005Chuong 4 ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Đối với đá cứng và nửa cứng - thành phần khoáng vật và tính chất các liên kết đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các tính chất cơ lý... Từ đó, phần trăm khối lượng lọt qua rây

Đối với đá cứng và nửa cứng - thành phần khoáng

vật và tính chất các liên kết đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các tính chất cơ lý.

Đối với đất - thành phần hạt, hình dạng, mức độ

chặt sít,…

Thành phần hạt và phân loại đất (theo tiêu chuẩn)

nhau có đường kính từ 0,25 đến 0,5mm Hàm lượng hạt

có kích thước 0,3mm không thể tìm được!!

Than phần hạt và phân loại đất (theo tiêu chuẩn)

phương pháp rây sàng theo hai cách:

(#10);

đến 0,074mm (#200)

phương pháp tỷ trọng kế đối với các hạt có kích thước < 0,074mm

Rây đất để phân chia các nhóm hạt

Tính toán thí nghiệm rây (ví dụ)

% 100

y i = 100% - x i

trên rây có kích thước i;

a i – khối lượng giữ lại cộng dồn của đất trên rây có kích thước

i (g).

A – tổng khối lượng đất làm thí nghiệm (g).

Từ đó, phần trăm khối lượng lọt qua rây i sẽ là:

Đối với phương pháp rây có rửa nước, khối lượng đất lấy làm thí nghiệm lọt qua rây #10 đã tính được phần trăm lọt qua cộng dồn là B (phương pháp rây khô) Do đó phần trăm trọng lượng lọt qua đối với toàn bộ mẫu đất sẽ bằng phần trăm trọng lượng lọt qua trong thí nghiệm rây có rửa nước nhân với giá trị B

N N

H

d

w s

R

).

(

.

Thể hiện kết quả

Mẫu đất Phân loại % Hạt lọt qua - Finer (mm) Công trình Sample Classification 50,1 25,4 19,1 9,52 4,67 2,0 0,42 0,074 0,002 Project

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0.001 0.01

0.1 1

10 100

Hệ số không đồng nhất của mẫu:

2 30

d d

Tỷ diện tích là tỷ lệ diện tích mặt ngoài của vật liệu với khối lượng hoặc thể tích của vật liệu đó.

4.1.2 Nước trong lỗ rỗng của đất đá (pha lỏng)

+

_ +

_ +

_ +

_ +

_ + _

-+ –

- - - -

-+ – + –

+ –

+ –

+ – + – + –

+ – + –

+ – + –

+ – + – + –

+ –

+ – + –

Hạt rắn

Nước liên kết

Nước liên kết được giữ chặt trong các lỗ rỗng nhỏ có

độ nhớt lớn hơn nước thông thường.

Nước mao dẫn

Nước mao dẫn

Nước mao dẫn tồn tại trong lỗ rỗng, khe nứt nhỏ của đất

đá (bề rộng <2mm) dưới ảnh hưởng của lực mao dẫn

Ống mao dẫn

10

ed C

hk 

Sơ đồ xuất hiện lực dính giữa các rắn hình cầu

cầu

Nước mao dẫn làm cho các hạt hút dính với nhau

Trong một số trường hợp cũng đẩy nhau!!

4.1.3 Khí trong lỗ rỗng của đất đá (pha khí)

Nước liên kết không truyền áp lực thủy tĩnh

trong đất có chứa nước tự do

Boit Mariot) nên có thể nở ra khi áp lực giảm gây phá hoại đất

4.1.4 Tương tác giữa các thành phần trong đất

Tương tác giữa các hạt rắn trong đất

(a)

(b)

4.1.4 Tương tác giữa các thành phần trong đất

Tương tác giữa hạt rắn và dung dịch lỗ rỗng

4.2 TÍNH CHẤT HÓA LÝ

4.2.1 Tính hấp phụ

Là khả năng giữ lại những hợp chất ở trạng thái hòa tan hoặc một phần khoáng chất phân tán ở dạng chất keo hay những hạt rất nhỏ chất hữu cơ, những

vi sinh vật và những thể huyền phù thô khác.

4.2.2 Tính trương nở của đất

4.2.3 Tính co ngót của đất

4.2.4 Độ bền với nước của đất

một đơn vị thể tích đất ký hiệu , đơn vị: (T/m3, g/cm3).

Dao vòng

Thể tích nước dâng lên do mẫu đất bọc sáp chiếm chỗ.

Nước

Vỏ sáp Mẫu đất

Ví dụ

Khối lượng riêng của hạt: là khối lượng của một đơn vị thể tích

chỉ riêng phần hạt rắn ký hiệu s, đơn vị: (T/m3, g/cm3).

G







đơn vị thể tích đất khi cân trong nước ký hiệu  sub , đơn vị: (T/m 3 , g/cm 3 ).

Độ ẩm: là tỷ số giữa khối lượng nước và khối lượng

đất khô (khối lượng phần cốt đất), ký hiệu W, đơn vị tính %.

B

A W







A – khối lượng đất ướt và lon.

B – khối lượng đất khô và lon.

C – khối lượng lon.

Độ ẩm được xác định bằng cách sấy đất:

so với thể tích toàn bộ lỗ rỗng, ký hiệu là S r , đơn vị tính là % 100%

r

w r

W S





4.3 TÍNH CHẤT VẬT LÝ

Bài tập

Các giới hạn Atterberg

L

tương ứng với sự thay đổi ứng xử giữa trạng thái nhão

và dẻo Hay nói cách khác, giới hạn nhão là độ ẩm mà khi tăng một lượng không đáng kể thì đất chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái nhão (chảy)

Giới hạn dẻo (W P ) được định nghĩa là độ ẩm của đất

tương ứng với sự thay đổi ứng xử giữa trạng thái dẻo

và nửa cứng Hay nói cách khác, độ ẩm mà khi giảm một lượng không đáng kể thì đất chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái nửa cứng (không còn thể hiện tính

của đất loại sét được xác định (theo TCVN) bằng phương pháp lăn đất thành sợi

Giới hạn nhão

Thí nghiệm xác định giới hạn nhão bằng chùy xuyên cho phép phân loại và đánh giá trạng thái đất

10mm Mẫu đất

Trong khi đó, giới hạn dẻo chỉ được xác định bằng cách lăn đất trên kính mờ.

Biểu đồ đường A

0 10 20 30 40 50 60

Chứng minh công thức về các thành phần biến dạng như:  v = x + y + z

Ứng suất hữu hiệu và áp lực nước lỗ rỗng

Có tải trọng P tác dụng phân bố đều lên một tiết diện A của mẫu đất gây ứng suất  Tải trọng thực sự tác dụng lên phần hạt rắn của mẫu đất là P’ gây ứng suất hữu hiệu ’

P

()

4.4.2 Trạng thái ứng suất của khối đất đá

ứng suất theo phương đứng do trọng lượng bản thân

4.4.3 Ứng suất và biến dạng đơn giản khi nén một trục

Thí nghiệm được tiến hành trên mẫu đất hình lăng trụ tròn có chiều cao gấp 2 lần đường kính, tức là h=2d

=P/A

% 100

o

i i

Với:

4.4.3 Ứng suất và biến dạng đơn giản khi nén một trục

4.4.3 Ứng suất và biến dạng đơn giản khi nén một trục

Các thành phần ứng suất tác dụng khi nén đơn

( 2

1 cos

cos

cos

.

1

2 1

sin cos

sin

.

1

1 1

P t

4.4.4 Tính nén lún của đất và thí nghiệm nén cố kết

Số liệu ghi nhận khi thí nghiệm: độ lún ổn định cuối cùng và độ lún theo thời gian dưới các cấp tải trọng.

Đường cong nén lún

Biểu thức xác định hệ số rỗng của đất tương ứng với độ

 o

o

i o

h

h e

e    1 

0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80

Đường cong nén lún

1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

4.4.5 Sức chống cắt của đất và thí nghiệm cắt trực tiếp

a – trạng thái ban đầu khi đặt áp lực buồng; b – khoảng biến dạng khi tăng tải; c – trạng thái giới hạn (phá hoại)

Đường bao phá hoại

Ở trạng thái cân bằng giới hạn

c C

O

CT

cot

2 2

2 '

sin

3 1

3 1

3 1

3 1

45 ( 2

) 2

45 (

2 3

  tg o   c tg o 

Các sơ đồ thí nghiệm

4.5 TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ CƠ LÝ CỦA ĐÁ

Xem tài liệu

4.6 XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU TÍNH CHẤT CƠ LÝ TỔNG HỢP (TRỊ TIÊU CHUẨN) VÀ TRỊ TÍNH TOÁN CỦA ĐẤT

Phân loại chỉ tiêu trong đơn nguyên địa chất công trình

Phân chia các đơn nguyên địa chất công

trình

8 bước tính toán

Và bài tập