"ứng suất; độ lún cho nền đường;

Tính và vẽ biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất phụ thêm trên trục A-A và trục B-B, vẽ biểu đồ ứng suất ,Lập bảng tính độ lún cho nền đường ở các mốc thời gian: 1,2,5,10,20,50 năm và vẽ biểu đồ, Lập bảng tính độ lún cho nền đường ở các mốc thời gian: 1,2,5,10,20,50 năm và vẽ biểu đồ S-t trường hợp H2 như đề bài và so sánh đánh giá kết quả, Tính toán độ lún nền đường, Xác định độ lún ổn định của lớp đất,Lập bảng tính độ lún cho nền khi không sử dụng giếng cát ở các mốc thời gian: 1,2,5,10,20,50 năm và vẽ biểu đồ S-t.Tính toán độ lún nền đường khi không sử dụng giếng cát ở các mốc thời gian,Tính độ lún nền đường ở các mốc thời gian 1, 2, 5, 10, 20, 50 năm xử lý giếng cát: Lập bảng tính và kiểm toán kết cấu tươờng chắn có cốt: 1. Kiểm toán ổn định bên ngoài: 1.1. ổn định trượt trên nền 1.2. ổn định lật trên nền 1.3. Khả năng chịu tải 1.4. ổn định trượt tổng thể 2. Kiểm tra ổn định bên trong 2.1. Tính toán bước cốt 2.2. Chọn thiết kế bước cốt 2.3. Kiểm tra đứt cốt 2.4. Kiểm tra tuột cốt Phương pháp: Sử dụng một trong hai phương pháp: Phương pháp khối nêm cân bằng sau tường hoặc phương pháp lực dính kết.

Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS Bài 1: Tính vẽ biểu đồ ứng suất thân ứng suất phụ thêm trục A-A trục B-B cho dạng tải trọng hình vẽ: Số liệu tính tốn tải trọng tác dụng: Tải trọng tam giác: a = 4.0 m Tải trọng hình chữ nhật: b = 19 m Giá trị tải trọng tác dụng: p = 17.8 kN/m2 Chiều dày lớp đất thứ I: hi = 0.8 m Số liệu địa chất: Trang Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS STT Trạng thái Chiều dày (m) Lớp Á SÉT Lớp Cát hạt mịn Lớp Sét Chỉ tiêu lý γ (kN/cm3) ∆ e 4,0 18,6 2,73 0,91 3,2 18,7 2,73 0,75 17,8 2,7 0,74 Tính tốn ứng suất thân ứng suất phụ thêm: 3.1 Tính toán ứng suất trọng lượng thân đất gây nên: Ứng suất trọng lượng thân đất gây nên chiều dày lớp đất thứ i xác định theo công thức: n σ = ∑ γi h i bt z Trong đó: i =1 đất thứ i γ i: Dung trọng lớp hi: Chiều dày lớp đất thứ i n: Số lớp đất Đối với lớp đất mực nước ngầm xác định theo công thức: σ Trong đó: bt z(B) n = ∑ γ idn h i i =1 γ iđn: Dung trọng đẩy lớp đất thứ i hi: Chiều dày lớp đất thứ I nằm mực nước ngầm n: Số lớp đất nằm mực nước ngầm 3.2 Tính toán ứng suất phụ thêm: Ứng suất nén thẳng đứng tính theo cơng thức: σ = I.p = (I + I ).p z t p Trong đó: I: Hệ số phụ thuộc vào tỷ số a/z b/z tra theo toán đồ Osterberg a: Chiều dài phần tải trọng tam giác b: Chiều dài tải trọng hình chữ nhật z: Chiều sâu điểm xét It: Hệ số tương ứng với phần tải trọng phía trái đường thẳng đứng IP: Hệ số tương ứng với phần tải trọng phía bên phải đường thắng đứng 3.3 Tính vẽ biểu đồ ứng suất trục A-A: Dựa vào công thức ta xác định ứng suất trục A-A lớp đất thứ i theo bảng sau: Điểm hi z (m) a/z b/z It=Ip σz γ σ bt σ (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) Trang Cơ học đất móng nâng cao 10 11 12 0,80 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80 5,60 6,40 7,20 8,00 8,80 9,60 5,50 2,75 1,83 1,38 1,10 0,92 0,79 0,69 0,61 0,55 0,50 0,46 GVHD: TS 11,88 5,94 3,96 2,97 2,38 1,98 1,70 1,48 1,32 1,19 1,08 0,99 0,5 0,5 0,5 0,494 0,489 0,481 0,477 0,47 0,465 0,459 0,449 0,433 17,80 17,80 17,80 17,59 17,41 17,12 16,98 16,73 16,55 16,34 15,98 15,41 18,60 18,60 18,60 18,60 9,06 9,89 9,89 9,89 9,89 9,77 9,77 9,77 14,88 29,76 44,64 59,52 66,77 74,67 82,58 90,49 98,40 106,22 114,03 121,85 32,68 47,56 62,44 77,11 84,17 91,80 99,56 107,22 114,95 122,56 130,02 137,26 3.4 Tính vẽ biểu đồ ứng suất trục B-B: Dựa vào công thức ta xác định ứng suất trục B-B lớp đất thứ i theo bảng sau: - Xác định giá trị It IP: Điểm hi 10 11 12 - z (m) 0,80 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80 5,60 6,40 7,20 8,00 8,80 9,60 Xác định hệ số It a/z b/z 5,50 0,00 2,75 0,00 1,83 0,00 1,38 0,00 1,10 0,00 0,92 0,00 0,79 0,00 0,69 0,00 0,61 0,00 0,55 0,00 0,50 0,00 0,46 0,00 Xác định hệ số Ip z (m) a/z b/z 0,80 5,50 23,75 1,60 2,75 11,88 2,40 1,83 7,92 3,20 1,38 5,94 4,00 1,10 4,75 4,80 0,92 3,96 5,60 0,79 3,39 6,40 0,69 2,97 7,20 0,61 2,64 8,00 0,55 2,38 8,80 0,50 2,16 9,60 0,46 1,98 It 0,44 0,36 0,33 0,27 0,255 0,23 0,225 0,192 0,189 0,16 0,15 0,135 Ip 0,500 0,500 0,500 0,500 0,500 0,500 0,500 0,490 0,486 0,482 0,478 0,474 Xác định giá trị It IP: Điểm z (m) 0,80 σz γ σ bt σ (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) 16,73 18,60 14,88 31,61 Trang Cơ học đất móng nâng cao 10 11 12 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80 5,60 6,40 7,20 8,00 8,80 9,60 19 4.4 GVHD: TS 15,31 14,77 13,71 13,44 12,99 12,91 12,14 12,02 11,43 11,18 10,84 18,60 18,60 18,60 9,06 9,89 9,89 9,89 9,89 9,77 9,77 9,77 29,76 44,64 59,52 66,77 74,67 82,58 90,49 98,40 106,22 114,03 121,85 4.4 45,07 59,41 73,23 80,21 87,67 95,49 102,63 110,42 117,64 125,21 132,69 19 4.4 p=17.8 KN/m2 p=17.8 KN/m2 A 17,80 47,56 17,80 62,44 17,80 77,11 17,59 84,17 17,41 91,80 17,12 99,56 107,22 114,95 10 122,56 A 16,98 16,73 16,55 31,61 45,07 59,41 73,23 80,21 87,67 95,49 102,63 110,42 117,64 16,34 15,98 125,21 12 15,41 132,69 11 130,02 137,26 B 32,68 4.4 16,73 15,31 14,77 13,71 13,44 12,99 12,91 10 11 12,14 12,02 11,43 11,18 12 10,84 B Biểu đồ ứng suất trục A-A trục B-B Bài 2: Cho sơ đồ khối đất đắp hình vẽ sau: Trang Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS Yêu cầu: Lập bảng tính độ lún cho đường mốc thời gian: 1,2,5,10,20,50 năm vẽ biểu đồ S-t trường hợp H2=0 Lập bảng tính độ lún cho đường mốc thời gian: 1,2,5,10,20,50 năm vẽ biểu đồ S-t trường hợp H2 đề so sánh đánh giá kết Nêu ý kiến nhóm ý nghĩa thực tiễn toán ? Bài làm: Số liệu đầu vào lớp đường: γ a0 Kz kN/m3 cm2/N cm/s 0,026 3,30E-08 STT Thông số Chiều dày (m) Lớp Lớp đất gia tải 4,5 18,4 Lớp Nền đường đắp 1,85 19,4 Lớp Nền sét yếu 5,6 Số liệu lớp đất gia tải: Chiều dày lớp đất gia tải: H2 = 1,85 m Dung trọng lớp đất gia tải: γ = 19,4 kN/m2 Tính tốn độ lún đường Trang Cơ học đất móng nâng cao 3.1 GVHD: TS Xác định độ lún ổn định lớp đất: Độ lún ổn định cuối lớp đất xác định theo cơng thức: S = a p.h Trong đó: a0: Hệ số nén lún tương đối (hay hệ số nén thể tích) p: Tải trọng thân lớp đất đắp đất yếu h: Chiều dày lớp đất yếu đường đắp 3.2 Xác định độ lún đường thời điểm t: Xác định độ lún đường St thời gian t xác định theo công thức: St = U 0,t S Trong đó: S: Độ lún ổn định cuối lớp đất Ut: Độ cố kết đường thời điểm t xét, xác định theo công thức: U o,t = − π2 e− N Với N nhân tố thời gian, xác định sau: Trong đó: t: Thời điểm tính lún Cv: Hệ số cố kết đất đường Cv = N= π 2C v t 4.h K z (1 + e tb ) K z = γ0a a γ0 Kz: Hệ số thấm đất theo hướng thẳng đứng 3.3 Tính độ lún mốc thời gian 1, 2, 5, 10, 20, 50 năm H2 = 0: Dựa vào cơng thức tính ta xác định độ lún đường thời điểm t theo bảng sau: Giá trị Năm 10 20 50 Lưu ý: p S Cv (kG/cm2) (cm) (cm2/năm) 0,36 52,26 3.808 Nt 0,03 0,06 0,15 0,30 0,60 1,50 U0t 0,21 0,24 0,30 0,40 0,55 0,82 St (cm) 11,15 12,36 15,79 20,86 28,99 42,79 Đổi đơn vị KN/m2->Kg/cm2 Trang Cơ học đất móng nâng cao Trong đó: GVHD: TS S=a0*p*h; Chiều cao lớp đất sét yếu; S độ lún cuối p=g*h ; Chiều cao đường đắp cv = kz ; a0 × γ Kz= 3,3*10-8*3*107 (Cm/năm) 1g= 10-2 N 1N =100 g => h= Chiều cao lớp đất sét yếu π 2Cv Nt = ×t × h2 t= thời gian( năm) Ut độ cố kết × e− N π St = S *U t 3.4 Tính độ lún mốc thời gian 1, 2, 5, 10, 20, 50 năm H2 = 1,85 m: Ut = 1− Giá trị Năm 10 20 50 p S (kG/cm ) 0,72 (cm) 104,51 Cv Nt U0t 0,03 0,06 0,15 0,30 0,60 1,50 0,21 0,24 0,30 0,40 0,55 0,82 (cm /năm) 3.808 St (cm) 22,30 24,72 31,58 41,73 57,98 85,57 3.5 Vẽ biểu đồ S – t mốc thời gian 1, 2, 5, 10, 20, 50 năm H 2=0m H2=1.85 m: Độ lún đường St (cm) Thời gian ( năm) H2=0m H2=1.85 m 0,00 0,00 11,15 22,30 12,36 24,72 15,79 31,58 10 20,86 41,73 20 28,99 57,98 42,79 85,57 50 Trang Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS 3.6 Nêu ý kiến nhóm ý nghĩa thực tiễn toán trên? Bài tốn có ý nghĩa thực tiễn lớn thể qua việc đánh giá độ lún cuối đường theo thời gian, điều kiện đường đắp qua vùng đất yếu Để từ đưa giải pháp để có độ lún cuối nhanh hiệu để rút ngắn thời gian thi cơng, thời gian chờ lún…., từ đưa cơng trình vào khai thác cách có hiệu Trang Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS Bài 3: Cho sơ đồ khối đất đắp hình vẽ: Yêu cầu: Lập bảng tính độ lún cho khơng sử dụng giếng cát mốc thời gian: 1,2,5,10,20,50 năm vẽ biểu đồ S-t Lập bảng tính độ lún cho đường có xử lý giếng cát vẽ biểu đồ S-t câu so sánh đánh giá kết hệ trục tọa độ Nêu ý kiến nhóm ý nghĩa tính thực tế toán ? Số liệu đầu vào lớp đắp đường: Chiều γ a0 Kz Kr STT Thông số dày kN/m3 cm2/N cm/s cm/s (m) Lớp Nền đường đắp 5,3 Lớp Nền sét yếu 9,5 19,1 0,025 3,30E-08 4,50E08 Số liệu giếng cát: Đường kính giếng cát d = 300 mm Khoảng cách giếng cát R = 2,4m Chiều sâu giếng cát Lg= 9,5 m Tính tốn độ lún đường không sử dụng giếng cát mốc thời gian: 3.1 Xác định độ lún ổn định lớp đất: Trang Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS Độ lún ổn định cuối lớp đất xác định theo công thức: S = a p.h Trong đó: a0: Hệ số nén lún tương đối (hay hệ số nén thể tích) p: Tải trọng thân lớp đất đắp đất yếu h: Chiều dày lớp đất yếu đường đắp 3.2 Xác định độ lún đường thời điểm t: Xác định độ lún đường St thời gian t xác định theo công thức: St = U 0,t S Trong đó: S: Độ lún ổn định cuối lớp đất Ut: Độ cố kết đường thời điểm t xét, xác định theo công thức: U o,t = − −N e π2 Với N nhân tố thời gian, xác định sau: Trong đó: t: Thời điểm tính lún Cv: Hệ số cố kết đất đường Cv = N= π 2C v t 4.h K z (1 + e tb ) K z = γ0a a γ0 Kz: Hệ số thấm đất theo hướng thẳng đứng 3.3 Tính độ lún đường mốc thời gian 1, 2, 5, 10, 20, 50 năm H2=0: Dựa vào cơng thức tính ta xác định độ lún đường thời điểm t theo bảng sau: Giá trị p S Cv (kG/cm2) (cm) (cm2/năm) St Nt U0t 0,011 0,20 47,64 0,02 0,21 49,72 0,05 0,23 55,81 0,11 0,27 65,54 20 0,22 0,35 83,48 50 0,54 0,53 127,01 Năm 10 1,01 240,42 3.960 (cm) Tính tốn độ lún đường có sử dụng giếng cát mốc thời gian: 4.1 Xác định độ lún lớp đất: Độ lún ổn định cuối lớp đất xác định theo công thức: S = a p.h Trang 10 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS - Nhập khoảng cách lưới Grid Spacing, khoảng cách thực mắt lưới hình thể nhóm mm - Tích chọn Display Grid Snap to Grid - Chọn OK I.4 Lưu dữ liệu chương trình: - Chọn File => Save II Phác họa toán: II.1 Phác thảo nội dung toán: - Từ thực đơn Sketch, chọn Lines, trỏ chuột thành “+” - Di chuyển trỏ chuột đến vị trí cần bắt dính click chuột trái - Tiếp tục trình điểm cuối kết thúc cách nhấp chuột phải Ghi chú: Trang 14 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS - Để phóng to hình nhấp cḥt vào biểu tượng Zoom Page - Để phóng to đối tượng nhấp chuột vào biểu tượng Zoom Objects II.2 Xác định phương pháp phân tích: - Từ thực đơn KeyIn, chọn Analyses, xuất hộp thoại: - Từ tab Analysis type chọn phương pháp Bishop, Ordinary and Janbu, OK II.3 Xác định tùy chọn phân tích toán: - Từ thực đơn KeyIn, chọn Analyses xuất hộp thoại: - Tab PWP Condition from Lựa chọn cách biểu diễn đường áp lực nước mao dẫn đường áp lực Piezometric Lines Trang 15 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS - Tab Slip Surface chọn Grid and Radius, cho phép định rõ lưới tâm bán kính mặt trượt - Lựa chọn hướng di chuyển mặt trượt từ trái sang phải Trang 16 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS - Lựa chọn ảnh hưởng sức căng đến việc xuất vết nứt nhóm Tension crack option No tension crack - Trong nhóm Convergence settings lựa chọn mức độ hội tụ cách nhập số mảnh mặt trượt sai số cho phép - Chọn OK II.4 Xác định hệ trục tọa độ AXES: Từ mục Sketch công cụ, chọn Axes xuất hộp thoại: Trang 17 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS Để tạo hệ trục X nằm ngang bên Y nằm bên trái: tích chọn vào Elevation distance hình ta được: II.5 Nhập thơng số tính tốn mặt đất: Trang 18 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS Từ thực đơn KeyIn chọn materials để khai báo lớp vật liệu, xuất hộp thoại hình: - Add : Thêm lớp vật liệu - Name : Điền tên lớp vật liệu - Material Model: Nhập mơ hình tính tốn Mohr Coulomb với lớp 1, 3; Bedrock với lớp đá gốc - Basic: Miêu tả lớp đất Sau điền thơng số dung trọng, lực dính góc nội ma sát vào ô tương ứng - Color: Chọn màu sắc lớp - Chọn Close : Đóng hộp thoại II.6 Vẽ đường ranh giới lớp đất vẽ phác thảo: - Từ thực đơn Sketch→Polylines hình xuất dấu “+”, sau tiến hành vẽ mặt cắt ngang mái dốc - Sau vẽ xong, kích chuột phải ESC để kết thúc Trang 19 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS - Trong mục Draw công cụ, chọn mục Regions xuất hộp thoại hình xuất dấu “+”, sau nối đường thẳng tạo thành đa giác kín Trang 20 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS II.7 Khai báo vật liệu lớp đất - Trong mục Draw công cụ chọn mục Materials xuất hộp thoại: - Và hoàn thành lớp sau: Trang 21 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS II.8 Vẽ đường phân bố áp lực nước lỗ rỗng đất: - Từ thực đơn Draw chọn Pore Water Pressure xuất hộp thoại Draw Piezometric Lines - Chọn lớp đất 1,2,3 mà đường áp lực nước qua - Nhấp nút Draw để vẽ đường đo áp - Kết thúc trình vẽ nút Done Trang 22 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS II.9 Khai báo tải trọng tập trung: - Chọn Draw → Point Loads xuất hộp thoại Draw point Loads: - Ô Magnitude: nhập độ lớn tải trọng 100KN - Ơ Direction: nhập hướng tải trọng 90 0, click chọn vị trí tải trọng rê chuột thẳng đứng lên phía trên, kết thúc lệnh nhấp Done Trang 23 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS II.10 Khai báo tải trọng phân bố: - Chọn Draw → Surcharge loads xuất hộp thoại: Trang 24 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS - Chọn Add - Ô Unit Weight: nhập giá trị tải phân bố 20KN/m - Direction: chọn Vertical - tải trọng thẳng đứng - Ô line #: Mặc định tên đường bao tải trọng II.11 Xác định bán kính mặt trượt lưới mặt trượt: Trang 25 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS - Xác định vùng bán kính mặt trượt thông qua việc định nghĩa điểm đường sử dụng cho việc tính tốn mặt trượt - Từ menu Draw chọn Slip Surface →Radius, di chuyển trỏ chuột xác định vùng dùng để vẽ đường bán kính mặt trượt - Từ menu Draw chọn Slip Surface →Grid, di chuyển trỏ chuột xác định vùng tâm mặt trượt II.12 Xử lý số liệu, xuất kết quả: - Vào thực đơn Window chọn Solve manager xuất hộp thoại: - Tích chọn vào SLOPE/W Analysis tiến hành kích vào Start phần mềm phân tích kết sau: - Kết thị theo Bishop: Trang 26 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS Trang 27 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS - Trên công cụ Window chọn Slip Surfaces để phần mềm thị tất cung trượt nguy hiểm Theo đó, kết hệ số an tồn K at = 1,560 > K[ơđ] =1,4 nên đảm bảo an tồn => khơng phải tính tốn thiết kế gia cường mái dốc Trang 28 ... 19,4 kN/m2 Tính tốn độ lún đường Trang Cơ học đất móng nâng cao 3.1 GVHD: TS Xác định độ lún ổn định lớp đất: Độ lún ổn định cuối lớp đất xác định theo cơng thức: S = a p.h Trong đó: a0: Hệ số... đắp qua vùng đất yếu Để từ đưa giải pháp để có độ lún cuối nhanh hiệu để rút ngắn thời gian thi cơng, thời gian chờ lún…., từ đưa cơng trình vào khai thác cách có hiệu Trang Cơ học đất móng nâng... Tổng sức kháng thành bên sức kháng mũi cọc tóm tắt theo bảng sau: Trang 23 Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS Trang Cơ học đất móng nâng cao GVHD: TS 1.2.2 Các phương pháp tính tốn theo Móng cọc-Tiêu