CHƯƠNG 5 SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN

CHƯƠNG 5, SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN

CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 5.1 SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT 5.2 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT 5.3 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG MOHR – RANKINE CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT NỀN 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN 5.1 SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT 5.5 ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 5.1 SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT 5.1.1 Khái niệm chung Trong tự nhiên thường có tượng trượt lở sườn đồi, sườn núi, mái dốc, lũ bùn, trượt lở bờ sông, bờ biển… Do nước mưa lũ thấm vào đất làm thay đổi tính chất lý đất Do tác động gió, dòng nước chảy, tác động kiến tạo đòa chất làm thay đổi hình dạng sườn dốc Đôi nguyên nhân gián tiếp độ ẩm không khí thay đổi xây dựng hồ chứa nước khu vực gây ra,… Tóm lại, điều kiện cân học vốn có sườn dốc bò xâm phạm dẫn đến trượt 5.1 SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT 5.1.1 Khái niệm chung Đối với công trình nhân tạo nhà ở, nhà máy, đập, đê, cầu, đường, tunnel công trình phụ trợ bò trượt, bò lật trình thi công hay giai đoạn khai thác Khi xây dựng công trình đất gây đất trường ƯS gia tăng Các số gia ƯS pháp gây thay đổi thể tích phân tố đất Các số gia ƯS tiếp gây biến hình phân tố đất, có khuynh hướng gây trượt cắt đất Và hậu công trình bò trượt, kéo theo công trình bò lật; bò sập; bò phá hỏng ƯS tiếp tuyến lớn sức chống cắt 5.1 SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT 5.1 SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT 5.1.2 Lý thuyết sức chống cắt đất 5.1.2 Lý thuyết sức chống cắt đất Sức chống cắt đất bao gồm hai thành phần: ma sát hạt lực dính hạt đất Hệ số rỗng tới hạn a Sức chống cắt đất rời: Sức chống cắt có thành phần ma sát Ma sát trượt hạt trượt lên nhau, phụ thuộc vào ƯS pháp tác động lên hạt Ma sát lăn hạt lăn tròn lên Ma sát gài móc hạt nằm phức tạp khung hạt Đất rời trạng thái rời, không bão hoà, có xu hướng giảm thể tích đến trượt đạt thể tích lỗ rỗng không đổi tương ứng với hệ số rỗng tới hạn ec Ỵ Đất chặt lại góc ma sát tăng dần đạt giá trò lớn trạng thái tới hạn Ỵ trình tăng bền 5.1 SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT 5.1 SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT 5.1.2 Lý thuyết sức chống cắt đất 5.1.2 Lý thuyết sức chống cắt đất Hệ số rỗng tới hạn Hiện tượng hoá lỏng Với đất rời bão hoà nước chòu cắt thể tích lỗ rỗng giảm Nếu nước thoát không kòp áp lực pháp tuyến truyền lên nước lỗ rỗng Ỵ chòu cắt nhanh sức chống cắt – tượng hoá lỏng Đất rời trạng thái chặt, không bão hoà có xu hướng tăng thể tích đến trượt Độ tăng thể tích đạt lớn ứng với lúc mẫu đạt sức chống cắt đỉnh, trượt đạt thể tích lổ rỗng không đổi, tương ứng với hệ số rỗng tới hạn ec Góc ma sát tăng dần đạt lớn lúc đạt trạng thái đỉnh sau giảm dần góc ma sát trạng thái tới hạn Với đất cát chặt có hệ số rỗng nhỏ hệ số rỗng tới hạn Khi bò cắt nhanh, nước lỗ rỗng thoát không kòp để bù vào phần thể tích lỗ rỗng gia tăng nên tượng áp lực pháp tuyến truyền vào lỗ rỗng, đó, tượng hoá lỏng không xảy 5.1 SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT 5.1 SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT 5.1.2 Lý thuyết sức chống cắt đất 5.1.3 Đònh luật Morh - Coulomb b Sức chống cắt đất dính: Sức chống cắt đất mòn hay đất dính gồm hai thành phần ma sát đất rời lực dính Với đất dính bão hoà nước, chòu tải ƯS gánh đỡ khung hạt phụ thuộc vào độ thoát nước lỗ rỗng Ỵ có hai biên giới hạn: Năm 1776, Coulomb: s = σ.tgϕ + c Thành phần ma sát phụ thuộc vào ƯS pháp, ký hiệu σ.tgϕ, ϕ góc ma sát đất Thành phần lực dính không phụ thuộc ƯS pháp, ký hiệu c Ứng với điều kiện áp lực nước lỗ rỗng thặng dư thoát hết (lâu dài) Ứng với điều kiện không thoát nước (tức thời) ỴTrong thực tế tính toán phải lựa chọn sức chống cắt đất dính bão hòa nước điều kiện thoát nước lỗ rỗng hoàn toàn, không thoát nước thoát nước phần 5.1 SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.1.3 Đònh luật Morh - Coulomb Có hai nhóm thí nghiệm đặc trưng chống cắt Các nghiên cứu sau Morh – Coulomb cho thấy thông số chống cắt c, ϕ phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: trạng thái ƯS ban đầu, độ ẩm đất, điều kiện thoát nước, điều kiện thí nghiệm,… Nhóm thí nghiệm phòng: Thí nghiệm cắt “trực tiếp” với hộp cắt Casagrande, sử dụng nhiều cho thiết kế móng; Thí nghiệm nén trục gồm trục đối xứng trục, ba trục phẳng trục thực; Thí nghiệm nén đơn Theo Terzaghi: s = σ’.tgϕ’ + c’ Sức chống cắt phụ thuộc vào ƯS pháp hữu hiệu ƯS pháp tổng, có phần ƯS hữu hiệu phát sinh ma sát σ’ – ƯS hữu hiệu ϕ’ – góc ma sát nội đất Nhóm thí nghiệm trường: Thí nghiệm xuyên động chuẩn (SPT); Thí nghiệm xuyên tónh (CPT); Thí nghiệm nén ép ngang; Thí nghiệm cắt cánh Nhóm thí nghiệm trường cho kết trực tiếp mẫu nguyên dạng, tránh tình trạng xáo trộn mẫu trình lấy mẫu, trình vận chuyển, bảo quản,… đặc biệt với loại đất khó lấy mẫu cát, sỏi, đất dính yếu,… c’ – lực dính 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.1 Các phương pháp thí nghiệm 5.2.1 Các phương pháp thí nghiệm Có phương pháp TN xác đònh đặc trưng chống cắt đất: Các thí nghiệm xác đònh sức chống cắt đất có hai giai đoạn bản: Giai đoạn 1: Tác động hệ lực lên mẫu tao trạng thái ƯS tương tự mẫu đất nằm tự nhiên (trừ thí nhiệm nén đơn) Giai đoạn 2: Tác động độ thay đổi áp lực lên mẫu tương ứng với mẫu đất hoạt động xây dựng công trình Phương pháp thí nghiệm không cố kết – không thoát nước (UU) GĐ 1: không cho nước mẫu thoát ra, tức không cố kết – Unconsolidated GĐ2: không cho nước thoát – Undrained Phương pháp thí nghiệm cố kết – thoát nước (CD) GĐ 1: cho nước mẫu đất thoát ra, tức cho cố kết – Consolidated GĐ 2: cho nước mẫu thoát – Drained Phương pháp thí nghiệm có kết – không thoát nước (CU) GĐ 1: cho nước mẫu thoát – Consolidated GĐ2: không cho nước mẫu thoát – Undrained, kết hợp đo áp lực nước lỗ rỗng mẫu đất 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng a Thí nghiệm cắt trực tiếp ( cắt phẳng) 5.2.2 Thí nghiệm phòng a Thí nghiệm cắt trực tiếp ( cắt phẳng) Là thí nghiệm cổ đơn giản xác đònh đặc trưng biến dạng đất Hộp cắt Vòng ứng biến Thớt di động δv N N δh Phần hộp di động σ T Chuyển vò kế Mẫu đất Thớt cố đònh 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT Hộp cắt Casagrande có tiết diện vuông tròn, tiết diện ngang khoảng 25cm2 chiều cao khoảng 2,5cm Mẫu đất τ T Phần hộp cố đònh 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng a Thí nghiệm cắt trực tiếp ( cắt phẳng) 5.2.2 Thí nghiệm phòng τ a Thí nghiệm cắt trực tiếp ( cắt phẳng) τ3 N T N σ' = A T τ= A ϕ τ2 τ1 c σ’1 σ’2 σ’3 p Các máy cắt trực tiếp thường cắt đất điều kiện không thoát nước (UU), có nước thoát qua khe cắt Hiện có số máy cắt trực tiếp kiểm tra khả thoát nước mẫu đất trình cắt, tức tiến hành phương pháp thí nghiệm cắt UU, CU, CD Sơ đồ thí nghiệm cắt trực tiếp có kiểm soát thoát nước 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng a Thí nghiệm cắt trực tiếp ( cắt phẳng) 5.2.2 Thí nghiệm phòng Thí dụ 5.1 : Một thí nghiệm cắt trực tiếp thông thường (không kiểm soát áp lực nước lỗ rỗng) mẫu đất cát pha sét có kết bảng dưới: σ(kN/m2) 30 56,1 81,9 108,3 134,4 160 τ (kN/m2) 47,8 63,1 73,9 89,7 103,9 118,1 Kết thí dụ 5.1 là: 140 y = 0.5374x + 31.635 R2 = 0.9985 120 100 τ (kN/m2) b Ứng xử cát chặt cát rời thí nghiệm cắt phẳng c = 31.6 kN/m2 80 ϕ = 28.3 độ 60 40 20 Cát chặt: có góc ma sát ứng với trạng thái đỉnh ϕp ứng với trạng thái tới hạn ϕc (lúc bò trượt) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Cát rời: có giá trò góc ma sát ϕc ứng với trạng thái tới hạn (lúc bò trượt) 180 σ (kN/m2) 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng 5.2.2 Thí nghiệm phòng b Ứng xử cát chặt cát rời thí nghiệm cắt phẳng b Ứng xử cát chặt cát rời thí nghiệm cắt phẳng Thí dụ Kết thí nghiệm cắt trực tiếp mẫu cát chặt là: 180 Đỉnh 120 Lực đứng (N) Cát chặt 140 Cát rời 100 80 60 40 Cát chặt Điểm uốn 20 T (N) chuyể n vò đứng (10-2mm)− τ (kPa) - 160 Cát rời -20 -40 100 200 300 chuyển vò ngang (10 400 -2 mm) 500 600 110 216 324 432 Lực cắt tới hạn (T) Ultimate shear load 66 131 195 261 Lực cắt đỉnh (T) Peak shear load 85 170 253 340 400 350 300 250 200 150 100 50 ϕp = 38o; ϕc = 31o 110 216 324 432 N (N) 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng 5.2.2 Thí nghiệm phòng b Thí nghiệm nén trục b Thí nghiệm nén trục Thí nghiệm nén ba trục thí nghiệm tin cậy để xác đònh đặc trưng sức chống cắt đất, vì: Ỵ Hiện nay, có loại thí nghiệm ba trục đối xứng trục sử dụng rộng rải Thí nghiệm gồm mẫu đất hình trụ có chiều cao hai lần đường kính, thông thường h = 7,6cm d = 3,8 cm h=10cm d = 5cm ỴMẫu đất bọc cao su mỏng thật kỷ đạt vào buồng nén kín nước Bơm nước glycerine Mẫu đất bọc cao su mỏng thật kỷ đạt vào buồng nén kín nước Bơm nước glycerine vào buồng nén tạo áp lực đẵng hướng lên mẫu đất nhằm tái tạo trạng thái áp lực nằm tự nhiên Sau tăng áp lực đứng giữ yên áp lực ngang (áp lực buồng nén) mẫu đất bò phá hoại ỴThí nghiệm tiến hành với ba giá trò áp lực buồng nén ổn đònh khác Trạng thái ứng suất lúc mẫu đất bò phá biểu thò hệ tọa trục (τ,σ) ba vòng tròn ứng suất Mohr, đường tiếp tuyến chung ba vòng Mohr đường chống cắt Mohr-Coulomb, hình IV.13 Từ xác đònh thông số chống cắt mẫu đất Mô tả xác thực mẫu đất điều kiện chòu tải đất gánh đỡ loại công trình khác Có thể mô điều kiện thoát nước khác đất Có thể xác đònh đồng thời đặc trưng biến dạng đất đồng thời với tiêu sức chống cắt 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng 5.2.2 Thí nghiệm phòng b Thí nghiệm nén trục b Thí nghiệm nén trục Bước 1/ Đặt mẫu có bọc cao su mỏng niềng kỷ lên đế Bước 2/ Lắp buồng nén Bước 3/ Tăng áp lực đẵng hướng Bước 4/ Giữ áp lực ngang, tăng áp lực đứng, mẫu phá hoại εf = biến dạng tương ứng giai đoạn sụp đổ, chọn εf = 3% cho sét cứng sét cố kết trước, εf = 6% cho trường hợp khác 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT Cắt cố kết – thoát nước (CD) Vận tốc nén tính từ thời gian cố kết mẫu Biến dạng dọc trục, ΔL Lực đứng, P Vmax = Đá thấm 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng 8,5.t100 σ’3 Cắt cố kết – thoát nước (CD) τ σ s= σ’1-σ’3 σ’3 b Thí nghiệm nén trục H o ε f Thể tích thay đổi, ΔV Màng cao su σ’1 = σ’3 + ’+c’ ’tgϕ p lực nước lỗ rỗng, u=0 Mẫu đất σ3 p lực buồng, σ3 σ1 σ Piston Van 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT Cắt cố kết – thoát nước (CD): NC: giảm V có thoát nước OC: tăng V có thoát nước 5.2.2 Thí nghiệm phòng b Thí nghiệm nén trục Vòng tròn Mohr lúc mẫu bò phá hoại Cắt cố kết – thoát nước (CD) 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT σ1-σ3 Cát chặt, sét cứng (OC) Cát rời, sét mềm (NC) τ cCD = c’ s= ϕCD = ϕ’ σ’tg c’ ϕ’+ σ‘3 εa % σ’1 σ +ΔV (nở) -ΔV (nén) σ‘1- σ‘3 Cát chặt, sét cứng (OC) εa % Cát rời, sét mềm (NC) 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT Cắt cố kết – không thoát nước (CU) Lực đứng, P Vận tốc nén tính từ thời gian cố kết mẫu Biến dạng dọc trục, ΔL Đá thấm V = → 2mm / ph 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng b Thí nghiệm nén trục Cắt cố kết – không thoát nước (CU) τ Thể tích thay đổi, ΔV=0 Màng cao su p lực nước lỗ rỗng, u c CU tgϕ+ σ CU = s p lực buồng, σ3 Piston σ σ1 σ3 Mẫu đất Vòng tròn Mohr ƯS tổng Van 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng 5.2.2 Thí nghiệm phòng b Thí nghiệm nén trục b Thí nghiệm nén trục Cắt cố kết – không thoát nước (CU) Cắt cố kết – không thoát nước (CU) Đất cố kết thường (NC): ALNLR u tăng Đất cố kết (OC): ALNLR u giảm τ σ s= c’= ϕ’ ’tg τ c’ > ϕ’ > ϕCD c’ ϕ’+ σ ’tg ϕ’ > ϕCD σ‘3 Vòng tròn Mohr ƯS hữu hiệu s= σ‘1 σ σ‘3 σ‘1 σ Vòng tròn Mohr ƯS hữu hiệu 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng 5.2.2 Thí nghiệm phòng b Thí nghiệm nén trục b Thí nghiệm nén trục Cắt cố kết – không thoát nước (CU) Thí dụ 3: Kết thí nghiệm nén ba trục cố kết – không thoát nước mẫu đất dính cố kết thường cho bảng sau: NC 160 OC p lực buồng nén: σc = σ3 (kPa) 100 200 300 Độ lệch ứng suất cực hạn: (σ1f - σ3) (kPa) 137 210 283 p lực nước lỗ rỗng mẫu bò trượt: uf (kPa) 28 86 147 ϕcu =160 τ (kPa) τ (kPa) 140 120 120 100 100 80 ϕ’ = 290 160 140 80 60 60 40 σ (kPa) 20 40 σ’ (kPa) 20 0 100 200 300 400 500 600 ccu = 24(kPa) 700 100 200 300 400 500 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng 5.2.2 Thí nghiệm phòng b Thí nghiệm nén trục: giả thiết khung hạt đất đàn hồi đẳng hướng, lỗ rỗng chứa nước không khí, Sr < 100% b Thí nghiệm nén trục Theo mô hình cố kết Terzaghi, nước không thoát ra, áp lực nước lỗ rỗng thặng dư tăng lên với tải trọng Δu = Δp Năm 1954, Skempton đònh nghóa hệ số áp lực nước lỗ rỗng, cho phép thiết lập quan hệ quan hệ tỷ số gia số áp lực nước lỗ rỗng gia số ứng suất tổng trình gia tải không thoát nước 700 c’= 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT Hệ số A B Skempton: 600 Hệ số A B Skempton: Theo Skempton, thí nghiệm nén trục không thoát nước: Δu = B[Δσ3 + A(Δσ1- Δσ3)] B= Δuo - hệ số áp lực nước lỗ rỗng trình nén đẳng Δσ3 hướng, với đất bão hoà không chòu nén: B=1 AB = A = Δu1 Δσ − Δσ - hệ số áp lực nước lỗ rỗng trình tăng ứng suất lệch 10 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng 5.2.2 Thí nghiệm phòng b Thí nghiệm nén trục: Hệ số A B Skempton: Bảng tra hệ số B Skempton Giá trò hệ số B Lọai đất Sr=100% Sr=99% 0.9998 0.986 Các lọai sét mềm cố kết thường Các loại sét đất bột đầm chặt Các loại sét cố kết trước nhẹ Các loại sét cứng cố kết trước mạnh Phần lớn lọai cát 0.9988 0.9877 Các loại cát chặt 0.913 Các lọai sét cứng B= nC 1+ v Csq Δu = BΔσ b Thí nghiệm nén trục Bảng tra hệ số Af Skempton Cắt không cố kết – không thoát nước (UU) Xét mẫu bão hoà nước nằm MNN, độ sâu z Ỵ σ’bt ,u Khi lấy mẫu lên mặt đất, mở mẫu phòng TN: 0.93 0.51 0.1 Đất sét nhạy 0.75 > 1.50 Đất sét cố kết thường 0.50 > 1.00 Đất sét đầm chặt 0.25 > 0.75 Đất sét cố kết trước nhẹ 0.00 > 0.50 Đất sét cố kết trước mạnh -0.50 > 0.00 AB = 1+ Cv = C w = Giá trò hệ số Af ứng với mẫu phá hoại Lọai đất sét nCw 2Cs + mv mv σ1= uo< σ3 = σ’1 = -uo + = σ’3 = -uo Δu1 = AB(Δσ − Δσ ) 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng 5.2.2 Thí nghiệm phòng b Thí nghiệm nén trục b Thí nghiệm nén trục Cắt không cố kết – không thoát nước (UU) Cắt không cố kết – không thoát nước (UU) Trong trình tăng áp lực đẳng hướng : Δuo = BΔσc = Δσc σ1= σc σ3 = σc = σ1= σc + Δσ1 σ’1 = -uo uc= uo + σc + Trong trình áp ƯS lệch: Δu1 = A(σ1 - σ3) = A.Δσ1 uc= uo+σc+AΔσ1 σ3 = σc σ’3 = -uo = + σ’1 = -uo- AΔσ1+ Δσ1 σ’3=- uo-AΔσ1 11 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.2 Thí nghiệm phòng 5.2.2 Thí nghiệm phòng c Thí nghiệm nén đơn (Unconfined Compressive Test) b Thí nghiệm nén trục Cắt không cố kết – không thoát nước (UU) Lúc mẫu đất bò trượt, ứng suất hữu hiệu độc lập với áp lực buồng nén, có vòng tròn Morh ứng suất s = cUU τ τ cu = 0.5qu s = cUU s = cu= 0.5qu ϕu = ϕUU = σ‘3 TN nén trục theo phương pháp UU cho thấy không phụ thuộc vào áp lực buồng nén Ỵ sử dụng thí nghiệm nén đơn – mẫu đất nén thẳng đứng áp lực hông ƒSkempton đề nghò công thức thực nghiệm tính lực dính không thoát nước cu theo số dẻo Ip ứng suất hữu hiệu thẳng đứng trọng lượng thân σ’z σ σ’1 σ‘1- σ‘3 qu σ 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.3 Thí nghiệm phòng: số tiêu kinh nghiệm 5.2.4 Thí nghiệm trường: dùng cho đất cát sạch, sét mềm a Thí nghiệm xuyên tónh (CPT):đo sức kháng mũi xuyên qc(kG/cm2) TRỊ THAM KHẢO CHỈ TIÊU CƯỜNG ĐỘ CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT Hệ số rỗng đất Lọai đất 0.4 >0.5 Cát mòn bột Đất bột Đất sét chất bột Đất sét Đất bùn sét c' ϕ' 34 >36 c >6 ϕ 23 >25 0.5 >0.6 0.6 >0.7 0.7 >0.8 0.8 >0.95 0.95 >1 >1.5 >1.5 32 >34 30 >32 >4 >3 22 >24 21 >24 Để tránh ma sát đất xung quanh, xuyên đặt ống rỗng nhằm đo lực kháng qc mũi Mỗi xuyên dài 1m đặt bên ống rỗng nối với Mũi xuyên gồm hình nón kim loại để đo lực kháng đứng đất có thêm manchon di đông độc lập với mũi để đo lực ma sát đất 19 >21 c 30 >40 20 >30 15 >20 10 >15 >10 ϕ 18 >20 16 >18 14 >16 12 >14 10 >12 c 40 >50 30 >40 15 >20 >10 ϕ 14 >16 12 >14 10 >12 >10 Nguyên lý xuyên tónh đo sức kháng đất qc ấn hình nón kim loại vào đất c 10 >15 >10 ϕ >8 >6 Với mũi xuyên đơn giản mũi xuyên có manchon tiến hành đo 20 cm chiều sâu đo sức kháng xuyên không thoát nước đất không đo áp lực nước lỗ rỗng đất xuyên Vận tốc thường áp dụng 2cm/s 12 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.4 Thí nghiệm trường: dùng cho đất cát sạch, sét mềm a Thí nghiệm xuyên tónh (CPT): mũi xuyên dk 36.7mm, góc nón 60o Mũi xuyên có Manchon Bengemann Mũi xuyên đơn giản 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT Thiết bò thí nghiệm gồm dàn khoan, ống tách đôi, đường kính 51mm chiều dài 46cm, búa đóng nặng 635N có chiều cao rơi 76cm Vét đáy hố khoan độ sâu muốn đo lấy mẫu, thí nghiệm tiến hành đổi lớp đất, khoảng cách thử không 1,5m Đếm số lần rơi N búa xuyên vào đất 30cm (không kể 15cm đầu), mẫu đất lấy từ ống tách sử dụng đo tiêu vật lý Theo Peck, Hansen ta có mối quan hệ N, qc ϕ sau N (SPT) Số búa/30cm Góc ma sát ϕ (độ) qc (CPT) kG/cm2 Rất rời < 0.2 0–4 0.8 50 > 45 > 200 Đối với cát mòn đất bột (Silt) mực nước ngầm số búa N* (SPT) thường cao thực tế, nên Peck đề nghò công thức hiệu chỉnh: Đối với đất dính ảnh hưởng áp lực đất xung quanh làm gia tăng số đo N (SPT), nên Peck (1974) Seed (1979) đề nghò số đọc N phải nhân với hệ số điều chỉnh CN ⎛ N * −15 ⎞ N = 15 + ⎜ ⎟ ⎠ ⎝ C N = 0,77 log Sơ đồ thí nghiệm SPT Phần thân ống tách 5.2 TN XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CHỐNG CẮT 5.2.4 Thí nghiệm trường: dùng cho đất cát sạch, sét mềm Độ chặt tương đối Dr b Thí nghiệm xuyên động chuẩn (SPT): đo số búa NSPT Phần mũi ống tách thép cứng Mũi xuyên điện có đo u (CPTU) Độ chặt cát 5.2.4 Thí nghiệm trường: dùng cho đất cát sạch, sét mềm 20 γ'z 5.2.4 Thí nghiệm trường c Thí nghiệm cắt cánh (Vane Shear Test) s u = cu = 2.Mxoay d⎞ ⎛ πd2h⎜ 1+ ⎟ ⎝ 3h ⎠ d Thí nghiệm nén ép ngang hố khoan: Menard 1955 γ’z (kG/cm2) 13 5.3 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG MOHR – RANKINE 5.3.1 Điều kiện cân Morh – Renkine Xét TTƯS mẫu đất lúc trượt TN nén trục Ỵ Vòng tròn Morh ƯS tiếp xúc với đường sức chống cắt Đất cát τ σ s= α ϕ’ ’tg s= 2α σ’1f σ σ‘3f c’ ϕ’+ σ’tg α σ‘3f 5.3.1 Điều kiện cân Morh – Renkine Đất cát: σ'1f − σ'3f σ' − σ'3f sin ϕ' = ' ' = '1f σ1f + σ3f σ1f + σ'3f Đất dính τ 5.3 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG MOHR – RANKINE ⇒ σ'1f = σ'3f tg2 (45o + ϕ' ) Đất dính: 2α σ’1f σ sin ϕ' = σ'1f − σ'3f σ'1f + σ'3f + 2c' cot gϕ' ⇒ σ'1f = σ'3f tg2 (45o + ϕ' ϕ' ) + 2c' tg(45o + ) 2 5.3 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG MOHR – RANKINE 5.3 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG MOHR – RANKINE 5.3.1 Điều kiện cân Morh – Renkine 5.3.2 Góc nghiêng mặt trượt: góc nghiêng so với hướng tác dụng ứng suất nhỏ σ’3f Mặt khác: σ1' ,3 = ⎛ σ' − σ'x σ'z + σ'x ± ⎜⎜ z 2 ⎝ Đất cát: sin2 ϕ' = Đất dính: sin2 ϕ' = (σ (σ ' z − σ 'x (σ (σ ' z ' z ' z ) + 4τ 2zx ) ) + 4τ 2zx τ σ s= α σ‘3f + σ 'x − σ'x ⎞ ⎟⎟ + τ 2zx ⎠ ) + σ'x + 2c' cot gϕ' ’ ’+c ’tgϕ σ’1f 2α σ’1f σ σ’3f α ϕ' ⎞ ⎛ α = ±⎜ 45o + ⎟ 2⎠ ⎝ 14 5.3 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG MOHR – RANKINE 5.3 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG MOHR – RANKINE 5.3.3 Góc lệch θmax 5.3.3 Góc lệch θmax τ tgθ = σ Xét TTƯS điểm M: Có thể dùng góc lệch θmax để kiểm tra ổn đònh điểm M: Với đất cát: τ τ s= p c’ ϕ’+ σ’tg σ θmax τ σ‘3f σ σ’’1f sin θmax = σ'1 − σ'3 σ'1 + σ'3 hay sin2 θmax = (σ ' z − σ'x ( ) + 4τ2zx ) + σ'x σ'z Với đất dính: σ sin θmax = σ'1 − σ'3 hay ' ' σ1 + σ3 + 2c' cot gϕ' sin2 θmax = ( (σ σ'z ' z − σ'x + σ'x ) + 4τ2zx ) + 2c' cot gϕ' Khi điểm M ổn đònh θmax = φ’ (điều kiện cân giới hạn) 5.3 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG MOHR – RANKINE 5.3.3 Góc lệch θmax Nếu θmax < ϕ’ - Điểm M trạng thái ổn đònh Nếu θmax = ϕ’ - Điểm M trạng thái cân giới hạn Nếu θmax > ϕ’ - Điểm M ổn đònh τ s= g σ’t 5.3 ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG MOHR – RANKINE Thí dụ 4: Lấy mẫu sét bão hoà nước độ sâu Thí nghiệm nén trục cố kết- thoát nước cho mẫu kết sau: thời điểm xảy phá hoại áp lực buồng 100kPa, độ lệch ứng suất 145 kPa, mặt phẳng phá hoại tạo thành góc 540 so với phương ngang Thí nghiệm nén trục cho mẫu xác đònh độ bền nén trục 320 kPa Thí nghiệm nén trục không cố kết- không thoát nước đến phá hoại mẫu với áp lực buồng 200kPa a Xác đònh tiêu sức kháng cắt đất (c’, ϕ’ cu) b Xác đònh áp lực nước lỗ rỗng mẫu thời điểm phá hoại Gợi ý + Mẫu thí nghiệm điều kiện không thoát nước nên bò phá hoại độ lệch ứng suất c’=20.18 kPa + Phương trình quan hệ mẫu đất bò trượt c’ ϕ’+ σ 1' f = σ 3' f tg (45o + σ ϕ' ) + 2c' tg (45o + ϕ' + Góc trượt so với phương ứng suất nhỏ α tr = π + ϕ' ) ϕ’ = 180 cu = 160 kPa u2f = -295.66 kPa u3f = -95.66 kPa 15 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT SCT thường đề cập đến SCT đất móng nông Từ phương thức tính toán ứng xử đất trình gánh đỡ móng nông Ỵ phát triển tiến lên xây dựng công thức tính cho móng sâu ổn đònh đất nhiều tình khác Ứng xử chống cắt đất phụ thuộc vào lòch sử chòu tải, vào trình thoát nước Ỵ chia phương pháp tính SCT đất : SCT tức thời với đặc trưng chống cắt không thoát nước cu, ϕu phương pháp tính theo ƯS tổng SCT với đặc trưng chống cắt có thoát nước c’ ϕ’ tương ứng với đất lún ổn đònh cố kết thấm - phương pháp tính theo ƯS hữu hiệu 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4.1 Thí nghiệm bàn nén Các giai đoạn làm việc nền: Giai đoạn (Đoạn OA): S - p gần tuyến tính, biến dạng nén chặt p=pIgh, xuất biến dạng cục mép móng Giai đoạn II (Đoạn AB): p – S có tính phi tuyến rõ rệt Vùng trượt cục phát triển sâu rộng ⇒ tạo thành mặt trượt liên tục p=pIIgh,móng bò lún mạnh,nền đất ổn đònh, pIIgh= pgh = pult 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4.1 Thí nghiệm bàn nén 5.4.2 Tính toán SCT đất dựa theo mức độ phát triển vùng biến dạng dẻo Khi p ≤ pIgh, tải trọng an toàn, pat Khi pIgh < p ≤ pIIgh, tải trọng cho phép, pcp Khi p > pIIgh trọng phá hoại, pph pult Fs Có nhiều phương pháp tính SCT như: Phương pháp hạn chế vùng phát triển biến dạng dẻo; phương pháp dựa giả thiết mặt trượt bên đáy móng; phương pháp cân giới hạn điểm phạm vi đất sát đáy móng; phương pháp phần tử hữu hạn với nhiều mô hình ứng xử đất khác Mohr – Coulomb Tìm pult từ xác đònh tải trọng cho phép: pa = Kết tính theo giả thiết bán không gian đàn hồi biến dạng tuyến tính Nội dung chứng minh phương pháp dựa quy luật cân dẻo Mohr – Coulomb nhằm hạn chế vùng biến dạng dẻo phạm vi đáy móng nông cho đất ứng xử vật liệu đàn hồi để ứng dụng kết lý thuyết đàn hồi vào tính toán ƯS Áp dụng cho toán phẳng 16 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4.2 Tính toán SCT đất dựa theo mức độ phát triển vùng biến dạng dẻo 5.4.2 Tính toán SCT đất dựa theo mức độ phát triển vùng biến dạng dẻo a Ứng suất điểm M: a Ứng suất điểm M: Do tải trọng ngoài: σ1*,3 = p − γ.Df (2β ± sin 2β) π Do trọng lượng thân: chấp nhận giả thiết ứng suất trọng lượng thân gây theo phương bt bt σ1bt = σbt = σ x = σ z = γ(Df + z) Ứng suất diểm M: σ1,3 = p − γDf (2β ± sin 2β) + γ(Df + z) π Bán kính R tâm vòng tròn Mohr ƯS điểm M (2β, z): R= σ1 − σ3 p − γDf = sin 2β π p − γD f σ1 + σ = γ (z + D f ) + 2β π R max sin2β = 1, tương ứng với điểm M chạy đường tròn có đường kính bề rộng đáy móng Các điểm có ƯS tiếp lớn 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4.2 Tính toán SCT đất dựa theo mức độ phát triển vùng biến dạng dẻo 5.4.2 Tính toán SCT đất dựa theo mức độ phát triển vùng biến dạng dẻo b Điều kiện cân giới hạn điểm M : b Điều kiện cân giới hạn điểm M : sin θmax σ1 − σ3 = sin ϕ = σ1 + σ3 + 2c cot gϕ ⇒ z = f(2β) = p − γ.Df sin 2β c ( − 2β) − − Df πγ sin ϕ γ.tgϕ Phương trình đường biên vùng biến dạng dẻo ⇒ zmax = p − γ.Df π c (cot gϕ − + ϕ) − − Df πγ γ.tgϕ Phương trình xác đònh toạ độ điểm sâu bò biến dạng dẻo ứng với tải trọng p ⇒p= πγ π cot gϕ − + ϕ c (zmax + Df + cot gϕ) + γ.Df γ Puzưrievsky: zmax = π πc cot gϕ + p = pat = γDf π π cot gϕ + ϕ − cot gϕ + ϕ − 2 cot gϕ + ϕ + 17 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4.2 Tính toán SCT đất dựa theo mức độ phát triển vùng biến dạng dẻo 5.4.2 Tính toán SCT đất dựa theo mức độ phát triển vùng biến dạng dẻo c Công thức sử dụng TCXD 45-78 c Công thức sử dụng TCXD 45-78 Khi biến dạng dẻo phát triển đến chiều sâu z ≤ 0.25b, đất xem làm việc giai đoạn biến dạng tuyến tính Ỵ cường độ tiêu chuẩn Rtc Với đất không đồng nhất, cường độ tiêu chuẩn đất tính theo TCXD 45-70 TCXD 45-78: b c ( + Df + cot gϕ) + γ.Df π γ cot gϕ − + ϕ Rtc = A.b γ +B.Df γ’ + D.c A= 0.25π cot gϕ + ϕ − B = 1+ π Rtc = m.(A.b.γ + B.h.γ’ + D.c) πγ R tc = p( zmax =0.25b) = π cot gϕ + ϕ − π D= π cot gϕ cot gϕ + ϕ − Rtc = (m1.m2 / ktc).(A.b.γ + B.h.γ’ + D.c) A, B,D – hệ số SCT, phụ thuộc ϕ lớp đất đáy móng c - lực dính đơn vò lớp đất đáy móng π γ - dung trọng lớp đất đáy móng γ’ - dung trọng lớp đất phủ móng 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4.3 PP tính SCT theo lý thuyết cân giới hạn điểm 5.4.3 PP tính SCT theo lý thuyết cân giới hạn điểm Điều kiện để phân tố trạng thái cân tónh hocï : Giả thiết γ = (lớp đất phủ móng trọng lượng) δσ z δτ zx + =γ δz δx δσ x δτ zx + =0 δx δz pult=pgh=γDfNq + cNc ( sin ϕ = (σ (σ ' z ' z − σ'x ) Nc = Nq − cot gϕ Điều kiện cân giới hạn Mohr – Rankine: a Lời giải Prandtl ) + 4τ 2zx ) + σ 'x + 2c' cot gϕ' ⎛π ϕ ⎞ Nq = tg ⎜ + ⎟ e(π tgϕ ) ⎝ 2⎠ b Lời giải Socolovsky: qult = 0.5Nγ γb + q.Nq + cNc q – trọng lượng lớp đất phủ đáy móng Nγ, Nq, Nc –tra bảng theo ϕ lớp đất đáy móng góc nghiêng tải trọng δ 18 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4.3 PP tính SCT theo lý thuyết cân giới hạn điểm c Lời giải Berezansev 5.4.3 PP tính SCT theo lý thuyết cân giới hạn điểm c Lời giải Meyerhoff qult = 0.5Nγγb’ FγsFγdFγi + qNq.FqsFqdFqi + cNc FcsFcdFci pult = Ao γb + Bo q+ Coc Nγ, Nq, Nc – hệ số SCT Vesic q – trọng lượng lớp đất phủ đáy móng Ao, Bo, Co – tra bảng theo ϕ lớp đất đáy móng d Lời giải Terzaghi: ( ⎛π ϕ ⎞ Nq = tg ⎜ + ⎟ e(π tgϕ ) ⎝ 2⎠ ) Nc = Nq − cot gϕ Nγ = 2(Nq + 1)tgϕ qult = 0.5Nγ γ b + qNq + cNc – móng băng Fγs, Fqs, Fcs – hệ số ảnh hưởng hình dạng móng qult = 0.4Nγ γ b + qNq + 1.3cNc – móng vuông Fγd, Fqd, Fcd – hệ số ảnh hưởng độ sâu chôn móng qult = 0.5Nγ γ b + qNq + cNc – móng tròn q – trọng lượng lớp đất phủ đáy móng Nγ, Nq, Nc – tra bảng theo ϕ lớp đất đáy móng 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4.3 PP tính SCT theo lý thuyết cân giới hạn điểm c Lời giải Meyerhoff b ' Nq b' b' Fcs = 1+ Fqs = 1+ tanϕ Fγ s = 1− 0.4 a ' Nc ' a a' Df Fγ d = Fqd = 1+ 2tanϕ (1− sinϕ ) Df ≤ b b Df Fqd = 1+ 2tanϕ (1− sinϕ ) arctan( ) Df > b b D Fcd = 1+ 0.4 f Df ≤ b b D Fcd = 1+ 0.4arctan( f ) Df > b b 2 δ ⎛ δ⎞ ⎛ ⎞ Fqi = Fci = ⎜ 1− Fγ i = ⎜ 1− ⎟ ⎟ ⎝ 90 ⎠ ⎝ ϕ⎠ Df Khi móng chòu tải lệch tâm: b’= b-2e a’= a-2e Fγi, Fqi, Fci – hệ số ảnh hưởng độ nghiêng tải trọng tác dụng lên móng B Prandtl q=γh q q=γh π/4+ϕ/2 π/4−ϕ/2 π/4−ϕ/2 π/4−ϕ/2 z B Berezanxev q=γh δ b π/4−ϕ/2 q π/4 q=γh π/4 π/2 π/2 π/4−ϕ/2 z 19 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT B Terzaghi q=γh q ϕ π/4−ϕ/2 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4.4 PP tính SCT theo giả thuyết mặt trượt quy đònh trước q=γh a Mặt trượt phẳng: Khối đất trượt theo mặt phẳng ABỈBC ϕ π/4+ϕ/2 π/4−ϕ/2 π/4+ϕ/2 z Sokolovski B B q δ q=γh q q=γh x x b σ3 = q + γ tgα ϕ⎞ ⎛ α = ⎜ 45o + ⎟ 2⎠ ⎝ z σ2 = σ3 tg2α + 2c.tgα Khối AFBE: σ1 = σ2 tg2α + 2ctgα b ⎡ ⎤ pult = σ = σ tg 2α + 2c.tgα = ⎢(q + γ tgα ).tg 2α + 2c.tgα ⎥ tg 2α + 2c tgα ⎣ ⎦ b pult = σ = γ tg 5α + 2c.(tgα + tg 3α ) + q.tg 4α b pult = γ Nγ + cNc + qNq Nγ = tg 5α ; Nc = 2(tgα + tg 3α ); Nq = tg 4α b Mặt trượt tròn: áp dụng cho móng mái dốc phụ tải hông hai bên móng chênh lệch 25%, đất nhiều lớp + Xác đònh hệ số ổn đònh trượt ứng với tâm trượt khác ⎡ ∑ M giữ ⎤ ktr = ⎢ ⎥ = f (pult ) ⎢⎣ ∑ M gây trượt ⎥⎦ + Tìm vò trí tâm trượt có ktr(min) + Giải phương trình γh ktr(min) = để xác đònh sức chòu tải s cực hạn đất ktr(min) R a B pult γh R s s s z s Khối FCDB: 5.4.5 PP tính SCT theo giả thuyết mặt trượt quy đònh trước s s a Mặt trượt phẳng s 5.4.4 PP tính SCT theo giả thuyết mặt trượt quy đònh trước 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT s 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT s z 20 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4.6 PP tính SCT theo lý thuyết đàn hồi: 5.4.8 PP tính SCT theo thí nghiệm CPT Es s qa = b (1− μs2 )α ⎛ 1+ m + 1⎞ ⎤ ⎡ ⎛ 1+ m + m ⎞ α = ⎢ln ⎜ ⎟ + m ln ⎜ ⎟⎥ ⎜ 1+ m − 1⎟ ⎥ π ⎢ ⎜⎝ 1+ m − m ⎟⎠ ⎝ ⎠⎦ ⎣ m = b /a Es, μs, s: mun biến dạng, hệ số nở hông, độ lún cho phép đất 5.4.7 PP tính SCT theo thí nghiệm SPT: ⎛ S ⎞ qa = 19,16NSPT Fd ⎜ ⎟ + γ tbDf ⎝ 2,54 ⎠ b ≤ 1,2m ⎛ 3,28b + 1⎞ ⎛ S ⎞ qa = 11,98 ⎜ ⎟ NSPT Fd ⎜ 2,54 ⎟ + γ tbDf b > 1,2m ⎝ 3,28b ⎠ ⎝ ⎠ Fd = 1+ 0,33 (Df / b ) ≤ 1,33 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT qc + γ tbDf b ≤ 1,22m 15 q ⎛ 3,28b + 1⎞ qa = c ⎜ + γ tbDf b > 1,22m 25 ⎝ 3,28b ⎟⎠ qa = 5.4.9 PP tính SCT theo thí nghiệm bàn nén trường Thí nghiệm tiến hành đến sụp đổ đến độ lún nhiều độ lún cho phép Khi ta tải trọng tương ứng sức chòu tải giới hạn ứng với kích thước bàn nén + Đối với đất dính CKT, SCT cực hạn tức thời: qu(m ) = qu (bn ) + Đối với đất cát CKT, SCT cực hạn: qu(m ) = qu(bn ) ( bm / bbn ) Khi độ lún tương ứng móng là: Đất dính : Sm = Sbn ( bm / bbn ) ⎛ b ⎞ ⎛ 3,28bbn + 1⎞ Đất rời : Sm = Sbn ⎜ m ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ bbn ⎠ ⎝ 3,28bm + ⎠ 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.4.4 SCT tức thời SCT lâu dài 5.4.4 SCT tức thời SCT lâu dài a SCT tức thời: a SCT lâu dài: Theo mô hình cố kết Terzaghi, sau đặt tải p lên mặt đáy móng, nước không thoát ra: u = σz Ỵ làm việc mẫu đất TN cắt không cố kết không thoát nước (UU) Sức chống cắt không thoát nước: qu = su =2cu Sau áp lực nước lỗ rỗng phân tán hết, ứng xử đất giỗng mẫu đất TN cắt cố kết – thoát nước (CD) Ỵ tính toàn SCT sử dụng góc ma sát ϕ’, lực dính c’, dung trọng đẩy γ’ SCT tức thời tính theo công thức tính pult với ϕ = 0, c=cu Theo công thức Terzaghi b Peck: b pult = 5.7cu (1+ 0.3 ) + γ Df = 2.85qu (1+ 0.3 ) + γ Df a a Với FS =3, bỏ qua ảnh hưởng củab chiều sâu chôn móng : pult = 0.95(1+ 0.3 )qu = (0.95 ÷ 1.25)qu a Khi tính toán SCT lâu dài phải lưu ý đến vò trí MNN: MNN nằm đáy móng MNN nằm độ sâu từ Df đến Df + btg(π/4+ ϕ/2) MNN nằm độ sâu lớn Df + btg(π/4+ ϕ/2) 21 5.4 SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT 5.5 ỔN ĐỊNH MÁI DỐC b Nhận xét: SCT đất gồm thành phần: Ma sát khối móng: 0.5Nγ γ b Phụ tải hông: q.Nq Df 5.5.1 Các dạng mặt trượt mái dốc thường gặp p γhm Mặt trượt sườn b'=b-2e Lực dính: c.Nc Khi móng chòu tải lệch tâm thay b bề rộng hữu hiệu b’ Mặt trượt sườn Mặt trượt chân Mặt trượt sâu ƒ nh hưởng lực dính đến SCT lớn (đặc biệt SCT tức thời) việc xác đònh, chọn lựa giá trò từ thí nghiệm quan trọng SCT tức thời không phụ thuộc vào bề rộng móng Với đất hạt thô SCT tức thời SCT lâu dài Nq ϕ Terzaghi Mặt trượt chân Nγ TN Môhình Terzaghi TN Môhình 30 22 23 20 23 40 80 400 130 170Ỉ210 5.5 ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 5.5.2 Ổn đònh mái dốc Mái dốc đồng Mặt trượt sâu 5.5 ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 5.5.2 Ổn đònh mái dốc ⎡ ∑ M giữ ⎤ k = ⎢ ⎥ ≥ [k ] ⎣⎢ ∑ M gây trượt ⎦⎥ Mái dốc không đồng ⎡ ∑ M giữ ⎤ k = ⎢ ≥ [k ] ⎥ ⎢⎣ ∑ M gây trượt ⎥⎦ R + W l Mgiữ = s.AD 2 Mtrượt = W1.l1 s: sức chống cắt dọc theo mặt trượt, xem không đổi Theo Fellenius: Bỏ qua nội lực trụ đất αi k = ⎡ bi ∑ ⎢c ' cos α ⎣ i i ⎤ ⎛ ub ⎞ + ⎜Wi cos αi − i i ⎟ tanϕi '⎥ cos αi ⎠ ⎝ ⎦ ∑ sinαi Wi 22 5.5 ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 5.5 ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 5.5.3 Các giả thiết tính tóan ổn đònh mái dốc 5.5.2 Ổn đònh mái dốc 23