Bài tập làm tại nhà cố kết và lún của đất pdf

1 MÔN HỌC TỰ CHỌN cè kÕt vμ lón cña ®Êt GS. NguyÔn C«ng MÉn Th¸ng 03 năm 2008 BÀI TẬP LÀM TẠI NHÀ 2 Bài 1[5.1] Cho mộtmặtcắt địachấtnhư (H. 5.27). Tính các giá trị của σ, u và σ’tạicác điểm A, B, C và D. Hãy vẽ các đường biếnthiêncủa σ, u và σ’theo chiềusâu. Đáp số H 1 = 4m γ d = 17,3 kPa H 2 = 5m γ sat = 18,9 kPa H 3 = 6m γ sat = 19,7 kPa A Điểm σ (kPa) u (kPa) σ’(kPa) A B C D 0 4 x 17,3= 62,9 62,9+5x18,9=163,7 163,7+6x19,7=281,9 0 0 9,81x5=49,5 49,5+9,81x6=107,91 0 62,9 114,65 173,9 Bài 2[5.4] H 1 = 4m H 2 = 3m Cho mộtmặtcắt địachấtnhư (H. 5.28). Hãy vẽ các đường phân bố σ, u và σ’theo chiềusâu. Đáp số Trướchếtcần tính γ d(cát) và γ sat(sét) rồi tính như ví dụ trên và vẽ. 3 Bài 3[5.7] Mộttầng sét cứng bão hoà dày 10m nằmtrênmộttầng cát (H 5.30). Trong tầng cát có nước áp. Tính độ sâu đào lớn nhấtcóthể H trong tầng sét. Đáp số H = 6,9m Bài 4[5.8] Mộthốđào trong tầng sét cứng bão hoà nướcnằmtrênmộttầng cát (h.5.31). Hỏiphảikhống chếđộcao lớpnước h trong hốđào là bao nhiêu để bảo đảmsự làm việcbìnhthường củahốđào Đáp số h = 0,89m 4 Bài 5 [6.1] Cho mặtcắt địa chất H.6.29 chịu mộttảitrọng phân bốđềutrên mặt đất Δσ. Hãy dự tính độ lún sơ cấpcủa tầng sét. Cho biết Đáp số: H 1 = 1,5m; H 2 = 2m; H 3 = 2,5m. Cát: e = 0,62; G = 2,62; Sét: e =0,98 G =2,75 LL = 50 Δσ = 110kN/m 2 218,7 mm 5 Bài 6[6.4] Nếutầng sét trong bài 1 bị nén vớiápsuấtnéntrước bình quân là 80 kN/m 2 , C r = 1/5 C c , hỏi độ lún sơ cấpcủatầng sét là bao nhiêu, cho biết: H 1 = 1m; H 2 = 3m; H 3 = 3,2m. Cát: γ dry = 14,6kN/m 3 ; γ sat = 17,3kN/m 3 Sét: γ sat = 19,3kN/m 3 LL = 38 và e = 0,75; Đáp số: s = 128mm Bài 7 [6.5] Cho mặtcắt địachất H.6.30 chịu mộttảitrọng phân bốđềutrên mặt đất Δσ = 110kN/m 2 . Hãy dự tính độ lún sơ cấpcủatầng sét, cho biếttầng này đãchịumộtáp suấtnéntrước trung bình là 170kN/m 2. và có C s = (1/6)C c Đáp số: s = 45mm 6 Bài 8 [6.6] Kếtquả thí nghiệm ơđômet mộtmẫu đấtchoở bảng sau: Áp suất σ’ (kN/m 2 ) Tổng chiều cao mẫu lúc cuốicố kết (mm) 25 50 100 200 400 800 17,65 17,40 17,03 16,56 16,15 15,88 Cho biết: H 0 = 19mm G = 2,68; khốilượng khô củamẫu= 95,2g; diệntíchmặtmẫu = 31,68cm. a. Vẽđồthị e - logσ’; b. Xác định áp suấttiềncố kết; c. Xác định chỉ số nén C c Đáp số: 2 /47 mkN c = ′ σ eÁpsuất, σ’(kN/m 2 ) 1,1 1,085 1,055 1,01 0,94 0,79 0,63 25 50 100 200 400 800 1600 Kếtquả thí nghiệm ơđômet cho trong bảng bên. a. Vẽđường cong e - logσ’; b. Xác định AS tiềncố kết theo PP Casagrande; c. Tính chỉ số nén C c Đáp số: ; C c = 0,53 Bài 9 [6.7] 2 /310 mkN c = ′ σ 7 e Áp suất, σ’ (kN/m 2 ) 1,0 0,97 0,85 0,75 20 50 180 320 Bài 10 [6.10] Kếtquả thí nghiệm ơđômet mộtloại đất sét cho trong bảng bên. Tạihiệntrường tầng sét này dày H = 2,5m, có và Hãy tính độ lún gây ra bởitiềncố kết Đáp số : s = 172mm 2 /60 mkN c = ′ σ 2 /210' mkN c =Δ+ ′ σσ Bài 11 [6.11] Kếtquả thí nghiệm ơđômet mộtmẫu đất sét nguyên trạng cho: e 1 = 1,75 e 2 = 1,49 a. Tìm hệ số nén thể tích trong phạm vi các áp suất đó; b. Nếuhệ số cố kết trong phạm vi các áp suất đó là 0,0023cm 2 /sec, tìm hệ số thấm theo cm/sec củasétđótương ứng với các hệ số rỗng nêu trên. Đáp số : a. m v = 5,08 x 10 -4 m 2 /kN b. k = 1,146 x 10 -7 cm/s 2 1 /190 mkN= ′ σ 2 2 /385 mkN= ′ σ 8 Bài 12 [6.14] Thí nghiệm ơđômet mộtmẫu sét dày 25mm thoát nước theo hai phía đỉnh và đáy mẫu cho biết 50% độ cố kếtxảy ra trong 8,5 phút. a. Hỏimất bao nhiêu thờigianđể mộttầng sét tương tự dày 3,2m, chỉ thoát nướcvề một phía đỉnh tầng đạt 50% độ cố kết? b. Tìm thờigiancần để tầng sét nói trênđạt 65% độ cố kết? Đáp số : a. t field = 386,8 ngày đêm; b. t field = 600,6 ngày đêm Bài 13 [6.17] Mộttầng sét dày 5m cố kếtbìnhthường, thoát nướcmột phía. Khi đặtmộttảitrọng cho trước,tổng độ nén lún sơ cấpxảyralà160mm. a. Hỏi độ cố kết trung bình củatầng sét khi độ lún là 50mm? b. Nếugiátrị dộ cố kết trung bình c v ở tảitrọng đó là 0,003cm 2 /sec, hỏimấtbaolâuđể độ lún đạt 50% cố kết? c.Hỏithờigiancần để tầng đất đạt 50% cố kếtnếuthióatnướctheo hai phía? Đáp số: a. U(%) = 31,3%;b. t 50 = 190 ngày đêm, c. 47,5 ngày đêm 9 1. Lún cố kết thấm ứng dụng dự tính gia ti nén trớc (Precompression). Nguyên tc: nén trớc khối nền có tính nén lớn, cố kết thông thờng, ở độ sâu không lớn bằng chất tải trớc với áp suất thích hợp để giảm thiểu lún của công trình xây dựng sau này (hình vẽ a). MN ngm Cỏt H c Cỏt Sột Titrng a) Song nếu chất tải trớc bằng , độ nén lún sơ cấp sẽ là (đờng 1 hỡnh b) () () fp + () () () [ ] 0 0 0 log 1 fp cc fp e HC S + + + = + Lúc cuối cố kết thấm fp + = ' )( p )()( fp + Thigian Titrng )( p S )( fp S + ộ lú n Thigian b) b) Quan hệ lún - thời gian dới tác dụng tải trọngcông trỡnh 2 1 t 2 t 1 () () 0 0 0 log 1 + + = p c p e C S Lúc cuối cố kết thấm () p = Nếu chất tải của công trỡnh, sẽ có (đờng 2 hỡnh b) () p Vậy nếu đến t 2 rỡ tải (f) , rồi xây công trỡnh với tải trọng lâu dài (p) , sẽ không xảy ra lún . Cách tỡmt 2 và (f) ??? 10 B.TÝnh ®é lón theo thêi gian 1. Lón cè kÕt thÊm – Gia cè nÐn tr−íc - c¸ch t×m Δσ (f) )( p σ Δ Thờigian Tảitrọng )( p S )( fp S + Đ é ló n Thờigian b) b) Quan hÖ lón - thêi gian d−íi t¸c dông t¶i trängc«ng trình t 2 t 1 Δσ (p) + Δσ (f) () 2 t fp S + () () fp p v S S U + = () () () () () () () ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ Δ Δ + ′ Δ + ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ′ Δ + = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ′ Δ+Δ+ ′ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ′ Δ+ ′ = p fp p fp p v U σ σ σ σ σ σ σ σσσ σ σσ 11log 1log log log 0 0 0 0 0 0 D−íi t¸c dông cña , ®é cè kÕt t¹i t 2 saukhigiat¶ilµ: Δσ (p) + Δσ (f) 0 0 0 0 ' ' log 1 v vv cc e H Cs σ σ σ Δ + + = () () () ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ Δ Δ ′ Δ = p fp v fU σ σ σ σ , 0 [...]...90 C KT THEO Tv TI IM GIA c kt ti mt phng gia, U (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 Nhõn s thi gian, Tv 1,0 1,2 ộ cố kết tại điểm gia tầng đất (Johnson,1970) 11 1 Lún cố kết thấm các bc tìm t2 và (f) 1 ã biết trớc (f) Tỡm t2 Tính Uv theo biểu thức hay biểu đồ đã tỡm.Từ Uv suy 2 Tv H dr ra Tv bằng biểu đồ Uv Tv Sau đó tính t2: t 2 = cv U= S( p ) S( p +... log 0 log 1 + 1 + 0 0 ( p ) 2 ã biết trớc t2 cv Tỡm (f) Tính Tv theo biểu thức đã biết Tv = 2 t H dr ( f ) Từ biểu đồ suy ra Uv tại gia tầng đất Sau đó tỡm tỷ số Cuối cùng tỡm (f) ( p ) 12 Ti trng MN ngm Cỏt H Sột Cỏt Ti trng ( p ) + ( f ) ộ lún t2 Bi 14 [6.21] Cho hỡnh bờn tham kho xõy dng mt sõn bay, cn gia c nộn trc nn chu c ti trng lõu di l (p) = 70 kN/m2 p sut tng ph hiu qu... thng ng (thỏt nc hai phớa) theo c hai phng phỏp kinh in v phng phỏp c kt tng ng ỏp s: Uvr = 64,9%; UM = 64% Ti trng MN ngm Cỏt kv Sột kr H d de Cỏt de n= d d Giếng cát de = 1,05 L - Đờng kính ảnh hởng của giếng cát 17 Bi 19 [9.11] S liu nh trong hỡnh 8.9 v bi [8.12] m ban u ca mu t l 105,7% Theo s liu trong bng 9-4 v hỡnh 9.12, tỡm (a) C (b) C (c) so sỏnh vi kt qu ca vớ d 9.10 18 Fig 9.12 Modified . MÉn Th¸ng 03 năm 2008 BÀI TẬP LÀM TẠI NHÀ 2 Bài 1[5.1] Cho mộtmặtcắt địachấtnhư (H. 5.27). Tính các giá trị của σ, u và σ’tạicác điểm A, B, C và D. Hãy vẽ các đường biếnthiêncủa σ, u và σ’theo chiềusâu 200mm, và d e = 2m. Hãy dự tính độ cố kếtcủatầng sét gây ra bởisự thoát nướchướng tâm và thẳng đứng tại t = 0,2, 0,4, 0,8 và 1 nămtheocả hai phương pháp tổ hợpcố kết xuyên tâm + cố kếtthẳng đứng và. độ cố kết trung bình củatầng sét khi độ lún là 50mm? b. Nếugiátrị dộ cố kết trung bình c v ở tảitrọng đó là 0,003cm 2 /sec, hỏimấtbaolâuđể độ lún đạt 50% cố kết? c.Hỏithờigiancần để tầng đất