Hướng Dẫn Làm Bài Tập Lớn Cơ Học Đất

1
Bài tập lớn: Cơ học đất

Phần I: Đầu bài
Số thứ tự đầu bài:
. N
0
. . . . .
A
i
h
1
= m; B
i
h
2
= m; C
i
h
3
= m; T
i
; a x b= m; h
m
= m

1)- Sơ đồ móng và các lớp đất:

0
tc

m
0
tc
1
2
3
i
i
i
1
2
3

Hình 1-1- Sơ đồ móng và các lớp đất
(Chú ý hình vẽ 1-1: Cần ghi đầy đủ chiều dày các lớp, chiều sâu chôn
móng, kích thớc móng (bằng số) ứng với số liệu bài tập lớn của từng ngời)
2)- Các số liệu về nền đất:

Nền gồm 3 lớp đất theo thứ tự từ trên xuống là A; B; C, các chỉ tiêu cơ lý cho
ở bảng sau:
Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất
Số Độ ẩm

w

Tỷ Giới Giới Góc ma Lực
Hệ số rỗng ứng với
lớp tự nhiên trọng hạn nhão hạn dẻo sát trong dính c
các cấp áp lực p=(1ữ4) (KG/cm2)
đất W(%)

(g/cm
3
) hạt
Wnh(%) Wd(%)
(độ)
KG/cm
2

1

2

3

4

Ai
- - - - - - - - - - -
Bi
- - - - - - - - - - -
Ci
- - - - - - - - - - -

2
3)- Các số liệu về tải trọng:

Gồm có lực tác dụng thẳng đứng N
tc
0
; M

tc
0
đặt tại cao trình cốt 0,00 do tải
trọng công trình truyền xuống, mô men tác dụng theo 1 phơng (đây là tải trọng
tiêu chuẩn):
N
tc
0
=T; M
tc
0
=.Tm
4)- Các số liệu về móng:

Móng cứng, đáy móng chữ nhật, có các cạnh a x b; chiều sâu chôn móng
h
m
; a =m; b =m; h
m
=m.

Phần II: Yêu cầu và hớng dẫn (Bài làm)

1)- Xác định tên đất, trạng thái của đất. (1đ)

+ Với đất dính (có góc ma sát trong và lực dính), tên đất xác định thông qua
chỉ số dẻo . Bảng 1
= W
nh
- W

d
(1)
trạng thái của đất thông qua độ sệt (chỉ số sệt) B: Bảng 5
(
)


=
d
WW
B
(2)

+ Với đất rời: tên đất xác định theo bảng 2
+ Tính hệ số rỗng tự nhiên của các lớp đất:

(
)
1
1
0







+
=

W
n
(3)
Với các giá trị
0
;
1
;
2
;
3
;
4
vẽ đờng cong quan hệ ( - p)
p


0
0

1

2

3

4
1

234
(KG/cm2) (KG/cm2)

2


0

432
1
1
4
3


0
p
(KG/cm2)

2


0

432
1
1
4
3

0
p

Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3
Hình 1-2- Biểu đồ đờng cong ( - p) của các lớp đất

3
(Chú ý: Ghi đầy đủ các trị số

trên trục tung của các đờng cong). Khi
vẽ (

-p) đặt giá trị

4
sát trục hoành, tăng tỷ lệ trục tung cho dễ nhìn.
+ Tính E
1-2
của từng lớp đất, cho =0,8.
2)- Xác định ứng suất tiếp xúc dới đế móng.(0,5đ)

+ Tại tâm móng (điểm O):

(
)
F
GGN
p
dm

tc
++
=
0
0
(4)
+ Tại A và B:

W
M
pp
tc
mM
0
0,
= (5)
trong đó: G
m
+ G
đ
= F.h
m
.
tb
(có thể lấy
tb
= 2,0 T/m
3
)

6
2
ba
W
= (6)
M
p
p
0
p
m

Hình 1-3- ứng suất tiếp xúc tại điểm A; O; B.
3)- Tính áp lực tiêu chuẩn R
tc
lên lớp đất đặt móng.(0,5đ)
Theo công thức:
()
DcBhAb
k
mm
R
td
tc
tc
++=

21
(7)
Trong đó:

A; B; D- các hệ số phụ thuộc góc ma sát trong của lớp đất đặt móng (bảng
tra);
b- chiều rộng đế móng;
h- chiều sâu chôn móng;

t
dung trọng lớp đất từ đế móng trở lên;

4

d
dung trọng lớp đất từ đế móng trở xuống; lấy trong vùng chủ động (có
thể lấy gần đúng bằng dung trọng lớp đất đặt móng).
c- lực dính của lớp đất đặt móng;
m
1
; m
2
; k
tc
- các hệ số, trong bài tập này, tạm lấy bằng 1,0.
(Chú ý: Đơn vi tính của giá trị R
tc
và lực dính c).
So sánh: p
0
R
tc
đợc phép tính toán US, biến dạng theo các kết quả của
lý thuyết đàn hồi nh các công thức đã nghiên cứu. (Nếu không thoả mãn, có thể

tăng kích thớc đế móng).
4)- Tính lún cho các điểm O; A; B theo PP tổng các lớp phân tố.

a)- Tại điểm O: (3đ)
Bớc 1: Tính US gây lún: p
gl
= p
0
-
t
h
m

Bớc 2: Chia nền đất dới đáy móng thành các lớp phân tố mỏng với chiều
dày h
i
= (0,2 ữ 0,4)*b (b-chiều rộng đế móng). Chú ý khi chia lớp phải đảm bảo
sao cho các lớp phân tố nằm trọn trong lớp lớn (lớp 1; 2; 3). Nên chia với chiều
dày 0,2*b; 0,3*b; 0,4*b theo thứ tự từ trên xuống (càng gần đáy móng chia
càng mỏng). (Có thể chia lớp phân tố mỏng hơn hớng dẫn ở trên, với chú ý là
càng chia mỏng độ lún càng chính xác).
Bớc 3: Tính US
bt
;
z
(
gl
) tại đáy các lớp h
i
, kết quả ghi ở bảng 1.2

i
n
i
ibt
h

=
=
1

;
n
z
0gl
i1
kp

=
=


Bảng 1.2- Bảng tính
z
và
bt
cho điểm O
Lớp Điểm z
bt
a b a/b 2z/b Hệ số k

0
=
z
O

đất tính (m) (T/m2) (m) (m) k
c
4*k
c
(T/m2)

0
- - - - - - - - -
1
1
- - - - - - - - -

2 - - - - - - - - -
2
3
- - - - - - - - -

4
- - - - - - - - -

5
- - - - - - - - -
3
6
- - - - - - - - -

.

Bớc 4: Xác định phạm vi tính lún H, dựa vào điều kiện tại đáy lớp đất
phân tố thoả mãn điều kiện:

5

z
0,2*
bt
khi E 50 KG/cm2;
z
0,1*
bt
khi E < 50 KG/cm2;
Bớc 5: Độ lún của điểm O tính theo công thức (8) (và ghi ở bảng 1.3)
i
n
i
ii
n
i
hSS

+

==
1

1
21
1
1


(8)
Bảng 1.3- Kết quả tính lún cho điểm O
Lớp Lớp phân h
i
p
1i
p
2i

1i

2i
S
i

đất tố (m) (KG/cm
2
) (KG/cm
2
) (cm)
1
1 - - - - - -

2 - - - - - -

2
- - - - - - -

- - - - - - -
3
- - - - - - -

- - - - - - -

- - - - - - -



Cộng:
-
3
2
1
3
2
1
m

z

bt
0
1
2
3

4
5
6
7

Hình 1-4- Biểu đồ US
z
và
bt
tại điểm O
(Chú ý: Ghi các trị số ứng suất
z
ở đáy các lớp đất phân tố; US
bt
ở đáy
các lớp đất 1; 2; 3).

6
b)- Tại điểm A và B. (5đ)
Để tính US của các điểm qua các trục A; B ta vận dụng phơng pháp điểm
góc và nguyên lý phân tải trọng thành các dạng cơ bản, sau đó cộng tác dụng ta
sẽ có US tại trục qua A và B.
gl
p
A
p
gl
B
p
gl

A
B
gl
p -p
gl
A

Hình 1-5- Phân tải trọng và diện chịu tải
Về tải trọng phân thành 2 dạng: chữ nhật (phân bố đều) có cờng độ p
gl
A
và
tam giác với cờng độ (p
gl
B
- p
gl
A
).
Với p
gl
A
= p
m
-
t
. h
m
; p
gl

B
= p
M
-
t
. h
m
.
Về diện chịu tải phân thành hai diện nhỏ bằng nhau để biến điểm A; B thành
điểm góc của 2 hình chữ nhật bằng nhau (hình 1-4), cụ thể:
- US tại A:
Atg
z
Acn
z
A
z



+
=
(9)
Trong đó:
c
A
gl
Acn
z
kp 2=

;






=
b
z
b
a
fk
c
.2
;
.2

(
)
2
A
gl
B
glA
Atg
z
ppk =

;






=
a
z
a
b
fk
A
;
.2

- US tại B:
Btg
z
Bcn
z
B
z

+= (10)
Trong đó:
Acn
z
Bcn

z

= ;
(
)
2
A
gl
B
glD
Btg
z
ppk =

;






=
a
z
a
b
fk
D
;
.2

Với chú ý: a; b chiều dài và chiều rộng của móng đã cho (đầu bài)
Các kết quả tính toán trình bày ở bảng 1-4
Bảng 1-4- Kết quả tính US tại trục qua điểm A
Lớp
đất
Điểm
tính
z
i

(m)
bt


b
a.2

b
z.2

k
c

Acn
z

a
b
.2 a

z

k
A

Atg
z


A
z


(8+12)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13)
- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -
- - - - - - - - - - - - -

7
Các kết quả vừa tính cho phép vẽ đợc biểu đồ US bản thân và US gây lún,
thể hiện tơng tự nh trên hình 1-6 (điểm A). Lặp lại bớc 4 ở mục (a) xác định
đợc phạm vi tính lún, lập bảng ghi kết quả tính lún nh bảng 1-3, ta sẽ có kết
quả tính lún tại điểm A.
Chú ý: Tính lún ở điểm B cũng thực hiện nh đối với điểm A, vẽ các
biểu đồ US trên trục đi qua B rồi tính lún.
Trong bài tập lớn này phạm vi tính lún H đợc lấy theo giá trị đã tính lún ở
điểm O để áp dụng cho tính lún ở điểm A và B.
1
bt

z

3
2
2
0
1
m
z

A

z
BO

Hình 1-6- Hình dạng các biểu đồ US qua trục A; O; B.
(Chú ý: Ghi các trị số ứng suất
z
ở đáy các lớp đất phân tố; US
bt
ở đáy
các lớp đất).
Trình bày: Thuyết minh A4; có thể đánh trên máy vi tính hoặc viết tay;
tờ bìa ngoài theo trang 8; Ghi đầy đủ các số liệu đầu bài; Đầu bài theo thứ
tự đợc giao.


8

Học viện kỹ thuật quân sự
Viện kỹ thuật công trình đặc biệt
======= ======










Bài tập lớn
Môn học: cơ học đất

Số thứ tự đầu bài: . . . .


Nội dung: Tính toán độ lún của nền đất

Giáo viên: . . . . . . . . . . . . . .
Học viên: . . . . . . . . . . . . . .
Lớp: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

hà nội /20




9
Phần đánh giá
I)- Thang điểm:
a)-Mục 1: 1,0 điểm;
b)-Mục 2: 0,5 điểm;
c)-Mục 3: 0,5 điểm;
d)-Mục 4: 8 điểm
- Tính lún điểm O: 3,0 điểm;
- Tính lún tại điểm A: 2,5 điểm;
- Tính lún tại điểm B: 2,5 điểm.
II)- Đánh giá:
a)- Sai đầu bài (các số liệu đất nền hoặc tải trọng hoặc kích thớc móng): 0
điểm cho bài tập lớn;
b)- Sai phần nào trừ đểm của phần đó;
c)- Sai các số liệu về US tiếp xúc; tra bảng hệ số ứng suất không đúng, tính hệ
số rỗng không đúng dẫn đến sai các kết quả tính lún-đánh giá sai Mục 4: 0
điểm;
d)- Yêu cầu trình bày thuyết minh sạch sẽ, sáng sủa; hình vẽ phải có tên và
nội dung; cần ghi chú đầy đủ các yếu tố trên hình vẽ ứng với bài làm cụ thể
của mình. Tuỳ theo mức độ thể hiện mà đánh giá trừ điểm theo từng phần.
e)- Tờ bìa ghi đủ thông tin nh chỉ dẫn; nếu thiếu hoặc sai trừ 0,5điểm.