CHƯƠNG 6 ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN

CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮNCHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT NỀN CHƯƠNG

Trang 1

CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT

CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT

CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT

CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT NỀN

CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN

CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN

6.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT 6.2 PHƯƠNG PHÁP MOHR – RANKINE

6.3 PHƯƠNG PHÁP COULOMB 6.4 TÍNH TÓAN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN

6.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT

•6.1.1 Mở đầu

Có rất nhiều công trình, bộ phận công trình xây dựng chịu các loại

áp lực ngang của đất

TƯỜNG TẦNG HẦM TƯỜNG CHẮN ĐƯỜNG RAY

•6.1.1 Mở đầu

MỐ CẦU TƯỜNG CHẮN ĐẤT

Trang 2

•6.1.1 Mở đầu

TƯỜNG BẢO VỆ HẦM CHUI

•6.1.1 Mở đầu

ĐƯỜNG VÀO CẦU TƯỜNG CHẮN RỜI RẠC

•6.1.2 Phân loại áp lực ngang của đất

Aùp lực tĩnh: Tường hoàn toàn không chuyển vị Ỵ khối đất sau

lưng tường ở TT cân bằng tĩnh Ỵ áp lực đất lên tường là áp lực tĩnh,

Eo(po) và bằng ứng suất do tải trọng bản thân đất sinh ra theo phương

ngang

Aùp lực chủ động: Tường chuyển vị ngang hoặc quay ra khỏi khối

đất Ỵ khối đất bị giãn nở ngang và áp lực ngang lên tường giảm Khi

biến dạng đủ lớn (Theo Terzaghi: 0.1% – 0.5% H) thì khối đất sau

tường đạt trạng thái cân bằng dẻo giới hạn, áp lực đất đạt tới trị số

nhỏ nhất và được gọi là áp lực chủ động, Ea(pa)

Aùp lực bị động: Tường chuyển vị ngang hoặc quay vào khối đất Ỵ

khối đất bị nén ép lại, áp lực ngang lên tường tăng Khi biến dạng đủ

lớn (Theo Terzaghi: 1% – 5% H) thì khối đất sau tường đạt trạng

thái cân bằng dẻo giới hạn áp lực đất đạt tới trị số lớn nhất và được

gọi là áp lực bị động, Ep(hay pp)

Trang 3

E

Ep

Eo

Ea Chuyển vị ra khỏi khối đất Chuyển vị vào khối đất

•6.1.3 Các PP xác định áp lực chủ động và bị động lên tường

Xác định áp lực chủ động và bị động có nghĩa là xác định áp lực giới hạn tại vị trí lưng tường khi khối đất bị trượt, có hai phương pháp:

Dựa vào lý thuyết cân bằng giới hạn

Phương pháp W.T.Renkine: Xét đến trạng thái mất ổn định

của tất các điểm trong vùng bị trượt Các điểm trượt theo hai họ đường trượt khác nhau trong toàn bộ vùng trượt

Dựa vào lý thuyết cân bằng khối trượt với mặt trượt giả định trước

Phương pháp Coulomb: Chỉ xét đến trạng thái mất ổn định

của các điểm trên mặt trượt và lăng thể trượt là một cố thể không bị biến dạng

6.2 PHƯƠNG PHÁP W.T RANKINE

•6.2.1.Aùp lực tĩnh , bt

z o bt , x

s = σ ’tgϕ’

+c’

τ

σ

σ’1= σ’bt z

σ’3= σ’x = po

Ko: Hệ số áp lực tĩnh của đất, được tính theo công thức sau:

+ Lưng tường thẳng đứng, mặt đất nằm ngang: Ko=1-sinϕ (Đất rời cố kết thường)

Ko=0,19 + 0,233logIP(Đất dính CKT) + Lưng tường thẳng đứng và mặt đất nghiêng: Ko=1- sinϕ + (cosϕ + sinϕ - 1)α

ϕ

s = σ ’tgϕ’

+c’

τ

σ σ’3=pa

•6.2.2.Aùp lực chủ động

•Giả thiết bỏ qua ma sát giữa đất và tường, mặt đất nằm ngang, tường thẳng đứng

σ’1= σ’bt z

s = σ’tg

ϕ’

Trang 4

Đất cát:

⎟

σ

⎟

σ

=

2

' 45 tg 2

' 45 tg

z o

2 , 1 a

Đất dính:

⎟

−

⎟

σ

=

2' 45 tg c 2

2' 45 tg

z a

s = σ ’tgϕ’

+c’

τ

σ σ’3= σ’z

•6.2.3.Aùp lực bị động

•Giả thiết bỏ qua ma sát giữa đất và tường, mặt đất nằm ngang, tường

thẳng đứng

σ’1= pp

s = σ’tg

ϕ’

Đất cát:

⎟

σ

=

2' 45 tg

z p

Trang 5

Đất dính:

⎟

+

⎟

σ

=

2' 45 tg '

c 2

2' 45 tg

z p

6.3 PHƯƠNG PHÁP COULOMB

•6.3.1 Các giả thiết:

Mặt trượt phẳng Khối trượt đượt coi là một vật thể rắn ở trạng thái cân bằng giới hạn Hướng của áp lực đất lên tường là xác định

Trị số thực tế của áp lực chủ động là trị số lớn nhất trong tất cả các trị số áp lực chủ động có thể có từ các khối trượt chủ động

Trị số của áp lực bị động là trị số nhỏ nhất trong tất cả các trị số áp lực bị động có thể có từ các khối trượt giả định

•6.3.2 Aùp lực chủ động của đất rời

sin

θ ϕ ψ

−

− +

ψ

dθ =

2 2

a

−

=

•6.3.2 Aùp lực chủ động của đất dính

sin 2 / sin BC c sin

sin W

ϕ

− ϕ

− π

− ψ + ϕ

− ϕ

−

=

Trang 6

•6.3.2 Aùp lực bị động của đất rời

(β ϕ −θ ϕ)= ( )θ

ϕ θ

cos

sin

W

E

a

dθ =

2 2

p

a a

a

+

=

•6.3.2 Aùp lực bị động của đất dính

ϕ +

ϕ θ

− ϕ β ϕ θ

cosc.CBcos cosWsin

E

a a

p

•Lưu ý:

• + Trong trường hợp tường thẳng đứng (β=0), mặt đất nằm ngang

(α=0), bỏ qua ma sát giữa tường và đất (ϕa=0) thì kết quả xác định

áp lực đất lên tường chắn theo phương pháp Coulomb trùng với kết

quả của phương pháp W.T.Rankine

+ Kết quả nghiên cứu cho thấy, sử dụng lý luận Coulomb để tính

ALĐBĐ với giả thiết mặt trượt phẳng cho sai số rất lớn, bởi vì mặt

trượt thực tế rất cong, khác xa mặt trượt giả thiết Kết quả tính

toán lớn hơn nhiều so với thực tế

Với đất đắp: ϕ = 16o, sai số 17%; ϕ = 30o, sai số 200%;

ϕ= 40o, sai số 700%

+ Góc ma sát giữa tường và đất càng lớn ϕa> ϕ/3 sai số càng nhiều

6.4 TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN

•6.4.1 Một số trường hợp đặc biệt: Lưng tường thẳng đứng, mặt đất

nằm ngang, bỏ qua ma sát giữa tường và đất

a Trong nền có mực nước ngầm

Trang 7

•6.4.1 Một số trường hợp đặc biệt

b Nền không đồng nhất

c Trên mặt đất có tải trọng phân bố đều kín khắp

d Trên mặt đất có tải trọng phân bố hữu hạn

p o

∞

θ π/4 + ϕ/2

γ H.K a q.K a γ H.K a

π/4 + ϕ/2

q.K a

p o

A

e Trên mặt đất có tải trọng phân bố bất kỳ

Aùp dụng kết quả của bài toán Boussinesq để tính ứng suất theo phương ngang σx

do tải trọng gây ra lên tường + Lực tập trung P

+ Lực hình băng rộng b

2 2

2 2 2 3

+

2 (2 sin2 cos2 )

π

Trang 8

Aûnh hưởng của ma

sát giữa tường và đất

càng lớn pa càng

nhỏ và ngược lại pp

càng lớn

Aûnh hưởng của đất

đắp: chỉ tiêu γ, c,

ϕ… lọai đất có tính

trương nở

Aûnh hưởng của

dạng mặt cắt tường:

tấm phản áp, lưng

tường

σ h/

σhKp

Ko Ka

•6.4.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến trị số áp lực đất

a

ϕ

Aùp lực chủ động và bị động là áp lực đất lên tường khi khối đất sau tường đạt trạng thái cân bằng giới hạn dẻo, tức là khi chuyển vị của tường là đủ lớn

σ h/ σh

Kp

Ko Ka

•6.4.3 Aùp lực đất lên công trình thực

Khi tính toán áp lực của đất lên tường chắn phải kể đến biến dạng

thực của tường, trạng thái ban đầu của đất sau lưng tường, quá trình

thi công đất sau lưng tường

+ Cạnh chủ động: pa= po- Kh.uy > pa

+ Cạnh bị động: pp= po+ Kh.uy < pp

Kh: hệ số nền theo phương ngang của đất sau lưng tường

uy: chuyển vị của tường ở vị trí tính tóan

Để tính toán đầy đủ các yếu tố trên phải sử dụng các phần mềm

máy tính với các mô hình nền phức tạp hơn mô hình Morh –

Coulomb như: Soft soil, Soft soil creep, Jointed rock, Hardening soil…

•6.4.3 Aùp lực đất lên công trình thực

Ổn định kết cấu thân tường + Kiểm tra khả năng chịu cắt và uốn của thân tường Ổn định lật quanh chân tường

+ Kiểm tra hệ số ổn định lật quanh 1 điểm ở chân tường:

kl > 1.5 Ổn định trượt ở đáy móng + Kiểm tra lực ma sát ở đáy móng phải lớn hơn tổng áp lực đất tác dụng lên tường

ktr(cụcbộ)> 1.5 Ổn định trượt tổng thể khi có đất yếu dưới nền tường, tường gần bờ sông, tường ktr(tổng thể)> 1.5

•6.4.4 Kiểm tra ổn định tường chắn

Định dạng
Số trang	8
Dung lượng	304,02 KB