§å ¸N NÒN MãNG – TÝNH TO¸N MãNG- §Ò VIII - 4 Cho mét têng ch¾n ®Êt dµi 50 m.chiÒu réng ®¸y têng bt=2,5 m.Lng têng nghiªng víi ph¬ng th¼ng ®øng 1 gãc δ. §Êt sau lng têng lµ sÐt pha dÎo cøng,®ång nhÊt, nghiªng víi ph¬ng ngang gãc α. KÝch thíc cña têng,träng lîng cña têng vµ c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt sau lng têng nh sau. H(m) 9 δ(®é) 11 α(®é) 12 ϕ(®é) 21 ϕ ο (®é) C(kg/cm2) γ(Τ/m3) 15 0,22 1,88 α δ H bt β 0,62 E(kg/cm2) G(T/m) 177,50 88 A -TÝnh to¸n ¸p lùc chñ ®éng b»ng c¸c ph¬ng ph¸p 1 -Theo ph¬ng ph¸p gi¶i tÝch cña Coulomb: Do ®Êt sau lng tßng cã lùc dÝnh nªn ta coi ®Êt sau lng têng chØ cã lùc ma s¸t cßn ¸p lùc dÝnh ®îc tÝnh riªng. Ta cã: AB= H/cosδ =H/cos11o =9/ 0,98=9,18 ¸p lùc cña ®Êt lªn lng têng khi chØ cã lùc ma s¸t ®îc tÝnh theo c«ng thøc E= 1/2 .λc.γ.H 2 víi : λc= Cos 2(ϕ-δ) Cos2δ.sinΨ.(1+√z )2 ψ =90o-ϕo-δ =90o -15o-11o = 64o Sin(ϕ+ϕo).sin(ϕ-α) Sin (21o+15o).Sin(21o-12o) Z= = Sinψ.cos(δ-α) Sin64o.Cos (11o-12o) = 0,105 Cos2 (21o-11o) => λc = = 0,65 Cos 11 .Sin 64 .1,75 2 o o => E = 1/2 .0,64 .1,88 .9 2 = 49,49 ( T/m) ⇒ E = 1/2. σ2φ. AB ⇒ σ 2φ =2E/AB = 2 .49,49 / 9,18 = 11,78 (T/m2) Thµnh phÇn ¸p lùc dÝnh ®îc tÝnh theo c«ng thøc : σ2c = 2,2 .Cos 21 o C .Cos φ = 2,68(T/m 2) = Cos2 (45o- (φ +δ)/2 ) Cos229o σ 2 = σ 2φ - σ2c = 10,78 - 2,68 = 8,1(T/m2) A D C E1 Ec® K E2 B σ2 B1 σ2ϕ σ2c O' H×nh 1 Tõ h×nh vÏ 1 ta thÊy : Do hai tam gi¸c ABC vµ DB1C ®ång d¹ng nªn DB1 /AB = σ2/σ2ϕ ⇒ DB1 = AB. σ2/σ2ϕ = 9,18 .8.1/11,04 = 6,73(m) ¸p lùc chñ ®éng cña ®Êt lªn têng ch¾n chÝnh lµ diÖn tÝch cña tam gi¸c DB1C Ec® = DB1.σ2/2 = 6,74. 8,1/2 = 27,3( T/m) 2 - Theo ph¬ng ph¸p ®å thÞ cña Coulomb Tõ ch©n têng B ta kÎ c¸c mÆt tr¬t gi¶ ®Þnh BC1 , BC2 , BC3 , BC4 , BC5 , BC6 , BC7 , BC8 , BC9 , BC10 BC1 hîp víi BC2 lµ 5o , BC3 hîp víi BC2 lµ 5o…Cho ®Õn BC10 Trong Autocad t¹i dßng Command ®¸nh lÖnh Area ®Ó tÝnh diÖn tÝch cña c¸c l¨ng thÓ trît lµ ABC1, ABC2, ABC3, ABC4, ABC5, ABC6, ABC7, ABC8, ABC9, ABC10 DiÖn tÝch c¸c tam gi¸c ®ã dîc tÝnh nh b¶ng 1.LÊy c¸c diÖn tÝch c¸c tam gi¸c nh©n víi γ th× ®îc träng lîng c¸c l¨ng thÓ t¬ng øng (H×nh 2) L¨ng thÓ ABC1 ABC2 ABC3 ABC4 ABC5 ABC6 ABC7 ABC8 ABC9 ABC10 DiÖn tÝch 22,393 56,593 68,498 85,164 107,692 143,011 27,419 32,998 39,595 B¶ng 1 * BiÓu diÔn lªn ®å thÞ: 47,286 - Gãc hîp bëi E1 vµ G1 lµ ψ = 64o - §o gãc hîp bëi R1 vµ G1 lµ 52.66o - Träng lîng cña c¸c l¨ng thÓ ®îc biÓu diÔn theo tØ lÖ b»ng ®å thÞ (H×nh3) §o kho¶ng c¸ch MK .MK chÝnh lµ ¸p lùc lín nhÊt cña ®Êt lªn têng ch¾n khi cha kÓ ®Õn lùc dÝnh : MK = 49,6976 T/m So s¸nh khi tÝnh theo ph¬ng ph¸p ®å thÞ vµ gi¶i tÝch ta thÊy Sai sè a =(49,6976 – 49,49) / 49,6976 .100% = 0,4% < 2% Còng t¬ng tù nh trªn ta còng tÝnh ®îc ¸p lùc chñ ®éng cña ®Êt lªn têng ch¾n khi cã kÓ ®Õn lùc dÝnh lµ diÖn tÝch tam gi¸c DB1C ta tÝnh ®îc lµ : Ec® = 27,46 (T/m) B – ThiÕt kÕ mãng 1 – TÝnh chiÒu réng cña mãng vµ chän chiÒu s©u ch«n mãng : Ta chän mãng thiÕt kÕ cho têng ch¾n lµ mãng n«ng,chiÒu s©u ch«n mãng lµ 1m ¸p lùc chñ ®éng cña ®Êt lªn têng lµ 29,33 (T/m) ¸p lùc nµy ®îc ph©n tÝch tµnh hai thµnh phÇn lµ theo ph¬ng th¼ng ®øng E2 vµ theo ph¬ng ngang E1. E1 lµ lùc lµm cho mãng bÞ trît ,cßn E2 lµ ¸p lùc truyÒn xuèng mãng. Ta cã :E2 = Ec® . Cos ψ = 27,3 .Cos64o = 11,97(T/m) Lùc nµy céng víi träng lîng cña têng lµ G truyÒn xuèng ®¸y mãng Lóc ®ã : PH = E2 + G = 11,97 + 88 = 99,97 ( T/m ) ChiÒu réng cña mãng b (b>0 )lµ nghiÖm cña ph¬ng tr×nh bËc hai: b2 + k1b – k2 = 0 Trong ®ã k1 = M1h + M2.C/γ - M3.βγm. h/m γ ( do ®Êt trªn mãng vµ díi ®¸y mãng ®ång nhÊt nªn γII = γ, CII = C ) M1 = (Cotgϕ + ϕ)/0,25π + 2 =5,82 M2 = 4 Cotgϕ = 10,52 M3 = M1- 4 = 1,82 m – hÖ sè lµm viÖc cña ®Êt nÒn ,lÊy m = 1 βγm - khèi lîng trung b×nh cña mãng vµ ®Êt ë trªn mãng ,lÊy βγm = 2 T/m3 ⇒ k1 = 5,82 . 1 + 10,52 . 2,2/1,88 – 1,82.2.1/1.1,88 = 16,19 k2 = M3. PH /m . γ = 1,82.99,97/1.1,88 = 96,8 Nh trªn ta cã b lµ nghiÖm cña ph¬ng tr×nh : b2 + 16,19b – 96,8 = 0 Gi¶i ph¬ng tr×nh nµy ta ®îc b1 = 4,7 , b2 = -20,8 (lo¹i) VËy chän chiÒu réng cña mãng lµ b = 4,7 m 2- KiÓm tra kÝch thíc mãng vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña ®Êt nÒn : - Chän chiÒu cao cña mãng lµ hm = 0,8 m, vËt liÖu lµm mãng lµ bª t«ng cèt thÐp nªn tgαtk ph¶i tho¶ m·n : 1 < tgαtk P = 23,27(T/m2) nªn nÒn ®Êt æn ®Þnh kh«ng bÞ trît 3 - CÊu t¹o mãng ChiÒu cao mãng chän lµ 80 cm nªn mãng cã hai bËc ,chiÒu cao cña mçi bËc lµ hi = 40 cm ,chän chiÒu réng cña mçi bËc mãng lµ ci = 55 cm ( h×nh 4) ci hm hi h bt a b H×nh 4 : CÊu t¹o mãng 4 - TÝnh to¸n lîng cèt thÐp vµ bè trÝ cèt thÐp vµo mãng : σ= n.PH + G1 = 25,73 (T/m2) n- hÖ sè vît t¶i (lÊy n =1,2) b Lùc c¾t : Q = σ. a ( l = 1) trong ®ã a lµ chiÒu dµi tÝnh tõ mÐp ngoµi cña mãng ®Õn ch©n têng ch¾n a = 1,1m ⇒ Q = 25,73 . 1,1 = 28,3 T Chän bª t«ng m¸c 200 nªn cêng ®é kh¸ng nÐn Rn cña bª t«ng lµ 900 T/m2 Cêng ®é kh¸ng c¾t cña bª t«ng lµ Rc = 0,1. Rn = 90 T/m2 ChiÒu dµy cña bª t«ng ph¶i tho¶ m·n : ho ≥ Q / m. Rc(l = 1) = 28,3 / 90. 0,9 = 0,34 (m) ( m- hÖ sè lµm viÖc cña mãng lÊy b»ng 0,9 ) VËy chän chiÒu dµy cña bª t«ng lµ ho = 0,76m = 76 cm ⇒ chiÒu dµy cña líp bª t«ng b¶o vÖ lµ a’ = 4 cm M = Q .a/2 = 28,3 . 1,1/2 = 15,57 Tm Cèt thÐp ®Æt vµo mãng ta chän cèt thÐp nhãm AII ⇒ cêng ®é kh¸ng kÐo cña cèt thÐp lµ Ra = 2800 kg/cm2 Fa = M/m . ma .Ra.ho = 15,57/ 0,9.0,9 .28000.0,76 = 9,03cm2 Chän cèt thÐp chÞu lùc cã ®êng kÝnh lµ Φ14 ⇒ fa =1,540 cm2 Sè lîng cèt thÐp cho 1m dµi cña mãng : n = Fa / fa = 9,03 / 1,540 ≈ 6 thanh Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh cèt thÐp chÞu lùc C = (l – 2 .a’)/(n – 1) = (100 – 2 .4) /(6 – 1) = 18,4 cm (l = 1m) Do ®Êt nÒn cã tÝnh nÐn lón thay ®æi Ýt trong mÆt b»ng vµ do têng cã ®é cøng lín nªn mãng sÏ lón kh¸ ®ång ®Òu do ®ã thÐp däc ®¸y mãng chØ ®Æt theo cÊu t¹o vµ lóc ®ã thÐp ng¾n cÇn ®Æt díi cßn thÐp dµi ®Æt theo chiÒu dµi mãng ®îc ®Æt ë trªn (cèt thÐp cÊu t¹o ) . Cèt thÐp cÊu t¹o ta chän c¸c thanh cã ®êng kÝnh 8mm C- TÝnh æn ®Þnh chèng lËt ,trît : 1- æn ®Þnh chèng lËt : C¸c lùc chèng lËt gåm cã : thµnh phÇn th¼ng ®øng cña ¸p lùc chñ ®éng lµ E2,träng lîng trung b×nh cña mãng vµ ®Êt ë trªn mãngG1,träng lîng cña têng ch¾n G Tæng céng sÏ lµ : Pt = E2 + G + G1 = 11,97 + 9,4 + 88 = 109,37 ( T/m) §iÓm ®Æt cña lùc t¹i t©m O cña mãng ,cã c¸nh tay ®ßn lµ a 1 = b/2 = 4,7/2 = 2,35m ⇒M« men chèng lËt : Mcl = 109,37 . 2,35 = 257 Tm Lùc g©y lËt lµ thµnh phÇn n»m ngang cña ¸p lùc chñ ®éng E1 E1= Ec®.SinΨ = 27,3 . Sin 64o = 24,5 (T/m) §iÓm ®Æt cña lùc nµy t¹i mÐp mãng O’ ,c¸nh tay ®ßn lµ t¹i ®iÓm ®Æt K ®Õn O’ kho¶ng c¸ch KO’ = 3,94m (H×nh 1 ) Nh vËy m« men g©y lËt lµ Mgl= E1. KO’ = 24,5 .3,94 = 96,53 Tm HÖ sè æn ®Þnh lËt : Mcl ηl = = 257/96,53= 2,66 > 1,5 Mgl Nh vËy mãng æn ®Þnh kh«ng bÞ lËt 2 – æn ®Þnh chèng trît : Lùc g©y trît cho mãng lµ thµnh phÇn theo ph¬ng ngang cña ¸p lùc chñ ®éng E2: Pgt = E2 = Ec® . SinΨ = 29,3 . Sin 64o = 26,3 (T/m) Lùc chèng trît lµ : Pct = Pt .tanϕ = 109,37 .0,38 = 42 T HÖ sè æn ®Þnh trît : η t = Pct / Pgt = 42 / 26,3 = 1,6 >1,5 Do ®ã mãng æn ®Þnh kh«ng bÞ trît. D – TÝnh ®é lón cuèi cïng : ¸p lùc g©y lón : Pgl = P - γ .h = 23,27 – 1,88 . 1 = 21,39 (T/m 2),trong ®ã P lµ ¸p lùc truyÒn xuèng ®¸y mãng ,h lµ chiÒu s©u ch«n mãng . HÖ sè nÐn lón rót ®æi : ao = β /E0 = 0,62 / 177,5 = 0,00349 (cm2/kg) = 0,000349 (m2/T) Ta chia nÒn ®Êt thµnh c¸c líp ph©n tè cã chiÒu dµy hi = 0,2 . b =0,2.4.7 = 0,94 m KÕt qu¶ tÝnh c¸c thµnh phÇn øng suÊt σ bt vµ σ z ®îc tÝnh nh b¶ng sau : §iÓm tÝnh zi σ bt l/b >10 z/b ko σz 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0 0.94 1.88 2.82 3.76 4.7 5.64 6.58 7.52 8.46 9.4 10.34 11.28 12.22 13.16 1.880 3.647 5.414 7.182 8.949 10.716 12.483 14.250 16.018 17.785 19.552 21.319 23.086 24.854 26.621 - 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 1 0.91 0.82 0.73 0.64 0.55 0.502 0.454 0.406 0.358 0.31 0.29 0.27 0.25 0.23 21.390 19.465 17.540 15.615 13.690 11.765 10.738 9.711 8.684 7.658 6.631 6.203 5.775 5.348 4.920 Ta thÊy t¹i ®iÓm 14 cã σz = 4.920(T/m2), σbt =26.621(T/m2) tho¶ m·n ®iÒu kiÖn σz < 0,2.σbt Nªn chiÒu dµy cña vïng ho¹t ®éng nÐn Ðp lµ 13,16 m §é lón cuèi cïng lµ : S =0,94 .0,000349. (21,390/2 +19,465+17,540+17,540+15,615+13,690+11,765 +10,738+9,711+8,684+7,658+6,631+6,203+6,203+5,775+5,348 +4,920/2) = 0,05m = 5cm §å thÞ phÇn bè øng suÊt díi ®¸y mãng ®îc biÓu diÔn ( h×nh 5) Më ®Çu C¬ häc ®Êt ,nÒn vµ mãng lµ hai m«n häc kü thuËt c¬ së kh«ng thÓ thiÕu ®èi víi sinh viªn khoa c«ng tr×nh cña c¸c trêng §¹i häc kü thuËt, vµ lµ kiÕn thøc c¬ b¶n cña c¸c kÜ s ,c¸n bé kü thuËt khi thi c«ng vµ thiÕt kÕ c«ng tr×nh . Ngµy nay c¸c kÜ s thiÕt kÕ nÒn mãng kh«ng hiÒu râ l¾m vÒ ®Êt nÒn còng nh c¸c kÜ s ®Þa chÊt c«ng tr×nh kh«ng hiÓu râ l¾m vÒ viÖc thiÕt kÕ mãng .Trªn c¬ së ®ã c¸c thÇy gi¸o trong bé m«n ®Þa chÊt c«ng tr×nh ®· giao cho chóng em ®å ¸n m«n häc” c¬ häc ®Êt -nÒn mãng” nh»m gióp chóng em hiÓu râ h¬n vÒ viÖc thiÕt kÕ mãng díi c«ng tr×nh, còng nh ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña ®Êt nÒn ,®Ó ®a ra ph¬ng ¸n kh¶o s¸t ®Êt nÒn ,thiÕt kÕ mãng ®¶m b¶o vÒ mÆt kÜ thuËt còng nh ®¶m b¶o vÒ mÆt kinh tÕ Néi dung cña ®å ¸n nµy gåm cã bèn phÇn chÝnh ®ã lµ : - TÝnh ¸p lùc cña ®Êt lªn têng ch¾n - ThiÕt kÕ mãng díi têng ch¾n - TÝnh æn ®Þnh chèng lËt ,trît - TÝnh ®é lón cuèi cïng Trong qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n ,víi sù nhiÖt t×nh gióp ®ì cña c¸c thÇy gi¸o híng dÉn em ®· hoµn thµnh ®îc ®å ¸n nµy .V× vËy em xin cã lêi c¶m ¬n ch©n thµnh dÕn c¸c thÇy. Sinh viªn : NguyÔn Hoµng Thóc Líp : §CCT A – K46 ... ma sát đợc tính theo công thức E= 1/2 c..H với : c= Cos 2 (-) Cos2.sin.(1+z )2 =90o-o- =90o -1 5o-11o = 64o Sin(+o).sin (-) Sin (21o+15o).Sin(21o-12o) Z= = Sin.cos (-) Sin64o.Cos (11o-12o) = 0,105... trợt - Cấu tạo móng Chiều cao móng chọn 80 cm nên móng có hai bậc ,chiều cao bậc hi = 40 cm ,chọn chiều rộng bậc móng ci = 55 cm ( hình 4) ci hm hi h bt a b Hình : Cấu tạo móng - Tính toán lợng... lên tờng chắn - Thiết kế móng dới tờng chắn - Tính ổn định chống lật ,trợt - Tính độ lún cuối Trong trình làm đồ án ,với nhiệt tình giúp đỡ thầy giáo hớng dẫn em hoàn thành đợc đồ án Vì em xin