THÀNH PHẦN cấu TRÚC và TÍNH CHẤT cơ lý của đất đá (địa CHẤT CÔNG TRÌNH SLIDE)

CHƯƠNG THÀNH PHẦN CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT ĐÁ Đất đá cấu tạo thành phần (3 pha): • hạt rắn (pha rắn), • dung dịch nước (pha lỏng) • chất khí (pha khí) Đất đá cấu tạo thành phần (3 pha): ◦ hạt rắn (pha rắn), ◦ dung dịch nước (pha lỏng) ◦ chất khí (pha khí) 4.1.1 Phần hạt rắn (pha rắn)  Đối với đá cứng nửa cứng - thành phần khống vật tính chất liên kết đóng vai trị quan trọng việc xác định tính chất lý  Đối với đất - thành phần hạt, hình dạng, mức độ chặt sít,… 4.1 THÀNH PHẦN CẤU TRÚC CỦA ĐẤT ĐÁ  Thành phần hạt đất hàm lượng nhóm hạt có độ lớn khác đất, biểu diễn tỷ lệ phần trăm so với khối lượng mẫu đất khô tuyệt đối (sấy 105oC) lấy để phân tích  Ví dụ: nhóm hạt 0,25 – 0,5mm gồm tất hạt khác có đường kính từ 0,25 đến 0,5mm Hàm lượng hạt có kích thước 0,3mm khơng thể tìm được!! Thành phần hạt phân loại đất (theo tiêu chuẩn) Thành phần hạt đất hạt thô xác định phương pháp rây sàng theo hai cách:  Rây khô để phân chia hạt có kích thước đến 2mm (#10);  Rây có rửa nước để phân chia hạt có kích thước đến 0,074mm (#200)  Thành phần hạt đất loại sét xác định phương pháp tỷ trọng kế hạt có kích thước < 0,074mm Than phần hạt phân loại đất (theo tiêu chuẩn) Rây đất để phân chia nhóm hạt Nếu gọi xi (%) phần trăm khối lượng đất giữ lại cộng dồn rây có kích thước i; – khối lượng giữ lại cộng dồn đất rây có kích thước i (g) A – tổng khối lượng đất làm thí nghiệm (g) xi = × 100% A Từ đó, phần trăm khối lượng lọt qua rây i là: yi = 100% - xi Đối với phương pháp rây có rửa nước, khối lượng đất lấy làm thí nghiệm lọt qua rây #10 tính phần trăm lọt qua cộng dồn B (phương pháp rây khơ) Do phần trăm trọng lượng lọt qua toàn mẫu đất phần trăm trọng lượng lọt qua thí nghiệm rây có rửa nước nhân với giá trị B Tính tốn thí nghiệm rây (ví dụ)  Bước Tính Rc= R +số hiệu chỉnh theo toC mặt cong  Bước Tính Hr (xem M=Rc) Vo L H R = (N − M ) + a + N 2F Bước Tính đường kính d= 1800.η H R g ( ρ s − ρ w ).t Bước Tính % nhỏ y = P × 100% Với: ρs P= R ρs −1 m Tính tốn theo tỷ trọng kế (ví dụ) Thể kết Hệ số không đồng mẫu: Hệ số cấp phối: 30 d Cg = d10 × d 60 d 60 Cu = d10 Khi Cu < đất đồng đều, Cu > đất không đồng (cấp phối tốt) Đất cấp phối tốt có C g = 0,5 – 2,0 Tỷ diện tích tỷ lệ diện tích mặt ngồi vật liệu với khối lượng thể tích vật liệu Tỷ diện tích: S Ω= Xem tài liệu hình thành điện tích mặt ngồi s m - + - - _ _ + + + - _ _ + – + – - + – - + – - Hạt rắn _ – + + – + – – + – + – + – + – + – + – + – + – + – + – + – + – + – + – _ + + + - Nước liên kết Nước liên kết giữ chặt lỗ rỗng nhỏ có độ nhớt lớn nước thông thường 4.1.2 Nước lỗ rỗng đất đá (pha lỏng) Đường cong quan hệ ứng suất – biến dạng từ kết thí nghiệm Theo định luậ Hook, module biến dạng: E= σ ∆σ = ε ∆ε Giá trị ứng suất lớn mà mẫu đất chịu được gọi cường độ sức kháng nén đơn qu 4.4.3 Ứng suất biến dạng đơn giản nén trục  Các thành phần ứng suất tác dụng nén đơn σp = Pp A1 = P cos α cos α = σ cos α = σ (1 + cos 2α ) A Pt P sin α cos α τ= = = σ sin α cos α = σ sin 2α A1 A P Pp P Pt α 4.4.3 Ứng suất biến dạng đơn giản nén trục Kết thí nghiệm phục vụ tính lún Số liệu ghi nhận thí nghiệm: độ lún ổn định cuối độ lún theo thời gian cấp tải trọng 4.4.4 Tính nén lún đất thí nghiệm nén cố kết  Biểu thức xác định hệ số rỗng đất tương ứng với độ lún ∆ hi chịu tải trọng: ∆hi (1 + eo ) ei = eo − ho Đường cong nén lún  Hệ số nén a (cm2/kG) độ dốc đường cong: de a=− dσ Hệ số nén a liên hệ với module biến dạng tổng quát E o quan hệ: + en −1 Eo = β a Với: 2ν β =1− −ν Tính tốn kết nén lún Chỉ số nén en −1 − en Cc = log σ n − log σ n −1 Đường cong nén lún Cần ghi nhận ứng suất nén ứng suất tiếp gây cắt mẫu đất 4.4.5 Sức chống cắt đất thí nghiệm cắt trực tiếp Sức chống cắt định luật Coulomb τ = σ ⋅ tgϕ + c Ở đây: c- lực dính; ϕ - góc ma sát – thơng số quan trọng để tính tốn khả chịu tải đất Biểu đồ sức chống cắt Các thông số thí nghiệm bao gồm: Ứng suất lớn (σ1 kN/m2): ứng suất lớn nhất, thí nghiệm nén ba trục ứng suất theo phương dọc trục Ứng suất nhỏ (σ3 kN/m2): thí nghiệm nén ba trục áp lực buồng Ứng suất lệch ((σ1 -σ3) kN/m2): thí nghiệm nén ba trục ứng suất bổ sung tăng lực nén dọc trục 4.4.6 Thí nghiệm nén ba trục Trạng thái ứng suất mẫu thí nghiệm nén ba trục: a – trạng thái ban đầu đặt áp lực buồng; b – khoảng biến dạng tăng tải; c – trạng thái giới hạn (phá hoại)  Cần ghi nhận thông số ứng với cấp áp lực buồng: Biến dạng: ứng suất lệch ε1i = ∆hi × 100% ho σ1 ( σ − σ ) = R × C R (1 − ε ) Ao σ σ3 τ σ1 Nén ba trục σ3 Ở trạng thái cân giới hạn σ1 − σ CT σ1 − σ sin ϕ = = = O' C σ + σ + c σ + σ + 2c cot gϕ tgϕ ϕ ϕ o σ = σ tg (45 + ) + 2c.tg (45 + ) 2 o Đường bao phá hoại Có sơ đồ thí nghiệm bản:  Khơng cố kết – khơng nước (UU)  Cố kết – khơng nước (CU)  Cố kết – thoát nước (CD) Các sơ đồ thí nghiệm  Xem tài liệu 4.5 TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ CƠ LÝ CỦA ĐÁ Phân loại tiêu đơn ngun địa chất cơng trình Phân chia đơn ngun địa chất cơng trình 8 bước tính tốn Và tập 4.6 XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU TÍNH CHẤT CƠ LÝ TỔNG HỢP (TRỊ TIÊU CHUẨN) VÀ TRỊ TÍNH TỐN CỦA ĐẤT ... liệu 4.5 TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ CƠ LÝ CỦA ĐÁ Phân loại tiêu đơn ngun địa chất cơng trình Phân chia đơn ngun địa chất cơng trình 8 bước tính tốn ? ?Và tập 4.6 XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU TÍNH CHẤT CƠ LÝ TỔNG... định tính chất lý  Đối với đất - thành phần hạt, hình dạng, mức độ chặt sít,… 4.1 THÀNH PHẦN CẤU TRÚC CỦA ĐẤT ĐÁ  Thành phần hạt đất hàm lượng nhóm hạt có độ lớn khác đất, biểu diễn tỷ lệ phần. .. trương nở đất  4.2.3 Tính co ngót đất  4.2.4 Độ bền với nước đất 4.2 TÍNH CHẤT HĨA LÝ  Để định lượng tính chất xây dựng đất đá, trước tiên cần thiết đánh giá tính chất vật lý chúng ĐÂY LÀ CÁC