Bài giảng Cơ học đất - Chương 5

cơ học đất là bộ môn nghiên cứu các ứng xử của đất trước các tác động cơ học. Nội dung: Các tính chất vật lý của đất; Các tính chất cơ học của đất

CHƯƠNG 5: DỰ BÁO ĐỘ LÚN CỦA NỀN.

$1-Khái niệm chung:

Wz:chuyển vị đứng hiện tượng lún của nền.

+ Độ lún của nền khi kết thúc quá trình lún được

gọi là độ lún ổn định cuối cùng của nền- S 

S



Khái niệm

• Theo nghiên cứu: độ lún ổn định cuối cùng

Stt: độ lún tức thời

Stc: độ lún thứ cấp

Sck: độ lún cố kết,do sự giảm Vr gây ra.

+ Độ lún tại 1 thời điểm bất kỳ trong quá

trình lún được gọi là độ lún theo thời gian-St

Stc Stt

S

Dự báo độ lún ổn định cuối cùng

của nền:

I- Dự báo theo phương pháp(PP) áp dụng

mô hình lý thuyết đàn hồi:

II- Phương pháp cộng lún từng lớp:

III- Phương pháp lớp tương đương:

$2-Dự báo theo phương pháp(PP) áp dụng mô

hình lý thuyết đàn hồi:

1-Bài toán lún do 1 lực tập

trung thẳng đứng gây ra-Bài

toán cơ bản của Butxinet:

P

x y

z x

r

R y

o

P o

y x W khiz

R

o R

z Eo

o

P z

y x W

.

)

2 1

( )

, , ( 0

) 1

(

2 3

2

2

) 1

.(

) , , (

o

P S

.

)

2 1

b l

gl

p

b Eo

o S

/

.

2 1

p gl

p    '.

3-Mô hình LTĐH áp dụng cho nền

nhiều lớp:

a)-Lún của nền 1 lớp có chiều dày hữu hạn:

+ Coi nền là 1 lớp đất có chiều dày hữu hạn(h): + Công thức của Egorov:

l k

k gl

2

S hi

l i

k

b i

H b

l i

k

i

k i

k gl

p

b Eoi

o Si

/

;

/ 1

;

/ 1

; /

) 1

.(

.

p b

.

1

l i

k

b i

H b

l i

k

i

k i

k gl

p

b Eoi

o Si

/

;

/ 1

;

/ 1

; /

) 1

.(

.

2

1 

+Áp dụng công thức Egorov vào (1) có:

p gl

gl

z  .



  z gl

bt zi i

p1  

gl zi

bt zi i

gl zi



Sơ đồ tính lún theo PP cộng lún từng lớp.

+Đất dính: +Đất rời:

i

h i

e

i

e i

e

1 1

gl zi Eoi

bt zi i

p

bt zi i

1

0

Eo o

p b S

2

1   



hs

p Eo

So  

b A

b A

hs

/ )

(

A ).

 )

( A 

)

( A 

b A

hs  (  ).

b A

p o a S

hs p

o a hs

p Eo

S

).

.(

.

.

Bước 3: Tính lún

l/b;độ cứng móng(tra bảng)

Ứng dụng của PP lớp tương đương

p b

p h a

S   oi i . i / 2

Vì (1 = 2) a om =

n

s i

S = a om p.hs

(2)

$5-Dự báo độ lún theo thời gian St

• Căn cứ vào BT lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi:

có độ cố kết Ut=

• trong thực tế, thường gặp 2 dạng BT sau:

Bài toán 1: biết t , yêu cầu dự báo St=?

• Các bước tính:

B1 : Xác định Cv theo “TN nén cố kết” hoặc theo lý thuyết: B2 : Xác định

B3 : Xác định nhân tố thời gian Tv hay N:

h:chiều dài đường thấm

B4 : Xác định Ut:tra bảng(biểu đồ)quan hệ (N-Ut) hay Ut) khi đã biết N hay Tv( tùy thuộc sơ đồ cố kết).

B5 : Tính





S St/

n

a tb

e t

.

; 4 /

• Căn cứ vào BT lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi:

.

; 4 /

2 Tv Tv Cv t h

4 2

2

h Cv

N hayt

h Cv

Tv t

h

t Cv Tv

Tv N

B4: Xác định các nhân tố thời gian N hay Tv:

xác định từ quan hệ (N-Ut) hay (Tv-Ut) khi đã biết Ut( tùy sơ đồ cố kết).( Tr 86 SGK ) B5: Tính t :

h: chiều dài đường thấm.

Các sơ đồ cố kết

Sơ đồ 0

Sơ đồ 2

Sơ đồ 1

V   / 

Bảng giá trị N để tính lún theo thời gian.

Ut Trị số N ứng với sơ

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50

0.005 0.02 0.04 0.08 0.12 0.17 0.24 0.31 0.39 0.49

0.06 0.12 0.18 0.25 0.31 0.39 0.47 0.55 0.63 0.73

0.002 0.005 0.01 0.02 0.04 0.06 0.09 0.13 0.18 0.29

0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00

0.59 0.71 0.84 1.00 1.18 1.40 1.69 2.00 2.80

0.84 0.96 1.10 1.24 1.42 1.64 1.93 2.35 3.17

0.32 0.42 0.54 0.69 0.88 1.08 1.36 1.77 2.54

Với sơ đồ 0-1 : N 0-1 = N o + ( N 1 - N o ) J

Với sơ đồ 0-2 : N 0-2 = N 2 + ( N 0 - N 2 ) J'

1 0.84 0.69 0.56 0.46 0.36 0.27 0.19 0.12 0.06 0.00

1 1.5 2 3 4 5 6 7 8 9 12

1 0.83 0.71 0.55 0.45 0.39 0.30 0.25 0.20 0.17 0.13

B ng gi¸ trÞ J vµ J ảng gi¸ trÞ J vµ J’ ’

Tính thời gian lún cho nền 2 lớp

• Nếu 2 lớp đ ợc ngăn cách bởi 1 lớp hoàn toàn thoát

n ớc hoặc một lớp hoàn toàn không thoát n ớc thì tính riêng rồi cộng lại.

• Nếu 2 lớp kề nhau có các hằng số cố kết Cv1, Cv2

chiều dày h1,h2  Thay lớp 1 bằng lớp đất có Cv2, chiều dày h' sao cho tốc độ cố kết - tức là thừa số thời gian T1 của lớp 1 vẫn đ ợc giữ nguyên

 Nh vậy thay cho nền hai lớp ta sẽ tính tốc độ cố kết của một lớp đất có hằng số cố kết Cv2 và chiều dày (h2 + h )‘)

$6.Độ lún do những nguyên nhân bất th ờng:

• Còn có các nguyên nhân khác gây lún sụt nền nh :

Lún hang ngầm; do đất bị tr ợt; do chấn động

Do hạ thấp n ớc ngầm.

Do biến dạng h hỏng t ờng cừ, vách chắn

Do phân huỷ vật chất hữu cơ

(Tuy nhiên dự báo rất khó.)