Bài giảng cơ học đất

Trường đại học thủy lợi Bộ môn địa kỹ thuật C HC T NNG CAO PGS.TS Trnh Minh Th Nm 2012 Mc lc Chng I: Tớnh cht vt lý ca t Chng II: Tớnh thm nc ca t Chng III: Xỏc nh lỳn ca nn Chng IV: Tớnh chng ct ca t Chng V: Khỏi nim v c hc t khụng bóo hũa v trng thỏi ti hn ca t Bi m u Gii thiu ni dung mụn hc CNG MễN HC: C HC T NNG CAO - S tớn ch: - ỏnh giỏ: im quỏ trỡnh: 30%; im thi kt thỳc: 70% - Ni dung túm tt mụn hc:Trang b cho hc viờn kin thc c bn, mi v a k thut bao gm tớnh cht vt lý ca t, tớnh thm, tớnh chng ct, quan h ng sut-bin dng, c kt v tớnh lỳn, Khỏi nim v CH KBH, trng thỏi ti hn ca t Ti liu tham kho [1] HOLTZ v KOVACS (2009)- Gii thiu v a k thut- Bn dch ca B mụn DKT [2] Cao Vn Chớ v Trnh Vn Cng (2003) C hc t Nh xut bn xõy dng, H ni [3] C hc t cho t khụng bóo hũa Bn dch Nh xut bn giỏo dc, 1998 [4] Whitlow R (1996) - C hc t tp, Bn dch Nh xut bn Giỏo dc, H ni, 1996 cng mụn hc Chng I: Tớnh cht vt lý ca t Chng II: Tớnh thm nc ca t Chng III: Xỏc nh lỳn ca nn Chng IV: Tớnh chng ct ca t Chng V: Khỏi nim v c hc t khụng bóo hũa v trng thỏi ti hn ca t CHNG I: TNH CHT VT Lí CA T 1.1 M u 1.2 Phõn b c ht 1.3 Gii hn c ht 1.4 Cỏc quan h trng lng th tớch 1.5 cht tng i 1.6 Cỏc gii hn Atterberg 1.7 Cỏc h phõn loi t 1.1 M u Khi thit k nn múng cụng trỡnh thng cn cỏc kin thc v: (a) ti trng (b) iu kin a cht t nn (c) tớnh cht ng sut - bin dng ca t (d) yờu cu ca cỏc quy tc, quy phm, tiờu chun xõy dng i Vi k s nn múng, hai yu t (b) v (c) l vụ cựng quan trng Tớnh cht VLCH xỏc nh c t TN phũng v hin trng Tuy Khụng phi X tt c c Trong nhng trng hp ny nhng gi nh v cỏc TC ca t cú chớnh xỏc phi hiu thu ỏo nhng nguyờn lý c bn ca CH v C ca khu vc K thut nn múng: phi hp ca CH, CCT v t kinh nghim thc t Khi xỏc nh loi múng no l kinh t nht, ngi k s phi xem xột ti trng ca kt cu phn trờn, iu kin t nn v lỳn cho phộp Bn cht khỏc bit ca t ỏ t l vt liu khụng ng nht (c tớnh vt liu hoc c tớnh k thut thay i t im ny sang im khỏc bờn t) t l vt liu d hng (c tớnh vt liu v c tớnh k thut khụng ging theo mi phng) t l vt liu phi tuyn (ng quan h ng sut-bin dng khụng theo quy lut ng thng) t l vt liu cú kh nng ghi nhn nhng gỡ xy quỏ kh v iu ny chi phi ng x ca nú vi ti trng 1.2 Phõn b c ht Mc ớch: phõn loi t c hp lý, ta phi bit c phõn b c ht ca nú Phõn b c ht ca t ht thụ thng c xỏc nh bng phng phỏp phõn tớch rõy i vi t ht mn, phõn b c ht c xỏc nh bng phõn tớch t trng k Kớch thc ht v phõn b kớch thc ht Kớch thc ht (c bit l ht thụ) nh hng nhiu n tớnh cht ca t Kớch c ht phõn b phm vi rt ln Hỡnh 1 Phõn b kớch thc ht 1.2 Phõn b c ht Phõn tớch bng phng phỏp rõy Phõn tớch rõy: ly mt lng t khụ, ri cho qua mt b rõy cú l nh dn, di ỏy cú mt khay hng Cõn v xỏc nh phn trm lu tớch lng t c gi li trờn mi rõy Phn trm ny thng c gi l phn trm ht nh hn (percent finer) B rõy thng c s dng phõn tớch l b rõy tiờu chun Hoa K 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa M u: Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa ó c Alonso v nnk xut nm 1990 Sau ú c cỏc nh khoa hc khỏc iu chnh, b sung (Toll 1990; Gens v Alonso 1992; Bolzon v nnk 1996; Rampino v nnk 1999; Simoni v Schrefler 2001, Tang v Graham 2002; Chiu v Ng 2003) Cỏc mụ hỡnh c thit lp da trờn cỏc bin trng thỏi ng sut riờng bit v s dng nguyờn lý m rng t lý thuyt c hc t bóo hũa cho t khụng bóo hũa Alonso v nnk (1990) ó thit lp mụ hỡnh n vi bn bin trng thỏi: ng sut thc trung bỡnh, p, lch ng sut, q, hỳt dớnh, s v th tớch riờng, v, v th tớch riờng ca nc 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa Lý thuyt ca mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa c trng ca t khụng bóo hũa cú th c mụ t bi bin trng thỏi, ú l: ng sut thc trung bỡnh, p ; lch ng sut, q ; hỳt dớnh, s ; th tớch riờng, v v th tớch riờng ca nc, vw, nh sau: (5.33) Vi: p ua s v vw = ng sut thc trung bỡnh, s1,s2,s3= cỏc ng sut chớnh tng, = ỏp lc khớ l rng, q= lch ng sut, = hỳt dớnh ca t, uw= ỏp lc nc l rng, = th tớch riờng, e= h s l rng, = th tớch riờng ca nc, v S= bóo hũa 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa Lý thuyt ca mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa Bin thiờn th tớch v bin thiờn v bin dng ct cú th ln lt tớnh theo cụng thc: Trong ú: d1 v d3 : bin thiờn bin dng chớnh Tng bin thiờn v bin dng cú th c biu din theo biu thc sau: 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa Lý thuyt ca mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa Trong ú: = bin thiờn v bin dng n hi th tớch sinh s thay i v ng sut thc trung bỡnh, = bin thiờn v bin dng n hi th tớch to nờn s thay i ca hỳt dớnh, = bin thiờn v bin dng th tớch to nờn s thay i v ng sut thc trung bỡnh, = bin thiờn v bin dng th tớch to nờn s thay i hỳt dớnh, = bin thiờn v bin dng ct n hi, v = bin thiờn v bin dng ct 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa ng bao Hỡnh 5.21 trỡnh by ng cong c kt lý tng húa mt (v s ln p) 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa ng bao Lý tng húa quan h gia th tớch riờng vi bin trng thỏi ng sut trờn mt (v ln s) c th hin trờn hỡnh 5.22 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa ng bao Phng trỡnh elớp bao cho cỏc mt khụng bóo hũa cú dng (Alonso nnk 1990): Hỡnh.5.23 ng bao bin dng ti cỏc mt cú hỳt dớnh khỏc 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa Khi trng thỏi ng sut chuyn t im A (ti trng thỏi t bóo hũa) ti im mi C theo ng nhỏnh n hi ABC (hỡnh 5.24), xut hin s thay i th tớch riờng, , cú th liờn quan ti s thay i ca ng sut thc trung bỡnh v hỳt dớnh bng cỏc thụng s cng n hi tng ng, , v S tng ca cỏc ng sut (lc hỳt dớnh hoc ng sut thc trung bỡnh) phỏt trin ngoi mt s to nờn s thay i v th tớch riờng S thay i ú liờn quan n s thay i v ng sut thc trung bỡnh v lc hỳt dớnh bng cỏc thụng s tng ng v cng do, , v Hỡnh.5.24 ng ng sut vựng bin dng n hi trờn mt (s ln p) 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa Phng trỡnh ng bao trờn mt (s lnp): 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa Xỏc nh ng sut thc trung bỡnh v ng sut lch ti im bu: Phng trỡnh biu th ng ng sut cho thớ nghim nộn trc thoỏt nc v vi m khụng i: 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa lch ng sut ti im ban u: 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa Xỏc nh cỏc thụng s cho mụ hỡnh tớnh Hỡnh 5.26 trỡnh by ng cong c trng t nc di dng chun húa m th tớch: Chun húa m th tớch cú th tớnh nh sau: 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa Xỏc nh cỏc thụng s cho mụ hỡnh tớnh Hỡnh 5.26 trỡnh by ng cong c trng t nc di dng chun húa m th tớch: Chun húa m th tớch cú th tớnh nh sau: 5.2.2 Mụ hỡnh n cho t khụng bóo hũa phng trỡnh hm m tớnh dc ca ng c kt thng ng vi mi giỏ tr hỳt dớnh: [...]... của hệ thống phân loại đất trong địa kỹ thuật ứng dụng Mt s h thng phõn loi t Hiện nay trên thế giới sử dụng nhiều hệ thống phân loại đất khác nhau USCS (Unified soil classification system) ASSHTO (American association of state highway and transportation officials) BS ASTM Cỏc h thng khỏc Hệ thống phân loại đất thống nhất (USCS) 1) Cơ sở để phân loại Cơ sở để phân loại đất hạt thô: dựa vào cấp... Nu ln dõy cú ng kớnh nh hn t quỏ t Nu dõy t trc khi d = 3mm t quỏ khụ 1.7 phân loại đất Mc ớch phõn loi t a ra mt ngụn ng chung cỏc nh khoa hc, cỏc k s trao i v hc hi kinh nghim ln nhau Giỳp cho cỏc k s xõy dng hiu c mt cỏch tng i cỏc c trng v ng x ca t trong quỏ trỡnh xõy dng Vai trò của hệ thống phân loại đất trong ĐKT Cỏc c tớnh phõn loi v cỏc ch s (w, e, , S, GSD, LL, PI ) H thng phõn loi... Hệ thống phân loại đất thống nhất (USCS) 1) Cơ sở để phân loại Cơ sở để phân loại đất hạt thô: dựa vào cấp phối hạt C s phân loại đất hạt mịn: dựa vào tính dẻo Vì vậy USCS dựa vào kết quả phân tích hạt và các chỉ tiêu giới hạn Atterberg để phân loại Hệ thống phân loại đất thống nhất (USCS) 2) Nội dung của hệ thống phân loại USCS Bn nhúm t chớnh gm: t ht thụ, t ht mn, t hu c v Than bựn Vic phõn loi ... ASTM Cỏc h thng khỏc Hệ thống phân loại đất thống (USCS) 1) Cơ sở để phân loại Cơ sở để phân loại đất hạt thô: dựa vào cấp phối hạt C s phân loại đất hạt mịn: dựa vào tính dẻo Vì USCS dựa vào... sõn bay, nn múng, p, vv) Vai trò hệ thống phân loại đất địa kỹ thuật ứng dụng Mt s h thng phõn loi t Hiện giới sử dụng nhiều hệ thống phân loại đất khác USCS (Unified soil classification system)... cú kớch thc ht c th) Ký hiu gii hn chy Cao LL, H Thp LL, L Hệ thống phân loại đất thống (USCS) Hệ thống phân loại đất AASHTO Phõn chia nhúm ht si, cỏt v sột bi theo h thng AASHTO Nhúm ht ng kớnh