BÀI THÍ NGHIỆM nén 1 TRỤC, 3 TRỤC và TÍNH ổn ĐỊNH

BÀI THÍ NGHIỆM, NÉN 1 TRỤC, 3 TRỤC, VÀ TÍNH ỔN ĐỊNH

BÀI THÍ NGHI M NÉN 1 TR C, 3 TR C VÀ TÍNH N Đ NH ỆM NÉN 1 TRỤC, 3 TRỤC VÀ TÍNH ỔN ĐỊNH ỤC, 3 TRỤC VÀ TÍNH ỔN ĐỊNH ỤC, 3 TRỤC VÀ TÍNH ỔN ĐỊNH ỔN ĐỊNH ỊNH

BÀI S 2.1 Ố 2.1 :

Xác đ nh môđun đàn h i 1 tr c c a đ t n n t i các c p áp l c 1;2;3;4 (kg/cmồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ủa đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ực 1;2;3;4 (kg/cm 2) theo s li u sau:ố liệu sau: ệu sau:

D a vào s li u ta có cácực 1;2;3;4 (kg/cm ố liệu sau: ệu sau: bi u đ :ểu đồ: ồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm

Đ ường cong quan hệ e-p của lớp đất nền ng cong quan h e-p c a l p đ t n n ệ e-p của lớp đất nền ủa lớp đất nền ớp đất nền ất nền ền

p

(kg/

0

0.786 093

0.736 791 2

0.693 147

0.708 488 3

1.098 612

0.690 228 4

1.386 294

0.680 185

Đ ường cong quan hệ e-p của lớp đất nền ng xu h ướp đất nền ng (tuy n tính) quan h e-ln(p) ến tính) quan hệ e-ln(p) ệ e-p của lớp đất nền

Dưại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm vào đường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng xu hướng (tuyến tính) ta có:ng (tuy n tính) ta có:ến tính) ta có:

e = e1 - .ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736ln(p) = -0,041.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736ln(p) + 0,736









M t khác: e = eặc : 1 - .ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736ln(p)  de = p dp





Ta có:

* Bi n d ng: ến tính) quan hệ e-ln(p) ạng:

 =

o

(1 e ) (1 e)

o

de

e



dp

e p





* Môđun đàn h i 1 tr c: ồi 1 trục: ục:

Eoed =

dp

0





* Môđun đàn h i đ t n n: ồi 1 trục: ất nền ền

E = Eoed.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736

1





B ng: K t qu tính toán môđun đàn h i c a đ t n n ảng: Kết quả tính toán môđun đàn hồi của đất nền ến tính) quan hệ e-ln(p) ảng: Kết quả tính toán môđun đàn hồi của đất nền ồi 1 trục: ủa lớp đất nền ất nền ền

t thí nghi m nén 1 tr c ừ thí nghiệm nén 1 trục ệ e-p của lớp đất nền ục:

(kg/

43.56324

32.36126 7

87.12648

64.72253 4

130.6897

97.08380 1

174.2529

129.4450 7

BÀI S 8.1 Ố 2.1 :

L p mô hình tính toán h đào sâu b ng ph n m m Plaxis v i d li u sau:ố liệu sau: ằng phần mềm Plaxis với dữ liệu sau: ần mềm Plaxis với dữ liệu sau: ền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ớng (tuyến tính) ta có: ữ liệu sau: ệu sau:

* Đ t n n ất nền ền : =18 kN/m3 ; E=104 kN/m2 ; =0,3 ; c=15 ; =30o ;

h s ti p xúc gi a đ t n n v i tệu sau: ố liệu sau: ến tính) ta có: ữ liệu sau: ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ớng (tuyến tính) ta có: ường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng bê tông : l y Rất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm inter = 0,9.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736

* H đào: ố đào: r ng 26 m ; sâu 5 mộng 26 m ; sâu 5 m

* T ường cong quan hệ e-p của lớp đất nền ng ch n: ắn: Cao 10 m ; Dày d=0,6 m ; Bê tông B25 ; =0,2

 E = 3.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736107 kN/m2 ;  = 25 kN/m3

Xét 1m tường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng:

 EA = 3.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736107.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,7361.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,7360,6 = 1,8.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736107 (kN/1m)

EI = 3.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,73610

7.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736

3 1.0,6

12 = 5,4.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736105 (kN.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736m2/1m)

w = (t ường xu hướng (tuyến tính) ta có: ng - đ t ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ).ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736d = (25-18).ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,7360,6 = 4,2 (kN/m/1m)

* Thanh ch ng : ố đào: Thép hình H400

E = 21.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736107 (kN/m2)

A = 2.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,7360,4.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,7360,02 + 0,016.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,7360,36 = 0,02176 (m2)

 EA = 456960 (kN)

Kho ng cách ch ng : Lảng cách chống : L ố liệu sau: spacing = 4 m

Chi u dài tền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ương đương: Lng đương đương: Lng: Le = 26/2 =13 m

Đ sâu thanh ch ng : 2 mộng 26 m ; sâu 5 m ố liệu sau:

0,02m

0,02m 0,016m

0,4m

* Mô hình tính toán:

* K t qu : ến tính) quan hệ e-ln(p) ảng: Kết quả tính toán môđun đàn hồi của đất nền

Chuy n v T ng th c a H (156,84.10-3 m) ển vị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ển vị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ủa Hệ (156,84.10-3 m) ệ (156,84.10-3 m)

Chuy n v T ng c a T ển vị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ủa Hệ (156,84.10-3 m) ường (66,98.10-3 m) ng (66,98.10-3 m) Chuy n v Ngang c a T ển vị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ủa Hệ (156,84.10-3 m) ường (66,98.10-3 m) ng (-19,35.10-3 m)

Bi u đ Moment (-37,13 kN.m/1m) Bi u đ Bao Moment (-37,2 kN.m/1m) ển vị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ển vị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m)

Bi u đ L c c t (43,91 kN/1m) Bi u đ Bao L c c t (44,05 kN/1m) ển vị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ển vị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m)

Bi u đ L c d c (-66,45 kN/1m) Bi u đ Bao L c d c (-66,45 ển vị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) ển vị Tổng thể của Hệ (156,84.10-3 m) kN/1m)

Đ ường (66,98.10-3 m) ng cong ng su t – Bi n d ng c a đ Ứng suất – Biến dạng của đường Lý thuyết và đường Thí ất – Biến dạng của đường Lý thuyết và đường Thí ến dạng của đường Lý thuyết và đường Thí ạng của đường Lý thuyết và đường Thí ủa Hệ (156,84.10-3 m) ường (66,98.10-3 m) ng Lý thuy t và đ ến dạng của đường Lý thuyết và đường Thí ường (66,98.10-3 m) ng Thí

nghi m: ệ (156,84.10-3 m)

BÀI S 2.2 Ố 2.1 :

Cho b ng s li u t k t qu thí nghi m nén 3 tr c.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736ảng cách chống : L ố liệu sau: ệu sau: ừ kết quả thí nghiệm nén 3 trục ến tính) ta có: ảng cách chống : L ệu sau: ục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm

Xác đ nh các đ c tr ng c a đ t n n :ặc : ư ủa đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm

a) Góc ma sát trong  ; l c dính ực 1;2;3;4 (kg/cm C.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736

b) S môđun gia t i ố liệu sau: ảng cách chống : L KL ; s mũ môđun ố liệu sau: n.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736

c) Vẽ đường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng cong ng su t-Bi n d ng c a ĐỨng suất-Biến dạng của Đường lý thuyết và Đường thí ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ến tính) ta có: ại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ủa đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng lý thuy t và Đến tính) ta có: ường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng thí

nghi m theo 3 Thí nghi m.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736ệu sau: ệu sau:

Bài làm:

T s li u Thí nghi m ta có: ừ số liệu Thí nghiệm ta có: ố liệu Thí nghiệm ta có: ệ (156,84.10-3 m) ệ (156,84.10-3 m)

a) Xác đ nh các h s C và ịnh các hệ số C và ệ e-p của lớp đất nền ố đào: .

Ta có phương đương: Lng trình suy ra t vòng tròn Mohr-Colombừ kết quả thí nghiệm nén 3 trục :

Đ t: ặc :

 ,



Ta được đường thẳng : s= t.sinc đường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng th ng : s= t.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736sinẳng : s= t.sin  +C.cosC.cos

T các thí nghi m ta có:ừ kết quả thí nghiệm nén 3 trục ệu sau:

gi a s và t:ữ liệu sau:

5.5 6 6.5 7 7.5 8 0

1 2 3 4 5

f(x) = 0.48 x + 0.38

s

t

Qua bi u đ trên, ta xác đ nh đểu đồ: ồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ược đường thẳng : s= t.sinc các tham s C và ố liệu sau: :

sin = 0,479915  = 0,5 (rad) = 28,648o

0,381756

b) Xác đ nh các h s KL và n ịnh các hệ số C và ệ e-p của lớp đất nền ố đào:

Mô hình Duncan-Chang (1970) cho th y đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng cong quan h gi a ng su t và ệu sau: ữ liệu sau: ứng suất và ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm

bi n d ng có d ng hypecbon.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736 ến tính) ta có: ại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm

Quan h hypecbon gi a ng su t ti p ( 1- 3) và bi n d ng d c tr c (ệu sau: ữ liệu sau: ứng suất và ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ến tính) ta có: σ1-σ3) và biến dạng dọc trục ( σ1-σ3) và biến dạng dọc trục ( ến tính) ta có: ại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ọc trục ( ục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm 1) được đường thẳng : s= t.sinc

vi t theo công th c :ến tính) ta có: ứng suất và

1

1

a b





Trong đó a và b liên h v i môđun đàn h i ban đ u và ng su t ti p, tính ệu sau: ớng (tuyến tính) ta có: ồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ần mềm Plaxis với dữ liệu sau: ứng suất và ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ến tính) ta có:

1

i

E a



1

b

M t khác: ặt khác:

Mô đun đàn h i ti p tuy n ban đ u ph thu c vào áp l c bu ng ồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ến tính) ta có: ến tính) ta có: ần mềm Plaxis với dữ liệu sau: ục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ộng 26 m ; sâu 5 m ực 1;2;3;4 (kg/cm ồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm σ3 trong thí nghiệu sau:m nén 3 tr c và đục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ược đường thẳng : s= t.sinc tính nh sau:ư

3

n

a

p



Trong đó: KL : S môđun gia t i.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736ố liệu sau: ảng cách chống : L

n : S mũ môđun.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736ố liệu sau:

pa : Áp su t khí quy n; pa = 101,4 (KPa) = 1,014 (kg/cm2).ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ểu đồ:

T phừ kết quả thí nghiệm nén 3 trục ương đương: Lng trình (1) suy ra:

1

1

a b





T đó ta xác đ nh đừ kết quả thí nghiệm nén 3 trục ược đường thẳng : s= t.sinc đ th c a phồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ủa đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ương đương: Lng trình (2) qua t ng thí nghi m (l yừ kết quả thí nghiệm nén 3 trục ệu sau: ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm giá tr đ vẽ ng v i giá tr ng su t trong kho ng 70%-95% giá tr phá ểu đồ: ứng suất và ớng (tuyến tính) ta có: ứng suất và ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ảng cách chống : L

ho i):ại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm

Bi u đ Thí Nghi m 1ểu đồ: ồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ệu sau:

Bi u đ Thí Nghi m 2ểu đồ: ồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ệu sau:

Bi u đ Thí Nghi m 3ểu đồ: ồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ệu sau:

T 3 bi u đ trên ta đ ừ thí nghiệm nén 1 trục ểu đồ trên ta được kết quả sau: ồi 1 trục: ược kết quả sau: c k t qu sau: ến tính) quan hệ e-ln(p) ảng: Kết quả tính toán môđun đàn hồi của đất nền

b

54

0,1541135284 06

2285,37185 1

6,488723023

82

0,1345873294 94

2773,21828 3

7,430119936

13

0,1194526652 83

3269,03027 6

8,371516848

* Tính H s phá ho i theo công th c :ệu sau: ố liệu sau: ại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ứng suất và

f

ult







( 1- 3)σ1-σ3) và biến dạng dọc trục ( σ1-σ3) và biến dạng dọc trục ( f ( 1- 3)σ1-σ3) và biến dạng dọc trục ( σ1-σ3) và biến dạng dọc trục ( ult Rf

5

6,48872302 3

0,96572588 5

6

0,96759475 7

3

8,37151684 8

0,96898219 8

 H s phá ho i trung bình: ệu sau: ố liệu sau: ại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm R f = 0.96743428

T : ừ kết quả thí nghiệm nén 3 trục

3

n

a

p



3

n i

L

E K





3

lg i lg( ) n.lg

L

E

K



V i pớng (tuyến tính) ta có: a = 1,014 (kg/cm 2) ta được đường thẳng : s= t.sinc:

σ1-σ3) và biến dạng dọc trục (3

1

0,40893539 3

3,35291891 9

3

0,48532373 9

3,4369461

6

0,55026454 6

3,50838098 8

Ta vẽ được đường thẳng : s= t.sinc đ th quan h gi a ồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ệu sau: ữ liệu sau:

lg i a

E p

 

 

3

lg

a

p



 

 

 :

0.3 0.4 0.5 0.6 3.24

3.28

3.32

3.36

3.4

3.44

3.48

3.52

3.56

f(x) = 1.1 x + 2.9

lg(Ei/pa)

lg(σ3/pa)

Qua đ th trên, ta xác đ nh đồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ược đường thẳng : s= t.sinc các h s :ệu sau: ố liệu sau:

n = 1,1

c) Vẽ đ ường cong quan hệ e-p của lớp đất nền ng cong ng su t-Bi n d ng Ứng suất-Biến dạng ất nền ến tính) quan hệ e-ln(p) ạng: ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736

+ T s li u c a 3 thí nghi m ta vẽ đừ kết quả thí nghiệm nén 3 trục ố liệu sau: ệu sau: ủa đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ệu sau: ược đường thẳng : s= t.sinc 3 đường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng cong S-BD theo 3 thí ƯS-BD theo 3 thí nghi m.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736ệu sau:

+ T các h s a, b ng v i m i thí nghi m tìm đừ kết quả thí nghiệm nén 3 trục ệu sau: ố liệu sau: ứng suất và ớng (tuyến tính) ta có: ỗi thí nghiệm tìm được ở trên Ta tính lại được ệu sau: ược đường thẳng : s= t.sin ở trên Ta tính lại được c trên.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736 Ta tính l i đại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ược đường thẳng : s= t.sinc

ng su t (

ứng suất và ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm σ1-σ3) và biến dạng dọc trục (1-σ1-σ3) và biến dạng dọc trục (3) lý thuy t ng v i m i thí nghi m theo công th c:ến tính) ta có: ứng suất và ớng (tuyến tính) ta có: ỗi thí nghiệm tìm được ở trên Ta tính lại được ệu sau: ứng suất và

1

1

a b





 Sau đó vẽ được đường thẳng : s= t.sinc 3 đường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng cong S-BD theo lý thuy t.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736ƯS-BD theo 3 thí ến tính) ta có:

K t qu thu đ ến tính) quan hệ e-ln(p) ảng: Kết quả tính toán môđun đàn hồi của đất nền ược kết quả sau: c nh sau: ư

BÀI 3.1 :

Xác đ nh chi u sâu chôn tền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng Hp cho tường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng ch n đ t v i s li u sau:ắn đất với số liệu sau: ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ớng (tuyến tính) ta có: ố liệu sau: ệu sau:

Chi u dày tền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng : h= 0,6 m = 600 mm

B r ng tền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ộng 26 m ; sâu 5 m ường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng : b= 1 m = 1000 mm

Bê tông C p đ b n : B25ất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ộng 26 m ; sâu 5 m ền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm

Chi u dày l p bê tông b o v : cền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ớng (tuyến tính) ta có: ảng cách chống : L ệu sau: bv = 0,1 m = 100 mm

C t thép nhóm AII, g m 7ố liệu sau: ồi 1 trục của đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm 20,a150 trên 1m chi u r ng tền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ộng 26 m ; sâu 5 m ường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng, b trí đ u 2 phía.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736ố liệu sau: ền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm

Bài làm:

*B ướp đất nền c 1: Tính Ms theo kh năng ch u l c c a d m:ảng cách chống : L ực 1;2;3;4 (kg/cm ủa đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ần mềm Plaxis với dữ liệu sau:

Xét 1m dài tường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng ta có:

M t c t ti t di n th ng góc c a tặc : ắn đất với số liệu sau: ến tính) ta có: ệu sau: ẳng : s= t.sin ủa đất nền tại các cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm ường xu hướng (tuyến tính) ta có:ng ch n v i (bxh)=(1000x600) mm nh ắn đất với số liệu sau: ớng (tuyến tính) ta có: ư sau:

h=600

T Bê tông B25, Thép nhóm AII; tra b ng trong BTCT ta đừ kết quả thí nghiệm nén 3 trục ảng cách chống : L ược đường thẳng : s= t.sinc:

Rb = 14,5 MPa ; Rs = Rsc = 280 MPa ; R = 0,593 ; R = 0,417

Ta có :

a = a’ = cbv+/2 = 100+20/2 = 110 mm

ho = h-a = 600-110 = 490 mm