Bài giảng cơ học đất

TRNG I HC XY DNG YấU CU V CCH LM VIC TRONG LP GHI CHẫP CC í CHNH KHễNG NểI CHUYN V LM VIC RIấNG IM QU TRèNH (40%) IM DANH: 30% KIM TRA: 30% BI TP LN: 20% TH NGHIM: 20% Ging viờn: Nguyn Tuõn Khụng thớ nghim + bỏo cỏo TN: thỡ im quỏ trỡnh = IM KT THC (60%) B mụn: C hc t Nn múng TRC NGHIM 30 CU, 60 PHT, C S DNG TI LIU BTL + HNG DN TH NGHIM GEO.NUCE.EDU.VN 2 CHNG M U TI LIU THAM KHO MễN HC i tng nghiờn cu: t thiờn nhiờn c to thnh kt qu phong húa cỏc ỏ trờn cựng ca v qu t Phan Hng Quõn, C hc t, nh xut bn Giỏo dc 2012 V Cụng Ng, Nguyn Vn Thụng, Bi C hc t, Trong lnh vc xõy dng thng dựng t lm nn b phn kt cu tip nhn ti trng bờn trờn truyn xung R Whitlow C hc t Nh xut bn Giỏo dc, H Ni 1999 Nguyn ỡnh Tin, Bi ging C hc t, HXD H ni Vỡ vy vi k s xõy dng, t l ni tin hnh xõy dng cụng trỡnh Lm nn cho cỏc cụng trỡnh; Lm vt liu XD cho cỏc CT (ờ p, t p nn ng); Lm mụi trng ú XD cỏc CT (o ng hm, cng ngm, kờnh, mng) ó cú rt nhiu s c xõy dng thiu hiu bit hoc ỏnh giỏ khụng ỳng v t CHNG M U CHNG M U C HC T L Gè?: l mụn khoa hc liờn quan n tng tỏc gia ti trng v nn t, nc t, quan h ng sut, bin dng, cng Phng phỏp nghiờn cu - Xõy dng lý thuyt da trờn nhng gi thit nht nh mi lý thuyt cú nhng phm vi ng dng nht nh Gii quyt cỏc liờn quan ti vic s dng t vo mc ớch cụng trỡnh - Vn dng toỏn hc phi ly iu kin a cht lm c s - Thớ nghim v quan trc thc tin Xỏc nh cỏc quy lut c bn ca cỏc quỏ trỡnh c hc xy t v cỏc c trng tớnh toỏn tng ng ca t a cỏc mụ hỡnh nn nghiờn cu trng thỏi ng sut - bin dng ca t - Coi trng thc nghim: Do t luụn thay i nờn phi chn Nghiờn cu s lm vic ca cụng trỡnh ( lỳn, sc chu ti, n nh) & cỏc gii phỏp cụng trỡnh + Thớ nghim phũng bin phỏp th nghim thớch hp chn ch tiờu Thớ nghim gm: + Thớ nghim hin trng + Theo dừi bin dng ( quan trc lỳn) 6 CHNG M U Lch s phỏt trin Coulomb (1736-1806) 1773 1925: Terzaghi vit cun c hc t trờn c s vt lý ca t M u Gii thiu chung Chng Bn cht vt lý ca t Chng Tớnh cht c hc ca t Chng Kho sỏt a cht cụng trỡnh Chng ng sut t Chng D bỏo lỳn ca nn t Chng Sc chu ti ca nn t Chng p lc t lờn tng chn coi c t mụn c lp VNam: phũng thớ nghim u tiờn 1956 7 CHNG 1: Đ1 Ngun gc v s hỡnh thnh ca t t cú ngun gc trc tip/giỏn tip t ỏ gc: ỏ macma, ỏ trm tớch, ỏ bin cht Phong húa Chuyn di ỏ gc t tn tớch Thi gian t trm tớch Lng ng 1.1 Phong húa - L quỏ trỡnh phỏ hoi v lm thay i thnh phn ca ỏ gc tỏc dng vt lý, húa hc, sinh hc - Phõn loi: + Phong húa vt lý + Phong húa húa hc 9 Đ1 Ngun gc v s hỡnh thnh ca t + Phong húa sinh hc 10 10 Đ1 Ngun gc v s hỡnh thnh ca t a Phong húa vt lý: b Phong húa húa hc: N: Do tỏc nhõn vt lý gõy ra: s thay i t ngt v nhit , N: Do tỏc nhõn húa hc gõy ra: s tỏc dng gia cỏc khoỏng ỏp sut, va chm cht: nc, mun, axit hũa tan nc tng tỏc vi cỏc lm ỏ gc b nt, v thnh phõn ỏ gc lm ỏ gc b v c im: c im: - Gúc cnh, g gh, kớch thc ln - B mt mn, kớch thc nh d0,1mm) dựng rõy phõn nhúm ht 10,0mm Vi ht nh (d0,1mm) dựng t trng k phõn nhúm 5,0 B1: Phi khụ mu t, tỏn ri t bng chy 2,0 B2: Cõn mu xỏc nh tng trng lng ban u Q 1,0 B3: Cho mu t qua b rõy thớ nghim, sau ú lc hoc rung cho ht cú kớch thc nh hn ri xung di 0,5 B4: Cõn lng t trờn tng rõy v ngn ỏy c Qi chớnh l trng lng nhúm ht Q(d1, d2] 0,1 Q (d1 , d ] 100% Q Q(d1, d2]: trng lng nhúm ht Q: tng trng lng ca mu t * MT S KHI NIM Hm lng ca cỏc nhúm ht t (tớnh theo %) l t s gia trng lng ca c ht ú v trng lng t khụ Hm lng c ht d (mm) l hm lng cỏc ht cú kớch thc d(mm) 0,25 Ngn ỏy 19 p ( d1 , d ] Hm lng tớch ly p (%) ca mt c ht d(mm) l hm lng ca cỏc ht cú kớch thc d(mm) Cp phi ht : ca loi t l hp hm lng tt c cỏc c ht cha mt loi t 20 19 TH NGHIM PHN TCH HT BNG RY Dng c thớ nghim: 20 TH NGHIM PHN TCH HT BNG RY Kớch thc ht (mm) 2-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 4, Cc = [1, 3] t cú c ht ng u (cp phi kộm) : Cu 23 23 24 24 -tip- -tip- b Hỡnh dng ht c Thnh phn khoỏng Hỡnh dng ht t rt a dng v nh hng ti tớnh cht ca t Cú dng chớnh: Thnh phn khoỏng ca t rt a dng ph thuc vo: thnh phn ỏ gc; tỏc dng phong húa; dng chiu lch s tn ti dng tm (dng phin) chiu c1 Khoỏng nguyờn sinh: thnh phn khoỏng khụng thay i hoc ớt thay i so vi ỏ gc (do phong húa vt lý gõy ra) dng (dng kim) chiu * Ht kớch thc ln: Thng gp: fenpat, mica, thch anh hỡnh dng ht t nh hng nhiu n tớnh cht ca t c im : kớch thc ln, gúc cnh, ri rc * Ht kớch thc nh: hỡnh dng ht ớt nh hng n tớnh cht XD ca t 25 26 25 26 -tip- -tip- c2 Khoỏng th sinh: thnh phn khoỏng thay i so vi ỏ gc (do phong húa húa hc gõy ra) Thng gp: khụng hũa tan nc: Kaolinit, Ilit, Montmorilonit; hũa tan nc: Canxit, mica trng, thch cao, c im : kớch thc rt nh, gúc cnh, cú cu trỳc dng li lp (dng phin), b mt mang in tớch õm (cũn gi l khoỏng vt sột) c3 Hp cht hu c: Ht cú kớch thc ln, thnh phn khoỏng ớt nh hng n tớnh cht c - lý ca t; 2.2 Thnh phn nc t Vai trũ ca nc t l ht sc quan trng ??? Nc t tn ti di cỏc dng: Nc khoỏng vt Nc hỳt bỏm Nc t Ht cú kớch thc nh thnh phn khoỏng úng vai trũ quyt nh tớnh cht c - lý ca t 27 Nc liờn kt Nc L.K yu Nc t Nc mao dn Nc trng lc 28 27 -tip- 28 -tip- a Nc liờn kt: Nc liờn kt yu: Nc hỳt bỏm: Bỏm rt cht ngoi ht t, khụng tỏch c xem nh mt phn ht rn khụng nh hng ti tớnh cht ẳ ht t L lp nc liờn kt ngoi cựng ca ht t lc hỳt yu nh hng ti tớnh cht ca t nh tớnh do, tớnh dớnh + - b Nc t do: L loi nc nm ngoi phm vi tỏc dng ca lc in phõn t ca ht t, di chuyn t trng lng bn thõn hoc lc hỳt dớnh (lc mao dn) sột Nc liờn kt mnh: Nc L.K mnh Mng nc L lp nc bỏm tng i LK mnh cht b mt ht nh Nớc liên kết hng nhiu n tớnh dớnh ca t 29 Mng nc LK yu Nớc tự 29 Nc mao dn: Tn ti nhng l rng hp sc cng b mt gia cỏc vt cht cú trng thỏi vt lý khỏc (ht t - nc) 30 30 -tipChiu cao mao dn: T cos hc n d Vựng t MNN n chiu cao hc: i bóo hũa nc mao dn -tip Hin tng Xiphong mao dn cỏc p T đỉnh lõi chống thấm Ht t hc dõng ca nc mao dn ph thuc vo s thay i mc nc ngm hc h MN d Lõi Sét Chống Thấm MNN p lc mao dn: đất thấm nớc L ỏp lc ph thờm nc mao dn gõy cho ht t i bóo hũa mao dn tng thờm lng ca t uc z n z T cos n hc Ti b mt i bóo hũa: uc d z hc Phi thit k cho:h>hc Thc t: - vi cỏt: hc= vi cm p lc mao dn l mt cỏc yu t to nờn tớnh dớnh ca t 31 Mặt đất TN - vi sột: hc < 5-6m 32 31 32 -tip Nc trng lc: 2.3 Thnh phn khớ t Tn ti nhng l rng ca t, ging nh nc thụng thng Nú thm t di tỏc dng ca trng lc Nc trng lc nh hng trc tip ti tớnh cht c-lý ca t Nu cỏc l rng khụng cha y nc thỡ khớ s chim ch Khớ t tn ti di dng: * Khớ h: khớ liờn thụng vi mụi trng bờn ngoi Thng cú t cỏt, khụng nh hng n tớnh cht ca t Kh nng hũa tan v phõn gii ca t nh hng ca ỏp lc thy tnh i vi t v cụng trỡnh nh hng ca lc thm ti tớnh n nh ca t * Khớ kớn: khớ khụng liờn thụng vi mụi trng bờn ngoi Thng cú t sột t cú ng rng chng cht Khớ kớn nh hng nhiu n tớnh cht ca t, c bit gim tớnh thm v tng tớnh n hi Ngy nay, thnh phn ny c nghiờn cu k hn lý thuyt C hc t khụng bóo hũa 33 34 33 Đ3 Kt cu v cu trỳc ca t 34 3.2 Cu trỳc ca t ( Cu trỳc a tng) L tng hp cỏc yu t mụ t nn t v cu to nn, tớnh cht c lý nn 3.1 Kt cu ca t Cu trỳc phõn lp: Hỡnh thnh s la chn kớch thc, thnh phn khoỏng vt quỏ trỡnh trm lng theo cỏc dng: Lp dy, lp mng, di xiờn, di chộo xen k liờn tc kt cu ht n kt cu t ong Cu trỳc khi: kt cu bụng L s sp xp hn n, khụng theo quy lut Kt cu ca t: l s sp xp cỏc ht t quỏ trỡnh trm tớch to thnh khung kt cu ca t t cú cu trỳc cht: Tớnh bin dng thp, tng i n nh Ph thuc: kớch thc ht, mụi trng chỡm lng t cú cu trỳc xp: Tớnh bin dng cao, kộm n nh t cú Vit Nam 36 36 35 35 -tip- Đ4 Cỏc ch tiờu vt lý ca t 4.1 Ch tiờu vt lý xỏc nh bng thớ nghim Ch tiờu vt lý l i lng mụ t quan h v trng lng, th tớch gia cỏc pha t a Trng lng riờng, lng riờng l trng lng (khi lng) mt n v th tớch t V = V k + V n + Vh Trng lng V = V r + Vh Th tớch Qk K KH Vk Qn NC Vn Khi lng Qk Vr Vr = Vk + Vn Q V Q = Qk + Qn + Qh Qh Q = Qn + Qh HT T 37 w Q V (kN/m3) 38 37 38 Thớ nghim dao vũng -tip- Mu t t nhiờn * Cỏch xỏc nh trng lng riờng t nhiờn l trng lng riờng ca mt n v th tớch t trng thỏi t nhiờn Qh Vh (kN/m3, t/m3) Trng lng riờng t nhiờn, (ký hiu w): Qn Q Q V Cõn k thut Phng phỏp dao vũng Dng c thớ nghim: Dao vũng; Cõn k thut chớnh xỏc 0,01g Cỏch thớ nghim: Cõn dao vũng xỏc nh trng lng Q0; Xỏc nh th tớch dao vũng V; Ly mu t vo dao vũng, gt phng; Cõn mu v dao vũng c Q1; Trng lng mu Q = Q1 Qo 39 39 Dao vũng Dao vũng cha mu -tip- 40 -tipb,Trng lng riờng ht, (ký hiu h ): Phng phỏp bc paraphin l trng lng riờng ca mt n v th tớch ht rn ca t Dng c thớ nghim: paraphin, cõn thy tnh h Cỏch thớ nghim: Cõn mu xỏc nh trng lng Q; Nhỳng mu vo sỏp ó núng chy; Cõn mu ó bc sỏp nc bng cõn thy tnh Q1 Th tớch ca mu ó bc sỏp = th tớch phn nc m t chim ch th tớch t V Q V 41 Vh (kN/m3) Cỏch thớ nghim: Da vo nguyờn lý Acsimet: w Qh 41 Sy khụ mu cõn xỏc nh Qh; Xỏc nh th tớch Vh Lm ri ht t, cho nc cựng t vo bỡnh cú trng lng Q0 v th tớch V0 ,un sụi trờn bp cỏt ngui, y nc vo bỡnh v cõn c: Q1 =Q0 + Qh +(V0 Vh).n Trong ú: n = 9,81kN/m 42 42 -tip- Dng c TN xỏc nh trng lng riờng ht c m t nhiờn (ký hiu W): l t s gia trng lng nc cha cỏc l rng ca t v trng lng ht t ng vi trng thỏi khụ : W = W Qn Qh % ng vi trng thỏi bóo hũa: W = Wbh ng vi trng thỏi m tt nht : W = Wopt Cỏch thớ nghim: Cõn xỏc nh trng lng mu Q = Qn + Qh Sy khụ mu nhit 1000C 1050 C n lng khụng i Cõn xỏc nh trng lng ht rn Qh 43 43 44 44 -tip- Dng c thớ nghim xỏc nh W 4.2 Ch tiờu vt lý xỏc nh bng tớnh toỏn Cõn k thut a, Trng lng riờng khụ, (ký hiu k): l trng lng riờng (khi lng riờng) ca mt n v th tớch t trng thỏi hon ton khụ (Vn = 0) k Qk Qh V V (kN/m3) b, Trng lng riờng bóo hũa, (ký hiu bh, nn): l trng lng riờng ca mt n v th tớch t trng thỏi bóo hũa (cỏc l rng ca t cha y nc, Vn = Vr) T sy bh Hp nhụm Qbh nVr Qh V V 46 45 46 -tip- -tip- c, Trng lng riờng y ni, (ký hiu n): l trng lng riờng ca t thm nc nm di mc nc ngm Lỳc ú t trng thỏi bóo hũa nc, trng lng riờng ca t bao gm: trng lng y ni ca t (cú k n lc y ni ca nc) v trng lng riờng ca nc dn Qh n Vh V bh n 47 G e l t s gia trng lng riờng ht vi trng lng riờng ca nc iu kin tiờu chun h c lng V h n n e bóo hũa S (G) l t s gia th tớch nc vi th tớch l rng Vn (G = 1) Vr f H s rng-Void ratio, (ký hiu e): l t s gia th tớch rng vi th tớch ht rn ca t: (kN/m3) d T trng ht (ký hiu ): Qh (kN/m3) Vr Vh n n e cng ln thỡ t cng rng v ngc li = 2.60 2.65 (Cỏt) ng vi trng thỏi cht nht emin = 2.66 2.80 (Sột) ng vi trng thỏi xp nht emax 47 48 48 -tip- BNG TNH I CễNG THC g rng-Porosity, (ký hiu n): l th tớch l rng mt n v th tớch t n Vr e n W V W n cng ln thỡ t cng rng v ngc li h ht (ký hiu m): l th tớch ht t mt n v th tớch t w w k dn k G e n % e n bh n e w W W e h e k n h k Lu ý: Sinh viờn t chng minh cỏc cụng thc ny 49 50 49 V D P DNG Nguyờn tc chng minh cụng thc Da vo cụng thc nh ngha e n % e Vớ d: CM cụng thc: Theo N: n=Vr/V ; e=Vr/Vh m=Vh/V Vớ d 1: Sơ đồ đơn vị Da vo mi liờn h gia cỏc thnh phn t (s pha hay s n v ) 50 Mt mu t cú: w = 15%; w = 16,5 kN/m3 ; = 2.7 1 Xỏc nh cỏc c trng vt lý: k , n , e , G n m Li gii: n Vr e 1m e; n e m Vh m n e n ;m e e 51 52 51 V D P DNG 52 V D P DNG Vớ d 2: Mt mu t sột di mc nc ngm cú: e =0,8 ; = 2.74 Xỏc nh cỏc c trng vt lý: w , n , bh , n v W Li gii: 53 53 54 54 V D P DNG Đ5 Trng thỏi v ch tiờu ỏnh giỏ trng thỏi t 5.1 t ri Vớ d 2: 5.1.1 Trng thỏi cht Trng thỏi t ri theo cht tng i D: D e max e emax emin D 1/3: trng thỏi ri (xp); 1/3 < D 2/3: trng thỏi cht va; 2/3 < D 1: trng thỏi cht í ngha: D nh trng thỏi t cng xp v ngc li 55 56 55 56 -tip- -tip Trng thỏi t ri theo thớ nghim SPT Trng thỏi t ri theo h s rng e H s rng (e), trng thỏi t Loi t Cỏt to, cỏt va Cỏt nh Cht e < 0,55 e < 0,60 Cht va Ri (Xp) 0,55 e 0,70 0,70 < e 0,60 e 0,75 0,75 < e Cỏt bi e < 0,60 0,60 e 0,80 cht tng i Trng thỏi Tr s SPT, N60 0,80 < e Cỏt to (cũn gi l cỏt thụ), cỏt va (cỏt ht trung) Gúc ma sỏt trong, Rt ri 0-4 D < 0.2 30 Ri - 10 0.2 < D 1/3 30 < 32 Cht va 10 - 30 1/3 < D 2/3 32 < 35 Cht 30 - 50 2/3 < D 1.0 35 < 38 Rt cht > 50 D > 1.0 38 < Nhn xột: (Ngun: Peck, 1974) Thc t, rt khú xỏc nh h s rng e t mu nguyờn dng ca t cỏt nờn thớ nghim xuyờn tnh v xuyờn tiờu chun c dựng khc phc khú khn ny 57 Trng thỏi t ri theo thớ nghim CPT Loi t Ri (xp) Cht va Cht qc < 5 qc 15 qc > 15 Cỏt nh qc < 4 qc 12 qc > 12 Cỏt bi: - ớt m, m qc < 3 qc 10 qc > 10 qc < 2 qc qc > - no nc 5.2 t dớnh Gii hn Wd (Plastic Limit PL): Khi m t t n giỏ tr m t xut hin tớnh (cỏc ht trt lờn m khụng xut hin vt nt - cú th nn thnh hỡnh thự bt k) Gii hn nhóo Wnh (Liquid Limit LL): Khi m t n W nh t khụng cũn kh nng hỳt m v chy t di trng lng bn thõn 5.1.2 Trng thỏi m ca t cỏt bóo hũa G (S) G 0,8 Trng Cng thỏi (Rn) ca t t bóo hũa nc G= t bóo hũa hon ton 59 58 Đ5 Trng thỏi v ch tiờu ỏnh giỏ trng thỏi t Giỏ tr qc (MPa) ng vi trng thỏi Cỏt thụ, cỏt va 58 57 59 Do 60 W% Chy (Nhóo) 60 1.2 Lỳn ti trng phõn b u trờn mt t Chuyn v theo phng ng w ti M(x, y, z) bt k nn t: w( x, y , z ) P (1 o ) z 2 (1 o ) E R3 R (1) Ly din tớch chu ti vụ cựng nh dF = dd v coi ti trng tỏc dng trờn ú bng lc trung tng ng dP= p(, )dF = p(,)dd Tớch phõn trờn ton b din tớch F ta cú lỳn ti M: Vi R: khong cỏch t im t lc n im ang xột M(x, y, z) Chuyn v ng ca im trờn mt t w(x, y, z) chớnh l lỳn S(x, y) ca im ú Thay z = vo (1): w ( x, y,0) S ( x, y ) P (1 o2 ) Eo r S ( x, y ) F o2 Eo p ( , ) ( x )2 ( y )2 dF (3) (x, y): ta ca im cn tớnh lỳn; (2) (, ): ta bt k phm vi t ti trng cú cng l p(, ) r: khong cỏch trờn mt t t im cn tớnh lỳn n im t lc lỳn ca nn TH ti trng phõn b u M tõm din chu ti: (x = 0, y = 0): S p.b.0 (1 02 ) E0 S p.b.c (1 ) E0 Di ti trng phõn b u thỡ lỳn ti mi im di múng l: ( 0: tra bng tr 165) l o f b M gúc din chu ti: (x = l/2, y = b/2): 1.3 Lỳn di múng cụng trỡnh (2 c= : tra bng tr 165) l c f b Xỏc nh cỏc c trng bin dng E0 v * Cỏc c trng E0, ca t c xỏc nh bng TN TN xỏc nh E0: TN hin trng: TN bn nộn (kt qu tng i tin cy); d bỏo da theo kt qu SPT, CPT(E0 =.qc) TN phũng: TN nộn chiu trờn mu nguyờn dng vi h s hiu chnh theo cụng thc: E0 = k.Es k = f(h s rng ban u ca t); Xỏc nh 0: Thớ nghim phũng: nộn trc; Tra bng S p gl b.const (1 02 ) E0 lxb hm l f b pgl , E0, c, const : h s ph thuc hỡnh dng múng; pgl : ti trng gõy lỳn, pgl = ptx - .hm Phm vi ỏp dng trc tip kt qu LTH Nn l ng nht bin dng tuyn tớnh Nn ng nht l gỡ ??? Nn c coi l ng nht t phm vi nộn lỳn (phm vi chu nh hng ca ti trng) ch cú loi t, hoc nn cú cỏc lp t cú cỏc ch tiờu bin dng tng t (E0, 0) Mụ hỡnh LTH ỏp dng cho nn nhiu lp 4.1 Nn mt lp cú chiu dy hu hn Gi thit nn t cú chiu dy hu hn h bờn di múng ch nht lxb Egorov a cụng thc d bỏo lỳn: S o2 p gl b k Eo l h k f , b b Trong ú : k c tra bng trang 20 lxb p 4.2 M rng cho trng hp nn nhiu lp Si h o2 pgl b.(ki ki ) Eo l H ki f , i b b l H ki f , i1 b b n Tng t khụng nộn c lỳn ca nn: S Si i 1 Tớnh lỳn da theo ng cong nộn e-p lỳn mi lp phõn t Si xỏc nh bng: Tớnh lỳn da theo ng cong nộn e-p ỏp dng kt qu bi toỏn chiu, ta chia nn thnh nhiu lp phõn t mng cho phm vi mi lp phõn t s thay i coi l phõn b u v cú ng cong nộn l nht Chiu dy lp phõn t hi b/4 (b: b rng din chu ti) ớt nht ln b rng múng k t ỏy múng Gi s lp phõn t l n, chiu dy mi lp l hi p dng kt qu bi toỏn nộn chiu (Oedometer) TRèNH T CC BC TNH TON NH SAU: B1 Tớnh ỏp lc gõy lỳn mc ỏy múng B2 Xỏc nh chiu dy vựng nộn lỳn Ha l chiu dy k t ỏy múng n sõu tha iu kin: Si eoi e1i a hi i hi mvi i hi eoi eoi (*) n lỳn ca nn: S S i (**) i eoi, e1i: ln lt l h s rng ca t gia lp phõn t th i trc cú ti trng cụng trỡnh v sau cú ti trng cụng trỡnh; eoi v e1i xỏc nh trờn ng cong nộn ộp e - p TRèNH T CC BC TNH TON NH SAU: B5 Xỏc nh oi, 1i: ln lt l ng sut nộn gia lp phõn t th i trc cú ti trng v sau cú ti trng; oi = bti = i.zi 1i = oi + gli bt ( z ) 5. gl ( z ) Vi t cú mụ un bin dng E > MPa B6 S dng ng cong nộn ộp eoi v e1i (hỡnh v) bt ( z ) 10. gl ( z ) Vi t cú mụ un bin dng E < MPa e B7 S dng cỏc cụng thc (*) v (**) ta tớnh c lỳn cui e0i cựng B3 Chia vựng nộn lỳn thnh cỏc lp phõn t cú chiu dy hi b/4 B4 Tớnh toỏn v v biu ng sut bn thõn v ng sut gõy lỳn ti gia cỏc lp phõn t gli = k0 pgl Vi k0 = f(l/b; zi/b) zi: sõu k t ỏy múng n gia lp phõn t th i; e1i 0i 1i BIU NG SUT DI Y MểNG BIU NG SUT DI Y MểNG Mt t t nhiờn Mt t t nhiờn z h1 , e1 , O zi h2 , e2 , z h1 , e1 , O zi gl-i 0i h2 , e2 , gl i i 1i 1i bt gl-i oi bt z z l s kt hp gia mụ hỡnh nộn lỳn mt chiu v mụ hỡnh lý thuyt n hi b b p p p Xỏc nh chiu dy nộn (ta hiu ú l phm vi nn t nộn lỳn di tỏc dng ti trng, di ú coi l khụng cũn nộn lỳn) b b p p z hs z z zgl 2hs ng sut gõy lỳn S S z S2 zgl H= 2hs z z z 02 hs b ( A ) b 02 p hs = S1 p b. E0 Eo Gn ỳng: S Pgl/ z p gl H p h E0 E0 gl s H hs A b -tip1 Nhc li bi toỏn c kt thm chiu S p Trong chng (Slide) ta ó trỡnh by bi toỏn c kt thm trng hp khụng n ngang (ta gi l s 0-0) p dng bi toỏn c kt thm chiu Terzaghi S t U t S U t f Tv Cv Tv t ( h / n) kv Cv mv n z h u h - c kt u(z,t) h z z(z,t= 0,0) z z n s chiu thoỏt nc (n= hoc 2) z z - nhõn t thi gian - h s c kt z pgl Trong ú: S l lỳn n nh tớnh theo cỏc phng phỏp ó trỡnh by p kv h s thm ca t theo phng ng mv h s nộn th tớch z c kt: U t U T v Tv e -tip3 Trỡnh t tớnh toỏn lỳn theo thi gian (trng hp thm chiu) B1 Tỡm pgl tớnh toỏn lỳn n nh S (cỏc phng phỏp ó nờu) B2 Cho s thi gian t1, t2 tn Tớnh Tv T Tv tra U S t U t S V D Xỏc nh lỳn ca mt lp t sột ng nht dy 5m trờn nn ỏ cng khụng thm sau nm v nm Cho bit ti trng phõn b u p = 200 (kPa), h s nộn th tớch mv (a0)= 0,01 cm2/kG, h s thm kz = 10-8 cm/s p=200 kPa Li gii 5m u(z,t) z Cho trc S ỏ cng khụng thm S "0" Cho trc U(t) 10%, 20% 90% Tớnh ta Tv t S t U t S V St - t VD2 Cho múng n BTCT cú kớch thc 1,6x1,6 (m2), ti trng gõy lỳn 220(kN/m2) Bit nn t l cỏt pha cú mụun bin dng 4,76(MPa), h s bin dng ngang o = 0,28 lỳn n nh ti tõm múng xp x bao nhiờu? VD3 Cho múng bng (l/b 10) cú b rng b = 1,6m, ti trng gõy lỳn 150(kN/m2) Bit nn t l cỏt pha cú h s bin dng ngang o = 0,27; mụun bin dng 6730kPa lỳn n nh ti tõm múng xp x bao nhiờu? 333 VD4 Cho múng bng cú b rng b = 1,2m Bit nn t l cỏt pha cú h s bin dng ngang o = 0,27; mụun bin dng l 7260kPa lỳn cui cựng ca múng l 0,065m Hi ti trng gõy lỳn xp x bao nhiờu? VD5 Cho múng n BTCT cú kớch thc 1,5x1,5 (m2) chu ti trng gõy lỳn 270(kN/m2) Bit nn t l sột pha cú h s bin dng ngang o = 0,3 lỳn cui cựng ca múng l 0,054m Hi mụun bin dng ca nn xp x bao nhiờu? CHNG 6: I SC CHU TI CA NN Khỏi nim chung cụng trỡnh lm vic an ton phi m bo nn t khụng b phỏ hoi (trt) Cú hai bi toỏn c t ra: Xỏc nh ti trng gii hn (sc chu ti ca nn) Kim tra n nh trt ca nn vi cụng trỡnh Cỏc giai on lm vic ca t nn Khi p bt u vt quỏ pgh lỳn tng nhanh: cỏc khu vc bin dng lan rng v ni lin vi t ó b phỏ hoi (t b trt theo mt mt trt v tri ngoi) nn t b mt n nh (mt kh nng chu ti) Cỏc giai on lm vic ca t nn Khi ti trng di ỏy múng nh (p pgh1): quan h gia lỳn v ti trng l tuyn tớnh ( th S = f(p) l ng thng) gi l giai on nộn cht (giai on bin dng tuyn tớnh) Khi ti trng pgh1 < p < pgh: quan h gia S-P l phi tuyn ( th S = f(p) l ng cong): di mộp múng xut hin vựng bin dng do, p cng tng thỡ vựng bin dng cng lan rng giai on ny t tip tc b nộn cht, ng thi xy hin tng trt cc b vựng bin dng do, gõy bin dng ct theo chiu ngang tng bin dng thng ng ca nn t Cỏc giai on lm vic ca t nn Nờm nộn cht Giai on ny xy nhanh chúng, ti trng khụng tng nhng lỳn tng gi l giai on trt tri Sc chu ti gii hn ca nn l kh nng tip nhn ti trng t CT ca nn m khụng gõy hin tng mt n nh chung cho nn v CT bờn trờn Vựng BD Ký hiu l: Pgh (hay Pu) Sc chu ti cho phộp: [p] = Pgh/Fs Mt trt Sc chu ti ca t nn * Biu hin ca phỏ hoi trt (trt sõu, trt tri, trt ngang): MT S DNG PH HOI Phỏ hoi Phá hoại cắttng tổngquỏt quát Chuyn v ngang ln Chuyn v ng ca nn vi tc ln v khụng gim Hin tng tri t Trt sõukiểu xuyên Phá hoại cắt Cụng trỡnh b nghiờng, lch v dch chuyn ngang * Cỏc dng phỏ hoi: Ct tng quỏt Trt sõu Phỏ hoi cc b (kt hp) Phỏ Phá hoạihoi cắt cc cục b Kéo xuống CC DNG PH HOI CC DNG PH HOI Tng Mỏi dc Múng trũn Sc khỏng ct huy ng Tng Mt phỏ hoi Sc khỏng ct huy ng Mt phỏ hoi iu kin CBGH ca mt im 4.1 Trong trng hp t ri Theo thuyt bn Mohr Coulomb: iu kin bn c thit lp trờn c s so sỏnh ng sut ct v sc chng ct trờn cựng mt mt phng no ú: Phõn t t M Gi s im M trng thỏi CBGH: Vũng trũn Mohr ng sut tip xỳc vi ng sc chng ct Coulomb im M: TT n nh c c tg Trng thỏi cõn bng bn khi: [...]... tr c gia ti cho n phỏ hoi 1 z 3 Thớ nghim cún tờn l 3 trc vỡ mu t chu tỏc dng ca 3 ng sut chớnh c gi thit hoc iu khin c 3 r u t 4 TH NGHIM 3 TRC (Triaxial Test) 1 3 2 = 3 a- Đất tốt chặt (dòn) quá cố kết b- Hơi quá cố kết c- Đất rời rạc, cố kết Cắt từng phần Chảy dẻo 4 TH NGHIM 3 TRC (Triaxial Test) TH NGHIM 3 TRC (Triaxial Test) ng sut lch, = q Trong quỏ trỡnh ct, ng sut chớnh, 1 bng ỏp lc tỏc... NGHIM CT T TRC TIP H thng gia ti 3.1 S v thit b thớ nghim Quả cân Hp ct Bi thộp P H thng gia ti Móc treo Móc treo Tm gia ti ỏ thm S Hp ct Chốt định vị T Đá thấm Vũng ng bin Nắp truyền lực Dao vòng và mẫu đất Thớt trên đợc cố định -tip- b Cỏch thớ nghim Thớt dới (Có thể di động) -tip- b Cỏch thớ nghim Thớ nghim ct cho mu t cỏt P A T A ng sut ct, Mu nguyờn dng c chuyn t dao vũng vo hp ct ng sut = 3 ng... nhóo, Wnh * PP chựy xuyờn Vaxilliev: BC 1: To mu ti TT chy Cho t thớ nghim vo khuụn, gt phng, th chựy theo dừi: nu sau khi th 10s, chựy ngp vo mu t ỳng 1cm, khi ú t ó t n TT chy Chuỳ Vaxiliev nặng 76g mẫu đất dụng cụ hình nón quả cầu thăng bằng t(s) Kt qu TN Có đợc các cặp giá trị (ti-Wi) BC 2: Xỏc nh m ca t TT chy 10 vẽ đồ thị W=f(t) Th chựy 63 Wnh W% 64 63 64 CC T.N XC NH GII HN Atterberg +Thc t,