Giáo trình địa chất cơ học đất (nghề xây dựng cầu đường – trình độ trung cấp)

Trang 1

BQ GIAO THONG VAN TAI

TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAL TRUNG UONG I

GIAO TRINH MON HOC

DIA CHAT - CO HOC DAT

TRINH BO TRUNG CAP

NGHE: XAY DUNG CAU DUONG

'Ban hành theo Quyét dinh s6 1955/QD-CDGTVTTWI-DT ngay 21/12/2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng GTVT Trung wong!

Trang 3

BQ GIAO THONG VAN TAL

‘TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I

GIAO TRINH

Mơn học: Địa chất — Co học đất NGHÈ: XÂY DỰNG CÀU ĐƯỜNG

Trang 4

LỜI 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 suạo, chưa được cĩ giáo tình giảng dạy chuẩn ben bành 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 đít bệ Trung cấp, giáo trình này gồm những nội dung chính như sau:

Chương 1: Khái niệm chung về trái đất

“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 ính chất vật lý của đất

“Chương 5: Ứng suất trong đất

'Troog quá trình biên soạn chúng tơi đã tham khảo các nguẫn tài 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

Trang 5

MỤC 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

'Chương 1: Khai nigm chung vỀ trái đất

1.1, Sy inn thanh “Thành phần chủ yêu cũ a đất là các hạt đắc các hạt đt cổ kích thước to nhỏ khác đắt nhau, chúng được tạo nên do sự phả hoại các ng lớp đất đã bạn đâu bởi các ác 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 ho vật lý, Phong hố hố học và phong ho sinh học, Ba loại phong hố trên thưởng tác dụng đồng thời trong thời gian dải làm cho các lớp đá trên mặt bị võ vụn, sau đĩ do tắc đụng củ dịng nước của giĩ làm các hạ đ bị cuốn đi nơi khá Tuỹ theo kích thước các hội to nhỏ mà trong quả trình di chuyỂn chủng seúx ng đọ ng lại hoc rơi xuống tạo thảnh các ng lớp đật khác nhau Qu tỉnh di chuyển và ng đọng sản phẩm phong hoổ gọi là trầm ích, ba phần r bề mặt lụ địa được bạo hủ bởi các lớp đất đã tằm tích, phần cịn lạ là các vùng cịn giữ được thành phản khoảng chất nhự đá gốc hoặc tuy đổi “Các hạ ng đọng chồng chất lên nhau, giữa chúng khơng cĩ lực liên kế đĩ là các lớp đất ác cuội, si, loại này nỗi chung là đấtời Các hạ tnhơ với kích th ước vả 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 kh sắp xếp với nhau s tồn ti các kh rỗng, các khe rổng này ong tự

nhiên thường cĩ nước và khơng khí Nước vả khơng khí các khe rỗng cĩ ảnh "hưởng đảng kể đến các tính chất của đất vì vậy khi nghiên cứu đất phải sét tớ ¡ các phần

hy, i ậy đất là th ba pha: Pha cứng là hạt đắt, Pha lơng à nước trong khe ng, pha khí là khí trong khe ring

Trang 7

a W z3 *

ca Lan y Ley

Minh 1.1

“Theo quy trnh quy phạm hiện nay tên các hại đt được gợi theo bang 1-1

"Băng 1-I: Tên hạt đát gọi theo đường kính trung bình “TENHẠT ĐẤT Đã làng Í —— KÍCH THƯỚC HẠT(NBM) >200 Tạtcuội Hạt sơi | 200- 10 10-2 ạt cất | 201 Hat but | 61-0865 L Hat sit 1 <0.005

Các hạt đắt cĩ kích thước cảng lớn tì hành phần khống vật cảng giống đ á gốc cịn các hạ cổ kích thước cảng nhồ thì các thành phần khoảng vật bị in chất sợi là khống ỌNh ững bạt lớn như cát, cuội, ơi cĩ hành phẫn khống vật giống đã gắc, khi sắp vật thứ nh và được

ếp cạnh nhau th giữa chúng khơng cĩ lự liên ết loại này gọi chung là đắt hạười, Khi số lượng các hạt ét và hạt keo cĩ một tỷ lệ nhất định ở trong đất tì cĩ hiện

tượng các bạt dính kết với nhau thành từng lớp hoặc tùng khối, loại này gọi chung là đắt dính, 1.22 Nước trang đắt "Nước rong đấ cĩ ảnh hưởng lớn đến tinh chit chia ye ia dt, nước được tổn gỉ trong dit dui nhiều đạng khác nhau, với mỗi đạng đều cĩ ảnh hưởng nhất định đến các tính chất khác nhau của đất người ta phản ra lâm ba dang sau

.a, Nước trang khống vật của hạt đắt

sain inn rico mme ak kg wi ih cod tte

eg hake br on RO Loại nước này ít ảnh hưởng đến tính chit co

ham

b, Nước Kế: hợp mặt ngồi của đắt Tây là loại nuộc được gi lạ trên bŠ mặt hạ đt đới tác dạng của các lực ba lý "uỷ theo mức độ kế hợp mạnh yếu khác nhau thị được phân tảnh 2 loại: ~ Nước hút bm: Là loại nước bảm rắt chặt vào ngay mặt ngồi hạt đt, nĩ khơng

Trang 8

~ Nước mảng mỏng: Là loại nước bao ở phía ngodi nước hút bám Loại nưởc này ít nh hướng đến tính chất cơ học của đất

co Nước tự do

‘Dy là loại n ước nằm ngồi phạm vỉ lực hút phân tử, loại nảy được phân thảnh 2 loại là: Nước trọng lực và nude mao din,

- Nước trọng lực: Là nước ty nhiền nằm trong các khe bỗng của đất, 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 nổ cĩ thể sinh r

đáp lực thuỷ động lên các hạt đt ~ Nước mao dẫn: à nước đãng 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 đất, lâm giảm sức chịu ơi của nên, làm tăng trọng lượng riêng của đất „ Toại nước này cĩ ảnh hưởng đăng kế đến các tính chất cơ học của đất

123 Khí trong đắc

Kế ies eteradrinepepeLercEeoiee l

Ấy trong đắt cĩ hai loại khí à khí tự do va khí hồ tan trong nước Nồi chung thành

phần của kh ít ảnh h ưởng đến tỉnh chất co bọc của đất, nĩ chỉ ảnh hưởng đến tính thắm "ước của đất, cân trở đồng thắm của nước

1-A Kết cấu của đất Kết cấu của đắt là sự sắp xắp các họ đất vời nhau, cĩ ảnh hưởng đáng kế tới các

tính ch ất vật lý và cơ học của đắt Kết cấu của đắt phụ thuộc vào quá trìnhg hình thành

vi thn tai dt lau nến ắt đa đạng, Người ta hưởng phân kết câu của đt thành ba loại sau:

1.3.1 Kée chu het dom

Loại này được hình thảành 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 liền kết (hình 1~ 2a) a b 6 Hình L2

'Kết cấu hạt đơn thường thấy trong các loại đắt bụi, đất cát và cuội sỏi K cắn bại đơn củn được phân ra là cu xốp và kế cu chặt ~ Kết cầu 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 - khơng đã thắng được các lực tắc dụng tương bổ giờ chúng với nhau, các hạt ám vàn nhau kh lắng xuống tạo thình nhi ỗ bồng như tổeng (tỉnh 1-2b)

138 Kiba bing “Các hạt kích thước rất nhỏ( hạt sét, hạt keo) thường lơ lịng trong nước trong một thời gian nhất định sau đồ chủng kết hợp vơi shau rồi lng xuống tạ hình các đấm, hư bơng (hình 1-2) 1-4 Các chỉ iu vậtlý chủ yếu của đất

Đắt gồm cĩ ba phần là bạt đắt, nước vã! giữa ba thành phần này sẽ gián tiếp cho biết đấlà rồng hay chật, nặng hay nhẹ, khỗ hay ướt

XX&t một mẫu đẫt cĩ trọng lượng là Ị

và cĩ thể tích là V, Tưởng tượng phẫn hạt r¬

"nén chặt khơng cịn lỗ rỗng cĩ trong lượng ®.Vị SMe

Tà: Qạ và th tích là Vạ, Phần nước tong, Pasty Waa

đất cĩ trọng lượng Q„ và thể tích Vj Phin ¬ trong dt co tong lượng Q và ch oN

aM, Phin ring của đất cĩ trọng lượng là Q, ị WN

‹

vả thể tích là V, (hình I-3)

CCc chiêu vậtý của đắc cĩ chi teu nh L3

141 Trọng lưymg riêng của đắc

., Trọng lượng riễng te nhiền- TLà trọng lượng của một đơn vịth tích đất ở trạng tái tự nhiên ký hiệu: , cơng

thức xắc định: w

T (N/m Tim) ay

v

9, Trọng lượng riềng no nước: Là trọng lượng của một đơn vi th tch đắt ở trạng thái o nước (là trạng thái mà

các lỗ hồng trong đất đều chửa đầy nước) ký hiệu: „ Cong te ah

tm" Dy Oy (N/m Tim") (12)

Trang 10

Là tr ng lượng của mộ đơn vị th ich dt nim du mt met do, ở trạng thi này đt chịu ác đụng của lục diy ni Ac-sismet, ky hiệu “Cơng thức xác định: °Ẳ tn CỰU ° — ANmƯmỒ 3) “rong đĩ: „ là trọng lượng đơn vị của nước ( 1OkN/m`)

.4 Trọng lượng riêng hổi

Tả ơng lạng da bề đong nà đa vì đã Mi đc: +, cơng thức sàn " v em) an ‹ Trọng lượng riêng hạ: Là trọng lượng của một đơn vị thể ích hại (khơng cĩ lỗ rỗng) ký hiệu: ›, cơng thức xác định: n (kN/m`T/m)), (15)

"Bảng I-2: Trụng lượng riêng của các loại đất

Trang 11

1.43, 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 xác định: w% w & ®) (19) r 1, Bp bão lồ nước của đắt: thức xi định Là tỷ số giữa th ch nước tung đất và thể ích ỗ rỗng của đt, ký hiệu G cơng Xị oy (10)

Dé dinh gid mic kd, im cin it ngudi ta ding 46 bio hod dé phn thin cic trạng tải sau: G=0 — ¡ Đinhh 0<G<05 - :Dithoi im

05<G<08 :Ditim 08G<l - :Đấtnonước

G=I— : Đấtbãnhồnước (cáclỗđều chứađầy nước) L4<4 Mỗt liên hệ giữ các ch êu vụ lý của đất

Gi itm các chỉ tiêu v ật lý của đất cĩ sự liên hệ chung vẺ số lượng qua định nghĩa và

Trang 12

w Gee Độâm | W : - wey n pabio |G g Bw i - hồ DY nữ W) “Các hệ quả Wh TY - Trong cùng một loại đt thí cĩ sự liên hệ sau: „> > 4> da * Ví dụ ấp dụng:

Hãy xác định trọng lượng riêng, trong lượng riêng khơ ¿, độ rồng n, hệ số rồng e, độiolgd mức Q lồi ca lộ su yt nig nt ing Gao vg

thé teh V=59 em’, og lang miu dt Q= 116456, vi Ki sly kd mu dito

102,11 G, biết trọng lượng riêng hạt ạ=2.8 G/em”

Bai gti:

“Các chỉ tiêu được xác định như sau:

- fan lung tên cửa nữuđcy Q SAS 1.07 Glan! ~ Cơng thức xác định œ„ oa rg gt en Vo 1 28173 39173 Gee - Độrỗng.n 0.383 as 2 -Hesbiionee Tay pap om -Чảm;W 7 0139 139% W738, W 1730139 ~ Độ bão hồ nước: G ng.03831 063

L5, Các chí iê trạng thái của đắt Hiện nay thường dùng hai chỉ tiêu Độ chặt (D) đối với đất cát và độ sệt (B) đổi với

đất dính để nĩi lên trạng thải vật lý của đắt

“S1 Độ chột của đắt

“Các 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 thì thể ích 8 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)

“Trong 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 gi ị của độ chặt D người ta đưa ra tiêu chuẩn phân loại độ chặt của đất cát qua bảng Ngồi đểđ 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 chit vin 057 Ð 035 [Dit cá rời 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

15.2 D6 st cia di Dit di bao gm phn kn ta cb bat sé, hat koo ob hich thước rất nhỏ cổ các

trạng thấ như sau: ~ Khi khơ đt dính rắn cứng, trạng thái này là rạng thấi cứng

~ Khi âm đất dính do cĩ thể lặn được, trạng thái này được gọi là trạng thải đéo

- Khi quá âm đất nhão ra như bản, trang thi này gọi là rạng tái chấy “Các tạng thái này được biêu diễn qua hình I-4

‘Trang hii cimg Trang thii déo Trang tii chấy

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: - Độ dim lim cho đất chuyên từ trạng thấ cũng sang trạng ái do go là giới hạn Ao ky higu: ~ Độ âm làm cho dt chuyén rang thái dẻo sang rạng thi chảy gọi là giới hạn Wy

chây, ký hiệu Wo, - ĐỂ bit mẫu đắt ở rạng tái ảo người ta đồng chỉiêu độ ỹt(B) cơng thức xác định 9 st: WW WW % (12) “rong đĩ: 'Wa¿ đồ âm ở trạng thái giới hạn chiy `W là độ ấm tự nhiền của đắt

We 9 i ở tạng thái giới hạn dẻo :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

“rong quá tình tỉ cơng chúng ta phả biết đánh gi và hân li tính hình địa hilt lpi 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 2.1 Tée dung cia phong hố

21.1 Khải niệm “Tác dụng của phong hố l tác dụng làm phá huỷ và biển đổi thước, thành của đất đâ xảy ra do các ắc dụng khắc nhau của các nhân tổ khí quyển, như áp nhi độ, nước và sinh vật CQu tình phong hố khơng những ảnh chỉ ảnh h ưởng đến vật chất tự nhiên như l đắt đủ, mã cịn tức dụng vào các cơng tình nhân tạo, vật iệu xây dựng của con người "Các dạng phong bo đã được trình bày trong mơn bọc: Vậtiệu xây đựng

^ kề Nghiên cứu túc dạng phon ed ga im dct cng nh “Nghiên cứu phong hố theo quan điểm địa chất cơng trình được tiên hành theo các "bước: Mơ tả đặc trưng phong hố, đo tốc độ phong bố, xác định độ sâu cần đão bỏ đi của ắng 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 lại hố đều để li trên bề mặt ngồi ếtích tác dụng của nĩ, nên việc mồ tả đắt đá, phải làm kỹ và tồn iện Những đặc trưng b Š ngồi là màu sắc và đặc điểm của đá, mức độ và ính chất nứt vụn, thành phần kbống vật và cường độ ca đá, ‘Ve miu sic cn chi ý mồ tả từ tên xuống dưới, từ ngồi vio wong

Về ính nứt vụn của đ chú š các loại bệ thơng nứt n, hình dạng của các sản phẩm hong ts tr kh gi ‘VE thành phần khống vật chú ý khống vật của đá gắc, các khống vật thứ sinh

XŠ cường độ chị lực của đá phong hố chia lim 4 cắp: “Cấp I: Dàng bủa khĩ đạp vỡ Cs Diag hs She

Ci 3: Dũng ngĩn tay cĩ thể bĩp vụn (Cp 4: khẽ chạm đã mát vụn

Ngồi cơn lưu ý thêm một số đặc trưng như; độ âm, ính dnh, nh đèo

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 manh 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

, Xác định độ sâu đào bỏ đi của tẳng đá phong hố

Do bị phong hố, đắt đá làm nên cho cơng trình sẽ bị biển đổ ¡ các tỉnh chất vật lỹ và cơ học của nĩ Do đồ phải đào bỏ đi những lớp đất đá phong hố mà trê đỏ ta khơng xây dựng cơng trình được Việc đào bỏ tằng nào là một vẫn đề cần nghiên cứu tỷ mỹ VÌ Vậy phải phân tằng dựa vào các dấu hiệu của mức độ phong hố

2 Tác dụng địa chất cđa mương xĩi

221 Khái niệm “Tác dụng địa chất của mương xơi là tác dụng xơi mơn đất đã mềm rồi ở mái dc

vả vận chuyển sản phẩm xĩi mịn theo dịng nước tạm thời do mưa, kết quả lim cho bo

dốc bị đào x8 hoặc dốc đứng hơn uy mo mung i ch Ah nha thi iv c

“Tức độ phất tiên: mương xĩi h ụ thuậc vào năng lượng của dịng chấy và tính code cin at Ving mane, ign ỉ:h ty nước lớm đu mm xắm gc nghiện ở sườn đốc lớn thì mương xĩi phát triển rất mạnh

"Hiện tượng mương xơi làm giảm sự ơn định các mái đốc tự nhiên và nhân tạo

2.2.2 Các giai đoạn phát triển của muương xĩi Sự phát tiêm của mương xối được chỉa lâm 4 giải 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 rãnh nhỏ lượn theo sườn dốc ~ Gia đoạn khe xĩi phát tiến: Mương xĩi được kéo dài, đầu rãnh mương khơng tgìng lùi về phía phân thuỷ, phần cuỗi mương cĩ các vật liệu tích tụ khơng bên vững - Giai đoạn đáy mương tiến đến mặt cất cân bằng: tốc độ xĩi chậm lại, hai bờ

“mương mở rộng ra, mặt cắt đọc tồn bộ mương là hình cong lõm uốn đều, phần cuỗi "mương cĩ các vậ liệ tích tụ ổn định ˆ ii đoạn mương xối ngừng phát iển: ác dụng xĩi su và phá vách đã đứng, ‘ich mương đã họi, cây cĩ bắt đầu mọc trong mươngxối

2.2.3 NOi dung nghiên cứu và khảo sat vùng cĩ mương xĩi - Vẽ bình đỗ khi vực cĩ ghỉ rõ sự phân bổ các mương xơi

Nêu rõ tinh trang hig ti, dự đốn phạm vi mổ rộng của mương xơi = Do đạc quan trắc một số mặt cắt điễn hình

DE đánh giá quy mỗ mương sĩi đựa vào tên gọi trong bảng 8-

Trang 17

‘Bing 8.1: Quy mơ của mương xĩi

Độ lớn của mương Khe xơi nhồ 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 đị chất cũa dịng sơng 21 Khdl nif:

“Tác dụng địa chất của dịng sơng biểu thị ở trạng thái do 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

"tình đảo phá vận chuyển và tích tụ, là nhân tố chính làm thay đối địa hình và hình thái

“cuat một con sơng Phù sa được chia lâm bai loại - Phủ sa lơ hing 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 bồi bi

~ Phù sa di chuyển chuyển địch là là ở mặt đáy sơng Theo dịng nước, do sức diy

của nước hạt lọ đẩy hạt ki, do sốy nước nê loại phủ sa này nỗi lên hoặc chìm xuống Phi sa di chuyển cĩ tác dụng lâm thay đổi ding song

-53.1 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, Mặt dọc sơng

“Trong quá trình phát tiển củ a sing, ding sing s8 ob to ra mit c dt can bing die trưng của mặt cắt dọc sơng lãcĩ độ nghiêng giảm dẫn từ thượng lưu tới hạ lưu Mặt cắt căn bằng cĩ dạng Parnbon (hình 8.1)

(Thượng lưu “Thượng lưu

4 A

Trang 18

Ho 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 Hinh 8-1 cho thấy sơ đồ mặt cắt dọc của dơng sơng ở thời kỳ đầu và thi kỳ phất ¿

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 thốc vào bờ gây ra s ự phá bở

"Ngược lại ở các b ở bờ đối diện các điểm trên do lưu tốc đồng nước nhỏ, một số phủ sa

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 Cấu rung và Cậu lớn cần tránh đặt ở những nơi đĩ vì dễ mắt ên định do việc bị xĩi mỗ Cầu Mĩng trụ cầu trê sơng cần hải đặt sâu xuống mặt đắt căn bằng cia ding sơng để đảm bảo ổn định do việc xơi -ạưanh mơng trụ

.4 Hoạt động địa chất của Biển và Hồ

-3441 Khái niệm ven bờ Biển và Hỗ cĩ hàng loạt ác động địa chất rất phức tp Các hot 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 gây ên,sự phá hoạ của sĩng phụ thuộc vào cấu tạo của bở, bại động của bùn cát ở các cửa sơng đưa đến,

24.2 Seetgo thinh sing

Trang 19

Sĩng do gi tắc dụng vio mit n wie ty do lim cho cbc chit diém cia nước chấn động và truyền đi Sơng cơ các yêu tổ cơ bản là ngọn sĩng, lưng sáng, nh sảng, đáy xơng, chiều cao của sĩng, chiề dai ước sĩng "gọn sĩng là 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

Chiều cao sĩng là khoảng cách thẳng đứng giữa định sơng và đấy sơng

“Chiều đài bước sĩng là khoảng cách nằm ngang giữa hai đỉnh sĩng hoặc hai đầy

sơng kề nhau Chu đụ bre sting

$00 xing

đảng camila

———

Hình R3

Quan sắt thực tế ng ười tà thấy khi ổ c độ giĩ nhỏ; 0 8-1 nhỉ trên một nước bắt

đầu cĩ hiện tượng lăn tăn gợn nhỏ, khi tốc độ giĩ lớn hơn, nước bị ép diy vẻ phía trước

ên mặt đ ắc bai bên của sĩng khơng giống nhau, Khi giĩ mạnh làm cho phần bên rên, Gis sng mang hn hn ot sng trig chứ hứng Hi g ứng bọc

_3⁄4.3 Tác dụng địa chắt của sing

Sĩng tác đụng đổi với bở biển vã hở hồ làm cho hình thái và thành phần của chúng iến đối Một mặt sĩng xố vào phá bờ đất đá, mặt khác sĩng vận chuyển và ích tụ đắt đã Yð vụ n, bai mặt này thơng nhất với nhau trong quả trình ình thành bở biên bay bở bổ, tuy chẳng tiến bình đồng thời song song nhưng khơng cần bằng Vì vậy, dưới tác dụng của sĩng phần trên nước và dưới nước của mặt cắt ở bờ sẽ inhra biển đội hoặc ti tạo nh 84)

ry wit on | eg a wn

Trang 20

Minh 84

‘V8 tb dp hoi ci sing th phy ta vo 9b vt nim da it Nu ogi gg his ye a hh hi ga dụng vào ằng đã nằm ghếch lên phía sĩng, do đĩ cổ tác dụng phả hoại

Se eee a ee ees

‘ung đồ do ma sát lâm tiêu hao đi phần lớn năng lượng của sĩng lên giảm sự phá hoi của tổng No ẫ đã khơng dũng hả tỉ bở sề cĩ cu lạ ð dạng hức tp Si hog ta vi ly s ở bở m nh hoộng đa tính bửn vững của

các cơng trình ven bờ biến và hồ Bên cạnh đĩ sự tích tụ trầm tích gây ra hiện tượng cát

3.5 Đầm lầy

se là hiện tượng một vùng đất bị quá ẩm ướt hoặc b say tanto dong n tước

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 mo e dưới nước và ưa nước, cĩ lớp bùn đây hơn 20 em

dim | iy th wong hay gặp ở vùng của sơng ven biển, một số khu vực ở đơng bằng, các An EAISg 201?

2.52 Nguyen nhân phát sink ra iy Ly dye pit inh do hai nguyên nhân su

¡ ộ gồm những nhân i sh ia ign i th vn vi Gin © gi cơ khí hậu ấm áp, mưa nắng nhiều tạo điều kiện đâyc nhanh sự huỹ hoại của cấy cối ‘myenit to thành than bản, hoặc những nơi địa ình hằng phẳng, sự thốt nước xây ra chậm chap làm cho khu vực đĩ rắt dm ướt thỉ sẽ nhanh chĩng tạo thành lằy - Bao gằm các nhân tổ về địa chất như đặc tinh co hoc cia di, cu io din chit, se vận động của nước dưới đắc đầm lầy hay tạ thành ở khu vực đất đã liên kết kém, ting gà tốc sản ms ot ico ie n ca mmc mộ vnuớc ng

ở gần mặt đất

-35-3 Nghiên cứu lẫy theo quan điễm đị chất cơng trình Đối với cơng trình đường ơ tổ, ly thường làm biển dạng nền đường và cĩ thể phá

“hoại hồn tồn nên đường, Khí đầy lầy nghiêng cĩ thể làm cho nên đường bị di động

"gang cùng với hiện tượng lún "Để sử lý 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 21

26 Khai nigm "Đây là hiện tượng phản giải và hồ tan đắt đá do nước đư đấ tạo thành các hang

tốc kéo theo sự sụp đỏ hình thành cac phéu, hd va cic dang khác trong đất

“Các điều kiện cơ bắn tạo thành và phát triển Kacst = Think phn thạch học và bố học của đá

= Tinh thắm nước, chiều dày, nh nứt nẻ trong 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 vùng Kacstơ, vị trí sơng suối

= Bie tinh thực vật

~ Tỉnh hình thuỷ vẫn của vùng Kacst

2.6.2 Dia mgo ving Kacsto

“Cĩ các dạng - Loơng răng lược: Gẳm bệ thắng rãnh cĩ chiễ rng va chi sâu khắc nhau rên sau: Tmặt đã cổ khe nức - Động hút nước: là các giếng, hằm cĩ đường kinh tử 1 lƠm, sâu 10-20m cĩ thể thụ bút rất nhiều =H HE ong lộ tế HÌ it ey a nước dT thing hy he dng Lt nh i oh pi ae ph dư

ieee

‘Dé han ché sự phát triển và ảnh hướng của hiện tượng Kacstơ cĩ thể dùng các biện

pháp kỹ thuật - Đề phịng hồ 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 Cát chây -31L Khái niệm,

ok hls ia Nae ols 1p ads We Seb thường là cát, khi bị lộ ra cát

sẽ chuyển động và mang đặc tỉnh của vật thể chảy

Khi đảo hồ mĩng, áp lục thu ý động của nước tạo ra đo kết quả của việc giảm áp tuck nue trong đấ à nguyễn nhân căn bản đẫn đến hiện tượng cát chủy

2.72 Phin logt (Cit chy duge chiara tim hai loại:

~ Cát chảy gid: Khi đất đá khơng cĩ liên kết kiến trúc như cát và sạn cĩ kích thước khác nhau, chuyển sang trạng thái cát cháy dưới tác dụng do áp lực 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 bồ mồng cát chây hỗ mĩng cĩ nước trong hoặc bơi đục, nễ lấy cát đỗ quay với nước tong thỉ sẽ tạo thành

Trang 22

= Cit chy thật: Khi đắt đã cĩ liên ết ngưng tụ hoặc liên kết hỗn hợp như á xét á các iên kết kiên trúc với điều kiện cĩ các bạt sẽ và bạt keo cổ tính chẳng thắm tt

“Chúng chuyển sang trang thai cát chảy khí áp lực thuỷ động khơng lớn Đặc tính cơ bản

cia ct chy thật lành thốt nước rất yếu Nhận dạn cát chây thật là khi đào hỗ mĩng cắt chảy vào hỗ mĩng cỏ nước đục, nếu ấy cát đĩ quay với nước trong sẽ to ra hỗn hợp dye rt kh ing

2.8 Dit trugt “281 Khái niệm

‘Dit trượt là sự d chuyển của đất trên sườn đốc xuống chân dốc theo kiểu trượt

cdưới tắc dụng của trọng lực

Đất tượt xảy ra từ từ và cỏ khấi lượng lớn, đắt sụp xẩy ra rất nhanh và cĩ khối 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 ý các độc trưng sau (hinh 8.5)

- Mặt tược Là mặt xy ra sự đốt

Sẳy và đi chuyên của khối đắt - Chân tui (hoặc gắc tay) là — — Chếassstbdïvượt

đường xuyên qua mặt hỗn hợp của sườn đắc “cách thẳng đứng tính từ bễ mặt khối Chin yt - Chiu sâu khối trượt là khoảng ane trượi đến mặt trượt - Cung truợt là vết cĩ dạng lõm

tạo thành ở suờn do khối đất uot gy ra

2.82 Diu higu trugt

“Thường hay gặp các dấu hiệu su: - Khe

nứ Lưược Loại này tạo thành trong giả đ cạn đầu của hin, tượng trượt, các khe nứt lĩc đầu bé và ngắn, được phân bổ ni re - Đi trượt là một đoạn dải đắt đã

bị trượt Lapel arate

tượt - Đề gần khổ rượi được tạ thành a | dọc theo chân khối trượt đo khối đất trượt dịch chuyển

đây đẫtdần lên, :

Hiện tượng cĩ nước đọng giống như một vũng lẫy nhỏ

liện tượng cây cối tại thân trượt bị nghiêng ngả

~ Thể nằm của đất đã bị thay đổi

243 Neuen nhân gây r đắt mượt

Hiện tượng đất trượt thường do các nguyên nhân sau:

Trang 23

- Do xơi min ei cd dng nude mặt tạo lên những mương rắnh trên sườn đc, tây xơi mạnh chân dốc làm bở rời đắt, ~ Đơ đơng nước ngầm ơi kẻ các ạt đất ở sườn đốc

~ Dĩ tăng tả trọng ở sườn đốc „

~ Do nước mưa thắm vào sườn đốc

Trang 24

“Chương 3: Các phương pháp khão sắt địa chất cơng trình

T:Fhệc đụ chế cơn nh “rước khi thiết k cơng trình Cầu đường cẵn phải cĩ ác ti liệu về điều kiện địa chất cơng tình chung của một vàng rộng và dọc theo uyễn đường định xây đụng "Những dì liệu cĩ thẻ thu thập được bảng cách tên bảnh khảo át địa chất cơng trnh Cơ sở để tến hình khảo sắt địa chất cơng eình là bản đồ địa chất của khu vực xây dựng cơng tình, Dựa vào bản đồđịa chất kh vực ến hình việc đo v địa chất cơng tình the lộ tỉnh Trong quá tình khảo át địa ch t cơng trình phái mơ tá, ghỉ chếp vào nhật

ký chuyên mơn về thình phần, đặc điểm của đắt đá, đều kiện phân bố và thể nằm cũng như chiều dây của các lớp dit i Khảo sá địa chất cơng tình cần gi quyt các vẫn để sau:

~ Nghiên cứu hình đạngđịa hình, xác định nguồn gốc phát sinh và mức độ ổn định của địa hình, về khả năng cĩ thể xây dựng cơng trinh trên đĩ ~ Nghiên cứu và đành dẫu tên bản đồ câu ạo địa chất của vùng khảo át bằng các

cách:

cá pita ov emi và lên bản đồ nh v8 mde sb mt ia ey th + Tiền hành cơng tác thấm dị (bằng ác lỗ khoan, lỗ đào) + LẤy mẫu đất đã và mẫu nước để thí nghiệm trong phịng

- Phân tích và nghiên cứu quả trình địa chất và những hiện tượng địa vật ý, phán đốn khả năng phát inh của chúng khi xây đựng và hai thắc cơng trình

~Timi mỏ vật liệu thiên nhiên như: đá, cuội sỏi, cát, đắt

“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 c độ khĩ dễ trong khi thio cơng cũng như sự

tác động của quá trình thì cơng và khai thác cơng trình sau này

` Khảo sát địa chắttại hiện tường

Mặt cắt địa là một mặt thẳng ding qua địa hình, trên đĩ thế hiện chiều dày,

phạm v phân bồ của các tằng đắt đĩ, ị tí các lỗ khoan thăm dị, Mặt cắtđịa chất được thể hiện như hình 8-7

Trang 25

“Chương 4: Các ính chất vật lý của đất

'Khi xây dựng cơng trình trên nền đắt hoặc các cơng trình bằng đất như đê, đập,

đường sả chúng ta đều cần biết các tính chất cơ học chủ yêu của đầt đ, đĩ là tính chu én, tinh cổ kết và thắm nước, nh chị cắt, nh chịu đầm nén, -+1 Tỉnh chất hịu nến của đất:

-4-LI Thí nghiệm nén đắt ở hiện mờng: ĐỀ nghiên cửu tính chịu nén của đất nÊn người a thường đảo mộ t hỗ đến lớp đất cẳnđịt mộng, Dùng mộ bản cứng bằng bề ng hoc gang cd din tích F =0 5 m hoc

F = 10 mỂ hình trên hoặc vuơng () Đặ bán này xuống đây Trên mặt bản đựng một trụ đỡ cĩ khắc vạch G) và bản gia tả (3) dụng cụ đo lên (4) như hình 2-L N t st Mình 2.1 Hình 22 "Người ta đặt một ải rọng 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 thời điểm qua kim (4) cho đến khi ngừng lún Lẩy các số liệu thủ được ta vẽ được biễu đỗ như hình 2-2 gọi là biểu đỗ “Độ lún - thời poly

‘Qua hình 2- 2 chúng ta thấy rằng dưới tác dụng của một tải trọng mio đĩ thỉ độ lún ‘cia bản tăng lên theo thời gian, đầu tiến tăng nhanh sau giám dẫn, đến một thời gian nào

đố tì ngừng hẳn

ĐÊ 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 về 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 sẵn như là đường thẳng Sau đĩ độ cong tăng lên ch

‘mg tơ độ lún tăng lên nhanh hơn Đến một giá trị nào đĩ độ lin tăng đột ngột là đắt bị

hả hoại Giá tị ải trọng đĩ gọi là giới hạn Pø,

Trang 26

KY

“

Hình 23

Nếu tăng tải trọng đến một giá tị Pị < Pa rồÌa giảm ải trọ ng, tong gu tình giảm ải cũng theo dõi độ in chủng ta nhận thấy độ in của bản cĩ giảm đi (ức là đất cĩ tng cao Kn) Hinh 2-4 cho ta thấy đường giảm ti (23), Đoạn Sạ là biển dạng đân hồi của nên, Đoạn Sụ l biển dạng dư của đấ "Đường "chẩm chẳm” (24) thể hiện quan bệ “Độ lần - tải rọng” 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 P rồi lại giảm đến hết, lập chu kỳ nhiu lẫn

ta thấy đường quan hệ “Độ lún - tải trọng * như hình 2.5

Tình 2.5 biểu diễn quan hệ P-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 tở thảnh đường thẳng

-31.3 Thí nghiệm nén đắt trong phịng:

7 ats el omy ching we ce vie ok te Hip os le (I) es

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 2,6

“Tác dụng lục nền lên mẫu theo từng

Trang 27

trng 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 ải trong Py S : Độ lần 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 = m 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 Hệ số nén lớn

"rên hình 3-7 : Nếu tải rọng P khơng lớn bơn P nhiễu, đoạn đường cong nén cổ

Trang 28

Bang 2.1: Đánh giá ính nén lún của đất Hg sb a (em ND “Tính nến làn của đất <0001 "Khơng cĩ tính nén lún 000) — 0.005 “Tịnh nến lún nhỏ, 0005=001 00101 “Tink nén lún lớn “Tính nến lún vừa >0 “Tính nên lún rất lớn b, Cơng thức ính lún:

hiếp mẫu đt, ta bit ứng với áp lực Fị mẫu đất cĩ chiều cao hụ sau khỉ tăng áp 1e lên P; mẫu đắcĩ chiều cao họ DS hin cia mul: 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 thé 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 (¢) 3)= a(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 th 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 lõn của đất dưới tác dụng của tối trọng khơng xây ra ác tị mà kéo đà heo tơi gian, Khoảng thi gian lâu huy chơng tuỷ thuộc vào ừng logỉ đắc Đối với đắt cát cui sồi thường độ i chim dit sau một thời gian ngắn do tác dụng của tả trọng lâm các ạt sắp xếp hại Đi với đt dính thời gian lún kéo ài rắ lầu, nguyên nhân là do sự sắp xếp ại các hi đồi ồi phải ph vỡ các liế Xết keo dính giữa chúng, ngồi ra nêu rong 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 Hi in theo

GEaginienpilicbtathin co itd 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 thế đối với đắt này, để nghiên cứu hiện tượng thắm , cĩ th áp dụng định luật Đai

Q=kFlr en

“rong đĩ:

.Q lượng nước thắm qua mặt cất 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 ư vậy, định luge thi 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 gian l v:

Q

v= Fi thìcơngthức cố đạng:v=kJ (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 thấm khi (Građien thuỷ lực J = Đơn vị của kIà cm

Hệ số thắm k là một đặc trưng an trọ ng để đánh giá tính thắm của đắt Mỗi loại

Trang 30

4.2.2 Các nhân tổ ảnh hung din tinh thắm của đắc

ĐĐắt thắm nhiều hay í lã đo ấnh hướng của nhiều yếu tổ, rong đĩ phải kê đến điều Äiện 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 bổng và lượng chứa các khí kí

“Trong quá trình tổ ti, các lớp đất ngày cảng bị né chặt dưới trọng lượng củ a các lớp tạo thành au lắng dong ngiy cing 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 đến kích đạn dong ch, Lạnh hong lộ km do địch hong sen của đất Đắt cát cĩ kích thước lỗ bơng lớn, hơn nữa trong đất cát

Seo Snare caceraeae aetna meen eee

<6 mde két hgp bao boc, nén tính thắm bé ‘Thanh phin dung dich nade i hing dk burg déa inh thim cia dit thing qua co shế của sự ao đội in làm cho chiêu dây mảng nước kết hợp bao bọc ạt đất tăng hoặc giảm, dẫn tối ính thấm của đất sẽ tăng giảm theo

Ảnh hưởng của khí kín đố với ính thắm của đắt 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 43.1 Thí nghiệm cắt trực đip: + S x< 2 ĐỂ xác định cường độ chống 1

cắt của đất, hiện nay người ta hay

dang máy cắt rự tiếp 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 dưới 3), bá phần Hình 24 cây cĩ thể rượt 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 ác dạng 2 lực ngang ri chiều T tạo ra ứng suất ctở mặt phẳng chịu cất là T

=F

Lye T duge ting din cho én ki hai phi (2) vã (3) trượt lên nhau ch ứng tơ mẫu đất đã bị cấc Cĩ nghĩa ứng suất cắt đã bằng cường độ chống cắt cđa 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 rởi: Lim thi nghiệm cắt với mẫu đắt cát dưới ác dụng các ứng suất nén khắc nhau sẽ thụ được các cường độ chống cắt tương ứng Th dụ: Sy OS "Đừng ác sổ liệu trên về thành S biểu đồ quan hệ" -S” đồ là một 6 đường thẳng đi qua gốc tọa độ như 1 inh 29 or2ag Hoh 29 No gợi gĩc nahin cm dmg thing li „ta cĩ tiết phương tình 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 ‘Quah 2-10, athiy duimg & cường độ chẳng cắt của đất dĩnh phụ

thuộc vào ứng suắt nên khơngđi —— Sg sua gốc toạ độ mà cắt ở trụ tung SỐ $2

.ớ một điểm cĩ giá trị đúng bằng lực + dinh đơn vị của đất c

Trang 32

thẳng là ,tacĩ phương tình =“= ; inh 2-10 =e te ey "Người ta cho rằng tg biểu hiện sự ma ái Nên gĩc nghiêng gọi là gĩc ma sắt trong 'Với tự = f (hệ số ma sắt rượ), ©: biểu hiện sựiên kế giữa các bạ, nghĩa là khi biển dạng cịn ắt nhỏ đất dính đã cĩ một cường độ chẳng cắt nhất định

-4-k2 Các nhân ổ ảnh hưởng đến cường độ chống cắt của đắt:

Do cấu tạo b ân thần phức tạ, các lo i đất trong thiên nhiên khơng phải lác nào

cũng cỏ cường độ ch ống cắt nhất định, trái lại sức chỗ ng cắt của đắt lä một đặc trưng cĩ

tinh chit thay đội và tỷ thuộc theo điu kiện mỗi nơi mỗi lĩc mà cĩ những gi trị khác nhau, thự tế thấy cĩ các nhân tổ ảnh hưởng đến cường độ chống cất như sau:

~ Thành phần khống, hình đáng và cắp phối hạt đắt Với đất rời hạt cảng to đều, hin ding cing ghỗ ghề gĩc ma sắt trượt trong cảng lớn thì cường độ chẳng cắt cảng lớn

‘Voi đất dinh, ngồi hình dáng và cấp phối hạt thì thành phần khống cịn quyết định cần dà 4) ch p rộng ứng mạ oh bing ee th .C và cường độ chống cắt của ~ Ứng suất pháp trên mặt cắt ứng suất làm tăng lực mma sắt và lực liên kết giữa các bạt đất ~ Độ chặt ban đầu Đắt cảng chặt thì lực ma sát và lực hút giữa các hạt đều lớn, do đồ cường độ chống cất của đất cũng lớn

~ Độ ấm độ âm thay đối sẽ ảnh hưởng đến gĩc ma sát trong, và chiều dày lớp nước mảng mĩng, trong đắt dính, nên cường độ chống cắt cũng thay dồi ở đất rời kh độ âm tăng, gốc mã sắt rong giữa các hại giảm nên cường độ chống cắt giảm ở đấtdnh, khi độ ấm cng lớn, chiều dày của lớp nước màng mỏng sẽ cảng lớn, độ chặt cũng như lực dinh giữa các hại giảm, cường độ chống cắt sẽ giảm đi

4.4, Tinh chit đầm nén của đất đắp:

“Trong thực tế chúng ta thưởng thấy cĩ những con đê, con đường đắp bằng đất ở

‘hit ng cing tinh my, dit tr thành vật liệu xây đụng và chịu lực chủ yếu, Để đảm báo

cho những cơng trình này ổn định và chịu lực tốt, đất phải được đầm chặt bằng các dụng

‘ey dim len

'Qua nhiều kết quả nghiên cửu cũng như kinh nghiệm thức tế, người ta thấy rằng độ chat cia dit dip phy thud chủ yêu vào cơng đầm lên đất, năng lượng đằm lên càng lớn

thì cảng đạt được độ chặt lớn Ngồi yếu tổ trên người ta cũng thấy n êu cho thêm nước By nh pin dc ảo đất, thì đễ đằm chặt bơn, đây là do nước làm giảm ma sát gỉ ữa các h gt đt hoặc giá Cừ co thên mức cng en cho, tg én mot giá tỉ của độ âm, nu quá giới hạn này, lượng sẽ Trúc của dự da cơ bạc DỤ ta náo aaa heap akon ts

Trang 33

‘im tốt nhất Wọ Trọng lượng riêng khơ ứng với độ Ẩm tốt nhất gọi là trọng lượng riêng

Trang 34

“Chương 5: Ứng suất trong đất 5.1 Khái niệm chung:

Mu ồn nghiên cửu tính ổ n định, cường độ chịu tải vả tỉnh hình biến dạng của đất

sễn, cũng như muổ n tính tốn mĩng và các cơng trình xãy dựng rong đã, cân phải biết ang th ing cine trong pam nein ci Tr angi ng mt tong dove

đặt trưng bằng các ứng suất pháp và ứng suất tiếp sy nding st do wong nos yn cb go là ng sul bin thi: ng sul “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 thim gay nén; img suắt ép xúc, tức là áp Ìực do tả trong bên ngồi tác dụng lên đất nền ở chiều su đáy mĩng Vì mỗi loại ứng suất cĩ những đặc điểm khác nhau cho nến cách tính tốn cũng khơng giống nhan "Đã từ lầu người a quan tâm giải quyết vấn để này cả trê Tinh v ực nghiên cửu lý luân và thực nghiện Cho đến nay, rong việctính tốn sự phân bổ ứng suất vẫn áp dụng các cơng thức của lý thuyết đản - 1ã một vật thể nhiều pha, giữa các hạ đất cĩ lỗ bắng Tái trong the dang trên eeshột đất thơng qua các đ iễm tiếp xúc giữa chúng mà truyền đi từ bạt này sang bạt khác Nội ứng suất của đất "tại một điểm” là nĩi ứng suất trung bình gi định tại điểm

đỡ trên một đơn vị tiết điện của các hạt đắt và lỗ hồng, chứ thực ra khơng phi là ứng,

suất tác dụng lên hại đất

Ngồi ra cin chi ý rằng tr j số ứng suất mà 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 thấ ty nhiên cũng đã chịu một ải ng 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 dit 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 chiêu sảu của lớp đất muốn tính =.h đi)

Trong đốc ™

trong lugng riêng của đất tự nhiền

hh: chiều sâu cách mặt đất điểm mu tính

S21 Nin đắt khơng đằng nhắt Nếu nền đắt cĩ nhiễu lớp đắt khác nhau th ứng sult bản thân được xác định theo sơng thức:

Th 2)

Trang 35

“Trong đĩ: : trong lugng riéng cia lop thứ ¡

chiều dây lớp đất thứ bên trên điểm muốn tính

Nếu đất khơng no nước, là trọng lượng iễng ứng với độ ẳm thiên nhiên Nế đắt n ẩm dưới mự e nước ng Ìm và là loại đắt th êm nước thì rong cơng thúc (3-2) phải dùng trọng lượng riêng của đắt trong nước á Lực đẫy Arsimet khơng cĩ tác dụng với các lớp đất sét chặt mà thực ế cĩ thể coi là khơng thắm nước Hình 3- 1 mình boạ phương pháp ‘inh

(Qua cing thi (3.1) vi (3.2) vi hin 3.1, ta thấy biểu để phân phối ứng su bản thân của đất cĩ một số nhận xế sau:

~ 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 he tại nơiiếp xúc giữa ba lớp

- Biểu đồ ứng sut bản thân cĩ bước nhảy ti mit ting lp dit khơng thắm nước,

giá trị bước nháy bằng trọng lượng của lớp nước đẻ lên nĩ

- Với lớp tri bị ngâm trong nước, kh tinh ton phi dng trọng lượng riêng đẩy nỗi của đắt

$3, Phân bổ ứng suất do tả trọng ngồi gây nên trong nỀn đồng nhất: %8I Tác dạng của lực ập trang thẳng đứng:

“Trong thực tế, trường hợp lực tập trung tác dụng trên đắt n ễn khơng gặp Tải

trong bao gid cing thing qua đây mĩng mà ruyễn tới đ nên rên một điện tích nhất định Mặc đồ vậy, bài tốn ác định ứng suất rong đất dưới tác dụng cđa lục 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

.a, Trường hợp tác dụng là một lực tập trung thẳng đứng : `Ở bài tốn một lực ập trung thẳng đứng tác dụng trên mật đất chỉ xế đến thành đRÃn tự nẫ th Sản đực rc ng ơng s vi nụ nắn ngờ do me tập trung gây rà,

Giá sử cĩ một lực tập trung P tác dụng trên mặt đất, ta cần xác định ứng suất phụ

thêm do lực P gây ra gi điểm Mở độ sầu Z (m) trong đắt

Trang 36

0 | oars | 058 | 02313 0.02 | 0.4770 | 0.60 | 0.2214 ‘04 | 0.4756 | 0.62 | 02117 0.06 | 0.4732 | 0.64 | 0.2024 008 | 0469 | 06 | 0.1934 0.10 | 04657 | 0.68 | 01846 0.12 | 04607 | 070 | 01762 014 | 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 02605) (02518) 1.12 | 0.0626 170 00558 | 1.68 | 450 1 00002 S00 | 0.0001 ois 1.14 | 00595 | 172 35.00) 0.0000 “Từ cơng thức (3.4) và bảng 3.1 ta nhận thấy:

~ Khi tăng tì„ cảng giảm , chững tơ ứng sắt tại những điểm nằm cảng sâu trong cảng giảm nhỏ, hay nh hưởng lực vào đắt cảng nhỏ,

~ Khi tăng th hệ số k giảm và ứng sut phụ thêm , cũng giảm, chứng tỏ rằng đ củng độ sâu điểm nằm cảng xa lực P ứng suất phụ thêm cảng giảm

Trang 37

b, Trường hợp cĩ nhiễu lực ập trưng cùng ác đọng" sắc định ứng suất phụ thêm do các Pi lực tập trung đồng thời gây ni tại một điểm, t dùng nguyên lý — —g “cộng tác dụng ZL 'ụ Pa, Pạ, cùng tắc dụng lên mặt ze đãt như trên hình 34, thì tại một Ÿ 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 đồ bệ số ki phy thuge vio ti sb voi) Khoding eich ti diém M nim su 2 (rm) tte đừng đi qua điểm đặt lực P,

Ví đụ tính tốn

(Co mot lve thing đứng P = 6.10” KN, tác dụng trên mặt đất Hãy tỉnh ứng suất

iis Gea Mĩ ARM SE, 961490 Bi 10852011404 M0623)

Mình 3-5

P-e10ƯN

Trang 38

Giải Hinh 35 T, Ta cĩc 21 8) oa bing 31 mde ka #0478 m1 205 tra bing 3-1 ta duge ky = 0.2733 rc2 # 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 su „ của những điểm nằm trên mật phẳng song song với mt dt va cách mặt đất 2m, như trên hình 3-5 3-2 Tải rọng phân bổ đều trên điện ích chữ nhậc Bài ốn xá định ứng suit rong đt khỉ cítc dụng của tải trọng phân bổ đều tên in eh ch 9 fe nu Hh x4 Ct i wn coo ng Gone in Bức in

Jbutxinet Muốn thể, lấy một điện tịch chịu tải vơ cùng bé Tai tro ng tác dụng trên đĩ cĩ,

thể thay đơi bằng một lục tập trung tương đương áp dụng cơng thức (3-3), tính tại mộ +diễm M nhất định, rồi ính phân theo ai hướng tứ -lụ đến + ụ vả từ ~ bị đến + bị Ta sẽ được cơng thức tính ứng sắt dưới tác đụng của ti tọng phân đều trên diệ tích chữ Thật

Trang 39

Minh 3.6

Kt qui ii bi to wn vi in cho tn tn gu 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 đồ: P : cường độ ải trong pin bi db L 2

Hệ số kọ phụ thuộc vào số = D và = tabing32 1 z Hệ số kạ phụthuộc vào tisố = b va = 6 trabing33 “Chú ý: b : cạnh ngắn hình chữ nhật 1: cạnh dài hình chữ nhật Bang 3.2 : Giá trị hệ sé ko 1 we 1 1s 2 3 6 10 20 | máng ốn 025 | 0808 | 090 | 0908 |0912 | 0934 | 0540 | 0980 | 096, 03 | 0606 | 0716 | 0734 |0762 | 0780 | 0792 | 0830 | 082 1 [0.386 | 0428 | 0.470 [0500 | 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 Cơng thức (17) dàng tương đồ Ì ệu, vi nĩ cho phép tính ứng suất ti các điểm pháp điểm gắc wine hing ing hg hing ue ih nà ga nộ đếm

Reaves Roca là hong pony il gc i Bi din angi ttn pt didn

tc, thin Gila pc ca cde Minh ch nt, đồng nguyên ý cộng túc đụng đ oh

tốn Cĩ 3 trường hợp như ở hình 3-7

Trang 40

bide M pm og hinh cpa