Bài tập địa kỹ thuật 2017

Bài tập địa kỹ thuật 2017 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực ki...

BÀI TẬP ĐỊA KỸ THUẬT

(Nhóm: )

Gv: Hoàng Thị Lụa

Chú ý:

SV tự giác làm phần bài tập sau khi học xong lý thuyết mỗi chương, giáo viên có thể thu bài tập các phần đã học bất cứ lúc nào

Nên làm trên giấy A4, viết 2 mặt

Thắc mắc về môn học có thể hỏi qua email: hoangthilua@tlu.edu.vn

A/ PHẦN LÝ THUYẾT

1) Các tính chất vật lý của khoáng vật

2) Các cách phân loại khoáng vật

3) Các đặc trưng cơ bản của đất đá

4) Các dạng thế nằm của đá trầm tích và đá mắc ma

5) Sự hình thành và phân loại đá mác ma

6) Sự hình thành và phân loại đá trầm tích

B / PHẦN BÀI TẬP CƠ HỌC ĐẤT

Bài tập chương I

2,7

Yêu cầu: Xác định khối lượng riêng khô d ; hệ số rỗng e ; độ rỗng n ; độ bão hòa S và khối lượng riêng bão hòa sat

Yêu cầu: Xác định hệ số rỗng e ; khối lượng riêng bão hòa và khối lượng riêng đẩy nổi

kg/m3 , emax = 0,87 , emin = 0,58 , D60 = 1,15mm , D30 = 0,57mm, D10 = 0,12mm

Yêu cầu: + Tính độ chặt tương đối D của lớp đất trên

+ Tính hệ số cấp phối Cc và hệ số không đều hạt Cu

, độ ẩm W = 9,5%, khối lượng riêng hạt s = 2,7 T/m3

Yêu cầu: + Tính hệ số rỗng và độ bão hòa của đất đó

+ Khối lượng riêng và độ ẩm có giá trị bằng bao nhiêu nếu đất đó được bão hòa hoàn toàn khi hệ số rỗng không thay đổi

Bài số 5: Quá trình thí nghiệm xác định giới hạn dẻo của một mẫu đất cho các kết quả

sau:

+ Khối lượng đất ướt + Khối lượng hộp chứa: = 22,12gam

+ Khối lượng đất khô + Khối lượng hộp chứa: = 20,42gam

Yêu cầu: Xác định giới hạn dẻo của mẫu đất đó

Bài số 6: Kết quả thí nghiệm đầm nện tiêu chuẩn thu được một mẫu đất có khối lượng

350 gam, độ ẩm của mẫu đất xác định được là 27% Biết thể tích của cối đầm là 200 cm3

Yêu cầu: Xác định khối lượng riêng của mẫu đất sau khi đầm và khối lượng riêng khô của mẫu đất đó

Bài số 7: Xuất phát từ công thức định nghĩa hãy chứng minh các công thức sau:

e

eS

G s

w







1



1 1









1 W 1









w

s G

d

s e





;

w s

e









1

1

' ; sat d n.w

T/m3

Yêu cầu: + Xác định khối lượng riêng khô, khối lượng riêng tổng

+ Xác định độ ẩm khi độ bão hòa S = 100%

+ Xác định khối lượng riêng bão hòa khi độ bão hòa S = 100%

Bài số 9: Một loại đất có độ ẩm tự nhiên W = 28%, độ ẩm giới hạn chảy LL = 42%,

độ ẩm giới hạn dẻo PL = 21%

Yêu cầu: Xác điịnh chỉ số dẻo PL và chỉ số sệt LI của đất đó

hạt s = 2,65 T/m3

Yêu cầu: Xác định khối lượng riêng khô, hệ số rỗng, độ rỗng, độ bão hòa và khối lượng riêng bão hòa của đất đó

W = 15% thì cần bao nhiêu đất có khối lượng riêng tổng  = 1,65 T/m3

biết độ ẩm tự nhiên của đất này là 12%

Xác định lượng nước cần thêm bớt

Bài tập chương II

Bài số 1: Một loại đất khi thí nghiệm ép co không nở hông ở trong phòng thí nghiệm,

với chiều cao mẫu ban đầu ho=2,50cm, đường kính mẫu d=6.35cm, khối lượng mẫu khô

là 120,8g, tỷ trọng Gs=2.7, cho kết quả nén lún như sau:

Yêu cầu:

a/ Vẽ đường quan hệ e-p của thí nghiệm trên

b/ Xác định mô đun biến dạng Eo trong khoảng biến thiên tải trọng nén từ p=200

kN/m2 đến p=300 kN/m2 Cho biết  0.8

Bài số 2: Một loại đất khi thí nghiệm ép co không nở hông một mẫu đất có đường kính

d=6.35cm ở trong phòng thí nghiệm, cho kết quả nén lún như sau:

Sau khi thí nghiệm ép co thu được mẫu bão hòa có khối lượng 135g, độ ẩm 8%, tỷ trọng Gs=2.7,

Yêu cầu:

a/ Vẽ đường quan hệ e-p của thí nghiệm trên

b/ Xác định mô đun biến dạng Eo trong khoảng biến thiên tải trọng nén từ p=200

kN/m2 đến p=300 kN/m2 Cho biết  0.8

Bài số 3: Cho biết các thành phần ứng suất trên một phân tố như hình vẽ:

Bài số 4: Tiến hành thí nghiệm ba trục theo phương pháp cố kết- thoát nước (CD) cho

một mẫu cát với áp lực buồng là 100 kPa Ứng suất trục tương ứng lúc mẫu bị phá hoại

là 200 kPa

Yêu cầu: + Vẽ vòng Mohr ứng suất khi mẫu bị phá hoại

+ Xác định Ф (Giả thiết C = 0)

Bài số 5: Thí nghiệm nén ba trục với áp lực buồng bằng 100 kPa trên một mẫu đất hình

trụ cho đến khi mẫu bị phá hoại, xác định được ф’ = 200

và C’ = 20 kPa

Yêu cầu: + Tính ứng suất pháp và ứng suất tiếp trên mặt phá hoại tại thời điểm mẫu bị phá hoại

+ Ứng suất trên mặt phá hoại nói trên có phải là giá trị ứng suất tiếp lớn nhất không ? Tại sao ?

Bài số 6: Lấy 2 mẫu đất sét ở cùng độ sâu

Thí nghiệm nén ba trục cố kết thoát nước (CD) cho mẫu 1 thu được kết quả ở thời điểm phá hoại áp lực buồng là 100 kPa, độ lệch ứng suất là 145 kPa thì mặt phẳng phá hoại tạo thành góc 550

so với phương ngang Thí nghiệm cắt phẳng mẫu thứ hai với áp lực pháp tuyến là 100kpa Tính cường độ chống cắt thu được ở mẫu 2

Bài số 7: Một mẫu đất cát được thí nghiệm trên máy cắt phẳng với áp lực nén

P=100kPa Xác định được góc ma sát trong ф’ = 250 Hỏi cường độ chống cắt f của đất lúc này là bao nhiêu và suy ra cường độ lực cắt tối thiểu của máy nếu hệ số máy FS=1,5

Bài số 8: Trạng thái ứng suất phẳng của một khối cát chặt như sau:

+ Ứng suất pháp trên mặt ngang: = 380 kPa

=350 Mặt ngang

1=52kPa

3=12kPa

Xác định ứng suất pháp  và ứng suất cắt  trên mặt phẳng nghiêng góc 350 so với mặt phẳng quy chiếu nằm ngang

+ Ứng suất pháp trên mặt đứng: = 200 kPa

+ Ứng suất tiếp trên mặt ngang và đứng: = 80 kPa

Gián tiếp dùng vòng tròn Mohr, xác định độ lớn và phương của các ứng suất chính

Bài số 9: Tiến hành thí nghiệm nén ba trục theo phương pháp cố kết - thoát nước (CD)

trên một mẫu đất sét cố kết thường cho kết quả sau:

Áp lực buồng: 3 = 276 kPa Ứng suất dọc trục tại thời điểm mẫu bị phá hoại: (d)f =

276 kPa

Yêu cầu: + Xác định góc ma sát trong ф

+ Xác định góc nghiêng của mặt phẳng phá hoại so với mặt ứng suất chính lớn nhất

+ Xác định ứng suất pháp ’ và ứng suất cắt f trên mặt phá hoại

(C=0) cho tới lúc phá hoại Áp lực buồng tương ứng lúc phá hoại là 100kpa

Xác định: - Giá trị ứng suất pháp và ứng suất tiếp trên mặt nghiêng góc 300 so với phương ngang

-Một mặt nghiêng ab cắt qua phân tố có giá trị ứng suất pháp là 150kpa Hỏi mặt nghiêng trên có trùng phương mặt trượt không?

được đem làm thí nghiệm nén trên máy nén 3 trục với áp lực bên 3 = 150 kN/m2 Hãy xác định:

- Giá trị 1 làm cho mẫu đất bị phá hoại

- Ưng suất trên mặt phá hoại của mẫu

Mẫu thứ nhất nén trên máy nén 3 trục với áp lực bên 3 = 150 kN/m2 Mẫu thứ hai cắt trực tiếp trên máy cắt phẳng với p = 150 kN/m2 và nhận được cường độ chống cắt 0 = 65 kN/m2

Xác định: - Lực dính đơn vị C của đất đó

- Giá trị 1 làm cho mẫu đất bị phá hoại

- Ưng suất pháp  và ứng suất tiếpttrên mặt phá hoại của mẫu 1

(Cho biết kết quả thí nghiệm trên máy nén 3 trục và trên máy cắt trực tiếp là giống nhau)

trên máy nén 3 trục theo phương pháp CU với áp lực bên 3 = 150 kN/m2 thì độ lệch ứng suất chính cực đại thu được là 200kN/m2

và áp lực nước lỗ rỗng thu được ở thời điểm tương ứng là 50kN/m2

Mẫu thứ hai đem làm thí nghiệm CD với áp lực buồng là 50kN/m2 cho tới khi phá hoại

Xác định:

- Đặc trưng kháng cắt không thoát nước của đất đem làm thí nghiệm

- Độ lệch ứng suất chính cực đại tác dụng trên mẫu 2 tại thời điểm phá hoại

- Ưng suất pháp  và ứng suất tiếp t trên mặt phá hoại của mẫu 2

Bài tập chương III

Bài số 1: Cho một bình chứa đất như hình vẽ:

Cho biết khối lượng riêng bão hòa là 2.0 Mg/m3

Yêu cầu tính các ứng suất tổng, ứng suất trung hòa và ứng suất hiệu quả tại độ cao A khi:

+ Mực nước tại độ cao A

+ Mực nước dâng lên đến độ cao B

Bài số 2: Cho một mặt cắt địa tầng gồm 2 lớp đất Phía trên là lớp đất cát dày 4m, có

s = 2700 kg/m3, n = 0,5 Phía dưới là lớp đất sét có s = 2650 kg/m30, hệ số rỗng e=0.59 Mực nước ngầm nằm cách mặt đất 2,0m Lớp đất phía trên mực nước ngầm có độ ẩm W=15%

Yêu cầu: Tính và vẽ biểu đồ ứng suất tổng, ứng suất trung hòa và ứng suất có hiệu quả cho tầng đất trên, vẽ đến độ sâu 8m

Bài số 3: Cho một mặt cắt địa tầng gồm 2 lớp đất Phía trên là lớp đất cát dày 3m, có

= 1800 kg/m3 Phía dưới là lớp đất sét dày 30m có = 1900 kg/m3 Người ta xây một

bể chứa nước có móng hình chữ nhật kích thước 5x4m, tải trọng của bể phân bố đều lên đáy móng là 150 kPa Đáy móng nằm ở ngang mặt đất tự nhiên

Yêu cầu: Tính ứng suất tăng thêm thẳng đứng và trị số tổng ứng suất thẳng đứng tại các điểm nằm ở trục đi qua goc móng và nằm cách mặt đất 0m, 5m và 10m

Nếu móng đặt sâu 2m so với mặt đất tự nhiên thì ứng suất thay đổi như thế nào?

Bài số 5: Cho một bể chứa nước móng chữ nhật, kích thước 5m*10m, đặt trên nền cát

có trọng lượng riêng hạt là 2650kg/m3, độ ẩm 15% hệ số rỗng 0,62 Đáy móng bể chịu tải trọng phân bố đều với cường độ bằng 200kPa Tính ứng suất tăng thêm và tổng ứng

suất thẳng đứng tại các đường thẳng đứng đi qua tâm và mép móng tại các độ sâu 0m,

5m, 10m

Bài số 6: Cho một móng hình chữ nhật: Chiều dài 4m, rộng 2m, chịu tải trọng phân bố

đều thẳng đứng p = 100 kN/m2

Vẽ biểu đồ ứng suất tăng thêm σZ và tổng ứng suất tăng thêm dọc theo đường thẳng đứng đi qua trung tâm của móng (Vẽ đến độ sâu Z = 5m)

Bài số 7: Cho một móng chữ nhật, có

l = 10m ; b = 5m tải trọng cho ở hình vẽ

bên Hãy tính và vẽ biểu đồ suất tăng thêm

thẳng đứng (σz) và tổng ứng suất () của

các điểm trên đường thẳng đứng đi qua

điểm A , O B (Vẽ đến độ sâu Z = 5m)

Biết 0=0,4

Bài số 8: Cho 1 móng hình băng b = 6m, tải

trọng phân bố tam giác PT = 100 kN/m2 và tải

trọng ngang t = 50 kN/m2

(Hình vẽ bên)

Vẽ biểu đồ ứng suất tăng thêm thẳng

đứng σz và tổng ứng suất tăng thêm  dọc

theo đường thẳng đứng đi qua điểm A & B

(Vẽ tới Z = 6m)

Bài số 9: Cho 1 móng hình băng có b =

10 m tải trọng tác dụng như hình vẽ bên

Vẽ biểu đồ ứng suất tăng thêm (σZ)

và tổng ứng suất tăng thêm θ dọc theo

đường thẳng đứng đi qua điểm các điểm

A, O, B.(Vẽ tới Z = 5m)

200 KN/m2

120 KN/m2

A O T=50 KN/m2 B

200 KN/m2

80 KN/m2

A O T=50 KN/m2 B

100 KN/m2

T=50 KN/m2

Bài tập chương IV

Bài số 1: Cho một móng nông hình vuông có kích thước 2x2m, nằm trên nền đất có các

chỉ tiêu cơ lý: hệ số rỗng n=0,45, khối lượng riêng hạt 2,7T/m3

, độ ẩm W=15%, góc ma sát trong Ф = 260

và lực dính đơn vị C’ = 12kN/m2 Chièu sâu đặt móng là 1m

Hãy xác định tải trọng cho phép trên móng theo lý thuyết của Terzaghi trong trường hợp hệ số an toàn FS = 3,5

Bài số 2: Cho một móng nông hình vuông như hình vẽ:

Bài số 3: Cho một móng hình băng rộng 6m, nằm trên đất nền bão hoà nước có các chỉ

tiêu sau: Góc ma sát trong  = 80, lực dính C = 12 kN/m2

, hệ số rỗng e=0.62, tỷ trọng hạt Gs =2.65 Chiều sâu đặt móng hm= 2m

Yêu cầu: + Tính các tải trọng P0 và P1/4

+ Tính sức chịu tải cho phép của nền theo Terzaghi với FS=3

Biết: a/ Mực nước ngầm nằm ngang mặt đáy móng

b/ Mực nước ngầm nằm ngang mặt đất tự nhiên

c/ Mực nước ngầm nằm cách mặt đất tự nhiên 1m

Bài số 4: Cho một móng nông hình vuông nằm trên nền đất có các chỉ tiêu cơ lý: hệ số

rỗng n=0,42, khối lượng riêng hạt 2,68T/m3, độ ẩm W=15%, góc ma sát trong Ф = 260

và lực dính đơn vị C’ = 12kN/m2

Chièu sâu đặt móng là 1m

Yêu cầu:

+ Tính bề rộng móng cần thiết để tác dụng được lên móng tổng tải trọng Qall =1500 kN với hệ số an toàn Fs=3

1,2m 0,5m

0,5m

γ sat =19,5 kN/m3

c = 16KN/m3, ɸ = 25 0

Mực nước dưới đất

γ =16 kN/m3 c= 0

Ф=320

Hãy xác định sức chịu tải cho phép của nền theo Terzaghi Hệ số

an toàn FS = 3

Bài tập chương V

Bài 1:

Cho tường chắn đất và các chỉ tiêu

của đất đắp như hình vẽ bên.Hãy:  = 18 KN/m3

+ Vẽ biểu đồ cường độ áp lực đất  = 260

+ Xác định giá trị tổng áp lực, phương, 10m C = 10 KN/m2

chiều và điểm đặt của tổng áp lực đất chủ động trên

1m dài tường

Bài 2:

Cho tường chắn đất và tình hình đất đắp

như hình vẽ bên.Trên đỉnh tường có tải trọng

phân bố q=12kN/m2 Hãy: 5m  = 20 KN/m3

- Vẽ biểu đồ cường độ áp lực đất

- Tính tổng áp lực đất lên 1m tường

(Bỏ qua ma sát giữa đát đắp và tường)  = 150

3m C = 20 KN/m2

bh = 20 KN/m3

Bài 3:

Cho tường chắn có chiều cao 10m và

tình hình đất đắp như hình vẽ bên.Hãy:  = 18 KN/m3

+ Vẽ biểu đồ áp lực đất lên tường 4m  = 180

+ Tính trị số tổng áp lực đất lên tường C = 12 KN/m2

(Cho góc ma sát trong giữa đất và

tường bằng 0) 10m  = 20 kN/m3

C = 10 KN/m2

6m  = 260

Bài 4:

Cho một tường chắn đất và các chỉ tiêu

đất đắp như hình vẽ bên Hãy:

-Vẽ biểu đồ phân bố cường độ áp lực đất

- Xác định trị số tổng áp lực đất,phương,

chiều và điểm đặt của nó

(Bỏ qua ma sát giữa đất và tường)

 = 17 KN/m3

6m  = 260

C = 8 KN/m2

Bài 5:

- Cho một tường chắn đất Các chỉ tiêu đất

đắp và chiều cao tường ghi trên hình vẽ bên

Hãy: + Tính và vẽ biểu đồ cường độ áp

lực đất

+ Xác định trị số tổng áp lực đất

Mực nước ngầm

q = 10 KN/m2

6m

Mực nước ngầm

 = 19 KN/m3

 = 160

C = 10 KN/m2 2m

bh = 20 KN/m3

 = 180

C = 12 KN/m2

Bài tập chương 6

Bài số 1 :

- Cho một tầng đất dính dày 5m nằm trên

tầng đất không thấm nước Biểu đồ phân bố ứng

suất như hình vẽ Tính thơì gian cần thiết để tầng

đất đạt độ cố kết bằng 0,60 Biết:

+ Hệ só rỗng 0 = 1,25

+ Hệ số ép co a = 6.10-4 m2/ KN

+ Hệ số thấm K = 2,4.10-8 Cm/sec

(1 Cm/sec = 3.105 m/năm)

Bài số 2 :

- Cho một tầng đất sét dày 8m nằm trên tầng đá

không thấm nước Ưng suất tăng thêm tác dụng lên

tầng đất như hình vẽ Tính độ lún của tầng đất sau

thời gian 2 năm Biết:

+ Độ lún ổn định của tầng đất đó là 15 Cm

+ Hệ số cố kết Cv = 1,5.10-4 Cm2/ sec

(1 Cm2/sec = 3.107 Cm2/năm)

 = 17 N/m3

6m  = 260

C = 8 N/m2

Bài số 3 :

- Cho một tầng đất sét dày 6m Biểu đồ

phân bố ứng suất như hình vẽ Tính thơì gian cần

thiết để tầng đất đạt độ cố kết bằng 0,60 Biết:

+ Hệ só rỗng 0 = 0,947

+ Hệ số ép co a = 2,4.10-4 m2/ KN

+ Hệ số thấm K = 2.10-8 Cm/sec

(1 Cm/sec = 3.105 m/năm)

- Nếu đổi tầng không thấm (ở dưới)cũng

thành thấm nước, thì (t) bằng bao nhiêu ?

Bài số 4 :

- Cho một tầng đất dính dày 6m nằm trên tầng

đá không thấm nước Ưng suất tăng thêm tác dụng

lên tầng đất như hình vẽ Tính thời gian cần thiết để

tầng đất đạt độ cố kết Qt = 0,5 Biết:

+ Hệ số rỗng: 0 = 0,95

+ Hệ số ép co: a = 5.10-5 m2/kN

+ Hệ số thấm: K = 3.10-8 Cm/ sec

(1 Cm/sec = 3.107 Cm/năm)

- Nếu đổi tầng không thấm thành tầng thấm thì

kết quả thay đổi như thế nào?

 = 17 KN/m3 6m  = 260

C = 8 KN/m2

Bài số 5 :

- cho một tầng đất dính dày 9m nằm trên

tầng đá không thấm nước Ưng suất tăng thêm tác

dụng lên tầng đất như hình vẽ Tính thời gian cần

thiết để độ lún đạt được bằng 1/2 độ lún cuối

cùng Biết hệ số cố kết: Cv = 9,8.10-5 Cm2/sec

 = 17 KN/m3 6m  = 260

C = 8 KN/m2

100 KN/m2

20 kN/m2

9 m

Tầng không thấm

80 KN/m2

40 KN/m2

Tầng không thấm

6m

100 KN/m2

20 KN/m2 8m

Tầng không thấm

150 KN/m2

100 KN/m2

6 m

40 KN/m2

6 m

80 KN/m2

Tầng không thấm

Tầng không thấm