008Chuong 7 ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG CÁC HIỆN TƯỢNG ðỊA CHẤT HIỆN ðẠI LIÊN QUAN ðẾN XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH Hiện tượng địa chất tự nhiên Hiện tượng địa chất cơng trình


- ðng ñt ñt s t - ðng ñt núi la - ðng ñt chuyn ñng kin to loại động đất phổ biến, có cường ñộ mạnh phạm vi ảnh hưởng lớn 7.1 HIỆN TƯỢNG ðỘNG ðẤT Biên độ dao động A, mm Chấn tâm Sóng mặt đất Mặt đất Thời gian t, giây Sóng dọc Sóng ngang Chấn tiêu S đ truy n sóng đng đt Trung tâm Vật lý địa cầu thuộc Viện khoa học Việt Nam tiến hành vùng có khả xảy động đất mạnh bao gồm: Vùng đơng bắc trũng Hà Nội: cấp Vùng sông Hồng, sông Chảy cấp - Vùng sông ðà cấp Vùng sông Mã cấp - Vùng biển Trung Bộ cấp Vùng biển Nam Bộ vùng sông ðồng Nai, sơng Cửu Long cấp S đ thành h# kin trúc th$i ñon ð# T& gi'a– mun (QII – QIV) amax (cm/s2) v (cm/s) Cấp Mơ tả tình trạng động đất Thang độ Richter I -Khơng cảm nhận ñược Từ ñến ñộ Richter II -Cảm thấy nhẹ III -ðộng ñất yếu IV ðộng ñất nhận rõ: bàn ghế, ñồ ñạc nhà rung chuyển V -Thức tỉnh: người nhà ñều nhận thấy, người ngủ bị thức giấc, ñồ vật bị rung mạnh VI -Kinh hãi: nhiều người ñang nhà tỏ sợ hãi chạy ñường Từ ñến 3,75 ñộ Richter 25-50 (v=2,1-4) VII -Hỏng nhà: nhiều nhà bị hư hại, đơi trượt đất sườn dốc, có vết nứt ñường ñi Từ 3,75 ñến 5,9 ñộ Richter 50-100 (v=3,1-8) VIII -Nhà bị hư hại nặng Từ 5,9 ñến 6,5 ñộ Richter 100-200 (v=8,1-16) IX -Hư hỏng hồn tồn nhà cửa, đường sắt bị uốn cong, ñất nứt rộng ñến 10 cm X -Phá hoại hoàn tồn nhà cửa, đất bị nứt đến vài dm, trượt đất lớn bờ sơng XI -Thảm hoạ: hư hại nặng nhà kiên cố, ñường, ñê Nền ñất bị biến dạng to thành vết nứt rộng, đứt gãy… XII -Thay đổi địa hình: hư hại nặng phá huỷ thực cơng trình mặt ñất -ðất nứt lớn, bị di ñộng ñứng ngang, núi sông sụt lở, xuất hồ, thác,… 12-25 (v=1-2) 200-400 (v=16,1-32) Từ 6,5ñến 7,75 ñộ Richter Từ 7,75 ñến 8,25 ñộ Richter 400-800 (v=32,1-64) Ảnh hưởng gia tốc ñộng ñất lên ổn ñịnh ñất Gia tốc ñịa chấn a ñặc trưng cho lực động đất ðó lượng dịch chuyển bề mặt Trái ñất ñơn vị thời gian Lượng dịch chuyển ñặc trưng cho gia tốc mà hạt ñất ñá mặt ñất ñạt ñược tác dụng sóng địa chấn Có thể biểu thị gia tốc ñịa chấn a qua biên ñộ dao ñộng A sóng địa chấn chu kỳ dao động T chúng: 4π a=A T Trong việc ñánh giá hệ số kỹ thuật tải trọng ñộng ñất nay, thường sử dụng hai phương pháp Phương pháp thứ vào ñộ lớn khoảng cách từ chấn tâm ñể ñánh giá khả hoá lỏng ñất Tuy nhiên, ña số trường hợp, cường ñộ ñộng đất vị trí mơ tả gia tốc lớn ñộ kéo dài chấn động Hậu thảm khốc hố lỏng ñộng ñất ñất bụi cát tượng ñược ghi nhận từ nhiều trận ñộng ñất Việc ñánh giá dạng ổn ñịnh ñất vấn ñề quan trọng hàng đầu thiết kế cơng trình vùng động đất Cơ sở xác định hố lỏng đất độ sâu khác quan hệ ứng suất động trung bình (τav) với giá trị giới hạn bị hóa lỏng loại đất số chu kỳ tác ñộng ñịnh sẵn (τN) Hệ số ổn ñịnh ñặc trưng sau: τ av FL = τN độ sâu vùng hoá lỏng ứng suất ðiều kiện xảy hố lỏng ñất FL ≥1 Giá trị τN xác ñịnh thực nghiệm từ thí nghiệm động Phương pháp ñánh giá hóa lỏng theo H.B Seed Biểu ñồ ứng suất ñộng từ N chu kỳ tác dụng ñộng ñất Biểu ñồ ứng suất ñộng gây hố lỏng N chu kỳ thí nghiệm phịng Hiện tượng đất đá bị vỡ vụn, biến đổi thành phần khí tác dụng việc dao động nhiệt độ, nước, chất hịa tan,… gọi tượng phong hóa Các kiểu phong hóa: Phong hóa vật lý; Phong hóa sinh hóa Phân đới thẳng ñứng vỏ phong hóa Có thể chia thành ñới phong hóa từ xuống: ðới vụn bột, ñới hạt mịn ðới vụn nhỏ ñới hạt ðới dạng tảng ðới nguyên khối Các ñá mẹ đá axit đới phong hóa thay đổi dần dần, cịn đá mẹ đá bazơ khơng thấy chuyển biến mà có thay đổi đột ngột từ đá mẹ cứng sang vỏ phong hóa tươi xốp 7.2 TÁC DỤNG PHONG HĨA Cơng th&c đư9c vit li: b   α ϕ c W cos tg + ∑1  i cosα i  Fs = m ∑W sinα m b – chiều rộng lát chia; α - góc tạo từ bán kính với trục ñứng, ñiểm mặt ñáy lớp chia; W – trọng lượng lát chia Phương pháp chia lát Bishop Bishop tương tự phương pháp Fellenius có xét đến lực tương tác mặt ñứng lát chia Với giả thiết Vn – Vn+1 = cho tất lát chia, công thức Bishop đơn giản có dạng:   , ,  m  ( ) W − ub tg + c b ϕ  Fs = m ∑1  tgϕ ,  sin α ∑  cosα + F sinα  ínm s   Discription: PHAN TICH TAC DUNG CUA BE PHAN AP Comments: BAI TOAN CU THE File Name: Hd=4m Su=8.081 tang theo z.gsz Last Saved Date: 4/11/2009 Analysis method: Ordinary Description: VL Dap nen Unit Weight: 19 Cohesion: Phi: 35 0.803 Depth (m) Description: Lop 01 Soil Model S=f (depth) Unit Weight 15 C-Top of Layer 8.081 Rate of Increase 1.386 C - Maximum 35.801 VL Dap nen -2 -4 -6 -8 -10 Lop 01 -12 -14 -16 -18 -20 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 lenghth (m) Kt qu/ tính tốn b=ng ph5n m m 80 3.4 5.0 4.6 32.0 4.6 5.0 3.4 1.7 1.7 3.4 9.0 4.6 32.0 4.6 9.0 3.4 (b) (a) ð 6n ñ7nh c1a cơng trình đt cịn có nhi u cách tính khác Biện pháp phòng chống trượt a Các biện pháp đề phịng: Cấm khai đào sườn dốc, chân dốc; Hạn chế xây dựng cơng trình nặng bờ dốc; Có biện pháp nước tốt ñể tránh thấm nước làm tăng khối lượng khối trượt giảm cường ñộ ñất; Giảm ñộ dốc mái b Các biện pháp chống trượt: h H h h b ) ñ o ùn g c o ï c a) bạt m dốc d) tườn g chắn c ) b e ä p h a û n a ùp ðộng sông tỷ lệ thuận với tích số khối lượng nước m với nửa bình phương tốc độ v dịng chảy, tức là: mv P= 2 A A A B A B B 7.7 HIỆN TƯỢNG XĨI MỊN B Các thung lũng sông vùng tập trung chủ yếu sống hoạt động người nơi có nhiều cơng trình có thiết kế Q trình xói mịn ảnh hưởng đến độ ổ định cơng trình Chúng biểu tác dụng xói lở xói trơi (phá hoại) bờ lịng sơng – dịng nước sơng gây ra: xói trơi phá hoại sườn dốc, khơng gian chia nước – dịng nước mưa gây Bãi nông Các q trình lịng sơng Nếu tốc độ có có lớn tốc độ cho phép ñối với ñất ñá ñược xét (vth>vcp) tác dụng xói lở, sụp đổ bờ lịng sơng khơng tránh Bảng: Tốc độ dịng nước cho phép lớn khơng gây tượng rửa xói nhóm đất đá khác ðất đá Cứng Granit, bazan, diorit, quartzit, gneiss ñá khối khác Cát kết bền chắc, đá vơi, đá hoa đặc khơng phân lớp Nửa cứng ðá vơi có hang hốc, cát kết chặt sít có phân lớp ðá vơi cát kết lẫn sét, ñá macnơ, ñá phiến Rời, xốp Tảng lăn ñá hộc lớn Tảng lăn ñá hộc nhỏ Cuội ñá dăm lớn Cuội ñá dăm nhỏ Sỏi sạn Cát hạt thô hạt lớn Cát hạt vừa hạt nhỏ Cát hạt mịn Mềm dính Sét sét pha cát cứng Sét sét pha cát nửa cứng Cát pha sét chặt Cát pha sét chặt Tốc ñộ, m/s 15 4-5 3-4 2-3 4-5 3-4 2-3 1-1,25 0,6-1 0,25-0,6 0,26-0,35 0,2 1,2 0,5 0,6-0,8 0,25-0,35 Bảng: Vận tốc đáy cho phép khơng xói ñất rời Vod / Trị số vận tốc cho phép khơng xói Vcp = / h d Loại đất Cỡ hạt ðường kính (mm) Vod (m/s) Cát nhỏ vừa lớn 0,05 – 0,25 0,25 – 1,0 1,0 – 2,5 0,2 0,2 0,2 – 0,25 0,65 0,65 0,65 – 0,70 Sỏi nhỏ vừa lớn 2,5 – 5 – 10 10 – 15 0,25 – 0,35 0,35 – 0,5 0,5 – 0,6 0,70 – 0,85 0,85 – 1,1 1,1 – 1,2 Vod 1/ d Vận tốc trung bình cho phép khơng xói đất dính Vox Loại ñất Sét, pha Trạng thái sét mềm dẻo mềm dẻo cứng Khối lượng thể tích 0,4 (T/m3) 1,2 1,2 – 1,5 1,65 – 2,05 0,35 0,70 1,0 Chiều sâu nước (m) ≥3 0,40 0,85 1,20 0,45 0,95 1,40 0,50 1,10 1,50
Cơng trình bảo vệ
Cơng trình bảo vệ
Cơng trình bảo vệ