Bài giảng địa kỹ thuật chương 2 3

CHNG TNH CHT VT Lí CA T 1.1 Cỏc thnh phn vt cht to thnh t v cỏc nh ngha c bn 1.1.1 Cỏc thnh phn to thnh t (Pha, th) t gm thnh phn vt cht: Ht t Nc Tn ti l rng ca t Khụng khớ 1.1.2 Cỏc nh ngha c bn v quan h gia cỏc pha to thnh t Vt = Vs + Vv Vt : Th tớch tng ca t VS : Th tớch phn ht rn Vv : Th tớch rng ; Vv = Va + Vw Va : Th tớch khớ Vw : Th tớch nc m w = M M w 100 % (2-4) s Khi lng riờng tng = H s rng rng bo ho Vv e = Vs Vv n = Vt Vw 100 % s = Vv M V t t (2-5) Khi lng riờng ht M s Vs (2-1) = (2-2) Khi lng riờng nc s (2-3) w = M V w w (Thng ly bng 1T/m3) (2-6) (2-7) Loi t Khi lng riờng khụ d M = V s (2-8) t Khi lng riờng bóo ho sat = M s + M Vt w (2-9) (Va= 0, S=100%) Bựn sột hu c Khi lng riờng y ni '= sat w Cỏt v cui si Bi sột Sột tng bng ỏ dm Than bựn (2-10) 1.1.3 Gii quyt cỏc bi toỏn gia cỏc th Vớ d 2.2 Cho = 1.76 Mg/m3 (khi lng riờng tng) W = 10% ( m) Yờu cu: Xỏc nh d (khi lng riờng khụ), e (h s rng), n ( rng), S ( bóo ho) v sat (khi lng riờng bóo ho) (V s th v da vo cụng thc nh ngha gii) Khi lng riờng (Mg/m3) sat d 1.9 2.4 1.5 2.3 1.0 1.3 1.4 2.1 2.1 2.4 0.6 1.8 1.7 2.3 0.4 1.1 1.1 1.4 1.9 2.2 1.0 1.1 1.5 2.0 0.1 0.3 0.9 1.2 0.0 0.1 1.3 1.8 0.5 1.5 0.3 0.8 Bng 2-1 Cỏc giỏ tr lng riờng ca mt s loi t thụng thng 1.2 Kt cu t, xỏc nh thnh phn ht 1.2.1 Kt cu ca t Kt cu ca t l cỏc biu hin bờn ngoi ca t, ph thuc vo kớch thc tng i v hỡnh dng ht cng nh ln hay s phõn b ca cỏc ht Kt cu t, c bit l ca kt cu t ht thụ, cú mt vi liờn quan n tớnh cht xõy dng ca nú Theo kt cu, t c chia thnh t ht thụ v t ht mn ( Ht thụ l nhng ht cú th nhỡn thy bng mt thng d>0.05 mm) Kt cu v cỏc c tớnh khỏc ca cỏc loi t c trỡnh by bng 2-2 Tờn t Kớch thc ht c tớnh nh hng ca nc n cỏc tớnh cht xõy dng nh hng ca kớch thc ht n tớnh cht xõy dng Cui si, cỏt Ht thụ, cú th nhỡn cỏc ht bng mt thng Khụng dớnh Khụng Ri rc Khụng quan trng (Tr trng hp vt liu ri bóo ho chu tỏc dng ti trng ng) Quan trng Bi Ht nh, mn khú phõn bit bng mt thng Khụng dớnh Khụng Ri rc Quan trng Sột Ht nh, mn khụng th phõn bit bng mt thng Dớnh Do Tng i khụng quan trng Tng i khụng quan trng Rt quan trng Bng 2-2 Kt cu v cỏc c tớnh khỏc ca cỏc loi t Vv Vs Vv n = Vt e = ASTM Hip hi Thớ nghim v Vt liu Hoa K (1980) AASHTO Hip hi Giao thụng v ng b Liờn bang (1978) USCS H thng phõn loi t thng nht (Cc ci to Hoa Kỡ, 1974, Hi k thut quõn i Hoa Kỡ, 1960 ) M.I.T Vin Cụng ngh Masachusett (Taylor, 1948) Hỡnh 2-3 Phm vi kớch c ht theo mt s h phõn loi t k thut (ci bin theoAl-Husaini, 1977) 1.2.2 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 Xỏc nh thnh phn ht (phõn tớch c hc) cú phõn b kớch c ht Dựng phng phỏp rõy (Vi ht cú d > 0,05) ng kớnh ht ng kớnh tng ng Cỏc ht cú ng kớnh nh hn v bng 0,05 dựng phng phỏp t trng k Tiờu chun M S rõy 10 20 40 60 100 140 200 L rõy (mm) 4.75 2.00 0.85 0.425 0.25 0.15 0.106 0.075 Bng 2-3 Cỏc c rõy tiờu chun M v kớch c l tng ng 1.2.3 H s ng u C u = D D 60 D 60 ?; D 10 ? 10 Cu nh t cp phi xu (Cu = 1) Cu ln (Ti a 15 hoc ln hn) 1.2.4 H s cp phi C c = (D 30 )2 (D 10 )(D 60 ) Hỡnh 2.4 Phõn b kớch c ht tiờu chun Vớ d 2.7 ng cong thnh phn ht cho trờn Hỡnh 2.4 Yờu cu: Xỏc nh D10, Cu, v Cc cho mi ng cong thnh phn ht 1.2.5 Hỡnh dng ht t t ht thụ, hỡnh dng ca tng ht t nh hng n tớnh cht xõy dng ca t cng nh s phõn b kớch thc ht t ht thụ núi chung c phõn loi theo hỡnh dng nh trờn Hỡnh 2.5 t ht mn, hỡnh dng ht ớt nh hng n tớnh cht xõy dng ca t m ng kớnh ht v thnh phn khoỏng vt va ht mi quyt nh thớnh cht ca nú Hỡnh 2.5: Hỡnh dng c thự ca cỏc ht thụ ln (Hỡnh chp ca M Surendra) 1.2.6 Gii hn Atterberq v ch s cht Nc t cú nh hng c bit n ng x ca t ht mn Atterberq l nh th nhng ngi Thy in Phỏt hin ớt nht hai tham s xỏc nh ca t dớnh Gii hn chy (LL Liquid Limit) Gii hn (PL Plastic Limit) Ch s L phm vi m t trng thỏi Dựng phõn loi t dớnh Cỏch xỏc nh gii hn Ln t thnh dõy cú ng kớnh 3mm v nt u Dõy t t thnh tng on cú di t 3mm 10mm Nu dõy nh hn t quỏ t Nu dõy t trc d = 3mm t quỏ khụ (Gii thớch hỡnh 2-8d) Gii thớch hỡnh 2-6 Cỏch xỏc nh LL (Theo casagrande) Phng phỏp th chựy vaxiliep Ch s PI PI = LL PL (Dựng phõn loi t ht mn) Ch s chy LI LI = W n PL PI LI t trng thỏi giũn < LI < t trng thỏi LI t trng thỏi chy 1.3.2 Vai trò hệ thống phân loại đất ĐKT 1.3 phân loại đất Phõn loi v cỏc tớnh cht (w, e, , S, GSD, LL, PI ) 1.3.1 Mục đích phân loại đất Đa ngôn ngữ chung để trao đổi v học hỏi kinh nghiệm lẫn nh khoa học Giúp cho kỹ s xây dựng hiểu đợc cách tơng đối đặc trng v ứng sử đất trình xây dựng H thng phõn loi t (ngụn ng) Tớnh cht k thut ca t (tớnh thm, kh nng chu nộn, tớnh co ngút v trng n, sc khỏng ct, vv) Mc ớch k thut (ng cao tc, sõn bay, nn múng, p, vv) Vai trò hệ thống phân loại đất địa kỹ thuật ứng dụng 1.3.2 Vai trò hệ thống phân loại đất ĐKT L ngôn ngữ để trao đổi nh khoa học Nó đa phơng pháp phân loại dựa theo đặc trng kỹ thuật đất cách có hệ thống m giúp cho nh khoa học học hỏi lẫn Giữa tính chất đất v hệ thống phân loại có mối liên hệ mật thiết với nhau, biết cách phân loại đất ngời kỹ s hiểu đợc cách tơng tối đặc trng v ứng sử đất trình xây dựng Hiện giới sử dụng nhiều hệ thống phân loại đất khác Sau giới thiệu vi hệ thống phân loại đất đợc sử dụng rộng rãi Mỹ v Việt nam 1.3.3 Hệ thống phân loại đất thống (USCS) 1) Cơ sở để phân loại Trong USCR sở để phân loại đất hạt thô đợc dựa vào cấp phối hạt, để phân loại đất hạt mịn dựa vào tính dẻo Vì USCR dựa vào kết phân tích hạt tiêu giới hạn Atterberg để phân loại 2) Nội dung hệ thống phân loại USCR Bng 3.1 a bn nhúm t chớnh gm: ht thụ, ht mn, t hu c v bựn Vic phõn loi c thc hin bng cỏch cho mu t qua sng 75mm, kt qu thớ nghim c biu din trờn h to log hoc dựng bng biu Vic phõn chia chi tit hn c minh bng 3.1 Nhng ký hiu bng 3.1 c kt hp li vi to thnh tờn gi ca loi t tng ng bng 3.2 Bng 3-1: Tờn t, ký hiu v phm vi kớch thc ht theo USCS Ht v nhúm ht ỏ tng ỏ cui (1) t ht thụ Cui si Ht thụ Ht mn Cỏt Ht thụ Ht trung bỡnh Ht mn Ký hiu Khụng Khụng G S Kớch c ht > 300 mm T 75 mm n 300 mm T 75 mm n sng No.4 (4.75 mm) T 75 mm n 19 mm T 19 mm n sng No.4 (4.75 mm) T sng No.4 (4.75 mm) ti sng No.200 (0.075 mm) T sng No.4 (4.75 mm) ti sng No.10 (2.0 mm) T sng No.10 (2.0 mm) ti sng No 40 (0.425 mm) T sng No.40 (4.25 mm) ti sng No.200 (0.075 mm) 1.3.3 Hệ thống phân loại đất thống (USCS) Bng 3-2: H thng phõn loi t USCS Bng 3-1: Tờn t, ký hiu v phm vi kớch thc ht theo USCS (Tip theo) Ht v nhúm ht Ký hiu (2) t ht mn Ht mn Ht bt, phự sa M Ht sột C (3)t hu c (4) Than bựn Ký hiu phõn loi cp phi Phõn cp u, W Phõn cp khụng u, P O Pt Kớch c ht Kớch thc ht nh hn kớch thc mt sng No.200 (0.075 mm) (Khụng cú kớch thc ht c th - s dng gii hn Atterberg) (Khụng cú kớch thc ht c th - s dng gii hn Atterberg) (Khụng cú kớch thc ht c th) (Khụng cú kớch thc ht c th) Ký hiu gii hn chy Cao LL, H Thp LL, L 1.3.3 Hệ thống phân loại đất thống (USCS) Bng 3-2: H thng phõn loi t USCS (Tip theo) 1.3.3 Hệ thống phân loại đất thống (USCS) 1.3.3 Hệ thống phân loại đất thống (USCS) Bng 3-2 (ct 6) a tiờu chun phõn loi cho si v t cỏt Trờn hỡnh 3.2, Casagrande (1948) dựng ng thng A phõn loi t ht mn Nhúm ht bi cú gii hn chy (LL) v ch s (PI) nm phớa di ng thng A, cũn nhúm t sột cú gii hn chy (LL) v ch s (PI) nm phớa trờn ng thng A t sột hu c (OL v OH) cng nm phớa di ng thng A vỡ chỳng cú tớnh cht tng t nh cỏc loi t cú tớnh thp Ngoi ra, da vo gii hn chy, ht bi, sột v sột hu c c phõn thnh gii hn chy cao ( nu LL > 50%) v gii hn chy thp (nu LL < 50%) Cỏc loi t i din cho t ht mn c miờu t trờn hỡnh 3.2 (Tham kho thờm t trang 74 n trang 80 ca gio trỡnh Gii thiu v a k thut) 1.3.3 Hệ thống phân loại đất thống (USCS) Hệ thống phân loại đất thống (USCS) t ht thụ c phõn chia thnh si, si pha, cỏt v cỏt pha ỏnh giỏ cht lng cp phi ca si v t cỏt, ta xỏc nh h s ht khụng u ht Cu v h s cong Cc t ng cong cp phi Cỏc h s ny ó c nh ngha chng 2: H s khụng u ht: C = D60 (2-19) u D10 D302 H s cong: C c = (2-20) D10 * D60 Trỡnh t cỏc bc phõn loi t theo h thng USCS c thc hin nh sau: Xỏc nh t thuc nhúm ht thụ, ht mn hay t hu c bng mt thng hay da vo kt qu phõn tớch ht qua sng No.200 Nu l t ht thụ: a Thc hin thớ nghim phõn tớch ht v v ng cong cp phi Xỏc nh lng cha cỏc ht di sng No.4, t c phõn loi l si nu lng cha cỏc ht trờn sng No.4 ln hn v c phõn loi l cỏt nu lng cha cỏc ht di sng No.4 ln hn b Xỏc nh lng cha cỏc ht di sng No.200, nu cú giỏ tr < 5% thỡ da vo hỡnh dng ca ng cong phõn loi t thnh GW hay SW ( cp phi tt) v GP hay SP (cp phi khụng tt) c Nu lng cha cỏc ht di sng No.200 cú giỏ tr khong 5% n 12% thỡ t c coi l gia ranh gii nhúm v s cú cỏc ký hiu ghộp ụi tu thuc vo cht lng cp phi hay tớnh ca t (GW-GM, SW-SM ) d Nu lng cha cỏc ht di sng No.200 cú giỏ tr > 12% thỡ ta xỏc nh cỏc giỏ tr gii hn Atterberg ca cỏc ht di sng No.40 v dựng biu phõn loi t (GM, SM, GC, SC, GM-GC hoc SM-SC) Nu l t ht mn: a Xỏc nh cỏc giỏ tr gii hn Artterberg ca cỏc ht di sng No.40, nu gii hn chy LL nh hn 50% thỡ t c phõn loi thp (L) v nu gii hn chy LL ln hn 50% thỡ t c phõn loi cao (H) b i vi t thuc phõn loi L: nu cỏc giỏ tr gii hn nm phớa di ng thng A v vựng gch chộo biu thỡ chỳng c xỏc nh bng mu sc, mựi v hoc bng s thay i ca gii hn chy v gii hn mu t c sy khụ Trong trng hp ny t c phõn thnh nhúm hu c (OL) hoc nhúm vụ c (ML) Nu cỏc giỏ tr gii hn nm vựng gch chộo, t s c phõn thnh nhúm CL-ML Cũn cỏc giỏ tr gii hn nm phớa trờn ng thng A v vựng gch chộo thỡ chỳng c phõn thnh nhúm CL c i vi t thuc phõn loi H: nu cỏc giỏ tr gii hn nm phớa di ng thng A thỡ chỳng c phõn thnh nhúm hu c (OH) hoc nhúm vụ c (MH) Khi cỏc giỏ tr gii hn nm phớa trờn ng thng A thỡ chỳng c phõn thnh nhúm CH d Khi cỏc giỏ tr gii hn nm vựng gch chộo v gn vi ng thng A hoc gn vi ng thng LL = 50% thỡ ta s dng cỏc ký hiu ghộp ụi nh trờn hỡnh 3.3 (Tr 80) Mc dự h thng USCS s dng cỏc ký hiu thun tin, nhng nú khụng phn ỏnh y tớnh cht ca t Vỡ vy, nờn dựng cỏc thut ng miờu t kt hp vi cỏc ký hiu phõn loi t mt cỏch chớnh xỏc ( Tham kho thờm Bng 3-4 (Tr 83) 1.3.4 Hệ thống phân loại đất AASHTO Trong nhng nm 20 ca th k trc, Cc ng b M ó ch o thc hin nghiờn cu m rng v ng dng ca t xõy dng ng giao thụng T nhng kt qu ca nghiờn cu, Hogentogler v Terzaghi (1929) ó phỏt trin h thng phõn loi ng b ny Ban u, h thng phõn loi da vo c tớnh n nh ca t s dng lm b mt ng giao thụng hoc kt hp vi vic ri thờm lp asphalt mng trờn b mt Sau ú, h thng ó c chnh sa nhiu ln k t 1929 ti 1945 v cui cựng tr thnh h thng phõn loi AASHTO (1978) Kh nng ng dng ca h thng phõn loi ó c m rng xỏc nh cht lng tng i ca t cho mt s lnh vc khỏc cú liờn quan nh ờ, nn ng, nn múng Nhng cn chỳ ý n nhng mc ớch c bn s dng h thng phõn loi ny thc t Tờn nhúm ht phõn loi theo h thng AASHTO c a bng 3-5 ỏ tng cn c loi tr mu t phõn loi, nhng theo h thng USCS thỡ phi k n lng cha ỏ tng Ht mn c phõn loi l ht bi nu ch s PI nh hn 10 v l sột nu PI ln hn 10 H thng AASHTO phõn loi t thnh nhúm chớnh t A-1 n A8, ú gm cú vi nhúm tiu nhúm Cỏc t mi nhúm c ỏnh giỏ theo ch s nhúm, ch s nhúm c tớnh toỏn bng cỏc cụng thc thc nghiờm õy, ta ch cn s dng thớ nghim phõn tớch ht v xỏc nh cỏc gii hn Atterberg Bng 3-6 minh ho h thng phõn loi AASHTO s dng hin (1978) 1.3.4 Hệ thống phân loại đất AASHTO Bng 3-5 Phõn chia nhúm ht si, cỏt v sột bi theo h thng AASHTO Nhúm ht ng kớnh ht ỏ ln, ỏ tng Ln hn 75 mm Si T 75 mm ti sng No.10 (2.0 mm) Cỏt thụ T sng No.10 (2.0 mm) n sng No.40 (0.425mm) Cỏt mn T sng No.40 (0.425 mm) n sng No.200 (0.075mm) Bi-sột (bao gm bi v sột) Nh hn 0.075 mm (No.200) 1.3.4 Hệ thống phân loại đất AASHTO 1.3.4 Hệ thống phân loại đất AASHTO Bng 3-6 Phõn chia ht v nhúm ht theo h thng AASHTO t ht thụ nm phõn nhúm t A-1 n A-3 t thuc nhúm A-1 cú ht cp phi tt thuc nhúm A-3 thỡ ngc li t thuc nhúm A-2 cng l t ht thụ (nh hn 35% lng ht di sng No.200), nhng cú cha mt lng ỏng k ht bi hoc ht sột Cỏc nhúm t A-4 n A-7 l cỏc t ht mn, chỳng khỏc c bn v gii hn Atterberg Hỡnh 3.5 cú th c dựng xỏc nh phm vi ca gii hn chy LL v ch s PI cho nhúm A-4 n A-7 v nhúm A-2 t cha hm lng hu c cao v bựn cú th a vo nhúm A-8 vi h thng USCS chỳng c phõn loi bng mt thng Ch s nhúm c dựng ỏnh giỏ cỏc loi t nhúm Nú c rỳt t thc t vi nhiu loi t khỏc nhau, c bit l vic s dng t lm nn ng Ngoi ra, ch s nhúm cng cú th xỏc nh t cụng thc kinh nghim hay dựng trc tip phng phỏp toỏn Vic phõn loi t theo h thng AASHTO khụng phc Khi ó cú cỏc s liu cn thit, ta ch cn i t trỏi sang phi bng 3-6 v tỡm tờn chớnh xỏc ca nhúm bng cỏch loi tr Theo AASHTO, tờn chớnh xỏc ca t l tờn nhúm t trỏi qua phi u tiờn tho cỏc s liu thớ nghim Tờn nhúm cng bao gm c ch s nhúm (trong du ngoc n), nh A-2-6(3), A-4(5), A-6(12), A-7-5(17), vv Hỡnh 3.7 giỳp ta hiu rừ hn vic phõn loi theo h thng AASHTO 1.3.4 Hệ thống phân loại đất AASHTO Hỡnh 3.5: Phm vi gii hn chy v ch s ca nhúm A-4, A-5, A-6 v A-7 1.3.4 Hệ thống phân loại đất AASHTO So sỏnh cỏc h thng phõn loi USCS v AASHTO Cú th hiu c mt s im khỏc bit ln gia h thng phõn loi USCS v AASHTO l s khỏc v lch s v mc ớch phõn loi So sỏnh bng 3-1 v bng 3-5, ta thy s phõn loi khỏc cho t ht thụ S khỏc c bn phõn loi t ht mn c ch trờn hỡnh 3.5 bng cỏch v ng thng A v ng thng U lờn cựng biu LL-PI H thng phõn loi AASHTO (1978) cng s dng biu LL-PI, nhng chỳng ta phi quay biu ú gúc 90o d dng so sỏnh vi biu ca Casagrande (hỡnh 3.2) S khỏc ny l rt ln Ngoi ra, cũn cú s khỏc bit ln ú l vic dựng ch s PI = 10 nh l mt ng phõn chia t bi v t sột iu ny gn nh mang tớnh ngu nhiờn v khụng phn ỏnh thc tin tớnh cht k thut ca t ht mn Al-Hussaini (1977) cng ch mt s im khỏc c bn ca h thng phõn loi ny Trong bng 3-7 (Tr 120) a so sỏnh tng quan ca cỏc nhúm ht theo h thng USCS v AASHTO t sột b ộp co mt hng Kh nng thoỏt nc ca t sột nh Quỏ trỡnh ng sut - Bin dng - Thi gian Kộo di hng thỏng, nm, hng th k C kt Quỏ trỡnh ộp co ca t dớnh bo ho Vt liu thụ b ộp co mt hng Mụ phng lũ xo nh mu t dớnh bóo ho nc Lũ xo tng trng cho cỏc ht t Nc bỡnh tng trng cho nc l rng Van V tng trng cho s liờn thụng vi bờn ngoi ca t ng h o ỏp lc nc l rng Uo Mụ phng lũ xo (tip theo) Ban u: Van V cha m, gia ti = u u : p lc thu tnh d (p lc l rng d) Trng thỏi sau: M van V cho nc thoỏt chuyn dn sang lũ xo u gim dn Khi t cõn bng : u lũ xo chu lc v + ng sut trung ho - ng sut hiu qu 2.3.4 Thớ nghim nộn khụng n hụng t chu ti trng trờn din rng Quỏ trỡnh ộp co c gi thit nh ộp theo mt hng Thit b nộn khụng n hụng Hp nộn c nh Mụ t thao tỏc thớ nghim nộn khụng n hụng Kt qu thớ nghim nộn khụng n hụng Cho ti trng tỏc dng tng dn tng cp ng vi mi cp ti trng Ch cho mu lỳn n nh Ghi li s c ng h Tng ti trng tip theo Quỏ trỡnh lp i lp li im d liu thớ nghim V quan h Quan h gia lỳn phn trm c kt v ng sut hiu qu Quan h gia h s rng v ng sut hiu qu Quan h gia phn trm c kt v log ng sut hiu qu 2.3.5 p lc c kt trc p : Ti trng nộn trc (p lc c kt trc) vo : Ti trng nộn thng ng hin ti (ng sut bn thõn) Cỏch xỏc nh ng sut bn thõn ca t cỏc trng hp: ' T s quỏ c kt OCR = p 'vo OCR > t quỏ c kt OCR = C kt bỡnh thng OCR < Cha c kt Quan h gia h s rng v log ng sut hiu qu Cỏch xỏc nh ỏp lc c kt trc Vớ d 8.1 (Gii Thớch) Cho kt qu thớ nghim c kt phũng hỡnh 8.7 Yờu cu: Vi ng cong nộn BCD phũng thớ nghim, xỏc nh: (a) ng sut c kt trc theo phng phỏp ca Casagrande; (b) giỏ tr nh nht v ln nht cú th cú ca tr s ng sut ny; (c) tr s OCR nu ng sut lp ph hiu qu ti hin trng l 80 kPa ng cong quan h gia h s rng v log ti trng mụ t quỏ trỡnh trm tớch, ly mu (gim ti) v c kt li thit b thớ nghim c kt 2.3.6 Tớnh toỏn lỳn L v = Lo Hay l H S e = = H o H o + eo H S e = = H o H o + eo Vớ d 8.2 2.3.6 Tớnh toỏn lỳn Trc p trờn mt din tớch rng hin trng, chiu dy ca lp t nn l 10 m H s rng ban u l 1,0 Mt thi gian sau cú p, xỏc nh c h s rng trung bỡnh ca lp t nộn lỳn l 0,8 Yờu cu: ỏnh giỏ lỳn ca lp t nn (tip theo) ng quan h h s rng v ng sut hiu qu H s nộn lỳn av av = Hay l: av = 2.3.6 Tớnh toỏn lỳn de d 'v e e e = 'v '2 '1 Vớ d 8.9 (tip theo) ng quan h phn trm c kt v ng sut hiu qu (8.4a) H s thay i th tớch mv mv = av = + e0 D D l mụ un ộp co khụng n hụng (Eoed) ng quan h h s rng v ng sut hiu qu (8.5a) Ch s nộn Cc Cc = e1 e2 '2 log '1 Hỡnh v vớ d 8.9 Tớnh lỳn c kt: Kt hp pt 8-7 v pt 8-4 Vớ d 8.9 (tip theo) Cho s liu thớ nghim quan h gia h s rng v log ỏp lc hiu qu nh hỡnh v bi vớ d-8.9 Yờu cu: Xỏc nh (a) ỏp lc c kt trc , (b) ch s nộn Cc, v (c) ch s nộn ci bin Cc (8-12) Vi t c kt bỡnh thng Cc = Tớnh toỏn lỳn cho t quỏ c kt t quỏ c kt : p vo + v Dựng phng trỡnh (8-11) hoc (8-13) Dựng Cr hoc Cr thay th Cc v Cc Cc + eo Cr = Cc : Ch s nộn sa i 'vo + v 'vo Cr + e0 Cr : Ch s nộn li Cr : Ch s nộn li sa i Vi t c kt bỡnh thng Sc = Cc H o log Vi t c kt bỡnh thng 'vo + v Ho Sc = Cc log + eo 'vo Tớnh lỳn c kt s dng quan h phn trm c kt v ng sut hiu qu ' Sc = Cc H o log '1 '2 Ho Sc = Cc log + eo '1 (8-13) (8-15) Vớ d 8.12 Tớnh lỳn cho t quỏ c kt (tip theo) Trng hp vo + v p Sc = Cr ' + v Ho log vo 'vo + eo Hoc: Sc = Cr H o log 'vo + v 'vo Cho quan h gia h s rng e v log ỏp lc hiu qu hỡnh vớ d 8.9 Yờu cu: Tớnh (a) ch s nộn li v (b) ch s nộn li ci bin Cỏc bc xỏc nh Cr Tớnh lỳn cho t quỏ c kt (tip theo) Trng hp vo + v > p Sc = Cr ' Ho Ho ' + v log p + Cc log vo + eo 'vo + eo 'p (8-18b) Hoc: Sc = Cr H o log 'p ' + v + Cc H o log vo 'vo 'p (8-19) (8-16) (8-17) Vớ d 8.13 Cho d liu vớ d 8.1 v hỡnh 8.7 i din cho tng sột bi dy 10 m Yờu cu: ỏnh giỏ lỳn c kt nu ti trng cụng trỡnh trờn b mt s gia tng ng sut trung bỡnh lp t vi tr s 35 kPa 2.3.8 Phõn b ng sut t p sut ỏy múng z = z = taitrong ( B + Z ).1 (8-22) o B.L load = ( B + Z ).( L + Z ) ( B + Z ).( L + Z ) (8-23) 2.3.7 Cỏc yu t nh hng n vic xỏc nh p Ba yu t nh hng: nh hng bi mc xỏo trn mu nh hng bi t l tng ti nh hng bi thi gian tng ti Xỏc nh ng sut tng thờm nn theo lý thuyt Bi toỏn c bn ca Businet Q(3 z ) Z = (r + z ) / Q Hoc: z = N B Z (8-24) (8-25) NB ~ r/z th hin hỡnh 8-20b Phng phỏp gn ỳng 2:1 xột s phõn b ng sut ng theo chiu sõu ng sut tng thờm ti trng ng gõy 3P z Z = x (8-26) x = (z2 + r2)1/2 P l ti trng ng Vớ d 8.20 Cho b trũn ng kớnh 3.91 m chu ti trng phõn b u l 117 kPa Yờu cu: Xỏc nh tr s ng sut sõu m so vi ỏy b, ti v trớ tõm b Xỏc nh tr s ng sut sõu m so vi ỏy b, ti v trớ cnh b Vớ d 8.18 Cho múng ch nht cú kớch thc 3x4 vớ d 8-17 chu ti trng phõn b u vi cng bng 117 kPa Yờu cu: Xỏc nh ng sut thng ng ti im gúc múng sõu m Xỏc nh ng sut thng ng sõu m di tõm múng So sỏnh kt qu vi hỡnh vớ d 8.17 a Vớ d 8.19 Cho múng ch nht cú kớch thc x10 m chu ti trng phõn b u vi cng 100 kPa Yờu cu: Xỏc nh ng sut sõu m di im A hỡnh vớ d 8.19 Xỏc nh ng sut ti im A nu na bờn phi ca múng cú din tớch 5x10m chu ti trng gia tng thờm 100 kPa ng sut tng thờm ti trng p di vụ hn ng sut tng thờm ti trng phõn b dng tam giỏc trờn múng ch nht 2.4 Vũng Mohr ng sut v cỏc tiờu chun phỏ hoi 2.4.1 Gii thiu chung 2.4.2 ng sut ti mt im Vũng trũn Mohr ng sut: (a) phn t lỳc cõn bng (b) Vũng trũn Mohr 2.4.2 ng sut ti mt im (Tip) = = x + y x y + x y cos sin (10-3) (10-4) ng sut trờn mt nghiờng vit theo cỏc TPUS chớnh = + + 2 = sin 2 cos (10-5) (10-6) 2.4.3 Quan h ng sut bin dng v cỏc tiờu chun phỏ hoi Vớ d 10.1 Cỏc thnh phn ng sut trờn mt phõn t nh trờn Hỡnh Vớ d 10.3a Yờu cu: Xỏc nh ng sut phỏp v ng sut ct trờn mt phng nghiờng gúc so vi mt phng quy chiu nm ngang 2.4.4 Tiờu chun phỏ hoi Mohn - Culumb ff = f( ff ) (10.7) ff : Cng chng ct ca vt liu ff : ng sut phỏp ti thi im phỏ hoi iu kin cõn bng bn iu kin cõn bng gii hn Gi thit phỏ hoi Mohr Phng trỡnh Coulomb f = tg + C f : Cng chng ct ca t , C : Cỏc thụng s bn chng ct ca t Cú = C = hoc = tg C = Gúc ca mt phng phỏ hoi cỏc mt phng phỏ hoi liờn hp Tiờu chun phỏ hoi Mohr - Coulomb ff = ff tg + C (10-9) Gúc ca mt phỏ hoi vi phng ng sut chớnh nh nht (10-10) f = 45 + f : Cng chng ct huy ng trờn mt trc kh d ff :Cng chng ct thc ff Fs = f (10-11) 2.4.5 Cỏc thớ nghim v cng khỏng ct ca t Thớ nghim ct t trc tip Cỏc iu kin ng sut thi im phỏ hoi ng bao phỏ hoi Mohr ca vt liu thun dớnh 2.4.5 Cỏc thớ nghim v cng khỏng ct ca t Thớ nghim ct t trc tip Thớ nghim trc S thit b thớ nghim ba trc 2.4.5 Cỏc thớ nghim v cng khỏng ct ca t Thớ nghim ct t trc tip Thớ nghim trc Cỏc iu kin ng sut gi thit trờn mu thớ nghim ba trc Vớ d 10.8 Hng thoỏt nc Trc ct - Trong ct Ký hiu Khụng c kt (Unconsolidated) - Khụng thoỏt nc (Undrained) UU C kt (Consolidated) - Khụng thoỏt nc (Undrained) CU C kt (Consolidated) - Thoỏt nc (Drained) CD Mt thớ nghim ba trc quy c loi c kt - thoỏt nc (CD) c tin hnh vi mu l mt loi cỏt p lc bung l 100 kPa, v ng sut trc tỏc dng lỳc phỏ hoi l 200 kPa Yờu cu: a V cỏc vũng trũn Mohr cho c hai trng hp vi iu kin ng sut ban u v mu b phỏ hoi b Xỏc nh (gi thit l c = 0) c Xỏc nh ng sut ct trờn mt phỏ hoi ti thi im phỏ hoi , v xỏc nh gúc nghiờng lý thuyt ca mt phỏ hoi mu thớ nghim Xỏc nh thờm phng ca mt vi gúc nghiờng ln nht d Xỏc nh ng sut ct ln nht ti thi im phỏ hoi v gúc nghiờng ca mt phng m nú tỏc ng lờn; tớnh toỏn cng chng ct t c trờn mt phng ny v h s an ton ca mt phng ny [...]... tam giỏc trờn múng ch nht 2. 4 Vũng Mohr ng sut v cỏc tiờu chun phỏ hoi 2. 4.1 Gii thiu chung 2. 4 .2 ng sut ti mt im Vũng trũn Mohr ng sut: (a) phn t lỳc cõn bng (b) Vũng trũn Mohr 2. 4 .2 ng sut ti mt im (Tip) = = x + y 2 x y 2 + x y 2 cos 2 sin 2 (10 -3) (10-4) ng sut trờn mt nghiờng vit theo cỏc TPUS chớnh = 1 + 3 + 1 3 2 2 = 1 3 sin 2 2 cos 2 (10-5) (10-6) 2. 4 .3 Quan h ng sut bin dng v... do Bi toỏn c bn ca Businet Q (3 z 3 ) Z = 2 (r 2 + z 2 ) 5 / 2 Q Hoc: z = 2 N B Z (8 -24 ) (8 -25 ) NB ~ r/z th hin hỡnh 8 -20 b Phng phỏp gn ỳng 2: 1 xột s phõn b ng sut ng theo chiu sõu ng sut tng thờm do ti trng ng gõy ra 3P z 3 Z = 4 x (8 -26 ) x = (z2 + r2)1 /2 P l ti trng ng Vớ d 8 .20 Cho b trũn ng kớnh 3. 91 m chu ti trng phõn b u l 117 kPa Yờu cu: Xỏc nh tr s ng sut sõu 2 m so vi ỏy b, ti v trớ tõm... ri t do, s ln m, s lp t m v th tớch ci m u c xỏc nh c th Vớ d, trong thớ nghim Proctor tiờu chun: qu m cú khi lng 2, 495 kg (5,5 lb), chiu cao ri qu m 30 4,88 mm (1 ft) t c chia thnh 3 lp, s ln m mi lp 25 v th tớch ca ci m xp x 1 lớt (0,944x 10 -3 m3 hoc 1 /30 ft3) 2. 2 .2 Nguyờn lý m cht 2. 2 .2 Nguyờn lý m cht im nh ca ng cong úng vai trũ quan trng Tng ng vi giỏ tr ln nht ca dung trng khụ d max l m ti... chun v ci tin trong phũng c s dng lm tiờu chun so sỏnh cho quỏ trỡnh m cht ngoi hin trng 2. 2 .2 Nguyờn lý m cht Hỡnh 5 .3 Quan h gia m v dung trng cho thy s tng ca dung trng khi ti nc v m nộn t l loi sột cha bi, LL = 37 , PI =14 m nộn Proctor tiờu chun (theo Johnson v Sallberg, 1960) 2. 2 .2 Nguyờn lý m cht 2. 2 .3 Tớnh cht v kt cu ca t dớnh m cht Kt cu v tớnh cht ca t dớnh m cht ph thuc ch yu vo phng... log vo 'vo 'p (8-19) (8-16) (8-17) Vớ d 8. 13 Cho d liu vớ d 8.1 v hỡnh 8.7 i din cho tng sột bi dy 10 m Yờu cu: ỏnh giỏ lỳn c kt nu ti trng cụng trỡnh trờn b mt s gia tng ng sut trung bỡnh trong lp t vi tr s 35 kPa 2. 3. 8 Phõn b ng sut trong t p sut ỏy múng z = z = taitrong ( B + Z ).1 (8 -22 ) o B.L load = ( B + Z ).( L + Z ) ( B + Z ).( L + Z ) (8 - 23 ) 2. 3. 7 Cỏc yu t nh hng n vic xỏc nh p Ba yu t... ti u Hỡnh 5.4 Nộn ngoi hin trng v nộn trong phũng (1)Thớ nghim nộn tnh trong phũng, 20 00psi; (2) Thớ nghim Proctor ci tin; (3) Thớ nghim Proctor tiờu chun; (4)Thớ nghim nộn tnh trong phũng; (5)Thớ nghim nộn hin trng ) 2. 2 .3 Tớnh cht v kt cu ca t dớnh m cht Hỡnh 5.5 nh hng ca cụng m n kt cu t (theo Lambe, 1958a) 2. 2 .3 Tớnh cht v kt cu ca t dớnh m cht Vi cựng mt cụng m, kh nng thm ca t gim i khi ta... = kiA = k A (7-5) L (Để có cơ sở nghiên cứu về dòng thấm đề nghị SV xem lại một số kiến thức cơ bản về động lực học dòng chảy trình by trong mục 7 .2 chơng 7- GT Giới thiệu Địa kỹ thuật) (BS4) Hỡnh 7 -2 2.1 .2 nh lut Darcy cho dũng chy qua mụi trng rng 2. 1 .2 nh lut Darcy cho dũng chy qua mụi trng rng Trong phng trỡnh (7-5) q l tng lng dũng chy chy qua mt ct A, hng s t l k c gi l h s thm Darcy n v thng... giỏ tr cụng m khỏc nhau gn nh song song vi ng cong bóo ho 100% Nú c gi l ng ti u 2. 2 .2 Nguyờn lý m cht Hỡnh 5 .2 Quan h gi m v dung trng khụ ca 8 loi t nộn theo phng phỏp thớ nghim Proctor tiờu chun (theo Johnson v Sallberg, 1960) 2. 2 .2 Nguyờn lý m cht Ti sao cỏc ng cong m nộn li cú hỡnh dng c trng trờn hỡnh 5.1 v 5 .2 Nu m trong t nh, khi ta cho thờm nc vo trong t thỡ kớch thc mng nc bao quanh ht... thay đổi theo thời gian bi giảng cơ học đất chơng II tính chất cơ học của đất 2. 1 .2 nh lut Darcy cho dũng chy qua mụi trng rng Nm 1856 k s thy lc ngi Phỏp tờn l Darcy (DArcy, 1856) thụng qua cỏc thớ nghim ó ch ra rng vn tc cht lng trong cỏt sch t l vi gradien thy lc : v = ki (7 -2) Phng trỡnh ny thng c kt hp vi phng trỡnh liờn tc (7 -3) v nh ngha v gradien thy lc q = v1 A1 = v2 A2 = constant (7-1) h hiu... Vi t thỡ di tỏc dng ca ti trng phi mt mt thi gian di mi xut hin rừ bin dng Bin dng ca t: S thay i hỡnh dng S thay i th tớch S thay i hỡnh dng + Thay i th tớch 2. 2 .2 Cỏc thnh phn ca lỳn lỳn tng (St) ca t gm 3 thnh phn: St = Si + Sc + Ss 2. 2 .3 Tớnh nộn lỳn ca cỏc loi t Bi toỏn : Xột bi toỏn 1 hng t khi chu ti trong, b ộp co bi: Si : lỳn tc thi Bin dng ca cỏc ht t Sc : lỳn c kt Nc v khớ trong l rng ... riờng (Mg/m3) sat d 1.9 2. 4 1.5 2. 3 1.0 1 .3 1.4 2. 1 2. 1 2. 4 0.6 1.8 1.7 2. 3 0.4 1.1 1.1 1.4 1.9 2. 2 1.0 1.1 1.5 2. 0 0.1 0 .3 0.9 1 .2 0.0 0.1 1 .3 1.8 0.5 1.5 0 .3 0.8 Bng 2- 1 Cỏc... qu m cú lng 2, 495 kg (5,5 lb), chiu cao ri qu m 30 4,88 mm (1 ft) t c chia thnh lp, s ln m mi lp 25 v th tớch ca ci m xp x lớt (0,944x 10 -3 m3 hoc 1 /30 ft3) 2. 2 .2 Nguyờn lý m cht 2. 2 .2 Nguyờn lý... Thp LL, L 1 .3. 3 Hệ thống phân loại đất thống (USCS) Bng 3 -2: H thng phõn loi t USCS (Tip theo) 1 .3. 3 Hệ thống phân loại đất thống (USCS) 1 .3. 3 Hệ thống phân loại đất thống (USCS) Bng 3 -2 (ct 6)