CƠHỌCĐẤT cách phân loại và xác định trạng thái của đất rời dùng thành phần cấp phối hạt để phân loại đất rời phân loại đất rời

Cách phân loại và xác định trạng thái của đất rời?. - Dùng thành phần cấp phối hạt để phân loại đất rời - Phân loại đất rời b Trình bày tóm tắt về các thông số để xác định trạng thái của

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM

KHOA XÂY DỰNG

CƠ HỌC ĐẤT BÀI TIỂU LUẬN CUỐI KỲ

GIẢNG VIÊN : TÔ VĂN LẬN

SINH VIÊN : TRỊNH CAO HUY

MSSV: 19520100107

LỚP : XD 19

TP HCM 11/2021

CÂU 1

a Cách phân loại và xác định trạng thái của đất rời? - Dùng thành phần cấp phối hạt để phân loại đất rời

- Phân loại đất rời

b) Trình bày tóm tắt về các thông số để xác định trạng thái của đất rời?

CÂU 2

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

COULOMB

Tính toán áp lực chủ động lớn nhất

Phương pháp giải tích

Hình (a) là sơ đồ tính áp lực đẩy và áp lực chủ động của đất theo lý luận

Coulomb Trong đó ABC là khối trượt, BC là mặt trượt giả định Các lực tác dụng lên khối trượt gồm có:

W - trọng lượng khối trượt ABC;

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

φ; E - lực đẩy của đất làm với pháp tuyến của lưng tường một góc δ;

φ - góc ma sát trong của đất đắp sau lưng tường; δ - góc ma sát giữa lưng tường và đất đắp

Phản lực R vả E đều nằm dưới pháp tuyến

Điều kiện để khối trượt ABC cân bằng là đa giác lực phải khép kín Từ đa giác lực

ta có:

3

+Trong đó γ, H, α, β, φ, δ đã biết còn ε là góc nghiêng của mặt trượt giả định để xét cân bằng khối trượt

+Xác định Emax =0

Điều kiện này cho phép xác định góc εgh của mặt trượt tương ứng với giá trị cực đại Emax

Trong đó:

Kcd - hệ số áp lực đất chủ động theo lý luận

Coulomb; H - chiều cao tường chắn;

γ - trọng lượng riêng của đất đắp; φ - góc ma sát trong của đất đắp;

δ - góc ma sát giữa đất đắp và lưng tường

TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN THEO LÝ THUYẾT RANKINE

+Tính toán áp lực chủ động

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

nhẵn, mặt đất nằm ngang Xét trạng thái ứng suất của điểm M ta có:

5

- Vì điểm M ở trạng thái cân bằng giới hạn nên ứng suất tại M thỏa mãn điều kiện cân bằng giới hạn Morh - Coulomb:

σ1 = σ3m + 2c (c) Với m = tg2 (45o + φ/2)

- Thay (a) và (b) vào (c) ta có:

γz = pcdm + 2c

- 2c +Trong đó: Kcd là hệ số áp lực đất chủ động theo lý luận Rankin:

1

Hình 5.17 Tính toán áp lực chủ động theo.W Rankin.

- Tổng áp lực đất chủ động: Ecd = 12 γH2Kcd

+Tính toán áp lực bị động

Hình (5.18) là sơ đổ tường chắn bị ngoại lực xô về phía sau (về phía đất đắp)

6

- Rút ra: pcd = γzKcd

Khi khối đất đạt trạng thái cân bằng giới hạn bị động thì các thành phần ứng suất tại M sẽ là:

Thay (a) và (b) vào điều kiện cân bằng giới hạn Mohr - Coulomb, ta có:

pbd = γzKbd + 2c Trong đó: Kbd - hệ số áp lực bị động theo lý luận Rankine:

Kbd = m = tg2 (45o + φ/2)

Hình 5.18 Tính toán áp lực bị động theo W Rankine

Biểu đồ phân bố cường độ áp lực nêu trong hình (5.18c), biểu đồ có dạng hình thang Tổng giá trị áp lực đất bị động tính bằng diện tích biểu đồ hình thang:

Ebd = 1 γH2Kbd + 2c

+Điểm đặt tại trọng2 tâm của hình

Trường hợp đất rời (c = 0), từ công thức suy ra:

- Cường độ áp lực đất bị động: pbd = γzKbd

- Tổng áp lực đất bị động: Ebd = 21 γH2Kbd

7

CÂU 3

B=1.2m , L=1.8m, Số hiệu lớp đất số 4

w = 18.4 kN/m2 = 1.84 T/m2

đn = 8.8 kN/m2 = 0.88 T/m2

BÀI LÀM

A) Tính toán độ lún ở góc móng?

Đổi đơn vị p = 235 KN/m2=23.5 T/m2

1.Chia nền đất thành nhiều lớp phân tố

- Chọn bề dày các lớp phân tố hi= 0.4xB= 1.2x0.4= 0.48 (m)

- Do độ sâu chôn móng hm= 1.7m , cao độ mực nước ngầm h (MNN) = -3.6m nên lớp phân tố thứ 1 có bề dày h1 = 3.6-1.7 =1.9 (m)

- Các phân tố còn lại tính từ mực nước ngầm sẽ có hi =0.48 m

2.Ứng suất do trọng lượng bản thân P dz = ihi - Dung trọng tự nhiên : w = 18.4 kN/

m2

- Dung trọng đẩy nổi : đn = 8.8 kN/m2

- Ứng suất trọng lượng bản thân trên MNN Pdz = (hi+hm)x w

- Ứng suất trọng lượng bản thân dưới MNN Pdz = hMNN x w + (hi- 1.9) x đn

+Áp lực gây lún tại đáy móng

P= po x whm +Ứng suất gây lún tại độ sâu z kể từ đáy móng

zp = kgp

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

+ Trên MNN : Ϭzd = (z+1.7)xzd = (z+1.7)x w

+Dưới MNN : Ϭzd = (z+1.7)xzd = 3.6x w +(z5-z4)x đn

KẾT QUẢ SẼ RA TRONG BẢNG SAU :

4 Xác định chiều sâu vùng chịu nén H :

- Từ bảng tính toán sự phân bố ứng suất như trên, nhận thấy tại độ sâu 3.98m kể từ đáy móng có :

Ϭzd = (z+1.7)xoz = 0.786 (T/m2) ≤ 0.2Ϭzd = (z+1.7)xzd = 0.2x9.158 =1.83 (T/m2) Như vậy vùng chịu nén của nền xem như kéo dài đến độ sâu 3.98 m ( 5.68 m

kể từ mặt đất tự nhiên)

9

5 Tính toán độ lún cuối cùng:

+Xác định P1i và P2i

+ Xác định e1i và e2i từ đường cong nén với :P1i có e1i, P2i có

e2i +Độ lún cuối cùng sử dụng công thức

+Kết quả tính toán độ lún do ứng suất gây lún của móng

11

> Độ lún tại góc móng S = 0.0264 m = 2.64 cm

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

- Đô lún tại tâm móng S= 0.0556 m = 5.56 cm

→ Độ lún tại tâm móng lớn hơn độ lún tại đáy móng khoảng 2 lần vì độ lún của nền đất phụ thuộc vào ứng suất phụ thêm và địa chất của khu vực Địa chất của khu vực không thay đổi mà ứng suất phụ thêm thay đổi từ tâm móng ra ngoài góc móng

+ Độ lún ở 4 góc móng khi nào bằng nhau?

Để độ lún ở 4 góc móng là bằng nhau thì lớp đất nền dưới đáy móng phải thỏa :

- Một là địa chất của chúng là như nhau

- Hai là ứng suất phụ thêm tại 4 góc bằng nhau

CÂU 4:

Kích thước b = 1,6 m, l = 2,0 m

Chiều sâu chôn móng h = 1,5 m

Nền là một lớp đồng nhất cát pha rất dày

+ Yêu cầu: Tính toán và kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng trong các trường hợp sau theo TCVN 9362:2012:

a Mực nước ngầm cách mặt đất là 0,6 m?

+ Áp lực tại đáy móng ptb:

13

Ptb = + tb.hm = 1 600

6 2 + 20.1,5 = 217,5 (kN/m 2 )

+ Sức chịu tải tính toán Rtc:

Do nền đất một lớp, đồng chất cát pha rất dày có IL = 0,4 nên tra bảng m1 = 1,2 và

m2 = 1

- Do các số liệu tra từ bảng nên ktc = 1,1

- Vớitra bảng tìm được:

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

- Mực nước ngầm cách mặt đất 0,6 m (nằm trong khoảng từ mặt đất đến đáy móng): + đn = bh - n = 20 – 10 = 10 (kN/m3 )

+ II = đn = 10 (kN/m3 )

.ℎ + .(ℎ − ℎ ) 18,2.0,6+10.(1,5−0.6)

+ II’ =ℎ =1,5= 13,28 (kN/m3 )

- R theo TCVN 9362:2012 ta có

R = 1,2.1,11

(0,51.1,6.10 + 3,06.1,5.13,28 + 5,66.20) = 198,889 (kN/m 2 )

+ Kiểm tra điều kiện ptb ≤ R:

Ta có ptb = 217,5 (kN/m2 ) ≥ R = 198,889 (kN/m2)

→Vậy không thỏa điều kiện

14

b) Trường hợp mực nước ngầm cách mặt đất là 3,0 m?

+ Áp lực tại đáy móng ptb:

Ptb = + tb.hm = 1 600

.6 2 + 20.1,5 = 217,5 (kN/m 2 )

+ Sức chịu tải tính toán Rtc:

Do nền đất một lớp, đồng chất cát pha rất dày có IL = 0,4 nên tra bảng m1 = 1,2 và

m2 = 1

- Do các số liệu tra từ bảng nên ktc = 1,1

- Vớitra bảng tìm được:

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

- Mực nước ngầm cách mặt đất 3,0 m (nằm ngoài khoảng từ mặt đất đến đáy móng):

+ đn = bh - n = 20 – 10 = 10 (kN/m3 )

15

+ II = w = 18,2 (kN/m3 ).

+ II’ = w = 18,2 (kN/m3 )

- R theo TCVN 9362:2012:

R =1,21,1 1

(0,51.1,6.18,2 + 3,06.1,5.18,2 + 5,66.20) = 230,825 (kN/m 2 )

+ Kiểm tra điều kiện ptb ≤ R:

Ta có ptb = 217,5 (kN/m2 ) ≤ R = 230,825 (kN/m2)

→Vậy thỏa điều kiện

c) Trường hợp mực nước ngầm cách mặt đất 5,0 m?

16

+ Áp lực tại đáy móng ptb:

Ptb = + tb.hm = 1 600

.6 2 + 20.1,5 = 217,5 (kN/m 2 )

+ Sức chịu tải tính toán Rtc:

Do nền đất một lớp, đồng chất cát pha rất dày có IL = 0,4 nên tra bảng m1 = 1,2 và

m2 = 1

- Do các số liệu tra từ bảng nên ktc = 1,1

- Vớitra bảng tìm được:

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

- Mực nước ngầm cách mặt đất 5,0 m (nằm ngoài khoảng từ mặt đất đến đáy móng):

+ đn = bh - n = 20 – 10 = 10 (kN/m3 )

+ II = w = 18,2 (kN/m3 )

+ II’ = w = 18,2 (kN/m3 )

- R theo TCVN 9362:2012:

R =1,21,1 1

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

+ Kiểm tra điều kiện ptb ≤ R:

17

Ta có ptb = 217,5 (kN/m2 ) ≤ R = 230,825 (kN/m2)

→Vậy thỏa điều kiện