bài tập lớn cơ đất

Bài tập lớn cơ học đất
Bài tập lớn cơ học đất
Sinh viên: Trần Thị Khánh
Lớp: 2005XN
Bài 1:
Số liệu:
Lớp
h(m)
(rad)
c(kPa) Eo(MPa) W

w
(/m3)

đn
(kN/m3)
1 3 0.262 2.62 18 10 0.28 18 8.695
2 4 0.122 2.68 10 4.5 0.42 17.6 7.770
3 7 0.436 2.7 4 18 0.19 19.1 10.106
4 2 0.209 2.66 20 12 0.19 18.3 9.597
5 6 0.558 2.71 2 25 0.15 19.3 10.59
Mực nớc ngầm cao hơn đáy móng là 0.3b = 0.93(m)
1.1. Kiểm tra hệ số an toàn về cờng độ của đất nền
cNhN
b
NP
cqgh

2

,

++=



)/(695,8
3
mkN
dn
==

)/(34,11
3.1
.93,0).93,01(
2
11
,
mkN
dnw
=
+
=


SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
h(m) l(m) b(m)
1.3 4 3.1
1
Bài tập lớn cơ học đất
)(35,28718.1134,11.3,1.94,3
2

1,3
.695,8.32,2 kPaP
gh
=++=
324,0
2
262,015cot
14,3.25,0
2
cot
25,0
=
+
=
+
=



o
gg
A
31,2
2
262,015cot
14,3
1
2
cot
1 =

+
+=
+
+=



o
gg
B
84,4
2
262,015cot
14,3.25,0
2
cot
cot
=
+
=
+
=



o
gg
g
D
p= 0,324.3,1.8,695+2,31.4.11,34+4,84.18=129,92(kPa)

21,2
92,129
35,287
===
p
P
k
gh
[ ]
321,2 =<= kk
Biện pháp xử lý: - Hạ mực nớc ngầm
- Nâng cao độ sâu chôn móng
- Tăng bề rộng đáy móng
- Gia cố nền
- Tăng chất tải hông.
1.2.Bảng phân bố ứng suất đứng bản thân (ứng suất tổng và hiệu quả) và áp lực
nớc lỗ rỗng.
điểm

z
(KN/m
2
) '
z
(KN/m
2
)
U
z
(KN/m

2
)
a 0 0 0
b 6.66 6.66 0
c 55.828 29.528 26.3
d 126.907 60.607 66.3
e 267.647 131.347 136.3
f 306.841 150.541 156.3
g 430.380 214.080 216.3
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
2
Bài tập lớn cơ học đất
Vẽ biểu đồ ứng suất.
1.3.Tính lún tại tâm móng theo phơng pháp cộng lún các lớp phân tố.
1.3.1. Xác định ứng suất gây lún theo hệ số k
o
(tra bảng).
áp lực trung bình tại đáy móng:
p=R=Ab+Bh +Dc
Với : trọng lợng riêng hiệu quả của đất tại đáy móng

,

: trọng lợng riêng hiệu quả trung bình của đất từ đáy móng
trở nên đến cốt tự nhiên.
)/(695,8
3
mkN
dn
==

)/(34,11
3.1
.93,0).93,01(
2
11
,
mkN
dnw
=
+
=


SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
3
Bài tập lớn cơ học đất
324,0
2
262,015cot
14,3.25,0
2
cot
25,0
=
+
=
+
=

o
gg
A
31,2
2
262,015cot
14,3
1
2
cot
1 =
+
+=
+
+=



o
gg
B
84,4
2
262,015cot
14,3.25,0
2
cot
cot

=
+
=
+
=



o
gg
g
D
p= 0,324.3,1.8,695+2,31.4.11,34+4,84.18=129,92(kPa)
ứng suất bản thân tại đáy móng:
)/(75,14695,8.93,018.37,0.93,0).93,01(
211
3,1
mkN
dnw
bt
hz
=+=+=
==


áp lực gây lún tại đáy móng:
)/(17,11575,1492,129
2
mkNPP
bt

hz
gl
===
=

gl
o
gl
Pk .=

Chia lớp, chiều dày lớp h=0,2b=0,2.3,1=0,62(m)

Bảng
độ sâu từ
cốt đất tự nhiên
độ sâu từ
đáy móng

K
o

gl
0.2
bt

bt
1.3 0
1.29
0
1

115.171
2.949 14.746
1.92 0.62 0.4 0.970
111.738
4.027
20.137
2.54 1.24 0.8 0.840
96.729
5.106
25.528
3 1.7 1.097 0.679
78.201
5.906
29.528
3.16 1.86 1.2 0.669
77.090
6.154
30.771
3.78 2.48 1.6 0.516
59.399
7.118
35.588
4.4 3.1 2 0.406
46.797
8.081
40.406
5.02 3.72 2.4 0.311
35.818
9.045
45.223

5.64 4.34 2.8 0.247
28.488
10.008
50.040
6.26 4.96 3.2 0.200
22.990
10.971
54.857
6.88 5.58 3.6 0.164
18.884
11.935
59.674
7 5.7 3.677
0.159
18.280
12.121
60.607
7.5 6.2 4 0.137
15.764
13.132
65.660
8.12 6.82 4.4 0.115
13.271
14.38
5
71.925
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
4
Bài tập lớn cơ học đất
8.74 7.44 4.8 0.099

11.417
15.638
78.191
Tại z=6,82m so với đáy móng thì có
btgl
z

2,0
nên có thể coi là ổn
định(tắt lún).
Tính độ lún:
i
gl
z
oi
i
i
h
E
SS .
3
1


==

=
với = 0,8
Ta có bảng tính lún cho từng lớp và tổng độ lún:
1.3.2.Xác định ứng suất gây lún với quan điểm ứng suất dới đáy móng

phân bố với góc mở rộng là 30
o
.
)/(17,115
2
2
)2)(2(

2
mkNP
ztglL
ztgbB
ztglztgb
blP
gl
gl
gl
=
+=
+=
++
=




Bảng:
Độ sâu từ
đáy
móng(z)

2ztga B L

gl
0.2
gl

gl
0 0.000 3.100 4.000 115.171 14.747 2.949
0.62 0.716 3.816 4.716 79.360 20.138 4.028
1.24 1.432 4.532 5.432 58.016 25.528 5.106
1.7 1.963 5.063 5.963 47.304 29.528 5.906
1.86 2.148 5.248 6.148 44.267 30.919 6.184
2.48 2.864 5.964 6.864 34.889 36.310 7.262
3.1 3.580 6.680 7.580 28.208 41.701 8.340
3.72 4.296 7.396 8.296 23.279 47.092 9.419
4.34 5.011 8.111 9.011 19.538 52.483 10.497
4.96 5.727 8.827 9.727 16.632 57.874 11.575
5.58 6.443 9.543 10.443 14.330 63.265 12.653
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
Lớp n h
i
(m) E
0
(kPa)
2
)1()(
gl
itb
gl
itb

gl
tb
+
+
=


S
in
(m)
1 0.62
10000
113.455
8.51E-05
0.62
10000
104.234
0.00037
0.46
10000
87.465
0.00034
2 0.16
4500
77.646
0.0022
0.62
4500
68.245
0.0075

0.62
4500
53.098
0.00585
0.62
4500
41.307
0.00455
0.62
4500
32.153
0.00354
0.62
4500
25.739
0.00284
0.62
4500
20.937
0.00231
0.12
4500
18.582
0.0004
3 0.5
18000
17.022
3.28E-06
0.62
18000

14.517
3.47E-06
S=S
in
0.03003
5
Bài tập lớn cơ học đất
5.7 6.582 9.682 10.582 13.940 64.309 12.862
6.2 7.159 10.259 11.159 12.475 68.656 13.731
6.82 7.875 10.975 11.875 10.958 74.047 14.809
Tính độ lún:
i
gl
z
oi
i
i
h
E
SS .
3
1


==

=
Ta có bảng tính lún cho từng lớp và tổng độ lún:
Lớp n h
i

E
0
(kPa)
2
)1()(
gl
itb
gl
itb
gl
tb
+
+
=


S
in
1 0.62
10000
97.266
0.0048
0.62
10000
68.688
0.0034
0.46
10000
52.660
0.0019

2 0.16
4500
45.785
0.0013
0.62
4500
39.578
0.0044
0.62
4500
31.549
0.0035
0.62
4500
25.743
0.0028
0.62
4500
21.408
0.0024
0.62
4500
18.085
0.0020
0.62
4500
15.481
0.0017
0.12
4500

14.135
0.0003
3 0.5
18000
13.207
0.0003
S=S
in
0.0288
1.4.Vẽ biểu đồ phân bố ứng suất hữu hiệu trong lớp sét pha sau thời
gian t từ khi mực nớc ngầm hạ xuống 2m và tính độ lún của móng tại các
thời điểm ấy do hạ mực nớc ngầm gây ra.
a.Tính lún: Thoát nớc hai chiều, ta có sơ đồ cố kết thấm 0
SUS
mhPaS
eU
m
h
h
t
h
C
N
sm
a
ek
C
E
eaa
mkNhP

tt
set
gl
N
t
set
v
n
v
dnw
gl
.
)(01323,04.61,18.
4500
8,0

8
1
)(2
2
4
2
4
.
)/(10.531,2
10.10.88,2
)62,01(10.5,4
.
)1(
10.88,262,1.

4500
8,0
)62,01()1(
)/(61,18)695.818.(2)(
0
0
2
0
2
2
27
4
10
0
4
02
00
211
=
===
=
===
=
=
+
=
+
=
==+=+=
===

Ta có bảng tính lún sau thời gian t:
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
6
Bài tập lớn cơ học đất
t(ngày) N
t
U
0t
S=U
0t
.S
100 1.3477 0.7904
0.0178
200 2.6954 0.9458
0.0357
300 4.0431 0.9860
0.0535
b.Vẽ biểu đồ phân bố ứng suất hữu hiệu
'
),( tz

trong lớp sét pha sau thời
gian t kể từ khi mực nớc ngầm hạ.
h
z
e
P
U
mkNP
U
N
gl
tz
gl
tz
tztz
tz
2
.
sin
4
)/(61,18
,
2
,
,,
),(
'

=
==
=
Ta có bảng:
t(ngày) Z(m)
N
e

h
z
2
.
sin

tz
U
,

'
,tz

t=100 0.5 0.2583 0.3825 2.3426 16.2674
1 0.7068 4.3289 14.2811
1.5 0.9237 5.6568 12.9532
2 1.0000 6.1244 12.4856
t=200 0.5 0.0667 0.3825 0.6052 18.0048
1 0.7068 1.1183 17.4917

1.5 0.9237 1.4614 17.1486
2 1.0000 1.5822 17.0278
t=300 0.5 0.0172 0.3825 0.1563 18.4537
1 0.7068 0.2889 18.3211
1.5 0.9237 0.3775 18.2325
2 1.0000 0.4087 18.2013
Vẽ biểu đồ:
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
7
Bài tập lớn cơ học đất
Bài 2.
áp lực trung bình tại chân tờng xuống nền.

)/(369,11
4
2.1.1.
)/(11,10
3
322
,
33
,
mkN
mkN
DcBhAbRp
dndnw
dn
=
++
=

==
++==




SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
8
Bài tập lớn cơ học đất
776,0
2
436,025cot
14,3.25,0
2
cot
25,0
=
+
=
+
=



o
gg
A
11,4
2
436,025cot

14,3
1
2
cot
1 =
+
+=
+
+=



o
gg
B
65.6
2
436,025cot
14,3.14,2
2
cot
cot
=
+
=
+
=

o
gg
g
D
)(83,2374.65,6369,11.4.11,411,10.1,3.776,0
,
kPaDcBhAbRp =++=++==

2.1.Kiểm tra điểm A ở độ sâu z=0.25b có bị biến dạng dẻo hay không.
a.Bỏ qua trọng lợng bản thân đất.
00
0
21
21
2
1
2,1
322
258,32
65,0
25
4.2
2477,142
2477,142
2
sin
)(24)97,0362,1(22,61
)(77,142)97,0362,1(22,61
)(22,61
14,3

24,192
97,0sin
362,1
25,0
)sin(
)(24,192)2.11,1077,76,17(83,237)2.1.1.(
>=
=
++

=
++

=
==
=+=
==
=
==
=
=++=++==

tg
tg
c
kPa
kPa
kPa
p
b
b
actg
p
kPappp
gl
gl
dndnw
btgl
Với là góc lệch ứng suất.
Vậy A mất ổn định.
b.Kể đến trọng lợng cuả đất.
Giả sử A bị biến dạng dẻo.(giả thiết: thi công dài hạn không nở hông)
ttbt
2,12,12,1

+=
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng

9
Bài tập lớn cơ học đất
)sin{
2,1



=
gl
tt
p
)(24)97,0362,1(22,61
)(77,142)97,0362,1(22,61
2
1
kPa
kPa
tt
tt
==
=+=


)(43,5311,10.775,011,10.21.77,71.6,17
2,1
kPah
ii
bt
=+++==

)(43,7743,5324
)(2,19643,5377,142
2
1
kPa
kPa
=+=
=+=


00
0
21
21
252,22
408,0
25
4.2
43,772,196
43,772,196
2
sin
<=
=
++

=
++

=





tg
tg
c
Kết luận: giả thiết sai vậy điểm A ổn định.
2.2.Xác đinh sức chịu tải của nền theo công thức Xocolovxki với tải trọng
tác dụng lên tờng dới góc nghiêng là
0
15=

Có:
cNhNNxP
cq
gh
x

,
++=


cNhNP
cq
gh
x

,
0
+=
=

cNhNNbP
cq
gh
bx

,
++=
=


Tổng lực giới hạn:
2
)(
0
b
PPP
gh
bx
gh
x
gh
==
+=
)(2,804
2

3,2
).8,37553,323(
)(8,37525,2.11,10.3,253,323
)(53,3234.116,45.13,6
)(6,454.396,11.
25,2
11
13,6
15,25
0
0
,
00
kPaP
kPaNbPP
kPaP
kPahq
N
N
N
gh
ghgh
bx
gh
x
c
q
=+=
=+=+=
=+=

===
=
=
=
==
=
=





2.3.Nêu các giả thiết, vẽ biểu đồ cờng độ, tính trị số và xác định điểm
đặt của áp lực đất chủ động, bị động của áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên t-
ờng.
a.Các giả thiết:
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
10
Bài tập lớn cơ học đất
- Tờng tuyệt đối cứng
- Mặt đất sau lng tờng phẳng
- Bỏ qua ma sát đất tờng
- Quan niệm đất sau lng tờng ở trạng thái cân bằng giới hạn
b.Tính toán và vẽ biểu đồ
Tính trị số và xác định điểm đặt cho áp lực đất chủ động.
)
2
45(
02

= tgk
c
589,0)
2
15
45(
2.
0
02)1(
1,
==
=
tgk
kckP
c
cczc

783,0)
2
7
45(
0
02)2(
== tgk
c
406,0)
2
25
45(
0

02)3(
== tgk
c
áp lực đất tại đỉnh tờng: z=0
)(63,27589,018.22
)1()1(
0,
kPakcP
czc
===
=
áp lực đất tại hết lớp 1 phía trên: z=3m
)(176,4589,018.218.3.589,02.
)1()1()1(
3,
kPakckP
czczc
===
=

áp lực đất tại hết lớp 1 phía dới: z=3m
)(58,24783,010.218.3.783,02.
)2()2()2(
3,
kPakckP
czczc
===
=

áp lực đất tại mực nớc ngầm: z=6m

)(93,65783,010.2)6,17.318.3.(783,02.
)2()2()2(
6,
kPakckP
czczc
=+==
=

áp lực đất tại hết lớp 2 phía trên: z=7m
)(72783,010.2)77,7.16,17.318.3.(783,02.
)2()2()2(
7,
kPakckP
czczc
=++==
=

áp lực đất tại hết lớp 2 phía dới: z=7m
)(4,41406,04.2)77,7.16,17.318.3.(406,02.
)3()3()3(
7,
kPakckP
czczc
=++==
=

áp lực đất tại chân tờng: z=9m
)(63,49406,04.2)11,10.277,7.16,17.318.3.(406,02.
)3()3()3(
9,

kPakckP
czczc
=+++==
=

Xác định vị trí:
0
,
=
zc
P
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
11
Bài tập lớn cơ học đất
)(6,2
589.0.18
18.22
)1(1
)1(
m
k
c
h
cw
c
===

Tổng áp lực đất chủ động tác dụng lên tờng trên 1m dài:
)/(84,0
2

176,4.4,0
1
mkNE
c
==
điểm đặt: e
1
=6,13(m)
)/(74,7358,24.3
2
mkNE
c
==
điểm đặt: e
2
=4,63(m)
)/(03,62
2
)58,2493,65.(3
3
mkNE
c
=

=
điểm đặt: e
3
=4(m)
)/(93,6593,65.1
4

mkNE
c
==
điểm đặt: e
4
=2.5(m)
)/(035,3
2
)93,6572.(1
5
mkNE
c
=

=
điểm đặt: e
5
=2,33(m)
)/(8,824,41.2
6
mkNE
c
==
điểm đặt: e
6
=1(m)
)/(23,8
2
)4,4163,49.(2
7

mkNE
c
=

=
điểm đặt: e
7
=2/3(m)
)/(61,29623,88,82035,393,6503,6274,7384,0
7
1
mkNEE
i
cic
=++++++==

=
)(88,2
61,296
3/2.23,81.8,8233,2.035,35,2.93,654.03,6263,4.74,7313,6.84,0
.
7
1
m
E
eE
e
c
i
ici

c
=
++++++
==

=
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
12
Bài tập lớn cơ học đất
Biểu đồ áp lực đất chủ động tác dụng lên tờng.
Tính trị số và xác định điểm đặt cho áp lực đất bị động.
c
b
k
tgk
1
)
2
45(
02
=+=

7,1
589,0
1
2.
)1(
1,
==
+=

b
bbzb
k
kckP

277,1
783,0
1
)2(
==
b
k
46,2
406,0
1
)3(
==
b
k
áp lực đất tại mặt đất: z=0m
)(6,22277,110.22
)2()2(
0,
kPakcP
bzb
===
=
áp lực đất tại mực nớc ngầm: z=1m
)(08,456,221.6,17.277,12.
)2()2()2(

1,
kPakckP
bzbzb
=+=+=
=

áp lực đất tại hết lớp 2 phía trên: z=2m
)(556,22)77,7.16,17.1.(277,12.
)2()2()2(
2,
kPakckP
bzbzb
=++=+=
=

áp lực đất tại hết lớp 2 phía dới: z=2m
)(7546,2.4.2)77,7.16,17.1.(46,22.
)3()3()3(
2,
kPakckP
bzbzb
=++=+=
=

áp lực đất tại chân tờng: z=4m
)(7,12446,2.4.2)11.10.277,7.16,17.1.(46,22.
)3()3()3(
4,
kPakckP
bzbzb

=+++=+=
=

Trị số và điểm đặt áp lực đất bị động tác dụng lên tờng trên 1m dài:
)/(6,221.6,22
1
mkNE
b
==
điểm đặt: e
1
=3,5(m)
)/(24,11
2
)6,2208,45.(1
2
mkNE
b
=

=
điểm đặt: e
2
=3,33(m)
)/(08,451.08,45
3
mkNE
b
==
điểm đặt: e

3
=2,5(m)
)/(96,4
2
)08,4555.(1
4
mkNE
b
=

=
điểm đặt: e
4
=2,33(m)
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
13
Bài tập lớn cơ học đất
)/(1502.75
5
mkNE
b
==
điểm đặt: e
5
=1(m)
)/(7,49
2
)757,124.(2
6
mkNE

b
=

=
điểm đặt: e
6
=2/3(m)
)/(58,2837,4915096,408,4548,226,22
6
1
mkNEE
i
bib
=+++++==

=
)(5,1
58,283
3/2.7,491.15033,2.96,45,2.08,4533,3.24,115,3.6,22
.
6
1
m
E
eE
e
b
i
ici
b

=
+++++
==

=
Biểu đồ áp lực đất bị động tác dụng lên tờng.
2.4. Khi mặt đất phía lng tờng bên phải có tải trọng phân bố đều
q=20kPa.
áp lực đất chủ động chỉ do tải phân bố khắp bề mặt gây ra là:
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
14
Bài tập lớn cơ học đất
)(12,820.406,0.
)(66,1520.783,0.
)(78,1120.589,0.
.
)3()3(
)2()2(
)1()1(
kPaqkp
kPaqkp
kPaqkp
qkp
chc
hchc
chc
chc
===
===
===

=
)(83,41022,11461,296
)(22,1142.12,84.66,153.78,11
)(61,296
21
2
1
kPaPPP
kPaP
kPaP
ccc
c
c
=+=+=
=++=
=
Với: P
1c
là tổng áp lực đất chủ động khi cha có tải trọng q.
P
2c
là tổng áp lực đất chủ động chỉ do tải trọng q gây ra.
Điểm đặt tổng áp lực đất chủ động do P
1c
và P
2c
gây ra:
( ) ( )
)(37,3
83,410

1.2.12,8224.66,155,163.78,1188,2.61,296
mh =
+++++
=
xác định vị trí điểm có:
( )
m
q
k
c
zkcqzkP
w
cw
cwcc
495,1
18
20
589,0.18
18.22
020
1
)1(1
)1(
1
1)1(
====+=



Biểu đồ áp lực đất chủ động khi có thêm tải trọng phân

bố đều q tác dụng lên tờng.
Biểu đồ áp lực đất bị động và áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên tờng
không đổi.
2.5. Tính độ lún tại tâm móng bằng phơng pháp cộng lún các lớp phân tố
(=0,8 và không tra bảng).
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
15
Bài tập lớn cơ học đất
áp lực tính toán của nền là :
)(25,1924.396,1183,237.
,
kPahpp
gl
===

Chia nền thành các lớp phân tố có chiều dày h
i
=1m
Bài toán móng băng: Tính lún qua tâm móng nên ứng suất theo phơng
đứng chính là ứng suất chính :
)sin(



+=
gl
z
p
Độ lún của lớp thứ i là :
i

tb
z
i
i
h
E
S


=
Ta có bảng:
z

sin


+sin


gl
gl
tb

0
E

S
i
1 0.9978 0.8403 1.8381 112.5414
2 0.6593 0.6126 1.2719 77.8724 95.2069 4.44E-05 0.00423

3 0.4769 0.4590 0.9359 57.3023 67.5873 0.00300
4 0.3697 0.3613 0.7310 44.7566 51.0294 0.00227
5 0.3006 0.2961 0.5967 36.5339 40.6453

0.00181
6 0.2528 0.2501 0.5029 30.7923 33.6631 6.67E-05 0.00224
7 0.2179 0.2162 0.4341 26.5785 28.6854

0.00191
8 0.1914 0.1902 0.3816 23.3634 24.9709 3.20E-05 0.00080
9 0.1705 0.1697 0.3403 20.8336 22.0985 0.00071
10 0.1538 0.1532 0.3069 18.7932 19.8134 0.00063
11 0.1400 0.1395 0.2795 17.1138 17.9535 0.00057
12 0.1285 0.1281 0.2566 15.7080 16.4109 0.00053
13 0.1187 0.1184 0.2371 14.5144 15.1112 0.00048
0,0192
Vậy tổng độ lún:

=
=
13
1
)(0192,0
i
i
mS
2.6. Tính độ lún ổn định của tờng, theo phơng pháp tầng tơng đơng với
hệ số A
m
=2,09 và độ lún sau thời gian t=100,200,300 ngày kể từ khi

xây tờng xong. Biết lớp sét có e
0
=0,62; k=3,5.10
-9
(m/s), giả thiết thời
gian xây tờng không đáng kể.
Độ sâu vùng chịu nén :
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
16
Bài tập lớn cơ học đất
H=2h
s
=2.A
m
.b=2.2,09.3,1=12,96m
)(41,8825,192.
96,12
96,5
)(1,11825,192.
96,12
96,7
2
1
kPa
kPa
gl
gl
==
==

Độ lún ổn định của móng tại tâm là:
cmm
EE
p
E
S
glglglgl
67,50567,0
96,5.
2
041,88
25000
8.0
2.
2
41,881,118
12000
8,0
5.
2
1,11825,192
18000
8,0
96,5.
2
0
2.
2
5.

2
2
5
21
4
1
3
==






+
+






+
+

+
=
=








+
+








+
+

+
=






Độ lún ổn định của lớp sét.
)(014,02.
2
41,881,118
12000
8,0
2.
2
21
4
m
E
S
glgl
set
=

+
=








+
=


Tính độ lún theo thời gian của lớp sét:
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
17
Bài tập lớn cơ học đất
settt
N
t
set
v
n
v
SUS
eU
m
h

h
tt
h
C
N
sm
a
ek
C
E
eaa
t
.
8
1
)(1
2
2
2
1.4
10.25,5.14,3
4
.
)/(10.25,5
10.10.08,1
)62,01(10.5,3
.
)1(
10.08,1)62,01.(
12000

8,0
)62,01()1(
0
2
0
2
62
2
2
26
4
9
0
4
04
00
=
=
===
==
=
+
=
+
=
=+=+=+=

Ta có bảng tính lún sau thời gian t:
t(ngày) N
t
U
0t
S=U
0t
.S
set
100 111.808 1.0000
0,014
200 223.616 1.0000
0,014
300 335.424 1.0000
0,014
Bài 3.
p(N/cm
2
) 0 5 10 20 30 40
s
i
(0,1cm)
0 0.158 0.228 0.27 0.31 0.34
3.1.Tính các trị số e tơng ứng với mỗi cấp áp lực nén.

h
=
n
. = 10.2,71=27.1(kN/m
3
) = 2,71(N/cm
2
)
h
s
=
)(01,0
1.27.10.50
10.355,1
.
4
3
m
F
Q
h
h
==



= 1(cm)
s
si

i
h
hsh
e

=
)(
0
h
i
= h
0
-
si
Chiều cao mẫu đất ở cấp áp lực i
h
0
: Chiều cao ban đầu của mẫu đất
h
s
: Chiều cao hạt

si
: độ lún tổng cộng của mẫu đất ở cấp áp lực i
Hệ số rỗng của mẫu đất ở mỗi cấp áp lực nén là:
2,1
1
12,2
0
=

=e
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
18
Bài tập lớn cơ học đất
042,1
1
1158,02,2
1
=

=e
972,0
1
1228,02,2
2
=

=e
93,0
1
127,02,2
3
=

=e
89,0
1
131,02,2
4

=

=e
86,0
1
134,02,2
5
=

=e
3.2.Xác định hệ số nén a và môđun biến dạng E
0
ứng với khoảng áp lực
nén từ trị số ban đầu là ứng suất bản thân của đất ở độ sâu lấy mẫu đến
trị số bằng tổng của ứng suất bản thân và lợng ứng suất tăng thêm do
đắp đất gây ra tại độ sâu đó.
Lớp sét pha có:
)/(07,9
)28,01.(71,2
4,18).171,2(
)1(
)1(
3
mkN
W
w
dn
=
+

=
+

=


Tại độ sâu lấy mẫu có:

)/(14,1807,9.2.
2
mkNh
dn
bt
z
===

=1,814(N/cm
2
)
Lợng ứng suất tăng thêm do đắp đất gây ra:
)/(424,7)/(24,7414,181,56
)/(1,567,18.3.
22
21
1
cmNmkNp
mkNhp
bt
z
w

==+=+
===


Với áp lực nén p
1
=1,814(N/cm
2
) có e
1
=
143,1)0814,1.(
5
042,12,1
2,1 =


Với áp lực nén p
2
=7,424(N/cm
2
) có e
2
=
008,1)5424,7.(
5
972,0042,1
042,1 =

Hệ số nén:
024,0
814,1424,7
008,1143,1
12
21
=


=


=
pp
ee
a
(cm
2
/N)=0,0024(m
2
/N)
Môđun biến dạng: E=
)/(43,718,0.
024,0
143,11
.
1
2
1
cmN

a
e
=
+
=
+

=714,3(kN/m
2
)
3.3.Vẽ biểu đồ phân bố ứng suất hữu hiệu trong lớp sét tại thời điểm 1
năm sau khi đắp đất, tính lún tại thời điểm đó.
a. Tính lún: Sơ đồ cố kết thấm 0, chiều dài đờng thấm h=4/2=2m.
Theo 3.2 có:
076,1
2
008,1143,1
2
21
=
+
=
+
=
ee
e
tb
t=1 năm=365.24.3600=3153600(s)
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
19

Bài tập lớn cơ học đất

=

=
n
i
N
gl
Ni
gl
tz
h
z
e
P
h
iz
e
P
U
3,1
,
2
sin
4
2
sin
4
2

Độ lún ổn định:

Độ lún sau thời gian 1 năm:

b. Vẽ biểu đồ ứng suất hiệu quả tại thời điểm 1 năm:
Ta có bảng:
Z(m) 0 1 2
U
z,t
(kN/m
2
) 0 10.2 14.43
zzz
U=

,
56.1 45.9 41.67
3.4.Nếu thời gian đất đắp là 1 tháng và tải trọng đợc tăng tuyến tính theo
thời gian tính toán thời gian cần thiết để 90% độ lún cố kết của lớp sét ấy
xảy ra.
Độ cố kết :
0936.2123,0
8
14.3

1,0
8
.1,09.0.
8
1
22
2
======

Neeu
NN


Ta có
)(3,10936.2.6,1 namttN ===
Thời gian cần thiết để nền lún đợc 90% độ lún ổn định là
t=1.3x12+1=16,6 (tháng)
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
20
Bài tập lớn cơ học đất
SV: Trần Thị Khánh_05XN GV:Phạm Ngọc Thắng
21