BT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦBT ĐỊA KĨ THUẬT ĐẦY ĐỦ
1 Dùng công thức Bishnoi để xác định sức chịu tải giới hạn đá nứt nẻ, có chiều rộng 30m, độ bền nén trục σ n=132,6MPa, cường độ lực liên kết c=38,28MPa Biết chiều rộng móng 12m Bài giải: Theo ta có: + chiều rộng khối đá S = 30m + chiều rộng móng B = 12m + độ bền nén trục đá: σn = 132,6MPa Hệ số sức chịu tải xác định theo công thức Nφ = tg2(450 + φ/2) (1) mặt khác độ bền nén xác định theo công thức: σn = 2c tg(450 + φ/2) 132,6 = x 38,28 x tg(450 + φ/2) => φ = 300 Thay vào (1) ta được: Nφ = tg2(450 + 300/2) Nφ = Thay vào công thức (*) Sức chịu tải giới hạn đá nứt nẻ: q gh 3 30 132,6 3 1 12 300,08Mpa Tính tóan thành phần sức chịu tải cọc đóng dựa theo kết thí nghiệm xuyên tiêu chủân (SPT) theo Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 cho cọc đơn tiết diện (0,4x0,4)m, đóng tới chiều sâu 18m Mực nước ngầm cách mặt đất 6m Đất mực nước ngầm tương ứng có trọng lượng thể tích 16,8kN/m 19,5kN/m3 Chỉ số N đếm chiều sâu mực nước ngầm 11;12 13 chiều sâu mực nước ngầm ; ; 9; 10 10 Cho cọc đóng bị chuyển dịch trọng lượng thể tích nuớc lấy 9,8kN/m3 Bài giải: Theo 22TCN 272 – 05 ta có thành phần SCT cọc đóng sau: Sức chống đất mũi cọc: qp 0,038 N corr Db D đó: + Db: chiều sâu đóng cọc , D b = 18m = 18000mm + D: đường kính cọc, D = 0,4m = 400mm + Ncorr: số SPT gần mũi cọc hiệu chỉnh, tính theo cơng thức: 1,92 N N corr 0,77 lg 'v đó: σ’v: ứng suất có hiệu thẳng đứng, σ’v = (γ1h1 + γ2h2) – γnh2 σ’v = 16,8 x + 19,5 x 12 – 9,8 x 12 = 217,2 kN/m2 = 0,2172 MPa N: số SPT chưa hiệu chỉnh đất gần mũi cọc, N = 10 => Ncorr = => qp = 11,97MPa Sức chống ma sát danh định thân cọc: cọc đóng bị dịch chuyển nên ta áp dung CT: Dùng cơng thức Me’nard để dự tính độ lún móng nơng đất sét đồng có chiều rộng 6m, chịu tải trọng 19,44MN Cho q gh N S N n N 1 (*) N B hệ số λ1 = 1,78 λ2 = 1,3 ứng với tỷ số chiều dài chiều rộng móng Hệ số α = ½ ứng với tỷ số EM / pl = Thực nghiệm xác định áp suất giới hạn pl = 950 kPa S 1,33 R q.R0 1 q.2 R (*) 3E M R0 4,5 EM lucgiu c2l P2.cos tg S sin(1 2)tg P 2.sin S cos( 2) luctruot 2 Bài giải: n Tính tốn thơng số: Đây cơng thức tính ổn định bờ dốc tóan phẳng mặt trượt theo phương pháp tải trọng thừa Áp dụng: + R: chiều rộng móng, R = 6/2 = 3m + R0: chiều rộng móng quy ước, R0 = 30cm = 0,3m + tỷ số chiều dài chiều rộng móng => chiều dài móng L = x = 18m + hệ số hình dạng móng λ1 = 1,78 λ2 = 1,3 + q: áp lực trung bình móng đặt lên đất nền, q = Q/F = 19,44 / (18 x ) = 0,18 MN/m2 = 0,18MPa + Môđun nén ngang EM = x pl = x 950 = 7600kPa = 7,6MPa Thay S vào công thức 1,33 0,18 0,31,78 7,6 0,3 (*) 0,5 ta 0,5 0,18 1,3 3 4,5 7,6 S = 0,024m = 2,4 cm Lập cơng thức tính tóan ổn định bờ dốc tóan phẳng, có mặt trượt thẳng phương pháp tải trọng thừa Áp dụng để tính hệ số ổn định bờ dốc dài 42m, có mặt đỉnh nằm ngang, góc nghiêng 60 (bằng góc nghiêng mặt trượt thứ bên so với phương nằm ngang) Mặt phẳng đứng qua giao điểm mặt trượt qua mép mặt đỉnh bờ dốc có chiều cao 8m (cũng băng chiều dài mặt trượt thứ hai bên dưới) Đá bờ dốc có trọng lượng thể tích γ=27,5 kN/m3; cường độ lực liên kết hai mặt trượt tương ứng c1=18kPa ; c2=28kPa, góc ma sát đá φ=450 Bài làm: Chia khối trượt mặt phẳng đứng qua giao điểm mặt trượt thành khối tương tác (như hình vẽ ) khoi khoi N1 T1 C1 P1 Fms1 Ts Ns S T2 N2 1 qs 0,0019 N N N i giá trị trung n bình chưa hiệu chỉnh số SPT đếm dọc theo thân cọc 11 12 13 10 10 N 10 , suy qs = 0,0019 x 10 = 0,019Mpa khối trượt truyền vào khối lực S: S = T1 – (Fms1 +C1) + Xét khối 2: gọi P2 tải trọng khối phân tích P2 thành thành phần N2, T2 (hình vẽ) ta có: N2 = P2 cosα2 T2 = P2.sinα2 phân tích S thành thành phần Ns Ts (hình vẽ) Ns = S sin (α1-α2) Ts = S cos (α1-α2) lực giữ gồm: C2 = c2.l2 Fms2 = N2 tgφ2 = P2 cosα2 tgφ2 Fmss = Ns tgφ2 = S.sin (α1-α2) tgφ2 lực gây trượt: T2 = P2.sinα2 Ts = S cos (α1-α2) hệ số ổn định bờ dốc là; P2 C2 Fms2 2 + Xét khối 1: gọi P1 tải trọng khối Phân tích P1 thành thành phần N1, T1 (hình vẽ) Ta có: N1 = P1 cosα1 T1 = P1.sinα1 lực giữ gồm C1 =c1.l1 Fms1 = N1 tgφ1 = P1.cosα1.tgφ1 Lực gây trượt T1 Giả sử: lực gây trượt > lực giữ hay T1 > Fms1 + C1 Theo ta có khối trượt xác định hình vẽ Áp dụng cơng thức tính ổn định bờ dốc tốn phẳng, có mặt trượt phẳng pp tải trọng thừa ta có hệ số ổn định bờ dốc: P cos tg c2 l2 S sin(1 ).tg n P2 sin S cos(1 ) Theo đề ta có: L=42m α1 = 60o BM = l2 = 8m γ =27.5 kN/m3 c1 = 18kPa = 18kN/m2 c2 = 28kPa = 28kN/m2 φ1=φ2 = φ = 45o Dễ dàng thấy: α2 = 600 – ^MDB = 300 Tìm P1: xét khối (AMB): l1 = AM = BM/ cos30o = 8/ cos30o = 9.24m AB l1 BM 9.24 4.62m SABM = 0.5 x 4.62 x = 18.48 m2 V1 = SABM x L = 18.48 x 42 = 776.16 m3 P1 = V1 x γ = 776.16 x 27.5 = 21344.4(kN) Tìm P2: Xét khối (BMD) ta có: MH = BM x sin 300 = x 0.5 = 4m BH =DH= BM x cos 300 = x 6.93m SBMD = 0.5 x MH x (BH + DH) =0.5 x x (6.93 + 6.93) = 27.72 m2 V2 = SBMD x L = 27.72 x 42 = 1164.24 m3 P2 = V2 x γ=1164.24 x 27.5 = 32016.6 kN Tìm S: ta có: S = T1 – (Fms1 + C1) = P1 sinα1 – (P1.cosα1.tgφ1 + c1.l1) thay số liệu vào ta có: S = 21344.4 x sin60o – (21344.4 x cos60o x tg45o + 18 x 9.24) = 7646.28 kN Từ cơng thức tính hệ số ổn định n: n P2 cos tg c2 l2 S sin(1 ).tg P2 sin S cos(1 ) Thay số liệu vào ta có: n 32016.6 cos 30 0.tg 450 28 8 7646.28 sin(60 30 ).tg 450 1.4 32016.16 sin 30 7646.28 cos(60 30 ) KL: Bờ dốc ổn định Tính tóan ổn định bờ dốc tóan phẳng, mặt trượt trụ tròn phương pháp phân mảnh Phương pháp phân mảnh giả thiết mặt trượt mặt trụ tròn, mặt cắt cung tròn tâm O, bán kính R Dùng mặt phẳng thẳng đứng để chia khối trượt thành nhiều mảnh, có chiều rộng b (lấy ) Xét cân mảnh chia ra, làm tổng chúng, áp dụng công thức tính hệ số ổn định n, đánh giá ổn định bờ dốc Xét mảnh chia khối trượt có chiều cao h, mặt mảnh hợp với Phương ngang góc β, mặt đáy mảnh hợp với phương ngang góc α Trọng lượng mảnh w Lực tác động động đất theo phương ngang phương đứng tính theo hệ số động đất theo phương ngang kh phương đứng kv Trên mặt trượt đáy mảnh có lực tác dụng : Phương lực theo phương pháp tuyến có giá trị N’ + uα, N’ phản lực pháp tuyến có hiệu uα lực nước lỗ rỗng gây Lực chống cắt (trượt) đất đáy mảnh huy động để thoả mãn điều kiện cân giới hạn, tính cơng thức: Sm= Sức chống cắt vốn có đất tính theo điều kiện bền Coulomb :Sa = N’ tgρ + c với ρ: góc ma sát C: lực dính n hệ số ổn định bờ dốc Ở mặt mảnh, có lực tác dụng: Lực tải trọng bên Q gây ra, lực hợp với phương thẳng đứng góc δ Lực tác dụng nước mặt U β, hợp với phương thẳng đứng góc β Ở bên mảnh có lực tương tác mảnh : + Phía bên trái lực Z t, hợp với phương nằm ngang góc θt + Phía bên phải lực Z p, hợp với phương nằm ngang góc θp Các lực coi hợp lực thành phần thẳng đứng Xt , Xp thành phần nằm ngang Et, Ep tương ứng Sử dụng điều kiện cân giới hạn, nhiều tác giả đưa giải pháp khác để tính tốn ổn định bờ dốc K.E.Petterson (1926) W.Fellenius (1927) dùng phương pháp phân mảnh sớm để tính ổn định bờ dốc Để đơn giản ông cho mảnh chia khơng có lực tương tác Phương pháp Bishop đơn giản: Bishop tính ốn định bờ dốc theo phương pháp phân mảnh cách sử dụng điều kiện cân giới hạn với tổng lực theo phương thẳng đứng điều kiện cân tổng momen với tâm cung trượt hình tròn giả thiết lực tương tác mảnh có giá tri thành phần theo phương ngang E, thảnh phần thẳng đứng Chú ý áp lực pháp tuyến có hiệu lực áp lực nước lỗ rỗng gây tác dụng lên mặt trượt qua tâm cung trượt, nên chúng khơng có mặt phương trình cân mơ men thế, phương trình Bishop khơng dùng để tính tốn cho bờ dốc có mặt trượt khơng phải cung tròn Sau Bishop sử dụng điều kiện cân tổng lực theo phương ngang để tính ổn định bờ dốc phương pháp Bishop xác Phương pháp Janbu đơn giản: Janbu tính ổn định bờ dốc theo phương pháp phân mảnh cách sử dụng điều kiện cân giới hạn lực theo phương thẳng đứng nằm ngang tất tác dụng lên mảnh chia giả thiết lực tương tác mảnh có giá trị thành phần theo phương ngang E, thành phần theo phương thẳng đứng Do không sử dụng điều kiện cân mô men với tâm cung trượt tính tốn, nên phương pháp sử dụng trường hợp mặt trượt có dạng 1973 Janbu sử dụng thêm điều kiện cân momen tất lực với tâm điểm đáy mảnh chia, kết hợp với điều kiện cân tồng lực theo phương thẳng đứng nằm ngang với giả thiết lực tương tác mảnh có phương nằm ngang tác dụng theo đường tác dụng nằm độ cao 1/3 chiều cao mảnh tính từ đáy phương pháp Janbu tổng quát Phương pháp Spencer: E.Spencer đề cách tính ổn định bờ dốc đất có mặt trượt trụ tròn phương pháp phân mảnh giả thiết lực tương tác mảnh hợp lực thành phần thẳng đứng Xp, Xt nằm ngang Ep, Et thành Zp, Zt hợp với phương nằm ngang góc khơng đổi θ toàn khối trượt Phương pháp cân giới hạn: A.K.Chugh nêu 1986 sở mở rộng phương pháp E.Spencer để tính ổn định bờ dốc phương pháp phân mảnh với bờ dốc dạng mặt trượt giả thiết lực lượng tương tác mảnh có phương khác nhau, biểu diễn theo quan hệ thành phần thẳng đứng nằm ngang Khi tính tốn theo phương pháp cân giới hạn tổng quát, người ta thường tiến hành theo bước: Giả thiết góc lực tương tác mảnh θ, cho mảnh (ở chân bờ dốc) 1.Xác định hệ số ổn định bờ dốc theo công thức (III.4.132) (III.4.135) thoả mãn điều kiện cân lực với Zp cho mảnh cuối với lực Lực lực thuỷ tĩnh nước khe nứt keo xuất mặt đỉnh bờ dốc Nếu khơng có khe nứt lực bên ngồi 2.Tính Zp Zt 3.Dung lực tương tác mảnh tình bước thay vào cơng thức (III.4.135) để tính θp cho hp lớp cuối hay cánh tay đòn lực thuỷ tĩnh khe nứt kéo Việc tính tốn làm liên tục cho mảnh, bắt đầu với mảnh chân bờ dốc θ p ht =0 4.Làm lại bước bước thu nhiều giá trị a hệ số ổn định góc lực tương tác mảnh 5.Trong số trường hợp tính ứng suất pháp hay ứng suất tiếp tổng cộng mặt đứng mảnh chia để kiểm tra tính hợp lý giá trị hệ số ổn định bờ dốc thu ... thuỷ tĩnh nước khe nứt keo xuất mặt đỉnh bờ dốc Nếu khơng có khe nứt lực bên ngồi 2.Tính Zp Zt 3.Dung lực tương tác mảnh tình bước thay vào công thức (III.4.135) để tính θp cho hp lớp cuối hay