Bài tập lớn cơ học đất K45-Đh Xây Dựng

Bài tập lớn cơ học đất Gvhd: Nguyễn Thái


Đề bài : Cho móng cứng d
Đề bài : Cho móng cứng d
ới cột nh
ới cột nh
sau
sau






N
N
tc
tc






M
M
tc
tc

H
H
m
m
H
H
1
1






H
H
2
2


b
b

l
l




Số liệu :
Số liệu :


N
N
tc
tc
= 59,7 (t) M
= 59,7 (t) M
tc
tc
=1,5 (tm)
=1,5 (tm)


H
H
1
1

=3,4 (m) H
=3,4 (m) H
2
2
= 5,1 (m)
= 5,1 (m)


b = 2,1(m) l = 2,5(m)
b = 2,1(m) l = 2,5(m)


Yêu cầu :
Yêu cầu :


1)Phân loại đất ( Xác định tên đất & trạng thái) , chọn chiều sâu H
1)Phân loại đất ( Xác định tên đất & trạng thái) , chọn chiều sâu H
m
m


2)Tính lún ổn định tại tâm móng
2)Tính lún ổn định tại tâm móng


3)Kiểm tra hệ số an toàn vế sức chịu tải
3)Kiểm tra hệ số an toàn vế sức chịu tải
Sv : Nguyễn Hữu Thẩm _ Lớp 45XD3
1

1
2
2
3
3
Số liệu địa chất các lớp đất
Số liệu địa chất các lớp đất
Lớp I: Số thứ tự 3
Lớp I: Số thứ tự 3
Thành phần (%) hạt t
Thành phần (%) hạt t
ơng ứng với các cỡ hạt
ơng ứng với các cỡ hạt
W%
W%


Sức
Sức


kháng
kháng


xuyên
xuyên


tĩnh

tĩnh


q
q
c
c
(Mpa)
(Mpa)


(t/m
(t/m
3
3
)
)
Hạt cát
Hạt cát
Hạt bụi
Hạt bụi
Hạt sét
Hạt sét
Thô
Thô
To
To
Vừa
Vừa
Nhỏ

Nhỏ
Mịn
Mịn
Đ
Đ
ờng kính cỡ hạt(mm)
ờng kính cỡ hạt(mm)
2-1
2-1
1-0.5
1-0.5
0,5-0,25
0,5-0,25
0,25-0,1
0,25-0,1
0,1-0,05
0,1-0,05
0,05-0,01
0,05-0,01
0,01-0,002
0,01-0,002
<0,002
<0,002
0,5
0,5
2
2
20
20
28,5

28,5
16
16
14,5
14,5
13
13
5,5
5,5
19,2
19,2
2,64
2,64
3,6
3,6
1,848
1,848
Lớp thứ hai: Số thứ tự 44
Lớp thứ hai: Số thứ tự 44
Độ
Độ
ẩm tự
ẩm tự
Giới
Giới
hạn
hạn
Giới
Giới
hạndẻo

hạndẻo




Dung
Dung
trọng
trọng
Tỷ
Tỷ
trọng
trọng


Góc
Góc
ma
ma
Lực dính
Lực dính


c
c
Kết quả T.N nén ép e-p với lực
Kết quả T.N nén ép e-p với lực


nén p(Mpa)

nén p(Mpa)
K.q
K.q
xuyên
xuyên
K.q
K.q
xuyên
xuyên
tiêu
tiêu
50
50
100
100
150
150
200
200
36,2
36,2
38,8
38,8
23,1
23,1
1,76
1,76
2,64
2,64
6

6
o
o
50
50
'
'
0,08
0,08
0,996
0,996
0,948
0,948
0,917
0,917
0,895
0,895
0,28
0,28
3
3
Lớp thứ ba : Số thứ tự 96
Lớp thứ ba : Số thứ tự 96
Độ
Độ


ẩm tự
ẩm tự

Giới
Giới


hạn
hạn


nhão
nhão


Giới
Giới


hạndẻo
hạndẻo


Dung
Dung


trọng
trọng


tự

tự


Tỷ
Tỷ


trọng
trọng


hạt
hạt
Góc
Góc


ma
ma


sát
sát


Lực dính
Lực dính


c

c


Kết quả T.N nén ép e-p với lực
Kết quả T.N nén ép e-p với lực


nén p(Mpa)
nén p(Mpa)
K.q
K.q


xuyên
xuyên


tĩnh
tĩnh


K.q
K.q


xuyên
xuyên


tiêu

tiêu


100
100
200
200
300
300
400
400
28,7
28,7
48,9
48,9
29,5
29,5
1,90
1,90
2,71
2,71
18
18
o
o
00
00
'
'
0,40

0,40
0,813
0,813
0,795
0,795
0,780
0,780
0,767
0,767
3,7
3,7
26
26
Bài tập lớn cơ học đất Gvhd: Nguyễn Thái
B
B
ài làm:
ài làm:
I
I
) Phân loại đất (xác định tên đất và trạng thái), chọn chiều sâu h
) Phân loại đất (xác định tên đất và trạng thái), chọn chiều sâu h
m
m




+Lớp thứ I:
+Lớp thứ I:

Khối l
Khối l
ợng hạt có đ
ợng hạt có đ
ờng kính lớn hơn 0,1mm chiếm : nhỏ hơn 75% .Vậy đất ở lớp 1 là cát bột
ờng kính lớn hơn 0,1mm chiếm : nhỏ hơn 75% .Vậy đất ở lớp 1 là cát bột


Với kết quả sức kháng xuyên tĩnh q
Với kết quả sức kháng xuyên tĩnh q
c
c
= 36MPa ta có thể kết luận lớp 1 ở trạng
= 36MPa ta có thể kết luận lớp 1 ở trạng
thái chặt vừa ( 20< q
thái chặt vừa ( 20< q
c
c
< 70)
< 70)




e
e
o1
o1
=
=

( )


11
01,01 W
n
+
-1 =
-1 =
( )
48,18
10192,0164,2
+
-1 =0,703
-1 =0,703
G =
G =
e
W

.01,0
=
=
703,0
64,22,1901.0 xx
= 0,721
= 0,721
Vậy lớp đất thứ nhất là cát bột ở trạng thái chặt vừa
Vậy lớp đất thứ nhất là cát bột ở trạng thái chặt vừa
Lớp thứ II:

Lớp thứ II:
+)Chỉ số dẻo : A = W
+)Chỉ số dẻo : A = W
nh
nh
- W
- W
d
d
=38,8%- 23,1% = 15,7 (%) < 17 (%)
=38,8%- 23,1% = 15,7 (%) < 17 (%)


đất sét
đất sét
+) Độ sệt B :
+) Độ sệt B :


B =
B =
dnh
d
WW
WW


=
=
1,238,38

1,232,36


= 0,834
= 0,834
Vậy lớp 2 ở trạng thái dẻo sệt
Vậy lớp 2 ở trạng thái dẻo sệt
Lớp thứ III:
Lớp thứ III:
+)Chỉ số dẻo : A = W
+)Chỉ số dẻo : A = W
nh
nh
- W
- W
d
d
= 48,9% - 29,5% = 19,4%
= 48,9% - 29,5% = 19,4%


A> 17%
A> 17%
+) Độ sệt B :
+) Độ sệt B :


B =
B =
dnh

d
WW
WW


=
=
5,299,48
5,297,28


= - 0,041 < 0
= - 0,041 < 0
B = - 0,041< 0
B = - 0,041< 0


Trạng thái rắn
Trạng thái rắn
Vậy lớp đất thứ III là đất sét pha ở trạng thái rắn
Vậy lớp đất thứ III là đất sét pha ở trạng thái rắn
Nhận xét :
Nhận xét :
Đất nền công trình gồm ba lớp :
Đất nền công trình gồm ba lớp :
Lớp I: Cát bụi ở trạng thái chặt vừa dày 3,4m
Lớp I: Cát bụi ở trạng thái chặt vừa dày 3,4m
Lớp II: Đất sét pha ở trạng thái dẻo sệt dày 5,1m
Lớp II: Đất sét pha ở trạng thái dẻo sệt dày 5,1m
Lớp III: Đất sét ở trạng thái rắn

Lớp III: Đất sét ở trạng thái rắn
Móng chụi tải trọng đặt tại tâm N = 59,7 ; M = 1,5(T/m)
Móng chụi tải trọng đặt tại tâm N = 59,7 ; M = 1,5(T/m)
Nhận thấy lớp đất I là cát bụi chặt vừa có thế làm nền móng cho công trình . Lớp II là lớp sét
Nhận thấy lớp đất I là cát bụi chặt vừa có thế làm nền móng cho công trình . Lớp II là lớp sét


pha dẻo sệt ,yếu không tốt cho việc làm móng . Lớp III là sét cứng rất tốt cho việc làm móng
pha dẻo sệt ,yếu không tốt cho việc làm móng . Lớp III là sét cứng rất tốt cho việc làm móng


,tuy nhiên nó lại ở độ sâu 8,5m nên nếu đào móng tới lớp này thì không kinh tế . Do đó ta
,tuy nhiên nó lại ở độ sâu 8,5m nên nếu đào móng tới lớp này thì không kinh tế . Do đó ta
chọn đặt móng ở lớp đất thứ nhất . Ta chọn chiều sâu chôn móng là 1m
chọn đặt móng ở lớp đất thứ nhất . Ta chọn chiều sâu chôn móng là 1m
2)Tính lún tại tâm móng
2)Tính lún tại tâm móng
Tr
Tr
ớc hết ta xác định ứng suất d
ớc hết ta xác định ứng suất d
ới đế móng . Nếu xem móng là cứng tuyệt đối , giả thiết tính
ới đế móng . Nếu xem móng là cứng tuyệt đối , giả thiết tính
biến của nền nh
biến của nền nh
mô hình Winkler thì ứng suất tiếp xúc sẽ phân bố theo luật bậc nhất trị số
mô hình Winkler thì ứng suất tiếp xúc sẽ phân bố theo luật bậc nhất trị số
của nó xác định theo công thức lệch tâm của Sức bền vật liệu .Ta có ứng suất của đáy
của nó xác định theo công thức lệch tâm của Sức bền vật liệu .Ta có ứng suất của đáy
mónglà:

mónglà:
Sv : Nguyễn Hữu Thẩm _ Lớp 45XD3
Bài tập lớn cơ học đất Gvhd: Nguyễn Thái
P
P
o
o
=
=


tb
tb
.h +
.h +
F
N
W
M



tb
tb
- trọng l
- trọng l
ợng riêng trung bình của vật liệu móng và đất đắp trên móng thông th
ợng riêng trung bình của vật liệu móng và đất đắp trên móng thông th
ờng lấy
ờng lấy

tb
tb
=
=
20 kN/m
20 kN/m
3
3
h- độ sâu đặt móng : 1m
h- độ sâu đặt móng : 1m
F ,W- diện tích và mô đun chống uốn của tiết diện đáy móng
F ,W- diện tích và mô đun chống uốn của tiết diện đáy móng
Đổi đơn vị
Đổi đơn vị
M = 1,5t/m
M = 1,5t/m
3
3
=15 kN/m
=15 kN/m
3
3
N = 59,7t =597 kN
N = 59,7t =597 kN
P
P
o
o

= 20x1 +
= 20x1 +
2
5,21,2
615
5,21,2
597
x
x
x

P
P
omax
omax
= 140,51kN
= 140,51kN
P
P
omin
omin
= 126,56 kN
= 126,56 kN
P
P
otb
otb
=
=
2

56,12657,140
+
=133,57 kN
=133,57 kN
Nh
Nh
đã biết các ph
đã biết các ph
ơng pháp tính toán độ lún (biến dạng ) của nền đất th
ơng pháp tính toán độ lún (biến dạng ) của nền đất th
ờng dựa trên cơ sở giả
ờng dựa trên cơ sở giả
thiết xem đất nh
thiết xem đất nh
một vật thế biến dạng tuyến tính . Muốn đảm bảo nh
một vật thế biến dạng tuyến tính . Muốn đảm bảo nh
vậy ta kiểm tra để ứng
vậy ta kiểm tra để ứng
suất tác dụng lên mỗi lớp đất phải nhỏ hơn qpa lực tiêu chuẩn R
suất tác dụng lên mỗi lớp đất phải nhỏ hơn qpa lực tiêu chuẩn R
tc
tc
của lớp đất ấy :
của lớp đất ấy :
Khi tính ứng suất do trọng l
Khi tính ứng suất do trọng l
ợng bản thân , đối với những tầng đất nằm thấp hơn tầng n
ợng bản thân , đối với những tầng đất nằm thấp hơn tầng n
ớc
ớc

ngầm , phải dùng trọng l
ngầm , phải dùng trọng l
ợng riêng đẩy nổi :
ợng riêng đẩy nổi :


- Lớp thứ I:
- Lớp thứ I:


e
e
o1
o1
=
=
( )


11
01,01 W
n
+
-1 =
-1 =
( )
48,18
10192,0164,2
+
-1 =0,703:

-1 =0,703:
trọng l
trọng l
ợng riêng đẩy nổi
ợng riêng đẩy nổi




đn1
đn1
=
=


nn2
nn2
-
-


n
n
=
=
( )
01
1
1
1

e
n
+


=
=
( )
703,01
10164,2
+

=9,63 kN/m
=9,63 kN/m
3
3


- Lớp thứ II:
- Lớp thứ II:
e
e
o2
o2
=
=
( )
2
22
01,01

W
n
+
-1 =
-1 =
( )
18
10362,0166,2
+
- 1=1,01
- 1=1,01
trọng l
trọng l
ợng riêng đẩy nổi
ợng riêng đẩy nổi


đn2
đn2
=
=


nn2
nn2
-
-

n
n
=
=
( )
02
2
1
1
e
n
+


=
=
( )
01,11
10166,2
+

= 8,26 kN/m
= 8,26 kN/m
3
3


Lớp thứ III
Lớp thứ III

e
e
o3
o3
=
=
( )
3
33
01,01


W
n
+
-1 =
-1 =
( )
19
10489,0171,2
+
-1 =1,12
-1 =1,12
trọng l
trọng l
ợng riêng đẩy nổi
ợng riêng đẩy nổi

đn3
đn3
=
=


nn3
nn3
-
-


n
n
=
=
( )
03
3
1
1
e
n
+


=
=
( )

12,11
10171,2
+

= 8,07 kN/m
= 8,07 kN/m
3
3
ứng suất tác dụng lên:
ứng suất tác dụng lên:
- Lớp đất thứ nhất bằng ứng suất trung bình ở đáy móng
- Lớp đất thứ nhất bằng ứng suất trung bình ở đáy móng


z
z
=P
=P
otb
otb
=133,57kN/m
=133,57kN/m
2
2
Sv : Nguyễn Hữu Thẩm _ Lớp 45XD3