09/08/2016 CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT Tính chất học đất bao gồm : Tính thấm đất Tính biến dạng đất CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT Tính chống cắt đất (tính bền) Tính đầm chặt đất Nhiệm vụ : Xác định đặc trưng biến dạng Tính lún Xác định đặc trưng chống cắt BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT BÀI 1: TÍNH THẤM CỦA ĐẤT BÀI 1: TÍNH THẤM CỦA ĐẤT Các định nghĩa Định luật Darcy Điều kiện đủ dòng thấm Thí nghiệm xác định hệ số thấm Hệ số thấm số loại đất Áp lực dòng thấm lên đất BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT Cột nước áp : cột nước ống phép dòng nước qua điều kiện thuận lợi Dòng nước qua Điều kiện thuận lợi : Lỗ rỗng đủ lớn ( điều kiện bên trong) Áp lực đủ lớn (điều kiện bên ngoài) Hạt Đất Lỗ rỗng Chiều cao cột nước áp (hp): chiều cao cột nước dâng lên : từ điểm đặt (A) mặt nước Chiều cao cột nước (hz): chiều cao cột nước kể từ điểm đặt (A) đến mặt chuẩn so sánh chọn; Cột nước tổng (H): tổng chiều cao cột nước kể từ mức so sánh đến mặt nước dâng: H = hp + hz hpA Khối Đất hzA Tính thấm : tính chất đất cho Ống đo cột nước HA 1.1 Các khái niệm bản: A Mức so sánh 09/08/2016 BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT Gradient thủy lực (độ dốc thủy lực): cường độ thay đổi cột nước tổng đơn vị chiều dài dòng chảy, kí hiệu I: LAB – khoảng cách hai điểm A B hpA HB hpB DHAB BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT Gradient thủy lực điểm: HA B hzB hzA h(x) :hàm cột nước A tổng thay đổi theo hướng dòng chảy Mức so sánh BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT 1.2 Định luật Darcy 1.2 Định luật Darcy (tiếp) • v: Vận tốc thấm, (m/s) lưu lượng nước thấm qua • k : hệ số thấm (cm/s) : đặc trưng cho tính thấm đất o Đơn vị vận tốc o Thể nước chảy đất o Biến thiên lớn với loại đất o Xác định thí nghiệm đơn vị diện tích vng góc dòng thấm Lưu ý: Diện tích thấm A bao gồm cốt đất: vthực > v Do nước thấm qua lỗ rỗng: vthực = v/n = v(1 + e)/e BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT • BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT v Định luật Darcy Biểu diễn biến thiên Đất hạt thô Đất hạt mịn gradient thủy lực vận tốc thấm 1’ I I* Io I’ I Quan hệ : v - i 09/08/2016 BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT 1.3.1 Thí nghiệm với cột nước khơng đổi 1.3 Thí nghiệm xác định hệ số thấm Đường tràn Nguyên tắc : Lưu lượng q thấm qua mẫu đất bão hòa Cột nước áp h sinh dòng thấm Sử dụng định luật Darcy Trình tự thí nghiệm: o Đo chênh cao cột nước DH = h1 – h2 o Đo lưu lượng nước q: q = Q/t o Kết thí nghiệm cặp giá trị {DH, Q} hay {DH, q} Hệ số thấm xác định theo cơng thức: Phân loại: Thí nghiệm với cột nước khơng đổi Thí nghiệm với cột nước thay đổi Cấp nước vào bể Ống đo áp DH Khóa K1 h Lưới lọc A Mức so sánh Mẫu tiết diện A BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT hB L Q Khóa K2 BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT 1.5 Hệ số thấm số loại đất: Loại đất Cuội sỏi Cát Cát bụi, cát pha sét Sét pha cát Sét Hệ số thấm, k, (cm/s) 10 ÷ 100 10-3 ÷ 10 10-5 ÷ 10-3 10-5 ÷ 10-7 < 10-7 Giá trị k thay đổi phạm vi lớn phụ thuộc vào: kích thước, hình dạng hạt đất, kết cấu độ chặt đất, lỗ rỗng đất (chú ý đến lỗ rỗng kín hở) BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT 1.5 Thấm qua nhiều lớp • Nền tương đương nhiều lớp lớp có chiều dày tổng chiều dày lớp xét có lưu lượng thấm qua khơng đổi • Hệ số thấm tương đương hệ số thấm tương đương h1 kh1 kv1 hi kvi ktd 1.5.1 Thấm ngang: Gradient thủy lực lớp : I Lưu lượng tổng = tổng lưu lượng lớp I I i DH DL const n q qi i 1 ktd n hn khn kvn H hi i 1 09/08/2016 BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT 1.5.2 Thấm đứng: q Q Lưu lượng tổng = lưu lượng lớp Q qi v vi i Vận tốc thấm lớp A A Cột nước tổng = tổng cột nước lớp hi Q vi kvi v ktđ A hi DH DH i 1.6 Áp lực dòng thấm Khi đất có dòng thấm Dòng thấm sinh lực tác dụng lên hạt đất Lực thấm đơn vị thể tích đất, kí hiệu j, (áp lực thấm) const v DH ktđ L n hi j I g j I g g i 1 n g hi i 1 Hn z gbh j I g Dòng thấm gbh ... thay đổi theo hướng dòng chảy Mức so sánh BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT 1 .2 Định luật Darcy 1 .2 Định luật Darcy (tiếp) • v: Vận tốc thấm, (m/s) lưu lượng nước thấm qua • k : hệ số... i DH DL const n q qi i 1 ktd n hn khn kvn H hi i 1 09/08 /20 16 BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT 1.5 .2 Thấm đứng: q Q Lưu lượng tổng = lưu lượng lớp Q qi v vi ... thiên Đất hạt thô Đất hạt mịn gradient thủy lực vận tốc thấm 1’ I I* Io I’ I Quan hệ : v - i 09/08 /20 16 BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT BÀI TÍNH THẤM CỦA ĐẤT 1.3.1 Thí nghiệm với cột nước khơng đổi 1.3 Thí