CƠ học đất bài TIỂU LUẬN CUỐI kỳ

A TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN THEO LÝ THUYẾTCOULOMB Tínhtoánáplựcchủđộnglớnnhất Phươngphápgiảitích Hìnhalàsơ đồtínháplựcđẩyvàáplựcchủđộngcủađấttheolýluậnCoulomb.. Trong đó ABC l

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP

HCMKHOAXÂY DỰNG

CƠHỌCĐẤT BÀITIỂULUẬNCUỐIKỲ

GIẢNG VIÊN: TÔ VĂN

LẬNSINHVIÊN:TRỊNHCAOHU

YMSSV:19520100107

LỚP: XD19

TPHCM11/2021

1

CÂU1

a.Cáchphân loại vàxácđịnhtrạngtháicủađấtrời?

- Dùngthànhphầncấp phốihạt đểphânloạiđấtrời

- Phân loạiđấtrời

b) Trìnhbàytómtắt vềcácthôngsố đểxácđịnhtrạngthái củađất rời?

A) TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN THEO LÝ

THUYẾTCOULOMB

Tínhtoánáplựcchủđộnglớnnhất

Phươngphápgiảitích

Hình(a)làsơ đồtínháplựcđẩyvàáplựcchủđộngcủađấttheolýluậnCoulomb Trong đó ABC là khối trượt, BC là mặt trượt giả định Các lực tác dụnglênkhốitrượt gồmcó: W-trọnglượngkhốitrượt ABC;

R - phản lực trên mặt trượt BC làm với pháp tuyến của mặt này một góc

φ;E-lựcđẩycủađấtlàmvới pháptuyếncủalưngtườngmột gócδ;

φ - góc ma sát trong của đất đắp sau lưng

tường;δ-gócmasát giữalưngtườngvàđấtđắp

PhảnlựcR vảEđềunằmdướipháptuyến

ĐiềukiệnđểkhốitrượtABCcânbằnglàđagiáclựcphảikhépkín.Từđagiáclựctacó:

+Trong đó γ, H, α, β, φ, δ đã biết còn ε là góc nghiêng của mặt trượt giả địnhđểxét cân bằngkhốitrượt

+XácđịnhEmax

𝐸

=0

Điều kiện này cho phép xác định góc εghcủa mặt trượt tương ứng với giá

trịcựcđạiEmax

Trongđó:

Kcd-hệsố áplựcđất

chủđộngtheolýluậnCoulomb;H-chiều caotườngchắn;

γ - trọng lượng riêng của đất

đắp;φ-gócmasáttrong củađấtđắp;

δ-gócmasátgiữađấtđắpvàlưngtường

TÍNHTOÁNÁPLỰCĐẤTLÊNTƯỜNGCHẮNT H E O LÝTHUYẾTRANKINE +Tínhtoánáplựcchủđộng

Hình (5.17) là tường chắn với lưng tường thẳng đứng, mặt tường trơn

nhẵn,mặtđấtnằmngang.Xét trạngthái ứngsuất củađiểmMtacó:

σz=γz=σ1 (a)

pcd=σ3 (b)

- VìđiểmMởtrạngtháicânbằnggiớihạnnênứngsuấttạiMthỏamãnđiềukiệncânbằng giới hạnMorh -Coulomb:

σ1= σ3m + 2cVớim=tg2(45o+φ/2)

- Thay(a)và(b) vào(c)ta có:

γz= pcdm+ 2c

- Rútra:pcd=γzKcd- 2c

(c)

+Trongđó:Kcd làhệsốáp lựcđất chủđộngtheolý luận Rankin:

Kcd=1 tg2( 4 5 o+φ/2)

Hình5.17Tính toánáp lựcchủđộng theo.W.Rankin.

- Tổngáplực đất chủđộng:Ecd=1γHH2Kcd

2

+Tínhtoánáplựcbịđộng

Hình(5.18)làsơđổtườngchắnbịngoại lựcxôvềphíasau(vềphíađất đắp)

𝑐

KhikhốiđấtđạttrạngtháicânbằnggiớihạnbịđộngthìcácthànhphầnứngsuấttạiMs ẽlà:

σz=γz=σ3 (a)

pbd=σ1 (b) Thay (a) và (b) vào điều kiện cân bằng giới hạn Mohr - Coulomb, ta

có:pbd=γzKbd +2c Trongđó: Kbd-hệsố áplựcbịđộngtheolýluậnRankine:

Kbd= m= tg2( 4 5o+φ/2)

Hình5.18Tính toánáplựcbịđộng theoW.Rankine

Biểu đồ phân bố cường độ áp lực nêu trong hình (5.18c), biểu đồ có dạng

hìnhthang.Tổnggiátrịáp lựcđất bịđộngtínhbằngdiện tíchbiểu đồhìnhthang:

Ebd=1

2 γH2Kbd+2c +Điểmđặt tạitrọngtâmcủahình

Trườnghợpđất rời (c=0),từcôngthứcsuyra:

- Cườngđộáplựcđấtbị động:pbd=γzKbd

- Tổngáplựcđấtbị động:Ebd=1

2 γH2Kbd

B=1.2m,L=1.8m,Sốhiệulớpđấtsố4

w=18.4kN/m2=1.84T/m2

đn=8.8kN/m2=0.88T/m2

BÀILÀM

A) Tínhtoánđộlúnở gócmóng?

Đổiđơnvị p=235KN/m2=23.5T/m2

1. Chianềnđấtthànhnhiềulớp phântố

- Chọnbềdàycáclớpphântốhi=0.4xB=1.2x0.4=0.48(m)

- Dođộsâuchônmónghm =1.7m,caođộmựcnướcngầmh(MNN)=-3.6mnênlớpphântốthứ1 cóbềdàyh1=3.6-1.7=1.9(m)

- Cácphântốcònlạitínhtừmựcnướcngầmsẽcóhi=0.48m

2. ỨngsuấtdotrọnglượngbảnthânP dz= ihi

- Dungtrọngtựnhiên :w=18.4kN/m2

- Dungtrọngđẩynổi:đn=8.8kN/m2

- Ứngsuấttrọnglượngbảnthântrên MNNPdz=(hi+hm)xw

- ỨngsuấttrọnglượngbảnthândướiMNNPdz=hMNNxw+(hi-1.9)xđn

3 Ứngsuấtdotảitrọngngoài zp =k g p

+Áplựcgây lún tạiđáymóng

P=poxwhm

+Ứngsuất gây lúntại độsâuzkểtừđáy móng

zp=kgp

Với:kg=f(l/b; z/b) -Trườnghợpnày L/B=1.5m

+TrênMNN:Ϭzdzd=(z+1.7)xw

+DướiMNN:Ϭzdzd=3.6xw+(z5-z4)xđn

KẾTQUẢSẼRATRONGBẢNGSAU:

4 Xácđịnhchiềusâuvùng chịunénH:

- Từbảngtínhtoánsựphânbốứngsuấtnhưtrên,nhậnthấytạiđộsâu3.98mkểtừđáymóngc

ó :

Ϭzdoz=0.786(T/m2)≤ 0.2Ϭzdzd=0.2x9.158=1.83(T/m2) Như vậy vùng chịu nén của nền xem như kéo dài đến độ sâu 3.98 m

( 5.68mkểtừmặt đất tự nhiên)

5 Tínhtoánđộlúncuốicùng:

+Xác địnhe1ivàe2itừđườngcongnénvới:P1icóe1i,P2icóe2i

+Độ lúncuốicùngsửdụngcôngthức

+Kếtquảtínhtoánđộlúndoứngsuất gây lúncủamóng

>Độ lúntạigóc móngS=0.0264m=2.64cm

B) So sánh độ lún ở tâm móng (Đã tính trong bài tập lớn) và độ lún ở gócmóng? Độ lún ở 4 góc móng khi nào bằng nhau? Khi nào có 2 cặp giống nhauvàkhinào độlúnở4gócmóngkhácnhau?

- Đôlún tại tâmmóngS=0.0556m=5.56 cm

- Độlún ởgócmóngS=0.0264m=2.64cm

→Độlúntạitâmmónglớnhơnđộlúntạiđáymóngkhoảng2lầnvìđộlúncủanềnđấ tphụthuộcvàoứngsuấtphụthêmvàđịachất củakhuvực.Địachấtcủakhu vực không thay đổi mà ứng suất phụ thêm thay đổi từ tâm móng ra ngoài gócmóng

+Độ lún ở4gócmóngkhinào bằngnhau?

Đểđộlúnở4gócmónglàbằngnhauthìlớpđất nềndướiđáy móngphải thỏa:

- Mộtlàđịachấtcủachúnglànhưnhau

- Hailàứngsuấtphụ thêmtại 4gócbằngnhau

Kích thước b = 1,6 m, l = 2,0

mChiềusâuchônmóngh =1,5m

Nềnlàmộtlớpđồngnhất cát pharất dày

-IL= 0,4

-φII=20o

-cII= 20kN/m2

-γw=18,2kN/m3

-γbh=20kN/m3

-No= 600kN

-γtb=20kN/m3 -γn =10kN/m3

+ Yêu cầu: Tính toán và kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng trong các trườnghợpsautheoTCVN 9362:2012:

a.Mựcnướcngầmcáchmặtđấtlà0,6m?

+Áplựctạiđáy móngptb:

Ptb=𝑜+tb.hm= 600

+SứcchịutảitínhtoánRtc:

Donềnđấtmộtlớp,đồngchấtcátpharấtdàycóIL=0,4nêntrabảngm1=1,2vàm2=1

- Do cácsốliệutratừbảngnênktc=1,1

- Với trabảngtìm được:

A=0,51;B =3,06; D= 5,66

- Mựcnướcngầmcáchmặtđất 0,6m(nằmtrongkhoảngtừmặt đất đếnđáy móng):

+đn =bh-n =20–10=10(kN/m3)

+II=đn=10(kN/m3)

+II’=.ℎ+.(ℎ−ℎ) ℎ =18,2.0,6+10.(1,5−0.6)

1,5 =13,28(kN/m3)

- RtheoTCVN 9362:2012tacó

R=1 , 2 1.(0,51.1,6.10 +3,06.1,5.13,28+5,66.20)=198,889 (kN/m2)

1,1

+Kiểm trađiềukiệnptb≤R:

Tacóptb=217,5(kN/m2 )≥ R=198,889 (kN/m2)

→Vậykhôngthỏađiềukiện

b) Trườnghợpmựcnướcngầmcáchmặtđấtlà3,0m?

+Áplựctạiđáymóngptb:

Ptb=𝑜+tb.hm= 600

+20.1,5=217,5 (kN/m2)

+SứcchịutảitínhtoánRtc:

Donềnđấtmộtlớp,đồngchấtcátpharấtdàycóIL=0,4nêntrabảngm1=1,2vàm2=1

- Do cácsốliệutratừbảngnênktc=1,1

- Với trabảngtìm được:

A=0,51;B =3,06; D= 5,66

- Mựcn ư ớ c n g ầ m c á c h m ặ t đ ấ t 3 , 0 m ( n ằ m n g o à i k h o ả n g t ừ m ặ t đ ấ t đ ế

n đ á y móng):

+đn =bh-n =20–10=10(kN/m3)

+II=w =18,2(kN/m3).

+II’=w =18,2(kN/m3)

-RtheoTCVN9362:2012:

R =1,2.1.(0,51.1,6.18,2+3,06.1,5.18,2+5,66.20)=230,825(kN/m2)

1,1

+Kiểm trađiềukiệnptb≤R:

Tacóptb=217,5(kN/m2)≤R=230,825(kN/m2)

→Vậythỏađiềukiện

c) Trườnghợpmựcnướcngầmcáchmặtđất 5,0m?

Ptb=𝑜+tb.hm= 600

+20.1,5=217,5 (kN/m2)

+SứcchịutảitínhtoánRtc:

Donềnđấtmộtlớp,đồngchấtcátpharấtdàycóIL=0,4nêntrabảngm1=1,2vàm2=1

- Do cácsốliệutratừbảngnênktc=1,1

- Với trabảngtìm được:

A=0,51;B =3,06; D= 5,66

- Mựcn ư ớ c n g ầ m c á c h m ặ t đ ấ t 5 , 0 m ( n ằ m n g o à i k h o ả n g t ừ m ặ t đ ấ t đ ế

n đ á y móng):

+đn =bh-n =20–10=10(kN/m3)

+II=w =18,2(kN/m3)

+II’=w=18,2(kN/m3)

-RtheoTCVN9362:2012:

R =1,2.1.(0,51.1,6.18,2+3,06.1,5.18,2+5,66.20)=230,825(kN/m2)

1,1

+Kiểm trađiềukiệnptb≤R:

Tacóptb=217,5(kN/m2 )≤ R=230,825 (kN/m2)

→Vậythỏađiềukiện