Bài tập lớn cơ học đất, sinh viên 08XN, đại học xây dựng Hà Nội

Bài tập lớn cơ học đất H v tờn: Quc Trung SV : 08XN STT: 48 Đề bài Móng băng dới tờng bề rộng b b và móng đơn dới cột bề rộng b, bề dài l chôn sâu h ở phía ngoài nhà. Đất nền gồm l lớp sét pha có chiều dày cha kết thúc trong hố khoan thăm dò sâu 16m.Điều kiện đất và móng nh hình vẽ và các bảng. Nội lực tại đỉnh móng thuộc tổ hợp cơ bản do tải trọng tiêu chuẩn gây ra: - Móng đơn: lực dọc N tc o =1130 KN, M tc o =95 KNm, Q tc o =38 KN - Móng băng: lực dọc N tc ob =247 KN/m, M tc ob =14 KNm/m Tính độ lún của các điểm O , N ở đáy móng đơn và J ở đáy móng băng có kể đết ảnh hởng tải trọng của các móng lân cận. Kim tra bn v sc chu ti.Bit h s an to n Fs=2 Số liệu móng h (m) l(m) b(m) t(m) b b (m) 1,5 2,7 2,3 0,6 1,4 Chỉ tiêu cơ lý của đất (kN/m 3 ) s (kN/m 3 ) W (%) W L (%) W P (%) C II (kPa) ( 0 ) E (kPa) 18,5 26,5 33,6 40,2 27,7 19,6 17,5 10732 Bài làm I.Đánh giá điều kiện địa chất công trình,địa chất thuỷ văn: - 1 - Đất nền gồm 1 lớp sét pha có chiều dày cha kết thúc trong hố khoan thăm dò sâu 16m. Mực nứơc ngầm ở độ sâu 1.5m so với mặt đất tự nhiên. Hệ số rỗng: Đt co ộ sệt l : Ta thấy I L = 0,472 nên đất ở trạng thái dẻo cng. có mô đun biến dạng E 0 =10732 MPa => Đất tốt II.Xác định tại trọng tiêu chun tại tâm diện tích đếmóng: + Móng đơn trục 4E: 0 1130( ) tc tc N N kN = = 0 0 . 95 38.0,7 121,6( ) tc tc tc m M M Q h kNm = + = + = 0 38( ) tc tc Q Q kN = = + Móng Băng: 0 274( ) tc tc b b N N kN = = 0 0 14( ) tc tc b M M kNm = = III.Ap lực tiêu chuẩn tại đáy móng: + Móng đơn trục 4E: - 2 - - 33,6-27,7 0,472 - 40,2- 27,7 W W p I L W W L p = = = tc 1 tc 6e N = 1 + .h' tb .b max min l l ữ ữ (1 0,01 ) 26,5.(1 0,01.33,6) . -1 -1 0,914 18,5 W s e + + = = = - 26,5 -10 3 8,62( / ) 1 1 0,914 s w kN m dn e = = = + + Trong ®ã: 1 121,6 0,107( ) 1130 tc tc M e m N = = = tb γ =20(kN/m 3 ) (1,5 0,45) 1,5 ` ' 1,725( ) 2 2 h h trong ngoai h m + + + = = = Thay vµo phong tr×nh ta ®ùoc: 259,931 173,197 216, 464( ) 2 2 max min kPa tc tc tc tb σ σ σ + + = = = +Mãng b¨ng: Trong ®ã: 14 0,056( ) 247 tc b b tc b M e m N = = = ( ' 1,725( ),h m = tb γ =20(kN/m 3 ) Thay vµo phong tr×nh ta ®ùoc: - 3 - 6.0,107 1 20.1, 725 259, 731( ) 2, 7.2, 3 2, 7 1130 max tc kPa σ = + + =    ÷   6.0,107 1- 20.1, 725 173,197( ) 2, 7.2,3 2,7 1130 min tc kPa σ = + =    ÷   tc tc b 6e N = 1 ± + γ .h' max tb .b min b σ l l    ÷  ÷   6.0, 056 2 1- 20.1, 725 168,586( / ) 1.1, 4 247 min 1,4 tc kN m σ = + =    ÷   6.0, 056 2 1 20.1, 725 253, 271( / ) 1.1, 4 247 max 1,4 tc kN m σ = + + =    ÷   253, 271 168,586 210,929( ) 2 2 max min kPa tc tc tc tb + + = = = IV.Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng: ' 1 2 II II II tc m .m R= (A.b. + B.h. + D.c ) K Trong đó 1 2 ,m m là hệ số điều kiện làm việc của nền và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền. 1 2 ,m m tra bảng ta đựợc m1=1,2 ; m2= 1,0 Số liệu địa chất lấy từ kết qủa thí nghiệm trong phòng nên tc K = 1,0 =17.5 tra bảng 3-2 Sách Nền Và Móng ta đựơc các hệ số: (A = 0,41 ; B = 2,61 ; C = 5,23) 3 8,62( / ) II dn kN m = = ' 3 18,5( / ) II kN m = = II c =19,6(kPa);h=1,5(m) + Móng đơn: b = 2,3 m 1,2.1 (0,41.2,3.8,62 2,61.1,5.18,5 5, 23.19,6) 219,676( ) 1 R kPa = + + = Ta có điều kiện áp lực tại đáy móng đơn: max 1.2 tc tc tb R R < < max 259,731 1,2.219,676 263,621 216,464 219,676 tc tc tb kPa kPa kPa kPa = < = = < >Thoả mãn ĐK áp lực tại đáy móng đơn + Móng băng: b = 1,4 m - 4 - 1,2.1 (0,41.1,4.8,62 2,61.1,5.18,5 5,23.19,6) 215,860( ) 1 R kPa = + + = Ta có điều kiện áp lực tại đáy móng băng: max 1.2 tc tc tb R R < < max 253,271 1,2.215,860 259,032 210,929 215,860 tc tc tb kPa kPa kPa kPa = < = = < ->Thoả mãn ĐK áp lực tại đáy móng băng . Vậy điều kiện áp lực tại đáy móng thoả mãn.Ta có thể XĐ đựoc ứng suất gây lún theo nguyên lý biến dạng tuyến tính. V.ứng suất gây lún tại đế móng: + Móng đơn: 0 - . 216,464 -18,5.1,5 188,714( ) gl tc Z tb h kPa = = = = + Móng băng: 0 - . 210,929 -18,5.1,5 183,179( ) gl tc Z tb h kPa = = = = VI.Tính độ lún tại điểm O,N,J theo phơng pháp cộng lún các lớp phân tố có kể đến ảnh hỏng của tải trọng móng lân cận: 6.1 Tính lún tại điểm O: ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O gồm: + ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 4E. + ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 3E & 5E + ứng suất gây lún do tải trọng của móng băngs Chia nền dói móng thành những phân tố có chiều dày i b 2,3 h < = =0,575(m) 4 4 Ta chọn 0,2. 0,2.2,3 0,46( ) i h b m = = = 6.1.1 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do tải trọng của móng trục 4E và ứng suất bản thân của đất gây ra: - 5 - +ứng suất bản thân của đất tại đế móng : . 18,5.1,5 27,75( ) bt Z h h kPa = = = = +ứng suất bản thân của đất tại độ sâu i z = z +h : 27,75 8,62. ( ) i bt Z Z h i z kPa = + = + + ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O; 0 ( ) 188,714 i gl gl Z oABCD Z oABCD I K K = = = Trong đó 0 ABCD K : tra bảng phụ thuộc vào l/b và 2z/b với l=2.7(m) ; b=2.3(m). (Ta có bảng 1) 6.1.2 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do tảI trọng của móng trục 3E và 5E: Móng trục 3E và 5E đối xứng nhau qua O nên ta tính ứng suất gây lún tại các điẻm nằm trên trục đứng qua O do tảI trọng của móng trục 3E sau đó nhân với 2 để kể đến tảI trọng của móng trục 5E. ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do móng trục 3E và 5 E: 0 ( ) 2.2( ) 2.2.188,714( ) ( ) 754,856( ) i i gl gl z gIENO gKGNO z gIENO gKGNO gl z gIENO gKGNO II K K K K II K K = = = = Trong đó : gIENO K : tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,4(m) ; l = 4,45(m) gKGNO K : tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,4(m) ; l =2,15(m) (Ta có bảng 2) 6.1.3 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do tải trọng của móng băng: ứng suất suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do móng băng gây ra: - 6 - 0 ( ) 183,179. i gl gl Z Z Z Z III K K = = = Trong đó Z K :tra bảng phụ thuộc x/b và z/b với b = 1,4(m) ; x = 2,65(m) (Ta có bảng 3) ` 6.1.4 Vẽ biểu đồ ứng suất bản thân của các điểm nằm trên trục đứng qua O đựoc thể hiện trên hình vẽ . 6.1.5 Tính toán độ lún tại điểm O: Giới hạn nền tính tới điểm 25 ta có: 24,6331( ) 0,2. 0,2.126,8823 25,3764( ) gl bt O kPa kPa = < = = Độ lún đựoc xác định theo công thức sau: 1 0 . n gl zi i i S h E = = 0,8 188.714 24,6331 .0,46 188,384 26,0905 5,845( ) 10732 2 2 m = + + + + = ữ (Ta có bảng 4) 6.2 Tính toán độ lún tại điểm J: ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J gồm: + ứng suất gây lún do tải trọng của móng băng. + ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 4E. + ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 3E & 5E. Chia nền dói móng thành những phân tố có chiều dày 1,4 0,35( ) 4 4 i b h m< = = Ta chọn : 0,25. 0,25.1, 4 0,35( ) i h b m = = = - 7 - 6.2.1 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do tải trọng của móng băng: ứng suất suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do móng băng gây ra: 0 ( ) 183,179. i gl gl Z Z Z Z D K K = = = Trong đó Z K :tra bảng phụ thuộc x/b và z/b với b = 1,4(m) ; x = 0(m) (Ta có bảng 5) 6.2.2 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do tải trọng của móng trục 4E : + ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do tải trọng của móng băng: ( ) ( ) ( ) 0 ( ) 2. 2.188,714. 377,428. i gl gl Z gDTJM gATJN Z gDTJM gATJN gDTJM gATJN E K K K K K K = = = = Trong đó : gDTJM K : tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,15(m) ; l = 4(m) gATJN K : tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,3(m) ; l =1,15(m) Tại gATJN K có l/b = 0.88 => ta lấy l/b = 1 (Ta có bảng 6) - 8 - 6.2.3 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do tải trọng của móng trục 3E và 5E: Móng trục 3E và 5E đối xứng nhau qua J nên ta tính ứng suất gây lún tại các điẻm nằm trên trục đứng qua J do tảI trọng của móng trục 3E sau đó nhân với 2 để kể đến tảI trọng của móng trục 5E. ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do móng trục 3E và 5 E: ( ) ( ) 0 ( ) 2.( ). 2.188,714. 377,428. i gl gl z gHRJM gFSJM gERJN gGSJN z gHRJM gFSJM gERJN gGSJN gHRJM gFSJM gERJN gGSJN F K K K K K K K K K K K K = = + = + = + Trong đó : gHRJM K : tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 4(m) ; l = 4,45(m) gFSJM K : tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 2,15(m) ; l =4(m) gERJN K : tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,3(m) ; l = 4,45(m) gGSJN K : tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,3(m) ; l =2,15(m) (Ta có bảng 7,8,9) 6.2.4 Vẽ biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún tại điểm J : 6.2.5 Tính toán độ lún tại điểm J: Giới hạn nền tính tới điểm 32 ta có: 24,7039 0,2. 0,2.124,2940 24,8588 gl bt J kPa kPa = < = = Độ lún đựoc xác định theo công thức sau: 1 0 . n gl zi i i S h E = = - 9 - 0,8 183,1790 24.7039 .0,35 179,5936 25,1158 5.353( ) 10732 2 2 m = + + + + = ữ (Ta có bảng 10) 7. Kiểm tra nền về sức chịu tải: áp lực giới hạn của nền : ' . . . . . . . . . . 2 gh q q q c c c b N S i N h S i N c S i = + + =17,5 tra bảng ta có ( ) 3,6625; 5,226; 13,06 q c N N N = = = 0 1 q c i i i = = = = 7.1 Móng đơn: + Móng chữ nhật; 0,2 0,2.2,3 1 1 0,8297 2.7 b S l = = = 0,2 0,2.2,3 1 1 1,1703 2,7 c b S l = + = + = 1 q S = 1 1 0,107( ) 2. 2,7 2.0,107 2,486( ); 2,3( )e m l l e m b b m = = = = = = 3 8,62( / ) dn kN m = = ' 3 18,5( / )kN m = = 19,6( ); 1,5( )c kPa h m = = 2,3 3,6625.8,62. .0,8297.1 5,226.18,5.1,5.1.1 2 13,06.19,6.1,1703.1 524,7140( ) gh kPa = + + + = +Ap lực cho phép: 524,7140 262,357( ) 2 gh a S kPa F = = = - 10 - . Bài tập lớn cơ học đất H v tờn: Quc Trung SV : 08XN STT: 48 Đề bài Móng băng dới tờng bề rộng b b và móng đơn dới cột bề rộng b, bề dài l chôn sâu h ở phía ngoài nhà. Đất nền gồm. thúc trong hố khoan thăm dò sâu 16m.Điều kiện đất và móng nh hình vẽ và các bảng. Nội lực tại đỉnh móng thuộc tổ hợp cơ bản do tải trọng tiêu chuẩn gây ra: - Móng đơn: lực dọc N tc o =1130 KN,. t(m) b b (m) 1,5 2,7 2,3 0,6 1,4 Chỉ tiêu cơ lý của đất (kN/m 3 ) s (kN/m 3 ) W (%) W L (%) W P (%) C II (kPa) ( 0 ) E (kPa) 18,5 26,5 33,6 40,2 27,7 19,6 17,5 10732 Bài làm I.Đánh giá điều kiện địa