Ví dụ Bài Tập Lớn Cơ học Đất

Đây là mẫu: Ví dụ Bài Tập Lớn Cơ học Đất Ngành Đại kĩ thuật Trường Đại Học Xây Dựng Tài liệu hoàn toàn miễn phí mong các bạn sinh viên quan tâm và góp ý chỉnh sửa, chúc các bạn học tập thật tốt I. Tµi liÖu thiÕt kÕ: I.1. Tµi liÖu c«ng tr×nh: T¶i träng tÝnh to¸n d­íi ch©n c«ng tr×nh t¹i cèt mÆt ®Êt: Nott  117T; M ott  16,0Tm; T¶i träng tiªu chuÈn: Nn N tt tc o o  Mn M tt tc o o  ( n: HÖ sè v­ît = 1,1 ®Õn 1,25; ë ®©y lÊy = 1,15) KÕt qu¶: N tc T o  102 M otc  13,91Tm I.2 Tµi liÖu ®Þa chÊt c«ng tr×nh: Ph­¬ng ph¸p kh¶o s¸t: Khoan lÊy mÉu thÝ nghiÖm trong phßng ThÝ nghiÖm hiÖn tr­êng: CPT; SPT Khu vùc x©y dùng, nÒn ®Êt gåm 3 líp nh­ sau: Líp 1: Sè hiÖu 200 dµy h1=1,3m Líp 2: Sè hiÖu 400 dµy h2= 4m Líp 3: Sè hiÖu 100 rÊt dµy. Mùc n­íc ngÇm ë ®é s©u 10 m II. §¸nh gi¸ nÒn ®Êt Líp 1: Sè hiÖu 200 cã c¸c chØ tiªu c¬ lý nh­ sau: TÝnh c¸c chØ tiªu kh¸c: HÖ sè rçng tù nhiªn: 1 0,913 1,8 2,68.1.(1 0,285)  . (1 ) 1       W e n o HÖ sè nÐn lón: a12  ? kpa a 1 0,031.10 200 100 0,772 0,741 2 1 2       ChØ sè dÎo: A=  Wnh Wd  30%  23,5%  6,5% → ®Êt c¸t pha W % W nh % W d %  Tm3   ®é c Kgcm2 KÕt qu¶ TN nÐn Ðp e øng víi P(Kpa) qc (MPa) N60 50 100 150 200 28,5 30 23,5 1,80 2,68 100 0,08 0,819 0,772 0,755 0,741 0,4 33 §é sÖt: 0,77 6,5 28,5 23,5      A W W B d → tr¹ng th¸i: dÎo KÕt qu¶ CPT: qc  0,4Mpa  40T m2 KÕt qu¶ SPT: N60  3 M« ®uyn biÕn d¹ng: Eo  .qc C¸t pha cã qc  40T m2 gÇn ®óng ta chän   5 vËy : Eo  .qc  5.40T m2  200T m2 NhËn xÐt: ®Êt c¸t pha cã: eo  0,913 B  0,77 E 200T m2 o  c  0,08kg cm2 ;   10o 2 qc  0,4Mpa  40T m 3 N60  §Êt cã tÝnh chÊt x©y dùng kh«ng tèt Líp 2: Sè hiÖu 400 cã c¸c chØ tiªu c¬ lý nh­ sau: TÝnh c¸c chØ tiªu kh¸c: HÖ sè rçng tù nhiªn: 1 0,845 1,88 2,71.1.(1 0,28)  . (1 ) 1       W e n o HÖ sè nÐn lón: a12 kpa a 1 0,021.10 200 100 0,813 0,792 2 1 2       ChØ sè dÎo:    41%  25%  16%  Wnh Wd → ®Êt sÐt pha §é sÖt: 0,19 16 28 25      A W W B d → tr¹ng th¸i: nöa cøng KÕt qu¶ CPT: qc  2Mpa  200T m2 KÕt qu¶ SPT: N60  14 M« ®uyn biÕn d¹ng: Eo  .qc SÐt pha cã qc  200T m2 gÇn ®óng ta chän   6 vËy : Eo  .qc  6.200T m2  1200T m2 NhËn xÐt: ®Êt sÐt pha cã: eo  0,845; B  0,19 E 1200T m2 o  c  0,28kg cm2 ;   17o qc  2Mpa  200T m2 16 N60  §Êt cã tÝnh chÊt x©y dùng t­¬ng ®èi tèt W % Wnh % Wd %  Tm3   ®é c kgcm2 KÕt qu¶ TN nÐn Ðp e øng víi P(Kpa) qc (Mpa) N60 100 200 300 400 28 41 25 1,88 2,71 170 0,28 0,813 0,792 0,778 0,768 2,0 164 Líp 3: Sè hiÖu 100 cã c¸c chØ tiªu c¬ lý nh­ sau: L­îng cì h¹t > 0,5mm chiÕm: 1+2+21+36=60%>50% c¸t th« KÕt qu¶ CPT: qc  7,8Mpa  780T m2 Tra b¶ng ch­¬ng thÝ nghiÖm hiÖn tr­êng – s¸ch c¬ ®Êt c¸t ë tr¹ng th¸i chÆt võa Do c¸t ë s©u kh«ng lÊy ®­îc mÉu nguyªn d¹ng do ®ã dung träng tù nhiªn cña c¸t cã thÓ tÝnh dùa vµo e trong ®ã e gÇn ®óng chän dùa vµo b¶ng ph©n lo¹i ®é chÆt cña c¸t Th¹ch anh: B¶ng ch­¬ng 1 – S¸ch C¬ ®Êt C¸t chÆt võa qc  780T m2 eo  0,67  . (1 ) 1   W e n o  1,89 3 1 0,67 . .(1 ) 2,63.1.(1 0,2) T m e W o n          §é b·o hoµ: 0,785 0,67 . 2,63.0,2     eo W G ®Êt Èm gÇn no n­íc M« ®uyn biÕn d¹ng: Eo  .qc 2 qc 780T m   2 Eo  2.780  1560T m2 ë ®é s©u >5m cã thÓ chän   33o C¸t th«, chÆt võa: qc  7,8Mpa  780T m2 17 N60    33o 2 E 1560T m o  §Êt cã tÝnh chÊt x©y dùng tè

trường đại học môn học đất - nÒn mãng -  bµi tËp lín học đất Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Mà số sinh viên: Lớp quản lý: Lớp cũ (nếu có): Đề số: 2013 tập lớn môn học : Họ tên : học đất Mà số : Lớp : I Số LIệU : Móng đơn cứng cột ( tải trọng có vị trí hình vẽ ) Trụ địa chất ( lớp) II yêu cầu : Phân loại đất (xác định tên đất trạng thái), chọn chiều sâu chôn móng h Xác định sơ kích thước móng ( a x b ) theo ®iỊu kiƯn p  [p] - áp lực trung bình móng p = - Sức chịu tải [p] = N0 + tb h ab ( γ tb = T/m3 ) pu , pu tải trọng cực hạn cđa nỊn Fs Fs – hƯ sè an toµn Tính vẽ biểu đồ ứng suất hiệu phân bố tải trọng thân tải trọng gây Tính lún ổn định tâm móng giáo viên hướng dẫn Nguyn ỡnh Cnh I Tài liệu thiết kế: I.1 Tài liệu công trình: Tải trọng tính toán chân công trình cốt mặt đất: N ott 117T ; M ott 16,0Tm; Tải trọng tiêu chuẩn: N otc N ott n M otc  M ott n ( n: Hệ số vượt = 1,1 đến 1,25; lấy = 1,15) KÕt qu¶: N otc  102T M otc 13,91Tm I.2 Tài liệu địa chất công trình: Phương pháp khảo sát: Khoan lấy mẫu thí nghiệm phòng ThÝ nghiƯm hiƯn tr­êng: CPT; SPT Khu vùc x©y dùng, nỊn ®Êt gåm líp nh­ sau: Líp 1: Sè hiƯu 200 dµy h1=1,3m Líp 2: Sè hiƯu 400 dµy h2= 4m Líp 3: Sè hiƯu 100 rÊt dµy Mùc nước ngầm độ sâu 10 m II Đánh giá đất Lớp 1: Số hiệu 200 có tiêu lý sau: W % 28,5 Wnh % 30 Wd % 23,5  T/m3 1,80  2,68  ®é 10 c Kg/cm2 0,08 KÕt qu¶ TN nÐn Ðp e øng víi P(Kpa) 50 100 150 0,819 0,772 0,755 200 0,741 qc (MPa) N60 0,4 TÝnh c¸c tiêu khác: - Hệ số rỗng tự nhiên: . n (1  W ) 2,68.1.(1  0,285) 1    0,913  1,8 - HÖ sè nÐn lón: a12  ? 0,772  0,741 a1   0,031.10 200  100 kpa eo  - ChØ sè dỴo: A=   Wnh  Wd 30% 23,5% 6,5% đất cát pha - §é sƯt: B  W  Wd 28,5 23,5 0,77 A 6,5 trạng thái: dẻo - Kết CPT: qc 0,4Mpa 40T / m - KÕt qu¶ SPT: N 60  - Mô đuyn biến dạng: Eo qc C¸t pha cã q c  40T / m gần ta chọn : Eo   q c  5.40T / m  200T / m Nhận xét: đất cát pha có: eo  0,913 B  0,77 E o  200T / m c  0,08kg / cm ;   10o qc  0,4Mpa  40T / m N 60 Đất có tính chất xây dựng không tốt Lớp 2: Số hiệu 400 có tiêu lý sau: W % 28 Wnh % 41 Wd % 25  T/m3  1,88 2,71 độ c kg/cm2 170 0,28 Kết TN nén Ðp e øng víi P(Kpa) 100 200 300 400 0,813 0,792 0,778 0,768 qc (Mpa) N60 2,0 16 TÝnh c¸c tiêu khác: - Hệ số rỗng tự nhiên: . n (1  W ) 2,71.1.(1  0,28) 1    0,845  1,88 - HÖ sè nÐn lón: a12 0,813  0,792 a12   0,021.102 200  100 kpa eo  - ChØ sè dỴo:   Wnh  Wd  41%  25%  16% → ®Êt sÐt pha W  Wd 28  25 0,19 trạng thái: nửa cứng A 16 - KÕt qu¶ CPT: qc  2Mpa  200T / m - §é sƯt: B  - KÕt SPT: N 60 14 - Mô đuyn biến d¹ng: E o   qc SÐt pha cã qc 200T / m gần ta chọn  vËy : Eo   qc  6.200T / m  1200T / m NhËn xÐt: ®Êt sÐt pha cã: eo  0,845 ; B  0,19 E o  1200T / m c  0,28kg / cm ;   17 o q c  Mpa  200T / m N 60 16 Đất có tính chất xây dựng tương ®èi tèt Líp 3: Sè hiƯu 100 cã c¸c tiêu lý sau: Trong đất cỡ h¹t d(mm) chiÕm (%) >10 - 10 5  2 1 1 0,5 0,5 0,25 0,25 0,1 0,1 0,05 0,05 0,02 0,5mm chiếm: 1+2+21+36=60%>50% cát thô Kết CPT: qc 7,8Mpa 780T / m Tra bảng chương thí nghiệm trường sách đất cát trạng thái chặt vừa Do cát sâu không lấy mẫu nguyên dạng dung trọng tự nhiên cát tính dựa vào e e gần chọn dựa vào bảng phân loại độ chặt cát Thạch anh: Bảng chương Sách Cơ đất Cát chỈt võa qc  780T / m eo  0,67 . n (1  W ) . n (1  W ) 2,63.1.(1  0,2) eo  1      1,89T / m3  eo 0,67 .W 2,63.0,2 Độ bÃo hoà: G 0,785 đất ẩm gần no nước eo 0,67 Mô ®uyn biÕn d¹ng: Eo   qc q c  780T / m2  2 Eo  2.780  1560T / m2 độ sâu >5m chọn 33o Cát thô, chặt vừa: qc 7,8Mpa 780T / m N 60  17   33o Eo  1560T / m2 §Êt cã tÝnh chÊt xây dựng tốt 4100 1300 Trụ Địa chất: Cát pha dẻo Sét pha Nửa cứng Cát thô Chặt vừa Cát pha, dẻo : =1,8T/m3 ; =2,68 ; = 100 ; c =0,8 T/m2, B = 0,77; e =0,913 ; qc = 40 T/m2; N60=3; Eo = 200T/m2 200 SÐt pha,nöa cøng : =1,88T/m3 ; =2,71 ;  = 170 ; c =2,8 T/m2, B = 0,19; e =0,845 ; qc = 200 T/m2 ; N60=16; Eo=1200T/m2 400 Cát to, chặt vừa: =1,89T/m3; =2,63 ; = 330 e =0,67; E0 = 1560T / m ; qc = 780 T/m2; N60=17 100 NhËn xÐt chung: Lớp đất yếu, mỏng, dày 1,3m; lớp tốt dần có khả làm cho công trình II Tính toán thiết kế: II.1 Phương án móng: II.3.Chọn chiều sâu đặt móng: Lớp 1: Đất xấu, với tải trọng công trình đặt móng vào lớp hm: tính từ mặt đất tới đáy móng (không kể lớp bê tông lót móng) lớp đất yếu dày 1,3m ta chọn hm=1,4m II.4.Sơ xác định kích thước cột đáy móng: Giả thiết móng có kích thước: b =2,0m; hm=1,4m; l = .b; ®ã:   (1 e) (1 2e) ; e: độ lƯch t©m e M 16   0,136 N 117 Chọn khoảng từ:1+e=1,16 đến 1+2.e=1,32 = 1,2; vËy l = .b = 1,2 2m = 2,4m Chän l=2,4m 1.TÝnh to¸n ¸p lùc tiÕp xóc d­íi đáy móng: 1, Do tải trọng tiêu chuẩn gây ra: No ±0.000 N tc 102 p  o  tb.hm   2.1,4  F 2.2,4   21,25  2,8  24T / m  M tc 13,91.6 p max  p  o  24   31,25T / m 2 W 2.2,4 tc  Mo 13,91.6 p  p   24   16,75T / m W 2.2,4 Mo Qo -1.400 2000 2, áp lực gây lún: p gl p   hm  24  1,8.1,4  24  2,52  21,5T / m 2400 Kiểm tra kích thước đáy móng: 2.1: Kiểm tra theo điều kiện sức chịu tải nền: Điều kiện kiểm tra: pR pmax 1,2 R Gần coi tải thẳng đứng ( tức ) Sức chịu tải tính theo công thøc cña Terzaghi: Pgh  0,5.S  b.N  S q q.N q  Sc c.N c b S   0,2   0,2  0,83 l 2,4 Sq  Trong ®ã: b  0,2 1,17 l 2,4 tra bảng sách đất: N 3,14 ; N q 4,77 ; N c  12,3 Sc   0,2   17 o Pgh  0,5.0,83.1,88.2.3,14  1.1,8.1,4.4,77  1,17.2,8.12,3  4,9  12  40,3  57,2T / m R Pgh Fs ; Fs  ;  R  57,2  28,6T / m 2  p  24T / m  R  28,6T / m p max  31,25T / m  1,2.R  1,2.28,6T / m  34,3T / m Vậy kích thước đạt yêu cầu cường độ 2.2.Kiểm tra theo điều kiện biến dạng nền: Dùng phương pháp cộng lún lớp ®Ĩ tÝnh ®é lón tut ®èi cđa mãng n n e1i  e2i hi i 1  e1i Víi đất có kết nén ép - Đất dính: S   Si   i 1 n h S   i i  zigl i 1 Eoi Với đất có không kết nén ép - Đất rời: Chia lớp đất đáy móng phạm vi chiều dày nén lún thành lớp phân tố có b chiều dày hi ; móng có b=2m ta chia lớp đất dày 0,5m p gl 21,5T / m2 áp lực gây lún trung bình đáy móng: Vẽ biểu đồ áp lực thân: Vẽ biểu đồ ứng suất phụ thêm: bti   i ( hm  zi )  zi  ko p tc No 1300 Qo C¸t pha dẻo tc Mo tc 0.000 200 6,28T/m2 7,22T/m2 8,16T/m2 Cát thô Chặt vừa 9,1T/m2 500 5,29T/m2 10,04T/m2 500 8,15T/m2 10,985T/m2 11,46T/m2 500 400 15,91T/m2 500 5,34T/m2 20,19T/m2 500 4,47T/m2 500 4,4T/m2 3,46T/m2 500 2,73T/m2 500 3,46T/m2 21,5T/m2 2,13T/m2 500 4100 SÐt pha Nöa cøng Z bt 500 -1.400 2,52T/m2 100 Kết tính toán ứng suất lập thành bảng sau: Líp §iĨm tÝnh zi (m)  bt (T / m ) I 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 2,52 3,46 4,4 5,34 6,28 7,22 8,16 9,1 10,04 10,985 II a b 1,2 - z b 0,25 0,5 0,75 1,25 1,5 1,75 2,25 ko  zi ko p 0,939 0,74 0,533 0,379 0,246 0,208 0,161 0,127 0,099 21,5 20,19 15,91 11,46 8,15 5,29 4,47 3,46 2,73 2,13 TÝnh ®é lón: a, Xác định chiều sâu vùng chịu nén: chiều sâu z=4,5m ( ứng với điểm 9) ứng suất thân  bt  10,985T / m2 øng suÊt phô thªm  z  2,13T / m Thoả mÃn điều kiện: z bt ; Vậy ta lấy chiều sâu vùng chịu nén H c  4,5m b, TÝnh ®é lón: Líp 1: n n e e S   Si   1i 2i hi i 1 i 1  e1i §Êt dính: e1i ; e2i hệ số rỗng đất ứng víi p1i ; p2i   bt (i 1)   bti p1i  ; p2i  p1i   zi   z (i 1)   zi zi hi chiều dày tầng đất thứ: i Líp 2: n h  S   i i  zi ;   0,8 i 1 Eoi Đất cát: Kết tính toán trình bày bảng sau: TÇng hi (m) p1i 0,5 - 2,99 3,93 4,87 5,81 6,75 7,69 8,63 9,57   zi 20,845 18,05 13,685 9,805 6,72 4,88 3,965 3,095  p2i  p1i   zi 23,835 21,98 18,555 15,615 13,47 12,57 12,565 12,545 e1i e2i Si (m) 0,824 0,823 0,822 0,821 0,820 0,819 0,817 0,814 0,788 0,790 0,796 0,802 0,806 0,808 0,811 0,812 0,009 0,009 0,007 0,005 0,004 0,003 0,002 0,0006 S1= 0,0396m TÇng hi (m) 0,5   zi 2,43 Eo Si (m) 1560 0,0001 S2= 0,0001m S=S1+S2 4cm < S   8cm