Bài giảng cơ học đất (đại học thủy lợi)

CƠ HỌC ĐẤT Chương ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN PGS TS NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH CƠ HỌC ĐẤT - 2013 §5.1 Mở đầu Khái niệm tường chắn đất „ Trong thực tế xây dựng, biện pháp tường chắn dùng trường hợp cần giữ khối đất trạng thái cân „ Ví dụ: - tường chắn bờ dốc sườn đồi hai bên đường làm chỗ tựa cho mái đất (H a,b), giữ cho mái đất không bị sụt xuống Các mố cầu hai bờ vừa để đỡ dầm cầu vừa dùng để chắn đất (H c) - Tường bên cống nước vừa phận thân cống vừa dùng để chắn đất (H d) (a) (b) (c) (d) PGS TS NGUYỄN HữU THÁI – NGÀNH ĐịA Kỹ TḤT CƠNG TRÌNH CƠ HỌC ĐẤT - 2013 „ Một số vật chắn đất đóng vai trị tường chắn đất: -tường cọc ván, -tường gia cố thành hố móng, -tường tầng hầm kết hợp làm nhiệm vụ chắn đất (H e) „ Tường chắn giữ cho khối đất trạng thái cân tiếp nhận áp lực đất Do cần phải xác định áp lực đất lên tường chắn để tính tốn thiết kế kết cấu tường, đảm bảo tường ổn định trượt, lật biến dạng (e) Lưng tường Ngực tường Các phận tường đất: ƒ Ngực tường chắn ƒ Lưng tường: mặt tiếp giáp với đất đắp ƒ Đất đắp sau tường chắn ƒ Nền tường chắn Móng tường Đất trước chân tường PGS TS NGUYỄN HữU THÁI – NGÀNH ĐịA Kỹ TḤT CƠNG TRÌNH Đất đắp đầm chặt sau tường Nền đất CƠ HỌC ĐẤT - 2013 Phân loại tường chắn „ Cơ sở phân loại: chủ yếu dựa vào hình dạng, cấu tạo điều kiện làm việc tường Có thể phân chia tường chắn thành loại Hình vẽ bên Tường trọng lực: có kích thước lớn, vật liệu thường đá xây bê tông Sự ổn định tường đảm bảo nhờ trọng lượng thân tường Loại cơng trình không kinh tế tường cao Tường bán trọng lực: Đây dạng biến đổi tường trọng lực bố trí thêm cốt thép chịu kéo nhằm giảm kích thước tường PGS TS NGUYỄN HữU THÁI – NGÀNH ĐịA Kỹ TḤT CƠNG TRÌNH CƠ HỌC ĐẤT - 2013 Tường côngxon: Được xây bê tông cốt thép gồm thân mỏng liên kết với đáy Kinh tế với chiều cao khoảng 8m Sự ổn định tường chủ yếu dựa vào áp lực khối đất đắp sau tường đè lên đáy Tường trụ chống: Tương tự tường cơngxon bố trí thêm trụ chống gắn kết thân tường với đáy, nhằm tăng cường khả chống uốn tường „ Nói chung tường chắn có chiều dài lớn so với chiều rộng (l/b >10) tính tốn áp lực đất lên tường chắn cần lấy chiều dài đơn vị để xét xem toán phẳng PGS TS NGUYỄN HữU THÁI – NGÀNH ĐịA Kỹ TḤT CƠNG TRÌNH CƠ HỌC ĐẤT - 2013 §5.2 Các loại áp lực đất tác dụng lên tường ƒ ƒ Tường khơng chuyển vị (Hình a) Áp lực hơng đất lên tường độ sâu khác gọi áp lực đất tĩnh, σ’o, (lực đất tĩnh Eo) Áp lực đất có xu làm tường nghiêng, dịch chuyển ngược phía đất (rời xa đất) (Hình b), Ỵ đất chủ động đẩy tường lực, gọi lực đẩy, Eđẩy (hoặc áp lực đẩy σ’hđ) mang tính chủ động Với độ nghiêng (hay độ chuyển dịch) vừa đủ tường, nêm đất tam giác sau tường bị trượt xuống, áp lực đẩy gọi áp lực đất chủ động lên tường, σ’ha (hay lực chủ động Ea) PGS TS NGUYỄN HữU THÁI – NGÀNH ĐịA Kỹ TḤT CƠNG TRÌNH hướng trượt nêm đất trượt CƠ HỌC ĐẤT - 2013 ƒ ƒ ƒ Trường hợp ngun nhân làm tường dịch chuyển quay quanh cạnh sau phía đất, có xu ép đất lên phía Khi đất sản sinh lực chống lại gọi lực chống, Echống (hoặc σ’h,ch), mang tính bị động Với chuyển dịch vừa đủ tường, nêm đất bị đẩy trượt lên (Hình c) Áp lực chống gọi áp lực đất bị động lên tường, σ’hp (hay lực Ep) Sự quay tường rời xa đất phía đất cịn bị biến dạng (lún) hướng trượt nêm đất trượt Để làm rõ Bản chất biến thiên áp lực hông đất độ sâu đó, ta nghiên cứu thí nghiệm mơ hình Terzaghi PGS TS NGUYỄN HữU THÁI – NGÀNH ĐịA Kỹ TḤT CƠNG TRÌNH CƠ HỌC ĐẤT - 2013 Thí nghiệm mơ hình Terzaghi Bản chất biến thiên áp lực hông đất độ sâu KẾT LUẬN: ƒ Giá trị áp lực đất phụ thuộc độ dịch chuyển tường ƒ σa