Chương 6: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT
6.2. Lý thuyết thống kê
6.2.1. Xử lý và thống kê địa chất để tính toán nền móng.
-Hồ sơ khảo sát địa chất phụ vụ thiết kế nền móng có số lượng ngẫu nhiên. Vấn đề là
những lớp đất này ta phải chọn ra chỉ tiêu đại diện cho nền.
-Ban đầu khi khoan lấy mẫu, dựa vào sự quan sát thay đổi màu, hạt độ mà phân chia
thành từng lớp đất.
-Theo QPXD 45-78 được gọi là một lớp đất công trình khi tập hợp các giá trị có đặc
trưng cơ lý của nó phải có hệ số biến động đủ nhỏ. Vì vậy, ta phải loại bỏ nhũng mẫu có số hiệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn của một đơn nguyên địa chất.
Vậy thống kê địa chất là một việc làm hết sức quan trọng trong tính toán nền móng.
6.2.2. Bảng thống kê địa chất hố khoan
Hố khoan 1:
STT
Số hiệu mẫu
Chiều sâu lấy mẫu(m)
Dung trọng riêng
Cắt nhanh trực tiếp
Wet Dry Sat
γw γd γ' C
φ (m) ( g/cm3) ( g/cm3) ( g/cm3) (kg/cm2)
Lớp 1 1_1 2.0-2.5 1.820 1.330 0.730 0.136 10 độ 1 phút
1_2 4.0-4.5 1.700 1.240 0.777 0.124 12 độ 34 phút
Lớp 2
1_3 6.0-6.5 2.030 1.650 1.034 0.096 24 độ 56 phút 1_4 8.0-8.5 2.000 1.640 1.026 0.043 26 độ 14 phút 1_5 10.0-10.5 2.010 1.640 1.026 0.093 26 độ 1 phút 1_6 12.0-12.5 2.060 1.700 1.086 0.007 25 độ 41 phút 1_7 14.0-14.5 2.120 1.860 1.101 0.062 32 độ 7 phút 1_9 18.0-18.5 2.090 1.810 0.999 0.050 27 độ 5 phút Lớp 3 1_10 20.0-20.5 1.980 1.580 0.995 0.214 17 độ 18 phút
Lớp 4
1_11 22.0-22.5 2.060 1.740 1.031 0.091 27 độ 10 phút 1_12 24.0-24.5 1.915 1.54 0.976 0.03 28 độ 18 phút 1_13 26.0-26.5 1.933 1.455 0.982 0.027 31 độ 0 phút 1_14 28.0-28.5 1.929 1.453 0.976 0.031 30 độ 53 phút 1_15 30.0-30.5 1.918 1.47 0.988 0.03 29 độ 32 phút
Chương 6: Thống Kê Địa Chất Trang 188
1_16 32.0-32.5 1.922 1.548 0.936 0.027 29 độ 12 phút 1_17 34.0-34.5 1.98 1.65 0.988 0.03 29 độ 0 phút 1_18 36.0-36.5 2.135 1.548 1.092 0.033 28 độ 54 phút
Lớp 5
1_19 38.0-38.5 2.1 1.75 1.104 0.471 19 độ 13 phút 1_20 40.0-40.5 2.11 1.76 1.113 0.518 20 độ 52 phút 1_21 42.0-42.5 2.13 1.79 1.146 0.474 20 độ 38 phút 1_22 44.0-44.5 2.19 1.88 1.187 0.57 18 độ 59 phút 1_23 46.0-46.5 2.12 1.79 1.129 0.515 19 độ 27 phút 1_24 48.0-48.5 2.08 1.77 1.112 0.512 18 độ 44 phút
Lớp 6
1_25 50.0-50.5 2.03 1.71 1.066838 0.043 28 độ 8 phút 1_26 52.0-52.5 2.01 1.69 1.056962 0.096 27 độ 30 phút 1_28 56.0-56.5 1.98 1.54 0.976471 0.03 27 độ 6 phút 1_29 58.0-58.5 1.997 1.52 0.947977 0.027 30 độ 17 phút 1_30 60.0-60.5 1.925 1.45 0.948571 0.029 29 độ 30 phút 1_31 62.0-62.5 1.937 1.62 0.993976 0.031 29 độ
1_32 64.0-64.5 1.939 1.53 1.067961 0.028 29 độ 15 phút 1_33 66.0-66.5 1.981 1.57 0.947977 0.03 29 độ 46 phút 1_34 68.0-68.5 1.994 1.64 0.937143 0.029 29 độ 5 phút Lớp TK 1_27 54.0-54.5 2.010 1.620 1.018 0.192 16 độ 49 phút
Hố khoan 2:
STT Số hiệu
mẫu
Chiều sâu lấy mẫu(m)
Dung trọng riêng
Cắt nhanh trực tiếp
Wet Dry Sat
γw γd γ' C
(m) ( g/cm3) ( g/cm3) ( g/cm3) (kg/cm2) φ
Lớp 1 2_1 2.0-2.5 1.660 1.060 0.717 0.155 7 độ 25 phút
2_2 4.0-4.5 1.700 1.140 0.707 0.133 9 độ 30 phút
Lớp 2
2_3 6.0-6.5 2.010 1.630 1.020 0.090 26 độ 39 phút
2_4 8.0-8.5 2.020 1.640 1.028 0.071 25 độ 35 phút
2_5 10.0-10.5 2.023 1.532 0.935 0.086 16 độ 32 phút
Chương 6: Thống Kê Địa Chất Trang 189
2_6 12.0-12.5 1.909 1.474 1.054 0.043 24 độ 56 phút 2_7 14.0-14.5 1.970 1.560 0.978 0.040 24 độ 56 phút 2_9 18.0-18.5 1.960 1.540 1.015 0.153 18 độ 7 phút Lớp 3 2_10 20.0-20.5 2.110 1.800 1.047 0.071 27 độ 5 phút
Lớp 4
2_11 22.0-22.5 1.843 1.493 1.099 0.029 27 độ 0 phút 2_12 24.0-24.5 1.868 1.48 1.094 0.03 27 độ 30 phút 2_13 26.0-26.5 1.944 1.578 1.074 0.026 30 độ 25 phút
2_14 28.0-28.5 1.958 1.5 1.089 0.027 31 độ 0 phút
2_15 30.0-30.5 1.862 1.49 1.093 0.031 27 độ 9 phút 2_16 32.0-32.5 1.883 1.512 1.112 0.028 28 độ 0 phút 2_17 34.0-34.5 1.922 1.484 1.080 0.03 29 độ 30 phút 2_18 36.0-36.5 2.080 1.780 1.090 0.518 18 độ 44 phút
Lớp 5
2_19 38.0-38.5 2.07 1.71 1.081 0.592 17 độ 47 phút
2_20 40.0-40.5 2.1 1.78 1.116 0.632 19 độ 41 phút
2_21 42.0-42.5 2.1 1.78 1.124 0.521 19 độ 27 phút
2_22 44.0-44.5 2.05 1.66 1.054 0.422 18 độ 59 phút
2_23 46.0-46.5 2.2 1.93 1.100 0.45 20 độ 24 phút
2_24 48.0-48.5 2.14 1.82 1.148 0.571 18 độ 36 phút
Lớp 6
2_25 50.0-50.5 2 1.71 1.062176 0.04 27 độ 43 phút
2_26 52.0-52.5 1.95 1.61 1.00243 0.074 24 độ 56 phút 2_27 54.0-54.5 2.017 1.627 0.97076 0.05 27 độ 18 phút
2_28 56.0-56.5 2 1.68 0.959302 0.05 27 độ 18 phút
2_29 58.0-58.5 1.95 1.499 0.970414 0.071 27 độ 12 phút 2_30 60.0-60.5 2.018 1.52 0.931818 0.065 28 độ 41 phút 2_31 62.0-62.5 2.013 1.448 0.948571 0.883 24 độ 0 phút 2_32 64.0-64.5 2.1 1.78 0.953757 0.04 31 độ 32 phút 2_33 66.0-66.5 2.05 1.7 0.976471 0.037 32 độ 41 phút 2_34 68.0-68.5 1.925 1.56 0.953488 0.151 12 độ 26 phút
Chương 6: Thống Kê Địa Chất Trang 190
6.2.3. Phân chia đơn nguyên địa chất.
6.2.3.1. Hệ số biến động:
-Chúng ta dụa vào hệ số biến động để phân chia đơn nguyên, một lớp đất công trình khi tập hợp các giá trị cơ lý có hệ số biến động đủ nhỏ.
-Hệ số biến động có dạng như sau:
A
-Giá trị trung bình của một đặc trưng:
n
_ i 1
A
An -Độ lệch toàn phương trung bình:
n _
2 i 1
1 (A A)
n 1
Với: Ai- là giá trị riêng của đặc trưng từ một thí nghiệm.
n- là số lượng mẫu thí nghiệm.
6.2.3.2. Quy tắc loại trừ sai số
Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động [ ] thì đạt, còn ngược lại thì
ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn. Nếu hệ số biến động không thỏa thì phải chia lại lớp đất. Trong đó [ ] : hệ số biến động cho phép, tra bảng QPXD 45-78 tùy thuộc vào từng loại đặc trưng.
Đặc trưng của đất Hệ số biến động cho phép [ ]
Tỷ trọng hạt 0.01
Trọng lượng riêng 0.05
Độ ẩm tự nhiên 0.15
Giới hạn Atterberg 0.3
Module biến dạng 0.3
Chỉ tiêu sức chống cắt 0.3
Cường độ nén một trục 0.40
Kiểm tra thống kê, loại trừ số lớn Ai theo công thức sau:
Chương 6: Thống Kê Địa Chất Trang 191
_
i cm
A A
Trong đó ước lượng độ lệch:
n _
2
cm i
1
1 (A A)
n nếu n25 thì lấy cm
n _
2
cm i
1
1 (A A)
n 1
nếu n25
Bảng thống kê chỉ số v với độ tin cậy hai phía = 0.95
Số lượng
mẫu n Giá trị v Số lượng
mẫu n Giá trị v Số lượng
mẫu n Giá trị v
6 2.07 21 2.80 36 3.03
7 2.18 22 2.82 37 3.04
8 2.27 23 2.84 38 3.05
9 2.35 24 2.86 39 3.06
10 2.41 25 2.88 40 3.07
11 2.47 26 2.90 41 3.08
12 2.52 27 2.91 42 3.09
13 2.56 28 2.93 43 3.10
14 2.60 29 2.94 44 3.11
15 2.64 30 2.96 45 3.12
16 2.67 31 2.97 46 3.13
17 2.70 32 2.98 47 3.14
18 2.73 33 3.00 48 3.14
19 2.75 34 3.01 49 3.15
20 2.78 35 3.02 50 3.16
6.2.4. Đặc trưng tiêu chuẩn.
6.2.4.1. Đại lượng vật lý ( w, ')
-Xác định bằng phương pháp trung bình cộng
Chương 6: Thống Kê Địa Chất Trang 192
n
tc i
i 1
A 1 A
n
6.2.4.2. Đặc trưng cơ học (C, φ)
-Xác định bằng phương pháp bình thương cực tiểu của quan hệ tuyến tính của
tan c
-Lực dính đơn vị tiêu chuẩn ctc và góc má sát trong tiêu chuẩn φtc được xác định theo công thức sau:
n n n n
tc 2
i i i i i
i 1 i 1 i 1 i 1
c 1( )
n n n n
tc 2
i i i i i
i 1 i 1 i 1 i 1
tan 1( )
Với:
n n
2 2
i i
i 1 i 1
n ( )
6.2.5. Đặc trưng tính toán.
-Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định của nền chịu tải, một số tính toán ổn định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính toán.
-Trong QPXD 45-78, các đặc trung tính toán của đất được xác định theo công thức sau:
tc tt d
A A
k Trong đó: Atc là giá trị đặc trưng đang xét
kd là hệ sô an toàn về đất
Với lực dính (c), góc ma sát trong (φ), trọng lượng đơn vị (γ) và cường độ chịu nén một trục tức thời có hệ số án toàn đất được xác định như sau:
d
k 1
1
Trong đó ρ là chỉ số độ chính xác được xác định như sau:
-Với trọng lượng riêng γ và cường độ chịu nén một trục Rc
t n
Chương 6: Thống Kê Địa Chất Trang 193
tc 100%
A
n
tc i 2
y
i 1
1 ( )
n 1
n
tc 2
R ci
i 1
1 (R R )
n 1
-Với lực dính (c) và hệ số ma sát tan
tt tc
A A t
t
với ν tc 100%
A
n 2
c τ i tanφ τ
i=1
1 n
σ = σ σ ; σ = σ
Δ Δ
n
tc tc 2
c τ i i
i=1
σ = σ 1 (σ tan +c - )
n-2
Trong đó: tα hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy α, tra bảng
Khi tính nền theo biến dạng ( TTGH II) thì α =0.85
Khi tính nền theo biến dạng ( TTGH II) thì α =0.95
Bảng tra hệ số tα
Bậc tự do (n-