phụ thuộc vào đặc điểm của đắt đá, điều kiện về thế nằm e âu đất đã và các yêu tổ khác Khi nghiên cứu các khổi trượ cần chủ ÿ cc đặc trưng sau (hinh 8.5)
- Mặt tược Là mặt xảy ra sự đốt
Sẳy và đi chuyên của khối đắt - Chân tui (hoặc gắc tượi là — — chếassolbdïvvợt
đường xuyên qua mặt hỗn hợp của sườn dắc cách thẳng đừng tính từ bề mặt khối Chin toy - Chiu sâu khối trượt là khoảng a trượ đến mặt trượt - Cung rag i véte6 dang Kim
‘go thin & suim do khối đất rượi gây rà
2.82 Diu higu tragt
Thường hay gặp các dẫu hiệu sau: - Khe
nit gt: Loi ny tạo thành trong giai đ oạn đầu của hiện tượng trượt, các khe nứt lĩc đầu bé v ngắn, được phân bổ re = Di trượt là một đoạn dài ắt đã
bị trượt Kcjrroionaaunas tạ - Đề gần kh i rượt được tạo thành a
đọc theo chân khơi rượt do khơi đất trượt dịch chuyển đây đẫtdần lên, Hiện tượng cỏ nước đọng giống như một vũng lẫy nhỏ :
in trợng cây cối ại thân trượt bị nghiêng ngà - Thể nằm của đt đã bị hay đối
243 Neuen nhân gây r đắt mượt Hiện tượng đất trượi thường do các nguyễn nhân sau:
Trang 23
- Do xơi mơn của các dịng nước mặt tạo lên những mương nh trên sườn đc, tây xơi mạnh chân dốc làm bở rời dit 4, = De ding nude ngim ơi kê các ạt đất ở sườn đốc
= DS ting ti tong ở sườn đắc _ = Do nue mua thim vào sum de
Trang 24“Chương 3: Các phương pháp khảo sát địa chất cơng trình
1 Khảo sứ đụ dế căn “Trước kh thiết k cơng trình Cầu đường cẵn phải cĩ các tà liệu về điều kiện địa
chất cơng trình chung của một vùng rộng và dọc (heo tuyển đường định xây dựng "Những à liệu cĩ thé thu thập được bảng cách tí Én hành khảo át dia chit cdng tinh Co sở để tến hình khảo sit địa chất cơng ình là bản đồ địa chất của khu vực xây dựng cơng tình Dựa vảo bản đồ địa chất khu vực ến hành việc đo v địa ch cơng trình theo lộ tình Trong quả trình khảo sắt địa chất cơng ảnh phải mơ tá, ghỉ chép vào nhật ˆý chuyên mơn về thành phần, đặc điểm của đắt đá, diéu kiện phân bổ và thể nằm cũng như chiều dây của các lớp đất đả Khảo sá địa chất cơng tình cần gi quyt các vẫn để sau:
~ Nghiên cứu hình dạng địa ình, xác định nguồn gốc phá sinh và mức độ ơn định của địa hình, về khả năng cĩ thể xây dựng cơng trinh trên đĩ ~ Nghiên cứu và đánh dầu trên bản đồ âu tạo địa chất của vùng khảo sắt bằng các
cách:
cá G nề ernie và lênbànđộ hơ vẽ nộ s mực ev the + Tiền hành cơng tác thăm dị (bằng ác lỗ khoan, lỗ đào)
+ Lấy mẫu đất đá và mẫu nước để thí nghiệm trong phỏng
= Phin ích và nghiên cứu quả tình địa chất và những hiện tượng địa vật lý, phần đốn khả năng phát inh của chúng khi xây đựng và khai thắc cơng trình - Tìm kiếm mĩ vật liệu thiên nhiên như: đá, cuội sỏi, cái đất
“Trong kh ảo sát địa chất cơng trình phải chủ ý đến trạng thái của đất đá, sự cĩ mặt
“của các khe nứt vả đặc tỉnh của khe nứt, mứ e độ khĩ dễ trong khi thỉo cơng cũng như sự
tác động của quá trình thì cơng và khai thác cơng trình sau này
2 Khảo sát địa chất tại hiện tường
Mặt cắt địa là một mặt thẳng ding qua địa hình, trên đĩ thế hiện chiều dây,
phạm v phân bồ của các tẳng đắt đĩ, ị trí các lỗ khoan thâm dị, Mặt cắtđịa chất được thể hiện như hinh 8-7
Trang 25“Chương 4: Các tính chất vật lý của đất
Khi xiy dựng cơng trình trên nền đắt hoặc các cơng trình bằng đắt như đế, đập,
đường sả chủng ta đều cần biết các ính chất cơ học chủ yêu của đất đá, đ là tính chịu én, tinh cổ kết và thắm nước, ính chị ắt,tính chịu đầm nén, 4.1 Tính chất chịu nền của đắt:
-4-LI Thí nghiệm nén đắt ở hiện mờng:
ĐỂ nghiên cửu tính chịu nền của đất nền người ta thường đảo mộ t hỗ đến lớp đắt
cần địt mĩng Dũng một bản cứng bằng bê tơng hoệc gang cĩ diện ích F = 0.5m, hoặc
F = 0 mỂ hình tồn hoặc vuơng () Đặt bản này xuống đáy ổ Trên mặt bản dựng một
trụ đỡ cĩ khắc vạch (2) và bản gia tai (3) dung cụ đo lún (4) như hình 2-1 w t st Mình 2.1 Hình 22 "Người ta đặt một ải trọng N nền bản gia tải (3) th áp lực đươi đáy bán (1) l: N Pe F 24)
[Ne bi ta đo độ lún cũ 4 b án ở từng thơi điểm qua kim (4) cho đến khi ngừng lún Lấy các số liệu thu được ta vẽ được biễu đỗ như hình 2-2 gọi là biểu đỗ “Độ lún - thời pol
‘Qua hình 2- 2 chúng ta thấy rằng dưới tác dụng của một tải trọng nào đĩ thỉ độ lún của bản tăng lên theo thời gian, đầu tiến tăng nhanh sau giám dẫn, đến một thời gian nào
đố thì ngừng hẳn
Đu người ta tăng ti rọng theo từng cấp một Mỗi cắp ải trọng đều theo đối độ lồn theo thời gian đến khi ngừng lớn Các số liệu thụ được cho ta vẽ được các biểu đỗ
như hình 23
Hình 2:34 cho ta hy quá tình tăng tả và độ lún theo thời gian
Hình 2-3b thể hiện quan hệ “Độ lún - tải trọng”
Khi mới tăng tải quan bệ S P gẳn như là đường thẳng Sau đĩ độ cong tăng lên ch
‘mg tơ độ lún tăng lên nhanh hơn Đễn một giá trị nào đĩ độ lún tăng đột ngột là đắt bị
hả hoại Giá tị ải trọng đĩ gọi là giới hạn Pø,
Trang 26
KY
“
Hình 243
Nếu tăng tải trọng đến một giá tị Pị < P2 1 ta giảm ti trọ ng, tong qu tình
giảm tải cũng theo dõi độ lớn chúng ta nhận thấy độ lún của bản cĩ giảm đi (tức là đất cĩ
năng cao lên) Hình 2-4 cho ta thấy đường giảm tải (2-3) Đoạn Sạ, là biến dạng đàn hồi của nên Đoạn Sự là biến dạng dư của đắt
‘During “chim chấm” (2-4) thể hiện quan hệ "Độ lún - ải trọng” khi tăng tá lần thứ hài + We Py ort Py " 2 SN Hình 24 Hình 5%
`Nếu chúng ta tăng tải ch ¡đến gi tị rồi lại giảm đến hết, lập chu kỳ nhi lẫn
ta thấy đường quan hệ “Độ lún - tải trọng * như hình 2.5
Tình 2.5 biểu diễn quan hệ ‹S „ cho thấy sau mỗi lẫn tăng tái đến Dị đẫt đều cĩ biển dạng đản hồi và biển dạng dư Quan hệ P - S ở thảnh đường thẳng
-31.3 Thí nghiệm nén đắt trong phịng:
in, im omg hg pm ch 6 hn chi yu hp mem ( bằng
ding, trong đựng mẫu đất (2), mặt trên và d ưới mẫu đất đặt hai viên đá thắm nước (3), mẫu đặt lên để (4) cĩ khe thốt nước, phía trên cĩ bản cứng bằng đồng để truyền tải
trọng ép cho mẫu (5) chuyên vị kế (6) như hình 26
“Tác dụng lục nền lên mẫu theo từng
Trang 27trng đều theo dõi độ lân cho đến khỉ aging qe tiie sith
Nếu gọi H: Chiều cao của mẫu đất ban đầu le chưa đặ ti Hy : Chiều cao của mẫu dưới tải trọng P, S : Độ lữn lớn nhất đười ái rọng P họ: Chiều cao bạt của mẫu “Ta sẽ tính được gi trị: HịEH- SỊ a2 ệ số rỗng tương ứng: Hi ho a= or 23) av vi = on 44 “rong đĩ: + :trợng lượng ting khơ 5 ng agg rng at V Thể ch mẫu đắc Ứng với mỗi cấp ti trọng Pị ta ắc định được hệ số rổng và vẽ được đường cong quan hệ P, eị như hình 27 4 Hệ số nén lớn
"rên hình 3-7 : Nếu tải rọng P khơng lớn bơn P nhiễu, đoạn đường cong nén cổ
Trang 28Bang 2.1: Đánh giá tính nén lún của đất Hg sb a (em ND “Tính nến làn của đất <0001 "Khơng cĩ tính nén lún 000) — 0.005 “Tính nến lún nhỏ, 0005=001 00101 “Tink nén lún lớn “Tính nén lún vừa >0 “Tính nên lún rất lớn b, Cơng thức ính lún:
Kip miu dt ta bit ứng với áp lực Fị mẫu đất cĩ chiều cao hụ sau khi tăng áp We lên P; mẫu đắcĩ chiều cao họ ộ la của mẫu là: S=hi-hy
_Dưới tác dụng của tải trọng các hạt đất bị ép sát vào nhau, 46 ring giám di, thé tich
ạt đắt khơng ‘Vay tod the vide đẳng thức sao: biến đối 1 1 Vaz Dey -Fby= De; Ehy le hayhy= 1 ey chị s=h V——— le theo cơng thức (2-5) ta 6 (¢) e2) = ä(Pạ = P) ViyS= 1 e) (P2-Pp-by ditag= Ie) va P=P2-P) Rút ra S Phị
so được gà bệ số nên ần tương đối hay là mơđuyn lớn "Nếu áp lực ban đầu Pị=0 tì bụ = H, cĩ cơng thức tính lún:
S=a,pHl
4.2 Tinh chất thắm của đắt:
(Qua thí nghiệm nén đất chúng ta nhận thấy độ ln của đất dưới tác dụng của tối trạng khơng xđy ra tắc hì mà kéo đài theo thời gian, Khoảng tơi gian âu hay ching tu)
thuộc vào từng lo ại đất Đối v ới đất cát cuội sỏi thường độ lún chim dit t sau một thời
gian ngắn do tác d ụng của tả trọng lâm các ạt sắp xếp hại Đi với đt dính thời gian lún kéo dài rắ lầu, nguyên hân là do sự sắp xp lại các hi đồi ồi phải phá vỡ các liế kết keo dính giữa chững, ngồi ra nêu ong lỗ h ơng cĩ đủy nước thì nước sẽ b jép ra
Trang 29
Xu các hạt đắt cảng nhỏ thì quả tình lần cảng lầu kết thúc H lún theo
đổi gia má nẻo gi ct hận Ta di deh nạn
4.2.1 Định luật thắm:
Đối với đắt sổ kích thước các hạt cát và bề hơn, thì như các th nghiệm của Dac xi, Jukovxki, Paplovxki, cho thấy chuyển động của nước tự do tong các lỗ hồng là thuộc oi chây tằng Vì thể đối với đắt này, đễ nghiên cứu hiện tượng thắm , cĩ th áp dụng định luật Đai
Q=kFlr en
“rong đĩ:
.Q lượng nước thắm qua mặt cắt F trong thời gian t F: diện tích mặt cắt vuơng gĩc với dịng thắm
+: thời gian thắm
k : hệ số tý lệ gọi là hệ số tắm
1: Građien thuỷ lực, bằng tỉ số giữa tốn thắt cột nước và chiều dài đường thắm
mm a
dd: chén Kh obit made ita hai diém quan sit dl:khoảng cách giữa hai điểm đĩ
[Nh u vậy, định luật thấ m phát biểu: Lượng nước thắm chảy qua một mặt cắt nhất
định và rong một thời gian nhất định lệ với Gradie thuỷ lục, tời gian thẳm và diện
ích mặt cất Ấy
"Nếu kỹ hiệu lưu tốc th ấm, tức lä lượng nước thắm rên một đơn vị điện tích và trong một đơn vị thời gia là v:
Q
v= Fi thi céng thie 06 dang : v= KI (212)
"Đây chính là biểu thức tốn học của định luật th ẩm cho thấy rằng, khi quả tình
nước thắm trong đất diễn ra theo quy luật chảy tằng, thì lưu tốc thẩm tỉ lệ thuận với
Građien thuỷ lực
“Từ cơng thức (2- 12) cĩ thể thấy rằng, hệ số thắm k chính bằng lưu tốc thắm khi
(Građien thuỷ lục J = Đơn vị của kIà cm
Hệ số thắm k là một đặc trưng an trọ ng để đánh giátnh thắm của đắt Mỗi loại
Trang 304.2.2 Các nhân tổ ảnh hung din tinh thắm của đắc
ĐĐắt thắm nhiều hay í lã đo ứnh hướng của nhiều yếu tổ, rong đỏ phải kê đến điều Xiện hình thảnh và tổ tại của đt, kết cầu và kiến trúc của đt, kích thước và hình dáng
của hạt, thành phần dung dich nước lỗ bồng và lượng chứa các khí kí
“rong quá trình tồ ti, các lớp đất ngìy cảng bị né chặt dưới trọng lượng cũ a các lớp Lạo thành sau lắng đọng ngày cảng diy ở bên trên, do đĩ lỗ hồng của chúng ngày cảng giảm đi và ính thắm của chủng ngày cảng bổ Kích thước và hình đáng các hạt cũng như cắp h ấi của đất cĩ liền quan dé kích te oo eg bg, của đất Đắt cát cĩ kích thước lỗ bơng lớn, hơn nữa trong đất cát y a hg mt bt 4 8 chong Sen Sc ẤT ng cà K đan tà at HE atom ease cồ nước kết hợp bao bọc, nên tính thắm bé Thanh phi dung dich nude i bồng ảnh bường đ tính thắm của đắt thơng qua cơ Si chi cia stro di ion làm cho chiêu đây mảng nước kết hợp bao bọc ạt đất tăng hoặc giảm, dần tối ính thấm của đất sẽ tăng giảm theo
Ảnh hưởng của khí kín đố với ính thắm của đắ thể hiện ở chỗ âm tắc đường thắm nước Khi lượng khi kín rong đt nhiễu, tính thắm giảm so với khi rong dit khơng cĩ khí kín N -43, Cường độ chẳng cất của at: | h -4LÄ1, Thí nghiệm cắt rực tp: + x xé 2 ĐỂ xác định cường độ chống 1 cắt của đất, hiện nay người ta hay dãng mấy cắt rực tếp cĩ sơ đỗ ‹ nhự hình 2⁄8 NNNNN SS ! Mẫu đắt (1) được đặt trong * “hộp cứng bằng kìm loại gồm phần trên @) và phần đười 3, ba phần Hình 24 này cĩ thể trượt lên nhau Hộp cắt được đặ trên đầy (4) Trên mặt mẫu đất cĩ bản nền @
“Thao tác thí nghiệm như sau:
'Đầu tiên người ta tác dụng lên mẫu nén một lực nén N, như vậy áp suất trên mặt
nấu là
vee
F : Diện tích tiết diện ngang của mẫu
Trang 31"Đợi cho mặt nén ngừng lún, người ta tác dạng 2 lực ngang ri chiều T tạo ra ứng suất cớ mặt phẳng chịu cất là T
=F
Lye T duge ting din cho én ki hai phi (2) va 3) trượt lên nhau ch ứng tơ mẫu đất đã bị cấc Cĩ nghĩa ứng suất cắt đã bằng cường độ chống cắt của đt =S
F "Người ta thấy rằng khi thay đổi ứng suất nến _ thỉ cường độ chống cất S cũng thay,
.a Cường độ chẳng cắt của đắt rồi: Lâm thí nghiệm cắt với mẫu dit cát đướ tác dụng các ứng suất nên khắc nhau sẽ thụ được các cường độ chống cắt tương ứng Thi dụ: Se 28s s _Dùng các số liệu trên vẽ thành Se s biểu đồ quan hệ" - S” đĩ là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ như Nhh29 o 123 4 Hình 29 Nếu gọi gĩc nghiêng của đường thẳng là ,ta cĩ th viếtphương trình đường thắng này như sục s oe (2.13) b, Cường độ chẳng cất của đắt dịnh Lâm thí nghiệm cắt trực tiếp với một loại đắt dịnh nào đĩ, ta sẽ thu được kết quả như hình 2-10
‘Quainh 2-10, thy dvimg S cường độ chẳng cắt của đất dah py
thuộc vào ứng suắt nên khơngđ S
cqua gốc toạ độ mã cắt ở trục tung S
.ớ một điểm cĩ giá trị đúng bằng lực = dinh đơn vị của đất c c
Trang 32thẳng là ,tacĩ phương trình i 2 ‘ Hình 240 Sẽ sự te 21)
"Người ta cho rng tg bu hign sy ma sit Nén gĩc nghiêng gọi là gĩc ma sắt trong `Với tự f (hệ số ma sắt trượ), Lc : biểu hiện sự iên kế giữa các hạt, nghĩa là khí biển dạng cịn rit nh dt nh cổ một cường độ chống cắt nhất định
43.2 Các nhân tổ ảnh hưởng đắn cường độ chống cắt của đắc
Do cfu tg 0 b ấn thần phúc tạ, các lo gi đất trong thiên nhiên khơng phải lúc nào cũng cĩ cường độ ch ống cắt nhất định, trái ạ súc ch nạ cắt của đất là một đặc trưng cĩ
tính chất thay đổi và tuỳ thuộc theo điều kiện mỗi nơi mỗi lúc mà cĩ những giá trị khác
hau, thực tế thấy cỏ các nhân ổ ảnh hưởng đến cường độ chống cắt như sau:
~ Thành phần khoảng, ình dáng và cắp phổi bạt đắc Với đất ri hạt cảng to đều,
"hình dáng cảng ghd ghé ge ma sit trượt trong cảng lớn thì cường độ chồng cắt cảng lớn
`Với đất dính, ngồi hình dáng và cắp phối hạt th thành phản khống cịn quyết định chiều đây và độ nhớt của lớp mảng mỏng xung quanh hại, đo đồ ảnh hưởng đến lực dịnh và cường độ chống cắt của đắt
~ Ứng suất pháp trên mặt cắt ứng suất làm tăng lực ma sắt vả lực liên kết giữa các
hạt đắc
- Độ chặt ban đầu Bit cing chit thi lực ma sắt và lục út giữa các hạ đề lớn, đố cường độ chẳng cắt của đt cũng lớn
~ Độ Âm độ âm thay đổi sẽ nh hưởng đến gĩc ma sắt rong, và chiều dày lớp nước “mảng mĩng, rong đất dinh, nên cường độ chống cắt cũng thay dồi ở đất rời Khi độ âm lăng, gốc ma sắt rong giữa các hạt giảm nên cường độ chồng cắt giảm ở đất định, khi độ
ấm càng lớn, chiều dày của lớp nước mảng mồng sẽ cảng lớn, độ chặt cũng như lực dính
giữa các hạt giảm, cường độ chống cất sẽ giảm đi 44⁄4, Tỉnh chất đầm nến của đất đắp:
“Trong thực tế chúng ta thường thấy cĩ những con đẻ, con đường dip bằng đất ở hữ ng cơng tình này, đất trở thảnh vật liệu xây dựng và chịu lực chủ yêu, Đ đảm bảo
cho những cơng trình này ơn định và chịu lực ốt, đắt phái được đằm chặt bằng các dụng
cu dim én
Trang 33thi cing đạt được độ chặt lớn Ngồi yếu tổ trên người ta cũng thấy n éu cho thêm nước
‘vo dt, thi die chit hon, dy ldo nước làm giảm ma ắtg đa các hạt đất hoặc iả
na ca độ Âm at bia iaeeis E202 „lượng tổ
cán tr vệ chin cM cha cbt BQ doa to bln onc a gp dim tốt nhất Wụ Trọng lượng riêng khỗ ứng với độ âm tốt nhất gọi à trọng lượng riêng
Trang 34“Chương 5: Ứng suất trong đất 5.1 Khai niệm chung:
Mu ồn nghiên cứu tính ổ n định, cường độ chịu tải vả tỉnh hình biến dạng của đất
sn, cũng như muổ n nh tốn mĩng và các cơng trình xây dựng trong đá, cân phải biết ang th ng ut cin le trong pam nein ci Tr ang tl ing mắ tong oe
đặt trưng bằng các ứng suất pháp và ứng suất tiếp gây nên; ứng suất do tài trọng ngồi gây nên (của gọi là ứng suất bản th); ứng suất “Trong thực ế cơng tình ta phân biệt ác loại ứng suất do trọng lượng bản thân đất thuỷ động do dịng nước ch dy thắm gây nÉn; ứng suit ép xúc, tức là áp Ïực do tả trong bên ngồi tc dụng lên đắt nền ở chiều sâu đáy mĩng Vì mỗi loại ứng suất cĩ những đặc điểm khác nhau cho nên cách tính tốn cũng khơng giống nhan ‘A ti lầu người a quan tâm giải quyét vin dé này cả trê lĩnh v ực nghiền cửu lý luận và thực nghiện Cho đến nay, rong việctính tốn sự phân bổ ứng suất vẫn áp dụng ơng thức của lý thuyết lả một vật thể nhiều pha, giữa các hạt đất cĩ lỗ hồng Tai tr ong tie dung trên đân " ecshột đất thơng qua các đ iễm tiếp xúc giữa chúng mà truyền đi từ bại này sang bạt khác Nội ứng suất của đất "tại một điểm” là nối ứng suất trung bình giá địh tại điểm,
.đĩ trên một đơn vị tiết diện của các hạt đất và lỗ hồng, chứ thực ra khơng phải là ứng
suất tắc dụng lên hạt đắt
Ngồi ra cẳn chủ ý rằng tr j số ứng suất ma ta xét ở đây tương ứng với điều kiện
ng su và biến dạng đã ổn định của đất đưới ác dụng của tải trọng 5.2 Phin bổ ứng suất do trọng lượng bản thân của đắt gây nên:
‘Ban thin đất nằm trong trạng thi ty nhiên cũng đã chịu một tải trọng do chính những
lớp đất n ằm trên đẻ xuống Tải trọng này gây ra cho đất một ứng suất gợi là ứng suất "bản thân
421 Nẵn đắt đẳng nhắc
_Nếu nền đất đồng nhất và do đĩ sự thay đổi của trọng lượng riêng khơng đáng kể
thì giá trì ứng suất bản thân lệ thuận với chiều sầu của lớp đất muốn tính =.h đi)
Trong đốc `”
trong lugng riêng của đất tự nhiền
hh: chi sâu cách mặt đất điểm muốn tính
5.2.1 Nếu nền đắt cĩ nhiễu lớp đất khác nhau th ứng suit bản thân được xác định theo Nin đắt khơng đằng nhất sơng thức:
Th 2)
Trang 35
“Trong đĩ: _ ¡ :trọng lượng riêng của lớp thửi
¡chiều dây úp thr bn én đểm mon nh
Mu đấtkhơng no nước là rọnglượngriễng ơng với độ ăm hiện hiền, Na đắt n
km dưới mự c ngớc nạ im và là lại đũ thi nước tì trong cơng thức (2-2 phi đàng
trong img ring cin tong meg Lye ổy Animet khơng c tác đụng với các lớp dt et chat mtg ob thd eo là khơng tắm nước, Hùnh3- Ì mình hoạ phương pháp Ảnh
‘Qua cing thức (3.1) va (3.2) vi hin 3.1, ta thấy iu để phân phốt ứng suất bản thân của đất cĩ một số nhận xế sà:
~ Biểu đồ ứng suất bản thần của đất đồng nhất là một đường thẳng,
.~ Biển đồ ứng suất bản thân của đắt khơng đồng nhất là đường gẫy khúc, điểm gẫy khe tại nơiiếp xúc giữa ba lớp
- Biểu đồ ứng sut bản thân cĩ bước nhảy tại mặt ẳng lớp đẫ khơng thắm nước,
giá trị bước nhảy bảng trọng lượng của lớp nước đẻ lên nĩ
- Với lớp tri bị ngâm trịng nước, kh tinh tốn phải dùng trọng lượng riêng đẩy nỗi của đắt
$3 Phân bổ ứng suất do tả trọng ngồi gây nên trong nỀn đồng nhất:
.%SI Tác dạng của lực ập trang thẳng đứng: “rong thực tễ, trường hop Ive tập trung tác dụng trên đất n ên khơng gặp, Tải trong bao gid cing thing qua đây mĩng mà ruyễn tới đt nên rên một diện tích nhất
định Mặc đà vậy, bài tốn ác định ứng suất trong đất dưới tác dụng của lực tập trưng vẫn cĩ một ý nghĩa cơ bản về mặt lý (huyết và là cơ sở để giải quy t các bài tốn tính ứng uất khi ải rọng phần bổ trên điện ích theo các hình đạng khắc nhau
sa, Trường hợp tác dạng là một lực tập trang thẳng đứng : ‘6 Bài tốn một lực tập trung thẳng đứng tác dụng trên mật đắt chỉ xét đến thành,
st nt i str ee tog ng et oes ee, hp
trung gây rà,
Giá sử cỏ một lực tập trung P tắc dụng trên mặt đất, ta cần xác định ứng suất phụ
thêm do lực P gây ra tại điểm M ở độ sâu z (m) trong đắt
Trang 360 | oars | 058 | 02313 0.02 | 0.4770 | 0.60 | 0.2214 ‘o.04 | 0.4756 | 0.62 | 02117 0.06 | 04732 | 0.64 | 0.2024 008 | 0469 | 06 | 0.1934 010 | 04657 | 0.68 | 01846 0.12 | 04607 | 070 | 01762 0.14 | 04548 | 073 | 01651 016 | 04483 | 074 | 0160 018 | 0440 | 076 | 0157 030) 0439 078 0145 022 | 04342 080) 0.1386 024 | 0451, 082) 0180 [036 | 0404 084) 0.1257 00881 158 00801 7— 180 ‘0764 | 182 oon 16 0.0691 | 1.66 | L0 | 0.00 | 00558 | 1.68 | 450 1 00002 (02518) 1.12 | 0.0626) 170 S00 | 0.0001 omis| 1.14 | 00595 172 35.00) 0.0000
“Từ cơng tht (3.4) vi bing 3.1 ta nhận thấy:
~ Khi 2 ting thi , cảng giảm , chimg tỏ ứng suất tại những điểm nằm cảng sâu
trong càng giảm nhỏ, hay ảnh hưởng lực P vào đắt cảng nhỏ,
~ Khi riãng tì bệ số k giảm và ứng suất phụ thêm „ cũng giám, chứng tơ ắng đ củng độ sâu điểm nằm cảng xa lực P ứng suất phụ thêm cảng giảm
Trang 371, Trung hop cĩ nhiễu lực tập trung cùng tắc dụng
"xác định ứng suất phụ thêm do các Py
lực tập trung đồng thời gây ra tại
một điểm ,ta dũng nguyên lý — —g sảng tụng, Pụ,P›, Py, cũng tắc dụng lên mặt = ze đt như trên hình 3-4, thì tại một Ï điểm M nào đĩ cĩ thể tính bằng Pop oP aah Pt e+ 74, w Hay một cách tổng quát: Tình A4 = A, 0
“Trong đổ hệ số ki phy thuge vio tis8 z vớin là khoảng cáchtừđiểm M nim
su 2 (m) ti tye dig đi qua điểm đặt lực P, Ví đụ tính tốn
'C6 một lực thẳng đứng P = 6.10” KN, tác dụng trên mặt đắt Hay tinh ứng suất
thing ding ice điền A,,C ra =0 m mục T2 m Và ch mt dt 2m,
Mình 3-5
P-e10ƯN
Trang 38
Giải Hinh 35 T,
Ta cĩc TẾ) 0un băng 34 dư kụ<04775
m1 205 tra bing 3-1 ta dye ky = 0.2733 rc2 Z C2 L0 tra bảng 3-1 ta được kạc = 0/0844 'Vậy trị số ứng suắt tại 3 điểm A.B,C là ˆ 6102 2 œ 04775 T2; 07210 (kN/m*) ø, 02733 © 6.10" : 6, 00844 ^2+ 043.10 kN/m”) 04110 N/m‘) Biểu đỗ ứng suit „ của nh ting điểm nằm trên mặt phẳng song song với mặt đắt và cách mặt đất 2m, như trên hình 3-5
X32 Tải rọng phân bổ đều trên điện ích chữ nhậc Bài ốn xá định ứng soắt rong đt khỉ cí tắc dụng của tải trọng phân bổ đều trên độn eh ch 9b nu Hh x4 6 bẻ gi wen co ng dong ing tie in Jbutxinet Muốn thể, lấy một điện tịch chịu tải vơ cùng bé Tải trọ ng tác dụng trên đĩ cĩ, thé thay đổi bằng một lực tập trơng tương đương áp dụng cơng thức ( -), ính tại mộ +diễm M nhất định, rồi nh phân theo hai hug t= đến + ụ vả từ ~ bị đến + bị Ta sẽ được cơng thức tính ứng sắt dưới tác dụng của ti tọng phân đều trên diệ tích chữ Thật
Trang 39
Minh 3.6
Kt qu ii bi to wn, à để in cho ính tấn người tit cng thie
Anh san: zak P 36)
Đối với những điểm nằm dưới gĩc điện tích chịu tái hình chữ nhất:
=k P (37)
“Trong a: P : ewing dt tong pin bi db 1 2
Hesbko phuthuje viotisé = D và = tabing32 1 z Hesbky phụ thiậc vo số = va = tabing33 ‘Chi ý: b : cạnh ngắn hình chữ nhật 1: cạnh đài hình chữ nhật Bing 3.2 : Giá trị hệ số kạ te “ 1 15 2 3 6 10 2o | Broan phẳng 025 | 0808 | 090 | 0908 |0912 | 0934 | 0540 | 0980 | 096, 03 | 0606 | 0716 | 0734 |0762 | 0780 | 0792 | 0830 | 082 1 —_| 0386 | 0438 | 0470 |0400 | 0518 | 0532 | 0549 | 055 15 | 0194 | 0257 | 0288 |0348 | 0360 | 0373 | 0397 | 040 3 —-[ 0114| 0157| 0188-|0240 | 026] 0279-|.0308 | 031 3 | 00W 0076] 0108 017, 0180 0188, 020, 021.) 3 0008] 0023] 0040 0076 0996 0106 0120 013
-Thương pháp điểm gắc Cơng thức (17) dơng tương đồ Ì ệu, vi nd cho php tinh ứng su Ất ti các điểm wine hing ing ng ing ựa số đả dụ nà ga ni đếm
NO cae ok hong pty ile gi tie dle dang st King ph in
fc, thin Gln pc ca che Minh ch abt, ding aguyén 1 Og te dong đ nh
tốn Cĩ 3 trường hợp như ở hình 3-7
.* Điểm M ở cạnh hình chữ nhật, ở độ sấu z Hình 3.7a
Trang 40
bide M pm og hinh cpa