Bài giảng cơ học đất chương 4 sức chịu tải của nền đất

Các phương pháp xác định sức chịu tải của nền đất theo TCVN... Nghiên cứu khả năng chịu tải của nền Cần tính toán áp suất đáy móng lớn nhất do tác dụng của tải trọng ngoài mà nền đất phí

CHƯƠNG 4  SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT

(SOIL ULTIMATE BEARING CAPACITY)

“Remember Yesterday, Dream about Tomorrow but Live Today”

§4.1 Khái niệm chung

NỘI DUNG CHÍNH:

§4.2 Lý thuyết sức chịu tải của Terzaghi

§4.4 Hệ số an toàn

§4.3 Phương pháp tính sức chịu tải

tổng quát và sức chịu tải Meyerhof

§4.5 Các phương pháp xác định sức chịu tải của nền đất theo TCVN

§4.1 Khái niệm chung

1.1 Mục đích làm TN nén đất ở hiện trường:

Với những công trình lớn & quan trọng, thường phải làm thí nghiệm nén đất ở hiện trường để tìm hiểu các giai đoạn biến dạng của nền tại vị trí xây dựng công trình nhằm 2 mục đích:

1 Làm tài liệu để xác định các đặc trưng về biến dạng của đất

2 Nghiên cứu khả năng chịu tải của nền

I Mở đầu

I Mở đầu

1.1 Mục đích làm TN nén đất ở hiện trường:

1 Làm tài liệu để xác định các đặc trưng về biến

dạng của đất: nội dung TN đã được trình bày

trong Chương III ở phần nghiên cứu tính ép co

& biến dạng của đất.

2 Nghiên cứu khả năng chịu tải của nền

Cần tính toán áp suất đáy móng lớn nhất do

tác dụng của tải trọng ngoài mà nền đất phía

dưới móng có thể chịu được trước khi bị

phá hoại Hay, cần tính toán sức chịu tải của

nền để thiết kế an toàn

1.2 Thí nghiệm bàn nén chịu tải trọng thẳng đứng

Xét TN bàn nén tại hiện trường, chịu tác dụng của tải trọng thẳng đứng, kết quả TN thể hiện quan hệ (tải trọng ~ độ lún)

Xét 1 móng băng có chiều rộng B chịu tác dụng của tải trọng ngoài Theo Das (2007), dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng, có 3 hình thức phá hoại sức chịu tải của nền của nền:

1.Phá hoại cắt tổng quát

2.Phá hoại cắt cục bộ

3.Phá hoại cắt xuyên ngập

II Các hình thức mất ổn định của nền khi chịu tải

2.1 Phá hoại cắt tổng quát (phá hoại hoàn toàn)

 Xảy ra khi móng đặt trên nền

cát chặt (D r > 67%) hoặc nền

đất dính cứng

 Các mặt trượt phát triển liên

tục trong nền, phần đất trên

bề mặt bị đẩy trồi.

 Sự phá hoại xảy ra 1 cách

đột ngột

 Biểu đồ ứng suất – độ lún có

điểm cực đại

2.1 Phá hoại cắt tổng quát (phá hoại hoàn toàn)

Hình Phá hoại cắt tổng quát

2.2 Phá hoại cắt cục bộ

Móng đặt trên tầng cát có độ chặt

trung bình (30% < D r < 67%) hoặc

sét có trạng thái dẻo cứng đến

nửa cứng

Mặt trượt phát triển sâu dưới nền

nhưng có đoạn không liên tục trên

mặt đất, vì vậy chỉ phần dưới

móng mới dễ xác định được mặt

trượt

Đất bị đẩy trồi ít hơn so với trường

hợp phá hoại cắt tổng quát

Biểu đồ ứng suất - độ lún không

có điểm cực đại, chuyển vị đứng

lớn

Hình Phá hoại cắt cục bộ 2.2 Phá hoại cắt cục bộ

2.3 Phá hoại cắt xuyên ngập

Móng đặt trên tầng đất tương

đối xốp rời Dr < 30% hoặc đất

dẻo mềm

Mặt trượt phát triển sâu dưới

nền, đất chủ yếu bị lún, không

bị đẩy trồi, khó xác định mặt

trượt

Biểu đồ ứng suất - độ lún

không có điểm cực đại,

chuyển vị đứng lớn

§4.2 Lý thuyết sức chịu tải của Terzaghi

1.1 Giả thiết của bài toán

Xét móng băng có chiều rộng B, đặt nông, chiều

sâu đặt móng D f Đất nền giả thiết đồng nhất, đẳng hướng, dẻo tuyệt đối , có trọng lượng riêng , góc

ma sát trong ' và lực dính c'.

Giả thiết dưới tác dụng của tải trọng ngoài đặt đúng tâm, móng bị phá hoại theo hình thức cắt tổng quát Cần xác định sức chịu tải của nền q u

1.2 Sơ đồ tính toán

Vùng đất trên đáy móng được xem như tải trọng chất thêm tương đương (tải trọng bên), có cường độ q = γD f Khi nền đất bị phá hoại, chia vùng phá hoại thành 3 phần:

1 Vùng tam giác ACD ngay sát đáy móng

2 Vùng cắt của tia ADF & CDE, với các đường cong DF

và DE là các cung xoắn ốc logarit

3 Hai tam giác bị động Rankine AFH & CEG

Các góc CAD & ACD; xem như  = '

Bỏ qua sức chống cắt của đất dọc theo các mặt phá hoại

GI & HJ.

1.2 Sơ đồ tính toán

Hình Hình thức phá hoại của móng băng

Với TH phá hoại cắt tổng quát, sức chịu tải của móng băng:



 BN qN

N c

2

1



Trong đó:

c’ là lực dính của đất, là trọng lượng riêng của đất

q là tải trọng tương đương của phần đất phía trên móng (tải trọng bên)

N c , N q , N γ là các hệ số sức chịu tải, không thứ nguyên và chỉ phụ thuộc vào '

Với TH phá hoại cắt tổng quát

0 5.7 1 0 26 27.09 14.21 9.84

Sức chịu tải của móng vuông



qN N

c

Sức chịu tải của móng tròn



qN N

c