Bài tập môn Cơ học đất nâng cao - Bài tập số 1 (Năm 2009) cung cấp đến bạn các bài tập về tính toán thời gian mẫu thoát nước với hai biên thấm và mẫu thoát nước ở một biên thấm; xác định hệ số cố kết thấm, hệ số giảm thể tích, hệ số thấm; Xác định hệ số cố kết;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Trang 1Bài tập số 1 Môn học: CƠ HỌC ĐẤT NÂNG CAO Giảng viên: TRẦN QUANG HỘ Ngày nộp: 9/12/2009 Bài 1
1) Hai mẫu đất cùng loại được đem làm thí nghiệm cố kết ở cùng một cấp tải Một mẫu đất thứ nhất có chiều dày 18mm Khi mẫu cố kết ở một cấp tải thì đạt được
độ cố kết là 25% sau thời gian 5 phút Một mẫu đất thứ hai có chiều dày gấp đôi thì bao lâu sau đạt được cùng độ cố kết nếu:
(i) Mẫu thoát nước với hai biên thấm
(ii) Mẫu thoát nước ở một biên thấm
2) Một mẫu đất được thí nghiệm cố kết có chiều dày trung bình trong giai đoạn cấp tải tăng từ 150 đến 290 kN/m2 Sau 12,5 phút mẫu đạt được cố kết 50% Nếu hệ
số rỗng ban đầu là 1,03 và hệ số rỗng sau cùng là 0,97, lần lượt xác định:
(i) Hệ số cố kết thấm cv theo cm2/ phút
(ii) Hệ số giảm thể tích mv theo m2/ kN
(iii) Hệ số thấm k theo cm/sec
3) Chứng minh:
c v
e 1
C 435 0 m
Bài 2
Một mẫu đất sét hình trụ có đường kính là 3,75 cm, chiều cao là 7,5 cm được bao bọc xung quanh bằng túi cao su, đặt thẳng đứng trong bình áp lực và được cố kết với áp lực trong bình là 0,2 kg/cm2 Đáy mẫu được nối với ống burette bằng một dây nilong mềm chứa đầy nước Khi áp lực bình tăng lên 1,4 kg/cm2 thì nước trong mẫu đất thoát ra và đọc được theo số liệu trên ống burette như sau:
Số đọc: 24,50 24,10 23,70 23,15 22,55 21,85
Số đọc: 21,00 20,35 19,80 19,50 19,20
Xác định hệ số cố kết cv của mẫu và hệ số giảm thể tích mv
Bài 3
Một nền đường cao 2,40m được xây dựng trên một nền sét đồng nhất bão hoà nước
có chiều dày 2H = 4m, bề rộng L > 20 m Bên dưới lớp sét là lớp sỏi pha cát được xem mhư không chịu nén Mực nước ngầm nằm ở mặt đất Trọng lượng đơn vị của nền đường là 21 kN/m3
Trang 2Lấy một mẫu đất sét ở độ sâu 2m bên dưới nền đường và tiến hành thí nghiệm cố kết kết quả cho trong bảng 1 & 2 Chiều dày ban đầu của mẫu là 2h0 = 24 mm Độ ẩm ban đầu là
w = 69% và tỉ trọng hạt là 2,7
a) Vẽ đường cong nén lún ( e- log’ ) và đường cong cố kết ( e – logt ) Xác định gần đúng giá trị áp lực tiền cố kết p, chỉ số nén Cc và hệ số cố kết cv b) Độ lún cố kết sơ cấp của nền đường là bao nhiêu?
c) Xác định chiều dày tổng cọng của nền đường và phụ tải ( cùng vật liệu với nền đường ) để đạt được độ lún trên sau thời gian là 4 tháng ( chưa kể đến
độ lún từ biến và bù lún )
Bảng1 Cố kết sau 24 giờ Bảng 2 Cố kết từ 40 đến 80 kPa
Ứng suất (kPa) Hệ số rỗng Thời gian ( phút ) Hệ số rỗng
5
10
20
40
80
160
320
1,82 1,81 1,80 1,74 1,40 0,80 0,16
0,1 0,2 0,3 0,5 1,0 2,5
5
10
20
50
100
200
500
1400
1,700 1,690 1,683 1,675 1,650 1,600 1,550 1,504 1,451 1,432 1,421 1,418 1,409 1,400
Bài 4
Một mẫu đất sét ở độ sâu 4m được đem làm th1 nghiệm oedometer Kết quả thí nghiệm cho trong bảng
Khi kết thúc thí nghiệm trọng lượng ẩm của mẫu là 0,8738 N và trọng lượng khô của mẫu
là 0,7399N Tỉ trọng hạt của mẫu là 2,65
a) Hệ số rỗng sau khi thí nghiệm
b) Lập mối quan hệ giữa hệ số rỗng theo chiều cao của mẫu
c) Vẽ đường cong nén lún e - log’
Trang 3d) Mực nước ngầm ở mặt đất thì mẫu đất có tỉ số quá cố kết OCR là bao nhiêu?
100
200
400
800
1600
400
100
11,9 11,85 11,63 11,05 10,40 10,54 10,76
Bài 5
Nửa trên của hình bên dưới là mặt cắt của một thân đập có chiều cao là H Giã thiết trong quá trình thi công đập không xảy ra hiện tượng cố kết Ngay sau khi thi công đập xong áp lực dư lổ rỗng ban đầu thay đổi theo qui luật ui = pz/H trong đó p = H với là khối lượng riêng của vật liệu thân đập Sau đó thân đập cố kết thấm một phương Chứng tỏ rằng độ cố kết trung bình của thân đập sẽ như sau:
,
2 , 1 , 0
1 2 3 3
2 2
1 2
1 32
1
N
T N N
a
v
e N
H
H
Z
pZ/H
Không thấm Mặt thoát nước tự do