Tài liệu cơ học đất phan6

CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN, LÊN ỐNG CHÔN CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT CHƯƠNG 3: PHÂN BỐ ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT CHƯƠNG 4: BIẾN DẠNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT CHƯƠNG 5: SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT VÀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC ĐẤT CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN, LÊN ỐNG CHÔN CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN, LÊN ỐNG CHÔN 6.1 ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN 6.2 ÁP LỰC ĐẤT LÊN ỐNG CHÔN 6.1 ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN 6.1.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT 6.1.2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT 6.1.3 PHƯƠNG PHÁP ĐỒ GIẢI XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT 6.1.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT •6.1.1.1 Mở đầu Có nhiều công trình, phận công trình xây dựng chòu loại áp lực ngang đất TƯỜNG CHẮN ĐƯỜNG RAY TƯỜNG TẦNG HẦM 6.1.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT •6.1.1.1 Mở đầu TƯỜNG CHẮN ĐẤT MỐ CẦU 6.1.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT •6.1.1.1 Mở đầu HẦM CHUI TƯỜNG BẢO VỆ 6.1.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT •6.1.1.1 Mở đầu TƯỜNG CHẮN RỜI RẠC ĐƯỜNG VÀO CẦU 6.1.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT 6.1.1.2 Phân loại tường chắn đất theo độ cứng a) Tường mềm: Là loại tường sinh biến dạng uốn chòu tác dụng áp lực đất b) Tường cứng: Là loại tường biến dạng uốn chòu áp lực đất mà có chuyển vò tònh tiến xoay c) Tường bán trọng lực: Loại tường thường cấu tạo cấu kiện bêtông cốt thép nhiều bêtông cốt thép ghép lại với 6.1.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT •6.1.1.3 Phân loại áp lực ngang đất p lực tónh: Tường hoàn toàn không chuyển vò Ỵ khối đất sau lưng tường TT cân tónh Ỵ áp lực đất lên tường áp lực tónh, Eo (po) ứng suất tải trọng thân đất sinh theo phương ngang p lực chủ động: Tường chuyển vò ngang quay khỏi khối đất Ỵ khối đất bò giãn nở ngang áp lực ngang lên tường giảm Khi biến dạng đủ lớn (Theo Terzaghi: 0.1% – 0.5% H) khối đất sau tường đạt trạng thái cân dẻo giới hạn, áp lực đất đạt tới trò số nhỏ gọi áp lực chủ động, Ea (Ec) p lực bò động: Tường chuyển vò ngang quay vào khối đất Ỵ khối đất bò nén ép lại, áp lực ngang lên tường tăng Khi biến dạng đủ lớn (Theo Terzaghi: 1% – 5% H) khối đất sau tường đạt trạng thái cân dẻo giới hạn áp lực đất đạt tới trò số lớn gọi áp lực bò động, Ep (hay Eb) 6.1.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT •6.1.1.3 Phân loại áp lực ngang đất 6.1.2 PP GIẢI TÍCH XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT 6.1.2.3 p lực bò động • Giả thiết bỏ qua ma sát đất tường, mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng Đất cát: σ 3' = γ ⋅ z ⎛ o ϕ'⎞ p p = σ = σ tg ⎜ 45 + ⎟ = γ z.K p 2⎠ ⎝ ' E p = p max p H ep = ' H γH2 2⎛ o ϕ ⎞ tg ⎜ 45 + ⎟ = 2 2⎠ ⎝ 6.1.2 PP GIẢI TÍCH XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT 6.1.2.3 p lực bò động Đất dính: c Pε = tgϕ c h= γ tgϕ ⎛ o ϕ'⎞ ⎛ o ϕ'⎞ p p = γ z.tg ⎜ 45 + ⎟ + 2c '.tg ⎜ 45 + ⎟ = pϕp + p cp 2⎠ 2⎠ ⎝ ⎝ E p1 = p cp ⋅ H Ep2 E p = E p1 + E p ( ) H = p p (max) + p ⋅ c p H = p p (max) ⋅ ϕ 6.1.2 PP GIẢI TÍCH XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT 6.1.2.3 p lực bò động Theo Morh – Rankine: s= τ ’ ϕ g t σ’ s= c’ + ’ ϕ σ’tg σ’1= pp σ’3= σ’z σ 6.1.2 PP GIẢI TÍCH XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT •6.1.2.4 Một số trường hợp đặc biệt a Trong có mực nước ngầm 6.1.2 PP GIẢI TÍCH XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT •6.1.2.4 Một số trường hợp đặc biệt b Nền không đồng 6.1.2 PP GIẢI TÍCH XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT •6.1.2.4 Một số trường hợp đặc biệt c Trên mặt đất có tải trọng phân bố kín khắp 6.1.3 PP ĐỒ GIẢI XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT •- Giả thiết mặt trượt mặt phẳng •- Đất sau lưng tường có độ dốâc •- Lưng tường có độ dốc 6.2 ÁP LỰC ĐẤT LÊN ỐNG CHÔN 6.2.1 KHÁI NIỆM 6.2.2 TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT THẲNG ĐỨNG 6.2.3 TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT NẰM NGANG 6.2.1 KHÁI NIỆM •Một số trường hợp ống chôn đất: •- Ống dẫn nước đặt đường •- Ống dẫn nước đặt đê đập, kênh dẫn •- Ống cấp thoát nước khu dân cư •Hai phương pháp chôn ống: •1 Đào rãnh sâu đặt ống, sau đắp đất lên ống •2 Đặt ống mặt phần Sau đắp đất lên ống bên 6.2.2 TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT THẲNG ĐỨNG •a) Trường hợp ống chôn hào •Xét cân giới hạn cho dải phân tố chiều dày dz ống chôn: •- Trọng lượng dải phân tố: • dGh = γ.dz.B.1 •- Tải trọng thẳng đứng phân tố: • Pt = pz.B.1 •- Tải trọng thẳng đứng mặt phân tố: • Pd = (pz+dpz).B.1 •- Lực ma sát bên thành phân tố dz: • T = 2τo.dz.1 = 2(pxtgϕo+c).dz.1 = 2(ξ0pztg ϕo+c).dz.1 •Phương trình cân bằng: • dGh + Pt - Pd - T = • γ.dz.B.1 + pz.B.1 - (pz+dpz).B.1 - 2(ξ0pztg ϕo+c).dz.1 = 6.2.2 TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT THẲNG ĐỨNG •a) Trường hợp ống chôn hào •Phương trình cân bằng: •γ.dz.B.1 + pz.B.1 - (pz+dpz).B.1 - 2(ξ0pztg ϕo+c).dz.1 = dz = ⎛ ⎜γ ⎝ dp z 2c ⎞ 2ξ otgϕo pz − ⎟− B⎠ B •Điều kiện biên: z=0 ⇒ pz=q 2c 1− ⎡ ⎛ 2ξ otgϕo ⎞ γB ⎛ 2H ⎞⎤ ⇒ pz = γ B ⎢1 − ⎜1 − ξ otgϕo ⎟ ⎥ q ⎟ exp ⎜ − 2ξ otgϕo γB ⎝ B ⎠⎦ ⎠ ⎣ ⎝ 6.2.2 TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT THẲNG ĐỨNG •a) Trường hợp ống chôn hào •Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đỉnh ống chôn: Gh = pz.B = Kh.γ.B.H 2c 1− γ B B ⎡ ⎛ 2ξ otgϕo ⎞ ⎛ 2H ⎞⎤ ξ otgϕo ⎟ ⎥ Kh = q ⎟ exp ⎜ − ⎢1 − ⎜ − 2ξ otgϕo H ⎣ ⎝ γB ⎝ B ⎠⎦ ⎠ Khi tải trọng đỉnh đất đắp (q=0) đất rời (c=0) Kh = B⎡ ⎛ 2H ⎞⎤ ξ ϕ − exp − tg o o ⎟⎥ ⎜ 2ξ otgϕo H ⎢⎣ B ⎝ ⎠⎦ 6.2.2 TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT THẲNG ĐỨNG •b) Trường hợp ống chôn •Xét cân giới hạn cho dải phân tố chiều dày dz ống chôn: •- Trọng lượng dải phân tố: • dGn = γ.dz.Dc.1 •- Áp lực thẳng đứng tác dụng mặt dải: • Pt = pz.Dc.1 •- Áp lực thẳng đứng tác dụng mặt dải: • Pd = (pz+dpz).Dc.1 •- Lực ma sát bên hông dải: • T = 2τo.dz.1 = 2(pxtgϕo+c).dz.1 = 2(ξ0pztg ϕo+c).dz.1 •Phương trình cân bằng: • dGn + Pt + T - Pd = • γ.dz.Dc.1 + pz.Dc.1 + 2(ξ0pztg ϕo+c).dz.1 - (pz+dpz).Dc.1 = 6.2.2 TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT THẲNG ĐỨNG •b) Trường hợp ống chôn dp z ⇒ dz = ⎛ 2c ⎞ 2ξ otgϕo pz ⎜γ + ⎟+ Dc ⎠ Dc ⎝ •Điều kiện biên: z=0 ⇒ pz=q=γ.(H-Hc) •- Khi H>Hc pz=Kn.γ.Hc •- Khi Hc>H coi H-Hc=0 tức q=0 pz=Kn’.γ.Hc 2c 1+ ⎛ 2ξ otgϕo ⎞ ⎛ 2H c ⎞⎤ γ Dc Dc ⎡ Kn = q ⎟ exp ⎜ ξ otgϕo ⎟ ⎥ ⎢ −1 + ⎜ + 2ξ otgϕo H c ⎣ γ Dc ⎝ ⎠ ⎝ Dc ⎠⎦ 2c 1+ ⎞ ⎤ γ Dc Dc ⎡ ⎛ H c ' Kn = ξ otgϕo ⎟ − 1⎥ ⎢exp ⎜ 2ξ otgϕo H c ⎣ ⎝ Dc ⎠ ⎦ •⇒ Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên ống chôn nổi: Gn=pz.Dc 6.2.3 TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT NẰM NGANG B − Dc ≥ 1m ống chôn nổi: ϕ⎞ 2⎛ •Hệ số áp lực hông: λa = tg ⎜ 45 − ⎟ 2⎠ ⎝ ϕ⎞ ⎛ p lực ngang: p1 = γ Htg ⎜ 450 − ⎟ 2⎠ ⎝ ϕ⎞ ⎛ p2 = γ Dctg ⎜ 450 − ⎟ 2⎠ ⎝ •a) Trường hợp ống chôn hào có b) Trường hợp ống chôn hào có •Hệ số áp lực hoâng: λa = B − Dc < 1m •Nếu (B-Dc) nhỏ bỏ qua áp lực hông ... ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT •6.1.1.3 Phân loại áp lực ngang đất 6.1.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT •6.1.1.3 Phân loại áp lực ngang đất Chuyển vò khỏi khối đất Chuyển vò vào khối đất 6.1.1 TỔNG QUAN... ĐẤT •6.1.1.3 Phân loại áp lực ngang đất p lực tónh: Tường hoàn toàn không chuyển vò Ỵ khối đất sau lưng tường TT cân tónh Ỵ áp lực đất lên tường áp lực tónh, Eo (po) ứng suất tải trọng thân đất. ..CHƯƠNG 6: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN, LÊN ỐNG CHÔN 6.1 ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN 6.2 ÁP LỰC ĐẤT LÊN ỐNG CHÔN 6.1 ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN 6.1.1 TỔNG QUAN VỀ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT 6.1.2 PHƯƠNG