Tài liệu cơ học đất phan3

CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN CHƯƠNG 3: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG 3.2 ỨNG SUẤT HIỆU QUẢ, ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG 3.3 ỨNG SUẤT DO TẢI TRỌNG BẢN THÂN 3.4 ỨNG SUẤT DO TẢI TRỌNG NGOÀI 3.5 ỨNG SUẤT TIẾP XÚC 3.6 ẢNH HƯỞNG CỦA TÍNH KHÔNG ĐỒNG NHẤT 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG 3.1.1 Ứng suất, Tenseur ứng suất TTƯS phân tố đất xác đònh thành phần: σx, σy, σz, τxy, τyz, τzy Ký hiệu ứng suất: số đầu mặt phẳng chứa thành phần ứng suất phương thẳng góc với mặt đó, số thứ hai phương tác động ứng suất 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG 3.1.1 Ứng suất, Tenseur ứng suất Các thành phần ứng suất viết dạng ma trận hàng – cột gọi tenseur ứng suaát [σ] = σij = σx τyx τxy σy τxz τyz τzx σxx τyx τzx σ11 τ21 τ31 τzy = τxy σyy τzy = τ12 σ22 τ32 σz τxz τyz σzy τ13 τ23 σ33 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG 3.1.1 Ứng suất, Tenseur ứng suất Tensuer ứng suất cầu tenseur ứng suất lệch: [σ] = σx τyx τxy σy τxz τyz τzx τzy σz = p = σx + σy + σz ( p 0 ) p 0 p + σx -p τxy τxz τyx σy -p τyz τzx τzy σz -p – ứng suất trung bình Tenseur ứng suất cầu diễn tả TTƯS giá trò nén theo hướng Tenseur ứng suất lệch diễn tả nguồn gốc phát sinh ứng suất tiếp lệch ƯS 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG 3.1.2 Vòng tròn Mohr ứng suất Vòng tròn Mohr ứng suất quỹ tích điểm (σ,τ ) mặt phẳng qua điểm xét 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG 3.1.2 Vòng tròn Mohr ứng suất • Bài toán phẳng [σ] = σij = σx τxz 0 τzx σz 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG 3.1.2 Vòng tròn Mohr ứng suất Bài toán đối xứng trục: σ1 ≠ σ2 = σ3 ≠ 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG 3.1.3 Các loại ứng suất phải xác đònh Ứng suất tải trọng thân đất gây nên Ứng suất tải trọng gây nên (ứng suất phụ thêm) Ứng suất tiếp xúc (áp lực tải trọng ngoài) đáy móng công trình 3.2 ƯS HIỆU QUẢ – ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG Do đất vật thể nhiều pha, ứng suất đất bao gồm ứng suất tiếp nhận hạt rắn (ƯS hữu hiệu-σ’) ứng suất truyền dẫn nước (áp lực nước lỗ rỗng u) Đònh đề Terzaghi: σ = σ’+ u 3.5 ƯS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG 3.5.2 Cách tính gần Với móng tuyệt đối cứng: ƯS tiếp xúc chấp nhận phân bố tuyến tính Với móng mềm: ƯS tiếp xúc thường giả thiết tỷ lệ với chuyển vò thẳng đứng đáy móng hay biến dạng đàn hồi đất Wz = C= Trong đó: C – hệ số biến dạng tuyến tính P π CR E0 – môđun tổng biến dạng Eo μ0 – hệ số biến dạng hông − μo 3.5 ƯS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG 3.5.2 Cách tính gần Wz = ∫∫ πC F p ( ξ ,η ) ⋅ d ξ ⋅ dη (x −ξ ) + ( y −η ) Đối với móng tuyệt đối cứng: + TH toán không gian: Wo ( x, y ) = Ax + By + C + TH toán phẳng: Wo ( x ) = Ax + B 3.5 ÖS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG 3.5.3 Trường hợp toán khoâng gian Wz ( M ) = ∫∫ πC F p ( ξ ,η ) ⋅ dξ ⋅ dη (x −ξ ) + ( y −η ) ⎧ ⎪ ∫∫ p (ξ ,η ) ⋅ dξ ⋅ dη = P ⎪F ⎪ ⎨ ∫∫ ξ ⋅ p (ξ ,η ) ⋅ dξ ⋅ dη = M ( y ) ⎪F ⎪ η ⋅ p ξ ,η ⋅ dξ ⋅ dη = M x ( ) ( ) ⎪ ∫∫ ⎩F = Ax + By + C = Wo ( M ' ) 3.5 ƯS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG 3.5.3 Trường hợp toán không gian a/ Móng chữ nhật chòu tải trọng thẳng đứng tâm: N N p= = F a ⋅b Trong đó: N - Tổng tải trọng thẳng đứng p - áp lực đáy móng F - Diện tích đáy móng a,b - Cạnh dài cạnh ngắn móng 3.5 ƯS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG 3.5.3 Trường hợp toán không gian b/ Móng chữ nhật chòu tải trọng thẳng đứng lệch tâm chiều: My N Mx p= + y+ x F Jx Jy Trong đó: x, y - toạ độ điểm A cần tính áp lực đáy móng Jx, Jy - Mô men quán tính trục xx yy Mx, My - Mô men trục xx yy ex, ey - Độ lệch tâm tải trọng theo trục x y 3.5 ƯS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG 3.5.3 Trường hợp toán không gian c/ Móng chữ nhật chòu tải trọng thẳng đứng lệch tâm chiều: max p N ⎛ 6ex ⎞ = ⎜1 ± ⎟ F⎝ b ⎠ 3.5 ÖS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG 3.5.3 Trường hợp toán không gian d/ Móng tròn chòu tải trọng tâm: pm px , y = Trong đó: 1− pm – áp lực trung bình lên móng ρ2 r pm = r – bán kính móng tròn ρ - khoảng cách từ tam móng đến điểm xét ρ ≤ r Khi ρ = ⇒ px,y = 0,5pm Khi ρ = r/2 ⇒ px,y = 0,58pm Khi ρ = r ⇒ px,y = ∞ N π r2 3.5 ƯS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG 3.5.3 Trường hợp toán không gian e/ Móng tròn chòu tải trọng lệch tâm: Trong đó: ⎛ ey ⎞ ⎜ + 1⎟ N r ⎝ ⎠ px , y = 2 2π r r − x − y r – bán kính móng tròn x,y – tọa độ điểm xét e – độ lệch tâm 3.5 ƯS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG 3.5.4 Trường hợp toán phẳng Wz ( M ) = +b / ∫ p (ξ ) ln x − ξ dξ = Ax + B = W ( M ') π C −b / ⎧+b / ⎪ ∫ p (ξ ) dξ = P ⎪−b / ⎨+b / ⎪ ξ p ξ dξ = M ( ) ⎪ ∫ ⎩−b / o 3.5 ƯS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG 3.5.4 Trường hợp toán phẳng a/ Móng cứng hình băng chòu tải trọng trung tâm: p( x) = Trong đó: ⋅ pm ⎛x⎞ π ⋅ 1− ⎜ ⎟ ⎝ b1 ⎠ pm – áp lực trung bình đáy móng x – khoảng cách từ tâm móng đến điểm xét b1 – nửa chiều rộng móng pm = N 2b1 3.5 ƯS TIẾP XÚC DƯỚI ĐÁY MÓNG 3.5.4 Trường hợp toán phẳng b/ Móng cứng hình băng chòu tải trọng lệch tâm: max p N ⎛ 6e ⎞ = ⎜1 ± ⎟ b⎝ b ⎠ a) Khi e < b/6 b) Khi e = b/6 c) Khi e > b/6 3.6 ẢNH HƯỞNG CỦA TÍNH KHÔNG ĐỒNG NHẤT 3.6 ẢNH HƯỞNG CỦA TÍNH KHÔNG ĐỒNG NHẤT 3.6.1 Trường hợp đất lớp đá cứng + Giả thiết μ0 = 0,5 σ ( z =h ) p = 0,822 h + Giaû thiết μ0 = ; có xét đến ma sát σ ( z =h ) p = 0,827 h + Với đồng đẳng hướng σ ( z =h ) p = 0,636 h 3.6 ẢNH HƯỞNG CỦA TÍNH KHÔNG ĐỒNG NHẤT 3.6.1 Trường hợp đất lớp đá cứng Theo K.E.Egorov σ z = KE p 3.6 ẢNH HƯỞNG CỦA TÍNH KHÔNG ĐỒNG NHẤT 3.6.2 Trường hợp gồm lớp, lớp lớp mềm yeáu Theo K.E.Egorov σ z = KE p E1 − μ ν= ⋅ E2 − μ1 ... nước ngầm đất Với lớp đất sét cứng nằm MNN, hệ số thấm nhỏ, điều kiện đất có MNN, người ta bỏ qua áp lực nước lỗ rỗng lớp đất Khi MNN thay đổi, ứng suất hữu hiệu đất thay đổi theo Ỵ đất lún Bài... Tác dụng lực tập trung Lực tập trung thẳng đứng tác dụng mặt đất Lực tập trung nằm ngang tác dụng mặt đất Lực tập trung đặt đất Ỵ Cơ sở để tính ứng suất trường hợp trọng phân bố diện tích theo... suất hữu hiệu tác dụng lên đất vùng uz = – γw zw ; ≤ zw ≤ hc 3.3 ÖS DO TẢI TRỌNG BẢN THÂN 3.3.1 ƯS đòa tónh theo phương thẳng đứng f Trong đất có dòng thấm Xuất dòng thấm đất Ỵ uz thay đổi σz không