CHƯƠNG 13 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

Xử lý và thống kê địa chất Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và số lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn.. Vì vậy ta phải loại trừ những mẫu có

CHƯƠNG 13

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

1 LÝ THUYẾT THỐNG KÊ

1.1 Xử lý và thống kê địa chất

Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều

và số lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn được các chỉ tiêu đại diện cho nền

Ban đầu khi khoan lấy mẫu, dựa vào sự quan sát thay đổi màu, kích thước hạt

mà ta phân chia thành từng lớp đất

Theo QPXD 45 – 78 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị có đặc trưng cơ – lý của nó phải có hệ số biến động  đủ nhỏ Vì vậy ta phải loại trừ những mẫu có số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn nhất cho một đơn nguyên địa chất

Vì vậy thống kê địa chất là một việc làm hết sức quan trọng trong tính toán nền móng

1.2 Phân chia đơn nguyên địa chất

1.2.1 Hệ số biến động

Chúng ta dựa vào hệ số biến động  để phân chia đơn nguyên

Hệ số biến động có dạng như sau:





A

Trong đó giá trị trung bình của một đặc trưng:





1

n i i

A A

n

Và độ lệch toàn phương trung bình:





1

1

n i i

A A n

Với : Ai là giá trị riêng của đặc trưng từ một thí nghiệm riêng

n là số lượng trị riêng đưa vào tập hợp thống kê

1.2.2 Qui tắc loại trừ sai số

Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động    thì đạt còn ngược lại thì ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn

Trong đó   là hệ số biến động lớn nhất, tra bảng trong QPXD 45 – 78 tùy thuộc vào từng loại đặc trưng được trình bày trong bảng sau:

Đặc trưng của đất Hệ số biến động  

Giới hạn Atterberg 0.15

Chỉ tiêu sức chống cắt 0.30 Cường độ nén một trục 0.40

Kiểm tra thống kê, loại trừ số lớn Ai theo công thức sau:



 i  CM

A A

Trong đó ước lượng độ lệch:





1

CM i

i

A A n

Nếu n  25 thì ta lấy CM 

1.2.3 Các đặc trưng tiêu chuẩn

Trị số tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất (trừ c và  ) lấy bằng trung bình số học của các trị số riêng :

Atc = 1

n i i

A A

n





Trong đó : Ai là trị số riêng của chỉ tiêu cần xác định

n là số lượng trị số riêng đưa vào tập hợp thống kê

Trị số tiêu chuẩn c và  được xác định dựa vào phương pháp bình phương cực tiểu của mối quan hệ tuyến tính giữa ứng suất pháp i và ứng suất tiếp cực hạn I

của thí nghiệm cắt tương ứng :    tg c

Lực dính đơn vị tiêu chuẩn ctc và góc ma sát trong tiêu chuẩn tc

được xác định theo các công thức sau:

   

   2  

tc

i i i i i

i i i i

c

  

tc

i i i i

i i i

   2   2

1 1

n n

i i

i i

n

1.2.4 Các đặc trưng tính toán

Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn và ổn định của nền chịu tải, một số công thức tính toán ổn định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính toán

Trong QPXD 45 – 78, các đặc trưng tính toán của đất được xác định theo các công thức sau:

Với các chỉ tiêu khác với c và  :

Att=

tc

d

A k

Trong đó : Atc

là giá trị đặc trưng đang xét

kd là hệ số an toàn về đất ( lấy kd = 1)

Đối với lực dính (c), góc ma sát trong (), trọng lượng riêng () và cường độ

chịu nén một trục tức thời có hệ số an toàn đất được xác định như sau:





1 1

d

k

Trong đó  là chỉ số độ chính xác được xác định như sau:

Với dung trọng riêng :

 = t.

n

Trong đó  là độ lệch toàn phương trung bình của tập hợp:

1

1 1

n

i i

n





  Giá trị tính toán:

tt

= tc

(1) =tc

(1 t.

n )

Trong đó: t là hệ số phụ thuộc xác xuất tin cậy  đã chọn và phụ thuộc vào số bậc

tự do của tập hợp thống kê (n-1)

 = 0.95 khi tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I

 = 0.85 khi tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II

Với lực dính c và góc ma sát trong :

 = t 

 là giá trị độ lệch toàn phương trung bình được xác định sau :

2

1

1 n

c i

i







tg

n



 



2 1

2

tc tc

i tg c i

n

  Giá trị tính toán xác định theo công thức:

Att=Atc(1 ) Tuỳ theo trường hợp thiết kế cụ thể mà ta lấy dấu (+) hoặc dấu (-) để đảm bảo

an toàn hơn

2 TÓM TẮT ĐỊA CHẤT

Mô tả và phân loại các lớp đất tóm tắt như sau :

- Lớp 1a: Đất san lấp: Sét lẫn xà bần

Phân bố từ mặt đất trở xuống đến 0,5m(1,0m), dày trung bình: 0,83m

- Lớp 1: Sét pha, lẫn sỏi sạn laterit, nửa cứng – cứng

Phân bố ở độ sâu từ 0,5m(1,0m) đến 3,0m(4,2m), dày trung bình: 2,47m

- Lớp 2: Sét pha, dẻo cứng – nửa cứng

Phân bố ở độ sâu từ 3,0m(4,2m) đến 7,0m(12,5m), dày trung bình: 6,45m

- Lớp 3: Cát pha lẫn sạn sỏi thạch anh, chặt vừa, bão hòa nước

Phân bố ở độ sâu từ 7,0m(12,5m) đến 37,0m(39,5m), dày trung bình: 28,37m

Phân bố ở độ sâu từ 37,0m(39,5m) đến 49,0m(52,5m), dày trung bình: 12,63m

- Lớp 5: Sét pha, nửa cứng

Phân bố ở độ sâu từ 0,5m(1,0m) đến 3,0m(4,2m), dày trung bình: 2,47m

- Lớp 6: Cát hạt nhỏ - thô, chặt vừa – chặt, bảo hòa nước

Phân bố ở độ sâu từ 51,5m(55,0m) trở xuống

3 BẢNG TỔNG HỢP CHỈ TIÊU CƠ LÝ CÁC LỚP ĐẤT

tính toán

Trọng lượng

γw (kN/m3)

Lực dính

c (kN/m2)

Góc ma sát

φ (o

)

1 Sét pha lẫn sỏi

sạn laterit

2 Sét pha, dẻo cứng

- nửa cứng

TTGH I 19.9÷20.1 18.3÷26.9 13.6 ÷ 15.7 TTGH II 19.9÷20.1 19.9÷25.3 14.0÷15.3

3

Cát pha lẩn sỏi

sạn thach anh, chặt vừa, bão hòa

nước

TTGH I 20.1÷20.3 6.6÷8.9 25.5 ÷ 26.0 TTGH II 20.1÷20.3 7.0÷8.5 25.6 ÷ 26.0

4 Sét nửa cứng -

cứng

TTGH I 19.6÷20.0 35.7÷39.5 16.4 ÷ 17.3 TTGH II 19.7÷19.9 36.4÷38.8 16.5 ÷ 17.1

5 Sét pha, nửa cứng

TTGH I 19.8 26÷35.2 14.6 ÷ 16.8 TTGH II 19.8 27.8÷33.4 15.05÷ 16.4

6

Cát hạt nhỏ - thô,

chặt vừa - chặt,

bão hòa nước

TTGH I 19.5÷19.8 1.2÷3.7 28.3÷ 28.8 TTGH II 19.6÷19.7 1.7÷3.2 28.4 ÷ 28.7

4 MẶT CẮT ĐỊA CHẤT