Bài tập 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 LỚP 2 Tại B: ng suất tổng: B = H 1 w + H 2 sat p suất lỗ rỗng: u B = (H 1 + H 2 + h) w ng suất hiệu qa: = B u B = H 2 ( sat - w ) - h w = H 2 - h w Tại C: ứng suất tổng: C = H 1 w + z sat p suất lỗ rỗng: u C = [H 1 + z + (h/H 2 )z] w ng suất hiệu qu C = C u C = z ( sat - w ) - (h/H 2 )z w = z (h/H 2 )z w trong đó h/H 2 = i gradien gây dòng thấm 1[Mc 5.2] Dũng thm hng lờn Dũng thm hng lờn ủc cp bi mt van ủt di ti ủỏy bỡnh cha. Tc ủ cung cp nc khụng thay ủi. Tn tht ct nc gõy ra bi dũng thm hng lờn gia A v B l h. Xỏc ủnh ng sut hiu qu ti A, B, C Chỳ ý: C = z ( i w ) = 0 w cr i ' = Tại A: ng suất tổng: A = H 1 w p suất lỗ rỗng: u A = H 1 w ng suất hiệu qa: A = A - u A = 0 Gii 1 Nớc chảy vào H 1 H 2 z B C h Van mở Cát z H h 2 3 2 [Mc 5.2] Dũng thm hng xung H 1 B C H 2 Van mở Nớc chảy ra z h Z H h 2 Trong trờng hợp này, gradient tạo dòng thấm đi xuống là i = h/H 2 . Xỏc ủnh các ứng suất tổng, áp suất lỗ rỗng và ứng suất hiệu qu tại điểm C Tại C: ng suất tổng: C = H 1 w + z sat p suất lỗ rỗng: u C = (H 1 + z - iz) w ng suất hiệu qu: = (H 1 w + z sat ) - (H 1 + z - iz) w = z( + i w ) Chỳ ý: Trong trng hp ny, dũng thm cú tỏc dng nộn phõn t ủt Gii 2 4 ðề 3 [5.2]. Bùng nền hố ñào. Một hố khoan ñào trong tầng ñất sét cứng bão hoà nước, nằm trên một tầng cát có nước áp. Cao trình mực nước áp dâng lên tầng sét là H 1 . Nếu ñào một hố trong tầng sét, hỏi ñộ sâu hố ñào là bao nhiêu trước khi ñáy hố bị ñẩy trồi? Cho biết: H = 8m; H 1 = 4m và w = 32% H H 2 Cát Sét bão hoà G s = 2,7 ðộ ẩm = w% Hố khoan H 1 A V = 1 + e V v = e V s = 1 Kh«ng khÝ N−íc H¹t kho¸ng G γ w ( 1 + 0 , 0 1 ) w G s γ w w G s γ w 0 Giải 3. Xét một ñiểm A tại mặt phân cách hai tầng ñất. ðiều kiện ñể ñáy hố móng bị ñẩy trồi: (H - H ñào )γ sat(sét) - H 1 γ w = 0 (1) Vậy từ (1) cho: (8 - H ñào )(18,76) - (4)(9,81) = 0 Do ñó ( ) ( ) mH ñao 91,5 76,18 81,94 8 =−= ( ) ( ) ( ) ( )( ) 3 )( /76,18 7,232,01 81,9]7,232,07,2[ 1 mkN e wGG wsws setsat = + + = + + = γ γ γ e G S ϖ 01,0 = Chú ý: Trường hợp ñất bão hoà, S = 100% e = wG s 5 ðề 4 [5.6] Một loại cát có G s = 2,66. Tính gradient thuỷ lực sẽ có thể gây ra mạch sủi , cho e = 0,35, 0,45, 0,55, o,7 và 0,8. Hãy vẽ ñồ thị i cr theo e Giải 4 . Từ ñề 1 ñã rút ra biểu thức eee G i s cr + = + − = + − == 1 66,1 1 166,2 1 1' γ γ Kết quả tính toán nêu trong bảng sau: 0,920,981,071,141,23i cr 0,80,70,550,450,35e Học sinh tự vẽ ñường quan hệ e ∼i cr NhËn xÐt: phÇn lín ®Êt, i cr biÕn ®æi tõ 0,9 - 1,1 [B.M. Das, 2000 ( ) γγ e G s + − = 1 1 ' 6 0,920,981,071,141,23i cr 0,80,70,550,450,35e 0,30 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 1,2 1,10 1,0 0,9 i cr e 7 ðề 5 [6.1]. Vẽ ñường quan hệ e- log σ’. Thí nghiệm ơñômet của một mẫu ñất lấy tại thực ñịa cho kết quả nêu dưới ñây. Áp suất σ’(kN/m 2 ) 0 50 100 200 400 800 H cuối (mm) 25,4 25,19 25,00 24,29 23,22 22,06 Cho biết: khối lượng khô của mẫu = 116,74g, H 0 = 25,4mm, G s =2,72 và ñường kính mẫu = 63,5mm. Hãy tính và vẽ ñường cong e - log σ’ Giải 5 Tính chiều cao của mâu ñất: ( ) ( ) ( ) mmcm cmgcm AG W H ws s s 56,13356,1 /172,235,6 4 74,116 3 2 ==       Π == γ Lập bảng 0,873 0,858 0,843 0,791 0,712 0,627 11,84 11,63 11,44 10,73 9,66 8,50 25,4 25,19 25,00 24,29 23,22 22,06 0 50 100 200 400 800 e = H v /H s H v - H s (mm) H cuối (mm) Áp suất σ’(kN/m 2 ) 8 1.0 0,9 0,8 0,7 0,6 30 100 300 1000 H ệ s ố r ỗ n g Áp suất hiệu quả, σ’ (kN/m 2 ) (thang log) ðường cong e - log σ’ 9 ðề 6 [6.2]. Xác ñịnh áp suất tiền cố kết Cho ñường cong như hình vẽ dưới ñây.a. Xác ñịnh áp suất tiền cố kết; b. Tìm chỉ số nén C c Giải 6 30 100 300 1000 Áp suất hiệu quả, σ’ (kN/m 2 ) (thang log) 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 Hệ số rỗng, e σ σσ σ c ’ = 160kN/m 2 Nên 282,0 400 800 log 627,0712,0 log 1 2 21 = − = ′ ′ − = σ σ ee C c 22 2 1 /800 /400 mkN mkN = ′ = ′ σ σ e 1 = 0,712 e 2 = 0,627 a. Xem hình vÏ b. Tõ ®Ò 6.1 ®· biÕt: 10 Từ ñề 5, ñã biết: và 282,0 400 800 log 627,0712,0 log 1 2 21 = − = ′ ′ − = σ σ ee C c 22 2 1 /800 /400 mkN mkN = ′ = ′ σ σ e 1 = 0,712 e 2 = 0,627 Từ hình bên, có: 6,0 400 1000 log282,0172,0log loglog 1 3 13 13 31 =       −=         ′ ′ −= ′ − ′ − = σ σ σσ c c Cee ee C ðề 7 [6.3].Kéo dài ñường cong nén e - log σ σσ σ’. Từ hai ñề 5 và 6, hãy tìm hệ số rỗng ứng với áp suất 1000kN/m 2. . ðã biết σ c ’ = 160kN/m 2 Giải 7 [...]... f ) Cc H c log S( p+ f ) = 1 + e0 0 ] Lúc cuối cố kết thấm ' = p + f S ( p ) S ( p + f ) Vậy nếu đến t2 rỡ tải (f), rồi xây công trỡnh 1 b) Quan hệ lún - thời gian dới tác dụng tải trọngcông trỡnh với tải trọng lâu d i (p), sẽ không xảy ra lún Cách tỡm t2 v (f)??? 18 1 Lún cố kết thấm Gia cố nén trớc - cách tìm (f) Dới tác dụng của (p) + (f) độ cố kết tại t2 sau khi gia tải l : , Uv = S( p ) S(... lớn, cố kết thông thờng, ở độ sâu không lớn bằng chất tải trớc với áp suất thích hợp cú th giảm thiểu lún của công trình xây dựng sau n y (hình vẽ a) Nếu chất tải ( p ) của công trỡnh, sẽ có (đờng 2 hỡnh b) 0 + ( p ) Cc S( p ) = log Lúc cuối cố kết thấm = ( p ) 0 1 + e0 Cỏt T i tr ng Song nếu chất tải trớc bằng ( p ) + ( f ) , độ nén lún sơ cấp sẽ l (đờng 1 hỡnh b) ( p ) + ( f ) ộ lún. .. log 0 log 1 + 1 + 0 0 ( p ) ( p ) ( f ) Uv = f , ( p) 0 T i tr ng sc = Cc (p) + (f) ộ lún b) H0 ' + v log v 0 1 + e0 'v 0 ( p ) Th i gian t1 Th i gian t2 S (t 2p + f ) S( p ) S( p + f ) b) Quan hệ lún - thời gian dới tác dụng tải trọngcông trỡnh 19 1 Lún cố kết thấm các b c tìm t2 v (f) 1 ã biết trớc (f) Tỡm t2 Tính Uv theo biểu thức hay biểu đồ đã tỡm.Từ Uv suy 2 Tv... 0,95 0,615 0,829 0,964 0,984 0,299 0,598 1,196 1,495 0,615 0,820 0,960 0,980 Chỳ ý: k t qu tớnh theo hai phng phỏp hon ton trựng nhau, song PP c k t tng ủng kh i l ng ớt hn v ch ph i tra m t 24 ng b 2 Lún cố k t t bi n - Ví dụ tính toán 15 [9.10] Cho ủ ng quan h e log vc (Hỡnh ex8.9) v b ng ghi s li u thớ nghi m v nộn c k t m t m u ủ t l y t i m t t ng ủ t sau khi gia t i t 40 ủ n 80kPa (L ng gia t... 0,90 v cv = 0,36 m2/thỏng a Xỏc ủ nh ủ nộn lỳn t ng c a ủờ khi cha nộn tr c; b H i siờu t i nộn tr c (f) c n l bao nhiờu ủ lo i tr ton b ủ nộn lỳn trong 9 thỏng Gi i 13 ( p ) + ( f ) ( p ) Th i gian ộ lún t2 t1 Th i gian S( p) S( p+ f ) a p d ng cụng th c: S ( p ) = S( p ) = c + ( p ) Cc H log 1 + e0 0 (0,28)(6) log 210 + 115 = 0,1677m 1 + 0,9 = 167,7 mm 210 b p d ng cụng th c: Tv = Cv t 2... 0,2, 0,4, 0,8 v 1 nm theo c hai phng phỏp t h p c k t xuyờn tõm + c k t th ng ủ ng v phng phỏp c k t tng ủng Gi i 14 MN ng m 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 a C k t h ng tõm v th ng ủ ng Cv = cr = 0,0039m2/ngy ủờm = 1.4235m2/year (1,4235)(t2 ) = 0,356t C Tv = v t 2 = C k t th ng ủ ng: 2 H2 22 dr C k t xuyờn tõm: (1,4235) = 0,356t Cr Tr = 2... + ( p ) + ( f ) ( p ) ( f ) 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 gi a tầng đất Sau đó tỡm tỷ số Cuối cùng tỡm (f) ( p ) 20 T i tr ng Lỳn c k t th m ng d ng gia t i nộn tr c MN ng m Cỏt H Sột Cỏt T i tr ng 13 [6.13] Cho hỡnh bờn ủ tham kh o ủ p m t con ủờ, d tớnh t i tr ng . 1011011,0 125 5033,105 log36,0 33,105 125 log06,0 9,01 5 ≈=             + +       + = 06,0 6 36,0 6 1 === cr CC , H = 5m và e 0 = 0,9 vậy :Và ñề cho: 14 ðề 10 [6.6].Tính ñộ lún thứ cấp. Từ ñề 9, giả thiết rằng tiền cố kết sẽ kết thúc sau 3,5 năm. Hãy dự tính ñộ lún thứ cố kết xảy ra từ 3,5 năm tới. == + = Vậy: 12 ðề 9 [6.4] Tính ñộ lún sơ cấp Cho mặt cắt ñịa chất nêu trên hình dưới ñây.Tìm ñộ lún sơ cấp của tầng sét gây ra bởi . Cho biết của tầng sét là 125kN/m 2 và C s = (1/6) C c . 2 /50. ) m t t HCs cr 027,0 5,3 10 log50118,0log 1 2 ≈       =         ′ = αε Cuối cùng, kết hợp ñề 9: s = s c + s c = 101 + 27 = 128mm 16 ðề 11 [Ví dụ 9.1]. Tính ñộ lún cố kết thấm - Lún theo thời gian Tầng sét chicago dày 12m, ñiều