Xây dựng lời giải gần đúng đánh giá sức chịu tải của nền nhiều lớp dưới móng nông

1 PHẦN MỞ ĐẦU - Lý chọn đề tài: Trong thời điểm nay, tiến khoa học đại vượt bậc đưa người tới kỷ nguyên mới, kỷ nguyên công nghệ khoa học Nhu cầu xây dựng ngày cao, giải pháp thiết kế xử lý đất cho công trình phát triển đa dạng phong phú Tuy nhiên để đưa giải pháp thiết kế, thi công đem lại hiệu kinh tế, có tính ứng dụng mang lại lợi ích cho xã hội cao phù hợp với thổ nhưỡng vùng đòi hỏi phải qua trình nghiên cứu, so sánh phương án kinh nghiệm ứng dụng thực tế Trong thực tế công trình thường tính toán thiết kế cho hiệu mặt kinh tế, xem nhẹ mặt giải pháp kỹ thuật làm giảm bớt tính xác (đặc biệt việc tính toán sức chịu tải đất nền) nên có nhiều công trình sau xây dựng xong đưa vào sử dụng thời gian xảy cố như: lún, nghiêng,…Vì nhóm tác giả chọn đề tài muốn đưa giải pháp tính toán sức chịu tải cho đất gần với thực tế Tổng quan lịch sử nghiên cứu đề tài: Do nhu cầu sản xuất chiến đấu đời sống, từ xa xưa loài người biết sử dụng đất để xây dựng công trình Vạn Lý Trường Thành Trung Quốc, công trình cầu đường, kiến trúc cổ La Mã, hệ thống sông đào, kênh tưới Ai Cập, thành Cổ Loa, lũy Thầy cổ xưa nước ta…Qua xây dựng loài người tích lũy nhiều kiến thức hiểu biết phong phú đất xây dựng Tuy nhiên kỷ 18 kiến thức đóng khung kinh nghiệm thực tế dừng lại giai đoạn nhận thức cảm tính đất xây dựng Từ cuối kỷ 18, sau đại cách mạng công nghiệp với đời lớn mạnh chủ nghĩa tư bản, nhu cầu xây dựng sở hạ tầng phát triển mạnh bước đầu thúc đẩy nhà khoa học nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm đất xây dựng Năm 1889 V.I.Cuađiamôt nhà khoa học Nga, người nghiên cứu thí nghiệm mô hình đất cát tìm hình dạng mặt trượt cong đất chịu tải trọng giới hạn Tóm lại cuối kỷ 19 lý thuyết cường độ, biến dạng đất nhà khoa học quan tâm nghiên cứu làm sở giải toán sức chịu tải công trình Đầu kỷ 20 tốc độ xây dựng tăng nhanh, quy mô công trình lớn thường gặp địa chất công trình phức tạp đòi hỏi phải nghiên cứu tính chất học đất cách hệ thống, toàn diện lý thuyết lẫn thực nghiệm Lúc nhà khoa học nghiên cứu đưa số lý thuyết như: lý thuyết ứng suất biến dạng, lý thuyết cân giới hạn, lý thuyết biến dạng tuyến tính số lý thuyết liên quan để giải vấn đề đất nảy sinh trình xây dựng công trình Phƣơng pháp nghiên cứu: Phương pháp giải tích, phương pháp thực nghiệm, phương pháp so sánh Mục tiêu nghiên cứu: Tìm hiểu, tính toán so sánh sức chịu tải lớp nhiều lớp nhóm lý thuyết giải tích FEM (phần mềm plaxis) Từ đưa số kiến nghị xây dựng lời giải gần đánh giá sức chịu tải nhiều lớp móng nông Đối tƣợng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Xây dựng lời giải gần đánh giá sức chịu tải nhiều lớp móng nông Tính khoa học đề tài: - Áp dụng kiến thức môn học học đất móng để tính toán sức chịu tải - Áp dụng phần mềm Plaxis để xây dựng mô hình, từ xuất kết phục vụ cho việc so sánh, tính toán - Sử dụng công cụ Excel để lập bảng tính Kết cấu chƣơng đề tài: Chương 1: Tổng quan lý thuyết đánh giá sức chịu tải đất Chương 2: Xây dựng sở lý thuyết Chương 3: Kết luận kiến nghị CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT Sức chịu tải đất vấn đề phức tạp Việc nghiên cứu sức chịu tải có ý nghĩa quan trọng mặt kinh tế mặt sử dụng công trình cách an toàn hợp lý Trong khoảng vài chục năm lại người ta đạt nhiều thành tựu quan trọng lĩnh vực này, lý luận thực nghiệm Hiện có số nhóm lý thuyết đánh giá sức chịu tải đất 1.1 Lý thuyết mặt trƣợt giả định trƣớc: Khi bị phá hoại, đất trượt theo mặt trượt định Hiện tượng người ta nhận thấy từ lâu, xác định hình dáng mặt trượt lại vấn đề phức tạp Cho nên thời gian dài trước có phương pháp tính toán tương đối xác, người ta phải giả định trước mặt trượt Giả định đơn giản cho mặt trượt có hình gẫy khúc, thí dụ phương pháp Belzetxki, Gherxevanov, Paoker… 1.1.1 Nhóm lý thuyết mặt trượt phẳng: 1.1.1.1 Trường hợp đất cát có mặt đất nằm nghiêng: Giả thiết: Mặt trượt phẳng FE (trượt từ FE), khối trượt ABCD rắn , trạng thái cân giới hạn (hình 1.1) Xét cân khối trượt ABCD, thành phần ứng suất mặt trượt AB:    z cos sin  n   z cos  (1-1) (1-2) Trong  : trọng lượng riêng tự nhiên khối đất z: độ sâu khối đất  : góc trượt khối đất Hệ số an toàn phân tố đất:  n tg  z.cos  tg tg Fs        z cos  sin tg  s (1-3) Hình 1.1: Khối trượt rắn ABCD 1.1.1.2 Trường hợp vách hố đào đất sét Xét trường hợp khối đất ABC (hình 1.2) có xu hướng bị ổn định trượt theo mặt AB Ta cần xác định độ sâu h để mái đất không bị trượt Giả thiết: mặt trượt phẳng BA, khối trượt BAC rắn, cân giới hạn Xét cân khối trượt: Lực giữ: N.tg + c.BA Lực trượt: T G  tg  cos  Hệ số ổn định: K  ch sin G  sin (1-4) Hình 1.2: Khối trượt rắn BAC  h2 Trong đó: G   tg  (1-4a)  h  tg  cos 2   c  h K    h  cos  sin (1-4b) h  c  cos  sin  cos  tg  (A) Khảo sát hàm số (A): đạt cực đại  = 45o + /2 hmax  c tg  45   /  Fs   ( 0)   hmax  4.c  (1-5) Với: c,  lực dính đơn vị góc nội ma sát đất; h: chiều cao khối đất 1.1.1.3 Trường hợp bán không gian theo lời giải Belzetxki Theo Belzetxki, tác dụng tải trọng giới hạn p (hình 1.3), hai khối đất ABC BCD trượt theo đường AC, CD Khối ABC trượt xuống phía theo đường AC đẩy khối BCD trượt lên phía theo đường CD Hình 1.3: Khối đất tác dụng tải trọng Gọi lực đẩy mà khối ABC tác dụng lên khối BCD E a, phản lực khối BCD Ep Biểu thức Ea có chứa Pgh Trị số Ea Ep xác định lý luận Từ đẳng thức Ea = Ep, tính trị số tải trọng giới hạn P gh 1.1.2 Nhóm lý thuyết mặt trượt trụ tròn: 1.1.2.1 Nguyên tắc chung: Là phương pháp tính toán dựa vào mặt trượt có hình trụ tròn thực tế dùng để kiểm tra ổn định đất khối đất, nguyên tắc dùng để xác định tải trọng giới hạn P gh Xét trường hợp móng hình băng chẳng hạn (hình 1.4) trường hợp bán không gian Từ điểm O bất kỳ, vẽ cung tròn bán kính R = OB, tức giả định khối đất cung tròn ABID trượt theo cung Chia khối đất trượt nhiều mảnh theo chiều thẳng đứng Xét mảnh đất i Dưới tác dụng trọng lượng g i, bao gồm trọng lượng thân đất tải trọng móng phạm vi mảnh truyền xuống, trượt theo cung tròn Lực làm trượt là: Hình 1.4: Mặt trượt hình trụ tròn Ti = gi sinα i Lực chống trượt S i bằng: Si = Nitgi + cili ; Hoặc Trong Si = gi cosαi tgi + cili ; (1-6) αi - góc đường thẳng đứng bán kính qua điểm đoạn cung tròn tương ứng với mảnh đất i; li - chiều dài đoạn cung tròn đó; i, ci - góc ma sát lực dính đất phạm vi đoạn cung tròn li Hệ số an toàn ổn định k, tức tỉ số tổng moment lực chống trượt tổng moment lực đẩy trượt, tính theo công thức: i n k  (tg g cos  i 1 i i i  ci li ) i n  gi sin i (1-7) i 1 Để xác định P gh, trước hết phải tìm mặt trượt nguy hiểm Muốn phải thử cách “mò dần” tức từ điểm O vị trí khác vẽ cung tròn qua mép B đáy móng có bán kính OB Sau dùng phương pháp nói để tìm hệ số an toàn ổn định k Cung trượt tương ứng với hệ số ổn định nhỏ k coi cung trượt nguy hiểm Để đỡ thời gian tìm mò, theo kinh nghiệm dùng phương pháp sau Lấy đường thẳng y-y‟ bất kỳ, gần phía mép A móng Trên y-y‟ chọn số vị trí tâm O‟, sau với điểm O‟ vẽ cung trượt tìm trị số k Hình 1.5: Mặt trượt nguy hiểm Với kết vừa tìm được, vẽ đường cong quan hệ ab vị trí tâm O‟ trị số k tương ứng biểu thị đoạn thẳng vuông góc với y-y‟ Từ đường cong ab xác định điểm O‟1 ứng với trị số k nhỏ Qua O‟1 kẻ đường x-x‟ thẳng góc với y-y‟ Trên x-x‟ lại lấy số điểm O làm tâm cung trượt làm đường cd, biểu diễn quan hệ vị trí O trị số k tương ứng Dựa vào đường cong cd, ta xác định điểm O1 ứng với hệ số ổn định nhỏ k Điểm O1 coi tâm cung trượt nguy hiểm có bán kính O1B Trị số kmin xác định theo phương pháp biểu thức có chứa P Từ điều kiện cân giới hạn lăng thể trượt nguy hiểm nhất, tức điều kiện kmin = 1, ta rút trị số p tương ứng với trạng thái cân giới hạn đất tải trọng P gh phải tìm Để giảm bớt khối lượng tính toán đặc biệt để tìm vị trí cung trượt tương ứng với trạng thái giới hạn đất (tức với k = 1), người ta dùng phương pháp vẽ phương pháp giải tích Polsin Tocar đề nghị cách giải vẽ cho trường hợp móng đặt mặt đất đưa tới hệ số an toàn dạng: k Pgh Ptk Trong đó: Pgh - tải trọng giới hạn; Ptk - tải trọng thiết kế 1.1.2.2 Lý thuyết Bishop’s: Hình 1.6: Khối trượt ABCD theo Bishop‟s Bishop‟s giả thiết lực tiếp tuyến giữ mảnh ngược chiều, có nghĩa Xi+1 = X i Ei+1  Ei (1-8) FS  n  n  W sin  i 1 i i 1 i  C bi   Wi  ui bi  tg  i    cos  i tg  i tg  i 1 FS (1-9) ci,  i: lực dính đơn vị góc nội ma sát đất; Li: chiều dài đáy dải thứ i; bi: chiều rộng dải thứ i; Wi: trọng lượng thân dải đất thứ i;  i: Ni : góc tiếp tuyến với đáy dải thứ i với phương ngang; lực pháp tuyến đáy dải có chiều dài L i; 1.1.2.3 Lý thuyết Fellenuis: Hình 1.7: Khối trượt ABCD theo Fellenuis Fellenuis giả thiết lực mảnh ngược chiều nên triệt tiêu lẫn nhau, có nghĩa Ei+1 = Ei Xi+1 = Xi Sử dụng hai phương trình cân tĩnh: Theo phương đứng phương dọc mảnh trượt 10   FR   I    Ni Ui  tan  Ci Li   i1 i 1 i 1 n n  FD  Wi sin i  i 1  i1 n n FS  F i 1 n R Với F i 1 D n n FS   i i 1 n Wi sin i i 1 Trong đó: U i  1.2 n n    N i 1 i  U i  tan   Ci Li  n Wi sin i (1-10) i 1 ui ui bi với ru  ;  hi cos  i Lý thuyết biến dạng tuyến tính: Như trình bày, tải trọng tác dụng đất tăng dần đất hình thành khu vực biến dạng dẻo tức cường độ đất bị phá hoại, hay:    ptg  c (1-11) Các khu vực biến dạng dẻo ngày phát triển, chúng nối liền với hình thành mặt trượt liên tục đất bị phá hoại hoàn toàn Vì muốn đảm bảo khả chịu tải đất cần qui định mức độ phát triển khu vực biến dạng dẻo Đó thực chất phương pháp Để tính toán ứng suất đất, người ta giả thiết rằng, khu vực biến dạng dẻo không lớn lắm, tình hình phân bố ứng suất xác định công thức lý thuyết đàn hồi dùng cho nửa không gian biến dạng tuyến tính Xét trường hợp móng băng có chiều rộng b (hình 1.8), chiều sâu đặt móng h Dưới đáy móng có tải trọng phân bố P (kN/m2) tác dụng Trọng lượng lớp đất phạm vi chôn móng tính đổi thành tải trọng phân bố q =  h,  trọng lượng riêng đất phạm vi Vì móng hình băng, toán qui toán phẳng Tại điểm M độ sâu z, ứng suất thẳng đứng σbt trọng lượng đất gây nên bằng:  bt   (h  z ) Ứng suất nằm ngang σbt‟ trọng lượng đất gây nên bằng: (1-12) 50 Pgh  1 (0.2678 119.5  2.07111.5 19.5  4.5765  25.5)  182.5 kN/m2 600 500 300 200 100 Hình 2.1: Biểu đồ so sánh kết tính toán nhóm sức chịu tải Bảng 2.1: Kết tính toán độ lún từ lời giải Tên Puzurievski Maslov TCVN 45-78 Iaropolski Terzaghi Xôcôlovxki Berezanxev Prandtl Áp lực(kN/m2) 177.05 182.23 182.5 190.5 368.6 450 460 495.4 Chuyển vị (cm) 13.28 13.473 13.48 13.76 20.1 21.72 21.9 22.61 Berezanxev Terzaghi Prandtl Xôcôlovxki i Iaropolski TCVN 45-78 i Maslov Puzurievski kN/m 400 51 Chuyển vị (cm) 25 20 15 10 0 100 200 300 400 Áp lực (kN/m ) 500 Hình 2.2: Biểu đồ quan hệ chuyển vị áp lực 2.1.2 Phân tích sức chịu tải theo FEM phần mềm plaxis cho lớp: Từ số liệu toán ta chạy phần mềm Plaxis kết sau: Hình 2.3: Mô hình chạy Plaxis cho lớp 600 52 Hình 2.4: Biểu đồ quan hệ áp lực chuyển vị lớp Bảng 2.2: Kết mô hình toán Plaxis cho lớp Áp lực(kN/m2) Chuyển vị (cm) 180.19 13.28 181 13.473 181.14 13.48 181.15 13.76 181.87 20.1 181.87 21.72 181.87 21.9 181.87 22.61 Áp dụng lời giải tác giả toán giải phần mềm Plaxis ứng với số liệu hồ sơ địa chất công trình Nhà Xưởng Mercedes-Benz số 13 Quang Trung, Phường 8, Quận Gò Vấp, Tp Hồ Chi Minh Chúng nhận thấy kết giải tích theo lời giải Maslov TCVN 45-78 gần với kết giải phần mềm Plaxis Vì tính toán lớp cho công trình cụ thể nên sử dụng công thức TCVN 45-78 công thức Maslov Kết giải tích lời giải Puzurievski nhỏ kết giải phần mềm Plaxis Vì lời giải Puzurievski thiên an toàn Kết giải tích lời giải Berezanxev, Terzaghi, Prandtl Xôcôlovxki lớn nhiều so với kết giải phần mềm Plaxis Vì vậy, đề 53 nghị tính toán lớp cho công trình cụ thể mà sử dụng lời giải Berezanxev, Terzaghi, Prandtl Xôcôlovxki ta nên sử dụng thông qua hệ số an toàn K = 1.5 ÷ diện chịu tải đặt nông đáy đáy đường, đê; K = ÷ móng nông quan trọng móng sâu 2.2 Phân tích mô hình toán cho nhiều lớp plaxis: Hình 2.5: Mô hình chạy phần mềm Plaxis cho nhiều lớp 54 Hình 2.6: Biểu đồ vùng biến dạng dẻo nhiều lớp Hình 2.7: Biểu đồ quan hệ áp lực biến dạng nhiều lớp a Đối với bề rộng móng b = 55 Bảng 2.3: Kết từ biểu đồ Plaxis bề rộng móng b = |U| [m] 0.00 0.02 0.07 0.08 0.09 0.11 0.13 Fy [kN/m] 0.00 63.92 180.79 211.75 228.19 267.43 297.55 350 300 Fy (kN/m) 250 200 150 100 50 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 U (m) Hình 2.8: Biểu đồ quan hệ áp lực biến dạng đất b = b Đối với bề rộng móng b = Bảng 2.4: Kết từ biểu đồ Plaxis bề rộng móng b = |U| [m] 0.00 0.02 0.06 0.08 0.09 0.11 0.13 Fy [kN/m] 0.00 63.06 181.71 257.60 301.78 356.73 400.69 56 450 400 350 Fy (kN/m) 300 250 200 150 100 50 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 U (m) Hình 2.9: Biểu đồ quan hệ áp lực biến dạng đất b = Đối với bề rộng móng b = c Bảng 2.5: Kết từ biểu đồ Plaxis bề rộng móng b = |U| [m] 0.00 0.03 0.07 0.08 0.10 0.14 0.17 Fy [kN/m] 0.00 128.45 253.06 291.92 376.61 487.13 580.80 700 600 Fy (kN/m) 500 400 300 200 100 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 U (m) Hình 2.10: Biểu đồ quan hệ áp lực biến dạng đất b = 57 Đối với bề rộng móng b = d Bảng 2.6: Kết từ biểu đồ Plaxis bề rộng móng b = |U| [m] 0.00 0.03 0.07 0.08 0.10 0.14 0.17 Fy [kN/m] 0.00 143.21 282.22 322.06 418.01 545.93 662.14 700 600 Fy (kN/m) 500 400 300 200 100 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 U (m) Hình 2.11: Biểu đồ quan hệ áp lực biến dạng đất b = e Đối với bề rộng móng b = Bảng 2.7: Kết từ biểu đồ Plaxis bề rộng móng b = |U| [m] 0.00 0.03 0.07 0.08 0.10 0.13 0.17 Fy [kN/m] 0.00 150.20 297.79 355.00 442.74 581.63 709.70 58 800 700 Fy (kN/m) 600 500 400 300 200 100 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 U (m) Hình 2.12: Biểu đồ quan hệ áp lực biến dạng đất b = 2.3 Đề nghị công thức đánh giá sức chịu tải nhiều lớp: Để đưa công thức đánh giá sức chịu tải nhiều lớp, sức chịu tải lớp xác định theo lời giải TCVN 45-78 Vì kết nghiên cứu cho thấy lời giải theo TCXD 45-78 gần với phân tích mô hình toán Plaxis Rtc  m1m2 ( Ab II  Bh II  DcII ) tc k Hình 2.13: Mô hình tính toán cho nhiều lớp - Chọn góc truyền lực có tỷ số: m = 2:1 xuất phát từ đáy móng tất lớp đất yếu; 59 Bề rộng móng giả định lớp đất thứ i xác định theo góc truyền lực - (hình 2.13) Ta sử dụng công thức: Rtd  htd  R1  h1  R2  h2 Trong đó: R1: sức chịu tải lớp đất thứ bề rộng đáy móng b1 = b; R2: sức chịu tải lớp đất thứ hai bề rộng giả định b2 = 4h1 + b1; h1: chiều dày lớp đất thứ nhất; h2: chiều dày lớp đất thứ hai Bảng 2.8 Tính toán sức chịu tải ứng với bề rộng móng Bề rộng móng b(m) R1 R2 182.5 187.7 192.9 198.2 203.4 391.6 398.2 406.5 411.3 417.8 Rtd R theo Plaxis Sự chênh lệch hai kết tính tay Plaxis (%) 322.9 329 336.3 341.3 347.4 211.75 257.6 291.92 322.06 355 0.344 0.217 0.132 0.06 0.022 400 350 329 322.9 336.3 355 341.3 347.4 322.06 300 R (kN/m2) 291.92 250 257.6 211.75 200 150 100 50 0 b (m) R (tương đương) R (theo Plaxis) Hình 2.14: Biểu đồ biểu diễn sức chịu tải tương đương sức chịu tải theo Plaxis ứng với bề rộng móng b 60 Qua kết so sánh toán giải mô hình toán Plaxis toán giải công thức TCVN 45-78 Chúng đề nghị đưa công thức gần để tính sức chịu tải cho nhiều lớp móng nông: n Rh   Ri hi (2-1) i 1 Trong đó: Ri – sức chịu tải thành phần lớp đất, tương ứng với bề rộng bi xác định theo góc truyền lực :1; hi – chiều dày lớp đất thứ i 2.4 Tính toán so sánh lời giải khác theo công thức đề xuất (2-1) Ta sử dụng công thức Maslov công thức GS.TS Trần Như Hối để tính toán sức chịu tải thành phần R i so sánh theo công thức đề xuất (2-1) 2.4.1 Sức chịu tải thành phần Ri theo Maslov: Tại vị trí lớp ta có: b1 = 5m, hf1 =1.5m, γ1 = 19.5kN/m3, c1 =25.5kN/m2  (btg  h  Pgh  Pgh  ctg    c )  tg  h 25.5 ) 19.5  0.233  19.5 1.5  201.64 kN/m2 4.28  0.23  0.5  3.14 3.14 19.5(5  0.233  1.5  Tại vị trí lớp ta có: b2 = 7.6m, hf2 =3.8m, γ2 = 19.7kN/m3, c2 =31.2kN/m2 Pgh  31.2 ) 19.7  0.2722  19.7  3.8  427.43 kN/m2 3.67  0.2657  0.5  3.14 3.14 19.7(14.2  0.2722  3.8  Với h1 = 3.8-1.5 = 2.3m h2 = 4.7m h = 2.3+4.7 = 7m Sức chịu tải tương đương nhiều lớp theo công thức đề xuất (2-1): R R1h1  R2 h2 201.64  2.3  427.43  4.7   353.24 kN/m2 h 61 n Sử dụng công thức gần Rh   Ri hi để tính cho nhiều lớp i 1 móng nông, sức chịu tải thành phần tính theo Maslov, ta thấy kết gần với Plaxis 2.4.2 Sức chịu tải thành phần Ri theo GS.TS Trần Như Hối: Hình 2.15: Mô hình tính toán sức chịu tải nhiều lớp với sức chịu tải thành phần Ri theo GS.TS Trần Như Hối Ta xét móng băng có bề rộng 5m, độ sâu đặt móng 1.5m, vị trí lớp ta có: b1 = 2.5m, hf1 = 1.5m, γ1 = 19.5kN/m3, c1 = 25.5kN/m2  R   H q h f   H b  H cC I   b1 c  19.5  2.5  1.91 25.5 Tra bảng (1.9) ta Hq = 2.6352, Hγ = 0.6926, Hc = 6.8764  R1   19.5  2.6352 1.5  19.5  0.6926  2.5  6.8764  25.5  286.19 kN/m2 Tại vị trí lớp ta có: b2 = 7.1m, hf2 =3.8m, γ2 = 19.7kN/m3, c2 =31.2  R   H q h f   H b  H cC I   b1 c  19.7  7.1  4.48 31.2 Tra bảng (1.9) ta Hq = 3.05445, Hγ = 0.92375, Hc = 7.469  R2   19.7  3.05445  3.8  19.7  0.92375  7.1  7.469  31.2  590.89 kN/m2 Với h1 = 3.8-1.5 = 2.3m 62 h2 = 4.7m h = 2.3+4.7 = 7m R R1h1  R2 h2 286.19  2.3  590.89  4.7   490.77 kN/m h Rtt  R 490.77   363.53 kN/m n 1.35 Lời giải sức chịu tải thành phần Ri GS.TS Trần Như Hối cho phép tính sức chịu tải đất yếu theo sức chịu tải giới hạn Vì sức chịu tải giới hạn ứng với sức chịu tải cạn kiệt đất nền, nên dùng Rgh để tính toán kiểm tra ổn định mà phải sử dụng thông qua hệ số an toàn Vì qua trình nghiên cứu nhóm đề xuất, sử dụng công thức GS.TS Trần Như Hối ta tìm sức chịu cực hạn nên chọn hệ số an toàn K = 1.35 Bảng 2.9: Kết tính toán áp lực theo lời giải Tên Áp lực (kN/m2) Plaxis 355 Maslov 353.24 Trần Như Hối 363.53 TCVN 45-78 347.4 365 363.53 360 355 355 353.24 350 347.4 345 340 335 Plaxis Maslov Trần Như Hối TCVN 45-78 Hình 2.16: Biểu đồ so sánh kết theo lời giải 63 Áp dụng lời giải tác giả toán giải phần mềm Plaxis với bề rộng móng b = 5, ứng với số liệu hồ sơ địa chất công trình Nhà Xưởng Mercedes-Benz số 13 Quang Trung, Phường 8, Quận Gò Vấp, Tp Hồ Chi Minh n Chúng nhận thấy sử dụng công thức gần Rh   Ri hi để tính i 1 cho nhiều lớp móng nông, sức chịu tải thành phần tính theo Maslov, Trần Như Hối TCVN 45-78 gần với kết giải phần mềm Plaxis.Vì tính toán nhiều lớp với bề rộng móng b > m cho n công trình cụ thể nên sử dụng công thức gần Rh   Ri hi để thiết kế i 1 64 CHƢƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: 3.1 - Trong điều kiện móng nông công trình dân dụng (móng thường có bề rộng b ≤ 3m) kết hợp với điều kiện địa chất yếu nhiều lớp Đồng sông Cửu Long việc sử dụng công thức đồng hợp lý miền ứng suất chưa lan tỏa hết lớp đất yếu thứ Trong điều kiện móng nông công trình đường công trình thủy lợi…, - trường hợp móng sâu vừa công trình dân dụng (thường móng bè có bề rộng b > 3m) sức chịu tải nhiều lớp xác định theo công thức n Rh   Ri hi i 1 Trong đó: Ri: sức chịu tải thành phần lớp đất tính theo lời giải Maslov TCVN 45-78, tương ứng với bề rộng bi xác định theo góc truyền lực 2:1; hi: bề dày lớp đất - Có thể sử dụng trực tiếp phần mềm Plaxis để phân tích theo phương pháp phần tử hữu hạn xác định sức chịu tải nhiều lớp - Trường hợp muốn sử dụng công thức GS.TS Trần Như Hối để tính toán sức chịu tải thành phần nên dùng hệ số an toàn cho toán K = 1.35 3.2 Kiến Nghị: Đề tài cần tiếp tục phát triển thông qua việc thí nghiệm kiểm chứng trường xây dựng quan hệ tương quan thực nghiệm khác như: - Thí nghiệm bàn nén trường; - Thu thập sở liệu địa chất biến dạng lún công trình; [...]... chất của tải trọng v.v… Sự hình thành của lõi đất phụ thuộc vào nhiều nhân tố, như độ nhám của đáy móng, độ sâu của chôn móng, độ chặt của đất, tính chất của tải trọng v.v… Theo thí nghiệm của Berezanxev trên nền cát, thì góc ở đỉnh của lõi đất bằng 600  900 Cát càng chặt thì góc đó càng nhỏ, tức là chiều cao của lõi đất càng lớn Để sát tình hình thực tế đó, Berezanxev đã dựa trên kết quả của nhiều. .. thức Xôcôlovxki chỉ dùng được cho trường hợp móng đặt trên đất hoặc móng nông (với h  0.5 ), vì lúc đó có thể thay chiều sâu chôn móng bằng tải trọng b bên q   h Dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng có thể có những trường hợp sau đây: 20 h o x b z Hình 1.12: Móng dưới tác dụng của lực thẳng đứng h b Móng nông (  0.5 ) đặt trên đất dính ( c  0; q  0 ) Tải trọng giới hạn tính theo công thức: Pgh... 1.19: Sơ đồ tính toán khối đất đắp Trong trường hợp nền chỉ chịu lực thẳng đứng của đất đắp:  P   H q h f   H b  H cC (1-42) Trong trường hợp nền chịu lực thẳng đứng của đất đắp và lực ngang q:  P   H q h f   H b  H cC  q  n  P Trong đó: [P] sức chịu tải của nền theo phương thẳng đứng; [q] sức chịu tải của nền theo phương thẳng ngang; (1-43) 33 Hq, H  , Hc: các hệ số phụ thuộc vào... tải trọng Ak (Lê Quí An, 1977) 32 1.3.5 Lời giải của GS.TS Trần Như Hối: Lời giải về sức chịu tải nền đất của GS.TS Trần Như Hối được trình bày như sau: Phương pháp dựa trên lý thuyết cân bằng giới hạn của đất, với quan điểm khi mái đất ổn định thì trạng thái cân bằng giới hạn không phải chỉ xảy ra trên mặt trượt mà ở toàn bộ khối đất bị trượt và xem xét ổn định của khối đất đắp trong mối liên quan chặt... sát trong của nền đất; z: chiều sâu vùng biến dạng dẻo;  : trọng lượng riêng tự nhiên của khối đất; h: chiều sâu đặt móng Lúc này các khu vực cân bằng giới hạn đã nối liền với nhau, do đó tải trọng tính theo công thức Iaropolski có thể coi là tải trọng giới hạn, tương ứng với trạng thái của nền đất lúc bắt đầu mất ổn định, trong khi tải trọng tính theo công thức của Maslov thì có thể coi là tải trọng... 219 (Lê Quí An, 1977) Công thức (1-28) có thể dùng một cách gần đúng cho trường hợp móng có đáy hình vuông: Pgh  Ak  Trong đó: b  Bk q  Ck c ; 2 (1-41a) b – cạnh của đáy móng h b Đối với trường hợp móng sâu vừa phải 0.5 < < 2, Berezanxev đề nghị tính Pgh theo hình dạng gần đúng của đường trượt như (hình 1.18) Lúc đó tải trọng giới hạn trên nền cát tính theo công thức sau: Pgh  A b (1-41b) Pgh ... đáy của khu vực đó (tương ứng với z max) chạy trên một vòng tròn quĩ tích đi qua hai mép đáy móng với góc nhìn 2   2  Trong đó: c,  : lực dính đơn vị và góc nội ma sát trong của nền đất; z: chiều sâu vùng biến dạng dẻo;  : trọng lượng riêng tự nhiên của khối đất; h: chiều sâu đặt móng (1-20a) 15 1.2.2 Lời giải của Maslov: Maslov qui định không cho khu vực dẻo phát triển vào phạm vi dưới đáy móng. .. lớn tải trọng tác dụng, tính chất cơ lý đất nền, đất đắp Việc ổn định theo quan điểm của GS.TS Trần Như Hối trong điều kiện làm việc khối đất không được đầm nén chặt trên nền đất yếu là để khối đất đắp ổn định thì nền đất yếu bên dưới phải ổn định, sự ổn định của nền đất yếu quyết định quy mô hình dạng, kích thước của khối đất đắp Hình 1.19: Sơ đồ tính toán khối đất đắp Trong trường hợp nền chỉ chịu. .. khác nếu gọi độ lệch tâm của tải trọng tính toán P là e, thì e  egh Để giải quyết tình hình này người ta thường dùng một phương pháp qui ước có trình bày trong cuốn “Sổ tay người thiết kế”, bản tiếng Nga, năm 1964 1.3.2 Lời giải của Prandtl: Năm 1920 Prandtl đã giải được bài toán cho trường hợp xem đất không có trọng lượng (tức là  = 0) và chịu tác dụng của tải trọng thẳng đứng Tải trọng giới hạn tính... Lúc đó: zmax  2 R sin   btg (1-21) và tải trọng tương ứng là:  (btg  h  Pgh  ctg    c )  tg  h (1-22) 2 Trong đó: c,  : lực dính đơn vị và góc nội ma sát trong của nền đất; z: chiều sâu vùng biến dạng dẻo;  : trọng lượng riêng tự nhiên của khối đất; h: chiều sâu đặt móng 1.2.3 Lời giải của Iaropolski: Theo Iaropolski, tải trọng giới hạn là tải trọng ứng với lúc khu vực cân bằng giới