bài giảng môn địa chất công trình

Bài giảng môn học A CHT CễNG TRèNH Giáo trình Tài liệu tham khảo - Giáo trình: Địa chất công trình PGS.TS Nguyễn Hồng Đức, ThS Nguyễn Viết Minh NXBXD, 2015 M U I- Địa chất công trình học 1- Khái niệm môn học: ĐCCT khoa học ứng dụng tri thức địa chất để phục vụ cho công tác xây dựng khác nhau, nh: - Quy hoạch; - Thiết kế; - Thi công; - Khai thác bảo vệ CTXD 2- Đối tợng nghiên cứu: Đất đá xây dựng, bao gồm: - Đất đá làm cho CTXD; - Đất đá làm môi trờng cho CTXD; - Đất đá làm Vt liu xây dựng (VLXD) MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU M U 3- Các vấn đề ĐCCT giải nhằm phục vụ cho công tác xây dựng 3.1- Xác định, đánh giá điều kiện địa chất công trình: - Điều kiện a hỡnh, địa mạo; - Điều kiện địa tầng; cấu trúc địa chất; - Điều kiện địa chất thuỷ văn; - Các tợng, trình địa chất động lực công trình 3.2- Dự báo tợng, trình địa chất động lực bất lợi 3.3- Đề xuất biện pháp nhằm phòng ngừa cải tạo điều kiện ĐCCT bất lợi 3.4- Xác định khả cung cấp VLXD tự nhiên, đề xuất biện pháp khai thác III- Nội dung môn học 1- Đất đá xây dựng 2- Nớc dới đất 3- Các tợng trình địa chất động lực 4- Công tác khảo sát địa chất công trình M U IV- Các phơng pháp nghiên cứu( Sinh viên tự đọc tài liệu) 1- Phơng pháp địa chất học (phơng pháp thực địa) Là phơng pháp quan trọng đợc tiến hành tr ờng (khoan, đào thăm dò, thí nghiệm trờng khác ) 2- Phơng pháp phòng 2.1 Phơng pháp phân tích: Quang học, nhuộm màu, phân tích 2.2 Phơng pháp tơng tự địa chất: Dựa vào hiểu biết kỹ vùng nghiên cứu ®Ĩ nhËn biÕt cho vïng cã cÊu tróc, kiÕn t¹o tơng tự 2.3 Phơng pháp mô hình hoá: Sử dụng vật liệu có tính chất tơng tự với đối tợng ta nghiªn cøu ë hiƯn trưêng cã kÝch thưíc nhỏ nhiều để nghiên cứu 2.4 Phơng pháp tính toán lý thuyết: Sử dụng công thức toán học, phơng trình toán học H.10.19 Sơ đồ mũi xuyên SPT H.10.20 Sơ đồ loại thiết bị xuyên động Chơng X : Công tác khảo sát ĐCCT 7.2.3 Quy trình thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) - Thí nghiệm đợc thực hố khoan khảo sát - hiệp xuyên vào đất đá 45 cm: + 15 cm đầu để định vị mũi xuyên; + 30 cm xác định số lần búa đóng tiêu chuẩn, N (Sức kháng xuyên tiêu chuẩn) - Thờng cách -3 m xuyên 01 hiệp - Thí nghiệm đợc thực đến độ sâu cần khảo sát 7.2.4 Diễn dịch ứng dụng kết thí nghiệm xuyên SPT - Hiệu chỉnh N: Số lần búa đóng tiêu chuẩn, N phụ thuộc vào điều kiện thí nghiệm ®ưỵc hiƯu chØnh, vÝ dơ  15 ®ãng dưíi mực nớcNngầm N đợc hiệu chỉnh thành Nh : Nh = 15 + (10.1) -Dựa vào kết thí nghiệm, N (Nh), công thức thực nghiệm, bảng tiên định để: + Xác định Độ chặt tơng đối, D góc ma sát trong, đất hạt rời; N D, % , Trạng thái Bảng 10.7 Quan hệ N với D đất hạt rời (Tezaghi Peck) đất 0-10 50 >80 40-45 RÊt chặt + Xác định Modun biến dạng,E đất; Công thức thực nghiệm xác định modun biến dạng E: E=  +  (N+6) Trong ®ã :- HƯ sè thùc nghiƯm:  = N < 15;  =40 N 15; - Hệ số phụ thuộc vào loại đất: Bảng 10.8 Bảng xác định hệ số, Loại đấ t đất loại sét cát mịn, nhỏ 3,5 cát trun g 4,5 cát thô cát lẫn sạn, sỏi 10 Sạn, sỏi lẫn cát 12 + Xác định Độ sệt, Is đất mềm dính; Bảng 10.9- Quan hệ N với trạng thái sệt độ bền nén nở hông đất mềm dính Giá trị N cđa SPT Đé sƯt Đé bỊn nÐn në h«ng, KG/cm2 30 Cứng >4,0 + Đánh giá khả chịu tải đất đá Bảng10.10 Đánh giá khả chịu tải đất đá theo N30( Theo N.H Đức) TT Giá trị N30 Đánh giá khả trung chịu tải bình Địa tầng < 10 yÕu 10 – 30 trung b×nh 30 -50 50 – 100 > 100 cao RÊt cao Đặc biêt cao Đất loại sét trạng thái dẻo cứng đến chảy; cát trạng thái xốp, Đất loại sét trạng thái nửa cứng đến cứng; Cát nhỏ chặt vừa, cát trung lẫn sạn sỏi Cát chặt, cát thô lẫn cuội sỏi Cuội, sỏi lẫn cát thô Cuội, sỏi, ®¸ 7.3 ThÝ nghiƯm nÐn tÜnh b»ng b¸n nÐn trờng 7.3.1 Mục đích thí nghiệm: Để xác định đặc tính biến dạng khả chịu tải đất dới tác dụng tải trọng tnh 7.3.2 Thiết bị thí nghiệm nén tĩnh bàn nén - H 10.21.Sơ đồ nguyên lý: (1) - Bàn nén kim loại: Hình tròn vuông, F=6005000cm2; (2) - Kích thuỷ lực; (3) - Dầm định vị; (4) - Neo Chơng X : Công tác khảo sát ĐCCT 7.3.3 Quy trình thí nghiệm -Thí nghiệm đợc thực hố khoan hoăc hố đào với s cp gia ti, n  : + P1, P2, Pn : + P1< P2< < Pn ; + P1=  h - Mỗi cấp tải trọng nén kéo dài đến đất biến dạng ổn định theo quy ớc: Độ nén lón cđa bµn nÐn, S  0,01mm/ t t -Thêi gian quy ớc, phụ thuộc vào loại đất, trạng thái cđa ®Êt; t = 30-180’ - Thêi gian thÝ nghiƯm nén : thờng kéo dài 3-8 ngày Chơng X : Công tác khảo sát ĐCCT 7.3.4 Diễn dịch øng dơng kÕt qu¶ thÝ nghiƯm nÐn tÜnh - LËpTb¶ng kết Pi, thí Độ nghiệm lún tích luỹ T Mpa(KG/Cm trung b×nh, 2) S , mm ∆ Si = Si- Si-1 i P1 S1 ∆ S 1= S 1- S P2 S2 ∆ S 2= S 2- S n Sn Sn = Sn- Sn-1 Pn Chơng X : Công tác khảo sát ĐCCT - Lập biểu đồ S = f(P) theo kÕt qđa thi nghiƯm( H.10.22): - Dựng đưêng trung b×nh S = f(P): + Bằng phương phap b×nh phuơng bé nhất; + Bng phng phap giải - TÝnh E: E = (1 - 2)..d.P S ( 10.2) + d- Đờng kính(cạnh) bàn nén; + - Hệ sè tØ lƯ phơ thc vµo bµn nÐn,  = 0,79 + ∆ P = P c - P 1; + ∆S =Sc- S1; P1=  h S1 ứng với P1 Pc ,Sc: Xác định theo cách: + Lấy đờng thẳng trung bình biểu đồ S = f(P); + Lấy theo giá trị Pi ,Si với i tha điều kiện: i 3; ( 10.3) ∆ Si  ∆ S i +1  ∆ Si +2 ( 10.4) Chơng X : Công tác khảo sát ĐCCT 8- Công tác quan trắc thờng xuyên (SV t c ti liu) 9- Công tác thí nghiệm phòng (SV t c ti liu) 10- Công tác chỉnh lý , thành lập báo cáo khảo sát địa chất công trình (SV t c ti liu) Bi TP CHNG X Làm tập: trang 227 KẾT THÚC MÔN HỌC CẢM ƠN CÁC BẠN Đà THEO DÕI! Chúc thành công! ... trình: Địa chất công trình PGS.TS Nguyễn Hồng Đức, ThS Nguyễn Viết Minh NXBXD, 2015 M U I- Địa chất công trình học 1- Khái niệm môn học: ĐCCT khoa học ứng dụng tri thức địa chất để phục vụ cho công. .. nhằm phục vụ cho công tác xây dựng 3.1- Xác định, đánh giá điều kiện địa chất công trình: - Điều kiện a hỡnh, địa mạo; - Điều kiện địa tầng; cấu trúc địa chất; - Điều kiện địa chất thuỷ văn; -... đề xuất biện pháp khai thác III- Nội dung môn học 1- Đất đá xây dựng 2- Nớc dới đất 3- Các tợng trình địa chất động lực 4- Công tác khảo sát địa chất công trình M U IV- Các phơng pháp nghiên