[Xây Dựng] Giáo Trình Cơ Học Ứng Dụng - Cơ Học Đất (Lê Xuân Mai) phần 4 ppt

Dòng thấm

CHƯƠNG 3

§1. ỨNG SUẤT ĐỊA TĨNH VÀ SỰ PHÂN BỐ ỨNG SUẤT TRONG LÒNG ĐẤT
Mục tiêu của chương này:
- Biết có 3 loại ứng suất trong lòng đất: Ứng suất do Trọng lượng bản thân, do
tải trọng ngoài, và loại ứng suất phát sinh khi có dòng thấm. Mỗi loại ứng suất
đều có thành phần thẳng đứng và thành phần nằm ngang. Riêng đối với ứng
suất gây ra do tải trọng ngoài thẳng đứng, tính (tra bảng) thành phần thẳng
đứng theo công thức, sau đó suy ra thành phần nằm ngang theo hệ số áp lực
ngang (tuỳ theo loại đất).
- Hiểu rõ có sự khác nhau về qui luật phân bố ứng suất các loại để tùy trường
hợp cụ thể mà sử dụng trong các tính toán kiểm tra nền, tính lún (liên hệ đến
các thông số nén lún) và phạm vi giới hạn của nền dưới móng.
Thành phần nằm ngang của ứng suất trong đất cần được xét qua ứng suất hữu
hiệu (chứ không phải ứng suất tổng cộng). Phân biệt hệ số áp lực ngang trạng
thái nghỉ (khi không có chuyển vò ngang trong đất) và không thuộc trạng thái
nghỉ (hệ số áp lực chủ động và hệ số áp lực bò động bắt đầu có chuyển vò ngang
trong đất)
- Làm được gì sau khi học chương này ?
Vẽ được chính xác đường phân bố ứng suất trong đất do trọng lượng bản thân,
do tải ngoài và do dòng thấm. Đó sẽ là những cơ sở quan trọng trong các tính
toán sức chòu tải của nền, tính toán độ lún tuyệt đối (đó là độ lún sau khi hoàn
tất cố kết cơ sở), và áp lực ngang của đất lên các cấu trúc chắn đất về sau.
1. Các thành phần ứng suất trong đất
Ứng suất tại một đỉểm trong khối đất được phân chia thành 2 loại chính:
- Ứng suất đòa tónh (geostatic stress) có thể hiểu là áp lực tính từ trọng lượng bản thân.
- Ứng suất phụ thêm Do tải trọng ngoài của công trình
Những ứng suất trong đất phải thỏa mãn 3 tiêu chí sau:
- Điều kiện cân bằng

- Tính tương thích giữa biến dạng và dòch chuyển
- Quan hệ ứng suất biến dạng
Vì quan hệ ứng suất biến dạng trong đất rất phức tạp, nên các giả thiết về ứng xử đàn hồi
tuyến tính là gần đúng đầu tiên lấy làm nền tảng để giải các bài toán phân bố ứng suất trong đất.
Cụ thể là lời giải Boussinesque và Flamant đã đáp ứng hai tiêu chí đầu (tức điều kiện cân bằng
và tương thích) nhưng đã bỏ qua một số đặc trưng của đất,thí dụ sự tăng độ cứng theo độ sâu…
Chúng ta sẽ thấy sau đây là, ứng suất trong đất phân bố theo qui luật thủy tónh, theo đó ứng suất
theo mọi phương phải bằng nhau, nhưng thực tế các phép đo thực nghiệm không phản ảnh điều
đó: Ứng suất thẳng đứng sai khác so với ứng suất nằm ngang qua hệ số áp lực ngang trạng thái
nghỉ.
1.1 Ứng suất đòa tónh :
Sự phân bố ứng suất trong lòng đất Ứng suất đòa tónh
-->