cắt trực tiếp đất ptn

Định nghĩa: Sức chống cắt  của đất là phản lực của nó đối với ngoại lực ứng với lúc đất bắt đầu bị phá hoại và trượt lên nhau theo một mặt phẳng nhất định.. Sức chống cắt của đất phụ th

CHƯƠNG 4 : THÍ NGHIỆM CẮT TRỰC TIẾP

Mô tả đất: đất cát pha sét màu vàng, lẫn nhiều sỏi ,sạn nhỏ (d=0.2-0.5mm)

I THÔNG SỐ CHUNG

- Độ ẩm W (%)

- Giới hạn Atterberg

- Dung trọng ẩm:

m_ dao+ đất ẩm (g) 179.664 183.304

Nguy ễn Thành Long 1570704

Giá trị trung bình

(g/cm3)

2.24

II CẮT TRỰC TIẾP

Mô tả đất : Đất cát pha sét màu vàng, lẫn nhiều sạn sỏi nhỏ (d=0.2-0.5mm)

C (KN/m2)= 20.496

Φ (0) = 25.56

Cấp tải

Kích thước dao vòng

100 10 13 17

II-1: Mục đích thí nghiệm

Thí nghiệm cắt trực tiếp được dùng để xác định các đặc trưng độ bền của đất, các chỉ

số cơ học như: lực dính c, góc ma sát trong 

Định nghĩa: Sức chống cắt  của đất là phản lực của nó đối với ngoại lực ứng với lúc đất bắt đầu bị phá hoại và trượt lên nhau theo một mặt phẳng nhất định

Sức chống cắt của đất bao gồm lực ma sát và lực dính do liên kết giữa các hạt

Phương trình sức chống cắt của đất có dạng:

Trong đó:  - cường độ sức chống cắt của đất, kg/cm2

 - Áp lực thẳng đứng, kg/cm2

tg - hệ số ma sát;  - góc ma sát trong (độ)

c – lực dính, kg/cm2

Sức chống cắt của đất phụ thuộc vào loại đất, trạng thái vật lý của nó (mức độ phá hoại, thành phần cấu tạo, độ chặt, độ ẩm,…) cũng như điều kiện thí nghiệm (phương pháp thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm,…)

Để xác định sức chống cắt của đất người ta cần xác định  và C ứng với mỗi loại đất Theo công thức trên thì ta cần phải thí nghiệm tối thiểu là hai mẫu ứng với hai cấp tải trọng khác nhau Tuy nhiên để tránh sai số người ta thường thí nghiệm với ba mẫu và dùng

phương pháp bình phương cực tiểu để xác định  và C

tg c

   

Nguy ễn Thành Long 1570704

Trong phòng thí nghiệm có 3 thiết bị dùng để xác định sức chống cắt của đất :

Máy cắt trực tiếp (Direct Shear Test): áp dụng cho đất dính và đất rời, đơn giản, cho kết quả trực tiếp, mặt phá hoại là mặt phẳng nằm ngang giữa 2 thớt của hộp cắt đã được ấn định trước

Máy nén ba trục (Triaxial Compression Test): áp dụng cho tất cả các loại đất, phức tạp, cho đầy đủ các chỉ tiêu

Máy nén đơn (Uncofined Compression Test): áp dụng cho đất dính, đơn giản, cho kết quả trực tiếp, mặt phá hoại là mặt yếu nhất

II.2 Dụng cụ thí nghiệm

Máy cắt trực tiếp

Dao vòng để tạo mẫu đất thí nghiệm có đường kính 6,3cm, chiều cao 2cm, diện tích tiết diện ngang của dao vòng: A = 31,17 cm2

Đồng hồ đo chuyển vị ngang, đồng hồ đo ứng lực ngang 2/1000mm, đồng hồ đo ứng lực ngang và đồng hồ đo chuyển vị ngang có 1/100mm

Dao, bình nước, các quả cân để tạo áp lực

Mẫu đất nguyên dạng hay chế bị

II.3 Trình tự thí nghiệm

Bước 1: dùng dao vòng ấn vào mẫu đất, gạt bằng mặt để tạo mẫu chuẩn bị cho vào

hộp cắt Cho mẫu vào hộp cắt, đặt hộp cắt có chứa mẫu lên máy và chỉnh tiếp xúc

Bước 2: đặt tải trọng thẳng đứng, tải trọng thẳng đứng được tính theo trọng lượng

cân chất tải, chiều dài cánh tay đòn và tiết diện ngang của mẫu đất

VD: Với cấp tải cần thí nghiệm là q = 0.75 kN/m2

 khối lượng tải trọng thẳng đứng:

Hiệu chỉnh các đồng hồ đo về vị trí ban đầu cho khởi động và chạy máy với tốc độ khoảng 1mm/min Ghi số đọc đồng hồ sau mỗi 25s cho đến khi số đọc giảm hoặc không

tăng thí ngừng máy Số đọc lớn nhất được ghi nhận để tính toán

ma� u �a� t

Ty� le� ca� nh tay �o� n

1 =0.75.10 *31.172.10 *

10

P q A



Nguy ễn Thành Long 1570704

Hệ số vòng lực: 0,442 kPa/cm2

Bước 3: lặp lại thí nghiệm với các cấp áp lực thẳng đứng khác.

Thường, người ta thực hiện với 3 cấp tải trọng khác nhau để xác định 3 giá trị ứng suất cắt  và lực đứng tác dụng lên mẫu , để tính các giá trị của góc ma sát trong  và lực dính c của mẫu đất bằng phương pháp bình phương cực tiểu

II 4 Kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm:

Biểu đồ quan hệ giữa lực cắt  (kg/cm2) và áp lực thẳng đứng  (kg/cm2)

Công thức xác định c và :

Số liệu thu được từ thí nghiệm vàkết quả tính toán của nhóm

Nguy ễn Thành Long

1570704

II.5 Nhận xét thí nghiệm

Nhận xét thí nghiệm: đây là thí nghiệm cổ xưa nhất để xác định sức chống cắt của

đất.Yếu điểm của thí nghiệm này là mặt cắt đã được định trước và diện tích tiết diện cắt thay đổi trong quá trình cắt

Phân tích kết quả thí nghiệm

II.6 Ứng dụng thông số của thí nghiệm vào công thức tính toán nền móng

Kết quả thí nghiệm : hoặc và tới hạn

Ứng dụng:

1 Tính toán các bài toán móng nông

Theo 45-78:

Theo Tazaghi:

Móng băng:

Móng vuông:

,

u c u

 ',c' ( , )  c

tc tc

m m

P   b N c N q N

P   b N  c N q N

Mĩng trịn:

2 Tính tốn các bài tốn mĩng sâu

Theo chỉ tiêu cơ lý:

Sức chịu tải cực hạn của cọc:

QU = Qtc = m*(u* mf *si *li + mR*AP*qP) Trong đĩ:

Với - hệ số khơng thứ nguyên lấy theo ma sát trong

Theo chỉ tiêu cường độ đất nền:

Sức chịu tải cực hạn của cọc :

(10.4)

Ma sát bên tác dụng lên cọc:

Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc tính theo công thức:

3 Tính tốn ổn định nền đất đắp

Cách xác định chiều cao h của đất đắp:

Cách xác định cung trượt:

Tính chiều cao ổn định tự nhiên của mái dốc cấu tạo từ đất dính:

,

Ta thấy nếu  và c lớn thì chiều cao ổn định tự nhiên của mái dốc hc sẽ lớn

P   b N  c N q N

q 0.75* *( ' *d * A    * * L * B )

,A , ,B

Q Q Q A f A q

' * tan

f c

'

4

c

c



















2 4 tg

Nguy ễn Thành Long

1570704

4 Khai báo thông số đầu vào các bài toán địa kỹ thuật

Ứng với từng công trình cụ thể, điều kiện địa chất thủy văn, đặc điểm thi công… chọn giá trị (u,c u), (',c') hoặc ( , )  c tới hạn