TỔNG HỢP CÁC BÀI TẬP CƠ HỌC ĐẤT

Biểu đồ ứng suất do trọng lượng bản thân...8 Hình 3... I.Tính lún theo phương pháp tổng phân tốBước 1: Tính áp lực gây lún: Móng được đặt lên lớp đất số 1A.. Do phần bê tông san lấp lớp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CƠ HỌC ĐẤT TỔNG HỢP CÁC BÀI TẬP NHÓM ĐÃ LÀM

MỤC LỤC

I.Tính lún theo phương pháp tổng phân tố _5 II.Sức chịu tải của đất nền 22 III.Kiểm tra sức chịu tải theo cường độ (TTGH1) 27

2

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Xác định vùng nền _10 Bảng 2 Bảng tổng hợp các giá trị e và p của từng hố khoan theo thí nghiệm 12 Bảng 3 Bảng nội suy k 0 từ bảng các giá trị k 0 được tính sẵn 12

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 Minh họa nền đất đặt móng và các lớp phân tố 5

Hình 2 Biểu đồ ứng suất do trọng lượng bản thân 8

Hình 3 Biểu đồ ứng suất do tải trọng ngoài 10

Hình 4 Đường quan hệ e – p (HK1-2) 15

Hình 5 Đường quan hệ e – p (HK1-3) 18

Hình 6 Đường quan hệ e – p (HK1-4) 21

Hình 7 Hình minh họa vùng ảnh hưởng của móng 22

Hình 8 Hình minh họa chiều đặt móng 25

Hình 9 Hình minh họa Pmax, Pmin, Pmax(x), Pmax(y) 26

Hình 10 Hình minh họa các giá trị hiệu dụng 28

Hình 11 Biều đồ để xác định hệ số sức chịu tải 30

Hình 12 Biểu đồ để xác định hệ số độ nghiêng của tải trọng 31

4

I.Tính lún theo phương pháp tổng phân tố

Bước 1: Tính áp lực gây lún:

Móng được đặt lên lớp đất số 1A Do phần bê tông san lấp (lớp A) không biết đãlấp được bao lâu và đã lún ổn định chưa nên để an toàn ta quy phần bê tông san lấp vềphần đất quy hoạch, vậy ta có:

+ Độ sâu đặt móng kể từ cao trình bề mặt địa hình thiên nhiên: h’ = 2.3 m

+ Độ sâu đặt móng kể từ cao trình quy hoạch: Df = 3.5 m

 Theo file thuyết minh lớp đất 1 có dung trọng tự nhiên γ* = 19.2kN/m3

 Ntc = Ntt/1.15 = 1291/1.15 = 1122.6 (kN)

 γtb = 22 kN/m3

¿219.9414(kN /m2 )

Bước 2: Tính ứng suất và vẽ biểu đồ ứng suất do trọng lượng bản thân:

Theo dữ kiện đề bài ta có bề rộng móng B = 2m Ta chia phần đất bên dưới đáy móng thành nhiều lớp phân tố, mỗi lớp có bề dày hi = (b4÷ b

Từ phân tố thứ 2 trở đi do đất nằm dưới mực nước ngầm nên ta tính ứng suất do

trọng lượng bản thân bằng dung trọng đẩy nổi Dung trọng đẩy nổi lop1A ’ = 10.4 kN/m3

Hình 2 Biểu đồ ứng suất do trọng lượng bản thân

Bước 3: Tính và vẽ ứng suất do tải trọng ngoài p gl :

Ta có công thức: σ gl,i = k0.p gl

Trong đó pgl là áp lực gây lún tại tâm móng đã được tính với p gl= 219,9 (kN/m2)

Do ứng suất gây lún của các điểm trên trục O được tính với ứng suất gây lún ở đáymóng phân bố đều bằng p gl= 219,9 (kN/m2)

k0 là hệ số phụ thuộc vào các giá trị l/b và z/b ta tra trong bảng giá trị k0 đã đượctính sẵn

+ Đối với lớp 1A:

-Vị trí thứ I với l/b=1.5; z/b=0 thì k 0 =1:

σ gl,I = k0 xp gl= 1 x 219.9414 = 219.9414 (kN/m2)

-Vị trí thứ II với l/b=1.5, z/b=0.3 thì k 0 = 0.9236:

8

Ta thấy ở chiều sâu z = 5.3m (vị trí thứ XI) thì trị số σ v '=105,02 kN /m2 và trị số σ gl

= 20.4618 kN /m2 thỏa mãn điều kiện σ gl ≤ 0,2σ v '

Do vậy ta thấy khoảng tính lún là 5.3m tính từ đáy móng

Bước 5: Chia lớp phân tố:

Như đã chia ở trên các lớp phân tố ta chia trong khoảng hi = (b4÷ b2¿=(0.5÷ 1)m

- Trong đó vì đáy móng cách mặt nước ngầm 0,6m nên để thuận tiệntính toán ta chia lớp phân tố thứ nhất trung với mặt nước ngầm luôn: h1=0,6m

- Các lớp phân tố từ 2-7 mỗi lớp là 0,5m để việc tính toán chính xáchơn

- Cách lớp phân tố thứ 7 0,7m là ranh giới giữa lớp đất 1 và lớp đất 2nên ta chọn chiều dày lớp phân tố thứ 8 là 0,7m

- Lớp đất thứ 2 ta chia mỗi lớp phân tố là 0,5m tới lớp thứ 10 thì nhậnthấy chiều sâu đã đạt tới giá trị cần tính toán (5,3m) nên ta dừng lại

Bước 6: Tính độ lún của lớp đất thứ i

 Dữ liệu đầu vào:

Dung trọng tự nhiên của lớp đất 1 và 1A: γ1 =19.2 kN /m3 , γ1 A =19.8 kN /m3

Dung trọng đẩy nổi của lớp 1A: γ1 A ' =10.4 kN /m3

Khoảng cách từ cao trình tự nhiên đến cao trình đáy móng: h ' =2.3m

Áp lực tăng thêm gây ra lún (so với áp lực trước đây nền đã chịu):

p gl =219.9414 kN /m2

Bảng 2 Bảng tổng hợp các giá trị e và p của từng hố khoan theo thí nghiệm

 Các lớp phân tố 1 đến 3 được nội suy từ cột HK 1-2

 Các lớp phân tố 4 đến 7 được nội suy từ cột HK 1-3

 Các lớp phân tố 8 đến 10 được nội suy từ cột HK 1-4.

Bảng 3 Bảng nội suy k 0 từ bảng các giá trị k 0 được tính sẵn

Từ đó suy ra: Áp lực tại giữa lớp phân tố 2 sau khi xây dựng móng:

P22 =P12+σ gl, 2 =58.64+183.6040=242.244(kN /m2 )

Từ { P12=58.64(kN /m3)

P22=242.244(kN /m3)→{e12=0.6494

e22=0.6109 (Được nội suy từ đồ thị)

Độ lún của lớp phân tố này: S2=e12−e22

e23=0.6190 ( Được nội suy từ đồ thị)

Độ lún của lớp phân tố này: S3=e13−e23

1+e13 ×h3= 0.6483−0.6190

14

e24=0.7155 ( Được nội suy từ đồ thị)

Độ lún của lớp phân tố này: S4=e 1+e14−e24

14 ×h4= 0.7386−0.71551+0.7386 × 0.5=0.0067 (m)

 Phân tố thứ 5 có bề dày h =0.5m, k =0.3488

e25=0.7202 ( Được nội suy từ đồ thị)

Độ lún của lớp phân tố này: S5=e 1+e15−e25

Độ lún của lớp phân tố này: S6=e16−e26

e27=0.7249 ( Được nội suy từ đồ thị)

Độ lún của lớp phân tố này: S7=e17−e27

1+e17 × h7= 0.7351−0.7249

Đồ thị quan hệ e-p cho Hố khoan 1-3:

e28=0.6075 ( Được nội suy từ đồ thị)

Độ lún của lớp phân tố này: S8=e18−e28

1+e18 ×h8 = 0.6112−0.60751+0.6112 ×0.7=0.0016(m)

18

e29=0.6077 ( Được nội suy từ đồ thị)

Độ lún của lớp phân tố này: S9=e19−e29

Từ { P110=102.32(kN /m2)

P210=124.6592(kN /m2 )→{e110=0.6100

e210=0.6076 ( Được nội suy từ đồ thị)

Độ lún của lớp phân tố này: S10=e110−e210

II.Sức chịu tải của đất nền

Hình 7 Hình minh họa vùng ảnh hưởng của móng

- Độ sâu đặt móng kể từ cao trình bề mặt địa hình thiên nhiên: h’ = 2.3

- Độ sâu đặt móng kể từ cao trình quy hoạch: Df = 3.5 m.

 Tải trọng ngoài tiêu chuẩn tác dụng lên móng

Bước 1: Tính áp lực phân bố trung bình tại đáy móng

Áp lực phân bố trung bình tại đáy móng:

II là dung trọng trung bình dưới đáy móng: do khu vực bị ảnh hưởng là

Nội suy từ bảng 14 trong TCVN 9362:2012

Các giá trị được nội suy như sau: A ≈ 0,35 ,B ≈ 2,38, D≈ 4,95

Thay các số vừa tìm vào công thức ta được:

Từ các số liệu ta vẽ hình minh họa:

Hình 9 Hình minh họa P max , P min , P max(x) , P max(y)

So sánh các giá trị:

P tb tc <R II(264,1>239.1)  Không thỏa

P max ⁡(x) <1,2 R II (320,6>1,2×239.1=286.92) Không thỏa

P max ⁡( y) <1,2R II (308,65>1,2× 239.1=286.92) Không thỏa

P max ⁡ <1,5 R II (365,18>1,5×239.1=358.65) Không thỏa

III.Kiểm tra sức chịu tải theo cường độ (TTGH1)

 Số liệu bài toán:

- tb là trọng lượng riêng trung bình của đất lấy tb = 22 kN/m3

- n là hệ số vượt tải lấy n = 1.2

3 Sức chịu tải của nền ∅ :

Hình 10 Hình minh họa các giá trị hiệu dụng

Theo số liệu-File Thuyết Minh:

 Lực kết dính: c1 = 25,3 (kPa)

 Góc nội ma sát: φ=15 °39' =15,65 °

 Dung trọng dưới đáy móng (Lớp 1A): dn 3

 Dung trọng tự nhiên trên đáy móng (Lớp 1): γ1 , =19,2(kN /m3 ).

 Xác định các hệ số dùng để tính toán sức chịu tải của nền:

 ly, lq, lc là các hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào trị tính toán của góc

ma sát trong ϕ1 của đất nền ta xác định theo biểu đồ hình E.1 phục lục E (TCVN9362:2012)

 iy, iq, ic là các hệ số ảnh hưởng hóc nghiêng của tải trọng, phụ thuộcvào trị tính toán góc ma sát trong của đất ϕ1 và góc nghiêng δ của hợp lực so vớiphương thẳng đứng trên đáy móng ta xác định theo biểu đồ hình E.2 phục lục E(TCVN 9362:2012)

 ny, nq, ic là các hệ số ảnh hưởng của tỷ số các cạnh để móng hình chữnhật

- Các hệ số được tính như sau

Vì móng đặt lệch tâm nên ta dùng công thức:

n= l

b=2.821.9 =1.48

n γ=1+ 0,25n =1+ 0,251.48=1.17

28

Hình 12 Biểu đồ để xác định hệ số độ nghiêng của tải trọng

Suy ra: N=1854.4 (kN) < 2533.50 (kN) Thỏa TTGH1