ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP Hồ CHÍ MINH PGS TS VÕ PHÁN ThS PHAN LƯU MINH PHƯỢNG ٠ Hư VIỆN ÍỌC NHA TRANG !4.15136 400 Ph THƯ VIỆN ĐH NHA TRANG 3000027295 NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP H ổ CHÍ MINH PGS TS VO PHÁN ٠٢ hS PHAN lư u MINH PHƯỢNG CVHOCDầT (Tái bản) ’? ! ح « !أأ № »ا [_ j : E ؛í ' v Ị ỹ 30027295 NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG HÀ N 01-2011 LỊI NĨI ĐẦU C ỈIỌC đất môn liọc sở , tài lìệu tham khdo cho sinlt viên cóc Ngành Xciv đicng, ed it قường١τ h ا١ ﻻlợi thnộc tiitòng dại học ﻵ(لthnột Dồng thời tài liệit ncry giítp clio câc liọc viên cao học SI١ ditng làm tài liện nghiên ciftt chItلاên sdit , cốc ﻵﻵsư có thêm sở d ể thiết kếphdn móng cơng ttính Sdch gồm có diương chinh nóì bdn chdt vột 1 ﻷclta dổt ١phdn b ố 1'tng sndt tuong dát , biến dạng cíta dát , siCc chịit tdl cíta dốt dp litc ngang cíta đdt tdc ditng lên tường cliắn N ộl dnng cốc diương dược tỉ.ình ١ ﻻةزsite tich , thiết thitc kết hợp vởl nhlềư hlnli dnh mlnli họa , tli-ể d ﻻقdít cdc van dề ٩ưan ti.ọng cíta lĩnli vitc co học ddt D ặc blệt ١nhằm glítp cho dộc gld nấm bắt van dề cdcli nlianli chOng, vộn ditng h.lệit qnd vào tliitc tlễn ١ san mỗl cOng thltc đểit có ví dit tlnli todn , san mỗl chitong đềư có plidn bai tộp mẫn Tác gld lil vọng , tliOng qita cưốn sdcli اﻻةالdộc gld se cdm ﻻﻗﻼأC học ddt la Knh vitc rđt tint vỊ.và ddng ditợc qnan tâm n.g ٠ilên cíot Tdc gld ^In clidn tlidnh cdm ơn cdc ٤1ﻻﻗﻞ١cô ttong Bộ mOn DỊa C móng , Khoa k ^ tliưột xá >١diqig,Ttttờng Đtil học Bdcli k h o a T P ĩ ỉ C h i Minh , dd cnng cííp nhlểư tií llệư qnl bdn , gOp ﻻchân thdnh d ể ﻟﻠﺔﻻاﻟﻠﻊsdcli dược hodn thdnh '1't'ong qưố ttlnh soqn tlido , tốc gld tcdnli kliOl thiến sót Rdt mong ỉtliộn dược nhhng ﻵkiến dOng góp dồng nglilệp cdc dộc g ld Mql V klẻ'n đống góp xin llỂn hẹ: Bộ mồn Dịa rnOng, Klioa tlinật xủ)١di.mg,Ttường Dt.il học Bdcli klioa - Dại học QitOc G laTPH ClilMlnli Diện thoql: 08.38636822 PGS TS Võ Phán ThS Phan Lưu M؛nh Phượng Chương BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA HẤT 11 QUÁ TRÌNH TẠO THÀNH DẤT Đất dược hình thành bề mặt trái dất phá hoại là!n thay dổi thành phần cUa đá gốc tác dụng vật lý hoá học, dó trinh phá hoại gọi phong hóa Phong hóa vật lý: đá bị phá hủy ١'à biến dổi tác nhân vật lý nhir nhiệt độ, gió D bị vỡ vụn thành hạt có kích thước khOng dều nhimg thành phần kliống vật ١'à hóa học bị thay dổi .1.1.2 Phong hóa hóa học: đá bị phá hủy biến dổi tác nhân hóa học nước, اvà COj tjong kliOng Pliong hóa hóa học gây biến dổi thành phần hóa học loại khống vật cấu tạo nên đá, dó Itình thành khoáng vật thứ sinh bền vững hon tự nhiên, cấu tạo tinh chất khác với đá gốc ban dầu 1.2 CÁC LOẠI TRẦM TÍCH ٧ À ĐẶC D ĩ ỂM c ủ a n ó 1.2.1 Tàn tích: Sau bl phong hóa, dất nằm ngun chỗ, hạt cùa dều có góc cạnli tliànli phần hóa học khOng thay dổi so với đá gốc 1.2.2 Sườn tích: Sản pliẩm phong liOa bỊ nước mua, tuyê't từ núi cao xuống lu'ng chUng châ!i dốc lắng dọng dó 1.2.3 Trầm tích: Các sản pltẩm phong liOa dược nước, gió di nên có đặc điểm hạt trOn, cạnh thành phần hóa học có thay dổi lớn so với đá gốc Tàntích Hình 1.1 Mơ tả dạng trầm tícli cíia đất 1.3 CÁC PHA TẠO t h An h d ấ t v t A c d ụ n g l ẫ n n h a u g iữ a c h Un g Dất loại vật thể rời, phân tán, không liên tục vật liệu khác, trạng thái tự nhiên dất hệ thống phức tạp bao gồm hạt khống vật bé có kích tliước khác hợp thành Các hạt tạo thành khung kết cấu có nhiều lỗ rỗng, chúa nước khí Có thể xem đất gồm thể (3 pha) tạo thành: ٠ Pha rắn: Hạt rắn (hạt đất) ٠ Pha lỏng: Nước đất ٠ Pha khí: Khí đất Hạt đất Nước Lỗ rỗng Hình 1.2 Mơ hình đất pha 1.3.1 Pha rắn: Chiếm phần lớn thể tích đất ảnh hưỏíng đến tính chất lý đất, gồm hạt khống vật (hạt đất) có kích thước từ vài cm đến vài phần trăm hay vài phần nghìn mm Tính chất pha rắn phụ thuộc vào; + Thành phần khoáng + Thành phần hạt Thành phần khoáng■ Phụ thuộc chủ yếu vào thành phần đá gốc, tác dụng phong hóa thân đá Tùy thuộc vào tác dụng phong hóa khác mà tính chất khác Các khống hợp thành đất chia làm loại: - Khoáng vật nguyên sinh: chúng thường gặp thực tế dạng fenfat, thạch anh, mica hạt đất có thành phần khống thường có kích thước lớn - Khống vật thứ sinh: + Loại hòa tan nước: thạch cao, mica trắng, canxit, muối mỏ + Loại kliơng hịa tan: kaolinit, illit, montmorilonit, sét Khi nhóm hạt có kích thước lớn, thành phần khống 'khơng ảnh hưởng nhiều dến tính chất cơ-lí đất Nhưng chúng có kích thước nhỏ thành phần khống đóng vai trị chủ yếu định đến tính chất cư-lí đất Thành phần hạt: Kích thirtk: Tên hạt đất phân theo nhóm tùy thuộc vào kích thước Theo tiêư chuẩn nước khác việc phân loại đất theo kích thước hạt khác (xem phần 1.6) Ể Thành phần cấp phối mẫu đất xác định từ đường cong cấp phối hạt Đường cấp phối hạt đường biểu diễn tỉ lệ phần trãm nhóm hạt khác đất Có dạng cấp phối chính: - Dạng thoai thoải (1); cấp phối tốt - Dạng dốc đứng (2): cấp phối xấu - Dạng bậc thang (3): cấp phối trung bình % trọng lượng mịn Cỡ rãy/số hiệu Hình 1.3 Các dạng đường cong cấp phối hạt Đường cấp phối thoải, đất không đồng nhất, la có đường cấp phối tốt Đường cấp phối dốc, đất đồng nhất, ta có đưịng cấp phối xấu Khi đất không đồng nhất, đất bao gồm hạt lcrn bổ khác Những hạt bé lấp đầy lổ rỗng hạt l(Vn làm cho đâì có độ chặt cao, tính thấm nhỏ, tính nén lún nhỏ, khả chịu tải sức chống cắt lớn 14 PHUƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN h t t r o n g PHÒNG THÍ NGHIỆM Định nghĩa: Thành phần hạt đất hàm lượng nhóm hạt có độ lớn khác aiau đất, biểu diễn tỷ lệ phần trăm so với khối lượng mẫu đất khô tuyệt đối lấy để phân tích Đất hạt to nhỏ khác tạo thành Để thuận tiện, kích thước nhóm hit quy định khoảng định đấy, nhóm hạt gồm tất CI hạt to nhỏ khác nằm giới hạn Xác định thành phần hạt phân chia đất thành nhóm cỡ hạt gần độ Icn xác định hàm lượng phần trăm chúng Thành phần hạt đất hạt thô (cát) xác định phương pháp sàng tleo cách; ٠ Rây khô để phân chia hạt có kích thước đến 2mm (N 10) • Rây có rửa nước để phân chia hạt có kích thước đến 0,074mm (N'\200) Thành phần hạt đất loại sét xác định phưoìig pháp tỷ trọng kế hạt có kích thước nhỏ 0,074mm 1.4.1 Phương pháp rây sàng rây rửa Bảng 1.1: Sơ hiệu kích thước mác rây theo tiêu chuẩn ASTM Rây khô Rây rửa Cỡ rây / Số hiệu Đường kính d (mm) 4” (cỡ rây) 2” 1” 3/4 ” 1/2 ” 3/8” # (số hiệu) #6 # 10 #20 #40 #60 # 100 #200 101,6 50,8 25,4 19,1 12,7 9,51 4,76 3,36 2,00 0,84 0,42 0,25 0,149 0,074 Hình 1.5 Máy sàng hộ rây a) Phương pháp rây sàng Bước 1: Lấy lượng đất sấy khô vừa đủ lấy phương pháp chia tư để tiến hành thí nghiệm Khối lượng đất lấy làm thí nghiệm ước lượng mắt theo hàm lượng hạt lớn 2mm (hạt cát) % theo khối lượng hạt có kích thước lớn 2mm Khối lượng đất cần lấy để thí nghiệm (g) 0% 100- 200 0% - 10% 300- 500 10% - 30% 1000- 2000 > 30% 2000- 5000 Tách rời hạt chày cối, tránh làm cho hạt bị vỡ Cân xác khối lượng đất đem thí nghiệm Bước 2: Lắp rây thành chồng theo thứ tự tăng dần kích thước lỗ, bên đáy rây, bên nắp rây Cho loàn đất lên râv cùng, dật rây lẽn máy rây khoảng 10 phút (chú ý khơng làm rơi đất ngồi) Birớc 3: Cán cộng dồn khối lượng cúc nhóm hạt từ lớn dến nhỏ (cân khối lượng dất rây lớn, cán dồn tiếp đến rây nhó) la dược khối lượng dất giũ' lại cộng dồn Sau cán, kiểm tra lại lượng thâì khơng q 1% Ỉ3ước 4: Sau rây khô lấv từ đáy rây lượng đất từ 50 - lOOg để thí nghiệm rây có rửa nước h) Phương pháp ráy rửa Râv có rửa nước dược tiến hành lươne lự đất ướt rây cân cộng dồn sau sấy khô 1.4.2 Phương pháp lắng đọng a) Cơ sở lý thuyết phương pháp tỷ trọng ké Phương pháp tỷ trọng kế dựa vào định luật Stoke: “Vận tốc giới hạn cửa vật thể hình cầu rơi chất lỏng, phụ thuộc vào đường kính hạt, tỷ trọng hạt, tỷ trọng cửa dung dịch độ nhót cứa dưng dịch” V = 1_ 1800 ٠١ gd ٦ P -P w _ H q R t dó: Hị^ (cm) - cự ly chìm lắng hạt, lính từ bề mặt chất lỏng trọng tâm bầu tỷ trọng kế ứng với số dọc hiệu chỉnh R thời gian t; 1] (g/cm.sec) - hệ số nhớt nước phụ thuộc vào nhiệt độ, xác định cách tra bảng 1.2 ; g (crn/sec )؛- gia lốc trọng trirờng, lấv 980,7 cm/sec"; p (g/cm'٦) - khối lượng riêng hat dát (g/cm ١); p١١, (g/cnr^) - khối lượng riêng nước, lấv g/cm;؟ t (giây) - thời gian chìm lắng ké lừ lúc bắt dầu thỏi khuấy huyền phù lúc đọc R Cơ sỏ’ phương pháp phân tích hạt tv trọng kế lợi dụng đặc tính phân bố hạt đâl nước để xác định thành phần hạt đất Như biết, cho mẫu đất chê bị, gọi huyền phù, vào bình chứa hạt đất có đường kính khác lắng chìm với vận tốc khác Nếu giả thiết tất điều kiện hạt lớn sỗ lắng chìm nhanh hạt bé, hạt có đường kính lắng chìm tốc độ Như vậy, sau llìời gian t độ sáu /ỉ cịn lại hạt nhỏ đường kính dị tương ứng (các hạt có đường kính lớn d ؛đã lắng chìm xuống h|) Lúc ta thả tỷ trọng kế vào huyền phù để đo tv trọng nhận trị sô vạch khắc R tương ứng cán tỷ trọng kế Bảng 1.2 Bảng tra độ nhớt dơn vị Pơỉse (dynes.s/tm^) Nhiệt độ ( ٥ c ) Độ nhớt N hiệt độ ( ٥ C) Độ nhớt 18 0,01056 29 0,00818 19 0,01050 30 0,00801 20 0,01005 31 0,00784 21 0,00981 32 0,00768 22 0,00958 33 0,00752 23 0,00936 34 0,00737 24 0,00914 35 0,00722 25 0,00894 36 0,00718 26 0,00874 37' 00,695 27 0,00854 38 0,00681 28 0,00836 39 0,00668 Do mật độ hạt dất huyền phù phân bố không dều nên trị số R dọc dượ^ phản ánh cách gần dUng tỷ trọng cùa huyền phù trung tâm bầu tỷ trọng ke: Trong thi nghiệm này, nguOi ta lợi dụng trị số R duợc huyền phù dể yên lặng cho hạt dất chim lắng sau khoảng thời gian tỷ trọng kế dể tinh dường kinh hạt lớn d nhOm hạt ةgần tâm bầu tỷ trọng kế hàm lượng tích lũy phần trăm tương ứng với số dọc R Số dọc tỷ trọng kế R cần phải dược hiệu chỉnh nhiệt độ mặt cong binh tỷ trọng R c - R + C.+Cm R - số dọc từ tỷ trọng kê'; Rc" số dọc sau hiệu chỉ.nh; C|- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, tra bảng 1.3; Cm- hệ SỐ 0,9984 - - ٠٠ - د 0,9988 hiệu chỉnh mặt cong Hiệu chỉnh mặt cong: Tỷ trọng kế sản xuất dược chia độ theo mép mặt khum Thông thường dọc số dọc ta thường dọc theo mép mặt khuiu huyền phu khOng suốt Cm : chiều cao mặt khum từ đỉnh số dọc dến mặt chất lỏng Có thể lấy Cm = 0,0004 cho tỷ trọng kế thương dUng Hiệu chỉnh nhiệt độ: Số dọc ghi cán tỷ trọng kế lấy tỷ trọng cíia chất lỏng 20.C làm chuẩn Khi tiến hành thi nghiệm nhiệt độ khác cần thiết phải hiệu chỉnh lại số, dọc theo bảng 1.3 10 Hảng 1.3: Bảng tra sỏ hiệu nhiệt Độ Cj Sơ hiệu chỉnh Nhiệt độ (٥C) SỐ hiệu chỉnh 20 0,0000 27 0,0015 20 ١ 0,0001 27,5 0,0016 21 0,0002 28 0,0018 21,5 0,0003 28,5 0,0019 22 0,0004 29 0,0021 22,5 0,0005 29,5 0,0022 23 0,0006 30 0,0023 23,5 0,0007 31 0,0028 24 0,0008 32 0,0032 24,5 0,0009 33 0,0035 25 0.001 34 0,0039 25,5 0,0011 35 0,0042 26 0,0013 36 0,0045 26,5 0,0014 37 0,0049 ‘t dộ (٠C) h) Cách tính đường kính d Tính đường kính d hạt lớn nhóm hạt tích lũy nằm gần lâm bầu tỷ trọng kế tương ứng với số dọc R Sô đọc R،, (đã hiệu chỉnh) tỷ trọng kế biểu thị tỷ trọng huyền phù gần tâm bầu lỷ trọng kế sau khuấy để vên thời gian t Nếu gọi d đường kính hạt lớn nhấtxLia nhóm hạt tích lũy gần tâm bầu tỷ trọng kế lúc đầu ngừng khuấy hạt nằm mặt huyền phù sau thời gian l hạt d lắng chìm với tốc độ V đến độ sâu H mà ta số đọc R Do đó, dùng cơng thức Stoke dể u'nh đường kính d chúng Ta có cơng thức đường kính hạt tính bàng mm: d = I8OO.Ĩ1H R g (p -P w )t Từ cơr.g thírc ta nhận thấy xác định cự ly lắng chìm xác định đường kính d hạt Để tính thật xác ta nhận thấv, diện tích ống đo nhỏ nên cho tỷ trọng kế vào mặt huyền phù dâng lên độ cao định Nếu goi F diện lích tiết diện ngang ống đo đựng huyền phù thí nghiêm, V thể tích bầu tv trọng kế (thể tích phần cịn lại phía mặt huyền phù xem khơng đáng 11 5.5 TÍNH TỐN ÁP Lực ĐẤT t h e o lí THUYẾT c â n b ằ n g g iớ i h n 5.5.1 Phương pháp Rankine Giả thiết; - Giữa đất tường khơng có ma sát (ơ = 0) - Sự diện tường không ảng hưởng đến sức chống cắt đất - độ sâu z bất kì, áp lực phân bố song song với mặt đất a) Đối với đất rời - Áp lực chủ động: P؛ = yzcosp cos P - ١/cos^ p-cos^ cp cos p + ١/ cos^ p cos^ p : góc nghiêng đất sau lưng tường Áp lực bị động: p = yzcosp cos p + ١/cos^ p - cos^ (p cos p - ١/cos^ p-cos^ ọ Trường hợp đất sau lưng tường nằm ngang (P= 0) Áp lực chủ động: p٥ =yztan Ka = tg■ 45.-■^ - ،p : hệ số áp lực chủ động E =^ yH 2tg2 45°- ا, ب1ل4 ة£ﻻ ZEp_j, - tổng lực ngang tác động theo phưcừig bị động (không cho tường trượt), bao gổni lực ma sát đáy tường với đất áp lực đất bị động Lực ma sát đáy tường với đất : E, =[ơ.tg(p + c]b Với tổng lực đứng tác dụng xuống đáy tường, trừ phần áp lực nước đẩy (nếu có) E١= [(Zp" - L.) tgọ + c] b p“ = N“ /F u - áp lực đẩv nước tác dụng lên móng tường chắn ứng với chiều rộng mặt Irưọt lính tốn (b); b - chiểu rộng móng lường chắn (chiéu rộng mặt trưcỊt tính toán); L e - tổng lực ngang tác động theo phương chủ động (làm cho tường trượt), áp lực đất chủ động 5.6.2 Kỉểm tra ổn định trượt sâu (lật) k„» > l,0 t l.4 iMchonglat Lấy mOment vị tri châ!i trước (O) móng tường chắn Chú ý dến áp lực dẩy nước dươ اbản mó!ig tường chắn (trường hợp có mực nước ngầm) q:1Q0kN/m BÀÍ TẬP CHƯƠNG Bài 5.1: | Một tường chắn đất BTCT cao 8m, đất sau lưng tưcíng gồm lớp đất có đặc trưng hình vẽ Tải trọng sau lưng tường phân bố kín khắp có độ lófn ỉ X7 ب 00 4m Lớp 2: 3m TX Lởpl: Y=18kN/m ت25ه c = 12kN/m q = 100 kN /m l Tường thẳng đứng, trơn láng, đất sau lưng tường nằm ngang Mực nước ngầm nằm sâu a Y=19kN/m Y=19kN/m' ọ = 28٥ c =0 4íĩì c =0 221 Tường thẳng dứng, tran ỉáng, dất sau lưng tường nằm ngang ^ α = β = δ = a) Xác định độ lớn (kN/m) điểm dặt (m) (cách chân tường c) tổng áp lực dất chủ dộng (trên Im tường) tác dụng đoạn tường AB Lớp : Hệ số áp lực dất chủ dộng: Ka = tg2(45 ٥ - = )ﻟﺞtg2(45° - ٥١406 = (ﻟﺠﺔ Cương độ áp lực dất chủ dộng: ρ ٥ = γ ζΚ ٥ t q Ка - с ١/ Ϊ ζ | z = » P a = q K a - c ^ = 0 x ,4 - x l2 ١ ٠ = 5,31(kN /m 2) z = ^ P a = K a ٢z + q K a - c ^ K = ,4 x l8 x + 25,31 = 54,54(kN /m 2) ٠ ô lớn: Diên tích biểu đổ p E,a ١١٠ي٠ Điểm dặt: Trọng tâm biểu dồ p Γ 25,31 ؛54,54 ع пп XT : í í L p : x = i5 ,7 (k N /m ) Α _1 , ١ 2x25,31 + 54,54 ! ﺀ ﻡ/,/ ١ — — ï + = 5,76(m ) 25,31 + 54,54 - Χ - — خ *al b) Xác định độ lớn (kN/m) điểm dặt (m) (cách chân tường C) tổng áp lực dất chủ dộng (trên Im tương) tác dụng đoạn tường BC Lớp 2: ٠٦ è ٠٦ 28 Hệ số' áp lực đất chủ dộng: Ka : tg ( -! ) = t g ( - ^ ) = 0,361 2 Qui iớp dất thành tải trọng phân bố tác dụng lên lớp dất 2, có giá trị trọng lượng thân lớp dất 1: q j = ٢h = 18x4 = 72(kN/m 3) 222 со 62,092 32 ọọ oo 89,523 Tổng tảl trọng phân bố tác dụng lên lớp dất số 2: ٩ = 10Ũ + 72 = 172(kN/m2) Cương độ áp lực dâ't chủ dộng: Pa = γ ζΚ ١ t q Кд - с · # : z = f ,,= o ١ » P a = ٩ κ ٥ =172x0,361 = 62,092(kN/m 2) z = 8(ζ'=4) Pa Ε,,= = κ ؛١ γζ + ٩ κ ٥ = ,3 x l9 x t6 ,0 = 89,528(kN/rn2) 62,092 ٠ 89,528 „А-)г٠и /г\т/_-\ / ا2 " „„م ■ - χ = 303,24(kN اт)л /ь - 4ас 2x62,092 + 89,528 І г = -3Х 62,092 + 89,528 с) l,88(m) Xác định độ lớn (kN/ưi) điểm dặt (m) (cách chân tường c) tổng áp lực dất chủ dộng (trên Im tư(tng) tác dụng lên toàn thân tường 25,31 54,54 ١ 62.092 :82 69,528 223 E٤٤ z= + E ٥2 =159,7 + 3 ,2 -4 ,94(kN /m ) E„ a؛٠i| XZ|1 + E ؛axz 159,7 x 5,76 + 303,24 x 1,88 ١2 ^ ٨٠ , ١ z z _ ^ ٠ (m )22 E a,+ E ٥ 462,94 d) Tính tổng áp lực ngang (kN/m) tác dụng lên toàn thân tường (trên Im tường), (Dao gồm áp lực chủ động bị động) Hệ số áp lực đất bị động: Kp = tg2 (45 + ■؛p) = tg^ (45 + — ) = 2,77 Cường độ áp lực đất bị động: Pp = YzKp + q Kp - c z = ^ P p - (k N /m ^ ) z = 3-> P p =Kp yz = 277x19x3 = 157,89(kN /m ^) Độ lớn: Diện tích biểu đồ Pp , , , Tam giác; z= — Điếm đặt; Trọng tâm biếu đồ Pp ^ ٠^ 157 89 ^^ ^ ( k N / m^) z = —= l(m) Tổng áp lực ngang tác dụng lên thân tường: E = E, - Ep = 462,94 - 236,835 = 226,105 (kN/m) p = 100 kN/m 25,31 '5 T T T 62,092 157,89 8i528_ e) Trường hợp mực nước ngầm nằm lófp (cách mặt đất 4m), xác định độ lớn (kN/m) điểm đặt (m) (cách chân tường C) tổng áp lực đất chủ động (trên Im tường) tác dụng lên toàn thân tường 224 Mực nước ng ؛١!n ؛ا. ؛اίρ)1 -و áp lực đíứ ct-iủ dộng idc dụng lCn tưịrng đoạn AB khdng đổi ل اا- ﻻا1 Dưới mực nước ngầ!n -> tinh với L(' ؛p : 25,31 25,31 54,54 ١ ج2 )اا92 75 ة ﻫﺎ8 Tổng tải tiọng phân bố liic dụng ^ên lớp đất số : q = 100 + 72 = 172(kN /m ) ﺀا c n g độ áp lực dất cliU dộng: P؛1 = γ zKa + q Ka - c ١/ Ϊ ζ z = 4(ﺀاي0 ا-> ρ ؛١ - q í , = 172x0,7١6l = 62.092(kN / اال2 ) z = 8( ^ ^ ١ » K ^ z = p ٥ ؛x ٠ 62,092 = 75,088(kN /m 2( q 'K (= B ,2 l^ ( - l ٥ ) 62,092 ؛115ا088 E., 2x62,092 + 115,088 ﺀ 62,092 + 115.088 ذ x = d54,36(kN /m ) ﺮ ﻛ _ ﺖ ﺘ ى ﺗ ﺬ ﺋ ﻻ ()( ) ١١ ٠ ﺗ١ﻵ اﻢ „ﻧ١ ﻢة E a = E ؛٠ | + (Ea2=159,7 + 354,36 = 514,06(kN /m Ε _؛١| XZ| + £ ﻷ ^ ة2 ﺀ 159,7X5,76 + 354,36 X 1,8 Ε ؛٠ι + Ε ٤٠2 = 3, 03 ( т ) 514,06 Giả sử q = 0, xác dinh độ sâu đào đâ't khOng phải chắn D;5o khõnư phhi cliắn nên klioáng cấch từ mặt dất dến độ sâư 2Η : P a = y z K a -2c Ẵ = ٥ ٠ Z = - ج2c = (Нс = 18x/ ١ x l2 _ ٦ ﺑﻢ١ ﺗﻤﻪ١ — = 2,09(m Κ.،^ 0,406 H = 4,l8(m ) 225 Bà5.2 ؛ Một lưng tường chắn trơn láng, thẳng dứng, cao 6m, mặt dất dắp nằm ngan^, chịu tải phân bố dều p = 50 kPa kin khắp mặt dất sau lưng tường Dất dắp gồm hai lớp: lớp cát dày 3m; lớp sét dày 3m ١ dặc trưrg ghi hình p = 50 k P a a) Tinh áp lực chủ dộng tác dộng lên lưng tương đỉnh tưCtng; dáy lớp cát; mặt trến lớp sét dáy 1 ﻵá sét b) Tinh tổng áp lực dất chủ dộng tác dộng lên tưCtng moment tác dộng áp Ipc chủ dộng dối với điểm A ةchân tường Bàí 5.3: Đề thi Olympic học toàn quốc năm 2003 ع - ,ﻫﻪ M ặ l â ấ t t ự n h iê n M ự c nư ớc ngắm -2 ,0 A Cho mặt cắt ngang hố móng sâu, d i, d ^ ttong dất cát có trọng lưẹ^g d ^ vị thể tích Tường cừ H dất mực nước ngầm y = 17 KN/m^, bão ự M ứ c n o vét - ٥ ,٥0 hịaYs٥i=19KN/m3 Hố móng dược bảo tường cừ cách nước hoàn toàn Nước hố móng luồn ổn định mức dáy hố liên tục bom h ú t B D c a) Xác định chiều sâu H (so vOí mặt dất) tương cừ dể dảm bảo cho dáy hố dược ổn định (không bị dẩy bUng) với hệ số an toàn FS = 1,5 b) ٧ Ớ1 c-hiểu sẳu tương (dã xác định theo câu a ) , xác định ứng suất hữu hiệu theo phương dứng dất điểm B v D Bàỉ 5.4: Đ ề thi Olympic học toàn quốc năm 2004 Một tương chắn dất cao 9m, lưng tương nghiêng vOi phương nằm ngang 80° Đất dắp sau tường nghiêng p = 20°, dất cát có góc ma sát (p = 24 ٥ trọng lượng riêng y = 20 kN/m ١ Góc ma sát dất dắp lưng tường ỗ = 20 226 a) Xác định giá trị lổng áp !ực đất t jrò؟ng chắn ứng với mặt trượt giả dinh BC hợp với phương nằm ngang góc 60° b) Theo lý thuyết Coulomb till nO áp lực đất loại gì? Có phải áp lực dất chủ dộng khOng? ầ \ S.S Đề thi O lym p ic học loàn ٩ itốc năm 2005 Khi thi công hố mOng, dể hạ mực nrrOc ngám xuống ngang mức dáy móng người ta dùng biện pháp cpc cừ bom hút nước HOi ohiềư sâu cừ h chồn vào lớp dất tối thiểu dể kliOng xảy tượng chảy dất ( xói ngầm ) dáy hố inOng với hệ số an toàn FS = Nồn gồm hai lớp : + Lớp : ^ t pha dày h|= 5m١hệ số thấm kj = l,5 x l0 - ٥cm/s + Lớp : Sét dày vó cUng , hệ số thấm ỵ.2 = x l0 ' ٥cm/s, trọng lượng riêng y = 19,8 KN/m3 2.2.٦ Giả thiết bơm hút, mực nước ngầm ngồi hố móng khơng đổi mức - l,5m Bài 5.6: Đề thi Olympic học lồn qiiơc năm 200Ổ Tường chắn đất trọng lực bêtỏng cốt thép có Yi,25 = ؛kN/m^ Đáy móng đặt đất sét pha có y = 18 KN/m^, (p = 22 c = kN/m^ Đất đắp có cát có Y = 20 KN/m ٠٩và cp = 30° Bỏ qua ma sát lưng tường đất ô = cp = 22° H Im i ^ 1m 1m 1m M ă t đ ất nẽn _ b = m a) Xác định chiều cao H lớn để tường không bị trượt phẳng theo mặt đáy tiếp giáp với mặt b) Để làm tăng hệ số an toàn ổn định trượt phẳng FS người ta mở rộng đáy móng tường phía đất dắp Hãy xác định chiều rộng đáy tường tối thiểu để có FS = 1.5 với chiều cao tường H xác định theo câu a Bài 5.7: Đề thi Olympic học toàn quốc năm 2010 Một tường chắn có cấu tạo hình vẽ Đất trước sau tường đất sét có Y = 18,2 KN/m ^١Y20 = ؛.؛، ؛KN/m^, cp = 26° Mực nước sau tường nằm thấp mặt đất 2m, mực nước trước tường ngang mặt đất Vẽ biểu đồ áp lực đất bị động chủ động áp lực nước tác dụng lên tường: a) Khơng xét đến dịng thấm b) Có xét đến dịng thấm L 228 TÀI U Ệ li THAM KHẢO Lê Quý An, Nguvễn Công Mẫn, Ncu\ ễn Ván Quỳ, Cơ học đât, NXB ĐH THCN, 1970, Châu Ngọc ẩn, Cư học đâC Nhà xuất Đai học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, 2002 Arnold Verruijt, Soil Mechanics, Delft LIniversity of Technology, 2006 Atkinson An introduction to the Mechanics of Soils and Foundations, John Willey, 1993 Bowles, Foundation Analysis and Design, McGraw-Hill, 1996 Das, Principles o f Foundation Engineering, PWS-Kent-Boston, 1984 Jain, Sod Mechanics and Foundation engineering, fifth edition, Nai Sarak, 2000 Vũ Công Ngữ - Nguyễn Văn Dũns, Cơ học đất, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật - H Nội, 2000 Raj, Geotechnical Engineering McGraw-Hill, 1995 10 Sanglerat, The penetrometer and soil exploitation, Elsevier, 1972 11 Spangler, Soil Engineering, ITC-Pennsylvania, 1971 12 Spigolon, Civil Engineering PEI Exam Depth Guide, McGraw - Hill, New York, 2001 13 TCXD 45-70, Tiêu chuẩn thiết kế псп thiên nhiên cho nhà cơng trình, Bộ Xây dựng, Bộ Xây dựng, 1978 14 Taylor, Ehindanientals of soil Mechanics, John Willey, 1948 15 Terzaghi, 'Theorelical Soil Mechanus, W'iley, New York, 1940 16 Terzaghi, Theorical Soil Mechanics, John Willey, 1943 17 Terzaghi- Peck, Soil Mechanics in Engineering Practice, Wiley, New York, 1948 18 Viện thiết kế móng cơng trình ngầm (Liên Xơ cũj, Sổ tay thiết k ế móng, NXB KH KT, Ha Nội, 1974 19 Wood, Soil Behaviour and Critical State Soil Mechanics, Cambridge u Press, 1994 20 Xưtôvich, Cơ học đất, NXB Nông nghiệp, 1987 229 MỤC LỤC Chương 1: BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT 1.1 Quá trình tạo thành đất 1.2 Các loại trầm tích đặc điểm 1.3 Các pha tạo thành đất tác dụng lẫn chúng 1.4 Phương pháp thí nghiệm xác định thành phần hạt phịng thí nghiệm 1.5 Pha lỏng 16 1.6 Pha khí 17 1.7 Các tiêu tính chất trạng thái đất 17 1.8 Tính đầm chặt đất 31 1.9 Phân loại đất 36 Bài tập chương 39 Chương 2: PHÂN B ố ÚNG SUẤT TRONG ĐẤT 50 2.1 Khái niệm ứng suất 50 2.2 Phân bố ứng suất trọng lượng thân 51 2.3 Phân bố ứng suất tải trọng 60 Bài tập chương 89 Chương 3: BIẾN DẠNG CỦA DAT NỀN 98 3.1 Khái niệm chung biến dạng đất 98 3.2 Đặc trứng thủy học đất 98 3.3 Đặc trưng biến dạng đất 108 3.4 Định luật nén lún, hệ số nén lún, Mođun biến dạng đất 112 3.5 Thiết lập cơng thức tính lún cho mẫu đất nén khơng nở hơng phịng thí nghiệm 121 3.6 Định luật cố kết thấm Terzaghi 122 3.7 Tính tốn độ lún ổn định s 127 3.8 Tính độ lún theo thời gian 136 3.9 Độ lún nén thứ cấp đất 142 Bài tập chương 143 Chương 4: SỨ2 CHỊU TẢI CỦA DAT NỀN 156 4.1 Tổng quan sức chống cắt đất 156 4.2 Các phương pháp xác định í hơng số sức chống cắt 162 230 4.3 Sức chịu lải cúa đất 184 Bài tập chưcmg 196 203 Chương 5: Ái’ Lực NGANG CỬA ĐẤT 5.1 Khái niệm tường chắn 203 5.2 Các loai áp lực ngang đất 203 5.3 Tính tốn áp lực đất theo phương pháp dùng mặt trượt giảđịnh củaCoulomb 206 5.4 Tính tốn áp lực đất chủ động theo phương pháp đồ giảicủa Culmann 217 5.5 Tính tốn áp lực đất theo lí thuyết cán giới hạn 218 5.6 Tính tốn ổn định cho tường chấn 220 Bài tập chương 221 Tài liệu tham khảo 229 Mục lục 230 231 i HỌC ĐẤT (Túi bản) Cììịù trúch nhiệm xuất bản: TRINH XUÂN SƠN Biên tập: NGUYỄN THỊ BÌNH C hế bủn: TRẦN THU HỒI Sửa in: NGUYỄN THỊ BÌNH Trình bày bìa: VŨ BÌNH MINH In 500 khổ 19x27cm١tại xưởng ШNhà xuất Xây dựng Giấy chấp nhận đãng kí kế hoạch xuất số 46-2011/CXB/799-01/XD ngày 05 - 01 -2011 Quyết định xuất số 43/QĐ-XBXD ngày 18 - - 2011 In xong nộp lưu chiểu tháng - 2011 232 i\ ... xủ)١di.mg,Ttường Dt.il học Bdcli klioa - Dại học QitOc G laTPH ClilMlnli Diện thoql: 08.38636822 PGS TS Võ Phán ThS Phan Lưu M؛nh Phượng Chương BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA HẤT 11 QUÁ TRÌNH TẠO THÀNH DẤT Đất dược... xem đất gồm thể (3 pha) tạo thành: ٠ Pha rắn: Hạt rắn (hạt đất) ٠ Pha lỏng: Nước đất ٠ Pha khí: Khí đất Hạt đất Nước Lỗ rỗng Hình 1.2 Mơ hình đất pha 1.3.1 Pha rắn: Chiếm phần lớn thể tích đất. .. kliống vật ١'à hóa học bị thay dổi .1.1.2 Phong hóa hóa học: đá bị phá hủy biến dổi tác nhân hóa học nước, اvà COj tjong kliOng Pliong hóa hóa học gây biến dổi thành phần hóa học loại khoáng