TINH CHAT CO HOC CUA DA
Hang 5-2. Do ben ciia vai loai da
1.4. Xac dinh do ben cat tuc thoi
Co the thf nghiem cat mot tiet dien hoac 2 tiet dien cua m5u da (hinh 5-6a). Khi thf nghiem dong thoi cat ca 2 tiet dien, dung m&u da co hinh chir nhat ca 70x70x140 mm.
Ung uiat phap va ung suat tiep tai mat cdt dirge xac dinh theo cong tlurc:
N P i r, 2
a. = — ; x = — , kG/cm ;
F 2F (5-12)
trong do: N - tai trong thang dung, kG;
P - tai trong nam ngang, kG;
F - dien tfch mat cat, cm2.
Khi thf nghiem cat tai I tiet dien mo hinh thf nghiem nhu hinh 5-6b. Phan chinh cua may co 2 ngam hinh chir Z dugc dat vao dau nem, co goc vat 5°, 20°, 30° va 40°. Co the thf njhiem doi cac mau vai a = 20° - 70°, goc sai khac khoang 5°. Phai thf nghiem 3 m ill co goc giong nhau, mau co ca 70x70x 140mm. Tim ung suat phap va ung suat tiep tai mu pha hoai cfit theo cong thuc:
P P
a n = — (cos a + K m sin a ) va x = — (sin a - K m cos a ) , (5-13
F F
trongdo: a - goc nghieng dau nem (hinh 5-6);
K m - he so ma sat (khi co hoac khong co con lan).
Tim hanh cat mau voi goc a thay doi, ta tim dugc a; va i| ung vai goc nghieng a, cua mat vit dau nem. Lap do thi quan he x = f(a) tren he true toa do a - x. Lap dudng bao
irng suat bfuig cach noi cac diem ciia cac cap gia tri al va xl (hinh 5-7). Ung suat toan phan (<70) tac dung len mat trirat chmh la do dai vecta tmh tir goc toa do den diem (a^x,) tirong ling tren dirong bao irng suat, xac dinh theo cong thirc:
Hinh 5-6. So do thi nghiem cat a) Cat 2 mat; h) Cat mot mat
1 - kep gia tai; 2- ngam chu Z; 3- nem; a- goc nghieng
Hinh 5-7. Lap dirong hao irng suat circ han
a, = V a 2-x 2 = - y] 1 + K ; ,
r (5-14)
Cac goc: p,, P-,,.. .tao bdi true a va vecto 0 | tuong irng, dugc tmh theo cong thuc:
(5-15) tg p = £ = i i ^ = , g ( a - v ) .
X 1 + K mtga d day \\i = arctgKm.
Dc tim diem i tren dudng bao ung suat, tu goc toa do ve doan thang, co chieu dai tim dugc tu cong thuc (5-14), tao vdi true hoanh mot goc p, = (a - i|/).
Bieu thuc sjI + va goc ij; d cong thuc (5-15) the hien sir anh hudng cua ma sat.
Cac con lan dat giua tam dem va bo ga cd tac dung lam he so ma sat giam di dang ke.
Luc ma sat trong trudng hop nay, tim theo cong thuc:
P K ' +K1
K mP = in m (5-16)
n d
trong do: n - sd lugng con lan;
d - dudng kinh con lan;
K 'm, K "m- he sd ma sat (giua tam dem va con lan, giua con lan va de nem).
Do tam dem, con lan va nem ddu lam bing thep nen K 'm = K "m = 0,5 —> K m = 1/nd.
Khi khong dung con lan lay K m = 0,15.
Tirang hap thi nghiem mau co 2 goc nghieng khac nhau: a, = 40°, a 2 = 60—> thi giai han io bdn chong cat:
he so ma sat f la:
t = P'P- sin(a - - a ! L , kG/cm--, (5-17)
Pi cos a, - p0 cosa0
f _ Pi sina, - p 2 sin a2 (5 1 S)
p, cosa, - Pt cosa0 tron: do: p, = Pj/Fj; p2 = P2/F2’
P|, P? - lire tac dung vao khoi mSu khi goc nghieng la a,, a-,, kG;
Fj, F 2 - dien tfch mat truot khi thf nghiem voi goc nghieng la cx,, a 2, cm2.
linh gia tri trung binh a n va x cua cac mfiu co cung goc nghieng a. Dung cac gia tri naylap bieu do va dudng bao cua ung suat chinh. Cac ket qua thf nghiem dong thdi cat 2 matco tac dung bo sung cho thf nghiem cftt bang may cfit 1 mat cd goc a thay ddi. Dac biet khi thf nghiem mau bang may cat 1 mat cd goc nghieng a < 30° thudng phai diing irngsuat phap a n rat ldn va cd the phat sinh khe nut cho mfiu trudc khi tao ra mat truot.
Mo khi mfui cd a n nhd nen dung may cat tao ra 1 mat truot; mau cd gm ldn tin su dung max cat dong thdi tao ra 2 mat truot. Hai loai may cfit nay cd tac dung bd sung cho nhau klii ap dudng cong bao ung suat chfnh.
L5. He so do chac cua da
Tong do ben cua da la toan bo sue (kha nang) chong lai luc tac dung tu ben ngoai.
Giatri cua tong do ben duoc bieu thi bang He sd do chac (f[t ch), 110 duoc dung lam chi sd ca ban danh gia cac loai da khi xay dung cong trinh ngam, khi khai dao, pha no,...
He o do chac bao ham nhieu dac trung: do ben nen, khoi luang da khoan pha trong don vi tidi gian, nang luong can thiet de nd min pha don vi the tfch da, do 011 dinh,...He sd do ihac cua da phu thuoc vao thanh phan khoang vat, kien true, cau tao, trang thai vat ly (doan, do rdng, he sd nut ne), muc do phong hoa, do ben,... Dua vao he sd fdch Proodiakonop chia dat da thanh 10 loai (bang 5-4). Cd nhidu phuong phap xac dinh he sd co chac cua da. Vf du, cd the xac dinh dua vao do ben nen don true, toe do khoan vao da,. Cac gia tri fdch cd su sai khac theo timg phuong phap va tfnh khong dong nhat cua da rong didu kien tu nhien. Do vay, can dung phuong phap phan tfch tuong quan nhieu ket jiia thf nghiem de tim ra he sd do chac cua da. Ket qua phan tfch tuong quan giua do bei nen don true, Protodiakonop lap ra cong thuc tfnh gan dung he sd do chac:
fô ic h = — • ( 5 ‘ 1 9 )
100 r - do ben nen don true, kG/cnr.
Hang 5-4. Phan loai da theo he so do chac cua vai loai da pho bien
Cap Mric do chac Ten da He so fd ch Goc ma sal, cp
I Cue chac Quaczit ran chac, bazan, gabro... cac da khac
chac khac thuong > 20 87° 10
11 Rat chac
Granit hat nho, focfia thach anh, diaba, phien silic,
Cat ket thach anh ran chac, da voi dac chac
15 86° 10
III Chac
Granit dac chiic, gnai, cat ket dac chiic, da voi, mach thach anh, cuoi ket riln chic,..
Quang Sc4t rdn chiic, da voi thudng, da hoa, do lom it
10 8
X4° 1X 82°30 IV Kha chac Cat ket hat to, quang sdt, granit nut ne it 6 80° 30
V Chile vira
Phien set ran chiic, cat ket hat tho, da voi hat to, cuoi ket yeu, cac da phien khong rtm chdc Acgilit dac chiic, macno
4 3
75°58 71 °35 VI Kha mdm Da voi, da phien mem, than da, cat ket nut ne 2 63°25
Truong hop da co a n > 2000kG/cm2, khi dung cong thirc (5-19) thi he so do chac len den 25 hoac 30. Tuy nhien, trong tfnh toan ky thuat thudng lay fdch = 20. Trudng hop da co CTn = 100 ~ 200kG/cnr, trong tfnh toan lay fdch = I ~ 2 nhung, trong tfnh toan ky thuat thi cong nen lay fdch = 3 - 5 la hop ly.
Ddi vdi do bdn nen cua mfui da phi ehuan, he so do chac tfnh theo cong thuc:
fd .c h = ™ ; (5-20)
Viec danh gia he so do chac cua da theo do ben nen don true co nhung han che: da trong dieu kien tu nhien co khe nut phat trien khong dfiu, hoac co the’ co ddi pha huy cue bo ma so lieu ket qua thf nghiem khong the phan anh day du. Nhung khiem klniyet nay vt sau duoc bo sung hoan thien nhd phan tfch tuong quan cac tai lieu quan trdc va kinh nghiem tfch luy duoc trong qua trinh thi cong va su dung cong trinh. Theo do L.l. Baron neu ra each tfnh chmh xac hon:
fd ch 300 v 30 ’ (5' 21>
crn - do b6n nen don true, kG/cm2.
Cac gia tri trong bang 5-4 co y nghia dinh hudng, can co su hieu chinh theo dieu kien dia chat cu the tai hien trudng.
Trong cong tac xay dung, do b&n ciia da con dirac danh gia bang do mai mon ciia chiing. Do mai mon cua da la sire chong mai mon khi da ma sat vai vat the cung nhu kim loai, hop kim cung... Kha nang chong mai mon dirac danh gia thong qua He so mai mdn tfnh theo cong thuc:
1.6. He so mai mon cua da
K. AV
(5-22) trong do: AV - luong mai mon khi ma sat tren dan vi chidu dai, cm3/m;
P - lire mai, kG.
Ngoai ra, kha nang chong mai mon con dirac bieu thi bang cong (kgm/cnv) can thiet de mai mon 1 cm3.
§2. D U O N G T R O N UN G S U A T G I( ) I HAN C U A DA
Sau day, ung dung ly thuyet Mohr khao sat trang thai ung suatt giai han cua khoi da.
Theo ly thuyet nay, sir pha hoai ciia da khong chi' do ung suat tiep xmax ma no con lien quan den irng suat nen cr. Dua vao gia tri ciia cac ung suat chmh tuang irng vai trang thai giai han do ben chong cat, ve cac duang tron ung suat. Cac dirang tron ung suat irng vai cac gia tri a,, a : va a 3, thoa man dieu kien can bang giai han. Dua vao dirang tron ung suat xac dinh goc lech lan nhat de giai quyet dieu kien can bang ciia khoi da tai diem dang xet. Neu tai mat truot Ung suat tiep va ung suat phap co quan he nhat dinh thi quan he nay co the bieu thi nhu sau:
M = f(on), (5-23)
tron; do: f(a n) - ham so xac dinh nha thf nghiem.
Khi i < f(a n), m5u da chua bi pha hoai. Viec giai phirang trinh nay de tim mat truot rat tho khan. De khde pluic diroc kho khan nay, dira vao dirong tron ung suat gioi han (voig tron irng suat Mohr) co true toa do la a n va xn, ve tren hinh 5-8. Phirong trinh vong tron ung suat nhu sau:
CT | -}~ (7 •") C5" j CT -)
CTn- -cos 2a
a, - a
sin 2a (5-24)
Finh phirang va cong 2 ve cua 2 phirong trinh tren dirge
a, +a1\-
a n~
Gi a 0
Trong he true toa do crn - xn, day la phuong trinh cua dudng tron cd ban kfnh la 0,5(a| - a-,) va cd tam nSm tren true a n, cach goc toa do mot khoang bang 0,5(0, — cr2).
Neu dudng tron nay tiep tuyen vdi dudng bao xn = f(on) thi khoi da d trang thai gidi han pha hoai. Tren hinh 5-8, true a tl bidu thi gia tri gidi han cua ung suat nen hoac keo cua mau da. Dudng OA bidu thi gidi han do bdn keo 1 true, dudng OB bieu thi gidi han do bdn nen 1 true. NghTa la khi nen don true va keo, tai mat ben tai trong bang khong, dudng tron di qua goc toa do. Vong tron ung suat 3 va 4 bieu thi ket qua thf nghiem nen 2 true. OD = cr2, ung suat phap nhd nhat, O E = a,, ung suat phap ldn nhat. 0 trang thai ung suat can bang, vong tron ban kfnh 0,5(0, + a 2) la vong tron ung suat can bang gidi han. Khi thay doi gia tri tuyet ddi cua a, va a-, cd the thanh lap duoc nhidu vong tron khac. Thanh thu, he cac vong tron ung suat gidi han se cd dudng bao tuong ung xn = f(crn).
Cach bieu thi thanh phan ung suat chinh la phuong trinh bieu thi tong hop tmh bdn cua vat lieu d trang thai ung suat do tac dung cua ngoai lire. Day la phuofng trinh duoc dung de xac dinh didu kien do bdn cua da trong nghien cuu ly thuyet, khi tmh toan hay khi thi nghiem mo hinh. Dudng bao ung suat gidi han cd nhieu dang nhu sau day.
Hinh 5-8. Dirang Iron itng suat giai han I - khi keo mot Iruc; 2- khi nen i true; 3, 4 - khi nen 3 true