CƠHỌCĐẤT cách phân loại và xác định trạng thái của đất rời dùng thành phần cấp phối hạt để phân loại đất rời phân loại đất rời

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM KHOA XÂY DỰNG CƠ HỌC ĐẤT BÀI TIỂU LUẬN CUỐI KỲ GIẢNG VIÊN : TÔ VĂN LẬN SINH VIÊN : TRỊNH CAO HUY MSSV: 19520100107 LỚP : XD 19 TP HCM 11/2021 CÂU Cách phân loại xác định trạng thái đất rời? - Dùng thành phần cấp phối hạt để phân loại đất rời - Phân loại đất rời a b) Trình bày tóm tắt thơng số để xác định trạng thái đất rời? CÂU TÍNH TỐN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN THEO LÝ THUYẾT COULOMB A) Tính tốn áp lực chủ động lớn Phương pháp giải tích Hình (a) sơ đồ tính áp lực đẩy áp lực chủ động đất theo lý luận Coulomb Trong ABC khối trượt, BC mặt trượt giả định Các lực tác dụng lên khối trượt gồm có: W - trọng lượng khối trượt ABC; R - phản lực mặt trượt BC làm với pháp tuyến mặt góc φ; E - lực đẩy đất làm với pháp tuyến lưng tường góc δ; φ - góc ma sát đất đắp sau lưng tường; δ - góc ma sát lưng tường đất đắp Phản lực R vả E nằm pháp tuyến Điều kiện để khối trượt ABC cân đa giác lực phải khép kín Từ đa giác lực ta có: +Trong γ, H, α, β, φ, δ biết cịn ε góc nghiêng mặt trượt giả định để xét cân khối trượt +Xác định Emax =0 Điều kiện cho phép xác định góc εgh mặt trượt tương ứng với giá trị cực đại Emax Trong đó: Kcd - hệ số áp lực đất chủ động theo lý luận Coulomb; H - chiều cao tường chắn; γ - trọng lượng riêng đất đắp; φ - góc ma sát đất đắp; δ - góc ma sát đất đắp lưng tường TÍNH TỐN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN THEO LÝ THUYẾT RANKINE +Tính tốn áp lực chủ động Hình (5.17) tường chắn với lưng tường thẳng đứng, mặt tường trơn nhẵn, mặt đất nằm ngang Xét trạng thái ứng suất điểm M ta có: σz = γz = σ1 (a) pcd = σ3 (b) - Vì điểm M trạng thái cân giới hạn nên ứng suất M thỏa mãn điều kiện cân giới hạn Morh - Coulomb: σ1 = σ3m + 2c (c) Với m = tg2 (45o + φ/2) - Thay (a) (b) vào (c) ta có: γz = pcdm + 2c - Rút ra: pcd = γzKcd - 2c +Trong đó: Kcd hệ số áp lực đất chủ động theo lý luận Rankin: Hình 5.17 Tính toán áp lực chủ động theo.W Rankin - Tổng áp lực đất chủ động: Ecd = +Tính tốn áp lực bị động γH2Kcd Hình (5.18) sơ đổ tường chắn bị ngoại lực xơ phía sau (về phía đất đắp) Khi khối đất đạt trạng thái cân giới hạn bị động thành phần ứng suất M là: σz = γz = σ3 (a) pbd = σ1 (b) Thay (a) (b) vào điều kiện cân giới hạn Mohr - Coulomb, ta có: pbd = γzKbd + 2c Trong đó: Kbd - hệ số áp lực bị động theo lý luận Rankine: Kbd = m = tg2 (45o + φ/2) Hình 5.18 Tính tốn áp lực bị động theo W Rankine Biểu đồ phân bố cường độ áp lực nêu hình (5.18c), biểu đồ có dạng hình thang Tổng giá trị áp lực đất bị động tính diện tích biểu đồ hình thang: Ebd = +Điểm đặt trọng Trường hợp đất rời (c = 0), từ công thức suy ra: - Cường độ áp lực đất bị động: pbd = γzKbd - Tổng áp lực đất bị động: Ebd = CÂU B=1.2m , L=1.8m, Số hiệu lớp đất số w = 18.4 kN/m2 = 1.84 T/m2 đn = 8.8 kN/m2 = 0.88 T/m2 BÀI LÀM A) Tính tốn độ lún góc móng? Đổi đơn vị p = 235 KN/m2=23.5 T/m2 - Chia đất thành nhiều lớp phân tố Chọn bề dày lớp phân tố hi= 0.4xB= 1.2x0.4= 0.48 (m) - Do độ sâu chơn móng hm= 1.7m , cao độ mực nước ngầm h (MNN) = -3.6m nên lớp phân tố thứ có bề dày h1 = 3.6-1.7 =1.9 (m) - Các phân tố cịn lại tính từ mực nước ngầm có hi =0.48 m Ứng suất trọng lượng thân Pdz = ihi - Dung trọng tự nhiên : w = 18.4 kN/m2 - Dung trọng đẩy : đn = 8.8 kN/m2 - Ứng suất trọng lượng thân MNN Pdz = (hi+hm)x w - Ứng suất trọng lượng thân MNN Pdz = h Ứng suất tải trọng zp = kgp +Áp lực gây lún đáy móng P= po x whm +Ứng suất gây lún độ sâu z kể từ đáy móng zp = kgp MNN x w + (hi- 1.9) x đn Với: kg = f(l/b; z/b) -Trường hợp L/B =1.5 m + Trên MNN : Ϭzd = (z+1.7)x w +Dưới MNN : Ϭzd = 3.6x w +(z5-z4)x đn KẾT QUẢ SẼ RA TRONG BẢNG SAU : Xác định chiều sâu vùng chịu nén H : - Từ bảng tính tốn phân bố ứng suất trên, nhận thấy độ sâu 3.98m kể từ đáy móng có : Ϭoz = 0.786 (T/m2) ≤ 0.2Ϭzd = 0.2x9.158 =1.83 (T/m2) Như vùng chịu nén xem kéo dài đến độ sâu 3.98 m ( 5.68 m kể từ mặt đất tự nhiên) Tính tốn độ lún cuối cùng: 10 +Xác định P1i P2i + Xác định e1i e2i từ đường cong nén với :P1i có e1i, P2i có e2i +Độ lún cuối sử dụng cơng thức +Kết tính tốn độ lún ứng suất gây lún móng 11 > Độ lún góc móng S = 0.0264 m = 2.64 cm B) So sánh độ lún tâm móng (Đã tính tập lớn) độ lún góc móng? Độ lún góc móng nhau? Khi có cặp giống độ lún góc móng khác nhau? → - Đơ lún tâm móng S= 0.0556 m = 5.56 cm - Độ lún góc móng S= 0.0264 m = 2.64 cm Độ lún tâm móng lớn độ lún đáy móng khoảng lần độ lún đất phụ thuộc vào ứng suất phụ thêm địa chất khu vực Địa chất khu vực không thay đổi mà ứng suất phụ thêm thay đổi từ tâm móng ngồi góc móng + Độ lún góc móng nhau? Để độ lún góc móng lớp đất đáy móng phải thỏa : - Một địa chất chúng - Hai ứng suất phụ thêm góc 12 CÂU 4: Kích thước b = 1,6 m, l = 2,0 m Chiều sâu chơn móng h = 1,5 m Nền lớp đồng cát pha dày -IL = 0,4 -γw = 18,2 kN/m -φII = 20o -γbh = 20 kN/m3 -cII = 20 kN/m2 -No= 600 kN -γtb = 20 kN/m3 -γn = 10 kN/m3 + u cầu: Tính tốn kiểm tra điều kiện áp lực đáy móng trường hợp sau theo TCVN 9362:2012: a Mực nước ngầm cách mặt đất 0,6 m? + Áp lực đáy móng ptb: 13 Ptb = + tb.hm = 1.6006 + 20.1,5 = 217,5 (kN/m2) + Sức chịu tải tính tốn Rtc: Do đất lớp, đồng chất cát pha dày có IL = 0,4 nên tra bảng m1 = 1,2 m2 = - Do số liệu tra từ bảng nên ktc = 1,1 - Vớitra bảng tìm được: A = 0,51; B = 3,06; D = 5,66 - Mực nước ngầm cách mặt đất 0,6 m (nằm khoảng từ mặt đất đến đáy móng): + đn = bh - n = 20 – 10 = 10 (kN/m3 ) II = đn = 10 (kN/m3 ) + II’ =ℎ =1,5= 13,28 (kN/m3 ) - R theo TCVN 9362:2012 ta có + ℎ + (ℎ − ℎ ) 18,2.0,6+10.(1,5−0.6) R = 1,2.1,11 (0,51.1,6.10 + 3,06.1,5.13,28 + 5,66.20) = 198,889 (kN/m2) + Kiểm tra điều kiện ptb ≤ R: Ta có ptb = 217,5 (kN/m2 ) ≥ R = 198,889 (kN/m2) →Vậy không thỏa điều kiện 14 b) Trường hợp mực nước ngầm cách mặt đất 3,0 m? + Áp lực đáy móng ptb: Ptb = + tb.hm = 1600.6 + 20.1,5 = 217,5 (kN/m2) + Sức chịu tải tính toán Rtc: Do đất lớp, đồng chất cát pha dày có IL = 0,4 nên tra bảng m1 = 1,2 m2 = - Do số liệu tra từ bảng nên ktc = 1,1 - Vớitra bảng tìm được: A = 0,51; B = 3,06; D = 5,66 - Mực nước ngầm cách mặt đất 3,0 m (nằm khoảng từ mặt đất đến đáy móng): + đn = bh - n = 20 – 10 = 10 (kN/m3 ) 15 - + II = w = 18,2 (kN/m3 ) + II’ = w = 18,2 (kN/m3 ) R theo TCVN 9362:2012: R= 1,2 1,1 (0,51.1,6.18,2 + 3,06.1,5.18,2 + 5,66.20) = 230,825 (kN/m2) + Kiểm tra điều kiện ptb ≤ R: Ta có ptb = 217,5 (kN/m2 ) ≤ R = 230,825 (kN/m2) →Vậy thỏa điều kiện c) Trường hợp mực nước ngầm cách mặt đất 5,0 m? 16 + Áp lực đáy móng ptb: Ptb = + tb.hm = 1600.6 + 20.1,5 = 217,5 (kN/m2) + Sức chịu tải tính toán Rtc: Do đất lớp, đồng chất cát pha dày có IL = 0,4 nên tra bảng m1 = 1,2 m2 = - Do số liệu tra từ bảng nên ktc = 1,1 - Vớitra bảng tìm được: A = 0,51; B = 3,06; D = 5,66 - Mực nước ngầm cách mặt đất 5,0 m (nằm khoảng từ mặt đất đến đáy móng): - + đn = bh - n = 20 – 10 = 10 (kN/m3 ) + II = w = 18,2 (kN/m3 ) + II’ = w = 18,2 (kN/m3 ) R theo TCVN 9362:2012: 1,2 R = 1,1 (0,51.1,6.18,2 + 3,06.1,5.18,2 + 5,66.20) = 230,825 (kN/m2) + Kiểm tra điều kiện ptb ≤ R: 17 Ta có ptb = 217,5 (kN/m2 ) ≤ R = 230,825 (kN/m2) →Vậy thỏa điều kiện 18 19 ...CÂU Cách phân loại xác định trạng thái đất rời? - Dùng thành phần cấp phối hạt để phân loại đất rời - Phân loại đất rời a b) Trình bày tóm tắt thơng số để xác định trạng thái đất rời? CÂU... nghiêng mặt trượt giả định để xét cân khối trượt +Xác định Emax =0 Điều kiện cho phép xác định góc εgh mặt trượt tương ứng với giá trị cực đại Emax Trong đó: Kcd - hệ số áp lực đất chủ động theo... bị ngoại lực xơ phía sau (về phía đất đắp) Khi khối đất đạt trạng thái cân giới hạn bị động thành phần ứng suất M là: σz = γz = σ3 (a) pbd = σ1 (b) Thay (a) (b) vào điều kiện cân giới hạn Mohr