Chơng II: Các tính chất cơ học của đất Câu 1: Tính thấm của đất Định luật Darcy, chỉ tiêu đặc trng phơng pháp xác định Câu 2: Trình bày thí nghiệm nén đất hiện trờng.. Câu 2: Phân bố ứn
Trang 1Đ ề cơng ôn thi cơ học đất
Chơng I: Các tính chất vật lý của đất
Câu 1: Sự hình thành đât, các loại trầm tích đất?
Câu 2: Nêu cấu tạo của đất.
Câu 3: Các chỉ tiêu tính chất vật lý (trực tiếp và gián tiếp) của đất.
Cách xác định?
Câu 4: Chỉ tiêu đánh giá trạng thái đất (đất rời và đất dính).
Câu 5: Các độ ẩm giới hạn của đất Cách xác định và ý nghĩa của nó Câu 6: Cách xây dựng đờng cong cấp phối của đất ý nghĩa của nó Câu 7: Phân loại đất theo quy trình thiết kế cầu cống 22TCN 18-1979.
Và theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5747-1993.
Chơng II: Các tính chất cơ học của đất
Câu 1: Tính thấm của đất (Định luật Darcy, chỉ tiêu đặc trng phơng
pháp xác định )
Câu 2: Trình bày thí nghiệm nén đất hiện trờng Các đặc điểm biến
dạng và kết quả chính thu đợc từ thí nghiệm này
Câu 3: Trình bày thí nghiệm nén đất trong phòng Độ lún của mẫu đất
chịu nén không nở ngang? Các chỉ tiêu đặc trng cho tính chấtbiến dạng của đất Các nhân tố ảnh hởng tới tính chất biến dạngcủa đất
Câu 4: Cờng độ chống cắt của đất Trình bày thí nghiệm cắt đất
trực tiếp và gián tiếp để xác định các chỉ tiêu đặc trng?
những nhân tố ảnh hởng tới cờng độ chống cắt của đất?
Câu 5: Các dạng biểu diễn điều kiện cân bằng giới hạn tại một điểm ý
nghĩa của nó Cách xác định vị trí của mặt trợt
Câu 6: Mô hình cố kết thấm của Terzaghi Thiết lập phơng trình vi
phân cố kết thấm một chiều của Terzaghi
Câu 7: Cách đánh giá chất lợng đầm nén của đất đắp nền đờng.
Chơng III: Phân bố ứng suất trong đất
Câu 1: Phân bố ứng suất trong đất do trọng lợng bản thân của đất? Câu 2: Phân bố ứng suất trong đất và chuyển vị do do tải trọng tập
trung thẳng đứng trên bề mặt đất (Bài toán Bút-xi-nét) Phạm viứng dụng của kết quả này
Câu 3: Phân bố ứng suất trong đất do tải trọng phân bố đều, tải trọng
phân bố dạng tam giác trên diện tích hình chữ nhật? Nêu phơngpháp điểm góc và lấy ví dụ minh họa
Câu 4 Phân bố ứng suất do tải trọng đờng thẳng (Bài toán Flamăng)
Trang 2Câu 5 Phân bố ứng suất trong đất do tải trọng phân bố đều, phân
bố dạng tam giác, phân bố hình thang trên diện tích hình
băng Nêu nhận xét Trình bày phơng pháp dùng bảng tra
Câu 6: Nêu các nhân tố ảnh hởng tới sự phân bố ứng suất dới đáy móng.
Trình bày các phơng pháp để xác định phân bố ứng suất dới đáymóng
Chơng IV: Biến dạng lún của nền đất
Câu 1: Tải trọng tính lún? Trình bày cách tính độ lún ổn định của nền
bằng phơng pháp cộng lún từng lớp
Câu 2: Nêu phơng pháp tính độ lún ổn định của nền bằng cách sử
dụng công thức tính lún của bài toán Bút-xi-nét Trờng hợp nền cónhiều lớp?
Câu 3: Trình bày cách tính độ lún ổn định của nền bằng phơng pháp
lớp đất tơng đơng Trờng hợp nền nhiều lớp?
Câu 4: Tính độ lún theo thời gian của nền đất Các sơ đồ tính lún theo
thời gian? Cách xác định độ lún theo thời gian bằng phơng phápdùng bảng tra (Nêu các sơ đồ; nêu cách tra bảng)
Chơng V: Sức chịu tải của nền đất
Câu 1: Nêu các giai đoạn làm việc của nền đất dới đáy móng.
Câu 2: Xác định Pgh1 bằng phơng pháp hạn chế vùng biến dạng dẻo cho
trờng hợp tải trọng hình băng
Câu 3: Lập hệ phơng trình vi phân để xác định Pgh2 Nêu kết quả lời
giải của Prant, Tezaghi, Berezanxev cho trờng hợp móng nông hìnhbăng Sự khác nhau giữa các lời giải là gì?
Câu 4: Xác định sức chịu tải của nền đất theo quy trình 1979.
Chơng VI: áp lực đất lên tờng chắn
Câu 1: Trình bày các loại áp lực đất lên tờng chắn? Nêu các biện pháp
làm giảm áp lực đất lên tờng chắn
Câu 2: Nguyên lý tính toán áp lực đất chủ động của Coulomb cho trờng
hợp đất sau lng tờng là đất rời đồng nhất, và có tải trọng rải đềucờng độ q, đất sau lng tờng là đất dính đồng nhất Vẽ biểu đồphân bố áp lực đất lên lng tờng
Câu 3: Trình bày cách xác định áp lực đất chủ động cho trờng hợp đất
sau lng tờng gồm nhiều lớp theo phơng pháp của Coulomb Vẽ biểu
đồ phân bố áp lực đất lên lng tờng
Câu 4: Trình bày cách xác định áp lực đất chủ động theo phơng pháp
của Coulomb cho trờng hợp lng tờng gãy khúc? Mục đích sử dụng lngtờng gãy khúc để làm gì?
Trang 3Câu 5: Nguyên lý tính toán áp lực đất bị động của Coulomb cho trờng
hợp đất sau lng tờng là đất rời đồng nhất?
Chơng VII: ổn định của mái đất
Câu 1: Đánh giá độ ổn định của mái đất theo phơng pháp phân mảnh
cổ điển (Fellenius), phơng pháp phân mảnh Bishop đơn giản
Câu 2: Đánh giá độ ổn định của mái đất rời.
Câu 3: Các phơng pháp nâng cao độ ổn định của mái đất.
Chơng I: Các tính chất vật lý của đất
Bài 1: Một mẫu đất đợc thí nghiệm trong phòng cho các số liệu sau:
Khối lợng mẫu đất ẩm: M1 = 138,8g
Khối lợng mẫu đất khô: M2 = 101,2g
a) Trọng lợng thể tích ở điều kiện thoát nớc
b) Trọng lợng thể tích và độ ẩm của loại cát đó ở điều kiệnngập nớc (nằm dới mực nớc ngầm)
Bài 3: Một mẫu đất sét rắn chắc có hình dạng bất kỳ đợc cắt ra từ
một hố thăm dò và gửi đi thí nghiệm ở trong phòng Để xác địnhtrọng lợng thể tích, mẫu đất đợc bọc bằng sáp parapin và xác địnhthể tích bằng cách chiếm chỗ trong nớc Các số liệu tập hợp đợc nhsau:
• Khối lợng đất khi nhận là 920,0g;
• Khối lợng đất sau khi bọc sáp là 1054,4g;
• Thể tích nớc thay thế là 505,2ml; Biết tỷ trọng của sáp là 0,9.Hãy xác định trọng lợng thể tích của đất
Bài 4 Một loại cát thạch anh xác định đợc khối lợng thể tích khô là
1,58Mg/m3 và tỷ trọng hạt là 2,64 Hãy tính trọng lợng thể tích và
độ ẩm của đất tơng ứng với trạng thái bão hòa có cùng thể tích
Bài 5: Chỉ tiêu của hai loại đất A và B cho ở bảng dới Những nhận xét
sau đây là đúng hay sai:
a) Đất A chứa hàm lợng sét cao hơn đất B
Trang 4đất trên với độ ẩm 15% đến trọng lợng thể tích khô 19,5 kN/m3 đợckhông?
Bài 7: Một loại đất rời đợc mang về thí nghiệm trong phòng và tìm đợc
hệ số rỗng ở trạng thái xốp nhất và chặt nhất tơng ứng là 0,72 và0,41 Tỷ trọng hạt là 2,65 Cũng loại cát đó ở hiện trờng xác định đ-
ợc độ ẩm là 12% và trọng lợng thể tích 18,64 kN/m3 Hãy đánh giátrạng thái của đất đó
Bài 8: Một nền đất cát ngập nớc có trọng lợng thể tích bão hòa là 18,6
kN/m3, tỷ trọng 2,65 Hệ số rỗng ở trạng thái xốp nhất và chặt nhất
là 0,75 và 0,60 Hãy đánh giá trạng thái của đất đó
Bài 9: Một loại đất rời có γ = 16,50 kN/m3; độ chặt tơng đối ID = 0,78; w
= 13% và ∆ = 2,66 Đối với loại đất này, nếu hệ số rỗng ở trạng tháichặt nhất là 0,48, thì hệ số rỗng ở trạng thái xốp nhất sẽ là baonhiêu? Xác định trọng lợng thể tích khô của đất tơng ứng với trạngthái xốp nhất
Chơng II: Các tính chất cơ học của đất
Bài 1: Tiến hành thí nghiệm bằng thấm kế với cột nớc không đổi cho
một loại đất rời thu đợc các số liệu nh bảng sau Hãy xác định hệ sốthấm trung bình của đất Biết rằng đờng kính của mẫu là150mm, khoảng cách giữa các điểm gắn áp kế là 200mm
Lu lợng nớc thu đợc trong 2 phút (ml) 535 513 509 489
Độ chênh mực nớc của hai áp kế
(mm)
Bài 2: Thí nghiệm thấm bằng cột nớc giảm dần cho một mẫu đất có
đ-ờng kính trong 4.5cm Đđ-ờng kính trong của ống đo áp là 2.2mm.Chiều dài mẫu đất là 7.5cm Trong thời gian 6 phút, cột nớc giảm từ300cm xuống còn 150cm Hãy tính hệ số thấm k của đất
Trang 5Bài 3: Thí nghiệm nén bằng máy nén một trục không nở ngang trong
phòng thí nghiệm một mẫu đất có diện tích 50cm2, chiều cao25,5mm Số đọc trên đồng hồ đo độ lún ghi lại nh sau:
Bài 4: Thí nghiệm nén bằng máy nén một trục không nở ngang trong
phòng thí nghiệm một mẫu đất có chiều cao 25,5mm Số đọc trên
đồng hồ đo độ lún ghi lại nh sau:
Bài 5: Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp một loại đất trên máy cắt ứng
biến ghi lại nh sau:
Bài 6: Thí nghiệm nén 3 trục thoát nớc với 3 mẫu của cùng một loại đất.
Khi mẫu bị phá hoại ngời ta ghi lại kết qủa nh sau:
Hãy xác định các đặc trng cờng độ chống cắt của đất và gócnghiêng của mặt trợt so với phơng của ứng suất chính lớn nhất σ1?
Bài 7: Trong một thí nghiệm đầm chặt cho một loại đất dùng để đắp
nền đờng, các số liệu sau đã đợc ghi chép:
Trang 6Thể tích của khuôn là 1000,0 cm3.
Hãy vẽ đờng cong quan hệ trọng lợng thể tích khô-độ ẩm, từ đó xác
định trọng lợng thể tích khô và độ ẩm tốt nhất cho loại đất nóitrên
sức chống cắt của đất
thoát nớc cho mẫu đất sét cố kết bình thờng bão `hoà:
Độ lệch ứng suất cực hạn (kN/m2) 137 210 283
áp lực nớc lỗ rỗng cực hạn (kN/m2) 28 86 147
Hãy xác định:
a) Các thông số của ứng suất hiệu quả c’,ϕ’
b) Các thông số độ bền thoát nớc biểu kiến ccu, ϕcu
Bài 9: Trong một thí nghiệm ba trục cố kết - không thoát nớc cho một mẫu
đất sét cố kết bình thờng tại áp lực buồng 150 kN/m2, độ lệch ứng suấtcực hạn là 260 kN/m2 và áp lực nớc lỗ rỗng cực hạn là 50 kN/m2
Hãy vẽ đờng bao độ bền chống cắt thích đáng và xác định các thông sốtơng ứng khác khi:
a) ϕu= 0 b) c’= 0
Bài 10: Các thông số độ bền chống cắt của một đất sét cố kết bình ờng tìm đợc là c’=0 và ϕ’= 26° Thí nghiệm ba trục đã tiến hành cho 3mẫu đất là:
th-a) TN1: Mẫu đất đợc cố kết dới một ứng suất đẳng hớng là 200 kN/m2 vàgiai đoạn đặt tải trọng dọc trục thì không thoát nớc Hãy xác định độlệch ứng suất cực hạn nếu áp lực nớc lỗ rỗng cuối cùng đo đợc là 50kN/m2
b) TN2: Mẫu đợc cố kết dới một ứng suất đẳng hớng là 200 kN/m2 và giai
đoạn đặt tải trọng dọc trục thì cho thoát nớc với áp lực lùi lại giữ bằngkhông Hãy tính độ lệch ứng suất cực hạn
c) TN3: Cả hai giai đoạn đều thoát nớc Hãy xác định áp lực nớc lỗ rỗng khimẫu đạt độ lệch ứng suất giới hạn là 148 kN/m2 Giả thiết mẫu luôn bãohoà
Bài 11: Các thông số độ bền chống cắt của đất đã biết c’= 18 kN/m2,ϕ’= 30° Hãy tính độ bền chống cắt bên trong khối đất bão hoà trên mộtmặt có ứng suất pháp tổng là 278 kN/m2 và áp lực nớc lỗ rỗng là 94 kN/m2
Khối lợng đất (kg) 2,010 2,092 2,114 2,100 2,055
Trang 7Bài 12: Một mẫu đất dính đã xác định đợc các thông số độ bền chốngcắt không thoát nớc cu= 35 kN/m2, ϕu= 17°.
a) Trong thí nghiệm ba trục không thoát nớc, khi mẫu đất bị phá hoại ứngsuất dọc trục đo đợc là 360 kN/m2 Xác định áp lực buồng đã dùng.b) Xác định độ bền chống cắt không thoát nớc trong thí nghiệm nénmột trục có nở hông
Bài 13: Một số thí nghiệm nén ba trục không cố kết- không thoát nớc trên
đất sét bão hoà nớc cho kết quả khi mẫu bị phá hoại nh sau:
á áp lực buồng (kN/m2) 200 400 600
Độ lệch ứng suất
(kN/m2)
Hãy xác định đặc trng cờng độ chống cắt của đất
Bài 14: Các đặc trng chống cắt của một loại đất sét bão hoà biểu diễntheo ứng suất có hiệu là c’= 15 kN/m2, ϕ’= 29° Trong thí nghiệm nén batrục không cố kết- không thoát nớc cho một mẫu đất tơng tự với áp lựcbuồng 250 kN/m2 và độ lệch ứng suất dọc mẫu khi phá hoại là 134 kN/m2 Hãy xác định giá trị áp lực nớc lỗ rỗng trong mẫu đất khi nó bị phá hoại
Bài 15: Thí nghiệm cắt đất trực tiếp cho một loại cát khô kết quả ghi lại
Trang 8a) Trong thí nghiệm không thoát nớc áp lực nớc lỗ rỗng khi phá hoại là 125kN/m2 Xác định độ lệch ứng suất cực hạn.
b) Trong thí nghiệm cố kết- không thoát nớc, độ lệch ứng suất tối đa là
Phơng
pháp thí
nghiệm
áp suấtnén củanớc
(kN/m2)
Lợng giatải dọctrục giớihạn (N)
Biến dạngdọc trục(mm)
Lợng thay
đổi thểtích (ml)
ứng suất cắt cực đại? Chứng minh
b) Trong trờng hợp nào hai mặt đó sẽ trùng
nhau? Giải thích
σ3
mặt tr ợt
Mấu σ3 (kPa) ∆σ (kPa) ∆u (kPa)
Hãy tìm các đặc trng chống cắt của đất và nhận xét đất này thuộc loạiquá cố kết hay cố kết thông thờng
Trang 9Chơng III: Phân bố ứng suất trong đất
Bài 1: Vẽ biểu đồ phân bố ứng suất và tính ứng suất tại điểm M do
trọng lợng bản thân của đất gây ra (Hình vẽ)
Bài 2: Vẽ biểu đồ phân bố ứng suất và tính ứng suất tại điểm M do
trọng lợng bản thân của đất gây ra (Hình vẽ)
Bài 3: Dùng phơng pháp điểm góc xác định ứng suất tại điểm
M(zM=2m) do tải trọng phân bố đều trên hai móng hình chữ nhậtgây ra (Hình vẽ)
p1 = 400kN/m 2
p2 = 200kN/m 2
Trang 10Bài 4: Dùng phơng pháp điểm góc xác định ứng suất tại điểm
M(zM=2m) do tải trọng hình thang trên diện tích hình chữ nhật(Hình vẽ)
Bài 5: Xác định ứng suất tại M do tải trọng phân bố đều trên băng
(Hình vẽ) Có thể dùng công thức trực tiếp
4m
4m 2m
Bài 7: Xác định ứng suất tại M do tải trọng phân bố hình thang trên
băng (Hình vẽ)
Trang 11Bài 8: Vẽ biểu đồ phân bố ứng suất
dói đáy móng cứng Duyệt
c-ờng độ đất nền tại đáy
móng Biết Rtc của nền dới
Chơng IV: biến dạng lún của nền đất
Bài 1: Tính lún của móng tuyệt đối cứng theo phơng pháp lớp đất tơng
đơng Biết tải trọng thẳng đứng tại trọng tâm đáy móng P =5000kN; tiết diện móng b xl = 3m x 6m; chiều sâu chôn móng Hm
= 2m
Nền cát pha đồng nhất có hệ số nén lún a = 0,005 cm2/N; hệ sốrỗng e = 0,8; hệ số nở hông à = 0,3; trọng lợng thể tích γ =17,5kN/m3
Bài 2: Tính lún của móng cứng tuyệt đối cứng theo phơng pháp sử dụng
kết qủa của bài toán Bút-xi-nét Biết diện tích đáy móng b x l =2m x 4m; Hm = 2,5m Tải trọng tại trọng tâm đáy móng P =4500kN Nền đất đồng nhất có γ = 18kN/m3; mô đun biến dạng Eo
= 18000 kN/m2; hệ số nở hông à = 0,3
Bài 6: (WL245) Trên một công trờng cải tạo đất rộng lớn, mực nớc
ngầm bằng mặt đất, có một lớp hạt cát thô dày 4m nằm trên lớp sét yếudày 5 m Lớp đất dày 3 m phủ trên toàn bộ công trờng Các số liệu sau
đây xác định đợc: Trọng lợng đơn vị: đất đắp là 21 KN/m3 ; đấtcát là 20 KN/m3 ; đất sét là 18 KN/m3 ; Hệ số nén thể tích của đất sétlà: 0.22 m2/MN
a) Tính ứng suất hiệu qủa thẳng đứng tại tâm lớp sét trớc và sau khi
Trang 12đắp đất
b) Tính độ lún cuối cùng đợc dự kiến do cố kết của lớp sét
Bài 7: (WL245) Móng của một công trình lớn đặt tại độ sâu 2,5 m
trong một lớp cát chặt Từ mặt đất, lớp cát dày 5,5 m rồi tới lớp sét dày 6
m, dới nữa là lớp phiến sét rắn chắc Mực nớc ngầm nằm sâu 3,6 m Đãtính đợc rằng tải trọng móng sẽ làm tăng ứng suất hiệu quả thẳng đứng
là 140 kN/m2 tại nóc lớp sét và 75 kN/m2 tại đáy lớp sét Kết quả thínghiệm nén và các thí nghiệm khác cho ở dới đây Hăy tính độ lúncuối cùng dự kiến do cố kết của lớp sét
0.884
0.866
0.834
0.800
0.766Trọng lợng đơn vị: cát là 21 2 kN/m3 (bão hòa); và 19.6 kN/m3 (thoát nớc);
đất sét là 19.5 kN/m3
Bài 8: (WL246) Một lớp đất sét dày 4,4 m chịu độ tăng ứng suất hiệu
quả phân bố đều là 180 kN/m2
a) Cho hệ số nén thể tích m là 0.25m v 2/MN, hãy tính độ lún cuối cùng
dự kiến do cố kết gây ra
b) Cho hệ số thấm k của đất là 5 mm/năm và hệ số thời gian T cho
cố kết hoàn toàn là 2,0 Tính thời gian cần để đạt độ lún cuối cùng( giả thiết thoát nớc hai phía )
Bài 9 (WL246) Một lớp sét dày 5,8 m, nằm dới là một lớp đá phiến sét
không thấm nớc, còn nằm trên là một lớp cát thấm trung bình
Tải trọng nh vậy sẽ làm tăng đồng đều ứng suất hiệu quả trong toàn bộ
bề dày của lớp sét trên một vùng rộng lớn Trong thí nghiệm nén trongphòng, một mẫu đất sét có chiều dày 20mm chịu cùng độ tăng ứngsuất hiệu quả, thấy rằng hệ số rỗng thay đổi từ 0,827 xuống 0,806 Cũng quan trắc đợc rằng, 65% cố kết đã xảy ra sau thời gian 30 phút a) Tính độ lún cuối cùng dự kiến do cố kết
b) Tính thời gian cần để đạt: 1) Nửa độ lún cuối cùng 2) 3/4 độlún cuối cùng
Bài 10 (OL1998) Xác định độ lún của nền đất qua các thời gian 1
năm, 2 năm và 5 năm kể từ khi đặt tải xong Đất nền là lớp đất sét dàyh=5 m nằm trên tầng đá cứng không thấm chịu tải trọng phân bố đềuphủ khắp bề mặt là 2 kg/cm2 (hình vẽ ) Nền đất có các chỉ tiêu sau:
Trang 13Bài 11 (OL1999) Một lớp đất sét dày 8 m nằm trên nền đá cứng
không thấm nớc nh sơ đồ A trên hình Hệ số rỗng ban đầu của đất4
1
0 =
e ; hệ số nén lún a= 0.144cm2/kg; hệ số thấm k A =1,2*10− 8cm/s Bềmặt lớp sét chịu gia tải đều vô hạn với cờng độ p=100kPa Sau 72 ngày
kể từ khi gia tải độ lún nền đạt tới 24 cm Hãy xác định thời gian đểnền đất sét dày 16 m trong trờng hợp sơ đồ B đạt tới độ lún 48 cm.Biết rằng hệ số thấm của đất trong sơ đồ B k B =2,4*10− 8cm/scác chỉtiêu cơ lí của đất sét ở hai sơ đồ là nh nhau và không thay đổi trongqúa trình cố kết (Hình vẽ)
5 m
Lớp không thấm
Sét
Trang 14Bài 12 (OL2000) Lớp sét dày 8 m nằm giữa hai lớp cát, lớp cát ở trên
có chiều dày 4 m; mực nớc ngầm ở độ sâu 2 m (xem hình vẽ) Lớp cát
d-ới chứa nớc có áp, cột nớc áp trên mặt đất là 6 m Do bơm hút nớc ở lớpnày cột áp hạ xuống 3 m sau thời gian hút nớc 6 tháng Cho biết hệ sốnén thể tích của sét m v =0,94.10− 3m2 /kN; hệ số cố kết của sét C v =1,4
vẽ ) Đất sét có hệ số rỗng ε0=1,40, hệ số nén lún a=12cm2/kN, hệ sốthấm k=10-7 cm/s Sau khi phủ cát một thời gian t công trình đợc khởicông xây dựng, lúc đó xác định đợc giá trị áp lực nớc lỗ rỗng (ứng suấttrung hoà )do trọng lợng lớp cát gây ra tại các điểm trong tầng sét nhbảng sau:
Yêu cầu: 1- Xác định độ lún ở thời gian t của tầng sét và độ cố kết
Qt tơng ứng
(Hình vẽ )
8 m
3m 6m
l ớ p s ét
l ớ p c á t MNN
23,22
