Bài giảng CO HOC DAT c1

ĐỊA KỸ THUẬT CBGD: TS VÕ ĐẠI NHẬT NỘI DUNG MƠN HỌC Chương 1: BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT Chương 2: PHÂN BỐ ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT Chương 3: CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ HỌC VÀ TÍNH TỐN ĐỘ LÚN CHO NỀN Chương 4: ỔN ĐỊNH VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN Chương 5: ÁP LỰC ĐẤT TRÊN TƯỜNG CHẮN TÀI LIỆU THAM KHẢO Cơ Học Đất, NXB Giáo Dục Bài Tập Cơ Học Đất, NXB Giáo Dục Cơ Học Đất, Châu Ngọc Ẩn, NXB ĐHQG Cơ Học Đất, Whitlow, NXB Giáo Dục Principles of Geotechnical Engineering, Braja M Das Soil Mechanics, Braja M Das HÌNH THỨC KIỂM TRA  Kiểm tra kì 45’: 20%  Kiểm tra cuối kì 90’: 60%  Kiểm tra nhanh lớp: 20% CHƯƠNG BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT I.1 Q trình tạo thành đất: Đất hình thành bề mặt trái đất phá hoại làm thay đổi thành phần đá gốc tác dụng vật lý hố học  q trình phá hoại gọi phong hóa 1.1.1 Phong hóa vật lý: đá bị phá hủy biến đổi tác nhân vật lý nhiệt độ, gió…Đá bị vỡ vụn thành hạt có kích thước khơng thành phần khống vật hóa học bị thay đổi 1.1.2 Phong hóa hóa học: đá bị phá hủy biến đổi tác nhân hóa học nước, O2 CO2 khơng khí Phong hóa hóa học gây biến đổi thành phần hóa học loại khống vật cấu tạo nên đá, hình thành khống vật thứ sinh bền vững tự nhiên, cấu tạo tính chất khác với đá gốc ban đầu I.2 Các loại trầm tích đặc điểm 1.2.1 Tàn tích: Sau bị phong hóa, đất nằm ngun chỗ, hạt có góc cạnh thành phần hóa học khơng thay đổi so với đá gốc 1.2.2 Sườn tích: Sản phẩm phong hóa bị nước mưa, tuyết từ núi cao xuống lưng chừng chân dốc lắng đọng 1.2.3 Trầm tích: Các sản phẩm phong hóa nước, gió nên có đặc điểm hạt tròn, cạnh… thành phần hóa học có thay đổi lớn so với đá gốc I.3 Các pha tạo thành đất tác động lẫn chúng Đất loại vật thể rời, phân tán, khơng liên tục vật liệu khác Ở trạng thái tự nhiên đất hệ thống phức tạp bao gồm hạt khống vật bé có kích thước khác hợp thành Các hạt tạo thành khung kết cấu có nhiều lỗ rỗng, chứa nước khí Có thể xem đất gồm thể (3 pha) tạo thành: - Pha rắn: Hạt đất - Pha lỏng: Nước đất - Pha khí: Khí đất I.3.1 Pha rắn: Chiếm phần lớn thể tích đất ảnh hưởng đến tính chất lý đất, gồm hạt khống vật (hạt đất) có kích thước từ vài cm đến vài phần 100 hay vài phần 1000 mm Tính chất hạt đất phụ thuộc vào: Thành phần khống Thành phần hạt _ Thành phần khống: gồm hạt ngun sinh thứ sinh Ngun sinh: Mica, thạch anh, fenfat… Thứ sinh: khống vật sét, mica trắng, thạch cao… _ Thành phần hạt: •Kích thước: Tên hạt đất phân theo nhóm tùy thuộc vào kích thước TÊN HẠT ĐẤT KÍCH THƯỚC HẠT D (mm) Đá lăn >100 Hạt cuội 100 ÷ 10 Hạt sỏi 10 ÷ Hạt cát ÷ 0.1 Hạt bụi 0.1 ÷ 0.005 Hạt sét Rắn IL < Nữa rắn Sét pha, sét ĐỘ SỆT IL ≤ IL ≤ 0.25 Dẻo cứng 0.25 < IL ≤ 0.5 Dẻo mềm 0.5 < IL ≤ 0.75 Dẻo nhão 0.75 < IL ≤ Nhão IL > Phương pháp xác định giới hạn nhão: dùng chỏm cầu Casagrande _ Dùng khoảng 100 g đất sấy khô, nghiền nhỏ cho qua rây No.40 Trộn đất với nước vừa đủ nhão kính phẳng (hoặc chén sứ) ủ đất tối thiểu khoảng thời gian _ Cho đất vào khoảng 2/3 đóa khum, tránh tạo bọt khí đất, để khoảng trống phần chỗ tiếp xúc với móc treo chừng 1/3 đường kính đóa, đảm bảo độ dày lớp đất không nhỏ 10 mm _ Dùng dao cắt rãnh chia đất làm phần theo phương vuông góc với trục quay _ Quay cần quay với vận tốc khoảng vòng/sec, đếm số lần rơi N đất đóa khép lại đoạn dài 12,7mm (1/2 inch) _ Lấy khoảng 10g – 20g đất vùng xung quanh rãnh khép để xác đònh độ ẩm (cân mẫu đất  đem sấy khô  cân mẫu đất khô  xác đònh độ ẩm) _ Tăng giảm độ ẩm mẫu đất thực lại thí nghiệm khoảng lần cho số lần rơi lần thí nghiệm thứ khoảng 10÷20; lần hai khoảng 20÷30; lần ba khoảng 30÷40 Trét đất vào chỏm cầu Dùng dao cắt rãnh vạch đường 2mm WL 25 Đất khép lại sau quay Phương pháp xác định giới hạn dẻo: dùng phương pháp lăn tay _ Lấy phần đất dư thí nghiệm xác đònh giới hạn nhão, để khô cho gần đến giới hạn dẻo (cầm nắm không dính tay tính dẻo) _ Dùng đầu ngón tay để lăn đất kính mờ thân dây đất có xuất vết nứt mà khoảng cách vết nứt khoảng10mm •Nếu với đường kính đó, que đất chưa nứt đem vê thành tiếp tục lăn đến chừng đạt kết •Nếu dây đất có D>3mm mà xuất vết nứt ta thêm nước vào, xe lại Lấy dây đất đạt điều kiện đem xác đònh độ ẩm Độ ẩm giới hạn dẻo đất I.4.2.2 Các tiêu trạng thái đất rời (cát, sỏi, đất lớn…) Hệ số rỗng: Vv γs e= = −1 Vs γd LOẠI ĐẤT CHẶT CHẶT VỪA XỐP Cát sỏi, thơ, vừa e < 0.55 0.55 ≤ e ≤ 0.7 e > 0.7 Cát nhỏ e < 0.6 0.6 ≤ e ≤ 0.75 e > 0.75 Cát bột e < 0.6 0.6 ≤ e ≤ 0.8 e > 0.8 Độ chặt tương đối D: e max − e D= e max − e D Trạng thái đất ≤ D < 0,33 Xốp 0,33 ≤ D < 0,67 Chặt vừa 0,67 ≤ D ≤ 1,0 Chặt I.5 Tính đầm chặt đất: I.5.1 Đầm chặt đất: Đầm chặt đất cho tải trọng động lặp lặp lại nhiều lần để làm cho đất đặc nhất, sau xây dựng cơng trình lên Q trình đầm chặt làm tăng dung trọng đất thể tích lỗ rỗng giảm, tức nước khí nhanh chóng ngồi Đầm chặt thường thực cách học đần lăn, đầm nện rung đất Giảm hệ số rỗng  giảm hệ số thấm đất Tăng độ bền chống cắt, đó, tăng sức chịu tải đất Làm giảm độ lún cơng trình I.5.2 Dụng cụ xác định γ max Phòng Thí nghiệm: Cổ khn Chày đầm Thân khn Đế khn Cối đầm Proctor tiêu chuẩn I.5.3 Mối quan hệ W, γ Trọng lượng riêng khô (g/cm³)  γ max S=0.8 S=1 γ k max Đường cong đầm chặt Đường bão hòa Wopt Hệ số đầm chặt k k= Độ ẩm W % γ d ( site ) γ d max (lab ) I.6 Phân loại đất: I.6.1 Đất dính  số dẻo Ip: CHỈ SỐ DẺO IP TÊN ĐẤT IP > 17 Sét ≤ IP ≤17 Sét pha IP < Cát pha I.6.2 Đất bùn  số dẻo Ip , W, độ sệt IL: Bùn sét IL > WL > W e > 1.5 IP > 17 Bùn sét IL > WL > W e > 1.1 ≤ IP ≤ 17 Bùn cát IL > WL > W e > 0.9 IP < I.6.3 Đất rời: TÊN ĐẤT PHÂN PHỐI HẠT TÍNH BẰNG % -Đất lớn •Đá dăm, cuội •Sỏi, sạn KL hạt lớn 10mm 50% KL hạt lớn 2mm 50% -Đất cát •Cát sỏi •Cát thơ •Cát vừa •Cát nhỏ •Cát bột KL hạt lớn 2mm 25% KL hạt lớn 0.5mm 50% KL hạt lớn 0.25mm 50% KL hạt lớn 0.1mm 75% KL hạt lớn 0.1mm 75% I.6.4 Phân loại đất theo tốn đồ dẻo Casagrande: I.6.4 Phân loại đất theo tồn đồ dẻo Casagrande: [...]... •Hình dạng hạt đất: Có nhiều dạng: đơn, cầu, hình góc cạnh, hình phiến, lá, que, kim … CÁC HỆ SỐ 1 Đường kính hiêêu quả D10 (effective size) 2 Hêê số đờng đều Cu (uniformity coefficient) D60 Cu = D10 3.Hêê số đường cong (coefficient of curvature) D302 Cc = D60 × D10  Đất có tính cấp phối tốt nếu thoả đờng thời hai điều kiện sau: Sạn: Cu > 4 và 1 < Cc < 3 Cát: Cu > 6 và 1 < Cc < 3 I.3.2 Pha lỏng:... sét…) Tùy theo độ ẩm mà đất hạt mịn có thể ở những trạng thái khác nhau Ta có thể biểu diễn các trạng thái của đất theo quan hệ W – V Thể tích V Giới hạn co: Wco Giới hạn dẻo: Wd = Wp Giới hạn nhão: Wnh = WL Độ ẩm tự nhiên W T.thái rắn T.thái nữa rắn Wco Wp T.thái nhão T.thái dẻo WL Độ ẩm W% Xác định chỉ số dẻo  Phân loại đất dính I p = A = W L - Wp 7 Ip Cát pha 17 Sét pha Sét Xác định độ sệt  Phân...•Thành phần cấp phối của một mẫu đất được xác định từ Đường Cong Cấp Phối Hạt Đường Cấp Phối Hạt là đường biểu diễn tỉ lệ % các nhóm hạt khác nhau trong đất, được xác định từ 2 Thí nghiệm Rây sàng và Lắng đọng •Dạng thoai thoải (1): cấp phối tốt •Dạng dốc đứng ... Đường kính hiêêu quả D10 (effective size) Hêê số đờng đều Cu (uniformity coefficient) D60 Cu = D10 3.Hêê số đường cong (coefficient of curvature) D302 Cc = D60 × D10  Đất có tính cấp phối tốt... thái đất theo quan hệ W – V Thể tích V Giới hạn co: Wco Giới hạn dẻo: Wd = Wp Giới hạn nhão: Wnh = WL Độ ẩm tự nhiên W T.thái rắn T.thái rắn Wco Wp T.thái nhão T.thái dẻo WL Độ ẩm W% Xác định... Hạt cát ÷ 0.1 Hạt bụi 0.1 ÷ 0.005 Hạt sét