Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng: Phân tích ứng xử của đất nền dưới móng nông dựa trên kết quả thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm bàn nén hiện trường trong điều kiện

Mục tiêu của Luận văn là nghiên cứu sức chịu tải cực hạn của nền đất ở dưới đáy móng nông cũng như mối tương quan giữa mô đun biến dạng của nền đất tại hiện trường thông qua thí nghiệm bàn nén và dựa trên các chỉ tiêu cơ lý của đất nền có được từ thí nghiệm trong phòng. Mời các bạn cùng tham khảo!

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THANH HĨA PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA ĐẤT NỀN DƯỚI MĨNG NƠNG DỰA TRÊN KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TRONG PHỊNG VÀ THÍ NGHIỆM BÀN NÉN HIỆN TRƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU TỈNH ĐỒNG THÁP TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG TP HỒ CHÍ MINH 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THANH HĨA PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA ĐẤT NỀN DƯỚI MĨNG NƠNG DỰA TRÊN KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TRONG PHỊNG VÀ THÍ NGHIỆM BÀN NÉN HIỆN TRƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU TỈNH ĐỒNG THÁP Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 8580201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRƯƠNG QUANG THÀNH TP HỒ CHÍ MINH 2020 TĨM TẮT Tên đề tài: “Phân tích ứng xử đất móng nơng dựa kết thí nghiệm phịng thí nghiệm bàn nén trường điều kiện đất yếu tỉnh Đồng Tháp” Nội dung luận văn tập trung vào việc phân tích so sánh phương pháp tính tốn sức chịu tải đất Các phương pháp tính tốn giải tích phương pháp phần tử hữu hạn với hỗ trợ phần mềm Plaxis sử dụng để nghiên cứu phân tích tính tốn sức chịu tải đất theo thông số từ thí nghiệm đất phịng Kết xác định sức chịu tải đất tính tốn từ phương pháp so sánh với với kết thí nghiệm bàn nén tĩnh trường để rút kết luận Bên cạnh tính tốn, so sánh kết mô đun biến dạng phương pháp thí nghiệm bàn nén trường với mơ đun biến dạng phịng thí nghiệm để rút kết luận ABSTRACT “Analyzing the reaction of the shallow subsoil foundation based on the results of experiments in laboratory and field plate load tests in soft soil conditions in Dong Thap province” The content of this thesis focuses on comparative analysis of calculation methods bearing capacity of ground The analytical method and the finite element method with the help of Plaxis software was used to analyze and calculate bearing capacity of ground base on results in laboratory The results of determining the load capacity of the ground calculated from these methods are compared with each other and with the results of field plate load test to draw conclusions Besides, this calculated and compared the results of deformation module by the field plate load test method with the deformation module in the laboratory to draw conclusions MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong cơng tác tính tốn thiết kế móng nơng, tốn xác định sức chịu tải (SCT) đất đáy móng có ý nghĩa quan trọng Hiện nay, để dự báo sức chịu tải đất sử dụng nhiều phương pháp tính tốn khác Một phương pháp cho tin cậy nén tĩnh đất trường Các kết tính tốn sức chịu tải đất cho giá trị khác dùng công thức khác nhau, nhiều có sai lệch lớn Việc xác định sức chịu tải đất có ý nghĩa quan trọng ảnh hưởng đến an tồn giá thành xây dựng móng cơng trình Trong thực tế, điều kiện khác mà số cơng trình khơng thể tiến hành thí nghiệm bàn nén trường Vì thế, vấn đề nghiên cứu mối tương quan kết thí nghiệm phịng trường để đánh giá ứng xử đất đáy móng nơng vấn đề có ý nghĩa thực tiễn Vì vậy, nghiên cứu đề tài vấn đề quan trọng cấp thiết Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu đề tài nghiên cứu sức chịu tải cực hạn đất đáy móng nơng mối tương quan mô đun biến dạng đất trường thơng qua thí nghiệm bàn nén dựa tiêu lý đất có từ thí nghiệm phịng Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tổng hợp lý thuyết tính tốn sức chịu tải đất đáy móng nơng theo tài liệu tiêu chuẩn - Kiểm chứng số liệu tính tốn sức chịu tải theo lý thuyết với số liệu kết bàn nén trường điều kiện địa chất để đánh giá - Sử dụng phần mềm Plaxis 2D v8.6 để mô ứng xử đất so sánh với kết khác Ý nghĩa giá trị thực tiễn đề tài Đề tài: “Phân tích ứng xử đất móng nơng dựa kết thí nghiệm phịng thí nghiệm bàn nén trường điều kiện đất yếu tỉnh Đồng Tháp” giúp cho người kỹ sư thiết kế phần móng cơng trình có thêm sở lý luận xác việc tính tốn lựa chọn sức chịu tải đất phục vụ cho cơng tác thiết kế móng nơng địa bàn nghiên cứu khu vực khác có điều kiện địa chất tương tự Giới hạn đề tài Đề tài nghiên cứu giới hạn cho móng nơng đơn cột chưa có điều kiện nghiên cứu trường hợp móng băng, móng bè Khu vực nghiên cứu với số liệu địa chất (tại Tháp Mười Châu Thành) chưa thể bao quát hết tỉnh Đồng Tháp Do thời gian lực có hạn, kết nghiên cứu chưa xét tới tính biến dạng theo thời gian đất trình lún cố kết CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT VÀ THÍ NGHIỆM BÀN NÉN TẠI HIỆN TRƯỜNG 1.1 Giới thiệu sức chịu tải cực hạn đất móng nơng 1.1.1 Giới thiệu móng nơng Loại móng gọi móng nơng độ sâu chơn móng nhỏ chiều rộng đáy móng 1.1.2 Tính tốn sức chịu tải cực hạn đất Móng đặt độ sâu Df bên mặt đất Hình 1.1 (a) Ứng với tải trọng tác dụng lên móng Q độ lún móng S, vẽ đường cong quan hệ tải trọng độ lún thấy có hình dạng tương tự đường cong ứng suất – biến dạng, thể Hình 1.1 (b) Hình 1.1 Một dạng đường cong quan hệ tải trọng – độ lún điển hình (a) Móng nơng đơn cột (b) đường cong tải trọng – độ lún 1.2 Một số dạng phá hoại đất Phá hoại cắt tổng quát (Hình 1.2a), phá hoại cắt cục (Hình 1.2b), phá hoại cắt xuyên Hình 1.2c Hình 1.2 Một số dạng phá hoại (Vesic 1963): (a) Cắt tổng quát; (b) Cắt cục bộ; (c) Phá hoại cắt xuyên 1.3 Tổng quan lý thuyết sức chịu tải đất 1.4 Lý thuyết tính toán sức chịu tải Terzaghi 1.4.1 Ứng xử phá hoại cắt đất Hình dạng bề mặt phá hoại tác dụng tải trọng cực hạn đưa Hình 1.3 Hình 1.3 Bề mặt cắt tổng quát Terzaghi giả định loại móng [17] 1.4.2 Sức chịu tải cực hạn đất đáy móng Đối với móng vng: qu  1,3cNc  D f Nq  0,4BN (1.1) 1.4.3 Tính tốn sức chịu tải cực hạn đất trường hợp phá hoại cắt cục _ _ _ c  0,67c ; tan   0,67 tan  hay   tan 1 (0,67 tan  ) _ _ _ qu  0,867c N c  D f N q  0,4B N  (1.2) 1.4.4 Tính tốn sức chịu tải cực hạn qu cho trường hợp đất rời đất dính phá hoại cắt tổng thể - Đối với đất rời lý tưởng, ta có c = 0, qu  D f Nq  0,4BN (1.3) - Đối với đất dính lý tưởng, ta có ϕ = 0, qu  7,4c  D f (1.4) 1.4.5 Chuyển đổi từ phá hoại cắt cục sang phá hoại cắt tổng thể cát 1.5 Hệ số khả chịu tải Nc Skempton Sức chịu tải cực hạn cho móng vng: qu  cNc  D f (1.5) 1.6 Phương trình tính tốn sức chịu tải tổng qt đất qu  cNc sc d c ic  q0' N q sq d q iq  BN  s d i (1.6) 1.7 Sức chịu tải cực hạn đất dựa giá trị xuyên tiêu chuẩn SPT 1.7.1 Đất rời, mối quan hệ Ncor  Giá trị Ncor tra Hình 1.5 để xác định góc ma sát trong, Góc ma sát  xác định phương pháp sử dụng để tính tốn hệ số sức chịu tải từ tính toán sức chịu tải cực hạn đất Theo công thức (1.12) qu  q0' N q sq d q iq  BN  s d i (1.12) 1.7.2 Đất dính, mối quan hệ Ncor qu qu  2cu  k N cor kPa (1.13) 1.7.3 Những hiệu chỉnh cần áp dụng + Hiệu chỉnh theo lượng búa gọi sức kháng N60 N60  N CE CE  Eh 60 (1.17) Trong N – Số búa đóng thực tế Eh – thường lấy Eh  30  60 1.8 Thí nghiệm nén tĩnh đất bàn nén trường [12] Hình 1.8 Thử tải bàn nén trường đất khơng đồng [17] 1.9 Thí nghiệm bàn nén trường xác định mô đun biến dạng, sức chịu tải cực nhạn qu nén phẵng (dựa vào TCVN 9354:2012) 1.9.1 Chuẩn bị thí nghiệm Bao gồm: Hệ tải trọng, hệ dầm đỡ, hệ thống gia tải, hệ thống đo lực, hthống bơm thủy lực, hệ đồng đo chuyển vị, hệ dầm chuẩn: Hình 1.9 Sơ đồ chung bố trí thiết bị thí nghiệm nén tĩnh đất (1) Tấm nén; (2) Kích thủy lực; (3) Gối dầm định vị; (4) Dầm định vị dọc; (5) Đối trọng chất tải Các thiết bị sử dụng q trình thí nghiệm hiệu chuẩn theo qui định hành Sơ đồ bố trí thí nghiệm bàn nén trường theo hình 1.10 1.9.2 Cách tiến hành: Gia tải trước nhằm tạo tiếp xúc tốt nén thí nghiệm đất Quy trình tăng giảm tải: gia tải cấp đến tải trọng lớn nhất, tổng số cấp gia tải phải khơng bốn Giữ cấp tải đến ổn định biến dạng quy ước đất Ghi số đọc chuyển vị kế kế cấp áp lực Dừng thí nghiệm: ổn định biến dạng ứng với cấp tải trọng cuối, tổng biến dạng trình đạt giá trị 0,15d, d cạnh nén hình vng 1.9.3 Xử lý kết thí nghiệm: 1.9.3.1 Xác định mơ đun biến dạng E Hình 1.10 Biểu đồ quan hệ độ áp lực – độ lún S = f(p) [11] p E  (1  )..d (1.21) S 1.9.3.2 Xác định sức chịu tải cực hạn đất pgh (hay qu) Cách 1: Sức chịu tải cực hạn đất giao điểm hai nhánh đàn hồi dẻo đường cong nén lún Cách 2: pgh cấp áp lực nén mà gia số độ lún ứng với cấp áp lực pi lớn gấp đôi gia số lún với cấp áp lực kề trước pi-1, đồng thời nhỏ giá trị ứng với cấp pi+1 Cách 3: Là cấp áp lực mà đó, độ lún đạt giá trị quy ước 1/10 đường cạnh nén vuông 1.10 Một số kết nghiên cứu tác giả nước liên quan đến đề tài 1.11 Kết luận chương Có nhiều phương pháp tính tốn sức chịu tải cực hạn đất nền, từ phương pháp tính tốn lý thuyết tác giả đến thí nghiệm thực tế bàn nén trường Các phương pháp có ứng dụng hữu ích riêng biệt Sức chịu tải cực hạn theo phương pháp tính tốn lý thuyết tác giả khác phụ thuộc vào hệ số khả chịu lực Nc, Nq, Nγ theo quan niệm tính phương pháp Sức chịu tải cực hạn đất phương pháp tính tốn lý thuyết khác thí nghiệm xác định sức chịu tải cực hạng bàn nén trường Sức chịu tải cực hạn xác định thí nghiệm bàn nén trường khơng phụ thuộc vào kích thước nén đất sét Mơ đun biến dạng đất phịng thí nghiệm mô đun biến dạng đất trường có chênh lệch định theo loại đất khác CHƯƠNG SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT DƯỚI MĨNG NƠNG DỰA TRÊN KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐẤT TRONG PHỊNG VÀ THÍ NGHIỆM BÀN NÉN TẠI HIỆN TRƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU TỈNH ĐỒNG THÁP 2.1 Giới thiệu điều kiện địa chất khu vực lựa chọn nghiên cứu 2.1.1 Các địa điểm chọn nghiên cứu Để phục vụ vấn đề nghiên cứu sức chịu tải đất luận văn này, học viên lựa chọn 03 vị trí đất địa bàn tỉnh Đồng Tháp (Trường mẫu giáo Đốc Binh Kiều, Trụ sở UBND xã Mỹ Hòa, Trường mẫu giáo Nha Msân) 2.1.2 Thông số tiêu lý đất 2.1.2.1 Cơng trình Trường mẫu giáo Đốc Binh Kiều (CT1) Cao độ W (%) γtn (g/cm3) γđn (g/cm3) e0 Φ (độ) c (kG/cm2) Loại đất chuyển sang dẻo chảy 1-2,3 m 70,4 1,545 0,582 1,335 10,868 0,073 Hình 3.2 Mặt cắt trụ địa chất kèm theo tiêu SPT theo độ sâu cơng trình CT2 Hình 3.3 Mặt cắt trụ địa chất kèm theo tiêu SPT theo độ sâu cơng trình CT3 OH 2.1.3 Nhận xét điều kiện địa chất vị trí chọn Các cơng trình có điều kiện địa chất tương đối yếu 2.2 Xác định sức chịu tải đất dựa kết thí nghiệm bàn nén trường 2.2.1 Một số yêu cầu công tác thí nghiệm bàn nén trường Theo mục 1.9 chương 2.2.2 Kết xác định sức chịu tải cực hạn đất dựa kết thí nghiệm bàn nén trường 2.2.2.1 Cơng trình CT1 Hình 2.8 Biểu đồ áp lực – độ lún CT1 2.2.2.2 Cơng trình CT2 Hình 2.10 Biểu đồ áp lực – độ lún CT2 2.2.2.3 Cơng trình CT3 Hình 2.12 Biểu đồ áp lực – độ lún CT3 10 2.2.3 Tổng hợp kết sức chịu tải cực hạn đất dựa kết thí nghiệm bàn nén trường vị trí nghiên cứu Bảng 2.7 Tổng hợp kết sức chịu tải cực hạn đất trường Sức chịu tải cực hạn qu (kN/m2) CT1 CT2 CT3 60,0 140,0 80,0 2.2.4 Nhận xét sức chịu tải cực hạn đất vị trí nghiên cứu Mỗi khu vực địa chất khác cho kết có sức chịu tải cực hạn thí nghiệm bàn nén trường khác Thứ tự sức chịu tải đất tăng dần sau: CT1