BÀI TẬP CHƯƠNG 7 – TÍNH NÉN LÚN QUÁ TRÌNH CỐ KẾT 1. Hãy tính độ lún tức thời dưới một móng đơn có đường kính 1.37 m đặt vào lớp sét không bão hòa. Cột mang tải trọng 200 kN. Cho mô đun đàn hồi Es = 10000 kPa và hệ số Poisson là = 0.25. Giả sử móng là cứng (rigid). 2. Tương tự bài 1, kích thước móng 1.5m×3 m, tải trọng là 150 kN, Es = 7000 kNm2, = 0.25, móng mềm. 3. Cho kết quả thí nghiệm nén cố kết như trong bảng dưới đây. Ứng suất có hiệu (tonft2) Chiều cao mẫu sau khi cố kết (cm) 0 0.5 1 2 4 8 16 32 2.540 2.488 2.465 2.431 2.389 2.324 2.225 2.115 Khối lượng mẫu đất khô là 128 g, chiều cao mẫu ban đầu là 2.54 cm, tỉ trọng là Gs = 2.75, diện tích bề mặt mẫu là 30.68cm2. a. Hãy vẽ đường cong cố kết e vs. log’ xác định ứng suất tiền cố kết. b. Cho biết mẫu đất được lấy ở độ sâu 4 m tại vị trí có các lớp đất như trong hình vẽ. Hãy cho biết mẫu đất có bị quá cố kết không? 4. Cho một mặt cắt như hình dưới đây. Nếu đặt một tải trọng đồng nhất, phân bố trên diện rộng lên bề mặt đất = 100 kNm2, độ lún cố kết của lớp sét là bao nhiêu, nếu: a. Lớp sét cố kết bình thường b. Ứng suất tiền cố kết là ’p = 190 kNm2 c. ’p = 170 kNm2 Cho biết Cs = Cc6; Cc được ước tính theo giới hạn chảy theo công thức Cc = 0.009(wL – 10) 5. Thí nghiệm cố kết trong phòng trên mẫu sét nguyên dạng cho kết quả như sau: e1 = 1.1 ’1 = 100 kNm2 e2 = 0.9 ’2 = 500 kNm2 Cho ứng suất tiền cố kết ’p < 100 kNm2. Hãy xác định hệ số rỗng của đất ứng với ứng suất hữu hiệu là 600 kNm2. 6. Cho kết quả thí nghiệm nén cố kết như sau: e ’ (kNm2) 1.21 1.195 1.15 1.06 0.96 0.928 25 50 100 200 400 500 a. Hãy vẽ đường cong cố kết e vs. log’ b. Sử dụng phương pháp của Casagrande, hãy xác định ứng suất tiền cố kết c. Hãy tính chỉ số nén Cc 7. Thời gian cần thiết để một mẫu đất sét dày 25 mm (thoát nước ở trên và dưới mẫu) cố kết 50% trong phòng thí nghiệm là 2 phút 20 giây. Hãy xác định thời gian cần thiết để một lớp sét tương tự có chiều dày 3 m ngoài hiện trường cố kết 50% dưới cùng độ tăng áp lực. Cho biết dưới đáy lớp sét này là đá không thấm. (ĐS: 93,3 ngày) 8. Cho dữ kiện tương tự bài 1. Hãy xác định thời gian cần thiết để lớp sét này ngoài hiện trường cố kết 30% (33,6 ngày). (ĐS: 0,00294 cm2s) 9. Một lớp sét bão hòa nước có thể thoát nước trên và dưới lớp có chiều dày 3 m. Dưới tác dụng của một tải trọng ngoài, lớp sét sẽ cố kết 90% sau 75 ngày. Hãy tìm hệ số cố kết của đất này đối với cùng tải trọng ngoài. (ĐS: 9.28 m2năm) 10. Một mẫu đất sét cố kết bình thường trong phòng thí nghiệm có thể thoát nước trên và dưới mẫu. Cho ’0 = 3000 lbft2 e = e0 = 1.1 ’0 + ’ = 6000 lbft2 e = 0.9 Bề dày mẫu sét: 1 in. Thời gian để mẫu cố kết 50%: 2 phút a. Hãy xác định độ dẫn thủy lực (ftmin) của lớp sét đối với khoảng tải trọng ngoài như trên (ĐS: k=3,55107 ftmin) b. Mất bao lâu để một lớp sét tương tự dày 6 ft ở hiện trường (thoát nước một phía) cố kết 60%. (ĐS: 41,8 ngày) 11. Cho mặt cắt như hình vẽ. a. Tại điểm A và B: tính áp lực nước lỗ rỗng tổng cộng và thặng dư sau 10 năm kể từ khi hoàn thành việc đắp đất. (ĐS: uA = 99.2 kPa, ueA = 29.6 kPa; uB = 66.5 kPa, ueB = 21.4 kPa) b. Khi nào thì áp lực nước lỗ rỗng thặng dư tại A bằng 10 kPa? (ĐS: 19.8 yr) 12. Độ lún cố kết của một lớp đất sét yếu ở địa điểm 1 là 9 inch sau 6 năm kể từ khi gia tải. Độ lún cố kết tổng cộng khi kết thúc quá trình cố kết là 11 inch. Trên và dưới lớp sét là lớp sạn sỏi. Địa điểm 2 cũng có cùng lớp sét như địa điểm 1 nhưng trên lớp sét là lớp cát pha bụi, dưới lớp sét là sét rất cứng. Nếu áp lực tiền cố kết và tải trọng ngoài tác dụng lên lớp sét yếu ở 2 địa điểm là như nhau, độ lún cố kết ở địa điểm 2 sau 6 năm kể từ khi gia tải là bao nhiêu? (ĐS: 5.13 inches) đáp số là 4.85 inches tại sao?
Trang 1Cát thô
Sét sat = 1.64 T/m3
0 m -1 m -2 m
-10 m
= 1.55 g/cm3 sat = 1.75 g/cm3
BÀI TẬP CHƯƠNG 7 – TÍNH NÉN LÚN & QUÁ TRÌNH CỐ
KẾT
1 Hãy tính độ lún tức thời dưới một móng đơn có đường kính 1.37 m đặt vào lớp sét không bão hòa Cột mang tải trọng 200 kN Cho mô đun đàn hồi Es =
10000 kPa và hệ số Poisson là = 0.25 Giả sử móng là cứng (rigid)
2 Tương tự bài 1, kích thước móng 1.5m×3 m, tải trọng là 150 kN, Es = 7000 kN/
m2, = 0.25, móng mềm
3 Cho kết quả thí nghiệm nén cố kết như trong bảng dưới đây
Ứng suất có
hiệu
(ton/ft 2 )
Chiều cao mẫu sau khi cố kết (cm) 0
0.5
1
2
4
8
16
32
2.540 2.488 2.465 2.431 2.389 2.324 2.225 2.115 Khối lượng mẫu đất khô là 128 g, chiều cao mẫu ban đầu là 2.54 cm, tỉ trọng là
Gs = 2.75, diện tích bề mặt mẫu là 30.68cm2
a Hãy vẽ đường cong cố kết e vs log’ & xác định ứng suất tiền cố kết
b Cho biết mẫu đất được lấy ở độ sâu 4 m tại vị trí có các lớp đất như trong hình vẽ
Hãy cho biết mẫu đất có bị quá cố kết không?
0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70
Ứng suất có hiệu ' (log scale)
Trang 24 Cho một mặt cắt như hình dưới đây Nếu đặt một tải trọng đồng nhất, phân bố trên diện rộng lên bề mặt đất = 100 kN/m2, độ lún cố kết của lớp sét là bao nhiêu, nếu:
a Lớp sét cố kết bình thường b Ứng suất tiền cố kết là ’p = 190 kN/m2
c ’p = 170 kN/m2
Cho biết Cs = Cc/6; Cc được ước tính theo giới hạn chảy theo công thức Cc = 0.009(wL – 10)
5 Thí nghiệm cố kết trong phòng trên mẫu sét nguyên dạng cho kết quả như sau:
e1 = 1.1 ’1 = 100 kN/m2
e2 = 0.9 ’2 = 500 kN/m2
Cho ứng suất tiền cố kết ’p < 100 kN/m2 Hãy xác định hệ số rỗng của đất ứng với ứng suất hữu hiệu là 600 kN/m2
0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.15
Ứng suất có hiệu ' (log scale)
Trang 36 Cho kết quả thí nghiệm nén cố kết như sau:
e ’ (kN/m2) 1.21
1.195 1.15 1.06 0.96 0.928
25 50 100 200 400 500
a Hãy vẽ đường cong cố kết e vs log’
b Sử dụng phương pháp của Casagrande, hãy xác định ứng suất tiền cố kết
c Hãy tính chỉ số nén Cc
0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25
Ứng suất có hiệu ' (log scale)
7 Thời gian cần thiết để một mẫu đất sét dày 25 mm (thoát nước ở trên và dưới mẫu) cố kết 50% trong phòng thí nghiệm là 2 phút 20 giây Hãy xác định thời gian cần thiết để một lớp sét tương tự có chiều dày 3 m ngoài hiện trường cố kết 50% dưới cùng độ tăng áp lực Cho biết dưới đáy lớp sét này là đá không thấm. (ĐS: 93,3 ngày)
8 Cho dữ kiện tương tự bài 1 Hãy xác định thời gian cần thiết để lớp sét này
ngoài hiện trường cố kết 30% (33,6 ngày) (ĐS: 0,00294 cm 2 /s)
9 Một lớp sét bão hòa nước có thể thoát nước trên và dưới lớp có chiều dày 3 m Dưới tác dụng của một tải trọng ngoài, lớp sét sẽ cố kết 90% sau 75 ngày Hãy
tìm hệ số cố kết của đất này đối với cùng tải trọng ngoài (ĐS: 9.28 m 2 /năm)
10 Một mẫu đất sét cố kết bình thường trong phòng thí nghiệm có thể thoát nước trên và dưới mẫu Cho ’0 = 3000 lb/ft2 e = e0 = 1.1
’0 + ’ = 6000 lb/ft2 e = 0.9
Trang 4a Hãy xác định độ dẫn thủy lực (ft/min) của lớp sét đối với khoảng tải trọng
ngoài như trên (ĐS: k=3,5510 -7 ft/min)
b Mất bao lâu để một lớp sét tương tự dày 6 ft ở hiện trường (thoát nước một
phía) cố kết 60% (ĐS: 41,8 ngày)
11 Cho mặt cắt như hình vẽ
a Tại điểm A và B: tính áp lực nước lỗ rỗng tổng cộng và thặng dư sau 10
năm kể từ khi hoàn thành việc đắp đất (ĐS: u A = 99.2 kPa, u eA = 29.6 kPa; u B = 66.5 kPa, u eB = 21.4 kPa)
b Khi nào thì áp lực nước lỗ rỗng thặng dư tại A bằng 10 kPa? (ĐS: 19.8 yr)
12 Độ lún cố kết của một lớp đất sét yếu ở địa điểm 1 là 9 inch sau 6 năm kể từ khi gia tải Độ lún cố kết tổng cộng khi kết thúc quá trình cố kết là 11 inch Trên và dưới lớp sét là lớp sạn sỏi Địa điểm 2 cũng có cùng lớp sét như địa điểm 1 nhưng trên lớp sét là lớp cát pha bụi, dưới lớp sét là sét rất cứng Nếu
áp lực tiền cố kết và tải trọng ngoài tác dụng lên lớp sét yếu ở 2 địa điểm là như nhau, độ lún cố kết ở địa điểm 2 sau 6 năm kể từ khi gia tải là bao nhiêu?
(ĐS: 5.13 inches) đáp số là 4.85 inches tại sao?