BÀI GIẢNG CƠ HỌC ĐẤT

1 CH CH Ư Ư ƠNG MƠ ƠNG MƠ Û Û Đ Đ A A À À U U CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN CH CH Ư Ư ƠNG MƠ ƠNG MƠ Û Û Đ Đ A A À À U U 1. TẠI SAO PHẢI NGHIÊN CỨU CƠ HỌC ĐẤT? 2. CƠ HỌC ĐẤT LÀ GÌ ? 3. ĐỐI TƯNG MÔN HỌC ? 4. NHIỆM VỤ MÔN HỌC ? 5. ĐẶC ĐIỂM MÔN HỌC ? CH CH Ư Ư ƠNG MƠ ƠNG MƠ Û Û Đ Đ A A À À U U 1. TẠI SAO PHẢI NGHIÊN CỨU CƠ HỌC ĐẤT? Ỵ Đất làm nền cho công trình – bộ phận “kết cấu” tiếp nhận tải trọng bên trên truyền xuống, là nơi tiến hành công trình . Ỵ Xây dựng công trình trên đất ⇒ tác động lên đất những ngoại lực, năng lượng làm thay đổi nó ⇒ cần phải biết những biến đổi cơ học trong đất ⇒ đưa ra giải pháp nền móng đảm bảo cho công trình (trong đó có cả nền đất) an toàn và thuận lợi trong thi công và sử dụng, đồng thời giá thành rẻ. CH CH Ư Ư ƠNG MƠ ƠNG MƠ Û Û Đ Đ A A À À U U 2. CƠ HỌC ĐẤT LÀ GÌ ? Cơ học đất là môn khoa học nghiên cứu các quá trình cơ học xảy ra trong đất dưới ảnh hưởng của các tác dụng bên trong và bên ngoài, tìm ra các quy luật tương ứng và vận dụng các quy luật đó để giải quyết các vấn đề có liên quan tới việc sử dụng đất vào các mục đích của công trình . Các quy luật được đưa ra bằng thực nghiệm, bằng toán học gần đúng Ỉ các biểu thức tính toán để ứng dụng vào việc xây dựng các công trình và điều kiện kỹ thuật đảm bảo cho công trình (và nền đất) làm việc an toàn và bình thường. 2 CH CH Ư Ư ƠNG MƠ ƠNG MƠ Û Û Đ Đ A A À À U U 3. ĐỐI TƯNG MÔN HỌC Là đất mềm của vỏ trái đất dùng làm nền công trình và môi trường xây dựng của công trình 4. NHIỆM VỤ MÔN HỌC Ỵ Xác đònh các quy luật cơ bản của các quá trình cơ học xảy ra trong đất và các đặc trưng tính toán của đất. Ỵ Nghiên cứu trạng thái ứng suất- biến dạng của đất ở các giai đoạn biến dạng khác nhau của nó. Ỵ Giải quyết các vấn đề cường độ chòu tải và ổn đònh của các khối đất, cũng như vấn đề áp lực của chúng lên vật chắn. CH CH Ư Ư ƠNG MƠ ƠNG MƠ Û Û Đ Đ A A À À U U 5. ĐẶC ĐIỂM MÔN HỌC Ỵ Đối tượng nghiên cứu rất phức tạp ⇒ Phải sử dụng một số quy luật đặc thù bên cạnh việc áp dụng các kết quả của các ngành cơ học khác Ỵ Thí nghiệm xác đònh các đặc trưng tính toán của đất có vai trò hết sức quan trọng. Các tính chất và đặc trưng của đất thay đổi rất nhiều tuỳ theo lòch sử tồn tại của nó trước đó và điều kiện thực tế của môi trường xung quanh Ỵ Phương pháp nghiên cứu: PP lý thuyết; PP thực nghiệm, bao gồm các thí nghiệm trong phòng, thí nghiệm hiện trường và theo dõi biến dạng của các công trình ( PP quan trắc). CH CH Ư Ư ƠNG 1: T ƠNG 1: T Í Í NH CHA NH CHA Á Á T VA T VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T –CHƯƠNG MỞ ĐẦU –CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT –CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT –CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT –CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT –CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT –CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN CH CH Ư Ư ƠNG 1: T ƠNG 1: T Í Í NH CHA NH CHA Á Á T VA T VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T 1.1. QUÁ TRÌNH THÀNH TẠO ĐẤT 1.2. CÁC THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT 1.3. KẾT CẤU VÀ CƠ CẤU CỦA ĐẤT 1.4. CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.5. THÀNH PHẦN HẠT, CẤP PHỐI CỦA ĐẤT 1.6. PHÂN LOẠI ĐẤT 1.7. ĐẦM CHẶT ĐẤT 1.8. TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT 1.1. QUA 1.1. QUA Ù Ù TRÌNH TA TRÌNH TA Ï Ï O THA O THA Ø Ø NH NH Đ Đ A A Á Á T T 1.1.1. Phong hoá Là quá trình phá hoại và làm thay đổi thành phần của đá gốc do tác dụng vật lý, hoá học, sinh vật thuộc các yếu tố khác nhau Có ba loại phong hoá: Phong hoá vật lý, phong hoá hoá học và phong hoá sinh vật. _ Tất cả đất mềm đều có nguồn gốc từ đá rắn _ Quá trình hình thành đất là kết quả của 3 quá trình liên tiếp Phong hoá Ỉ Chuyển dời Ỉ Trầm tích 1.1.1. Phong hoá a. Phong hoá vật lý Do sự biến đổi về nhiệt độ , làm đá gốc bò nứt, vỡ vụn thành những hạt to nhỏ không đều nhau Ỉ đất rời: đá dăm, cuội, sỏi 1.1. QUA 1.1. QUA Ù Ù TRÌNH TA TRÌNH TA Ï Ï O THA O THA Ø Ø NH NH Đ Đ A A Á Á T T Hạt có góc cạnh và có kích thước lớn Thành phần khoáng vẫn giống đá gốc Ỉ Hạt đất rời 1.1.1. Phong hoá b. Phong hoá hoá học Do nước, Oxy và các muối, axít hoà tan trong nước (H 2 CO 3 ) gây ra phản ứng hoá học làm biến đổi thành phần khoáng của đá gốc cũng như SVPH vật lý làm cho đá bò vỡ vụn thành những hạt khoáng rất nhỏ Ỉ đất dính: cát pha, sét pha, sét c. Phong hoá sinh vật Do các loại động thực vật sống trên mặt đất phá hoại các lớp đất, đá mềm Ỉ đất hữu cơ, đất than bùn, đất bùn 1.1. QUA 1.1. QUA Ù Ù TRÌNH TA TRÌNH TA Ï Ï O THA O THA Ø Ø NH NH Đ Đ A A Á Á T T 1.1.3. Các loại trầm tích và đặc điểm của sản vật trầm tích Tàn tích 9 Là sản vật phong hoá hình thành nằm ngay tại chỗ, không bò chuyển dời. 9 Thành phần khoáng vật và kích thước hạt biến đổi mạnh, hạt đất có sắc cạnh, góc nhọn và thành phần khoáng giống đá gốc. Sườn tích 9 Là sản phẩm phong hoá do nước mưa, tuyết, trọng lực cuốn trôi từ trên núi cao đến lưng chừng hoặc xuống tận chân dốc. 9Đặc điểm : đất rời không ổn đònh, hay bò trượt theo lớp đá gốc bên dưới, thành phần không đồng nhất, chiều dày tăng dần 1.1. QUA 1.1. QUA Ù Ù TRÌNH TA TRÌNH TA Ï Ï O THA O THA Ø Ø NH NH Đ Đ A A Á Á T T 1.1.3. Các loại trầm tích và đặc điểm của sản vật trầm tích Bồi tích 9 Là sản vật phong hoá lắng đọng tạo thành các thung lũng cổ hoặc mới, có bề dày rất lớn từ hàng chục đến hàng trăm mét. 9 Có tính phân lớp, từ các lớp đất rời bên dưới đến các lớp đất dính bên trên. Trầm tích châu thổ 9 Là sản phẩm phong hoá đặc trưng bởi sự tồn tại một số lớp hạt bụi trong lớp đất sét hoặc bùn chưa được nén chặt do độ ẩm lớn. 9 Tầng đất dày, có tính nén lún lớnỈkhi xây dựng công trình bên trên cần có biện pháp xử lý nền. Phong tích: hình thành do gió, rời xốp và đồng nhất về t/p hạt 1.1. QUA 1.1. QUA Ù Ù TRÌNH TA TRÌNH TA Ï Ï O THA O THA Ø Ø NH NH Đ Đ A A Á Á T T Tóm lại, sự hình thành đất bao gồm các quá trình phong hoá, chuyển dời và trầm tích. Quá trình tạo thành đất phụ thuộc vào các yếu tố: bản chất đá gốc, điều kiện phong hoá, đòa hình, đòa mạo và cách thức vận chuyển Câu hỏi: Theo các anh, chò thì đất ở Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng Sông Hồng chủ yếu là loại đất gì? Tại sao? 1.1. QUA 1.1. QUA Ù Ù TRÌNH TA TRÌNH TA Ï Ï O THA O THA Ø Ø NH NH Đ Đ A A Á Á T T Đá gốc Phong hoá Thời gian Đất tàn tích Đất trầm tích Chuyển dời Và lắng đọng 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T • Môhình3 phacủất Phần lớn thể tích đất là các hạt rắn, phần thể tích còn lại là lỗ rỗng, trong lỗ rỗng chứa nước và khí. Ỉ Mô hình đất gồm 3 pha: rắn (hạt đất), lỏng (nước) và khí 1.2.1. Pha rắn Hạt rắn chiếm phần lớn thể tích của đất, là cốt chòu lực, tạo thành bộ khung chòu lực của đất. Tính chất của đất phụ thuộc vào độ lớn, hình dạng hạt cũng như thành phần khoáng của đất a. Thành phần khoáng: _ Phụ thuộc vào thành phần đá gốc và tác dụng phong hoá + Khoáng vật nguyên sinh + Khoáng vật thứ sinh + Chất hoá hợp hữu cơ 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T 1.2.1. Pha rắn b. Thành phần hạt Trong đất các hạt có kích thước khác nhau từ vài cm Ỉ vài ‰ mm nên không thể xác đònh kích thước riêng của từng hạt mà xác đònh theo kích thước của từng nhóm hạt Dựa trên kích thước, chia thành hai nhóm chính: hạt thô và hạt mòn Ba Ba û û ng 1.1 ng 1.1 c. Hình dạng hạt: nh hưởng đến đất hạt thô (từ hạt cát trở lên) nhưng không ảnh hưởng đến đất hạt mòn (hạt sét hay hạt keo) 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T 1.2.1. Pha rắn d. So sánh đất hạt thô và đất hạt mòn Khả năng chòu tải kém Tính thấm kém Các đặc tính về cường độ và sự thay đổi thể tích bò ảnh hưởng bởi độ ẩm Tính chất kỹ thuật được kiểm soát bởi yếu tố khoáng vật hơn là kích thước hạt Kha Kha û û năng chòu ta năng chòu ta û û i cao i cao Kha Kha û û năng thoa năng thoa ù ù t n t n ư ư ơ ơ ù ù c to c to á á t t C C ư ư ơ ơ ø ø ng ng đ đ o o ä ä va va ø ø s s ự ự thay thay đ đ o o å å i the i the å å t t í í ch ch không bò a không bò a û û nh h nh h ư ư ơ ơ û û ng bơ ng bơ û û i i đ đ o o ä ä a a å å m m K K í í ch th ch th ư ư ơ ơ ù ù c va c va ø ø ca ca á á u tru u tru ù ù c ha c ha ï ï t quye t quye á á t t đ đ ònh t ònh t í í nh cha nh cha á á t kỹ thua t kỹ thua ä ä t t Không ne Không ne ù ù n n đư đư ơ ơ ï ï c khi ơ c khi ơ û û tr/tha tr/tha ù ù i cha i cha ë ë t t S S ự ự rung rung đ đ o o ä ä ng la ng la ø ø m thay m thay đ đ o o å å i the i the å å t t í í ch ch khi ơ khi ơ û û tra tra ï ï ng tha ng tha ù ù i rơ i rơ ø ø i i Ha Ha ï ï t mòn t mòn Ha Ha ï ï t thô t thô 1.2.2. Pha lỏng 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T Nước trong đất Nước trong khoáng vật Nước kết hợp mặt ngoài Nước tự do Nước hút bám Nước liên kết Nước liên kết mạnh Nước liên kết yếu Nước mao dẫn Nước trọng lực 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T 1.2.2. Pha lỏng a. Nước trong khoáng vật của đất: Là nước ở trong mạng tinh thể khoáng vật của đất, tồn tại dưới dạng phân tử (H 2 O) hoặc Ion (H + , OH - ), coi như một bộ phận của khoáng vật Ỉ không ảnh hưởng tới tính chất cơ – lý của đất b. Nước kết hợp mặt ngoài: Tạo nên bởi tác dụng của lực hút điện phân tử giữa hạt sét (-) và phân tử nước có tính chất lưỡng cực. + Nước hút bám: là loại nước bám rát chặt vào mặt ngoài của hạt đất. Nước ở thể rắn và chui cả vào mạng tinh thể khoáng vật Ỉ xem như một phần của hạt rắn, do đó không ảnh hưởng tới tính chất đất. 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T 1.2.2. Pha lỏng b. Nước liên kết: • Nước liên kết: là loại nước bao ngoài nước hút bám, bao gồm Nước liên kết mạnh: ở xa hạt sét hơân một chút so với nước hút bám. Là lớp nước bám tương đối chặt ở bề mặt hạt. Không có ảnh hưởng nhiều đến tích chất của đất. Nước liên kết yếu: là lớp nước liên kết ngoài cùng của hạt đất, nước vẫn còn bò giữ ở bề mặt hạt nhưng lực hút yếu dần cho đến không còn ảnh hưởng. Vành nước liên kết có ảnh hưởng đến tính chất đất, nó làm cho đất có tính dẻo, tính dính. 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T 1.2.2. Pha lỏng c. Nước tự do Là loại nước nằm ngoài phạm vi tác dụng của lực điện phân tử của hạt đất, bao gồm: Nước mao dẫn : Độ cao mao dẫn: h c = d. cosT4 n γ α Vùng từ mặt nước ngầm đến chiều cao h c được gọi là đới bão hoà nước mao dẫn Độ dâng lên của nước mao dẫn thay đổi theo sự lên xuống của mực nước ngầm. α T–lực căng MNN d h c 1.2.2. Pha lỏng c. Nước tự do Nước mao dẫn : p lực mao dẫn: Là áp lực phụ thêm do nước mao dẫn gây ra cho hạt đất trong đới bão hoà nước mao dẫn, làm tăng thêm trong lượng của đất. Tại bề mặt của đới bão hoà, áp lực này có giá trò: u c ==Ỉ u c (z) = , 0 ≤ z ≤ h c Áp lực mao dẫn còn là một trong những yếu tố tạo nên tính dính của đất 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T d cosT4 α cn h. γ z. n γ 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T •1.2.2. Pha lỏng •c. Nước tự do Nước trọng lực: •_ Tồn tại trong các lỗ rỗng của đất, giống với nước thông thường. Nó thấm trong đất dưới tác dụng của trọng lực. Trong một số trường hợp có thể xem như chuyển động theo đònh luật Darcy •_ Nước trọng lực ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất cơ – lý của đất và chúng ta phải nghiên cứu các vấn đề sau đây: • Khả năng hoà tan và phân giải của nước • nh hưởng của áp lực thuỷ tónh đối với đất • nh hưởng của lựïc thấm do sử chuyển động của nước trong đất đối với tính ổn đònh của đất. 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T 1.2. CA 1.2. CA Ù Ù C THA C THA Ø Ø NH PHA NH PHA À À N CU N CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T 1.2.3. Pha khí Khí tồn tại trong lỗ rỗng của đất (khí tự do) hoặc hoà tan trong nước, khí tự do bao gồm hai dạng khí kín và khí hở a. Khí kín : Là khí không thông thương với khí quyển bên ngoài. Có ảnh hưởng lớn tới tính chất cơ học của đất, đặc biệt là đất dính. b. Khí hở : Là khí có thông thương với khí quyển bên ngoài. Khí hở không có ảnh hưởng gì đáng kể đến các tính chất của đất • Ảnh hưởng của khí đối với các tính chất của đất là không đáng kể và khó tính toán Ỉ Trong cơ học đất cổ điển, người ta bỏ qua vai trò của pha khí, coi đất là bão hoà lý tưởng (đất 2 pha). 1.3.1 KẾT CẤU CỦA ĐẤT: • Là sự sắp xếp của các hạt đất hoặc các đám hạt đất có độ lớn và hình dạng khác nhau trong quá trình trầm tích. • Kết cấu hạt: các hạt sắp xếp theo một quy luật nhất đònh, dưới tác dụng của tải trọng các hạt sẽ chuyển vò và đạt đến trạng thái ổn đònh trong một thời gian ngắn, kết cấu này chủ yếu ở đất cát • Kết cấu tổ ong: do sự lắng đọng tựa lên nhau giữa các hạt sét, hình dạng dẹt , kích thước nhỏ hơn nhiều so với hạt cát hình thành nên kết cấu tổ ong rời xốp không ổn đònh. • Kết cấu bông: do các hạt keo có kích thước rất bé (d<0.001 mm) lơ lững trong nước rồi liên kết với nhau thành các đám hạt để tạo nên kết cấu bông, kết cấu này rất không ổn đònh và thường gặp ở trầm tích biển. 1.3. 1.3. KE KE Á Á T CA T CA Á Á U VA U VA Ø Ø CƠ CA CƠ CA Á Á U CU U CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T Kết cấu hạt Kết cấu tổ ong Kết cấu bông 1.3. 1.3. KE KE Á Á T CA T CA Á Á U VA U VA Ø Ø CƠ CA CƠ CA Á Á U CU U CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T 1.3.1 KẾT CẤU CỦA ĐẤT 1.3.2 CƠ CẤU CỦA ĐẤT: Là sự sắp xếp của các lớp đất khác nhau trong quá trình trầm tích. • Cơ cấu ngang: các lớp đất nằm song song với mặt đất • Cơ cấu xiên: các lớp đất nằm xiên với mặt đất. • Cơ cấu hỗn hợp: tập hợp nhiều lớp đất nằm xiên theo mọi chiều, nhiều lớp xen kẻ Ỉ dễ làm cho công trình bò nghiêng. 1.3. 1.3. KE KE Á Á T CA T CA Á Á U VA U VA Ø Ø CƠ CA CƠ CA Á Á U CU U CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T (a) (b) (c) 1.4.1. Các chỉ tiêu vật lý: 1.4. CA 1.4. CA Ù Ù C CH C CH Ỉ Ỉ TIÊU VA TIÊU VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T Không khí Nước Hạt rắn V a V w V s V v V W a W w W s W W v VVQWQMTổng V k V a Q k W a Q k M a Khí (Air) V n V w Q n W w Q n M w Nước(water) V r V v Q r W v Q r M v Rỗng(Void) V h V s Q h W s Q h M s Rắn(Soil) VNQtếVNQtếVNQtế Thể tíchTrọng lượngKhối lượngPha 1.4.1. Ca 1.4.1. Ca ù ù c ch c ch ỉ ỉ tiêu t tiêu t í í nh cha nh cha á á t t 1.4. CA 1.4. CA Ù Ù C CH C CH Ỉ Ỉ TIÊU VA TIÊU VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T Δ G s Tỷ trọng hạt γ n γ w Dung trọng nước γ h γ s Dung trọng hạt nnĐộ rỗng γ’,γ đn γ b Dung trọng đẩy nổi eeHệ số rỗng γ bh γ sat Dung trọng bão hoà GSĐộ bão hoà γ k γ d Dung trọng khô WwĐộ ẩm γ, γ w γ Dung trọng tự nhiên VNQtếVNQtế Thể tích Tên Ký hiệu Tên d: dry ; sat: saturated ; b: bouyant ; S: degree of saturation; e: void ratio; n: porosity; w: water content; G s : specific gravity 1.4.1. Các chỉ tiêu tính chất Các chỉ tiêu vật lý cơ bản và các chỉ tiêu vật lý khác 1.4. CA 1.4. CA Ù Ù C CH C CH Ỉ Ỉ TIÊU VA TIÊU VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T Độ rỗngTrọng lượng riêng hạt Hệ số rỗng Dung trọng đẩy nổi Độ bão hoàDung trọng bão hoà Độ ẩm Dung trọng khô Tỷ trọng hạt Dung trọng tự nhiên Công thứcTênCông thứcTên V W =γ V W s d =γ . s ww sat WV V γ γ + = V V.W ' sws γ − =γ s s s V W =γ wss /G γ γ = s w W W w = w v V S V = s v V V e = V V n v = 1.4.1. Các chỉ tiêu tính chất • * Các công thức quan hệ 1.4. CA 1.4. CA Ù Ù C CH C CH Ỉ Ỉ TIÊU VA TIÊU VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T γ’= γ sat - γ w γ s = G s .γ w 1 )w1.(.G e ws − γ + γ = 1 e d s − γ γ = r S (1 ) ss sw wG G w eG w γ γγ == + − . 111 s ws d G wee γ γ γ γ == = + ++ (1). ' 1 s w G e γ γ − = + e1 e n + = (.) 1 s w GSe e γ γ + = + (). 1 s w sat Ge e γ γ + = + 1.4. CA 1.4. CA Ù Ù C CH C CH Ỉ Ỉ TIÊU VA TIÊU VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T Không khí Nước Hạt rắn V a V w V s V v V W a W w W s W W v 1.4.1. Các chỉ tiêu tính chất 1.4. CA 1.4. CA Ù Ù C CH C CH Ỉ Ỉ TIÊU VA TIÊU VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T Không khí Nước Hạt rắn S r .e 1 e v =1+e W a S r .e.γ w =w.G s .γ w G s .γ w (1+w).G s .γ w 1.4.4. Các chỉ tiêu trạng thái a.Đất cát Đất cát có hai trạng thái độc lập nhau là: độ chặt và độ ẩm. • Chỉ tiêu đánh giá độ chặt của đất: Độ chặt tương đối D r = Bảng 1.3 e max - hệ số rỗng của đất ở trạng thái rời nhất e min - hệ số rỗng của đất ở trạng thái chặt nhất e - hệ số rỗng tự nhiên của đất e, e max , e min đều được xác đònh từ các thí nghiệm 1.4. CA 1.4. CA Ù Ù C CH C CH Ỉ Ỉ TIÊU VA TIÊU VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T minmax max ee ee − − 1.4.2. Các chỉ tiêu trạng thái a.Đất cát • Chỉ tiêu đánh giá độ chặt của đất: Hệ số rỗng tự nhiên e (Quy phạm Liên Xô cũ). Bảng 1.4 Ngoài ra người ta còn p.loại t.thái của đất rời qua TN xuyên + Xuyên tiêu chuẩn SPT Bảng 1.4a + Xuyên tónh CPT Bảng 1.4b Chỉ tiêu đánh giá độ ẩm của đất: Đôï ẩm của đất được đánh giá theo độ bão hoà S (hoặc G) Bảng 1.5 1.4. CA 1.4. CA Ù Ù C CH C CH Ỉ Ỉ TIÊU VA TIÊU VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T 1.4.2. Các chỉ tiêu trạng thái b.Đất dính Đối với đất dính không thể tách rời trạng thái độ chặt riêng rẽ với trạng thái độ ẩm. Đất sét có trạng thái độ cứng, là sự kết hợp của hai yếu tố chặt và ẩm. Các giới hạn Atterberg Giới hạn co, W s : Giới hạn dẻo,W P (W d , PL ) Giới hạn nhão,W L (W nh , LL) 1.4. CA 1.4. CA Ù Ù C CH C CH Ỉ Ỉ TIÊU VA TIÊU VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T V V o S S ứ ứ c c.ca c c.ca é é t 170 1,7 0 t 170 1,7 0 Nh Nh ư ư v v ư ư õa õa D D í í nh nh Chòu Chòu l l ự ự c to c to á á t t C C ứ ứ ng ng W s : shrinkage limit W p : plastic limit W L : liquid limit 1.4.2. Các chỉ tiêu trạng thái b. Đất dính _ W s : Độ ẩm tương ứng với trạng thái co hoặc nở thể tích _ W P : Độ ẩm giới hạn khi đất chuyển từ trạng thái cứng sang trạng thái dẻo. Khi này các hạt đất có thể trượt lên nhau mà không xuất hiện vết nứt, có thể bóp nặn mẫu đất thành hình thù bất kỳ. _ W L : Độ ẩm giới hạn khi đất chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái nhão. Khi này đất không còn khả năng hút ẩm, đất chảy tự do dưới tác dụng của trọng lượng bản thân. _ Hiệu số I P = W L –W P = Φ gọi là chỉ số dẻo (plasticity index) của đất, đặc trưng cho tính dẻo của đất. 1.4. CA 1.4. CA Ù Ù C CH C CH Ỉ Ỉ TIÊU VA TIÊU VA Ä Ä T LY T LY Ù Ù CU CU Û Û A A Đ Đ A A Á Á T T [...]... theo hàm lượng hạt sét c Đất hữu cơ và than bùn: dựa vào hàm lượng hữu cơ Ihc _ Khi Ihc < 30% đất nhiễm hữu cơ _ Khi 30 ≤ Ihc ≤ 60% đất than bùn, và Ihc > 60% than bùn 1.6 PHÂN LOẠÏI ĐẤT LOA 1.6 PHÂN LOẠÏI ĐẤT LOA 1.6.5 Phân loại đất theo TCVN 5747 – 95 Đất Bảng 1.9 – 1.12 Đất rời 1.6.6 Phân loại đất theo USCS – ASTM D.2487 Bảng 1.13 – 1.15 Đất dính B1 B2a B2b 1.6.7 Phân loại đất tại hiện trường Cát... CHA HO CU CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤÁT CƠ HỌÏC CỦÛA ĐẤT CHƯ TÍ CHA HO CU –CHƯƠNG MỞ ĐẦU 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG –CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 2.2 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT –CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT 2.3 TÍNH NÉN LÚN CỦA ĐẤT –CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT 2.4 TÍNH CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT –CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT –CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT –CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN 2.1 KHÁÙI NIỆÄM... dụng trong một phạm vi nào đó Nó là “ngôn ngữ” của thông tin về nền đất trong xây dựng công trình 1.6.2 Tiêu chuẩn phân loại • Cấp phối hạt của đất đất rời • Các giới hạn Atterberg của đất đất dính Bài tập 1.1 1.6 PHÂN LOẠÏI ĐẤT LOA 1.6 PHÂN LOẠÏI ĐẤT LOA 1.6.3 Phân loại đất theo QPXD 45 -78 1.6.4 Một số loại đất đặc biệt a Đất rời a Đất bùn: dựa vào w và e: Khi (w > wL) hay IL>1, và Căn cứ vào hàm lượng... và độ ổn đònh của đất khi chòu tác dụng của ngoại lực và nội lực Do đất là vật thể 3 pha nên tính chất cơ học của đất có những tính chất đặc thù như: Tính thấm, tính nén lún và tính chống cắt 2.2 TÍNH THẤÁM CỦÛA ĐẤT TÍ THA CU Tính thấm của đất là tính chất để cho nước chảy qua các lỗ rỗng của nó Dòng nước chảy qua đất gọi là dòng thấm Tính thấm của đất là 1 đặc tính quan trọng của đất cần được chú ý... hướng và biến dạng tuyến tính A.BÀI TOÁN KHÔNG GIAN 3.4.1 Bài toán cơ bản – Tác dụng của lực tập trung 3.4 ỨNG SUẤT DO TẢI TRỌNG NGOÀI 3.4.1 Bài toán cơ bản – Tác dụng của lực tập trung a.Lực tập trung thẳng đứng tác dụng trên mặt đất (Boussinesq) Kết quả Lực tập trung thẳng đứng tác dụng trên mặt đất Lực tập trung nằm ngang tác dụng trên mặt đất Lực tập trung đặt trong đất Cơ sở để tính ứng suất trong... động của hạt đất, nước, khí và biến dạng của khung hạt dưới tác dụng của ngoại lực Khi chuyển động: vò trí tương đối giữa các phân tố đất không thay đổi Khi biến dạng: bên trong khung hạt sẽ xuất hiện ứng suất làm cho vò trí tương đối giữa các hạt đất bò thay đổi CHĐ nghiên cứu các quá trình cơ học xảy ra trong đất dưới tác dụng của ngoại lực và nội lực Vì vậy, nói đến tính chất cơ học của đất là nói... CHẶËT ĐẤT CHA Cát nhỏ Sỏi sạn Cát sạn Á cát Cát bụi Á sét Sét Cát thô 1.7 ĐẦM CHẶËT ĐẤT CHA 1.7.1 Các đònh nghóa 1.7.1 Các đònh nghóa •_ Đầm chặt đất là cho tải trọng động tác dụng lặp đi lặp lại sao cho nền đất được nén chặt nhất •_ Các yếu tố ảnh hưởng đến việc đầm chặt đất là: Cấp phối của đất; Độ ẩm của đất; Công đầm nén • _ Nén chặt đất là làm giảm đi thể tích lỗ rỗng bằng cách làm cho các hạt đất. .. khi nghiên cứu các tính chất cơ học của nó Nó ảnh hưởng tới quá trình lún theo thời gian của đất và khi nước thấm qua đất còn xuất hiện áp lực thuỷ động, gây ra hiện tượng xói đùn đất nền, sụt lở mái dốc, vỡ đê, đập 1 2.2 TÍNH THẤÁM CỦÛA ĐẤT TÍ THA CU 2.2 TÍNH THẤÁM CỦÛA ĐẤT TÍ THA CU •2.1.1 Đònh luật thấm •2.1.1 Đònh luật thấm • Với hầu hết các loại đất dòng thấm trong đất là được xem như dòng chảy... độ c – lực dính của đất, kN/cm2, với đất cát c= 0 ϕ và c là hai đặc trưng chống cắt của đất 5 CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT –CHƯƠNG MỞ ĐẦU 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG –CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 3.2 ỨNG SUẤT HIỆU QUẢ, ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG –CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT 3.3 ỨNG SUẤT DO TẢI TRỌNG BẢN THÂN –CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT 3.4 ỨNG SUẤT DO TẢI TRỌNG NGOÀI –CHƯƠNG... khả năng phản ánh được đầy đủ các tính chất cơ học của đất Bảng 1.7 _ Khi e ≥ 0,9: bùn á cát _ Khi e ≥ 1,0: bùn á sét _ Khi e ≥ 1,5: bùn sét b Đất lún ướt, đất trương nở: dựa vào chỉ số s = eL − e 1+ e b Đất dính _ Khi s < 0,1 đất lún ướt Căn cứ vào chỉ số dẻo IP vì nó phản ánh tương đối toàn diện các nhân tố ảnh hưởng tới tính chất của đất dính _ Khi s > 0,3 đất trương nở Với e, eL : hệ số rỗng ở trạng . > w L ) hay I L > 1, và _ Khi e ≥ 0,9: bùn á cát _ Khi e ≥ 1,0: bùn á sét _ Khi e ≥ 1,5: bùn sét b. Đất lún ướt, đất trương nở: dựa vào chỉ số _ Khi s < 0,1 Ỉ đất lún ướt _ Khi s > . của đường cong cấp phối Các điều kiện của một mẫu đất cấp phối tốt: + Nếu : C u > 4 – Với sỏi sạn hoặc C u > 6 – Với cát Và 1< C g < 3 Ỉ Đất cấp phối tốt, đường cong cấp phối có. lượng tích luỹ cỡ hạt có đường kính <= d (mm) 100948068534325 Hàm lượng cỡ hạt có đường kính > d (mm) 6141215101825 <0,0020,01-0,0020,05-0,010,1-0,050,25-0,10,5-0,252-0,5 Hàm lượng (%