Chuong3 ung suat trong dat

Chương 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT Khái niệm chung Ứng suất hiệu quả, áp lực nước lỗ rỗng Ứng suất tải trọng thân Ứng suất tải trọng Ứng suất tiếp xúc Tóm tắt tập chương 1.KHÁI NIỆM CHUNG  Đònh nghóa: Ứng→suất cường độ nội lực → ∆ P đơn vòpdiện tích: = lim → ∆F Xét điểm M thuộc đất độ sâu z, chòu tác dụng tải trọng p mặt đất Điểm M chòu áp lực tác dụng lên mặt nó, gọi ứng suất điểm M Đơn vò ứng suất: kN/m2, Pa, kPa, Mpa, kG/cm2  Mục đích nghiên cứu: Tính toán ổn đònh sức chòu tải móng công trình Xác đònh phạm vi nén đất nhằm phục vụ cho việc tính lún  Đặc điểm ứng suất: Phụ thuộc trò số lực tác dụng Phụ thuộc tọa độ điểm xét Phụ thuộc tới mặt phẳng xét ứng suất  Các giả thiết mô hình (mô hình đàn hồi): Đất bán không gian đàn hồi vô hạn Đất môi trường đồng đẳng hướng Quan hệ ứng suất biến dạng tuyến tính (tuân theo lý thuyết đàn hồi) Áp dụng nguyên lý cộng tác dụng tải trọng Các loại ứng suất đất  Ứng suất tải trọng thân đất nền;  Ứng suất tải trọng ngoài;  Ứng suất thuỷ động dòng thấm đất;  Ứng suất tiếp xúc đáy móng công trình  Các trạng thái ứng suất (thành phần ứng suất)  Ứng suất pháp: σxx, σyy, σzz (viết tắt σx, σy, σz)  Ứng suất tiếp: (τxy, τxz), (τyx, τyz), (τzx, τzy) Ký hiệu ứng suất: số đầu mặt phẳng chứa thành phần ứng suất cũng6 ỨNG SUẤT HỮU HIỆU – ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG Ứng suất điểm đất gồm hai thành phần:  Ứng suất tác dụng lên khung hạt → ứng suất hữu hiệu σ’;  Ứng suất tác dụng lên nước lỗ rỗng→ ứng suất trung hoà (áp lực nước lỗ rỗng) u; Theo đònh đề Terzaghi, ứng suất tổng σ điểm đất: σ = σ’+ u Ứng suất tổng σ áp lực nước lỗ rỗng u đo đạc tính toán được; Ứng suất hữu hiệu σ’ tính từ biểu thức: σ’ = σ - u ỨNG SUẤT DO TẢI TRỌNG BẢN THÂN 3.1 Ứng suất theo phương thẳng đứng (z)  Ứng suất tổng trọng lượng thân đất theo phương thẳng đứng điểm z bất σ A kỳ = σ btz cách = σ v = ∫mặt γ ( z )dz đất độ sâu z, γ (z) – đất thay đổi theo độ sâu z; dung trọng  Áp lực nước lỗ rỗng (các lớp đất nằm mực nước ngầm - MNN): u A = u z = γ wz w zw: khoảng cách từ điểm khảo sát đến a Nền đất đồng (nền lớp, MNN)  Ứng suất tổng: σ zbt = σ A = γ z  Áp lực nước lỗ rỗng: uz =  Ứng suất hữu hiệu: σ z’= σ z 10 β2 lấy dấu (+) điểm M nằm hai đường thẳng đứng qua mép tải trọng Kết viết dạng σz = kz.p σx = kx.p τzx = kzx.p 42 Ứng suất lớn σ1, bé σ3 ứng suất tổng θ M: p σ = ( β + sìn β ) π p σ = ( β − sìn 2β ) π 2p θ = σ1 + σ = 2β π 43 Với điểm nằm mặt phẳng thẳng đứng qua tâm tải trọng: β1= β2 = β  τzx = p σ z = σ1 = [ 2β + sin2β] π • • σ x = σ3 = p [ 2β − sin2β] π 44 Trạng thái ứng suất Phương ƯS điểm trùng với phương phân giác phân giác góc nhìn p 2β từ điểm σ1 = [ 2β + sin2β] tới hai π mép tải Lưu ý: trọng p σ3 = [ 2β − sin2β] Góc β tính theo đơn vò π radian 45 46 4.5 Tải hình băng phân bố dạng tam giác Dựa toán Flamant Kết quả: σz = kz.p σx = kx.p τzx = kzx.p 47 4.6 Tải hình băng phân bố gãy khúc a Tải phân bố hình tam giác đối xứng • Kết quả: p σz = [ 2b( α1 + α ) + x( α1 − α ) ] 2πb Trên trục đối xứng: a1 = a2 = a x = 2b 2pα σz = π 48 b Tải phân bố hình thang Trên trục đối xứng: p  a + b  b  σ z =  ( α + α ) − α  π  a  a  p b  = ( α1 + α ) + α  π  a  = p [ a( α1 + α ) + bα ] aπ 49 Kết quả: σz = kz.p σx = kx.p τzx = kzx.p 50 ƯS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG Phần lớn công trình truyền tải trọng xuống đất qua móng p lực tải trọng công trình thông qua đáy móng truyền tới đất gọi áp lực tiếp xúc Sự phân bố áp lực tiếp xúc phụ thuộc vào yếu tố sau: Độ cứng móng Loại đất nền: đá, đất dính đất rời trạng thái chúng Thời gian cố kết (đối với đất hạn mòn) 51 5.1 Các kết nghiên cứu thực nghiệm ƯS tiếp xúc đất cứng Móng cứng Móng chòu uốn 52 ƯS tiếp xúc đất dính Móng cứng Móng chòu uốn 53 ƯS tiếp xúc đất cát Móng cứng Móng chòu uốn 54 5.2 Cách tính gần Với móng tuyệt đối cứng: ƯS tiếp xúc chấp nhận phân bố tuyến N tính p= Tải tập trung đặt F tâm: My N Mx p= ± y± x F Ix Iy Tải tập trung đặt lệch tâm: Với móng mềm: ƯS tiếp xúc thường giả thiết tỷ lệ với chuyển vò thẳng đứng đáy móng hay biến dạng đàn hồi đất (nền biến dạng 55 cục Winkler, ) TÓM TẮT CHƯƠNG & BÀI TẬP  Tóm tắt chương  Bài tập ứng suất: làm theo nhóm,trình bày powerpoint => thuyết trình lớp => gửi email cho Giáo viên 56 ... KHÔNG GIAN Lực tập trung (Bài toán bản):  Lực tập trung thẳng đứng tác dụng lên mặt đất (Bài toán Bussinesq)  Lực tập trung nằm ngang tác dụng lên mặt đất  Lực tập trung thẳng đứng nằm đất... tải hình tròn 20 4.1 Bài toán – Tác dụng lực tập trung a Lực tập trung thẳng đứng tác dụng lên mặt đất (bussinesq) P σz = k  Một lực tập trung: z k= 2 ; r = x + y 2 2π  r  1 +    ... số r/z;  Chung quanh điểm O, ứng suất σz có trò số21  Khi có nhiều lực tập trung P1, P2, P3,…  Áp dụng phương pháp cộng tác dụng: n σ z = ∑ kiPi z M 22 Kết khảo sát 23 b Lực tập trung nằm ngang