BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT LỚP 05X ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

Phân loại đất xác định tên và trạng thái.. Xác định ứng suất dưới đáy móng.. Tính và vẽ biểu đồ ứng suất hiệu quả phân bố trong nền do tải trọng bản thân và tải trọng ngoài gây ra.. Tính

Trang 1

Bộ môn : Cơ học Đất

-BÀI TẬP LỚN

Đề bài:

- Móng đơn cứng dưới cột (tải trọng có vị trí như hình vẽ)

Yêu cầu:

1 Phân loại đất (xác định tên và trạng thái) Chọn chiều sâu chôn móng

2 Vẽ đường cong nén e-p, e-lgp, xác định: 0

, , c, s

a a C C

cho các lớp đất

3 Xác định sơ bộ kích thướt đáy móng(bxl) theo các điều kiện:

Điều kiện về cường độ tiêu chuẩn:

tc tc tb

p R

Điều kiện về ứng suất cho phép:

 

tb

s

p

F

4 Xác định ứng suất dưới đáy móng Tính và vẽ biểu đồ ứng suất hiệu quả phân bố trong nền do tải trọng bản thân và tải trọng ngoài gây ra

5 Tính độ lún ổn định tại tâm móng, tại trung điểm hai cạnh bề rộng của móng theo biểu đồ e-p.Tính độ nghiêng của móng

Họ Tên: Lưu Hán Vinh

Mã số SV: X052661 STT: 82

GVHD: T Trương Quang

62T 4.5

Trang 2

GVHD: T Trương Quang Thành SVTH: Lưu Hán Vinh

Bảng số liệu:

STT

Số hiệu h1 (m) Số hiệu h2 (m) Số hiệu

BẢNG SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT

Bảng 1

Lớp Số

hiệu

Độ ẩm

tự

nhiên

W%

Giới hạn nhão Wnh%

Giới hạn dẻo Wd%

Dung trọng tự nhiên

γ T/m³

Tỷ trọng hạt Δ

Góc

ma sát trong

φo

Lực dính c Kg/cm²

Kết quả thí nghiệm nén ép e - p với tải trọng nén p (Kpa) Kết

quả xuyên tĩnh qc (Mpa)

Kết quả xuyên tiêu chuẩn N

1 40 29.9 30.4 24.5 1.78 2.66 8o50’ 0.06 0.825 0.779 0.761 0.741 0.42 4

Bảng 2

Lớp Số

hiệu

Độ ẩm

tự

nhiên

W%

γ T/m³

Góc

ma sát trong

φo

100 200 300 400

2 58 36.5 44.9 24.3 1.85 2.69 8o25’ 0.15 0.943 0.909 0.881 0.858 1.36 7

Bảng 3

Lớp Số

hiệu

Độ ẩm

tự

nhiên

W%

γ T/m³

Góc

ma sát trong

φo

100 200 300 400

Trang 3

BÀI THUYẾT MINH

1 Phân loại đ ất (xác đ ịnh tên và trạng thái) Chọn chiều sâu chôn móng.

 Lớp 1: h1=1.5m

Lớp Số

hiệu

Độ ẩm

tự

nhiên

W%

γ T/m³

Góc

ma sát trong

φo

1 40 29.9 30.4 24.5 1.78 2.66 8o50’ 0.06 0.825 0.779 0.761 0.741 0.42 4

Kết luận: Lớp đất 1 là loại đất pha cát ở trạng thái dẻo

 Lớp 2: h2=6m

Lớp Số

hiệu

Độ ẩm

tự

nhiên

W%

γ T/m³

Góc

ma sát trong

φo

100 200 300 400

2 58 36.5 44.9 24.3 1.85 2.69 8o25’ 0.15 0.943 0.909 0.881 0.858 1.36 7

Chỉ số dẻo

B=

d

W W A



30.4- 24.5 = 5.9

Đất pha cát (á cát)

29.9−24.5 5.9 =0.915

Trạng thái: cát pha dẻo

Chỉ số dẻo A=Wnh Wd (%)

Độ sệt B=

d

W W A



44.9- 24.3 = 20.6 >17

Đất sét

36.5−24.3 20.6 =0.592

Trạng thái: dẻo mềm

Trang 4

Đất pha cát Trạng thái: dẻo

Đất sét Trạng thái dẻo mềm

Đất sét pha Trạng thái nửa rắn

Kết luận: Lớp đất 2 là loại đất sét ở trạng thái dẻo mềm

 Lớp 3:

Lớp

Số

hiệu Độ ẩm

tự

nhiên

W%

γ T/m³

Góc

ma sát trong

φo

100 200 300 400

7 79 29.5 41.5 26.9 1.9 2.71 17o00’ 0.3 0.827 0.804 0.785 0.768 4.34 21

Kết luận: Lớp đất 3 là loại đất sét pha ở trạng thái nửa rắn

Ghi tên và trạng thái các lớp đất

 Chọn chiều sâu chôn móng

Dựa vào trạng thái các loại đất và chiều cao của từng lớp đất, ta chọn chiều sâu chon

Chỉ số dẻo

B=

d

W W A



41.5- 26.9 = 14.6 <17

Đất sét pha (á sét)

29.5−26.9 14.6 =0.178

Trạng thái: nửa rắn

Trang 5

móng h=2m

2 Vẽ đ ư ờng cong nén e-p, e-lgp, xác đ ịnh a,a o ,C c ,C S cho các lớp đ ất .

 Lớp 1 :

Hệ số rỗng ban đầu eo khi chưa có tải tác dụng (p=0 T/m²)

e o = ∆ γnn(1+w)

γnw -1 = 2.66(1+0.299)

1.78 - 1 = 0.9421 1Ma= 106 N/m2 = 105 kg/m2 = 100 T/m2

1KPa= 103N/m2 = 100 kg/m2 = 0.1 T/m2

a)Đ ư ờng cong nén e-p :

Hệ số rỗng e 0.9421 0.825 0.779 0.761 0.741

Tính hệ số nén lún a, hệ số nén lún tương đối ao

a0-5= e0−e5

p5−p0 =

0.9412−0.825

a00−5

= a o−5

1+e0 =

0.02324 1+0.9412 = 0.01197 (m2/T)

a5-10= e5−e10

p10−p5 =

0.825−0.779 10−5 = 0.0092 (m2/T)

a05−10

=a5−10

1+ e5 =

0.0092 1+ 0.825 = 0.00504 (m2/T)

a10-15= e10−e15

p15−p10 =

0.779−0.761 15−10 = 0.0036 (m2/T)

(T/m2)

Trang 6

a010−15= a

10−15

1+e10 =

0.0036 1+ 0.779 = 0.00202 (m2

/T)

a15-20= e15−e20

p20−p15 =

0.761−0.741 20−15 = 0.004 (m2

/T)

a015−20 = a

15−20

1+ e15 =

0.004 1+ 0.761 = 0.00227 (m2

/T)

Khi lực nén còn nhỏ

Cs= e5−e10

0.825−0.779 1−0.69897 =0.15281 Khi lực nén lớn

Cc = e15−e20

0.761−0.741 1.30103−1.17609=0.16008

 Lớp 2 :

e o = ∆ γnn(1+w)

γnw - 1 = 2.69(1+0.365)

1.85 - 1 = 0.9848

Hệ số rỗng e 0.9848 0.943 0.909 0.881 0.858

(T/m2)

Trang 7

a0-10= e0−e10

p10−p0 =

0.9848−0.943

/T)

a00−10= a

0−10

1+e0 =

0.00418 1+ 0.9848 = 0.00211 (m2

/T)

a10-20= e10−e20

p20−p10 =

0.943−0.909 20−10 = 0.0034 (m2

/T)

a010−20= a

10−20

1+ e10 =

0.0034 1+ 0.943 = 0.00175 (m2

/T)

a20-30= e20−e30

p30−p20 =

0.909−0.881 30−20 = 0.0028 (m2

/T)

a020−30= a

20−30

1+e20 =

0.0028 1+ 0.909 = 0.00147 (m2

/T)

a30-40= e30−e40

p40−p30 =

0.881−0.858 40−30 = 0.0023 (m2

/T)

a030− 40= a

30−40

1+ e30 =

0.0023 1+ 0.881 = 0.00122 (m2

/T)

Cs= e0−e10

0.9848−0.943

Khi lực nén lớn

(T/m2)

lgp(T/m2)

Trang 8

Cc = e30−e40

0.881−0.858 1.30103−1.17609=0.18409

 Lớp 3 :

e o = ∆ γnn(1+w)

γnw -1 = 2.71(1+0.295)

1.9 - 1 = 0.847

Hệ số rỗng e 0.847 0.827 0.804 0.785 0.768

a0-10= e0−e10

p10−p0 =

0.847−0.827

a00−10

= a0−10

1+e0 =

0.002 1+0.847 = 0.00108 (m2/T)

a10-20= e10−e20

p20−p10 =

0.827−0.804 20−10 = 0.0023 (m2/T)

a010−20

= a10−20

1+ e10 =

0.0023 1+ 0.827 = 0.00126 (m2/T)

a20-30= e20−e30

p30−p20 =

0.804−0.785 30−20 = 0.0019 (m2/T)

a020−30

= a20−30

1+e20 =

0.0019 1+0.804 = 0.00105 (m2/T)

a30-40= e30−e40

p40−p30 =

0.785−0.768 40−30 = 0.0017 (m2/T)

a030− 40

= a30−40

1+ e30 =

0.0017 1+ 0.785 = 0.000952 (m2/T)

p (T/m2)

Trang 9

Cs= e0−e10

0.847−0.827

Khi lực nén lớn

Cc = e30−e40

0.785−0.768 1.6−1.477121255=0.13607

3 Xác đ ịnh s ơ bộ kích th ư ớt đ áy móng:

Sơ bộ chọn kích thước đáy móng b=3m, l=3m

Ứng suất phân bố dưới đáy móng: p tc

max min

=γn tb h+ N0

M0

γntb = 2 T/m3

h = 2m ;

F=b*l=9m2

W=bl26 =¿4.5m3 Với n là hệ số vượt tải ,chọn n= 1.15

N0= N n = 62

1.15=53.913 T

M0=M n = 4.5

1.15=3.913 Tm

Từ (1) suy ra p tc max min= 2*2+53.9139 ±3.913

4.5

p tc max = 10.86 T/m2



p tc min=9.12 T/m2

p tc0=p tc max+p tc min

10.86+9.12

2 =9.99 T/m

2 a) Kiểm tra theo điều kiện về cường độ tiêu chuẩn: p tc0 ≤Rtc

Với tc

R

:cường độ tiêu chuẩn được xác định theo công thức(TCVN):

Vì chiều sâu chôn móng h=2 (m) nên ta chọn lớp đất 2 để kiểm tra sức chịu tải R tc

lgp(T/m2)

Trang 10

2=1.85 T/m3 h2= 2-1.5=0.5m 2=8o25’

c=1.5 T/m2

1=1.78 T/m3 h1= 1.5m 1=8o50’

:

Với A,B,D là các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trongφ (tra bảng V-5

trang 269 Bài Tập Cơ Học Đất-Vũ Công Ngữ).Lớp đất thứ 2 là lớp đất sét,

trạng thái dẻo mềm có φ = 8o25’ và có c= 0.15kg/cm2 = 1.5T/m2 ,γn= 1.85 T/

m3 b=3m m=1

Từ φ = 8o25’ suy ra A=0.1483 , B= 1.5875, D= 3.98

Rtc=[0.1483*3+1.5875*2]*1.85 + 3.98*1.5 = 12.622 T/m2

⇒ p t c0

¿Rtc =12.622 T/m2

b) Kiểm tra theo điều kiện về ứng suất cho phép

 

tb

s

p

F

Ứng suất phân bố dưới đáy móng (không nhân hệ số vượt tải)

p tb tt = γntbh+ N F ± M

W

γntb = 2 T/m3

h = 2m ; F=b*l=9m2

W=bl26 =¿4.5m3

N= 62 T ; M0=4.5 Tm

p❑

max

min= 2*2+629 ±4.5

4.5

p❑

max= 11.889 T/m2



p❑

min=9.889 T/m2

p tb tt=Pmax+ Pmin2 =11.889+9.889

2 =10.889 T/m2

 Xác định sức chịu tải giới hạn 2

Theo công thức Terzaghi: Pult= 0.4*Nγn*γn*b + Nq*γn '*h + 1.3*Nc*c

Trong đó :

N N N

là các hệ số sức chịu tải, phụ thuộc vào góc ma sát trong .

Lớp thứ 1: Lớp thứ 2:

γn '= γn 1∗h 1+ γn 2∗h 2

1.78∗1.5+1.85∗0.5

2 =1.7975 T/m2

Tra bảng V-2 (trang 259 sách BT CHĐ- Vũ Công Ngữ) và nội suy,ta được:

Trang 11

φ N Np Nc

Suy ra Pult=0.4*1*1.85*3 + 2.1995*1.7975*2 + 1.3*7.823*1.5 = 25.368 T/m2

p tb tt = Pult

Pult

p tb tt =

25.368 10.889=2.3297 >2 thỏa

4 Xác đ ịnh ứng suất dưới đ áy móng Tính và vẽ biểu đ ồ ứng suất hiệu quả phân

bố trong nền do tải trọng bản thân và tải trọng ngoài gây ra.

 Ứng suất dưới đáy móng (như phần 3b đã trình bày)

 Tính và vẽ biểu đồ ứng suất hiệu quả phân bố trong nền do tải trọng bản thân và tải trọng ngoài gây ra

Theo như phần 3b đã trình bày thì ứng phân phân bố dưới đáy móng không đồng đều

Pmax= 11.889 T/m2 , Pmin=9.889 T/m2 ,do đó ứng suất gây lún cũng phân bố không đồng đều

p max gl = Pmax - (γn1h1 + γn2h2) = 11.889 – (1.78*1.5+1.85*0.5)= 8.294 T/m2

p min gl = Pmin - (γn1h1 + γn2h2) = 9.889 – (1.78*1.5+1.85*0.5)= 6.294 T/m2

Ứng suất gây lún tại tâm móng sẽ là:

p0gl=p gl max+p min gl

8.294 +6.294

2 =7.294 T/m

2

Điểm l

1.5 1.5

z (m)

z b

kg σgl=4kg*7.294

(T/m2)

h=2+z (m)

σbt=γnh (T/m2)

5

Biểu đồ phân bố ứng suất và tải trọng ngoài gây ra tại tâm móng

Trang 12

5- Tính độ lún ổn định tại tâm móng, tại trung điểm 2 cạnh bề rộng của móng theo biểu đồ e-p

a)Tính độ lún tại tâm móng

Theo biểu đồ phân bố ứng suất trên trục qua tâm móng, ở độ sâu z=3.95m trong lớp

đất thứ 2, ứng suất gây lún σgl=2.0044T/m 2≈ 1

5σbt=1.9955 (T/m2) Như vậy xem như

ở độ sâu đó chấm dứt phạm vi chịu nén

Biểu đồ phân bố ứng suất trên trục qua điểm tâm 0

Trang 13

Chia nền đất trong phạm vi chịu nén thành 7 lớp: độ lún tại tâm móng

Lớp

phân

tố

Chiều dày (m)

p1i=σbt tb

(T/m2)

e1i p2i=p1i+σgl

(T/m2)

e 1 i−e 2 i

1+e 1 i hi(cm)

3

11.33385 0.9385 0.883

5

0.334

Độ lún tại tâm S=∑

i=1

7

Si=3.262 cm b)Tính độ nghiêng của móng

Để xác định độ nghiêng của móng, ta tính độ lún tại trung điểm hai cạnh bề rộng của móng là M1 và M2 theo sơ đồ e-p Từ đó suy ra độ nghiêng của móng

Để tính độ lún tại M1 và M2 ta phải tính ứng suất của móng gây ra tại 2 điểm này -Số liệu tính toán ứng tại M1

Độ

sâu

điể

m z

(m)

Tải trọng phân bố đều, tỷ số cạnh

l

3 1.5=2

Tải trọng phân bố tam giác ,tỷ số cạnh l

1.5

3 =0.5

Ứng suất tổng

σ=σ1 +σ2

T/m 2

z b

Kg σ1 =2k g *p min gl

(T/m 2 )

z b

KT’ σ2 =2k T’ * p ∆ gl

(T/m2)

0.6 0.4 0.2439 3.0702 0.2 0.02693 0.10772 3.17792 1.2 0.8 0.2176 2.7391 0.4 0.04207 0.16828 2.90738

2.4 1.6 0.1482 1.8655 0.8 0.04507 0.18028 2.04578

p min gl =6.294T/m2

p ∆ gl

=p max gl

−p gl min

=8.294-6.294=2T/m2

Trang 14

3.45 2.3 0.10315 1.2985 1.15 0.04013 0.16052 1.45902

-Số liệu tính toán ứng tại M2

Độ

sâu

điể

m z

(m)

Tải trọng phân bố đều, tỷ số cạnh

l

3 1.5=2

Tải trọng phân bố tam giác ,tỷ số cạnh l

1.5

3 =0.5

Ứng suất tổng

σ=σ1 +σ2

T/m 2

z

b

Kg σ1 =2k g * p max gl

(T/m 2 )

z b

KT σ2 =2k T * p ∆ gl

(T/m2)

3.3 2.2 0.1084 1.3645 1.1 0.06737 0.26948 1.63398 3.45 2.3 0.10315 1.2985 1.15 0.06423 0.25692 1.55542

Trang 15

Tương tự như tính độ lún ở tâm móng, chia nền đất trong phạm vi chịu nén thành 7 lớp

Lớp

phân

tố

Chi

ều

dày

(m)

σbt (T/

m 2 )

p 1i

σgl

(T/m 2 )

σ bt gl

(T/m 2 )

e 1 i−e 2 i

1+e 1 i hi

cm

4.705

3.17792

5.815

2.90738

6.925

2.4805

8.035

2.04578

9.145

1.68642

Biểu đồ phân bố ứng suất trên trục qua điểm M1 và trên trục qua điểm M2

Trang 16

9.7

9.422 5

1.68642 1.5293

9.9775

9.838 75

1.5293 1.45902

Độ lún tại M1¿∑

i=1

7

Si=1.7887 cm

Lớp

phân

tố

Chi

ều

dày

(m)

σbt (T/

m 2 )

p 1i

σgl

(T/m 2 )

σ bt gl

(T/m 2 )

e 1 i−e 2 i

1+e 1 i hi

cm

4.705

3.9081

5.815

3.4067

6.925

2.8125

8.035

2.2747

9.145

1.80778

9.7

9.422 5

1.80778 1.63398

9.9775

9.838 75

1.63398 1.55542

Độ lún tại M2¿∑

i=1

7

Si=2.092 cm

 Độ nghiêng của móng

tgθ= S 2−S 1 b =2.092−1.7887

300 =0.001011

Độ nghiêng của móng θ=arctg 0.001011=0o3’29’’

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	437,54 KB