CHƯƠNG 13 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 272 1. LÝ THUYẾT THỐNG KÊ 1.1. Xử lý và thống kê địa chất Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và số lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn. Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn được các chỉ tiêu đại diện cho nền. Ban đầu khi khoan lấy mẫu, dựa vào sự quan sát thay đổi màu, kích thước hạt mà ta phân chia thành từng lớp đất. Theo QPXD 45 – 78 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị có đặc trưng cơ – lý của nó phải có hệ số biến động đủ nhỏ. Vì vậy ta phải loại trừ những mẫu có số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn nhất cho một đơn nguyên địa chất. Vì vậy thống kê địa chất là một việc làm hết sức quan trọng trong tính toán nền móng. 1.2. Phân chia đơn nguyên địa chất 1.2.1. Hệ số biến động Chúng ta dựa vào hệ số biến động để phân chia đơn nguyên. Hệ số biến động có dạng như sau: A Trong đó giá trị trung bình của một đặc trưng: 1 n i i A A n Và độ lệch toàn phương trung bình: 2 1 1 () 1 n i i AA n Với : A i là giá trị riêng của đặc trưng từ một thí nghiệm riêng. n là số lượng trị riêng đưa vào tập hợp thống kê. 1.2.2. Qui tắc loại trừ sai số Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động thì đạt còn ngược lại thì ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn. Trong đó là hệ số biến động lớn nhất, tra bảng trong QPXD 45 – 78 tùy thuộc vào từng loại đặc trưng được trình bày trong bảng sau: Đặc trưng của đất Hệ số biến động Tỷ trọng hạt 0.01 Trọng lượng riêng 0.05 Độ ẩm tự nhiên 0.15 Giới hạn Atterberg 0.15 Module biến dạng 0.30 Chỉ tiêu sức chống cắt 0.30 Cường độ nén một trục 0.40 Bảng 13.1: Hệ số biến động của đất THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 273 Kiểm tra thống kê, loại trừ số lớn A i theo công thức sau: i CM AA Trong đó ước lượng độ lệch: 2 1 1 () n CM i i AA n Nếu n 25 thì ta lấy CM 1.2.3. Các đặc trưng tiêu chuẩn Trị số tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất (trừ c và ) lấy bằng trung bình số học của các trị số riêng : A tc = 1 n i i A A n Trong đó : A i là trị số riêng của chỉ tiêu cần xác định. n là số lượng trị số riêng đưa vào tập hợp thống kê. Trị số tiêu chuẩn c và được xác định dựa vào phương pháp bình phương cực tiểu của mối quan hệ tuyến tính giữa ứng suất pháp i và ứng suất tiếp cực hạn I của thí nghiệm cắt tương ứng : tg c . Lực dính đơn vị tiêu chuẩn c tc và góc ma sát trong tiêu chuẩn tc được xác định theo các công thức sau: 2 1 1 1 1 1 n n n n tc i i i i i i i i i c 1 1 1 1 n n n tc i i i i i i i tg n Với: 2 2 11 nn ii ii n 1.2.4. Các đặc trưng tính toán Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn và ổn định của nền chịu tải, một số công thức tính toán ổn định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính toán. Trong QPXD 45 – 78, các đặc trưng tính toán của đất được xác định theo các công thức sau: Với các chỉ tiêu khác với c và : A tt = tc d A k Trong đó : A tc là giá trị đặc trưng đang xét. k d là hệ số an toàn về đất ( lấy k d = 1) Đối với lực dính (c), góc ma sát trong (), trọng lượng riêng () và cường độ chịu nén một trục tức thời có hệ số an toàn đất được xác định như sau: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 274 1 1 d k Trong đó là chỉ số độ chính xác được xác định như sau: Với dung trọng riêng : = .t n Trong đó là độ lệch toàn phương trung bình của tập hợp: 2 1 1 . 1 n i i n Giá trị tính toán: tt = tc (1 ) = tc (1 .t n ) Trong đó: t là hệ số phụ thuộc xác xuất tin cậy đã chọn và phụ thuộc vào số bậc tự do của tập hợp thống kê (n-1). = 0.95 khi tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I. = 0.85 khi tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II. Với lực dính c và góc ma sát trong : = t là giá trị độ lệch toàn phương trung bình được xác định sau : 2 1 1 n ci i tg n 2 1 () 2 tc tc ii tg c n Giá trị tính toán xác định theo công thức: A tt =A tc (1 ) Tuỳ theo trường hợp thiết kế cụ thể mà ta lấy dấu (+) hoặc dấu (-) để đảm bảo an toàn hơn. 2. TÓM TẮT ĐỊA CHẤT Mô tả và phân loại các lớp đất tóm tắt như sau : - Lớp 1a: Đất san lấp: Sét lẫn xà bần Phân bố từ mặt đất trở xuống đến 0,5m(1,0m), dày trung bình: 0,83m - Lớp 1: Sét pha, lẫn sỏi sạn laterit, nửa cứng – cứng. Phân bố ở độ sâu từ 0,5m(1,0m) đến 3,0m(4,2m), dày trung bình: 2,47m. - Lớp 2: Sét pha, dẻo cứng – nửa cứng. Phân bố ở độ sâu từ 3,0m(4,2m) đến 7,0m(12,5m), dày trung bình: 6,45m. - Lớp 3: Cát pha lẫn sạn sỏi thạch anh, chặt vừa, bão hòa nước. Phân bố ở độ sâu từ 7,0m(12,5m) đến 37,0m(39,5m), dày trung bình: 28,37m. - Lớp 4: Sét, nửa cứng – cứng. THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 275 Phân bố ở độ sâu từ 37,0m(39,5m) đến 49,0m(52,5m), dày trung bình: 12,63m. - Lớp 5: Sét pha, nửa cứng. Phân bố ở độ sâu từ 0,5m(1,0m) đến 3,0m(4,2m), dày trung bình: 2,47m. - Lớp 6: Cát hạt nhỏ - thô, chặt vừa – chặt, bảo hòa nước. Phân bố ở độ sâu từ 51,5m(55,0m) trở xuống . 3. BẢNG TỔNG HỢP CHỈ TIÊU CƠ LÝ CÁC LỚP ĐẤT Lớp Mô tả Đặc trưng tính toán Trọng lượng γ w (kN/m 3 ) Lực dính c (kN/m 2 ) Góc ma sát φ ( o ) 1 Sét pha lẫn sỏi sạn laterit TC 20 24.5 15.9 TTGH I 20 24.5 15.9 TTGH II 20 24.5 15.9 2 Sét pha, dẻo cứng - nửa cứng TC 20.04 22.6 14.6 TTGH I 19.9÷20.1 18.3÷26.9 13.6 ÷ 15.7 TTGH II 19.9÷20.1 19.9÷25.3 14.0÷15.3 3 Cát pha lẩn sỏi sạn thach anh, chặt vừa, bão hòa nước TC 20.2 7.8 25.8 TTGH I 20.1÷20.3 6.6÷8.9 25.5 ÷ 26.0 TTGH II 20.1÷20.3 7.0÷8.5 25.6 ÷ 26.0 4 Sét nửa cứng - cứng TC 19.9 37.6 16.8 TTGH I 19.6÷20.0 35.7÷39.5 16.4 ÷ 17.3 TTGH II 19.7÷19.9 36.4÷38.8 16.5 ÷ 17.1 5 Sét pha, nửa cứng TC 19.8 30.6 15.7 TTGH I 19.8 26÷35.2 14.6 ÷ 16.8 TTGH II 19.8 27.8÷33.4 15.05÷ 16.4 6 Cát hạt nhỏ - thô, chặt vừa - chặt, bão hòa nước TC 19.7 2.5 28.6 TTGH I 19.5÷19.8 1.2÷3.7 28.3÷ 28.8 TTGH II 19.6÷19.7 1.7÷3.2 28.4 ÷ 28.7 4. MẶT CẮT ĐỊA CHẤT THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 276 . CHƯƠNG 13 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 272 1. LÝ THUYẾT THỐNG KÊ 1.1. Xử lý và thống kê địa chất Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng. bình lớn nhất cho một đơn nguyên địa chất. Vì vậy thống kê địa chất là một việc làm hết sức quan trọng trong tính toán nền móng. 1.2. Phân chia đơn nguyên địa chất 1.2.1. Hệ số biến động Chúng. tiêu sức chống cắt 0.30 Cường độ nén một trục 0.40 Bảng 13. 1: Hệ số biến động của đất THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 273 Kiểm tra thống kê, loại trừ số lớn A i theo công thức sau: i CM AA