PowerPoint Presentation Presented by Ts Nguyễn Bá Phú Email nbp ktxd iuh@gmail com http //ce iuh edu vn/ts nguyen ba phu Khoa Kỹ thuật Xây dựng Trường Đại học Công Nghiệp Tp HCM Nền Móng Công Trình Ch[.]
Khoa Kỹ thuật Xây dựng Trường Đại học Công Nghiệp Tp HCM Nền Móng Cơng Trình Presented by: Ts Nguyễn Bá Phú Email: nbp.ktxd.iuh@gmail.com http://ce.iuh.edu.vn/ts-nguyen-ba-phu Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Phần 1: Tính biến dạng lún móng Phần 2: Tính sức chịu tải móng Ơn tập học đất Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Các thông số vật lý đất Với đất bảo hịa nước: Va=0 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Các tiêu vật lý: Dung trọng riêng (unit weight, kN/m3): Dung trọng khô (dry unit weight, kN/m3): d Dung trọng riêng bảo hòa (saturated unit weight, kN/m3): s ' Dung trọng riêng đẩy (effect unit weight, kN/m3): s w Tỷ trọng riêng (specific gravity): Gs Hệ số rỗng (void ratio): Độ rỗng (porosity): e n Hàm lượng nước (water content, %): w Độ bảo hòa (degree of saturation, %): s Các giới hạn chảy, dẻo (liquid limit and plastic limit, %): LL; LP Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Mối quan hệ tiêu vật lý: Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Bài tập tính tốn tiêu vật lý đất tự nhiên: Trong tự nhiên, cho mẫu đất ẩm tích 9.34x10-3 m3; trọng lượng 177.6x10-3 kN Trọng lượng riêng mẫu đất sau sấy khơ 153.6x10-3 kN Tỷ trọng đất 2.67 Tính đại lượng sau: a Độ ẩm? b Dung trọng riêng? c Dung trọng khô? d Hệ số rỗng? e Độ rỗng? f Độ bảo hịa? Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Tính biến dạng lún móng Các số để tính lún Chỉ số nén (compression index): Cc Chỉ số nén lại (chỉ số nở) (recompression index): Cr Hệ số cố kết (Coefficient of consolidation): cv, ch Hệ số lún từ biến (coefficient of secondary compression): cα Chỉ số OCR Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Tổng độ lún móng cơng trình: St Lún đàn hồi (lún tức thời)/ Elastic settlement (immediate settlement):Se Load P (kN) Ground Lún cố kết (consolidation settlement): Sc Lún từ biến (secondary settlement): Ss Foundation St Foundation St = Se + Sc + Ss Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng ① Lún đàn hồi (lún tức thời)/Elastic settlement (immediate settlement): Se Là độ lún biến dạng đàn hồi đất nền, xảy trực tiếp sau chất tải, khơng có tượng thay đổi hàm lượng nước Việc tính tốn dựa vào lý thuyết đàn hồi Lún đàn hồi phụ thuộc vào tính chất móng hình dạng móng đặc điểm đất Example: Móng mềm Áp lực lên Áp lực lên Áp lực lên Móng mềm Áp lực lên Móng Cứng Móng Cứng Hình dạng lún Nền đất sét Nền đất cát Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng ① Lún đàn hồi (lún tức thời)/Elastic settlement (immediate settlement): Se L B Df: chiều sâu chơn móng B: Chiều rộng móng L: chiều dài móng Δσ: áp lực móng lên H: chiều dày lớp đất Es: Modun đàn hồi 10 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Đất cố kết thường đất cố kết hệ số rỗng (e) Đất cố kết thường loại đất mà ứng suất có hiệu đất thời điểm ứng suất lớn lịch sử eo o' Ứng suất có hiệu ' 23 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Đất cố kết thường đất cố kết Ứng suất có hiệu lớn mà đất chịu lịch sử gọi áp lực tiền cố kết (preconsolidation pressure) eo hệ số rỗng (e) Đất cố kết (đã có lần chịu tải khứ) loại đất mà ứng suất có hiệu đất thời điểm nhỏ ứng suất có hiệu chịu lịch sử Đường nén lại (recompression line) 'p : preconsolidation pressure (áp lực tiền cố kết) Hệ số cố kết OCR/overconsolidation ratio 'p OCR ' vo o' 'p ' Ứng suất có hiệu 24 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Lún cố kết (consolidation settlement):Sc Từ thí nghiệm cố kết, tính độ lún cố kết thay đổi hệ số rỗng sau: Trường hợp 1: đất cố kết thường e Cc Cc H vo' e Sc H log eo eo vo' hệ số rỗng (e) eo o' Ứng suất có hiệu ' 25 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Lún cố kết (consolidation settlement):Sc Trường hợp 2: đất cố kết eo Nếu Cr e Cs H vo' e Sc H log eo eo vo' hệ số rỗng (e) o' 'p ' Ứng suất có hiệu 26 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Lún cố kết (consolidation settlement):Sc Trường hợp 2: đất cố kết eo Nếu ep Cr e hệ số rỗng (e) Cs H c' Cc H o' e Sc H log ' log eo eo vo eo c' Cc o' 'p ' Ứng suất có hiệu 27 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Lún từ biến (secondary settlement):Ss Lún từ biến kết sếp lại hạt Đây trình lún đất ứng suất có hiệu khơng đổi eEOP tEOP C H t2 Ss log eEOP t1 tEOP: thời điểm kết thúc lún cố kết tEOP: hệ số rỗng thời điểm kết thúc lún cố kết 28 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Bài tập ví dụ Cho mẫu đất chịu tải phân bố 60 kN/m2 hình (a), kết thí nghiệm cố kết hình (b) (mẫu lấy lớp đất), sau: (a) Tính độ lún cố kết lớp đất sét trên? (b) 29 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Tốc độ cố kết đất Đối với cát, khả nước nhanh (hệ số thấm lớn) nên lún nhanh Tuy nhiên đất sét, khả thoát nước chậm (hệ số thấm nhỏ) nên trình lún cố kết nhiều thời gian Và tốc độ lún ảnh hưởng vào hệ số thấm đất (permeability coefficient, k) Để đánh giá tốc độ cố kết (consolidation rate) thường dựa vào độ cố kết (Consolidation degree, U) 30 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Lời giải Terzaghi (1925) Cố kết chiều (one-dimensional consolidation) Các giả định lời giải Terzaghi: Đất bảo hòa nước hồn tồn Mẫu đất bảo hịa nước đồng Tính nén nước bỏ qua Tính nén hạt đất ko đáng kể Nước thấm chiều (1-D) Sử dụng định luật thấm Darcy Equilibrium: z + surface stress v e av (Hệ số nén) Stress-strain: ' v 2h e Continuity: k z e t 31 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Tốc độ cố kết đất Từ phương trình trên, ta thu phương trình sau: k 1 e 2ue v' w av z t với k 1 e k Cv w av w mv Cv : Hệ số cố kết mv : Hệ số nén thể tích ue : áp lực nước lỗ rỗng thặng dư (excess pore water pressure) v' : ứng suất có hiêụ (effective stress) Mối quan hệ sau: v v' u v' us ue với u s : áp lực nước lỗ rỗng ban đầu trạng thái tĩnh (static excess pore water pressure) 2ue u Cv Cv e (T) Classical form of Terzaghi’s consolidation equation z t 32 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Tốc độ cố kết đất 2ue u Cv Cv e (T) z t Ví dụ cho trường hợp nước biên: Tại thời điểm vừa chất tải, áp lực nước lỗ cát ue rỗng thặng dư tải trọng bên ngoài: t 0; ue uo Hdr H Hdr cát ue (T1) ue m: hế số tích phân M 2m 1 uo: áp lực nước lỗ thặng dư ban đầu Tv Cv t : Nhân tố thời gian H dr 33 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Độ cố kết đất độ sâu z: u z : áp lực nước lỗ thặng dư thời điểm t độ sâu z uo u z Uz uo (T2) Từ T(1) T(2) 34 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Độ cố kết trung bình đất thời điểm t (T3) Thay (T1) vào (T3) với áp lực nước lỗ thặng dư thời điểm t độ sâu z: 35 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Mối quan hệ U Tv Sivaram and Swamee (1977): giá U từ 0-100% Mọi vấn đề liên quan đến cố kết đất vui lịng xin xem lại mơn Cơ học đất !!! 36 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Bài tập ví dụ Cho mẫu đất sét với thơng số sau: Ứng suất có hiệu ban đầu 150 kN/m2, tương ứng hệ số rỗng ban đầu 1.1 Mẫu đất chịu tải trọng bên ngồi 150 kN/m2 Kết thúc q trình cố kết mẫu có hệ số rỗng 0.9 mẫu dày 25mm Thời gian để đạt độ cố kết 50% phút Tính hệ số thấm (k ) mẫu đất trên? 37 ... 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng 13 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Chú ý: Độ lún đàn hồi móng cứng Tham khảo từ Das Sobhan (2014) 14 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng ① Lún. ..Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Phần 1: Tính biến dạng lún móng Phần 2: Tính sức chịu tải móng Ơn tập học đất Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Các thơng số vật... 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Lún cố kết (consolidation settlement):Sc Ứng suất tổng = áp lực nước lỗ rỗng+ứng suất có hiệu tot u '' 18 Chương 2: Tính Lún Sức Chịu Tải Nền Móng Lún