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: Hồng Thị Lụa Chú ý: SV tự giác làm phần tập sau học xong lý thuyết chương, giáo viên thu tập phần học lúc Nên làm giấy A4, viết mặt Thắc mắc mơn học hỏi qua email: hoangthilua@tlu.edu.vn A/ PHẦN LÝ THUYẾT 1) Các tính chất vật lý khoáng vật 2) Các cách phân loại khoáng vật 3) Các đặc trưng đất đá 4) Các dạng nằm đá trầm tích đá mắc ma 5) Sự hình thành phân loại đá mác ma 6) Sự hình thành phân loại đá trầm tích B/ PHẦN BÀI TẬP CƠ HỌC ĐẤT Bài tập chương I Bài số 1: Cho khối lượng riêng tổng  = 1,76 T/m3, độ ẩm W = 10%, tỷ trọng hạt Gs = 2,7 Yêu cầu: Xác định khối lượng riêng khô d ; hệ số rỗng e ; độ rỗng n ; độ bão hòa S khối lượng riêng bão hòa sat Bài số 2: Cho mẫu đất có s = 2650 kg/m3, độ ẩm W = 44%, độ bão hòa S=100% Yêu cầu: Xác định hệ số rỗng e ; khối lượng riêng bão hòa khối lượng riêng đẩy Bài số 3: Cho lớp đất cát có tiêu thí nghiệm: s = 2650 kg/m3, d = 1610 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 lớp đất + Tính hệ số cấp phối Cc hệ số không hạt Cu Bài số 4: Một loại đất có khối lượng riêng tổng  = 1,91 Mg/m3, độ ẩm W = 9,5%, khối lượng riêng hạt s = 2,7 T/m3 Yêu cầu: + Tính hệ số rỗng độ bão hòa đất + Khối lượng riêng độ ẩm có giá trị đất bão hòa hồn tồn hệ số rỗng không thay đổi Bài số 5: Q trình thí nghiệm xác định giới hạn dẻo mẫu đất cho kết sau: + Khối lượng đất ướt + Khối lượng hộp chứa: = 22,12gam + Khối lượng đất khô + Khối lượng hộp chứa: = 20,42gam + Khối lượng hộp chứa: = 1,50gam Yêu cầu: Xác định giới hạn dẻo mẫu đất Bài số 6: Kết thí nghiệm đầm nện tiêu chuẩn thu mẫu đất có khối lượng 350 gam, độ ẩm mẫu đất xác định 27% Biết thể tích cối đầm 200 cm3 Yêu cầu: Xác định khối lượng riêng mẫu đất sau đầm khối lượng riêng khô mẫu đất Bài số 7: Xuất phát từ cơng thức định nghĩa chứng minh công thức sau: G  eS  ; e   s 1  W   1; e  Gs  w 1  W   ;    w s e  s 1;   1 e d ' Gs  1 1 e  w ;  sat   d  n. w Bài số 8: Cho hệ số rỗng e = 0,62, độ ẩm W = 15,0%, khối lượng riêng hạt s = 2,65 T/m3 Yêu cầu: + Xác định khối lượng riêng khô, khối lượng riêng tổng + Xác định độ ẩm độ bão hòa S = 100% + Xác định khối lượng riêng bão hòa 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 số dẻo PL số sệt LI đất Bài số 10: Cho khối lượng riêng tổng  = 1,70 T/m3, độ ẩm W = 12%, khối lượng riêng hạt s = 2,65 T/m3 Yêu cầu: Xác định khối lượng riêng khô, hệ số rỗng, độ rỗng, độ bão hòa khối lượng riêng bão hòa đất Bài số 11: Để chế bị 1000m3 đất có khối lượng riêng tổng  = 1,92 T/m3, độ ẩm W = 15% cần đất có khối lượng riêng tổng  = 1,65 T/m3 biết độ ẩm tự nhiên đất 12% Xác định lượng nước cần thêm bớt Bài tập chương II Bài số 1: Một loại đất thí nghiệm ép co khơng nở hơng phòng thí nghiệm, với chiều cao mẫu ban đầu ho=2,50cm, đường kính mẫu d=6.35cm, khối lượng mẫu khơ 120,8g, tỷ trọng Gs=2.7, cho kết nén lún sau: P (kN/m2) 100 200 300 400 S(mm) 1,24 1,72 2,12 2,35 Yêu cầu: a/ Vẽ đường quan hệ e-p thí nghiệm b/ Xác định mơ đun biến dạng Eo 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 thí nghiệm ép co khơng nở hơng mẫu đất có đường kính d=6.35cm phòng thí nghiệm, cho kết nén lún sau: P (kN/m2) 100 200 300 400 H(mm) 25 22.03 20.2 18.84 18.3 Sau thí nghiệm ép co thu mẫu bão hòa có khối lượng 135g, độ ẩm 8%, tỷ trọng Gs=2.7, Yêu cầu: a/ Vẽ đường quan hệ e-p thí nghiệm b/ Xác định mô đun biến dạng Eo 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 thành phần ứng suất phân tố hình vẽ: 1=52kPa 3=12kPa =350 Xác định ứng suất pháp  ứng suất cắt  mặt phẳng nghiêng góc 350 so với mặt phẳng quy chiếu nằm ngang Mặt ngang Bài số 4: Tiến hành thí nghiệm ba trục theo phương pháp cố kết- thoát nước (CD) cho mẫu cát với áp lực buồng 100 kPa Ứng suất trục tương ứng lúc mẫu bị phá hoại 200 kPa Yêu cầu: + Vẽ vòng Mohr ứng suất mẫu bị phá hoại + Xác định Ф (Giả thiết C = 0) Bài số 5: Thí nghiệm nén ba trục với áp lực buồng 100 kPa mẫu đất hình trụ mẫu bị phá hoại, xác định ф’ = 200 C’ = 20 kPa Yêu cầu: + Tính ứng suất pháp ứng suất tiếp mặt phá hoại thời điểm mẫu bị phá hoại + Ứng suất mặt phá hoại nói có phải giá trị ứng suất tiếp lớn không ? Tại ? Bài số 6: Lấy mẫu đất sét độ sâu Thí nghiệm nén ba trục cố kết thoát nước (CD) cho mẫu thu kết thời điểm phá hoại áp lực buồng 100 kPa, độ lệch ứng suất 145 kPa mặt phẳng phá hoại tạo thành góc 550 so với phương ngang Thí nghiệm cắt phẳng mẫu thứ hai với áp lực pháp tuyến 100kpa Tính cường độ chống cắt thu mẫu Bài số 7: Một mẫu đất cát thí nghiệm máy cắt phẳng với áp lực nén P=100kPa Xác định góc ma sát ф’ = 250 Hỏi cường độ chống cắt f đất lúc suy cường độ lực cắt tối thiểu máy hệ số máy FS=1,5 Bài số 8: Trạng thái ứng suất phẳng khối cát chặt sau: + Ứng suất pháp mặt ngang: = 380 kPa + Ứng suất pháp mặt đứng: = 200 kPa + Ứng suất tiếp mặt ngang đứng: = 80 kPa Gián tiếp dùng vòng tròn Mohr, xác định độ lớn phương ứng suất Bài số 9: Tiến hành thí nghiệm nén ba trục theo phương pháp cố kết - thoát nước (CD) mẫu đất sét cố kết thường cho kết sau: Áp lực buồng: 3 = 276 kPa Ứng suất dọc trục thời điểm mẫu bị phá hoại: (d)f = 276 kPa Yêu cầu: + Xác định góc ma sát ф + Xác định góc nghiêng mặt phẳng phá hoại so với mặt ứng suất lớn + Xác định ứng suất pháp ’ ứng suất cắt f mặt phá hoại Bài số 10: Thí nghiệm máy nén trục loại cát có góc ma sát  = 280 (C=0) lúc phá hoại Áp lực buồng tương ứng lúc phá hoại 100kpa Xác định: - Giá trị ứng suất pháp ứng suất tiếp mặt nghiêng góc 300 so với phương ngang -Một mặt nghiêng ab cắt qua phân tố có giá trị ứng suất pháp 150kpa Hỏi mặt nghiêng có trùng phương mặt trượt khơng? Bài số 11: Một mẫu đất có: Góc ma sát  = 180, lực dính đơn vị C = 18 kN/m2 đem làm thí nghiệm nén máy nén trục với áp lực bên 3 = 150 kN/m2 Hãy xác định: - Giá trị 1 làm cho mẫu đất bị phá hoại - Ưng suất mặt phá hoại mẫu Bài số 12: Hai mẫu đất dính loại có góc ma sát  = 180 Mẫu thứ nén máy nén trục với áp lực bên 3 = 150 kN/m2 Mẫu thứ hai cắt trực tiếp máy cắt phẳng với p = 150 kN/m2 nhận cường độ chống cắt 0 = 65 kN/m2 Xác định: - Lực dính đơn vị C đất - Giá trị 1 làm cho mẫu đất bị phá hoại - Ưng suất pháp  ứng suất tiếpttrên mặt phá hoại mẫu (Cho biết kết thí nghiệm máy nén trục máy cắt trực tiếp giống nhau) Bài số 13: Hai mẫu đất cát loại có góc ma sát  = 180 Mẫu thứ nén máy nén trục theo phương pháp CU với áp lực bên 3 = 150 kN/m2 độ lệch ứng suất cực đại thu 200kN/m2 áp lực nước lỗ rỗng thu thời điểm tương ứng 50kN/m2 Mẫu thứ hai đem làm thí nghiệm CD với áp lực buồng 50kN/m2 phá hoại Xác định: - Đặc trưng kháng cắt khơng nước đất đem làm thí nghiệm - Độ lệch ứng suất cực đại tác dụng mẫu thời điểm phá hoại - Ưng suất pháp  ứng suất tiếp t mặt phá hoại mẫu Bài tập chương III Bài số 1: Cho bình chứa đất hình vẽ: Cho biết khối lượng riêng bão hòa 2.0 Mg/m3 Yêu cầu tính ứng suất tổng, ứng suất trung hòa ứng suất hiệu độ cao A khi: + Mực nước độ cao A + Mực nước dâng lên đến độ cao B Bài số 2: Cho mặt cắt địa tầng gồm lớp đất Phía lớp đất cát dày 4m, có s = 2700 kg/m3, n = 0,5 Phía 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 mực nước ngầm có độ ẩm W=15% Yêu cầu: Tính vẽ biểu đồ ứng suất tổng, ứng suất trung hòa ứng suất có hiệu cho tầng đất trên, vẽ đến độ sâu 8m Bài số 3: Cho mặt cắt địa tầng gồm lớp đất Phía lớp đất cát dày 3m, có  = 1800 kg/m3 Phía lớp đất sét dày 30m có  = 1900 kg/m3 Người ta xây bể chứa nước có móng hình chữ nhật kích thước 5x4m, tải trọng bể phân bố lên đáy móng 150 kPa Đáy móng nằm ngang mặt đất tự nhiên Yêu cầu: Tính ứng suất tăng thêm thẳng đứng trị số tổng ứng suất thẳng đứng điểm nằm trục qua goc móng nằm cách mặt đất 0m, 5m 10m Nếu móng đặt sâu 2m so với mặt đất tự nhiên ứng suất thay đổi nào? Bài số 5: Cho bể chứa nước móng chữ nhật, kích thước 5m*10m, đặt cát có trọng lượng riêng hạt 2650kg/m3, độ ẩm 15% hệ số rỗng 0,62 Đáy móng bể chịu tải trọng phân bố với cường độ 200kPa Tính ứng suất tăng thêm tổng ứng suất thẳng đứng đường thẳng đứng qua tâm mép móng độ sâu 0m, 5m, 10m Bài số 6: Cho móng hình chữ nhật: Chiều dài 4m, rộng 2m, chịu tải trọng phân bố thẳng đứng p = 100 kN/m2 Vẽ biểu đồ ứng suất tăng thêm σZ tổng ứng suất tăng thêm dọc theo đường thẳng đứng qua trung tâm móng (Vẽ đến độ sâu Z = 5m) Bài số 7: Cho móng chữ nhật, có l = 10m ; b = 5m tải trọng cho hình vẽ bên Hãy tính vẽ biểu đồ suất tăng thêm thẳng đứng (σz) tổng ứng suất () điểm đường thẳng đứng qua điểm A , O B (Vẽ đến độ sâu Z = 5m) Biết 0=0,4 Bài số 8: Cho móng hình băng b = 6m, tải trọng phân bố tam giác P T = 100 kN/m2 tải trọng ngang t = 50 kN/m2 (Hình vẽ bên) Vẽ biểu đồ ứng suất tăng thêm thẳng đứng σz tổng ứng suất tăng thêm  dọc theo đường thẳng đứng qua điểm A & B (Vẽ tới Z = 6m) Bài số 9: Cho móng hình băng có b = 10 m tải trọng tác dụng hình vẽ bên Vẽ biểu đồ ứng suất tăng thêm (σZ) tổng ứng suất tăng thêm θ dọc theo đường thẳng đứng qua điểm điểm A, O, B.(Vẽ tới Z = 5m) 200 KN/m2 120 KN/m2 A O T=50 KN/m B 100 KN/m2 B T=50 KN/m2 A 200 KN/m2 80 KN/m2 A O T=50 KN/m B Bài tập chương IV Bài số 1: Cho móng nơng hình vng có kích thước 2x2m, nằm đất có tiêu lý: hệ số rỗng n=0,45, khối lượng riêng hạt 2,7T/m3, độ ẩm W=15%, góc ma sát Ф = 260 lực dính đơn vị C’ = 12kN/m2 Chièu sâu đặt móng 1m Hãy xác định tải trọng cho phép móng theo lý thuyết Terzaghi trường hợp hệ số an toàn FS = 3,5 Bài số 2: Cho móng nơng hình vng hình vẽ: Hãy xác định sức chịu tải cho phép theo Terzaghi Hệ số an toàn FS = γ =16 kN/m3 c= Ф=320 0,5m Mực nước đất γsat=19,5 kN/m3 c = 16KN/m3, ɸ = 250 0,5m 1,2m Bài số 3: Cho móng hình băng rộng 6m, nằm đất bão hồ nước có tiêu sau: Góc ma sát  = 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 tải trọng P0 P1/4 + Tính sức chịu tải cho phép 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 móng nơng hình vng nằm đất có tiêu lý: hệ số rỗng n=0,42, khối lượng riêng hạt 2,68T/m3, độ ẩm W=15%, góc ma sát Ф = 260 lực dính đơn vị C’ = 12kN/m2 Chièu sâu đặt móng 1m u cầu: + Tính bề rộng móng cần thiết để tác dụng lên móng tổng tải trọng Qall =1500 kN với hệ số an toàn Fs=3 Bài tập chương V Bài 1: Cho tường chắn đất tiêu đất đắp hình vẽ bên.Hãy: + Vẽ biểu đồ cường độ áp lực đất + Xác định giá trị tổng áp lực, phương, 10m chiều điểm đặt tổng áp lực đất chủ động 1m dài tường Bài 2: Cho tường chắn đất tình hình đất đắp hình vẽ bên.Trên đỉnh tường có tải trọng phân bố q=12kN/m2 Hãy: - Vẽ biểu đồ cường độ áp lực đất - Tính tổng áp lực đất lên 1m tường (Bỏ qua ma sát đát đắp tường)  = 18 KN/m3  = 260 C = 10 KN/m  = 20 KN/m3 5m Mực nước ngầm 3m  = 150 C = 20 KN/m2 bh = 20 KN/m3 Bài 3: Cho tường chắn có chiều cao 10m tình hình đất đắp hình vẽ bên.Hãy: + Vẽ biểu đồ áp lực đất lên tường + Tính trị số tổng áp lực đất lên tường (Cho góc ma sát đất tường 0) 4m 10m 6m Bài 4: Cho tường chắn đất tiêu đất đắp hình vẽ bên Hãy: -Vẽ biểu đồ phân bố cường độ áp lực đất - Xác định trị số tổng áp lực đất,phương, chiều điểm đặt (Bỏ qua ma sát đất tường) Bài 5: - Cho tường chắn đất Các tiêu đất đắp chiều cao tường ghi hình vẽ bên Hãy: + Tính vẽ biểu đồ cường độ áp lực đất + Xác định trị số tổng áp lực đất  = 18 KN/m3  = 180 C = 12 KN/m2  = 20 kN/m3 C = 10 KN/m2  = 260 q = 10 KN/m2 6m 2m  = 17 KN/m3  = 260 C = KN/m2  = 19 KN/m3  = 160 C = 10 KN/m2  Mực nước ngầm 6m bh = 20 KN/m3  = 180 C = 12 KN/m2 Bài tập chương Bài số : - Cho tầng đất dính dày 5m nằm tầng đất không thấm nước Biểu đồ phân bố ứng suất hình vẽ Tính thơì gian cần thiết để tầng đất đạt độ cố kết 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) 80 KN/m2 6m 40 KN/m2 Bài số : - Cho tầng đất sét dày 8m nằm tầng đá không thấm nước Ưng suất tăng thêm tác dụng lên tầng đất hình vẽ Tính độ lún tầng đất sau thời gian năm Biết: + Độ lún ổn định tầng đất 15 Cm + Hệ số cố kết Cv = 1,5.10-4 Cm2/ sec (1 Cm2/sec = 3.107 Cm2/năm) 100 KN/m2 8m Bài số : - Cho tầng đất dính dày 6m nằm tầng đá không thấm nước Ưng suất tăng thêm tác dụng lên tầng đất 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 kết thay đổi nào? 150 KN/m2 6m Tầng không thấm 100 KN/m 40 KN/m2 6m 80 KN/m Tầng không thấm 100 KN/m2 Bài số : - cho tầng đất dính dày 9m nằm tầng đá không thấm nước Ưng suất tăng thêm tác dụng lên tầng đất hình vẽ Tính thời gian cần thiết để độ lún đạt 1/2 độ lún cuối Tầng không thấm 20 KN/m2 Bài số : - Cho tầng đất sét dày 6m Biểu đồ phân bố ứng suất hình vẽ Tính thơì gian cần thiết để tầng đất đạt độ cố kết 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 khơng thấm (ở dưới)cũng thành thấm nước, (t) ? Tầng không thấm 9m Biết hệ số cố kết: Cv = 9,8.10-5 Cm2/sec Tầng không thấm 20 kN/m2 Bài số 6: Một tầng đất sét yếu, cố kết bình thường có chiều dày 12m, độ ẩm tự nhiên 40% Tầng sét có trọng lượng riêng bão hòa 17.28 kN/m3, Gs=2.68, giới hạn chảy 65% Dưới tác dụng tải trọng bề mặt, độ tăng ứng suất thẳng đứng tầng đất có giá trị 15 kN/m2 Xác định độ lún tầng đất sét nói trên, biết mực nước ngầm nằm ngang bề mặt đất Cho biết sét cố kết bình thường: (Terzaghi Peck, 1967) C c=0.009 (LL-10) C BÀI TẬP PHẦN NỀN MÓNG Câu 1: Cần xây dựng tường chắn trọng lực có mặt cắt hình vẽ.Tường đặt độ ngang mực nước ngầm, lớp đất có tiêu lý sau: Lớp mùn hữu dày 1m ,  = 17.5 KN/m3 Đất đắp sau tường dùng loại đất sét  = 19 KN/m3 , =220 , c = 12 KN/m2 Đất thuộc loại đất sét sat = 18.5 KN/m3 , =180 , c = 15 KN/m2 Vật liệu làm tường bê tông mác 200 , bt = 24 KN/m3 Yêu cầu kiểm tra ổn định trượt phẳng cho móng tường chắn Cho kích thước tường với a=0,7 m, b=1,85 m, c=0,45m, d=0,5m, H=7,0m Câu 2: - Cho tường chắn đất Các tiêu đất đắp chiều cao tường ghi hình vẽ bên Tường làm bê tơng có bt = 24 KN/m3 , đỉnh tường rộng 1m, đáy tường rộng 5m Mực nước hạ lưu ngang đáy tường Đất thuộc loại đất sét  = 18 KN/m3 , =200 , c = 16 KN/m2 Hãy kiểm tra ổn định trượt phẳng móng tường chắn 2m  = 20 KN/m3  = 160 C = 10 KN/m2  Mực nước ngầm 6m bh = 20 KN/m3  = 180 C = 12 KN/m2 Bài 3: Cho tường chắn đất tiêu đất đắp hình vẽ bên Hãy: -Vẽ biểu đồ phân bố cường độ áp lực đất - Kiểm tra ổn định trượt phẳng móng tường chắn tường làm bê tơng có bt = 24 KN/m3 , đỉnh tường rộng 1m, đáy tường rộng 4m phía hạ lưu có đất loại với đất đắp, cao chân tường 1.5m Đất tường chắn đất sét  = 19 KN/m3 , =220 , c = 12 KN/m2 (Bỏ qua ma sát đất tường) ... hình thành phân loại đá mác ma 6) Sự hình thành phân loại đá trầm tích B/ PHẦN BÀI TẬP CƠ HỌC ĐẤT Bài tập chương I Bài số 1: Cho khối lượng riêng tổng  = 1,76 T/m3, độ ẩm W = 10%, tỷ trọng hạt... riêng tổng  = 1,65 T/m3 biết độ ẩm tự nhiên đất 12% Xác định lượng nước cần thêm bớt Bài tập chương II Bài số 1: Một loại đất thí nghiệm ép co khơng nở hơng phòng thí nghiệm, với chiều cao mẫu... đại tác dụng mẫu thời điểm phá hoại - Ưng suất pháp  ứng suất tiếp t mặt phá hoại mẫu Bài tập chương III Bài số 1: Cho bình chứa đất hình vẽ: Cho biết khối lượng riêng bão hòa 2.0 Mg/m3 Yêu cầu