Bai tap nhiem vu 2 Bài tập lớn công trình trên nền đất yếu

Bai tap nhiem vu 2 Bài tập lớn công trình trên nền đất yếuBai tap nhiem vu 2 Bài tập lớn công trình trên nền đất yếuBai tap nhiem vu 2 Bài tập lớn công trình trên nền đất yếuBai tap nhiem vu 2 Bài tập lớn công trình trên nền đất yếuBai tap nhiem vu 2 Bài tập lớn công trình trên nền đất yếuBai tap nhiem vu 2 Bài tập lớn công trình trên nền đất yếuBai tap nhiem vu 2 Bài tập lớn công trình trên nền đất yếuBai tap nhiem vu 2 Bài tập lớn công trình trên nền đất yếuBai tap nhiem vu 2 Bài tập lớn công trình trên nền đất yếu

Trang 1

Nhiệm vụ: Tính toán sự thay đổi ứng suất hữu hiệu và lún theo thời gian

Câu 1: Vẽ biểu đồ phân bố ứng suất hữu hiệu theo độ sâu σ’ 0 (z) trước khi đắp lớp cát bùn và vẽ biểu đồ phân bố ứng suất hữu hiệu theo độ sâu σ’(z) sau khi đắp lớp cát bùn, khi nền đã hoàn tất cố kết

Chia lớp đất sét bùn thành 10 lớp nhỏ, mỗi lớp nhỏ dày 1.5m

- Ứng suất hữu hiệu theo độ sâu trước khi chất tải:

+ Lớp 1:

+ Lớp 2:

+ Lớp 3:

+ Lớp 4:

+ Lớp 5:

+ Lớp 6:

+ Lớp 7:

+ Lớp 8:

+ Lớp 9:

+ Lớp 10:

- Ứng suất hữu hiệu theo độ sâu sau khi chất tải: sự gia tăng ứng suất hữu hiệu

∆σ = 19.6*5 = 98kN/m2

+ Lớp 1:

+ Lớp 2:

+ Lớp 3:

+ Lớp 4:

+ Lớp 5:

+ Lớp 6:

+ Lớp 7:

+ Lớp 8:

1( ) 1 1 15.1*1.5 10*1.5 7.65 /

2( ) 1( ) ( 2 2) 7.65 (15.1*1.5 10*1.5) 15.3 /

3( ) 2( ) ( 3 3) 15.3 (15.1*1.5 10*1.5) 22.95 /

4( ) 3( ) ( 4 4) 22.95 (15.1*1.5 10*1.5) 30.6 /

5( ) 4( ) ( 5 5) 30.6 (15.1*1.5 10*1.5) 38.25 /

6( ) 5( ) ( 6 6) 38.25 (15.1*1.5 10*1.5) 45.9 /

7( ) 6( ) ( 7 7) 45.9 (15.1*1.5 10*1.5) 53.55 /

8( ) 7( ) ( 8 8) 53.55 (15.1*1.5 10*1.5) 61.2 /

9( ) 8( ) ( 9 9) 61.2 (15.1*1.5 10*1.5) 68.85 /

10( ) 9( ) ( 10 10) 68.85 (15.1*1.5 10*1.5) 76.5 /

1( )z o z1( ) 7.65 98 105.65kN m/

2( )z o z2( ) 15.3 98 113.3kN m/

3( )z o z3( ) 22.95 98 120.95kN m/

4( )z o z4( ) 30.6 98 128.6kN m/

5( )z o z5( ) 38.25 98 136.25kN m/

6( )z o z6( ) 45.9 98 143.9kN m/

8( )z o z8( ) 61.2 98 159.2kN m/

7( )z o7( )z 53.55 98 151.55kN m/

Trang 2

+ Lớp 9:

+ Lớp 10:

Bảng tổng hợp ứng suất hữu hiệu trước và sau khi đắp lớp cát bùn, khi nền đã

hoàn tất cố kết.

Biểu đồ phân bố ứng suất hữu hiệu theo độ sâu σ’ 0 (z) và σ’(z)

Câu 2: Tính lún cuối cùng của mặt nền do trong lượng đất đắp:

Lớp 1:

1/ Ứng suất hữu hiệu trước khi chất tải tại điểm giữa:

2/ Ứng suất hữu hiệu sau khi chất tải:

1 o1(1/2) 3.825 98 101.825kN m/

'

1(1/2)

7.65 3.825 /

o

9( )z o z9( ) 68.85 98 166.85kN m/

10( )z o10( )z 76.5 98 174.5kN m/

Trang 3

3/ Đường quan hệ ứng suất – biến dạng:

4/ Ứng suất tiền cố kết: σ’p1 = σ’01(1/2) = 3.825 kN/m2

5/ Chập σ’01(1/2) và σ’1 lên đường e - lgσ’, tính được ∆e1: so sánh ta có σ’1 > σ’p1

6/ Lún cuối cùng:

Lớp 2:

4/ Ứng suất tiền cố kết: σ’p2 = σ’02(1/2) = 11.475 kN/m2

Lớp 3:

4 Ứng suất tiền cố kết: σ’p3 = σ’03(1/2) = 19.125kN/m2

e - lgσ’

1 c1*(log( ) log(1 01(1/2))) 0.36*(log(101.825) log(3.825)) 0.5131

1

0

0.5131

c

e

∆

2 o2(1/2) z 11.475 98 109.475kN m/

' '

2(1/2)

7.65 15.3

11.475 /

o o

2 c2*(log( 2) log( 02(1/2))) 0.36*(log(109.475) log(11.475)) 0.3526

2

0

0.3526

c

e

∆

e - lgσ’

3 o3(1/2) z 19.125 98 117.125kN m/

3(1/2)

15.3 22.95

19.125 /

o o

3 c3*(log( 3) log( 03(1/2))) 0.36*(log(117.125) log(19.125)) 0.2833

3

0

0.2833

c

e

∆

e - lgσ’

Trang 4

Lớp 4:

4/ Ứng suất tiền cố kết: σ’p4 = σ’04(1/2) = 26.775kN/m2

Lớp 5:

Lớp 6:

4 o4(1/2) z 26.775 98 124.775kN m/

4(1/2)

22.95 30.6

26.775 /

o o

4 c4*(log( 4) log( 04(1/2))) 0.36*(log(124.775) log(26.775)) 0.2406

4

0

0.2406

c

e

∆

e - lgσ’

5 o5(1/2) z 34.425 98 132.425kN m/

5(1/2)

30.6 38.25

34.425 /

o o

5 c5*(log( 5) log( 05(1/2))) 0.36*(log(132.425) log(34.425)) 0.2106

5

0

0.2106

c

e

∆

e - lgσ’

6 o6(1/2) z 42.075 98 140.075kN m/

6(1/2)

38.25 45.9

42.075 /

o o

e - lgσ’

Trang 5

5/ Chập σ’06(1/2) và σ’6 lên đường e - lgσ’, tính được ∆e6: so sánh ta có σ’6 >σ’p6

Lớp 7:

Lớp 8:

Lớp 9:

6 c6*(log( 6) log( 06(1/2))) 0.36*(log(140.075) log(42.075)) 0.188

6

0

0.188

c

e

∆

7 o7(1/2) z 49.725 98 147.725kN m/

7(1/2)

45.9 53.55

49.725 /

o o

7 c7*(log( 7) log( 07(1/2))) 0.36*(log(147.725) log(49.725)) 0.1702

7

0

0.1702

c

e

∆

e - lgσ’

8 o8(1/2) z 57.375 98 155.375kN m/

8(1/2)

53.55 61.2

57.375 /

o o

8 c8*(log( 8) log( 08(1/2))) 0.36*(log(155.375) log(57.375)) 0.1558

8

0

0.1558

c

e

∆

e - lgσ’

9(1/2)

61.2 68.85

65.025 /

o o

Trang 6

Lớp 10:

5/ Chập σ’010(1/2) và σ’10 lên đường e - lgσ’, tính được ∆e10: so sánh ta có σ’10 > σ ’p10

Vậy độ lún cuối cùng của mặt nền tự nhiên:

Sc = Sc1+ Sc2+ Sc3+ Sc4 + Sc5 + Sc6+ Sc7 + Sc8 + Sc9+ Sc10

= (0.3665+ 0.2519 + 0.2024 + 0.1719 + 0.1504 + 0.1343 + 0.1216 + 0.1113 + 0.1026 + 0.0954)m = 1.7083 m

9 o9(1/2) z 65.025 98 163.025kN m/

9 c9*(log( 9) log( 09(1/2))) 0.36*(log(163.025) log(65.025)) 0.1437

9

0

0.1437

c

e

∆

e - lgσ’

10 o10(1/2) z 72.675 98 170.675kN m/

10(1/2)

68.85 76.5

72.675 /

o o

10 c10*(log( 10) log( 010(1/2))) 0.36*(log(170.675) log(72.675)) 0.1335

10

0

0.1335

c

e

∆

e - lgσ’

Trang 7

Bảng tổng hợp độ lún cuối cùng

Câu 3: Vẽ biểu đồ lún mặt nền theo thời gian (m – năm):

Chọn các mốc thời gian: t1= 0.25 năm, t2= 0.5 năm, t3= 1 năm, t4= 2 năm,

t5= 3 năm, t6= 4 năm, t7= 6 năm, t8= 8 năm, t9= 15 năm và t10= 25 năm

Hệ số cố kết: Cv = 0.858 m2/năm

Chiều dài đường thấm: Hdr = H/2 = 15/2 = 7.5m

- Tại t 1 = 0.25 năm:

+ Tham số thời gian:

+ Độ cố kết trung bình Uavg1: dựa vào T1 vừa tính, nội suy từ bảng hình 8.9 (b) trang 157 (Sivakugan và Das 2010) được Uavg1 = 1.92%

+ Lún theo thời gian: St1 = Uavg1*Sc =1.92%*1.7083 = 0.0328 m

- Tại t 2 = 0.5 năm:

Tương tự ta được:

+ Độ cố kết trung bình: Uavg2 = 3.83%

- Tại t 3 = 1 năm:

0.858

7.5

dr

v C

H

0.858

7.5

v dr

C

H

0.858

7.5

v

dr

C

H

Trang 8

- Tại t 4 = 2 năm:

- Tại t 5 = 3 năm:

- Tại t 6 = 4 năm:

- Tại t 7 = 6 năm:

- Tại t 8 = 8 năm:

- Tại t 9 = 15 năm:

0.858

7.5

v dr

C

H

0.858

7.5

v dr

C

H

0.858

7.5

v dr

C

H

0.858

7.5

v dr

C

H

0.858

7.5

v dr

C

H

0.858

7.5

v dr

C

H

Trang 9

- Tại t 10 = 25 năm:

Bảng tổng hợp lún theo thời gian (m-năm)

Biểu đồ lún theo thời gian

0.858

7.5

v dr

C

H

Trang 10

Câu 4: Vẽ biểu đồ phân bố ứng suất hữu hiệu: theo độ sâu σ’(z) khi độ cố kết trung bình U avg =50%

Từ Uavg=50% tra bảng hình 8.9 (b) trang 157 (Sivakugan và Das, 2010) được

T = 0.197

Tại mỗi độ sâu Z:

+ Tại Z=1.5m:

- Tham số hình học:

- Tra bảng hình 8.9 (a) trang 157 (Sivakugan và Das, 2010) được Uz = 0.75

- Áp lực nước lổ rỗng dư: ∆u = ∆u0 - Uz* ∆u0 = 98 – 0.75*98 = 24.5 kN/m2

- Lượng thay đổi ứng suất hữu hiệu: ∆σ' = ∆σ - ∆u = 98 – 24.5 = 73.5 kN/ m2

- Ứng suất hữu hiệu: σ' = σ’01 + ∆σ' = 7.65 + 73.5 = 81.15 kN/ m2

+ Tại Z=3m:

- Tra bảng hình 8.9 (a) trang 157 (Sivakugan và Das 2010) được Uz = 0.55

- Ứng suất hữu hiệu: σ' = σ’02+ ∆σ' = 15.3 + 53.9 = 69.2 kN/ m2

+ Tại Z=4.5m:

- Lượng thay đổi ứng suất hữu hiệu: ∆σ' = ∆σ - ∆u = 98 – 61.25 = 36.75 kN/

m2

+ Tại Z=6m:

1.5 0.2 7.5

dr

Z

H = =

3 0.4 7.5

dr

Z

H = =

4.5 0.6 7.5

dr

Z

H = =

6 0.8 7.5

dr Z

H = =

Trang 11

- Lượng thay đổi ứng suất hữu hiệu: ∆σ' = ∆σ - ∆u = 98 – 71.54 = 26.46 kN/

m2

+ Tại Z=7.5m:

+ Tại Z=9m:

+ Tại Z=10.5m:

+ Tại Z=12m:

+ Tại Z=13.5m:

7.5 1 7.5

dr

Z

H = =

9 1.2 7.5

dr

Z

H = =

10.5 1.4 7.5

dr

Z

12 1.6 7.5

dr

Z

H = =

13.5 1.8

Z = =

Trang 12

+ Tại Z=15m:

- Tra bảng hình 8.9 (a) trang 157 (Sivakugan và Das 2010) được Uz = 1

- Áp lực nước lổ rỗng dư: ∆u = ∆u0 - Uz* ∆u0 = 98 – 1*98 = 0 kN/m2

- Lượng thay đổi ứng suất hữu hiệu: ∆σ' = ∆σ - ∆u = 98 – 0 = 98 kN/ m2

- Ứng suất hữu hiệu: σ' = σ’010 + ∆σ' = 76.5 + 98 = 174.5 kN/ m2

Bảng tổng hợp ứng suất hữu hiệu

15 2 7.5

dr Z

H = =

Trang 13

Biểu đồ phân bố ứng suất hữu hiệu theo độ sâu σ’(z)

Định dạng
Số trang	13
Dung lượng	1,2 MB