CHD de cuong on tap he đh 2015

ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT A LÝ THUYẾT Trình bày thành phần cấu tạo đất ảnh hưởng thành phần đến tính chất đất? Trình bày nguyên lý thí nghiệm xác định thành phần hạt? Các kết thu từ đường cong cấp phối hạt ý nghĩa kết đó? Các tiêu vật lý đất? Chỉ tiêu xác định trực tiếp, tiêu xác định gián tiếp? Cách xác định tiêu đó? Chỉ tiêu độ sệt đất dính gì? Nêu độ ẩm giới hạn cách xác định chúng? Chỉ tiêu độ chặt đất rời? Cách xác định độ chặt đất rời? Nêu mục đích việc phân loại đất? Theo TCVN 5747:1993, nêu phân loại đất, kể tên ký hiệu loại đất hạt thô tên loại đất hạt mịn? Theo TCVN 9362:2012, nêu kể tên loại đất dính loại đất rời? Trình bày phân bố ứng suất trọng lượng thân đất? Phân tích khác quy luật phân bố ứng suất thân ứng suất tải trọng gây đất? Trình bày khái niệm, ý nghĩa độ ẩm tốt đầm lèn đất đắp? Cách xác định độ ẩm tốt phương pháp Prostor? Nêu ý nghĩa hệ số đầm chặt k? Biến dạng đất gì? Trình bày thí nghiệm nén đất phòng thí nghiệm? Cách xác định đường cong nén lún? Các nhân tố ảnh hưởng đến tính chất biến dạng đất? 10 Các đặc trưng biến dạng đất thu từ thí nghiệm nén đất phòng (thí nghiệm nén không nở ngang)? Độ lún mẫu đất chịu nén không nở ngang? Phân biệt đường cong nén lún đường cong cố kết? 11 Áp lực tiền cố kết gì? Cách xác định áp lực tiền cố kết ý nghĩa nó? 12 Khái niệm tính thấm nước đất? Trình bày định luật thấm Darxi đất rời dòng thấm đất? Nêu nhân tố ảnh hưởng tính thấm đất? ý nghĩa hệ số thấm k? trình bày thí nghiệm xác định hệ số thấm k (cột nước không đổi cột nước thay đổi) (phạm vi áp dụng, Nguyên lý kết thí nghiệm) 13 Thế ứng suất tổng, áp lực nước lỗ rỗng, ứng suất có hiệu? Tăng nhanh tốc độ cố kết có tác dụng gì? 14 Thế trình cố kết? Sự biến đổi ứng suất hiệu quả, áp lực nước lỗ rỗng đất trình cố kết? Viết nêu ý nghĩa phương trình vi phân cố kết thấm chiều Terzaghi? Hệ Đại học -1- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT 15 Khái niệm tượng cố kết thấm đất dính no nước? Giải thích tượng cố kết thấm thông qua mô hình thấm Terzaghi? 16 Độ lún đất gì? Các thành phần tính lún đất nền? Thành phần ảnh hưởng nhiều đến độ lún tổng cộng đất đất sét bào hòa nước? Giải thích? 17 Trình bày bước tính độ lún móng công trình chịu tải trọng cục bộ? 18 Khái niệm cường độ chống cắt đất? Trình bày điều kiện cân Mohr Coulomb? Các nhân tố ảnh hướng tới sức chống cắt đất? Các sơ đồ thí nghiệm xác định thông số cường độ chống cắt đất? 19 Trình bày định luật Coulomb sức chống cắt tiêu phản ánh sức chống cắt đất? Cách xác định tiêu đó? 20 Trình bày thí nghiệm cắt đất trực tiếp (sơ đồ, cách tiến hành, kết quả, ưu va nhược điểm thí nghiệm)? 21 Trình bày thí nghiệm nén nở hông? So sánh lực dính xác định từ hai thí nghiệm: nén nở hông cắt phẳng? 22 Trong thực tế xây dựng có loại ứng suất xuất đất? Để xác định ứng suất đất ta chấp nhận giả thiết gì? Thế trường hợp toán không gian, trường hợp toán phẳng? Cho ví dụ? 23 Sự phân bố ứng suất trọng lượng thân đất? Khi bơm hạ mực nước ngầm ứng suất thay đổi nào? Vì sao? 24 Nội dung tính độ ổn định mái dốc theo phương pháp mặt trượt trụ tròn? 25 Nội dung tính độ ổn định mái dốc theo phương pháp phân mảnh? 26 Trình bày điều kiện ổn đinh mái dốc đất rời đất dính? 27 Trình bày khái niệm, cách xác định áp lực đất tĩnh tác dụng lên tường chắn? 28 Khái niệm áp lực đất chủ động, áp lực đất bị động điều kiện xuất loại áp lực đó? 29 Nêu khái niệm sức chịu tải đất? Các trình học đất tăng tải? Các hình thức phá hoại đất thực tế? 30 Khái niệm mái dốc, vẽ hình minh họa? Cách xác định hệ số an toàn mái dốc hai trường hợp trượt phẳng trượt trụ tròn? Hệ Đại học -2- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT B Bài tập Bài tập 1: Khi xác định trọng lượng thể tích đất sét phương pháp dao vòng số liệu sau: Thể tích dao vòng V=60cm3; Khối lượng đất dao vòng m = 116,45g; Khối lượng đất sau sấy khô mh=102,11g; Tỷ trọng hạt đất =2,65 Hãy tính: Độ ẩm, trọng lượng thể tích tự nhiên, trọng lượng thể tích khô, hệ số rỗng, độ rỗng, độ bão hoà đất đó? Bài tập 2: Một mẫu đất có tiêu tính chất vật lý sau: Trọng lượng thể tích tự nhiên =18,6kN/m3; tỷ trọng hạt cát =2,74; độ ẩm tự nhiên W= 8%; độ ẩm giới hạn dẻo Wp=10%; độ ẩm giới hạn chảy WL=18% Hãy xác định hệ số rỗng e, độ rỗng n, tên trạng thái đất đó? Bài tập 3: Một mẫu đất có tiêu tính chất vật lý sau: Khối lượng đất sau sấy khô mh =105 g; thể tích đất trạng thái chặt Vmin=45 cm3; thể tích đất trạng thái xốp Vmax=65 cm3 Khối lượng thể tích tự nhiên  =1,86 g/cm3; tỷ trọng hạt cát =2,63 ; độ ẩm tự nhiên W= 8% Hãy xác định hệ số rỗng, độ rỗng, trạng thái đất đó? Bài tập 4: Một mẫu đất sét nặng 250g, có khối lượng thể tích 2g/cm3, tỷ trọng hạt 2,7, độ ẩm tự nhiên 32% Muốn tăng độ ẩm toàn mẫu đất lên tới 35% phải đổ thêm lượng nước bao nhiêu? Bài tập 5: Mẫu đất có =2,68, độ ẩm W= 24%, số dẻo Ip=12%, độ sệt IL=0,4, độ bão hòa Sr=0,8 Hãy xác định trọng lượng thể tích tự nhiên, giới hạn chảy, giới hạn dẻo đất đó? Bài tập 6: Một đất gồm lớp sau : Từ mặt đất tới mực nước ngầm độ sâu 4m lớp cát pha với khối lượng thể tích 1,9g/cm3 Tiếp lớp cát pha dày 4m nằm mực nước ngầm với khối lượng riêng hạt đất 2,7kg/dm3, độ rỗng 33%; lớp sét chặt không thấm nước dày 5m có trọng lượng thể tích tự nhiên 20,4 kN/m3 Tính ứng suất tổng ứng suất có hiệu trọng lượng thân lớp đất gây nên đáy lớp đất vẽ biểu đồ ứng suất đó? Bài tập 7: Nền đất cát bị ngập nước hình vẽ Để thi công, người ta làm tường cừ bơm hút nước đến lộ mặt đất a Tính ứng suất trung hòa ứng suất hữu hiệu điểm a, b trạng thái ban đầu? Sau có cừ bơm hút, ứng suất thay đổi nào? b Kiểm tra xem có tượng xói Hệ Đại học -3- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT (cát chảy) bơm hút không? Bài tập 8: Xác định vẽ biểu đồ ứng suất p=0,5MPa  =18,2 kN/m trọng lượng thân đất tải trọng rải A  =19,1 kN/m Bảng tra hệ số k0 z/b 1,5 -0,25 B Oz cho hình vẽ ? x +1,25  =18,7 kN/m toàn móng điểm nằm trục ℓ/b +2,25 O 0,25 0,5 1,5 -2,25 C z y O 0,898 0,696 0,386 0,194 0,114 0,058 0,904 0,716 0,428 0,257 0,157 0,076 0,908 0,734 0,470 0,288 0,188 0,108 Bài tập 9: Xác định vẽ biểu đồ ứng suất nén z trọng lượng thân đất tải trọng hình băng phân bố toàn móng điểm nằm trục Oz cho hình vẽ? Bảng tra hệ số k1 x 2.0 3.0 3.0 p=0,45MPa +2,25 O  =18,2 kN/m +1,25 A  =18,7 kN/m -0,25 B z/b 0,5 1,5 x/b 0,82 0,55 0,40 0,31 0,21 0,25 0,71 0,51 0,38 0,31 0,21 0,5 0,05 0,48 0,41 0,33 0,28 0,20 x  =19,1 kN/m -2,25 C z Bài tập 10: Dùng phương pháp điểm góc xác định ứng suất điểm M (zM = 2m) tải trọng phân bố diện tích hai móng hình chữ nhật gây (hình vẽ)? p1 p2 p1 = 400kN/m p2 = 200kN/m2 2m 3m 3m 5m 1m 3m 2m Hệ Đại học -4- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT Bài tập 11: Trong bố trí biểu diễn hình vẽ, điều kiện thấm trạng thái ổn định trì nhờ mực nước có bể chứa A-A hay BB Trọng lượng thể tích bão hòa cát 20kN/m3 Tính áp lực thấm ứng suất hiệu mực C-C vị trí lớp cát cho hai vị trí bể nước mực nước E-E không thay đổi Bài tập 12: Một mẫu đất có tiêu tính chất vật lý sau: Khối lượng đất sau sấy khô mh=155g; tỷ trọng hạt cát =2,7; Diện tích tiết diện ngang mẫu F=50 cm2; chiều cao mẫu H=20 mm; hệ số =0,8 Khi thí nghiệm nén đất phòng không nở hông, ta kết sau: Áp lực nén p, (daN/cm2) Hệ số rỗng e 0,65 0,625 0,613 0,608 Hãy xác định: hệ số rỗng ban đầu; độ lún môđun biến dạng mẫu đất ứng với cấp áp lực 1÷2daN/cm2 từ 3÷4daN/cm2 ? Bài tập 13: Một mẫu đất có tiêu tính chất vật lý sau: Trọng lượng thể tích tự nhiên =18kN/m3; tỷ trọng hạt cát =2,7; độ ẩm tự nhiên W= 12%; Hệ số =0,8 Khi thí nghiệm nén đất phòng không nở ngang, ta kết sau: Áp lực nén p, (daN/cm2) Hệ số rỗng e 0,635 0,625 0,613 0,608 Hãy xác định hệ số nén lún tương đối a0, môđun biến dạng E0 cấp áp lực 0-1 daN/cm2; 1-2 daN/cm2; 2-3 daN/cm2; 3-4 daN/cm2 ? Bài tập 14: Một mẫu đất có tiêu tính chất vật lý sau: Trọng lượng thể tích tự nhiên =18kN/m3; tỷ trọng hạt cát =2,7; độ ẩm tự nhiên W=12%; Hệ số =0,8 Chiểu cao ban đầu mẫu đất H=2cm Khi thí nghiệm nén đất phòng không nở ngang, ta kết sau: Áp lực nén p, (daN/cm2) Độ lún mẫu S (cm) 0,106 0,134 0,148 0,154 Hệ Đại học -5- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT Hãy xác định hệ số nén lún tương đối a0, môđun biến dạng E0 cấp áp lực 23daN/cm2? Bài tập 15: Thí nghiệm nén máy nén trục không nở ngang phòng thí nghiệm mẫu đất có diện tích 50cm2, chiều cao 25,5mm Số đọc đồng hồ đo độ lún ghi lại sau: Cấp áp lực nén (N/cm2) 10 20 30 40 Độ lún mẫu (mm) 0,15 0,28 0,49 0,67 0,76 Biết mẫu đất khô có khối lượng 189g, tỷ trọng hạt đất 2,65 hệ số β=0,65 Hãy xác định hệ số nén lún tương đối mô đun biến dạng tương ứng với khoảng áp lực nén từ 20N/cm2 đến 30N/cm2 ? Bài tập 16: Trên công trường cải tạo đất rộng lớn, mực nước ngầm mặt đất, có lớp cát hạt thô dày 4m nằm lớp sét yếu dày 5m Lớp đất dày 3m phủ toàn công trường Các số liệu sau xác định được: Trọng lượng đơn vị đất đắp 21kN/m3, đất cát 20kN/m3, đất sét 18kN/m3 Hệ số nén thể tích đất sét 0,22m2/MN a Tính ứng suất hiệu thẳng đứng tâm lớp sét trước sau đắp đất? b Tính độ lún cuối dự kiến cố kết lớp sét? Bài tập 17: Một lớp sét dày 4m chịu độ tăng ứng suất hiệu phân bố 200kN/m2 a Cho hệ số nén thể tích mv 0,20m2/MN, tính độ lún cuối dự kiến cố kết gây ra? b Cho hệ số thấm k đất 5mm/năm hệ số thời gian T v= cho cố kết hoàn toàn Tính thời gian cần để đạt độ lún cuối (giả thiết thoát nước phía)? Bài tập 18: lớp sét dày 6m nằm lớp phiến sét không thấm nước nằm lớp cát thấm trung bình Tải trọng làm tăng đồng ứng suất hiệu toàn bề dày lớp sét vùng rộng lớn Trong thí nghiệm nén phòng, mẫu đất sét có chiều dày 20mm chịu đọ tăng ứng suất hiệu quả, thấy hệ số rỗng thay đổi từ 0,827 xuống 0,806 Cũng quan trắc 65% cố kết xảy sau thời gian 30 phút a Tính độ lún cuối dự kiến cố kết? b Tính thời gian cần thiết để dạt độ cố kết 25%; 90% độ lún tương ứng với độ cố kết đó? Bài tập 19: Cho đất sét bão hòa nước, dẻo mềm, nằm trực tiếp lớp cát hạt trung có tính thấm tốt, mặt đất người ta tôn cao lớp cát san lấp phạm vi rộng lớn, xem vô hạn Sau hai năm đầu số liệu quan trắc lún đo 80mm Kết tính toán độ lún cuối 320mm Hãy tính a Thời gian cần thiết để đạt 80% độ lún cuối cùng? Hệ Đại học -6- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT b Độ lún cuối sau 15 năm kể từ sau san lấp? Giả thiết sau thời gian lún bỏ qua biến đổi trị số a, k Sử dụng độ cố kết sơ đồ “0” đề tính Bài tập 20: Một tầng sét dày 5m, chịu tải trọng rải lớp cát mặt gây ứng suất tăng thêm trung bình tầng đất 115kN/m2 Biết rằng, tầng sét chịu áp suất tầng phủ trước chịu tải 140kN/m2 trạng thái cố kết bình thường Phía lớp sét tầng không thấm Hãy xác định: a Độ lún ổn định cố kết ban đầu tầng sét gây ứng suất tăng thêm, cho biết số nén Cc = 0,23, hệ số rỗng e0 = 0,77? b Thời gian cần để tầng đất đạt độ cố kết thấm 95% tác dụng ứng suất tăng thêm đó, cho biết hệ số cố kết Cv = 0,44 m2/tháng? Bài tập 21: Trong thí nghiệm ba trục cố kết - không thoát nước cho mẫu đất sét cố kết bình thường áp lực buồng 150kN/m2, độ lệch ứng suất cực hạn 260kN/m2 áp lực nước lỗ rỗng cực hạn 50kN/m2 Hãy vẽ đường bao độ bền chống cắt thích đáng xác định thông số tương ứng Khi: a u= b c’= Bài tập 22: Các thông số độ bền chống cắt loại đất sét có kết bình thường tìm c’= ’= 260 Thí nghiệm ba trục tiến hành cho mẫu đất là: a TN1: Mẫu đất cố kết ứng suất đẳng hướng 200kN/m2 giai đoạn đặt tải trọng dọc trục không thoát nước Hãy xác định độ lệch ứng suất cực hạn áp lực nước lỗ rỗng cuối đo 50kN/m2? b TN2: Mẫu đất cố kết ứng suất đẳng hướng 200kN/m2 giai đoạn đặt tải trọng dọc trục cho thoát nước với áp lực lùi lại giữ không Hãy tính độ lệch ứng suất cực hạn? c TN3: Cả hai giai đoạn thoát nước Hãy xác định áp lực nước lỗ rỗng mẫu đạt độ lệch ứng suất cực hạn 148kN/m2? Giả thiết mẫu bão hòa Bài tập 23: Các đặc trưng chống cắt loại đất sét bão hòa biểu diễn theo ứng suất có hiệu c’=15kN/m2, ’=290 Trong thí nghiệm nén ba trục không cố kết – không thoát nước cho mẫu đất tương tự với áp lực buồng 250kN/m2 độ lệch ứng suất dọc mẫu phá hoại 134kN/m2 Hãy xác định giá trị áp lực nước lỗ rỗng mẫu bị phá hoại? Bài tập 24: Xác định đặc trưng kháng cắt lớp đất sét bão hòa cách thí ngiệm nén trục cho mẫu đất lấy từ lớp đất Các mẫu đất cố kết từ áp lực buồng 200 400kPa sau chịu tải trọng dọc trục gia tăng phá hoại điều kiện thể tích không đổi có đo áp lực nước lỗ rỗng Kết thí nghiệm sau: Mẫu 3 (kPa)  (kPa) u (kPa) 200 150 140 400 300 280 Hệ Đại học -7- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT Hãy tìm đặc trưng chống cắt đất tương ứng với trạng thái ứng suất tổng trạng thái ứng suất có hiệu? Xác định phương mặt trượt với ứng suất lớn ứng suất nhỏ nhất? Bài tập 25: Tính toán sức chịu tải tới hạn với mặt phá hoại tổng quát móng liên tục có bề rộng B =5m chiều sâu Df=1m hình vẽ trường hợp sau: a MNN nằm đáy móng; b MNN nằm đáy móng 0,5m; c MNN nằm mặt đất có dòng thấm hướng lên với gradient thủy lực i=0,15? Df =1m B=5m Bài tập 26: Một móng vuông có kích thước mặt 1,5m x 1,5m Đất có góc ma sát ’=200, c’=15,2 kN/m2 Trọng lượng đơn vị đất γ =17,8 kN/m2 Hãy xác định tổng tải trọng cho phép móng với hệ số an toàn FS = Cho độ sâu đặt móng (Df) 2m xảy phá hoại cắt tổng thể đất Bài tập 27: Một móng băng có bề rộng 3,5m xây dựng lớp cát trầm tích độ sâu 1,2m chịu tải trọng thiết kế 5000kN với hệ số an toàn 2,5 Mực nước ngầm nằm mặt đất Biết, trọng lượng thể tích bão hòa cát γbh = 21kN/m3 Kiểm tra khả chịu tải móng? Nếu đất không đủ khả chịu tải, cần phải tăng độ sâu chôn móng lên để đảm bảo khả chịu tải giữ nguyên bề rộng móng? Bài tập 29: Cho mái dốc hình vẽ Biết, đất cát có γ=19kN/m2; c’=0; φ’=300; H=5m a Tính hệ số an toàn mái dốc β=180? b Xác định góc dốc giới hạn βmax để mái dốc ổn định? c Làm lại câu a câu b đất đất sét có γ=18,4kN/m2; c’=16kN/m2; φ’=150 Hệ Đại học B  H A  -8- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT Bài tập 30: Cho mái dốc hình vẽ Biết, đất sét có γ=20kN/m2; c’=19kN/m2; φ’=170; β=220 a Tính hệ số an toàn mái dốc H=6,5m? b Tìm chiều cao mái dốc tối đa? c Làm lại câu a câu b đất đất cát có γ=19,2kN/m2; c’=0; φ’=300 B  H A  Bài tập 31: Cho tường chắn đất cao H=4m chôn sâu đất h=0,7m, mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng, ma sát đất lưng tường coi Hãy vẽ biểu đồ cường độ, xác định điểm đặt áp lực chủ động áp lực đất bị động đất lên tường chắn trường hợp sau: q=18KN/m2 H=4m h=0.7m a Đất đắp sau lưng tường đất cát có trọng lượng đơn vị  =17,5KkN/m3, góc ma sát  = 300, lực dính đơn vị c=0; b Đất đắp sau lưng tường đất cát pha có trọng lượng đơn vị  =18,5 kN/m3, góc ma sát =160, lực dính c=12kN/m2; c Đất đắp sau lưng tường đất cát trường hợp a mặt đất sau lưng tường có tải trọng phân bố cường độ q=18 kN/m2; d Đất đắp sau lưng tường đất cát pha trường hợp b mặt đất sau lưng tường có tải trọng phân bố cường độ q=18 kN/m2 Bài tập 32: Hệ Đại học -9- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT Tường chắn đất có lưng tường nhẵn, chắn khối đất sau lưng tường gồm hai lớp (hình vẽ) Các đặc trưng đất sau lưng tường sau: Lớp có lực dính đơn vị c1=0; góc ma sát 3m 1=300; trọng lượng thể tích 1=16,5kN/m3 Lớp hai có lực dính đơn vị c2=0; góc ma sát 2=280; trọng lượng thể tích 2 =18kN/m3 4m Tính trị số, vẽ biểu đồ phân bố xác định điểm đặt áp lực đất chủ động lên tường chắn? Bài tập 33: Tường chắn đất có lưng tường nhẵn, chắn khối đất sau lưng tường gồm hai lớp (hình vẽ) Đất đắp sau lưng tường có tải trọng thẳng đứng phân bố q=15kN/m2 Các đặc trưng đất sau lưng tường sau: Lớp có lực dính đơn vị c1 =15kN/m2; góc ma sát 1=160; trọng lượng thể tích 1= 16,5kN/m3 Lớp hai có lực dính đơn vị c2 = 10kN/m2; góc ma sát 2 = 200; trọng lượng thể tích 2 = 18kN/m3; Tính trị số, vẽ biểu đồ phân bố xác định điểm đặt áp lực đất chủ động lên tường chắn? Bài tập 34: Tính trị số, vẽ biểu đồ phân bố xác định điểm đặt áp lực đất chủ động bị động lên tường chắn? Biết: Tường chắn đất cao H=3,2m, chôn sâu đất h=1,0m, có ===0 Đất đắp sau lưng tường đất dính có =17,6 kN/m3;  =160; c=14kN/m2 Trên mặt đất sau lưng tường có tải trọng phân bố cường độ q=20kN/m2 Hệ Đại học   c   c q = 15kN/m 4m   c 4m   c q=20KN/m2 3.2m 1.0m -10- ... thay đổi nào? Vì sao? 24 Nội dung tính độ ổn định mái dốc theo phương pháp mặt trượt trụ tròn? 25 Nội dung tính độ ổn định mái dốc theo phương pháp phân mảnh? 26 Trình bày điều kiện ổn đinh mái... bão hòa Bài tập 23: Các đặc trưng chống cắt loại đất sét bão hòa biểu diễn theo ứng suất có hiệu c’=15kN/m2, ’=290 Trong thí nghiệm nén ba trục không cố kết – không thoát nước cho mẫu đất tương... 400kN/m p2 = 200kN/m2 2m 3m 3m 5m 1m 3m 2m Hệ Đại học -4- ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT Bài tập 11: Trong bố trí biểu diễn hình vẽ, điều kiện thấm trạng thái ổn định trì nhờ mực nước có bể chứa A-A