CHƯ CHƯƠNG 2: TÍ TÍNH CHẤ CHẤT CƠ HỌ HỌC CỦ CỦA ĐẤT CHƯ CHƯƠNG 2: TÍ TÍNH CHẤ CHẤT CƠ HỌ HỌC CỦ CỦA ĐẤT –CHƯƠNG MỞ ĐẦU 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG –CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 2.2 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT –CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT 2.3 TÍNH NÉN LÚN CỦA ĐẤT –CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT 2.4 TÍNH CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT –CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT –CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT –CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN 2.1 KHÁ KHÁI NIỆ NIỆM CHUNG Là tính chất liên quan đến chuyển động hạt đất, nước, khí biến dạng khung hạt tác dụng ngoại lực Khi chuyển động: vò trí tương đối phân tố đất không thay đổi Khi biến dạng: bên khung hạt xuất ứng suất làm cho vò trí tương đối hạt đất bò thay đổi CHĐ nghiên cứu trình học xảy đất tác dụng ngoại lực nội lực Vì vậy, nói đến tính chất học đất nói đến vấn đề biến dạng, độ bền độ ổn đònh đất chòu tác dụng ngoại lực nội lực Do đất vật thể pha nên tính chất học đất có tính chất đặc thù như: Tính thấm, tính nén lún tính chống cắt 2.2 TÍ TÍNH THẤ THẤM CỦ CỦA ĐẤT Tính thấm đất tính chất nước chảy qua lỗ rỗng Dòng nước chảy qua đất gọi dòng thấm Tính thấm đất đặc tính quan trọng đất cần ý nghiên cứu tính chất học Nó ảnh hưởng tới trình lún theo thời gian đất nước thấm qua đất xuất áp lực thuỷ động, gây tượng xói đùn đất nền, sụt lở mái dốc, vỡ đê, đập 2.2 TÍ TÍNH THẤ THẤM CỦ CỦA ĐẤT 2.2 TÍ TÍNH THẤ THẤM CỦ CỦA ĐẤT •2.1.1 Đònh luật thấm •2.1.1 Đònh luật thấm • Với hầu hết loại đất dòng thấm đất xem dòng chảy tầng Ỉ Dòng thấm tuân theo đònh luật Darcy: • Trong đó: •Q= kt.I.A.t hay v = kt.I v - lưu tốc thấm (vận tốc thấm đất) vận tốc thấm quy ước tính diện tích A mặt cắt đất Vận tốc thực: vt = v.n = v I – gradien thuỷ lực: I= 1+ e > v e H1 − H2 dH , I= L dL kt – hệ số thấm đất, phụ thuộc vào tính chất đất (cm/s) 2.2 TÍ TÍNH THẤ THẤM CỦ CỦA ĐẤT 2.2 TÍ TÍNH THẤ THẤM CỦ CỦA ĐẤT •2.1.1 Đònh luật thấm •2.1.2 Hệ số thấm • Đối với đất dính: • Hệ số thấm k đặc trưng quan trọng để đánh giá tính thấm đất Quy luật thấm diễn phức tạp Do đất dính có nước kết hợp, có tính nhớt nên trình thấm diễn tả qua nhiều giai đoạn ĐL thấm viết cho đất dính sau: v = kt.(I – I’) v v = v I k t v I Io I’ = (I I’) kt I • Hệ số thấm đất biến đổi khoảng rộng Loại đất Hệ số thấm k (cm/s) Sỏi – 100 Cát thô – 10-2 Cát mòn 10-2 – 10-3 Sét lẫn bột 10-3 – 10-5 Sét < 10-6 2.2 TÍ TÍNH THẤ THẤM CỦ CỦA ĐẤT •2.1.2 Hệ số thấm 2.2 TÍ TÍNH THẤ THẤM CỦ CỦA ĐẤT •2.1.2 Hệ số thấm • Thí nghiệm xác đònh hệ số thấm k •a Các yếu tố ảnh hưởng tới tính thấm đất Cỡ hạt cấp phối hạt Hệ số rỗng Hình dạng cách bố trí lỗ rỗng Hệ số nhớt nước Bọc khí kín đất a A 2.2 TÍ TÍNH THẤ THẤM CỦ CỦA ĐẤT •2.1.2 Hệ số thấm •2.1.2 Hệ số thấm •b Một số công thức thực nghiệm ước lượng hệ số thấm •_Theo Allen Hazen: k = C1.D102 •_ Theo Huang- Drnevich •_Theo tác giả khác: •c Hệ số thấm tương đương khối dất nhiều lớp • Thấm ngang Thấm đứng k = 1, 4.e k0,85 •_Theo Cassagrande: •_Theo Kozeny Carman: 2.2 TÍ TÍNH THẤ THẤM CỦ CỦA ĐẤT k = C2 e3 1+ e k = ko 10e k = C3 en 1+ e • k ntd = ∑ k i hi ∑ hi k dtd = ∑ hi h ∑ ki i 2.3 TÍNH NÉN LÚN CỦA ĐẤT Tính nén lún đất khả giảm thể tích (do giảm thể tích lỗ rỗng) tác dụng tải trọng Trong trình tính toán phải dự báo biến dạng đất (biến dạng công trình) tác dụng tải trọng công trình truyền xuống Ỵ Phải ý tới tính nén lún biết tiêu biến dạng đất Các đặc trưng nén lún đất: Hệ số nén a, hệ số nén tương đối ao (hệ số nén thể tích mv) Hệ số k, module biến dạng E, hệ số nở hông μ 2.4 TÍNH CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT Nghiên cứu tính bền đất chòu tải trọng để đảm bảo công trình xây nên làm việc an toàn, không bò sụp đổ hay phá hoại đồng thời thoả mãn yêu cầu mặt kinh tế Sự phá hoại đất xảy hai dạng: Hình thành mặt trượt rõ rệt khối đất bò trượt kéo theo đổ vỡ nghiêng lệch công trình Nền bò lún nhiều, lún nhanh với độ lún lệch lớn làm công trình bò đổ vỡ, hư hỏng Chỉ số nén Cc, Chỉ số nở Cs Hằng số cố kết Cv 2.4 TÍNH CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT •2.3.1 Cơ chế phá hoại đất • Tiến hành nén đất có nở hông người ta thấy: Mẫu bò biến dạng theo chiều đứng lẫn chiều ngang Mẫu bò phá hoại với hình thành vết nứt nghiêng Ỵ Hình thức phá hoại đất phá hoại cắt Ở điểm phá hoại mẫu đất thí nghiệm hạt đất bò trượt lên mặt trượt lân cận nối liền với tạo thành vết nứt mặt trượt 2.4 TÍNH CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT •2.3.2 Thuyết bền Coulomb đặc trưng chống cắt đất Đất chống cắt nhờ yếu tố: - Lực ma sát bề mặt hạt, gọi ma sát - Lực hóc (gài móc) hạt với - Lực dính: lực dính keo nhớt, lực dính liên kết cứng, lực dính giả Đối với đất hạt thô lực ma sát lực hóc hai yếu tố chủ yếu tạo thành sức chống cắt Đối với đất hạt mòn sức chống cắt phụ thuộc chủ yếu vào lựïc dính 2.4 TÍNH CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT •2.3.2 Thuyết bền Coulomb đặc trưng chống cắt đất • Theo Coulomb, Sức chống cắt đất xác đònh sau: • s =σ tgϕ + c •Trong đó: • ϕ - góc ma sát đất, tính độ c – lực dính đất, kN/cm2, với đất cát c= ϕ c hai đặc trưng chống cắt đất