Bài Giảng Cơ Học Đất Đỗ Thanh Hải

CƠ HỌC ĐẤT
(SOIL MECHANICS)
TS. Đỗ Thanh Hải
13/2/2012
Bộ môn Địa Cơ Nền Móng- Khoa Kỹ thuật Xây Dựng
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: BẢN CHẤT VẬT LÍ CỦA ĐẤT
CHƯƠNG 2: PHÂN BỐ ỨNG SUẤT TRONG
ĐẤT
CHƯƠNG 3: BIẾN DẠNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA
NỀN ĐẤT
CHƯƠNG 4: CƯỜNG ĐỘ VÀ SỨC CHỊU TẢI
CỦA ĐẤT NỀN
CHƯƠNG 5: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG
CHẮN
Chương 6: Ổn định mái dốc
CHƯƠNG mở đau
CƠ HỌC ĐẤT
1. Tính chất vật lý của đất
2. Tính chất cơ học của đất
3. Phân bố ứng suất trong đất
4. Biến dạng của đất nền .
5. Sức chòu tải của nền đất




I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ CỦA ĐẤT
1. Mở đầu.
2. Sự hình thành của đất .
3. Cc pha hợp thành đất.

4. Cc chỉ tiêu vật lí và trạng thái .
5. Phân loại đất.



1.Môû ñaàu

Đònh nghóa Đất
1. Định nghóa đất : Tất cả các loại đất
đá rời rạc
2. Sự phát triển của môn học :
-Coulomb (1773) :áp lực đất
-Boussinesq (1885):Ứng suất
-Terzaghi (1925) :Lý thuyết cố kết





Mục đích của việc học cơ học đất
 Phân tích số liệu báo cáo đòa chất
 Sử dụng số liệu cho việc thiết kế nền
và móng công trình
II. Sự hình thành của đất
 Do sự phá hoại làm thay đổi thành phần đá gốc
dưới tác dụng của hóa học và vật lí.
 Đá gốc ( Đá cứng ) :
 Đá macma : Granit,basalt ,andesite, porphire,dolerite…
tạo từ vật liệu nóng chảy lỏng trong lòng hay ngay tại vỏ
quả đất.

 Đá trầm tích : Đá vôi (limestone) , đá cát kết
(sandstone),đá sét (claystone), đá bùn (mudstone)… do
vật liệu lăng đọng trong lớp thủy quyển ( dưới tác đông
của nhiệt và áp lực )
 Đá biến chất : Đá hoa (marble),đá thạch anh
(quartzite),đá phiến (slate),diệp thạch (Schist)

Các loại phong hóa
 Phong hóa hoá học : do các chất HH
có trong thiên nhiên làm vở vụn .
 Phong hóa vật lý :Do nhiệt độ , cơ
học (gió) làm vở vụn .
 Phong hóa sinh học :do tác dụng của
các loài vi sinh .

Các sản phẩm phong hóa
 Bng 1-1
Khóang trong đá Các khoáng trong vụn
đá
Loại đất hình
thành
Thạch anh (quartz) Thạch anh Cát
Moscovite Moscovite Cát mica
Orthoclase feldspar Illiite hoặc Kaolinite Sét sáng màu
Biotite mica Clorite hoặc
vermiculite
Sét sẫm màu
Plagioclase felspar monmorilonite Sét trương nở
4.Các pha hợp thành đất
1. Pha rắn :Gồm các hạt đất

a. Thành phần khoáng : nguyên sinh
(mica, thạch anh ),thứ sinh(sét ,mica
,muối,…)
b. Thành phần hạt :(Thành phần cấp
phối)


PHÂN LOẠI HẠT ĐẤT
1. Thành phần hạt :
* Nhóm hạt thô :đá hộc , cuội , sỏi ,cát .
* Nhóm hạt mòn : bột ,sét , keo .
2. Đặc tính nhóm hạt :
Hạt thô :rời rạc ở trạng thái khô hoặc bảo hòa.
Hạt mòn : có tính deỏ khi chứa một lượng nước
nhất đònh


Pha rắn :Bảng phân loại đất
Bng kích thước nhóm hạt (mm)
Đá
tảng
Cuội Sỏi Cát Bột Sét Keo
Atterber
g
>200 200-
20
20-2 2-0.2 0,2—
0,02
0,02—
0,002

<0.002
ASTM >300 300
75
75
2
2—
0.075
0.075
-
0.005
0.005-
0.001
<0.001
AASHTO > 75 75
2
2—
0.075
0.075
-
0.005
0.005-
0.001
<0.001
QP45-78 >200 200-
10
10-2 2-0.05 0.05-
0.005
Pha rắn :Hình dạng hạt đất
Hình dạng hạt đất ảnh hưởng đến tính chất của đất .
Hình dạng hạt lớn : Tròn nhẳn hoặc góc cạnh.

Hình dạng hạt nhỏ : hình phiến hoặc hình kim mỏng
Hạt có kích thước càng nhỏ có tỉ diện tích càng lớn
nên có nhiều tính chất độc đáo như tính trương nở
, tính dính …
2.Pha lỏng của đất
 Nước trong đất gồm :
 Nước trong khóang vật : Nước trong mạng tinh thể của đất tồn
tại dạng phân tử H
2
O hoặc ion H+,OH-
 Nước kết hợp mặt ngoài ( nước liên kết )
 Nước tự do
Nước hút bám
Nước liên kết mạnh
Nước liên kết yếu
Nước tự do
Hạt đất
3.Pha khí của đất
 Tồn tại trong các lổ rỗng của đất
 Bao gồm :
 Khí tự do : khí kín , khí hở
 Khí hòa tan trong nước
VI.Cc chỉ tiêu vật lý
 Sơ đồ hoá thành phần đất :
Q
Qh
Qk
Qn
V
Vh

Vk
Vn
Vr
Cách xác định hàm lượng % nhóm hạt
Mô tả
Đường kính
(mm)
Hạt thô

Sỏi,
sạn
Thô 60 – 20
Trung 20 – 6,0
Mịn 6,0 – 2,0

Cát
Thô 2,0 – 0,6

Trung 0,6 – 0,2
Mịn 0,2 – 0,05

Bụi
(Silt)

Thô
0,05
–
0,02
Trung
0,02

–
0,005
Mịn
0,005 –
0,002
Hạt mịn
Sét < 0,002
Cách xác định hàm lượng % nhóm hạt
Dựa vào đường cấp phối hạt, là đường biểu
diễn tỉ lệ % các nhóm hạt khác nhau trong
đất, có 2 pp để xác định.
- Phương pháp cơ học hay pp rây sàng:
+ Dùng cho hạt có D > 0,074 mm (# 200), (thí
nghiệm rây sàng).
+ Tính % trọng lượng nhỏ hơn (khối lượng
đất lọt qua rây có đường kính D / khối lượng
tổng cộng của mẫu đất).
Cách xác định hàm lượng
% nhóm hạt
Cách xác định hàm lượng % nhóm hạt