- Gọi Nd số điểm rơi giảm thế năng; Gọi Nf số kính lưu;
Pult nguồn gốc lă sự tăng âp lực nước trong lỗrỗng của đất.
PH trồi α T2 Lực dính Ti Eo” Φ2 = 0 Z ϕdyn 90 - α Φ1 R1
Hình5-14 : Sơ đồ hai khối trượt mở rộng tính tôn KNCT của nền chịu ảnh hưởng động
Biểu thức tôn học của Hệ số âp lực ngang Kdyn được rút ra từ việc khảo sât trạng thâi ứng suất của một phđn tố vi cấp trong nền. Câc sinh viín cĩ thể tham khảo nội dung diễn giải vă câc Cơng thức về khả năng chịu tải nền chịu ảnh hưởng động
Sức chịu tải của nền đất Tải trọng giới hạn của nền đất tính tôn để rút ra hệ số năy trong tăi liệu [10], phạm vi giâo trình năy chỉ giới thiệu để sinh viín nếu muốn sẽ truy cập tìm hiểu thím.
Cĩ thể hình dung như sau:Khả năng chịu tải được hình thănh từ tâc động chống đẩy ngang của một phần vùng đất bín dưới nền, biểu thị qua sức chống đẩy ngang: Nếu vì lý do năo đĩ, sức chống đẩy ngang bị mất đi, mĩng chuyển vị xuống vă đẩy câc phần đất bĩ ngang (vùng trượt bị động II) gđy trồi. Nếu phât triển mơ hình căng gần với cung trượt, cơng thức 5-13 căng phức tạp
Thí dụ 5-1:
Một mĩng vuơng cạnh 2.25m đặt sđu 1.5m trong cât cĩ thơng số chống cắt lă c=0 vă ϕ = 38o. Hêy xâc định khả năng chịu tải của nền a) nếu văo mùa khơ, mức nước ngầm (MNN) rút xuống sđu hơn đây mĩng nhiều; b) văo mùa mưa, mức nước ngầm dđng lín tới mặt đất. Biết rằng trọng lượng riíng của cât nằm trín MNN lă 18 kN/m3 vă nằm dưới MNN lă γBH = 20 kN/m3. Rút ra nhận xĩt gì.
Giải: cơng thức Terzaghi về sức chịu tải của nền lă
qgh = ½ γb. Nγ + qo.Nq + cu.NC
Do khơng cĩ lực dính, chỉ cịn hai số hạng đầu trong cơng thức trín lă khâc khơng. qgh = ½ γb. Nγ + qo.Nq
Tra đồ thị xâc định theo gĩc ma sât trong ϕ, ta cĩ câc trị số Nγ = 67 vă Nq = 49 Thay câc trị số bằng số văo cơng thức trín, ta được
qgh = ½ x2.25 x18 x 67 + 18 x 1.5 x 49 = 1356 + 1323 = 2679 kN/m2
Khi mức nước ngầm dđng lín, mĩng bị ngập trong nước, ta dùng trọng lượng riíng đẩy nổi trong câc cơng thức
qgh = ½ γđn b. Nγ + q Nq
tức lă qgh = ½ x (20 – 9.81) x 2.25 x 67 + (20 – 9.81) x 1.5 x 49 = 1518 kN/m2
Ta thấy rằng khi nền cât ngập nước, khả năng chịu tải của nền giảm chỉ cịn 56%., gần như phđn nửa !
Thảo luận: Thật ra, thănh phần khả năng chịu tải của mĩng vuơng theo ma sât (số hạng đầu) nhỏ hơn trị số tính tôn nĩi trín, cụ thể chỉ cịn 80% vì đều cĩ khả năng bị phâ hoại theo 2 phương như nhau. Sau năy, ta sẽ thấy rằng đối với nền đất cĩ tính dính, thănh phần khả năng chịu tải liín quan lực dính (số hạng chĩt) của mĩng vuơng sẽ lấy gia tăng 20%. Cịn thănh phần KNCT do độ sđu chơn mĩng (số hạng thứ hai, tức cĩ chứa qo ) thì khơng bị chi phối gì cả.
Thí dụ 5-2:
Một mĩng băng được thiết kế chịu tải trọng 800 kN/m ở độ sđu 0.7m chơn trong đất sỏi sạn. Thơng số độ bền của đất năy lă c = 0 vă ϕ = 40o. Xâc định bề rộng của mĩng nếu như đặt ra yíu cầu phải lấy hệ số an toăn lă 3 vă giả sử mức nước ngầm cĩ thể dđng lín đến cao độ đây mĩng. Biết rằng trọng lượng riíng của cât nằm trín MNN lă 17 kN/m3 vă nằm dưới MNN lă γBH = 20 kN/m3.
Giải: Tra đồ thị ứng với ϕ = 40o, ta được Nγ = 95 vă Nq = 64.
Sức chịu tải của nền đất Tải trọng giới hạn của nền đất Nếu khơng tính phần âp lực do đất đắp lại trín mĩng:
qgh/rịng = qgh - γD = 485B +762 – 17 x 0.7 = 485B + 750 (kN/m2) Với D lă chiều sđu chơn mĩng
Aùp lực rịng tâc động lín đất (tức trị số âp lực mă bỏ bớt đi lượng đất đỉ trín mĩng, chỉ do mĩng gđy ra thơi): ) 7 . 0 17 ( 800 × − = B qr
với hệ số an toăn lă 3 nghĩa lă, nếu xem nền đất chịu được 3 phần sức thì thiết kế chỉ lấy 1 phần thơi. Tức lă: 750 485 ( 3 1 3 1 + ⇔ =q B qgh r ) = 800 −(17×0.7) B
giải phương trình bậc hai nĩi trín, ta được B = 1.55m BĂI TẬP
1. Một mĩng VUƠNG được thiết kế chịu tải trọng 800 kN ở độ sđu 1.2m chơn trong đất â cât. Thơng số độ bền của đất năy lă c = 10 kN/m2 vă ϕ = 24o. Xâc định bề rộng của mĩng nếu như đặt ra yíu cầu phải lấy hệ số an toăn lă 2
a) Giả sử khơng xĩt ảnh hưởng gì của mực nước ngầm. b) Mĩng ngập nước hoăn toăn.
Biết rằng trọng lượng riíng của đất năy nằm trín MNN lă 19 kN/m3 vă nằm dưới MNN lă γBH = 21 kN/m3.
2. Mĩng vuơng cạnh 2m chơn sđu đến 4m trong đất sĩt cứng cĩ trọng lượng riíng bêo hịa lă γBH = 21 kN/m3. Lực dính khơng thôt nước xâc định từ thí nghiệm cắt trực tiếp mẫu đất đo được lă cu = 120 kN/m2, gần như gĩc ma sât trong bằng khơng. Nếu đề ra yíu cầu lấy hệ số an toăn lă 3, hỏi mĩng trín mang được tối đa bao nhiíu tải trọng (khơng kể sức nặng của bản thđn mĩng).
3. Theo anh (chị) mĩng vuơng vă mĩng hình chữ nhật cĩ cùng diện tích vă cùng độ sđu đặt mĩng, mĩng năo cĩ khả năng chịu tải lớn hơn khi :
a) đặt trong đất thuần dính như đất sĩt (dùng cơng thức KNCT của Prandtl) b) đặt trong đất thuần cât (khơng cĩ lực dính ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4. Bằng suy luận của mình, bạn hêy so sânh (cho biết câi năo lớn hơn) giữa khả năng chịu tải (KNCT) của nền khi diện chịu tải (cụ thể lă đế mĩng) nghiíng so với mặt đất nằm ngang một gĩc α năo đĩ với KNCT của nền khi đế mĩng nằm ngang (cả hai trường hợp tải trọng đặt vuơng gĩc với đế).
Liín hệ với băi tôn khi nền đất dốc (cũng giống như vậy), KNCT lớn hơn hay nhỏ hơn KNCT khi nền đất bằng nằm ngang ? (gợi ý: sinh viín vẽ hình ra để suy luận dễ hơn với độ sđu chơn mĩng D được tính từ cạnh mĩng gần mặt đất hơn)
5. Mĩng đặt sât cạnh một miệng hố sđu, độ sđu chơn mĩng lă D trong đất dính thuần túy (Hố sđu hơn D nhiều). Hỏi cĩ an toăn khơng? Giải thích vă rút ra phạm vi âp dụng của câc cơng thức KNCT của Prandtl.
Aùp lực đất lín tường chắn
CHƯƠNG 6
ÂP LỰC CỦA ĐẤT LÍN TƯỜNG CHẮN
Mục tiíu của chương năy:
- Biết cơng thức âp lực đất chủ động vă bị động (rút từ biểu thức cđn bằng tại một phđn tố vi cấp trong nền sau lưng tường chắn). Lý thuyết âp lực ngang của Rankine (rất xưa) vă Coulomb.
- Hiểu: Câi chúng ta đang luơn quan tđm lă thănh phần nằm ngang của
ứng suất; khi nĩi âp lực chủ động lă trị số âp lực tối thiểu do khối đất đẩy tường, khi nĩi âp lực bị động lă sức chống đẩy của đất cho đến khi bắt đầu phâ vỡ cđn bằng. Lý thuyết Rankine
- Lăm được gì sau khi học xong chương năy?
Tính tôn âp lực đất lín câc cấu trúc chắn bất kỳ, lăm bằng vật liệu bất kỳ; tính được sức chống đẩy của khối đất. Cĩ âp lực, đem nhđn với diện tích, sẽ suy ra lực; từ lực, cĩ thể tính ra mơmen lật, mơmen giữ vă đânh giâ ổn định của cấu trúc chắn trong thực tế (như kỉ, đí…). Sau khi tính tôn xong đến băi tôn thiết kế vă thi cơng.