Bài giảng Cơ học đất - Chương 3: Ứng suất trong đất

Bài giảng Cơ học đất - Chương 3: Ứng suất trong đất cung cấp cho người học những kiến thức như: Các loại ứng suất trong đất và các giả thiết cơ bản để tính toán Nội Dung; Xác định ứng suất bản thân; Xác định áp suất đáy móng; Ứng suất tăng thêm trong nền công trình. Mời các bạn cùng tham khảo!

CHƯƠNG III: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT (STRESSES IN SOIL) Nội Dung §3.1 Các loại ứng suất đất giả thiết để tính tốn §3.2 Xác định ứng suất thân §3.3 Xác định áp suất đáy móng §3.4 Ứng suất tăng thêm cơng trình §3.1 Các loại ứng suất đất giả thiết để tính tốn I Các loại ứng suất đất I Các loại ứng suất đất Trọng lượng thân đất Tải trọng công trình Ứng suất đất Để xét ổn định cường độ & biến dạng cơng trình, khối đắp (đê, đập…) & mái dốc cần nghiên cứu & tính tốn trạng thái ứng suất sinh khối đất trước sau xây dựng cơng trình I Các loại ứng suất đất Phân biệt: Ứng suất thân: Ứng suất trọng lượng thân đất gây Ứng suất tăng thêm: Ứng suất đất áp suất đáy móng (tải trọng cơng trình) gây Chú ý KN áp suất đáy móng: Áp suất mặt tiếp giáp & đáy móng tải trọng cơng trình truyền xuống thơng qua móng Ứng suất thấm: Ứng suất đất dịng thấm gây gọi ứng suất thấm (ứng suất thủy động) II Các giả thiết để tính tốn II Các giả thiết để tính tốn Trong học đất, lý thuyết đàn hồi thường dùng để nghiên cứu tính tốn quy luật phân bố ứng suất đất (trừ ứng suất thấm) Do đất môi trường rời rạc, phân tán, không liên tục dùng lý thuyết đàn hồi tính tốn ứng suất đưa vào số giả thiết sau: + Coi đất bán khơng gian vơ hạn biến dạng tuyến tính (vật thể GH mp) cịn vơ hạn theo phương khác + Đất vật thể liên tục, đồng đẳng hướng (VD sét dẻo cát chặt nhất) + Coi trạng thái ứng suất – biến dạng đất trạng thái lúc cố kết kết thúc §3.2 Xác định ứng suất thân I Ứng suất thân đất 10 III Ứng suất tăng thêm đồng chất – tốn phẳng 73 Móng băng: Móng tường nhà, tường chắn đất, đập dâng… 73 III Ứng suất tăng thêm đồng chất – toán phẳng 74 Đặc điểm:  Móng thường có l >> b (l/b ≥ 3)  Tải trọng cơng trình thường phân bố dọc theo b với quy luật định, không đổi dọc theo chiều dài L Chú ý Do chiều dài móng băng (theo phương y) vơ lớn, biến dạng đất theo phương = (ey = 0) ⇒ Trạng thái ứng suất mặt phẳng thẳng đứng xOz ⇒ Bài tốn biến dạng phẳng, cần tính ứng suất σx, σz, 𝜏xz mặt phẳng xOz 74 III Ứng suất tăng thêm đồng chất – toán phẳng 75 75 III Ứng suất tăng thêm đồng chất – toán phẳng 76 3.1 Bài toán Flament Nội dung: Tính ứng suất đường tải trọng thẳng đứng phân bố dài vô hạn M 76 III Ứng suất tăng thêm đồng chất – toán phẳng 77 3.1 Bài toán Flament Ngun lý tính tốn: Trên đường tải trọng lấy vi phân chiều rộng dy, coi tải trọng qdy tải trọng tập trung dP áp dụng cơng thức Boussinesq để tính ứng suất tăng thêm dσz điểm M 77 III Ứng suất tăng thêm đồng chất – toán phẳng 78 3.1 Bài tốn Flament Kết tính tốn 2q x z 2q  x   cos  sin   R1 R  xz 2q xz 2q   cos  sin   R1 R Với x sin   R1 z cos   R1 78 III Ứng suất tăng thêm đồng chất – toán phẳng 79 3.2 Ứng suất tăng thêm tải trọng hình băng phân bố Nội dung: Xét tốn mặt chịu tải trọng hình băng phân bố p 79 III Ứng suất tăng thêm đồng chất – toán phẳng 80 3.2 Ứng suất tăng thêm tải trọng hình băng phân bố PP tính tốn Dùng lời giải Flament, dọc theo b lấy vi phân bề rộng dx, q = pdx coi cường độ đường tải trọng dài vơ hạn dọc theo băng tải trọng Lấy tích phân cho toàn chiều rộng băng tải trọng (-b/2; b/2) viết gọn lại: z = k1p ' = 1p Trong đó: K1 = f (n = z/b); 𝛽 f n z/b tra bảng 3.8 80 III Ứng suất tăng thêm đồng chất – toán phẳng 81 3.3 Ứng suất tăng thêm tải trọng hình băng phân bố tam giác Nội dung: Tính ứng suất tăng thêm σz 𝛳 điểm M nằm đường thẳng đứng qua mép móng A tải trọng (tại A, tải trọng = 0) z = k2pT ' = 2.pT Trong đó: K2 = f(n = z/b); 𝛽2 – f n z/b hệ số ứng suất tăng thêm 81 III Ứng suất tăng thêm đồng chất – toán phẳng 82 3.4 Ứng suất tăng thêm tải trọng hình băng phân bố nằm ngang Ứng suất tăng thêm σz & 𝛳 M đường thẳng đứng qua mép A & B móng băng xác định theo biểu thức sau:  =  k t ' =   t z 3 K3 = f(n = z/b); 𝛽3 = f(n = z/b) tra bảng 3-10 Dấu (+) dùng M nằm A (A góc móng vectơ tải trọng ngang) Dấu (-) dùng M nằm B (B góc móng gốc vectơ tải trọng ngang) 82 IV Một số phương pháp khác xác định ứng suất tăng thêm (self-study) 83 VD3 Cho q = 200 kN/m2, B = 6m, và z = 3m.  Xác định ứng suất tăng thêm theo phương đứng tại x = ∓9; ∓6; 0m 84 VD4 Cho khối đắp hình Xác định ứng suất tăng thêm (stress increase) khối đắp điểm A1 & A2 85 Ghi nhớ cuối chương 86 Chú ý + Hiểu cách thành lập công thức ứng với sơ đồ áp lực cụ thể (đều, tam giác, đứng, ngang ) chia sơ đồ áp lực tổng + Chú ý phương pháp điểm góc (thường tính ứng suất tăng thêm cho điểm góc móng) + Cách tra hệ số ứng suất tăng thêm nhớ yếu tố mà phụ thuộc + Nhớ cơng thức tổng quát tương ứng tất sơ đồ áp lực học 86 Ghi nhớ cuối chương 87 87 ... trạng thái ứng suất sinh khối đất trước sau xây dựng công trình I Các loại ứng suất đất Phân biệt: Ứng suất thân: Ứng suất trọng lượng thân đất gây Ứng suất tăng thêm: Ứng suất đất áp suất đáy... loại ứng suất đất giả thiết để tính tốn §3.2 Xác định ứng suất thân §3.3 Xác định áp suất đáy móng §3.4 Ứng suất tăng thêm cơng trình §3.1 Các loại ứng suất đất giả thiết để tính tốn I Các loại ứng. .. cơng trình) gây Chú ý KN áp suất đáy móng: Áp suất mặt tiếp giáp & đáy móng tải trọng cơng trình truyền xuống thơng qua móng Ứng suất thấm: Ứng suất đất dòng thấm gây gọi ứng suất thấm (ứng suất