CO HOC DAT CHUONG 1

CƠ HỌC ĐẤT


NỘI DUNG
Chương 1: BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT
Chương 2: PHÂN BỐ ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT
Chương 3: CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ HỌC VÀ TÍNH
TOÁN ĐỘ LÚN CHO NỀN
Chương 4: ỔN ĐỊNH VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA
NỀN
Chương 5: ÁP LỰC ĐẤT TRÊN TƯỜNG CHẮN


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Cơ Học Đất, NXB Giáo Dục
2. Bài Tập Cơ Học Đất, NXB Giáo Dục
3. Cơ Học Đất, Châu Ngọc Ẩn, NXB ĐHQG
4. Cơ Học Đất, Whitlow, NXB Giáo Dục


CHƯƠNG 1

BẢN CHẤT VẬT LÝ
CỦA ĐẤT


Rắn

 Q = Q a + Qw + Qs
V=V +V +V

Vs

V

Q

Nước

Vw Va
Vv

Qw Qa

Không khí

Qs

I.1 Các chỉ tiêu tính chất và trạng thái
của đất:
I.1.1 Các chỉ tiêu tính chất:

 Vv = Va + Vw


TRỌNG LƯỢNG RiÊNG TỰ NHIÊN
(DUNG TRỌNG)
Là trọng lượng của một
đơn vị thể tích đất ở trạng
thái tự nhiên (đất ướt)
•Đất tốt:

•Trung bình:
•Yếu:
•Bùn yếu:

Q
γ =
V

γ > 19 kN/m3
γ = 17 ÷ 19 kN/m3
γ < 17 kN/m3
γ = 14 ÷ 16 kN/m3

Đơn vị: kN/m3; G/cm3; T/m3


TRỌNG LƯỢNG RiÊNG NO
NƯỚC (BÃO HÒA)
Là trọng lượng của một đơn vị thể
tích đất ở trạng thái no nước (bão hòa các lỗ rỗng chứa đầy nước)

γ sat

Qs + Q 'w
=
V

Đơn vị: kN/m3; G/cm3; T/m3

TRỌNG LƯỢNG RiÊNG ĐẨY NỔI
Là trọng lượng riêng của đất nằm dưới
mực nước ngầm có xét đến lực đẩy
Archimède.

QS − QW QS − γ W .VW
γ '=
=
V
V

Được sử dụng trong tính toán nền
móng khi phần đất đang xét nằm dưới MNN
Khi mẫu đất bão hoà hoàn toàn:

γ ' = γ sat − γ w ; γ w ≈ 10kN / m

3


TRỌNG LƯỢNG RiÊNG KHÔ
Là trọng lượng của một đơn vị thể
tích đất ở trạng thái hoàn toàn khô

γd

Qs
3
=
≈ 16( kN / m )

V

Trọng lượng riêng khô của đất được
sử dụng trong việc kiểm tra độ chặt của
nền đường, nền san lấp
Đơn vị: kN/m3; G/cm3; T/m3


TRỌNG LƯỢNG RiÊNG HẠT
Là trọng lượng của một đơn vị thể
tích đất ở trạng thái hoàn toàn chặt khô

Qs
3
γs =
≈ (25 ÷ 29) kN / m
Vs
Đơn vị: kN/m3; G/cm3; T/m3


TỶ TRỌNG HẠT
Là tỷ số giữa trọng
lượng riêng hạt và
trọng lượng riêng nước
•Cát
•Cát pha bụi
•Sét
•Đất hữu cơ

γs

Gs =
γw

Gs = 2,65 ÷ 2,67
Gs = 2,67 ÷ 2,70
Gs = 2,70 ÷ 2,80
Gs < 2,0


ĐỘ ẨM (ĐỘ CHỨA NƯỚC)
Là tỷ số giữa trọng lượng nước
trong lỗ rỗng Qw và trọng lượng hạt Qs

Qw
W =
x100%
Qs
Đất càng yếu thì có độ ẩm càng lớn.
Đơn vị: %


ĐỘ BÃO HÒA (ĐỘ NO NƯỚC)
Là tỷ số giữa thể tích nước trong lỗ
rỗng Vw và thể tích lỗ rỗng Vv
Đơn vị: %

Vw
Sr =
x100%
Vv

•Sr ≤ 50% : đất ít ẩm
•50% < Sr ≤ 85% : đất hơi
ẩm
•Sr > 85% : đất bão hòa.


HỆ SỐ RỖNG & ĐỘ RỖNG
Hệ số rỗng là tỷ số
giữa thể tích phần rỗng Vv
và thể tích phần hạt Vs

Vv
e=
Vs

Độ rỗng là tỷ số giữa
thể tích phần rỗng Vv và
thể tích mẫu đất V

Vv
n=
V


I.1.2 Các công thức tính đổi:
Gs γ w (1 + 0,01 w)
e=
−1
γ

γs
e=
−1
γd
n
e=
100 − n

e
n=
(%)
1+ e


0,01w Gs
Sr =
(%)
e

γd
γs =
1− 0,01n


γ
γd =
1+ 0,01 w
(Gs −1) γ w
γ'=

1+ e


VÍ DỤ:
VD1. Cho một mẫu đất sét, trạng thái dẻo
cứng, có chiều cao 4 cm và đường kính d =
6.4cm, cân nặng 235g. Khối lượng đất sau khi
sấy khô cân nặng 200g. Tỷ trọng hạt Gs =
2.68. Lấy trọng lượng riêng của nước là γ w =
10kN/m3. Xác định các đặc trưng sau của mẫu
đất trên:
a.Trọng lượng riêng tự nhiên γ (kN/m3)
b. Độ ẩm W%
c.Hệ số rỗng e
d.Trọng lượng riêng khô γ d (kN/m3)


VD2. Trọng lượng riêng của cát trên
mực nước ngầm là γ = 19kN/m3 và độ ẩm
tương ứng là 15%. Tỷ trọng của hạt cát là
2.65. Tính:
a. Trọng lượng riêng của cát khi ngập
nước (Trọng lượng riêng đẩy nổi).
b. Trọng lượng riêng no nước của cát.
c. Độ ẩm của cát đó dưới mực nước
ngầm.


VD3. Xác định trọng lượng riêng ướt của
một lớp đất cát nằm dưới mực nước

ngầm, biết tỷ trọng hạt của cát là Gs= 2.65;
độ rỗng n = 35%.


I.1.2 Các chỉ tiêu trạng thái
I.1.2.1 Các chỉ tiêu trạng thái của đất
dính (sét, sét pha cát, cát pha sét…)
Tùy theo độ ẩm mà đất hạt mịn có thể ở những trạng thái
khác nhau. Ta có thể biểu diễn các trạng thái của đất theo
quan hệ W – V
Thể
tích V

Giới hạn co: Wco
Giới hạn dẻo: Wd = Wp
Giới hạn nhão: Wnh = WL

Độẩ
m tựnhiê
nW

T.thá
i
rắ
n

T.thá
i
nữ
a rắ

n

Wco

Wp

T.thá
i
nhã
o

T.thá
i
dẻ
o

WL

Độẩ
m
W%


Xác định chỉ số dẻo  Phân loại đất dính

Ip = A = WL - Wp
7

Ip
Cát pha

17
Sét pha

Sét

Xác định độ sệt  Phân loại trạng thái của đd

W − WP
IL = B =
IP


Xác định trạng thái của đất dựa vào độ sệt
TÊN ĐẤT VÀ TRẠNG
THÁI
Cát pha

Sét pha,
sét

ĐỘ SỆT IL

Rắn

IL < 0

Dẻo

0 ≤ IL ≤ 1

Nhão

IL > 1

Rắn

IL < 0

Nữa rắn

0 ≤ IL ≤ 0.25

Dẻo cứng

0.25 < IL ≤ 0.5

Dẻo mềm

0. 5 < IL ≤ 0.75

Dẻo nhão

0. 75 < IL ≤ 1

Nhão

IL > 1

I.1.2.2 Các chỉ tiêu trạng thái của đất rời
(cát, sỏi, đất hòn lớn…)

Hệ số
rỗng:
LOẠI ĐẤT
Cát sỏi, thô, vừa
Cát nhỏ
Cát bột

Vv
γs
e=
=
−1
Vs
γd
CHẶT

CHẶT VỪA

XỐP

0.55 ≤ e ≤
e < 0.55
e > 0.7
0.7
0.6 ≤ e ≤
e < 0.6
e > 0.75

0.75
e < 0.6 0.6 ≤ e ≤ 0.8 e > 0.8


Độ chặt tương đối D:

emax − e
D=
emax − emin
D

Trạng thái của đất

0 ≤ D < 0,33

Xốp

0,33 ≤ D < 0,67

Chặt vừa

0,67 ≤ D ≤ 1,0

Chặt