CƠHỌCĐẤT cách phân loại và xác định trạng thái của đất rời dùng thành phần cấp phối hạt để phân loại đất rời phân loại đất rời

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HCM
KHOA XÂY DỰNG

CƠ HỌC ĐẤT
BÀI TIỂU LUẬN CUỐI KỲ
GIẢNG VIÊN : TÔ VĂN LẬN
SINH VIÊN : TRỊNH CAO HUY
MSSV: 19520100107
LỚP : XD 19

TP HCM 11/2021
1

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


CÂU 1
a. Cách phân loại và xác định trạng thái của đất rời?
- Dùng thành phần cấp phối hạt để phân loại đất rời
- Phân loại đất rời

b) Trình bày tóm tắt về các thơng số để xác định trạng thái của đất rời?

2

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


CÂU 2
A) TÍNH TỐN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN THEO LÝ THUYẾT
COULOMB

Tính tốn áp lực chủ động lớn nhất
Phương pháp giải tích
Hình (a) là sơ đồ tính áp lực đẩy và áp lực chủ động của đất theo lý luận
Coulomb. Trong đó ABC là khối trượt, BC là mặt trượt giả định. Các lực tác dụng
lên khối trượt gồm có:
W - trọng lượng khối trượt ABC;
R - phản lực trên mặt trượt BC làm với pháp tuyến của mặt này một góc φ;
E - lực đẩy của đất làm với pháp tuyến của lưng tường một góc δ;
φ - góc ma sát trong của đất đắp sau lưng tường;
δ - góc ma sát giữa lưng tường và đất đắp.
Phản lực R vả E đều nằm dưới pháp tuyến.
Điều kiện để khối trượt ABC cân bằng là đa giác lực phải khép kín. Từ đa giác lực
ta có:

3

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


+Trong đó γ, H, α, β, φ, δ đã biết cịn ε là góc nghiêng của mặt trượt giả định
để xét cân bằng khối trượt.
4

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


+Xác định Emax

��

��

=0

Điều kiện này cho phép xác định góc εgh của mặt trượt tương ứng với giá trị
cực đại Emax.

Trong đó:
Kcd - hệ số áp lực đất chủ động theo lý luận Coulomb;
H - chiều cao tường chắn;
γ - trọng lượng riêng của đất đắp;
φ - góc ma sát trong của đất đắp;
δ - góc ma sát giữa đất đắp và lưng tường
TÍNH TỐN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN THEO LÝ THUYẾT
RANKINE
+Tính tốn áp lực chủ động
Hình (5.17) là tường chắn với lưng tường thẳng đứng, mặt tường trơn nhẵn,
mặt đất nằm ngang. Xét trạng thái ứng suất của điểm M ta có:
σz = γz = σ1

(a)

pcd = σ3

(b)

5

TIEU LUAN MOI download : moi nhat

- Vì điểm M ở trạng thái cân bằng giới hạn nên ứng suất tại M thỏa mãn điều kiện
cân bằng giới hạn Morh - Coulomb:
σ1 = σ3m + 2c �

(c)

Với m = tg2 (45o + φ/2)

- Thay (a) và (b) vào (c) ta có:
γz = pcdm + 2c �

- Rút ra: pcd = γzKcd - 2c ���

+Trong đó: Kcd là hệ số áp lực đất chủ động theo lý luận Rankin:
1

Kcd = � tg2 (45o + φ/2)

Hình 5.17 Tính toán áp lực chủ động theo.W. Rankin.
1

- Tổng áp lực đất chủ động: Ecd = 2 γH2Kcd
+Tính tốn áp lực bị động
Hình (5.18) là sơ đổ tường chắn bị ngoại lực xơ về phía sau (về phía đất đắp).

6

TIEU LUAN MOI download : moi nhat

Khi khối đất đạt trạng thái cân bằng giới hạn bị động thì các thành phần ứng suất
tại M sẽ là:
σz = γz = σ3

(a)

pbd = σ1

(b)

Thay (a) và (b) vào điều kiện cân bằng giới hạn Mohr - Coulomb, ta có:
Trong đó:

pbd = γzKbd + 2c ���

Kbd - hệ số áp lực bị động theo lý luận Rankine:
Kbd = m = tg2 (45o + φ/2).

Hình 5.18 Tính tốn áp lực bị động theo W. Rankine

Biểu đồ phân bố cường độ áp lực nêu trong hình (5.18c), biểu đồ có dạng hình
thang. Tổng giá trị áp lực đất bị động tính bằng diện tích biểu đồ hình thang:
1

Ebd = 2 γH2Kbd + 2c ���

+Điểm đặt tại trọng tâm của hình.

Trường hợp đất rời (c = 0), từ công thức suy ra:

- Cường độ áp lực đất bị động: pbd = γzKbd
- Tổng áp lực đất bị động: Ebd =

1
2

γH2Kbd

7

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


CÂU 3
B=1.2m , L=1.8m, Số hiệu lớp đất số 4

w = 18.4 kN/m2 = 1.84 T/m2
đn = 8.8 kN/m2 = 0.88 T/m2
BÀI LÀM
A) Tính tốn độ lún ở góc móng?
Đổi đơn vị p = 235 KN/m2=23.5 T/m2
1. Chia nền đất thành nhiều lớp phân tố

- Chọn bề dày các lớp phân tố hi= 0.4xB= 1.2x0.4= 0.48 (m)
- Do độ sâu chơn móng hm= 1.7m , cao độ mực nước ngầm h (MNN) = -3.6m nên
lớp phân tố thứ 1 có bề dày h1 = 3.6-1.7 =1.9 (m)
- Các phân tố cịn lại tính từ mực nước ngầm sẽ có hi =0.48 m
2. Ứng suất do trọng lượng bản thân Pdz = ihi

- Dung trọng tự nhiên : w = 18.4 kN/m2

- Dung trọng đẩy nổi : đn = 8.8 kN/m2
- Ứng suất trọng lượng bản thân trên MNN Pdz = (hi+hm)xw
- Ứng suất trọng lượng bản thân dưới MNN Pdz = hMNN x w + (hi- 1.9) xđn
3. Ứng suất do tải trọng ngoài zp = kgp
+Áp lực gây lún tại đáy móng
P= po x

whm

+Ứng suất gây lún tại độ sâu z kể từ đáy móng
zp = kgp

8

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


Với: kg = f(l/b; z/b)
-Trường hợp này L/B =1.5 m
+ Trên MNN : Ϭzd = (z+1.7)xw
+Dưới MNN : Ϭzd = 3.6xw +(z5-z4)x đn
KẾT QUẢ SẼ RA TRONG BẢNG SAU :

4. Xác định chiều sâu vùng chịu nén H :
- Từ bảng tính tốn sự phân bố ứng suất như trên, nhận thấy tại độ sâu 3.98m kể từ
đáy móng có :
Ϭoz = 0.786 (T/m2) ≤ 0.2Ϭzd = 0.2x9.158 =1.83 (T/m2)
Như vậy vùng chịu nén của nền xem như kéo dài đến độ sâu 3.98 m ( 5.68 m
kể từ mặt đất tự nhiên)

9

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


5. Tính tốn độ lún cuối cùng:

10

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


+Xác định P1i và P2i

+ Xác định e1i và e2i từ đường cong nén với :P1i có e1i, P2i có e2i
+Độ lún cuối cùng sử dụng cơng thức

+Kết quả tính tốn độ lún do ứng suất gây lún của móng

11

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


--> Độ lún tại góc móng S = 0.0264 m = 2.64 cm
B) So sánh độ lún ở tâm móng (Đã tính trong bài tập lớn) và độ lún ở góc
móng? Độ lún ở 4 góc móng khi nào bằng nhau? Khi nào có 2 cặp giống nhau
và khi nào độ lún ở 4 góc móng khác nhau?
- Đơ lún tại tâm móng S= 0.0556 m = 5.56 cm
- Độ lún ở góc móng S= 0.0264 m = 2.64 cm

→ Độ lún tại tâm móng lớn hơn độ lún tại đáy móng khoảng 2 lần vì độ lún của
nền đất phụ thuộc vào ứng suất phụ thêm và địa chất của khu vực. Địa chất của
khu vực không thay đổi mà ứng suất phụ thêm thay đổi từ tâm móng ra ngồi góc
móng.
+ Độ lún ở 4 góc móng khi nào bằng nhau?
Để độ lún ở 4 góc móng là bằng nhau thì lớp đất nền dưới đáy móng phải thỏa :
- Một là địa chất của chúng là như nhau
- Hai là ứng suất phụ thêm tại 4 góc bằng nhau

12

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


CÂU 4:
Kích thước b = 1,6 m, l = 2,0 m
Chiều sâu chơn móng h = 1,5 m
Nền là một lớp đồng nhất cát pha rất dày
-IL = 0,4

-γw = 18,2 kN/m3

-φII = 20o

-γbh = 20 kN/m3

-cII = 20 kN/m2

-No= 600 kN

-γtb = 20 kN/m3
-γn = 10 kN/m3
+ Yêu cầu: Tính tốn và kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng trong các trường
hợp sau theo TCVN 9362:2012:
a. Mực nước ngầm cách mặt đất là 0,6 m?

+ Áp lực tại đáy móng ptb:
13

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


Ptb =

��
�.�

+ tb.hm =

600

1.6�2

+ 20.1,5 = 217,5 (kN/m2)

+ Sức chịu tải tính tốn Rtc:

Do nền đất một lớp, đồng chất cát pha rất dày có IL = 0,4 nên tra bảng m1 = 1,2 và
m2 = 1
- Do các số liệu tra từ bảng nên ktc = 1,1.

- Với  tra bảng tìm được:
A = 0,51; B = 3,06; D = 5,66
- Mực nước ngầm cách mặt đất 0,6 m (nằm trong khoảng từ mặt đất đến đáy móng):
+ đn = bh - n = 20 – 10 = 10 (kN/m3 ).
+ II = đn = 10 (kN/m3 )
+ II’ =

�� .ℎ���+ ��� .(ℎ�− ℎ���)
ℎ�

=

18,2.0,6+10.(1,5−0.6)

- R theo TCVN 9362:2012 ta có

R=

1,2.1
1,1

1,5

= 13,28 (kN/m3 )

.(0,51.1,6.10 + 3,06.1,5.13,28 + 5,66.20) = 198,889 (kN/m2)

+ Kiểm tra điều kiện ptb ≤ R:

Ta có ptb = 217,5 (kN/m2 ) ≥ R = 198,889 (kN/m2)

→Vậy không thỏa điều kiện

14

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


b) Trường hợp mực nước ngầm cách mặt đất là 3,0 m?

+ Áp lực tại đáy móng ptb:
Ptb =

��

+ tb.hm =
�.�

600

1.6�2

+ 20.1,5 = 217,5 (kN/m2)

+ Sức chịu tải tính tốn Rtc:

Do nền đất một lớp, đồng chất cát pha rất dày có IL = 0,4 nên tra bảng m1 = 1,2 và
m2 = 1.
- Do các số liệu tra từ bảng nên ktc = 1,1.
- Với  tra bảng tìm được:
A = 0,51; B = 3,06; D = 5,66

- Mực nước ngầm cách mặt đất 3,0 m (nằm ngoài khoảng từ mặt đất đến đáy
móng):
+ đn = bh - n = 20 – 10 = 10 (kN/m3 ).

15

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


+ II = w = 18,2 (kN/m3 ).
+ II’ = w = 18,2 (kN/m3 ).
- R theo TCVN 9362:2012:

1,2.1

R = 1,1 .(0,51.1,6.18,2 + 3,06.1,5.18,2 + 5,66.20) = 230,825 (kN/m2)

+ Kiểm tra điều kiện ptb ≤ R:

Ta có ptb = 217,5 (kN/m2 ) ≤ R = 230,825 (kN/m2)
→Vậy thỏa điều kiện

c) Trường hợp mực nước ngầm cách mặt đất 5,0 m?

16

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


+ Áp lực tại đáy móng ptb:

Ptb =

��
�.�

+ tb.hm =

600

1.6�2

+ 20.1,5 = 217,5 (kN/m2)

+ Sức chịu tải tính tốn Rtc:

Do nền đất một lớp, đồng chất cát pha rất dày có IL = 0,4 nên tra bảng m1 = 1,2 và
m2 = 1
- Do các số liệu tra từ bảng nên ktc = 1,1.
- Với  tra bảng tìm được:
A = 0,51; B = 3,06; D = 5,66
- Mực nước ngầm cách mặt đất 5,0 m (nằm ngoài khoảng từ mặt đất đến đáy
móng):
+ đn = bh - n = 20 – 10 = 10 (kN/m3 ).
+ II = w = 18,2 (kN/m3 ).
+ II’ = w = 18,2 (kN/m3 ).
- R theo TCVN 9362:2012:

1,2.1

R = 1,1 .(0,51.1,6.18,2 + 3,06.1,5.18,2 + 5,66.20) = 230,825 (kN/m2)

+ Kiểm tra điều kiện ptb ≤ R:

17

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


Ta có ptb = 217,5 (kN/m2 ) ≤ R = 230,825 (kN/m2)
→Vậy thỏa điều kiện

18

TIEU LUAN MOI download : moi nhat


19

TIEU LUAN MOI download : moi nhat