Bài giảng cơ học đất

Cơ học đất là môn học nghiên cứu các quá trình địa chất tự nhiên và các quá trình cơ học xảy ra trong đất dưới ảnh hưởng của tác dụng bên trong và bên ngoài, tìm ra các quy luật tương ứng và vận dụng các quy luật đó để giải quyết các vấn đề có liên quan đến các công trình xây dựng

chương mở đầu:

1 Đối tượng của môn học:

+ Cơ học đất → 1 ngành cơ học ứng dụng → chuyên nghiên cứu về đất + Đất: → Kết quả của sự phong hóa → đá bên trên

+ Có 3 loại phong hoá → Vật lý

Hóa học → Cho các sản phẩm không giống nhau

• Sau khi hình thành → luôn biến đổi

chương 1: các tính chất vật lý của đất

→ Đá gốc vỡ vụn → nhỏ → không phá hoại thành phần khoáng

⇒ Cho đất rời: Đất cát

• Ph/hoá hoá học → Thay đổi áp lực

Do nước, các chất hoà tan: HCl, SO2; SO3; N2O3

→ các khoáng chất tác dụng lẫn nhau → tạo thành → hạt rất nhỏ → như hạt keo (<1μm)

⇒ Cho đất dính : Đất loại sét

I.2 Phân loại đất theo gốc phong hoá:

Đất rời: Đá dăm, cuội sỏi, các loại cát

đặc điểm: Phong hoá vật lý → hạt to

Khô → rời; ẩm → không dẻo

Thấm lớn, hút nước nhỏ

2 loại:

Đất dính: các loại đất sét

đặc điểm: Phong hoá hoá học → hạt nhỏ

Khô → cứng, ẩm → dẻo

Thấm bé , hút nước lớn

Pha trộn: cát có ít sét → cát pha

sét có ít cát → sét pha

I.3 Phân loại theo hình thức chuyển dời và trầm tích:

+ Tàn tích, sườn tích: → Nằm tại chỗ

Chuyển dịch đoạn ngắn theo sườn dốc

Đặc điểm: → chiều dày không đều → dễ mất ổn định

→ hạt to và rất nhỏ xen lẫn nhau

Đặc điểm mỗi thành phần, tỷ lệ giữa chúng, tác dụng lẫn nhau

Lỗ rỗng chứa đầy nước → Bão hoà

Lỗ rỗng không chứa nước → Đất khô

2.2 Hạt rắn:

→ Là mảnh vụn của khoáng vật

→ Kích thước → vài cm đến hạt keo (<1 μm)

→ Có khi là các chất hữu cơ

+ T/ch hạt rắn: → chủ yếu ∈ cỡ hạt

→ hạt nhỏ → thành phần khoáng vật

có ảnh hưởng đáng kể → đến tính chất hạt

Các loại khoáng vật:

Khoáng nguyên sinh: Phong hóa cơ học → đá mác ma:

2 loại: Phen pat, thạch anh, mi ca, he ma tít( quặng sắt đỏ),

ma nhê tít( quặng sắt từ) apatit → là thành phần chủ yếu của đất rời Khoáng thứ sinh:

Do phong hoá hoá học → khoáng nguyên sinh → phân vụn nhỏ → thành phần chủ yếu → đất loại sét → khoáng sét:

monmoriolit ítlít

→ Vậy phân loại → dựa vào đường kính tương đương ( Đ/k Thuỷ lực)

Đ/k thuỷ lực: Đ/k hạt đất ảo → cùng tốc độ chìm lắng

ranh giới phân biệt → không phải số cố định → xê dịch đôi chút

Ví dụ có nơi hạt sét: < 0.005mm

< 0.002mm + Hạt to: rời rạc, dễ thấm

+Xét t/chất của đất: → cần lưu ý: diện tích mặt ngoài:

Hạt càng nhỏ → S mặt ngoài càng lớn → đến mức nào đó → thì hiệu ứng bề mặt → có tác dụng → gây ra tính dính , tính dẻo → cản trở thấm

Tính dính, tính dẻo càng cao → tính thấm càng nhỏ

monmoriolit 800m2/g

kaolinít 10m2/g

Th/ng: Ph/ph¸p c¬ häc: R©y

+ Ph−¬ng ph¸p r©y:

Dïng víi h¹t d > 0.1mm Dïng bé r©y: Lx«: 10;5;2;1;0.5;0.25;0.1 mm Ph/t©y: No4;8;12;20;40;70;100;140;200

Dụng cụ: Tỉ trọng kế

Nguyên tắc: Cho đất chìm lắng → đo V → suy ra đ/k

Kết quả th/ng: Trình bày nhiều cách:

Nhận xét:

+ Đường cong dốc → hạt đồng đều

+ Xác định hàm lượng % của 1 nhóm hạt đ/k: d1 → d2 nào đó

+ X/đ: d10 Đ/k hữu hiệu → Đ/k mà hạt ≤ chiếm 10% → dùng xác định

kt → theo kinh nghiệm: Ví dụ Ha zen: kt = Ck (d10)2 Ck = 0.01 ữ 0.015

trong đó: d60 = đường kính ứng với hàm lượng tích lũy 60%: pd60 = 60%

d10 = đường kính ứng với hàm lượng tích lũy 10%: pd10 = 10%

* Ta thấy rằng, các hạt thuộc nhóm (d10, d60) chiếm 1/2 trọng lượng đất Do đó,

Cu chính là mức độ thay đổi kích thước của một nửa trọng lượng đất và Cu càng lớn có nghĩa là càng có nhiều kích cỡ hạt tức là cấp phối càng đa dạng → càng tốt Điều này đặc biệt quan trọng đối với đất rời Người ta qui ước nếu đất có Cu

> 4 thì được coi là có cấp phối tốt, thích hợp cho sử dụng làm vật liệu xây dựng

Độ cong của đường cong cấp phối hạt trong khoảng (d60, d10), Cc, được tính theo biểu thức:

Cc =

10 60

2 30

d.d

d

được dùng để mô tả sự phân bố của các kích cỡ hạt trong nhóm hạt cơ bản (d10,d60) Nếu Cc càng bé thì sự phân phối càng đều đặn Cc được dùng kết hợp với Cu để đánh giá cấp phối của đất Nói chung Cc trong khoảng (1ữ3) là tốt

3 Tính chất của những hạt rất nhỏ:

Khoáng vật → cấu tạo tinh thể → Vậy ở bề mặt, nhất là ở góc → có 1 lượng

điện còn dư → Vậy hạt đất mang điện

T/n thấy → hạt sét → mang điện âm

Hút các ion khác tính ( Na+, K+,Ca++, Mg++ )

nó dừng lại ở chỗ tiếp xúc đầu tiên → tạo ra K/C tổ ong, bông tuyết → độ rỗng lớn

Kết cấu hạt: → đặc trưng cho đất rời( sỏi, sạn, cát)

2.3 Nước trong đất:

1 Nước liên kết:

+ Nước màng (nước hút bám): →Ngay bề mặt hạt ( khoảng 0.1μ ) → lực hút mạnh → nước ở thể rắn và chui cả vào mạng → xem như 1 phần hạt rắn

→ Không thể hiện rõ T/c

+ Nước liên kết chặt ( nước kết hợp mạnh): → xa hơn 1 chút → nước bị giữ tương đối chặt cùng các ion khác

+ Nước liên kết rời ( nước kết hợp yếu): Cuối bán kính lực hút → lớp này ảnh hưởng lớn đến T/c của đất → Tính dẻo, tính dính

2.Nước tự do:

→ Ngoài ảnh hưởng của lực hút

→ chuyển động → theo quy luật → thuỷ lực học

Tuy nhiên: → do ảnh hưởng lớp trong → có đặc điểm riêng

3.Nước mao dẫn:

→ Lỗ rỗng nhỏ → nối nhau → trong nước → sinh mao dẫn

Cột nước mao dẫn → tạo áp lực phụ → sức căng bề mặt

→ làm cho đất cát hạt nhỏ → như có lực dính nào đó khi ướt

Sét → chiều cao mao dẫn → vài m

2.4 Khí trong đất:

+ Khí hở: Thông với khí quyển → nhiệt độ , áp xuất

→ khí thoát vào khí trời → không ảnh hưởng

+ Khí kín: Túi khí nằm sâu → tăng tính đàn hồi, giảm thấm

Nhìn chung: Khí ảnh hưởng không đáng kể đến t/ chất của đất

$.3 Các chỉ tiêu vật lý:

V = Vh + Vn + Vk

Vr = Vn + Vk

G = Gh + Gn

=

h

h G

=

V G

(W + 1 )γk = γ γk =

) 1 (w+γ

1

= 1 -

h h

h

G V V

G

1

= 1-

h

h V

G

γ.

1

γk =

) 1 (w+

γ → n = 1-

) 1 (w+

h

γγ

γγ

4 Hệ số rỗng: e,ε:

e =

h

r V

V

h

r V

V

=

V V V V

) 1 ( 1

γ =

) 1 (

) 1 (

) 1 (

w

w w

h

h h

+

+

ư +

γγγ

γγ

V

=

h r h n

V V V

V

=

e V

G h n

n

.γ =

e G

G V

G h h

h n

n

.γ

=

e

W n

h

γ

γ.

=

e

W n

h

.

.γγ

6 Dung trọng b∙o hoà: γbh

1 → Δo : Tỉ trọng của nước

7 Dung trọng đẩy nổi : γ đn

Đ/n: Trọng lượng riêng của đất → nằm dưới mực nước ngầm → Kể đến lực đẩy nổi của nước

$.4 Trạng thái của đất - Chỉ tiêu đánh giá trạng thái:

max

e e

e e

ư

ư D: Độ chặt tương đối

Cát chặt: 1 ≥ D ≥ 2/3 Chặt vừa 2/3 ≥ D ≥ 1/3 Xốp 1/3 ≥ D ≥ 0 Liên xô kiến nghị: Với cát Thạch anh có thể → dùng e:

G > 0.8 → no nước, bão hoà

4.2 Đất sét:

Không tách được e và G → Đánh giá → W

W Cứng → dẻo

SL; Wc: Ranh giới Cứng - nửa cứng

PL; Wd: Ranh giới Cứng - Dẻo

LL; Ws;Wnh: Ranh giới Dẻo - Nhão

IP = LL - PL

→ Chỉ số dẻo

A;φ = Wnh - Wd

Tây Âu: Dùng chảo t/n:

Làm rung bằng cách nâng chảo → sau 25 lần → đất chập nhau → Wnh Chỉ tiêu đánh giá:

Mục đích: giao tiếp, để hình dung, phán đoán ban đầu

Có nhiều quy −ớc, quy định → gắn với tên gọi

Cơ sở: Dựa vào: Cấp phối hạt

10 đến 30 % → đất nhiễm than bùn

+ Lực hút thông qua các ca tion trung gian → phục hồi được →

+ Sức căng → màng nước mao dẫn sau khi bị phá hoại

+ Do liên kết xi măng, liên kết tinh thể → Không có khả năng phục hồi → sau khi bị phá hoại

2 Tính co và nở:

+ Tính nở: V khi W

+ Tính co: V khi nước bốc hơi → W

Khi W → sét chuyển dần → trạng thái cứng → lúc nào đó V không đổi →trên mặt xuất hiện vết nứt chân chim → W lúc đó gọi là Wc

Các yếu tố ảnh hưởng:

+ Mức độ phân tán: Đất có nhiều hạt keo → sự thay đổi V rõ rệt

+ Khoáng: Monmoriolit V > Kaolinit

+ Đất hấp phụ nhiều Cation Na+ → tính nở nhiều hơn →

→ sau 1 thời gian → lại hồi phục

Có 3 Đ/kiện để xảy ra:

+ Đất chứa nhiều hạt phân tán nhỏ, keo

+ Đất bào hoà

+ Tải chấn động

Lưu ý: Khi đóng cọc; Móng máy

5 Hiện tượng biến lo∙ng của cát b∙o hoà nước:

Thực tế: Hay xảy ra → động đất

nền cát bụi bão hoà

+ Dòng nước chảy qua đất → dòng thấm

+ 2 loại dòng: Chảy tầng: Đường dòng của nước → không cắt nhau

Chảy rối: Đường dòng của nước → cắt nhau

+ Thí nghiệm cho thấy: V> Vgh → chảy rối;

1.3.Hệ số thấm của đất:

Xác định trong phòng T/n: Mẫu có t/diện A, dài L, cột nước áp h, đo Q → tính k

2 loại: + Cột nước áp không đổi: kt =

hAt

QL

(hạt thô) Khi k > 10-4m/s Phải tiến hành thí nghiệm với các vận tốc thấm khác và cột nước khác nhau để tính giá trị k trung bình

+ Cột nước áp đổi: kt =

1 0

0 1 2

1 1

log ) (

3 2

h

h t

t A

L A

ư ( hạt mịn)

Vì Vận tốc của dòng nước qua chúng quá nhỏ không có khả năng đo chính xác bằng thẩm kế có cột nước cố định

kt: Sỏi cuội, không có hạt nhỏ: 10 → 100cm/s

Cát to, cát vừa, nhỏ sạch: 10 → 10-3 Cát bụi, cát pha 10-3 →10-5

1.4 Hệ số thấm tương đương của khối đất nhiều lớp:

Xét lớp đất: Trong phạm vi chiều dày H → có n lớp:

Dày : h1; h2; h3;

Hệ số thấm : k1; k2; k3;

i: gradien thuỷ lực ở mỗi lớp đất

+ Thấm ngang: // mặt lớp

v= kn

tđ I ; (1) (Q = v ì A; xét phân tố có chiều dày là 1 nên A = 1 ì h) Vậy: v1h1+ v2h2+ + vnhn → là Q

xét cả chiều cao H → v =

H

1

( v1h1+ v2h2+ + vnhn) (2) (1); (2) → kntđ =

h → Tổng độ chênh cột nước áp trên bề dày H Vì: Lưu lượng như nhau nên: v=

→ Nên chênh lệch cột nước áp ở mỗi lớp = iìh (h: bề dày lớp cũng

là chiều dài đường thấm)

H

=

v

i h i

h i h

H

n n

+ + + 22

1

=

v

i h v

i h v

i h

H

n n

+ + + 2 2

i v h

i v h

H

+ + +

2 2

h k

h k

h

H

+ + +

2 2

Với sét muốn thấm được I > Io

Io → Gradien thuỷ lực ban đầu

Với cát to, sỏi cuội v phải đủ nhỏ để →

dòng thấm là chảy tầng → tuy nhiên khó

1.6 Dòng thấm chảy trong đất:

1.Dòng thấm 1 chiều:

Chọn điểm có cùng cao độ nước áp → nối lại → có đường đẳng thế

Đặc tính: Đường thấm và đường đẳng thế → bao giờ cũng trực giao với nhau

(Cho dù 2 đường trên không phải thẳng)

2.Dòng thấm chảy hai chiều:

Dòng thấm nói chung là 3 chiều → tuy nhiên → Công trình kéo dài rất lớn theo 1 phương ta xem dòng thấm chảy 2 chiều

h d

Giải: Cho ta lưới đường thấm và đường đẳng thế trong đất

→ Tuy nhiên: Đ/k biên phải đơn giản

Thực tế → lưới đường thấm và đẳng thế được dựng nên bằng cách vẽ

h

h1ư 2 γn = i γnVậy: áp lực dòng thấm tác dụng trên 1 đơn vị thể tích đất là: i γn

$.2.Tính nén ( tính biến dạng) của đất:

2.1 Thí nghiệm nén đất ở hiện trường:

( Có thể dùng neo guồng xoắn)

Trình tự: Gia tải từng cấp →

cho đến khi thôi lún mới tăng cấp tiếp

→ Quy định trong tài liệu thí nghiệm:

Sau bao lâu độ lún không quá bao nhiêu thì dừng → chuyển cấp tải thí nghiệm

2 Kết quả:

hình1 hình 2

1- Hộp cứng 2- Dao vòng 3- Mẫu đất

4- Đá thấm 5- Nắp 6- Đồng hồ đo biến dạng

+ Dỡ tải làm ng−ợc lại: Cũng từng cấp

Đo độ lún Si ứng với σi; Xem Vh không đổi → từ Si suy ra ei

3 Kết quả thí nghiệm:

hình 4

2.3.Phân tích kết quả cho thấy đặc điểm sau:

+ Trong phạm vi tải trọng không lớn → ứng với điểm A ( hình 2) đường nén gần đường thẳng sau đó mới cong rõ rệt

+ Đường nén và nở không trùng nhau → biến dạng của đất gồm 2 phần:

• Phần phục hồi khi dỡ tải → Biến dạng đàn hồi

• Phần không phục hồi khi dỡ tải → Biến dạng dư

Với đất biến dạng dư rất đáng kể

+ Biến dạng của đất không xảy ra tức thời → mà phải trải qua một thời gian nhất

Vẽ quan hệ σ và e theo 2 dạng: gọi là đường cong nén

+ Quan hệ: e = f(σ): Thực nghiệm → đường cong log → (Ta hay làm)

*ý nghĩa σ c : Trong lịch sử mẫu đất đã được nén đến σc

2 1

log logσ ư σ

Lúc đó: Biến đổi hệ số rỗng tỉ lệ bậc nhất với biểu đồ áp lực nén

Khi tính toán người ta dùng hệ số nén

1 1

2 1

2 1 (

2

μ

μσ

2

→ β

σ

o

z o a

2.4.Quan hệ giữa môđun biến dạng và hệ số nén lún -

Độ lún ổn định của mẫu đất phân tố:

Xét mẫu → diện tích: F

Trước khi lún: h1

G/thiết: Vh không đổi nên ta có kết quả sau:

V

V h

+

= +

1

1

Fh e

V h

+

2 2

1

1

Fh e

V h

+

= ; V h2 =V h1

1 1

1

2 2

1

1

h e

e h

1 e h

e e

+

−

1 1

h

s e

1 1

2 1

2 1 2 1

1 e h

e e h h S

a

e a

E o o

+ T/n nén 3 trục: Khá hoàn chỉnh: xac định được nhiều chỉ tiêu, kể cả các chỉ tiêu chống cắt →( sau )

Dùng cho đất dẻo cứng trở lên

Đất thuần dính nén đến phá hoại σph thì

lực dính → C = σph/2

2.6.Cố kết thấm của đất sét:

+ Biến dạng kéo dài → gọi là hiện tượng cố kết

Đất sét: Thời gian cố kết Th/nghiệm → vài tuần

1- Bình đựng nước; 2- lò so; 3- piston đục lỗ

Ta gia tải: → Thời điểm đầu tiên → vì nước không

nén co → toàn bộ tải lên nước

→ lò so không có lực → vì nó không bị co

→ mở lỗ piston → nước thoát → piston hạ

xuống → lò so co lại → chịu 1 phần tải

Quá trình cứ như vậy cho đến khi nước không chịu

chút áp lực nào → không có nước thoát ra ngoài →

+ Đường nén đã tuyến tính hoá

Giải: Giả thiết trên → dẫn đến:

+ Nước thoát đi = Lượng giảm thể tích lỗ rỗng

Xét phân tố có F = đơn vị → nên thay xét Q → chuyển xét v

dt

dn dz

n ∂

∂γ

∂σh= - ∂u KÕt hîp (3) ta cã: ∂e= - a∂u (4)

n =

m e

e

+

1 →

t e

m t

n

∂ +

=

∂

∂ 1 1

Thay ∂e ë (4) vµo → ta cã

t u

m t

∂ +

=

∂

∂ 1

1

Tõ 1;2;5 →

t u

m z

u

a k

∂

∂ +

=

∂

∂ 1

e k

=

+γ

) 1 (

→ H»ng sè cè kÕt

t u

MZ M

2 (sin 2

o z i

h

o z

h

o z o

h

o z o

h

o

z o

e M d

u

ud

pd a

d u a pd a

pd a

d t z a S

S

0 2

,

2 2 1

1 ,

Tuy nhiên: Xét vào thì phức tạp, hơn nữa số liệu Th/nghiệm ít → nên đ−a vào tính toán cũng không đủ đặc tr−ng

Do đó: Bài toán 1 chiều của Terzaghi vẫn đ−ợc dùng nhiều

Xác định Cv:

Cv = f(k,a) ; k và a đều thay đổi theo thời gian → nên Cv ≠ costant cần thí nghiệm trực tiếp X/định Cv có xét đến sự thay đổi này → T/ng nén cố kết (nén chậm)

Tiêu/chuẩn ổn định: Không > 0.01mm sau 24 giờ

Vẽ quan hệ: Δh = f( logt) → Casagrande

Kẻ đường thẳng có độ dốc gấp 1,15 lần độ dốc đoạn thẳng cố kết thấm ( so với trục tung) → giao với đường thực nghiệm cho ta điểm đã cố kết 90% → ta có t90 Quan hệ U ⇔ Tv → U = 90 → Tv = 0.848 và → Cv = 0.848

xuất cắt τ đã > khả năng chống cắt của đất

3.2.Biểu thức Culông về sức chống cắt của đất:

các hạt gắn với nhau → chống lại lực kéo tách chúng ra;

∈ : loại đất và chấp nhận bằng nhau tại mọi điểm và theo mọi hướng

2 loại: Lực dính có phục hồi: tạo nên bởi lực hút điện phân tử → qua màng nước liên kết

Lực dính dòn: kết tinh các muối → không phục hồi

Kí hiệu C → Tóm lại S = σ tg ϕ + c

a, Đất có c ≠ 0; ϕ ≠ 0 b, Đất có c=0; ,ϕ ≠0 c, Đất có c ≠ 0; ϕ=0

3.3.Xác định các đặc trưng chống cắt của đất - T/nghiệm cắt

Mẫu nguyên dạng có 2 kiểu thí /ng: cát trực tiếp

• Cắt chậm: CD → P đợi lún xong → gia tải T rất chậm

Vậy dưới cả P và T→ u đều đã tiêu tán xong ( nước kịp thoát ra)

K/quả : ϕ', c'

• Cắt nhanh: UU → P xong là gia tải T → T cũng tăng nhanh

Vậy dưới cả P & T → u đều chưa được tiêu tán ( nước không kịp thoát ra)

Nhận xét:

Mặt cắt quy định → Không hợp lý

ứ/s cắt τ = T/F là đều → thực chất không đều → ở mép lớn hơn

ứ/s nén σ = P/F; → F thay đổi nên → σ biến

đổi

Thiết bị đơn giản, dễ làm, rẻ tiền

Kết quả:

σ1 → τ1 ; σ2 → τ2 ; σ3 → τ3 ; σ4 → τ4

Nếu mẫu th/ng ít và các điểm biểu diễn k/q nằm

gần trên 1 đường thẳng, thì xấp xỉ các điểm

bằng đường thẳng biểu diễn lực dính c

còn tgϕ =

1 2

1 2

σσ

ττ

ư

ư

Mẫu nhiều thì xác định c, ϕ theo ph/pháp bình

phương tối thiểu: (Đất xây dựng)

2 Thí nghiệm cắt đất gián tiếp:

( Máy nén 3 trục) → mẫu bị nén

Cách th/ng: Bọc mẫu → kín →gia tải:

Chảy dẻo: Đất mềm

K/Quả thí nghiệm: 3 → 5 mẫu → vẽ vòng tròn Mohr ứ/s

vẽ đường bao → chính là đường S

Thực tế: Nhiều khi làm tăng độ chặt của đất bằng đầm nén

Các yếu tố ảnh hưởng: Cấp phối

W

Thường chấp nhận cấp phối, nếu tạo cấp phối tốt phù hợp → không k/tế B/toán: Tìm W = ? để công đầm nhỏ nhất → độ chặt tốt nhất → làm thí nghiệm đầm chặt

4.2.Nguyên lý t/n đầm chặt:

Đất khô → công phải lớn → để khắc phục ma sát → hiệu quả kém

Đất ướt → màng nước liên kết dày → đẩy hạt xa nhau → không chặt được Vậy phải tìm lượng nước hợp lý → để đầm đạt hiệu quả cao

+ Dụng cụ thí nghiệm: Cối đầm, cân, dụng cụ xác định W

+ Cách thí nghiệm:

+ Trộn đều đât → cho vào cối từng lớp, thường 5 lớp Làm khoảng 5 → 6 + Đầm mỗi lớp : số nhát và chiều cao x/định mẫu với W ≠ + T/n x/định: W; γk

các đường cong đều tiệm cận với 1 đường thẳng → gọi : Đường bão hoà

Các thí nghiệm đầm chặt khác nhau: (Thạm khảo SGK)

$.5.Thí nghiệm CBR:

Là tỷ số biểu thị bằng % giữa lực

xuyên trong đất và lực xuyên trong vật

liệu tiêu chuẩn

Thực hiện trên mẫu đất đã đầm chặt →

đánh giá chất lượng đầm nén

CBR càng cao → càng tốt

Cho trụ xuyên tiếp súc mẫu

ép trụ xuyên với tốc độ V = costant = 1/20 in sơ / phút ( 1.27mm/phút)

Ghi tải tương ứng độ sâu xuyên cho đến khi xuyên được 10mm ( Lấy các số đọc của tải trọng cho mỗi 0.25mm xuyên)

chương 3: khảo sát địa chất công trình

$1 Khái niệm chung:

Khảo sát Địa chất công trình ( ĐCCT) → là công việc quan trọng → phục vụ cho xây dưng công trình

→ Đặc biệt liên quan trực tiếp đến → Thiết kế & Thi công phần công trình dưới

+ Công việc: Khoan → lấy mẫu → T/n

T/n hiện trường → Đo các chỉ tiêu ngay tại hiện trường

1 Khoan lấy mẫu - T/n trong phòng:

+ Khoan:

Khoan tay, máy D = 130mm

Đóng ống mẫu ( hoặc ép) → lấy mẫu Bảo quản mẫu, vận chuyển → về phòng →làm thí nghiệm

+ Nhận xét:

+ Ưu: Dễ làm

T/n trong phòng → đơn giản

Trực tiếp quan sát đất

T/n phân loại → coi là K/q chính xác, tin cậy

+ Nhược: Khoan → lấy mẫu →vận chuyển → bảo quản → mẫu bị xáo động

∈ : Loại đất: cát, sét yếu → gần như hỏng hết

Ưu: Làm tại vị trí tự nhiên → nên y/tố ảnh hưởng chỉ là:

máy, Thiết bị, tiến hành T/ng

T/ng nhẹ nhàng hơn

Thời gian T/ng nhanh hơn → tăng khối lượng

+ Nhược: Không cho phân loại đất ch/xác → như trong phòng;

Các chỉ tiêu → Nhiều thí nghiệm phải được diễn dịch tương quan thực nghiệm

Tóm lại: Phải kết hợp cả hai

$ 2 các thí nghiệm xuyên:

2.1.Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn: ( SPT):

1 Nguyên lý:

Đóng một ống mẫu

Trọng lượng búa đóng Đã tiêu chuẩn hoá

Chiều cao rơi búa:

Đo số nhát đập để → ống mẫu ngập vào

trong đất một chiều sâu → đã tiêu chuẩn

hoá

2.Thiết bị và cách thí nghiệm:

• Thiết bị: Bộ máy khoan

ống mẫu tiêu chuẩn:

Đường kính ngoài: D= 51mm; Đường kính trong d= 38mm Quả tạ: Q=63.5 kg, chiều cao rơi: H= 76cm

• Khoan tạo lỗ:

Khoan guồng xoắn hoặc khoan dung dịch, vét đáy, thả ống SPT

Nện nhẹ để ống mẫu ngập vào đất: 10 đến 15cm

Nện tạ ở độ cao tiêu chuẩn đo số nhát đập N1 để ống SPT ngập vào đất 15cm; Làm tiếp một lần 15cm nữa đo số nhát đập N2 để ống SPT ngập vào

đất 15cm tiếp theo

Trị số N= N1 + N2 là số nhát đập để ống SPT ngập vào đất 30cm

3.Kết quả:

N càng lớn đất càng tốt và ngược lại

Từ N → suy ra các kết quả sau:

Dùng để xác định trạng thái, các chỉ tiêu cũng như các tham số dùng xác

định độ lún cũng như sức chịu tải của móng:

Mô dun nén Es = C1 + C2 N ± sE ,

Es = 1/mv = a/(1+e) ( kg/cm2) Modun nén của cát

C1; C2 các hệ số tương quan thực nghiệm với sE là độ lệch quân phương Bảng: