Bài giảng cơ học đất chương 4 sức chịu tải của nền đất

CHƯƠNG 4  SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT (SOIL ULTIMATE BEARING CAPACITY) “Remember Yesterday, Dream about Tomorrow but Live Today” NỘI DUNG CHÍNH: §4.1 Khái niệm chung §4.2 Lý thuyết sức chịu tải Terzaghi §4.3 Phương pháp tính sức chịu tải tổng quát sức chịu tải Meyerhof §4.4 Hệ số an tồn §4.5 Các phương pháp xác định sức chịu tải đất theo TCVN §4.1 Khái niệm chung Khái niệm chung I Mở đầu 1.1 Mục đích làm TN nén đất trường: Với cơng trình lớn & quan trọng, thường phải làm thí nghiệm nén đất trường để tìm hiểu giai đoạn biến dạng vị trí xây dựng cơng trình nhằm mục đích: Làm tài liệu để xác định đặc trưng biến dạng đất Nghiên cứu khả chịu tải Khái niệm chung I Mở đầu 1.1 Mục đích làm TN nén đất trường: Làm tài liệu để xác định đặc trưng biến dạng đất: nội dung TN trình bày Chương III phần nghiên cứu tính ép co & biến dạng đất Nghiên cứu khả chịu tải Cần tính tốn áp suất đáy móng lớn tác dụng tải trọng ngồi mà đất phía móng chịu trước bị phá hoại Hay, cần tính tốn sức chịu tải để thiết kế an toàn Khái niệm chung 1.2 Thí nghiệm bàn nén chịu tải trọng thẳng đứng Xét TN bàn nén trường, chịu tác dụng tải trọng thẳng đứng, kết TN thể quan hệ (tải trọng ~ độ lún) Khái niệm chung II Các hình thức ổn định chịu tải Xét móng băng có chiều rộng B chịu tác dụng tải trọng Theo Das (2007), tác dụng tải trọng thẳng đứng, có hình thức phá hoại sức chịu tải nền: 1.Phá hoại cắt tổng quát 2.Phá hoại cắt cục 3.Phá hoại cắt xuyên ngập Khái niệm chung 2.1 Phá hoại cắt tổng quát (phá hoại hoàn toàn)  Xảy móng đặt cát chặt (Dr > 67%) đất dính cứng  Các mặt trượt phát triển liên tục nền, phần đất bề mặt bị đẩy trồi  Sự phá hoại xảy cách đột ngột  Biểu đồ ứng suất – độ lún có điểm cực đại Khái niệm chung 2.1 Phá hoại cắt tổng quát (phá hoại hoàn tồn) Hình Phá hoại cắt tổng qt Khái niệm chung 2.2 Phá hoại cắt cục Móng đặt tầng cát có độ chặt trung bình (30% < Dr < 67%) sét có trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Mặt trượt phát triển sâu có đoạn khơng liên tục mặt đất, phần móng dễ xác định mặt trượt Đất bị đẩy trồi so với trường hợp phá hoại cắt tổng quát Biểu đồ ứng suất - độ lún khơng có điểm cực đại, chuyển vị đứng lớn 10 Khái niệm chung 2.2 Phá hoại cắt cục Hình Phá hoại cắt cục 11 Khái niệm chung 2.3 Phá hoại cắt xuyên ngập Móng đặt tầng đất tương đối xốp rời Dr < 30% đất dẻo mềm Mặt trượt phát triển sâu nền, đất chủ yếu bị lún, không bị đẩy trồi, khó xác định mặt trượt Biểu đồ ứng suất - độ lún khơng có điểm cực đại, chuyển vị đứng lớn 12 13 §4.2 Lý thuyết sức chịu tải Terzaghi I Các giả thiết sơ đồ tính tốn 14 1.1 Giả thiết tốn Xét móng băng có chiều rộng B, đặt nơng, chiều sâu đặt móng Df Đất giả thiết đồng nhất, đẳng hướng, dẻo tuyệt đối, có trọng lượng riêng , góc ma sát ' lực dính c' Giả thiết tác dụng tải trọng ngồi đặt tâm, móng bị phá hoại theo hình thức cắt tổng quát Cần xác định sức chịu tải qu I Các giả thiết sơ đồ tính tốn 15 1.2 Sơ đồ tính tốn Vùng đất đáy móng xem tải trọng chất thêm tương đương (tải trọng bên), có cường độ q = γDf Khi đất bị phá hoại, chia vùng phá hoại thành phần: Vùng tam giác ACD sát đáy móng Vùng cắt tia ADF & CDE, với đường cong DF DE cung xoắn ốc logarit Hai tam giác bị động Rankine AFH & CEG Các góc CAD & ACD; xem  = ' Bỏ qua sức chống cắt đất dọc theo mặt phá hoại GI & HJ I Các giả thiết sơ đồ tính tốn 1.2 Sơ đồ tính tốn Hình Hình thức phá hoại móng băng 16 II Cơng thức tính tốn 17 Với TH phá hoại cắt tổng quát, sức chịu tải móng băng: qu  c' N c  qN q  BN Trong đó: c’ lực dính đất, trọng lượng riêng đất q tải trọng tương đương phần đất phía móng (tải trọng bên) Nc, Nq, Nγ hệ số sức chịu tải, không thứ nguyên phụ thuộc vào ' II Công thức tính tốn Với TH phá hoại cắt tổng qt 18 Bảng 4.1: Các hệ số sức chịu tải móng băng theo Terzaghi  10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Nc 5.7 6.3 6.62 6.97 7.34 7.73 8.15 8.6 9.09 9.61 10.16 10.76 11.41 12.11 12.86 13.68 14.6 15.12 16.56 17.69 18.92 20.27 21.75 23.36 25.13 Nq 1.1 1.22 1.35 1.49 1.64 1.81 2.21 2.44 2.69 2.98 3.29 3.63 4.02 4.45 4.92 5.45 6.04 6.7 7.44 8.26 9.19 10.23 11.4 12.72 Ng 0.01 0.04 0.06 0.1 0.14 0.2 0.27 0.35 0.44 0.56 0.69 0.85 1.04 1.26 1.52 1.82 2.18 2.59 3.07 3.64 4.31 5.09 7.08 8.34  26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 Nc 27.09 29.24 31.61 34.24 37.16 40.41 44.04 48.09 52.64 57.75 63.53 70.01 77.5 85.97 95.66 106.81 119.67 134.58 151.95 172.28 196.22 224.55 258.28 298.71 347.5 Nq 14.21 15.9 17.81 19.98 22.46 25.28 28.52 32.23 36.5 41.44 47.16 53.8 61.55 70.61 81.27 93.85 108.75 126.5 147.74 173.28 204.19 241.8 287.85 344.63 415.14 Ng* 9.84 11.6 13.7 16.18 19.13 22.65 26.87 31.94 38.04 45.41 54.36 65.27 78.61 95.03 115.31 140.51 171.99 211.56 261.6 325.34 407.11 512.84 650.67 831.99 1072.8 19 II Cơng thức tính tốn Sức chịu tải móng vng qu  1.3 c ' N c  qN q  0.4 BN  Sức chịu tải móng trịn q u  1.3 c ' N c  qN q  0.3 BN  20 ... 0.01 0. 04 0.06 0.1 0. 14 0.2 0.27 0.35 0 .44 0.56 0.69 0.85 1. 04 1.26 1.52 1.82 2.18 2.59 3.07 3. 64 4.31 5.09 7.08 8. 34  26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50... CHÍNH: ? ?4. 1 Khái niệm chung ? ?4. 2 Lý thuyết sức chịu tải Terzaghi ? ?4. 3 Phương pháp tính sức chịu tải tổng quát sức chịu tải Meyerhof ? ?4. 4 Hệ số an tồn ? ?4. 5 Các phương pháp xác định sức chịu tải đất. .. 28.52 32.23 36.5 41 .44 47 .16 53.8 61.55 70.61 81.27 93.85 108.75 126.5 147 . 74 173.28 2 04. 19 241 .8 287.85 344 .63 41 5. 14 Ng* 9. 84 11.6 13.7 16.18 19.13 22.65 26.87 31. 94 38. 04 45 .41 54. 36 65.27 78.61