Đánh giá độ lún của đất nền có xét đến sự thay đổi của thông số đất nền theo độ sâu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐINH TRẦN HOÀNG ANH ĐÁNH GIÁ ĐỘ LÚN CỦA ĐẤT NỀN CÓ XÉT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI CỦA THÔNG SỐ ĐẤT NỀN THEO ĐỘ SÂU Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số ngành : 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2013 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG - HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS BÙI TRƯỜNG SƠN Cán chấm nhận xét 1: TS PHẠM TƯỜNG HỘI Cán chấm nhận xét 2: TS ĐINH HOÀNG NAM Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 29 tháng năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: TS TRẦN VĂN THƠ TS TRẦN TUẤN ANH TS PHẠM TƯỜNG HỘI TS ĐINH HOÀNG NAM TS BÙI TRƯỜNG SƠN Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA XÂY DỰNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : ĐINH TRẦN HOÀNG ANH MSHV : 11090308 Ngày, tháng, năm sinh : 27-01-1985 Chuyên ngành Nơi sinh : Tp Hồ Chí Minh : Địa kỹ thuật xây dựng Mã số : 60.58.60 1- TÊN ĐỀ TÀI: Đánh giá độ lún đất có xét đến thay đổi thông số đất theo độ sâu 2- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng hợp phương pháp tính tốn biến dạng chuyển vị đất - Tổng hợp đặc trưng biến dạng đất ảnh hưởng trạng thái ứng suất lên đặc trưng biến dạng - Từ tương quan đặc trưng biến dạng theo trạng thái ứng suất độ sâu dự tính độ lún có xét đến thay đổi đặc trưng biến dạng theo độ sâu sở tương quan thiết lập 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21/01/2013 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 21/06/2013 5- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS BÙI TRƯỜNG SƠN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TS BÙI TRƯỜNG SƠN PGS TS VÕ PHÁN TRƯỞNG KHOA XÂY DỰNG LỜI CẢM ƠN Để hồn thành chương trình cao học thực luận văn này, nhận hướng dẫn, giúp đỡ góp ý nhiệt tình quý thầy cô trường Đại học Bách khoa Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Trước hết, xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô Bộ mơn Địa móng, đặc biệt thầy cô tận tâm dạy bảo cho suốt thời gian học tập trường Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Bùi Trường Sơn dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Nhân đây, xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Bách khoa Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh tạo nhiều điều kiện để tơi học tập hồn thành tốt khóa học Đồng thời tơi cảm ơn đặc biệt gia đình, q anh chị bạn bè thân hữu tạo điều kiện cho hoàn thành tốt luận văn Mặc dù cố gắng hoàn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên khơng tránh khỏi thiếu sót, mong đóng góp q báu q thầy bạn Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 Học viên Đinh Trần Hồng Anh TĨM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: “Đánh giá độ lún đất có xét đến thay đổi thông số đất theo độ sâu” Tóm tắt đề tài: Trên sở lý thuyết đàn hồi, dự tính độ lún dự kiến thực sở có xét thay đổi đặc trưng biến dạng theo độ sâu sở tương quan thiết lập Sử dụng phần mềm Mathcad, Excels để tính tốn độ lún có xét đến thay đổi đặc trưng biến dạng theo độ sâu Kết tính tốn so sánh với kết tính tốn xem đặc trưng biến dạng số lớp đất Ngoài ra, phân tích việc dự tính độ lún sở phân chia độ lún làm thành phần: biến dạng thể tích biến dạng hình dạng SUMMARY OF THESIS Title: “Assessment settlement of the ground considering the variations of the deformation parameters with depth” Abstract: Based on the theory of elasticity, the settlement of the ground is estimated on the basis of the consideration the variations deformation characters with depth on the established correlation Soft Mathcad, Microsoft excels are used to calculate the settlement considering the deformation features change with depth Calculation results are compared with results calculated with deformation characteristics considered as constants in a soil layer In addition, further analysis of the settlement of the ground bases on the analysis displacement into components: volume deformation and shape deformation MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ CỦA ĐẤT NỀN 1.1 Tính tốn độ lún ổn định đất 1.1.1 Phương pháp cộng lún lớp 1.1.2 Phương pháp dựa vào lý thuyết biến dạng đàn hồi toàn 1.1.3 Xác định độ lún ổn định đất theo phương pháp lớp tương đương 12 1.1.4 Phương pháp ước lượng độ lún cố kết sơ cấp theo bề dày chịu nén giới hạn 14 1.2 Quan hệ tải trọng chuyển vị sở lý thuyết đàn hồi 15 1.2.1 Cơ sở lý thuyết đàn hồi xác định chuyển vị tác dụng tải trọng 15 1.2.2 Xác định trạng thái ứng suất điểm tác dụng tải trọng 17 1.3 Nhận xét phƣơng hƣớng đề tài 20 Chƣơng 2: CÁC ĐẶC TRƢNG BIẾN DẠNG VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT LÊN ĐẶC TRƢNG BIẾN DẠNG 21 2.1 Các đặc trƣng biến dạng 21 2.1.1 Hệ số áp lực hông  21 2.1.2 Hệ số nén a 22 2.1.3 Chỉ số nén Cc, số nở Cs 23 2.1.4 Hệ số nén thể tích mv 29 2.1.5 Chỉ số nén nở ,  30 2.1.6 Module biến dạng E hệ số Poisson  31 2.1.6.1 Xác định module biến dạng theo số liệu nén không nở hông: 33 2.1.6.2 Xác định module biến dạng theo điều kiện nén ba hướng 35 2.1.6.3 Xác định module biến dạng theo điều kiện nén không ba hướng 37 2.1.6.4 Xác định module biến dạng đất có xét đến độ bền kiến trúc từ thí nghiệm nén 42 2.1.7 Đất cố kết bình thường, cố kết tỷ số cố kết 44 2.2 Mối tƣơng quan thông số biến dạng 49 2.2.1 Module biến dạng 49 2.2.2 Tương quan hệ số áp lực hông ξ hệ số cố kết OCR 53 2.2.3 Một số quan hệ thường được dùng các bảng tra có sẵn 56 2.3 Ảnh hƣởng phƣơng pháp gia tải điều kiện gia tải đến biến dạng đất 58 2.3.1 Ảnh hưởng tải trọng tác dụng theo chu kỳ biến dạng đất 58 2.3.2 Ảnh hưởng tải trọng tăng liên tục đến biến dạng đất 59 2.3.3 Ảnh hưởng tải trọng không đổi đến đặc tính nén lún đất cát đất sét 60 2.3.4 Các nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến biến dạng lún đất 61 2.4 Nhận xét chƣơng 63 Chƣơng 3: ĐÁNH GIÁ ĐỘ LÚN CỦA ĐẤT NỀN CĨ XÉT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI CỦA THƠNG SỐ ĐẤT NỀN THEO ĐỘ SÂU 64 3.1 Dự tính độ lún đất dƣới đƣờng có xét đến thay đổi thơng số đất theo độ sâu 64 3.1.1 Tương quan đặc trưng biến dạng theo trạng thái ứng suất độ sâu 64 3.1.2 Dự tính độ lún đất nền đường theo sơ đồ tốn chiều 66 3.1.3 Dự tính độ lún đất nền đường sở phân chia độ lún làm thành phần 68 3.1.4 Dự tính độ lún đất cơng trình đắp sử dụng số C c, Cs 76 3.2 Dự tính độ lún đất dƣới móng băng có xét đến thay đổi thông số đất theo độ sâu 78 3.2.1 Tương quan đặc trưng biến dạng theo trạng thái ứng suất độ sâu 78 3.2.2 Dự tính độ lún đất tải trọng diện hình băng 80 3.2.3 Dự tính độ lún đất tải trọng móng băng sở phân chia độ lún làm thành phần 87 3.2.4 Dự tính độ lún đất tải trọng móng băng sử dụng số Cc, Cs 92 3.3 Kết luận chƣơng 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 -1- MỞ ĐẦU Ý nghĩa khoa học đề tài Biến dạng hay độ lún đất trạng thái giới hạn cần phải tính tốn giải tốn Địa kỹ thuật thực tế Trong điều kiện toán chiều, độ lún đất xem biến dạng thể tích, thơng số sử dụng phục vụ tính tốn xác định từ kết thí nghiệm số nén Cc, số nở Cs, áp lực tiền cố kết pc, hệ số nén thể tích mv,… Đối với tốn phẳng khơng gian, thơng số sử dụng tính tốn thường module tổng biến dạng Eo, hệ số Poisson ν hay module cắt G module biến dạng thể tích K Những thơng số có ý nghĩa định đến việc lựa chọn cơng thức tính lún giá trị độ lún toán cố kết chiều Trong tính tốn biến dạng lún đất áp dụng cho tốn phẳng khơng gian, thường sử dụng cơng thức tính: S  ph E Ở đây, module biến dạng đóng vai trị việc định giá trị độ lún đất thông số phản ánh khả đất chống lại tác dụng nén lún tải trọng xét đến biến dạng đàn hồi biến dạng dư đất Do tốn này, module biến dạng E o có tính định đến giá trị độ lún đất Các đặc trưng biến dạng đất thu nhận từ kết thí nghiệm phịng trường nén đất với cấp áp lực khác Có thể thấy trạng thái ứng suất độ sâu khác khác Tuy nhiên việc dự tính độ lún lớp đất thường giá trị đặc trưng biến dạng trung bình Thực tế đặc trưng biến dạng phụ thuộc vào trạng thái ứng suất ban đầu sau gia tải nên đặc trưng biến dạng thay đổi theo trạng thái ứng suất độ sâu Mục tiêu đề tài phân tích đánh giá giá trị độ lún có xét đến thay đổi đặc trưng biến dạng theo độ sâu Kết tính tốn so sánh với kết tính tốn thơng thường để rút nhận xét mức độ xác phương pháp tính lún Đề tài cho luận văn “Đánh giá độ lún đất có xét đến thay đổi thông số đất theo độ sâu” chọn lựa để phân tích ảnh hưởng việ chọn đặc trưng biến dạng lên giá trị độ lún ước lượng -2- Nhiệm vụ đề tài - Tổng hợp phương pháp tính tốn biến dạng chuyển vị đất - Tổng hợp đặc trưng biến dạng đất ảnh hưởng trạng thái ứng suất lên đặc trưng biến dạng - Từ tương quan đặc trưng biến dạng theo trạng thái ứng suất độ sâu dự tính độ lún có xét đến thay đổi đặc trưng biến dạng theo độ sâu sở tương quan thiết lập Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu chọn lựa để giải nhiệm vụ đề tài bao gồm: thiết lập tương quan đặc trưng biến dạng theo trạng thái ứng suất độ sâu, ứng dụng kết tìm để tính tốn cơng trình cụ thể, kết tính tốn so sánh với kết tính tốn thông thường để rút nhận xét mức độ xác phương pháp tính lún -85 - Bảng 3.13: Tính tốn độ lún đất móng băng có xét đến đặc trưng biến dạng thay đổi theo độ sâu (16 lớp phân tố) Lớp p.tố z (m) p1i (kN/m2) p2i (kN/m2) e1i e2i (m /kN) Eoi (kN/m2) Si (m) -2.125 37 128.651 0.652 0.628 0.0002624 3923.19 0.0058 -2.375 39 121.758 0.651 0.630 0.0002626 3918.08 0.0053 -2.625 42 115.162 0.651 0.631 0.0002628 3913.2 0.0047 -2.875 44 109.189 0.650 0.633 0.0002630 3908.83 0.0042 -3.125 46 103.969 0.650 0.634 0.0002632 3905.05 0.0037 -3.375 48 99.498 0.649 0.636 0.0002633 3901.88 0.0033 -3.625 51 95.713 0.648 0.637 0.0002634 3899.25 0.0029 -3.875 53 92.541 0.648 0.637 0.0002635 3897.11 0.0025 -4.125 55 89.920 0.647 0.638 0.0002635 3895.41 0.0022 10 -4.375 57 87.801 0.647 0.639 0.0002635 3894.11 0.0020 11 -4.625 60 86.149 0.646 0.639 0.0002634 3893.19 0.0017 12 -4.875 62 84.936 0.645 0.639 0.0002634 3892.61 0.0015 13 -5.125 64 84.134 0.645 0.640 0.0002633 3892.36 0.0013 14 -5.375 66 83.712 0.644 0.640 0.0002632 3892.41 0.0011 15 -5.625 69 83.638 0.644 0.640 0.0002631 3892.75 0.0010 16 -5.875 71 83.879 0.643 0.640 0.0002629 3893.33 0.0008 Độ lún ổn định toàn lớp đất S = 0.0439 Bảng 3.14: Tính tốn độ lún đất móng băng với đặc trưng biến dạng trung bình lớp (16 lớp phân tố) Lớp p.tố z (m) -2.125 37 128.651 0.0059 -2.375 39 121.758 0.0053 -2.625 42 115.162 0.0047 -2.875 44 109.189 -3.125 46 103.969 -3.375 48 99.498 0.0033 -3.625 51 95.713 0.0029 -3.875 53 92.541 0.0025 p1i p2i (kN/m ) (kN/m2) e1i 0.648 e2i 0.638 (m /kN) 0.0002635 Eoi (kN/m2) 3896.21 Si (m) 0.0042 0.0037 -86 - Lớp p.tố z (m) -4.125 55 89.920 0.0022 10 -4.375 57 87.801 0.0020 11 -4.625 60 86.149 0.0017 12 -4.875 62 84.936 0.0015 13 -5.125 64 84.134 0.0013 14 -5.375 66 83.712 0.0011 15 -5.625 69 83.638 0.0010 16 -5.875 71 83.879 0.0008 p1i p2i (kN/m2) (kN/m2) e1i e2i (m2/kN) Độ lún ổn định toàn lớp đất Eoi (kN/m2) S= Si (m) 0.0441 Ta có biểu đồ thể module biến dạng Eo lớp phân tố: Hình 3.8: Module biến dạng Eo lớp phân tố tải trọng móng băng Từ kết tính tốn thể từ bảng 3.8 đến bảng 3.14 thấy độ lún ổn định xét thay đổi module biến dạng theo độ sâu chọn giá trị Eo trung bình lớp khác biệt khơng đáng kể Ngoài số lớp phân tố từ -87 - đến 16 lớp cho kết độ lún khác biệt khơng nhiều Với cơng cụ tính nay, việc tính tốn với số lượng lớp phân tố lớn khơng khó khăn Tuy nhiên chia q nhỏ (ví dụ 100 lớp phân tố) sai số tính tốn ảnh hưởng đến độ xác kết Kết tính bảng 3.9 cho trường hợp xem gồm lớp khác biệt so với kết tính với lớp phân tố Sai số trường hợp đạt đến giá trị  0,0437  0,0382   0,0437   12,5%   Đặc trưng biến dạng theo trạng thái ứng suất theo độ sâu thể hình 3.8 Rõ ràng có thay đổi giá trị Eo theo độ sâu, nhiên phạm vi biến thiên không lớn tốn tính tốn cụ thể Trong trường hợp bề dày lớp chịu nén lớn, phạm vi thay đổi trạng thái ứng suất lớn, giá trị Eo thay đổi phạm vi rộng ảnh hưởng đặc trưng lên kết lớn 3.2.3 Dự tính độ lún đất tải trọng móng băng sở phân chia độ lún làm thành phần: biến dạng thể tích biến dạng hình dạng Độ lún ổn định cuối S() tâm tải diện hình băng xác định theo biểu thức sau: h S    S s    S v      z x, z    x, z,   2Gsk h dz    x, z  K sk dz Gọi zbt ứng suất trọng lượng thân đất nền: neu z  z w    z  zbt     z w     w z  z w  neu z  z w  Ứng suất tải trọng gây điểm có tọa độ (x,z) đoạn (-b1, b1) là: Theo phương đứng:  v  x, z    x  z  b1 p  b1  x   b1  x    a tan  a tan  b ( z )       2 2 2    z   z  x  z  b1  4.b1 z    Theo phương ngang:   -88 -  x  z  b1 p  b1  x   b1  x     x x, z   a tan   a tan   2.b1 ( z )  2 2 2   z  z     x  z  b  b z 1     Ứng suất nén đẳng hướng điểm trung bình lớp đất xác định theo công thức:  i x, z   Đặt :   zi x, z    xi x, z  p1i   zbti p2i   zbti   vi 0, z  Gọi e1 hệ số rỗng tải trọng p1 gây ra, e2 hệ số rỗng tải trọng p2 gây Dựa vào quan hệ tương quan hệ số rỗng ứng suất hữu hiệu (3.1) ta xác định giá trị e1, e2 Từ giá trị e1, e2, ta tính thông số sau : e1i  e2i p1i  p 2i Hệ số nén tương đối  Module biến dạng Eoi   Module biến dạng thể tích Ki  Eoi 31  2  Module biến dạng hình dạng Gi  Eoi 21     e1i -92 - Bảng 3.15: Độ lún lớp phân tố tâm móng băng phân chia độ lún thành hai thành phần với thông số biến dạng thay đổi theo độ sâu zbt zi xi i 2 (kN/m ) (kN/m ) (kN/m ) (kN/m2) Lớp p tố z (m) -2.5 40.5 77.90 74.85 56.66 0.651 0.631 0.0002627 3915.59 4350.7 1450.2 0.007 0.013 0.0203 -3.5 49.5 48.02 48.02 34.40 0.649 0.636 0.0002634 3900.50 4333.9 1444.6 0.005 0.008 0.0127 -4.5 58.5 28.42 37.67 20.05 0.646 0.639 0.0002635 3893.60 4326.2 1442.1 0.003 0.005 0.0075 -5.5 67.5 16.13 33.38 7.26 0.644 0.640 0.0002631 3892.55 4325.1 1441.7 0.003 0.002 0.0048 e1i e2i (m /kN) Eoi Ki Gi 2 (kN/m ) (kN/m ) (kN/m2) Ssi (m) Độ lún ổn định toàn lớp đất Svi (m) Si (m) S = 0.0453 Bảng 3.16: Độ lún xét trạng thái ứng suất điểm trung bình phân chia độ lún thành hai thành phần z (m) -4 zbt zi xi i 2 (kN/m ) (kN/m ) (kN/m ) (kN/m2) 54 37.16 41.53 35.41 e1i e2i (m /kN) Eoi Ki Gi 2 (kN/m ) (kN/m ) (kN/m2) 0.648 0.638 0.0002635 3896.21 4329.1 1443.0 Ssi (m) Svi (m) Si (m) 0.002 0.033 0.0351 Bảng 3.17: Độ lún lớp phân tố tâm móng băng phân chia độ lún thành hai thành phần với thông số biến dạng điểm trung bình zbt zi xi i (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) Lớp p tố z (m) -2.5 40.5 77.90 74.85 56.66 -3.5 49.5 48.02 48.02 34.40 -4.5 58.5 28.42 37.67 20.05 -5.5 67.5 16.13 33.38 7.26 e1i e2i (m /kN) Eoi Ki Gi (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) Ssi (m) Svi (m) Si (m) 0.007 0.013 0.0204 0.648 0.638 0.0002635 3896.21 Độ lún ổn định toàn lớp đất 4329.1 1443.0 0.005 0.008 0.0127 0.003 0.005 0.0075 0.003 0.002 0.0048 S = 0.0454 -89- Lớp p tố -93 - Bảng 3.18: Độ lún lớp phân tố tâm móng băng phân chia độ lún thành hai thành phần zbt zi xi i 2 (kN/m ) (kN/m ) (kN/m ) (kN/m2) Lớp pt z (m) -2.25 38.25 86.95 84.95 70.33 0.652 0.629 0.0002625 3920.63 4356.3 1452.1 0.003 0.008 0.0109 -2.75 42.75 69.34 66.06 55.68 0.651 0.632 0.0002630 3910.94 4345.5 1448.5 0.002 0.006 0.0088 -3.25 47.25 54.39 52.74 43.51 0.649 0.635 0.0002633 3903.39 4337.1 1445.7 0.002 0.005 0.0069 -3.75 51.75 42.30 44.36 19.04 0.648 0.637 0.0002634 3898.12 4331.2 1443.7 0.004 0.002 0.0062 -4.25 56.25 32.55 39.36 14.65 0.647 0.638 0.0002635 3894.71 4327.5 1442.5 0.003 0.002 0.0048 -4.75 60.75 24.74 36.33 11.13 0.646 0.639 0.0002634 3892.86 4325.4 1441.8 0.002 0.001 0.0036 -5.25 65.25 18.63 34.25 8.38 0.645 0.640 0.0002633 3892.35 4324.8 1441.6 0.002 1E-03 0.0027 -5.75 69.75 13.97 32.56 6.29 0.643 0.640 0.0002630 3893.01 4325.6 1441.9 0.001 7E-04 0.0021 e1i e2i (m /kN) Eoi Ki Gi 2 (kN/m ) (kN/m ) (kN/m2) Ssi (m) Độ lún ổn định toàn lớp đất Svi (m) Si (m) S = 0.0461 Bảng 3.19: Độ lún lớp phân tố tâm móng băng phân chia độ lún thành hai thành phần với thông số biến dạng điểm trung bình zbt zi xi i 2 (kN/m ) (kN/m ) (kN/m ) (kN/m2) Lớp pt z (m) -2.25 38.25 86.95 84.95 70.33 0.003 0.008 0.0110 -2.75 42.75 69.34 66.06 55.68 0.002 0.006 0.0088 -3.25 47.25 54.39 52.74 43.51 -3.75 51.75 42.30 44.36 19.04 0.004 0.002 0.0062 -4.25 56.25 32.55 39.36 14.65 0.003 0.002 0.0048 e1i e2i (m /kN) Eoi Ki Gi 2 (kN/m ) (kN/m ) (kN/m2) 0.648 0.638 0.0002635 3896.21 4329.1 1443.0 Ssi (m) Svi (m) Si (m) 0.002 0.005 0.0069 -94 - zbt zi xi i (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) Lớp pt z (m) -4.75 60.75 24.74 36.33 11.13 0.002 0.001 0.0036 -5.25 65.25 18.63 34.25 8.38 0.002 1E-03 0.0027 -5.75 69.75 13.97 32.56 6.29 0.001 7E-04 0.0021 e1i e2i (m /kN) Độ lún ổn định toàn lớp đất Eoi Ki Gi 2 (kN/m ) (kN/m ) (kN/m2) Ssi (m) Svi (m) Si (m) S = 0.0462 -91- -92 - Khi phân chia độ lún thành hai thành phần, độ lún tính cho lớp khác biệt so với trường hợp chia lớp phân tố (bảng 3.15 đến 3.19) Ở số lớp phân tố ảnh hưởng nhiều so với trường hợp tính sử dụng Eo Tuy nhiên, khác biệt kết hai phương pháp (sử dụng giá trị Eo sử dụng giá trị K,  0,0453  0,0437   0,0453   G) không nhiều: 3,5%   Hầu hết kết tính tốn xem độ lún hai thành phần cho giá trị độ lún lớn so với trường hợp sử dụng Eo chia lớp phân tố Tuy nhiên kết tính cho lớp trung bình ngược lại, độ lún phân chia thành hai thành phần có giá trị nhỏ so với độ lún xét Eo (0,0351m so với 0,0382m) 3.2.4 Dự tính độ lún đất tải trọng móng băng sử dụng thơng số Cc , C s Các cơng thức tính lún sau xây dựng theo đặc trưng biến dạng Cc, Cs pc Trường hợp 1: Với đất cố kết thường, p1 = pc, độ lún đất tính theo cơng thức: n Si   i 1 p  Cci hi log 2i  1  eoi   p1i  Trường hợp 2: Với đất cố kết trước nhẹ, p1 < pc < p2, độ lún đất tính theo cơng thức: m Si   i 1 p   p  n Cci C si hi log c   hi log  1  eoi   p1  i m 1  eoi   pc  Trường hợp 3: Với đất cố kết trước nặng, pc > p2, độ lún đất tính theo cơng thức: n Si   i 1 p  C si hi log 2i  1  eoi   p1i  Với pc ứng suất cố kết trước, ta nội suy pc,Cc, Cs, eo theo độ sâu z Ta vẽ đường cong cố kết e –logp tính áp lực cố kết trước: -93 - Hình 3.9: Áp lực tiền cố kết đất sét cơng trình Maspero Từ cách vẽ Casagrande ước lượng pc = 40 kN/m2 Chỉ số nén Cc: Cc  e 0.632  0.612 0.022    0.073 200 (log p) log log 100 Chỉ số nở Cs: Cs  e 0.66  0.655 0.005    0.017 25 (log p) log log 12.5 -94 - Bảng 3.20: Độ lún xét trạng thái ứng suất điểm trung bình tính theo Cc, Cs Lớp p.tố z (m) -4 p1 p2 pc 2 (kN/m ) (kN/m ) (kN/m2) 54 91.165 40 Cc Cs eo TH tính tốn 0.073 0.017 0.647 TH1 S2 (m) 0.0403 Kết tính tốn sử dụng số Cc, Cs, pc nhỏ so với trường hợp sử dụng Eo hay K G Điều đương nhiên tính tốn có sử dụng Eo hay K G ln xét đến tính nở hơng 3.3 Kết luận chương Từ kết tính tốn phân tích, thấy rằng: - Độ lún tính tốn xét thay đổi đặc trưng biến dạng theo độ sâu khác biệt so với trường hợp xem giá trị trung bình chọn lớp - Độ lún xem độ lún thành phần khác biệt so với độ lún dự tính sử dụng thơng số Eo -95 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết tính tốn phân tích độ lún có xét đến thay đổi module tổng biến dạng theo độ sâu so sánh với trường hợp khác tốn có diện gia tải rộng hẹp, rút kết luận cho luận văn sau: 1- Trường hợp diện gia tải rộng hay toán chiều, giá trị module tổng biến dạng tăng theo quy luật tuyến tính theo độ sâu 2- Trường hợp diện gia tải hẹp (móng băng) module tổng biến dạng giảm theo độ sâu khác biệt giá trị không đáng kể 3- Trường hợp diện gia tải rộng, độ lún xét thay đổi module tổng biến dạng Eo theo độ sâu có giá trị khác biệt không đáng kể so với xem E o trung bình khơng đổi tính với lớp phân tố 4- Trường hợp diện gia tải hẹp (móng băng), độ lún theo phương pháp tổng phân tố xét module tổng biến dạng Eo thay đổi theo độ sâu có giá trị khác biệt không đáng kể so với trường hợp chọn Eo giá trị trung bình lớp Kết tính tốn theo tổng phân tố có giá trị lớn xác so với trường hợp tính cho lớp phân tố 5- Độ lún theo công thức sử dụng thông số Eo hay K G có giá trị lớn so với trường hợp sử dụng Cc, Cs, pc (đối với diện gia tải hẹp) KIẾN NGHỊ Từ kết tính tốn trường hợp sử dụng phân tích, số kiến nghị rút sau: - Cần phân tích chia nhỏ lớp có giá trị pc sử dụng cơng thức có xét đến pc giá trị ảnh hưởng lớn đến kết tính tốn -96 - - Khi tính tốn độ lún ổn định cho tốn có diện gia tải rộng, cần tính cho lớp trung bình khác biệt so với chia lớp phân tố khơng đáng kể - Nếu có điều kiện, cần so sánh kết tính tốn với liệu đo đạc thực tế từ thí nghiệm hay qua trắc trường -97- TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Trường Sơn, Biến dạng tức thời lâu dài đất sét bão hịa nước, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, Tạp chí số năm 2006, trang 17-24 [2] Bùi Trường Sơn (2009), Đị a chất công trình, NXB Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [3] Bùi Trường Sơn, Biến dạng tức thời lâu dài công trình sở thông số đất nền, Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh [4] Châu Ngọc Ẩn (2004), Cơ học đất, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh [5] Lê Quý An, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Văn Quý (1977), Cơ học đất, NXB Đại học trung học chuyên nghiệp [6] Lê Q An, Nguyễn Cơng Mẫn, Hồng Văn Tân (1998), Tính tốn móng theo trạng thái giới hạn, Nhà xuất Xây Dựng [7] Lê Thị Ngọc Lan, Các đặc trưng biến dạng đất yếu trình cố kết thấm, Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, Việt Nam, 2004 [8] Lê Xuân Mai, Đỗ Hữu Đạo (2005), Cơ học đất, Nhà xuất Xây D ựng [9] Nguyễn Thị Kim Tuyến, Nghiên cứu tương quan sức chống cắt khơng nước sét mềm theo độ sâu mức độ nén chặt, Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, Việt Nam, 2010 [10] Nguyễn Viết Trung, Vũ Văn Toản, Trần Thu Hằng (2008), Tính tốn kỹ thuật xây dựng Mathcad, Nhà xuất Xây dựng [11] Phan Hồng Quân (2006), Cơ học đất, Nhà xuất Xây Dựng [12] Phan Trường Phiệt (2005), Cơ học đất ứng dụng tính tốn cơng trình đất theo trạng thái giới hạn, Nhà xuất Xây dựng -98- [13] QP.20-64 Quy phạm thiết kế cơng trình thủy cơng Ủy ban Kiến thiết Nhà nước Hà Nội, 1964 [14] Tiêu chuẩn ngành TCN 262-2000, Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp đất yếu, Bộ giao thông vận tải, 2000 [15] Trần Quang Hộ (2009), Cơng trình đất yếu, NXB Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh [16] Trần Văn Việt (2004), Cẩm nang dùng cho kỹ sư Địa kỹ thuật , NXB Xây dựng [17] Võ Phán , Phan Lưu Minh Phượng (2010), Cơ học đất , Nhà xuất Xây Dựng [18] Viện nghiên cứu khoa học cơng trình ngầm mang tên M.N Gecsevanov, Chỉ dẫn thiết kế nhà cơng trình, Nhà xuất xây dựng, 2011 [19] Anders Augustesen, Morten Liingaard, Poul V Lade, M.ASCE (2004), Evaluation of time-Dependent Behavior of Soils, International Journal of Geomechanics  ASCE [20] Braja M Das, Advanced Soil Mechanics, 2nd Edition, California State University, Sacramento, 2010 [21] Brent Maxfield, Essential Mathcad for Enginerring, Sience and Math, Elsevier Inc., 2009 [22] Mats Olsson, Calculating long-term settlement in soft clays, Swedish Geotechnical Institute, 2010 [23] R.Whitlow (bản dịch), Basic Soil Mechanics, Mc Graw-hill, 1995 [24] R.J.Jardine, D.M.Potts, A.B Fourie and J.B Burland, Studies of the influence of non-linear stress-strain characteristics in soil-structure interaction, Geotechnique 36, No.3, 377-396 -99- [25] Suklje, Stresses and strains in non-linear viscous soils, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Vol 2, p 129-58, 1978 [26] Taylor D W., & Merchant W., Theory of clay consolidation accounting for secondary compression, Journal of Mathematics and Physics, Vol 19, p 167-185, 1940 [27] Wood, D M., Soil behaviour and critical state soil mechanics, Cambridge University Press, Cambridge, 1990 ... hưởng đến biến dạng lún đất 61 2.4 Nhận xét chƣơng 63 Chƣơng 3: ĐÁNH GIÁ ĐỘ LÚN CỦA ĐẤT NỀN CÓ XÉT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI CỦA THÔNG SỐ ĐẤT NỀN THEO ĐỘ SÂU 64 3.1 Dự tính độ lún đất. .. tài: ? ?Đánh giá độ lún đất có xét đến thay đổi thơng số đất theo độ sâu? ?? Tóm tắt đề tài: Trên sở lý thuyết đàn hồi, dự tính độ lún dự kiến thực sở có xét thay đổi đặc trưng biến dạng theo độ sâu. .. đất dƣới đƣờng có xét đến thay đổi thông số đất theo độ sâu 64 3.1.1 Tương quan đặc trưng biến dạng theo trạng thái ứng suất độ sâu 64 3.1.2 Dự tính độ lún đất nền đường theo sơ đồ toán