Bài tập địa chất công trình

Bài tập địa chất công trình

BÀI TẬP ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Bài 1

Mẫu đất rời có độ ẩm 22,5%, trọng lượng thể tích 18,6kN/m3, trọng lượng riêng 27kN/

m3 Trọng lượng thể tích khô ở trạng thái chặt nhất là 17,1kN/m3, ở trạng thái xốp nhất là 13,6kN/m3 Xác định trạng thái của mẫu đất

Bài 2

Chứng minh công thức: c W



 1



Mẫu đất ở trạng thái tự nhiên cân nặng 119,4g, sau khi sấy khô hoàn toàn cân nặng 98g Giới hạn chảy và giới hạn dẻo của đất lần lượt là 31% và 19% Xác định tên và trạng thái của đất

Bài 3:

Hai mẫu đất thí nghiệm cho các kết quả sau:

 C (kN/m3) W (%) WL (%) WP (%)

1 Hãy so sánh hàm lượng hạt sét của hai mẫu đất

2 Tính độ rỗng, độ bão hòa, độ sệt của hai mẫu đất

Bài 4

Một tầng sét pha có hệ số rỗng 0,8; trọng lượng thể tích tự nhiên 17,6kN/m3 Hãy tính thể tích nước cần thêm vào 500m3 để đất đạt trạng thái bão hòa nước (Sr=1)

Bài 5:

Chứng minh công thức:

n

n e





1 ;   1

C

S e





Hãy tính hệ số rỗng và độ rỗng của mẫu đất có thể tích 60cm3, sau khi sấy khô hoàn toàn mẫu có khối lượng 89,9g Tỷ trọng của đất là 2,72, cho g = 10m/s2

Bài 6

Thí nghiệm mẫu đất mùa khô cho biết trọng lượng riêng 27kN/m3, trọng lượng thể tích

tự nhiên 16,5kN/m3, trọng lượng thể tích khô 14,6kN/m3, giới hạn chảy 43,2%, giới hạn dẻo 20%

1 Xác định tên và trạng thái của đất

2 Vào mùa mưa, khi nước chứa đầy lỗ rỗng của đất thì trọng lượng thể tích của đất tăng bao nhiêu? Trạng thái của đất thay đổi như thế nào?

Bài 7:

Một mẫu đất ở trạng thái tự nhiên cân nặng 120g, thể tích 65cm3 Thêm 10ml nước vào mẫu đất, đất đạt trạng thái giới hạn chảy Sấy đất đến trạng thái giới hạn dẻo, khối lượng mẫu đất còn 96g Khi sấy khô hoàn toàn khối lượng mẫu đất còn lại 90g Tỷ trọng của đất là 2,68 Xác định trọng lượng thể tích tự nhiên của đất, trọng lượng thể tích khô, trọng lượng thể tích

no nước, trọng lượng thể tích đẩy nổi của đất, gọi tên và xác định trạng thái của đất

Bài 8

Thí nghiệm nén đất trong phòng, mẫu đất cao 20mm, độ lún theo đồng hồ đo biến dạng là 6mm Mẫu đất thí nghiệm có trọng lượng thể tích tự nhiên 18,6kN/m3, độ ẩm tự nhiên 21% Giả sử độ ẩm của đất không đổi khi bị nén, hãy xác định trọng lượng thể tích khô của mẫu đất trước và sau khi thí nghiệm nén như trên

Bài 9

Mẫu đất có tiết diện 105cm2, cao 25cm Thí nghiệm cho nước thấm qua mẫu dưới tác dụng của áp lực nước thấm không đổi là 85cm Sau 5 phút, lượng nước thấm qua mẫu đất thu được là 700cm3 Hỏi hệ số thấm của mẫu đất là bao nhiêu mét/ngày (1ngày=24h)

Bài 10

Mẫu đất sét có chiều cao h0=2,54cm, tiết diện ngang 50cm2 Thí nghiệm nén không nở hông cho kết quả sau:

Nén xong, sấy khô mẫu đất, khối lượng còn lại là 180g, tỷ trọng của đất là 2,68

1 Vẽ đường cong nén của đất

2 Xác định hệ số nén lún (a), môđun biến dạng (E o) của đất trong khoảng áp lực 50-100kN/m2, lấy hệ số Poisson =0,35

Bài 11:

Trong khu đất xây dựng bố trí 2 giếng

khoan Cao trình miệng các giếng khoan là 28m

Đáy cách nước ở cao trình 0m Mực nước ổn định

trong giếng khoan (1) và (2) cách mặt đất 2m và

6m Hệ số thấm của đất đá k = 19m/ngày

1 Tính lưu lượng riêng của dòng ngầm

2 Vẽ đường cong hạ thấp mực nước bằng các

giá trị tại x = 9; 12; 15; 30; 45m

3 Cách mặt cắt (1) 30m đào hố móng sâu

5,5m Hỏi nước có chảy vào hố móng

không? Nếu có tính vận tốc nước chảy vào

hố móng và kiểm tra xem có thể xảy ra cát

chảy vào hố móng không Biết tỷ trọng của

đất là 2,7 Độ rỗng là 40,5%

Bài 12

Dòng chảy ngầm trong tầng cát pha lẫn

sỏi sạn từ hồ ra sông Hệ số thấm của đất đá

k=20m/ngày

1 Cách sông một đoạn 200m, nền đường

đặt ở cao trình +14m, có bị ngập nước

không?

2 Tính lưu lượng riêng của dòng ngầm

và lượng nước chảy ra trên nền đường

trên 1 đoạn dài 400m

3 Vẽ đường cong hạ thấp mực nước qua

các điểm cách hồ 150; 200; 300 và

450m

Bài 13:

Hút nước từ một giếng khoan có đường

kính d = 176mm Cao trình đường mực nước

ban đầu là 32m, cao trình đáy cách nước là

10m, cao trình mực nước khi hút là 22m Hệ số

thấm của đất đá chứa nước k = 18m/ngày

1 Xác định lưu lượng nước hút ở giếng

khoan

2 Viết phương trình biểu diễn đường cong

của phễu hạ thấp mực nước

Bài 14

Khu đất xây dựng có mặt đất được coi là nằm ngang cao độ +28m Tầng nước không

áp chứa trong đất cát lẫn cuội sỏi có đáy cách thủy nằm ngang cao độ 0m Bố trí giếng khoan hoàn chỉnh đường kính 150mm để hút nước Mực nước ban đầy trong giếng sâu 3m Khi hút nước trong giếng, mực nước hạ thấp 5m Chiều sâu tại mực nước giếng quan sát cách giếng khoan 100m là 24,6m

1 Xác định lưu lượng chảy vào giếng khi hút

2 Xác định lưu lượng nước tối đa có thể hút trong giếng

Bài 15:

Cho mặt cắt địa chất thủy văn (Hình

vẽ) Các giếng (1) và (2) cùng đường kính

d = 152mm khoan đến đáy cách thủy và

nằm cách nhau 80m Tiến hành bơm hút

nước ở giếng (1) cho đến khi mực nước ở

giếng ổn định ở độ sâu 5m, thì ở giếng (2)

mực nước sâu 4,5m Hãy xác định hệ số

thấm của tầng chứa nước và lưu lượng

nước đã hút từ giếng (1)

Bài 16

Trong khu đất xây dựng bố trí 3 giếng khoan tác dụng tương hỗ để hạ thấp mực nước ngầm

1 Xác định cao độ mực nước tại A biết:

Q1=900m3/ngày R1=110m

Q2=1000m3/ngày R2=130m

Q3=1100 m3/ngày R3=150m

2 Tại A đặt hầm tại vị trí có cao độ 17m Hỏi nước có chảy vào công trình không?

3 Xác định lưu lượng Q tại mỗi giếng để

hạ thấp mực nước tại A thêm 0,7m nữa (cho rằng Q tại các giếng bằng nhau)

Bài 17:

Trong khu đất xây dựng bố trí 3 giếng khoan tác dụng tương hỗ để hạ thấp mực nước ngầm

1 Xác định cao độ mực nước tại A Biết rằng

Q1=Q2=Q3=1000m3/ngày

R1=R2=R3=150m

k=12 m/ngày

2 Cần phải tăng lưu lượng mỗi giếng lên bao nhiêu để hạ thấp mực nước tại A thêm 0,3m

Bài 18

Một hố móng đào ở ven sông đến cao trình (-1,75m) Trọng lượng thể tích của các lớp đất sét pha, sét và cát pha lần lượt là 16,2kN/m3; 17,8kN/m3; và 14,5kN/m3

Xét khả năng ổn định của đáy móng nếu cao trình của nước sông mùa lũ là (+2m), mùa kiệt là 0,0m Khi tính, coi mực nước áp lực tại hố móng bằng mực nước sông

Bài 19

Trong khu đất xây dựng bố trí 4

giếng khoan tác dụng tương hỗ để hạ thấp

mực nước dưới đất Biết rằng:

Q1=400 m3/ngày R1=160m

Q2=500 m3/ngày R2=150m

Q3=450 m3/ngày R3=160m

Q4=500 m3/ngày R4=150m

K=15m/ngày

1 Xác định cao độ mực nước tại A

2 Tại A đào một hố móng có chiều sâu

5,5m Đánh giá khả năng an toàn đáy

móng Biết tầng đất sét có trọng

lượng thể tích 18,5 kN/m3

Cho g =10 m/s2

Bài 20

Mái dốc đường ô tô đào trong tầng

sét sườn tích

Ranh giới giữa tầng phủ và tầng đá

gốc có dạng như hình vẽ Tại mặt ranh giới,

điều kiện bền của đất theo Coulomb là

=0,48+0,029 (MPa) Trọng lượng thể tích

tự nhiên của đất 18,5 kN/m3 Khối đất có thể

trượt chạy dài 25m Tính hệ số ổn định của

bờ dốc

Bài 21

Đập đặt trên nền cát lẫn cuội sỏi, tỷ

trọng của đất 2,68; Trọng lượng thể tích khô

15,5kN/m3 Chiều cao mực nước tại thượng

và hạ lưu: H1=100m, H2=20m

Nền đập có bị xói ngầm không?

Nếu có, phải tăng chiều rộng đáy đập tối

thiểu bao nhiêu mét?

Bài 22:

Tính góc nghiêng ổn định của một bờ dốc đá có góc ma sát trong =30° để chịu được động đất cấp VIII theo thang MCS (có gia tốc của sóng động đất a=25-50cm/s2) Cho gia tốc rơi tự do g = 10m/s2