Bài tập lớn cơ học đất

Trường Đại Học Kiến Trúc Hà nội
Khoa Xây Dựng
BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT

Sinh viên thực hiện :Mr JaG Lớp :06D2
Đề bài:
Một móng đơn có kích thước đáy móng
bl ×
,độ sâu chôn móng h được đặt trên
nền dất gồm hai lớp đất dính.Mực nước ngầm nằm sâu hơn mức đáy móng 3m.
Nội lực tại đỉnh móng,tổ hợp cơ bản,tải trọng tiêu chuẩn gồm
tctctc
QMN
000
,,
.
Kết quả khoan khảo sát và thí nghiệm trong phòng đối với các mẫu đất có chiều
cao 20mm cho các giá trị tiêu biểu thể hiện trong Bảng 1.
Kết quả của đường cong nén lún một chiều cho mẫu đất nguyên dạng tiêu biểu
cho mỗi lớp đất xem Bảng 2.
Yêu cầu:
 Xác định các chỉ tiêu vật lý chưa biết và đánh giá trạng tháI đất.Vẽ đường
cong nén lún của mẫu đất ,dựa trên kết quả thí nghiệm nén không nở
hông.
 Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng .
 Tính toán độ lún tại tâm móng theo phương pháp cộng lún các lớp phân
tố.
 Nếu phía dưới lớp cát pha là lớp đá cát kết có tính thấm nước tốt và cho
rằng nước chỉ thoát được xuống phía dưới.Hãy xác định khoảng thời gian
để lớp cát pha đạt tới độ cố kết là 90%.
 Tính độ lún của nền đất theo thời gian _sau 5 năm(theo phương pháp

tầng tương đương).
Số liệu tính toán

l(m) b(m) h(m)
tc
N
0
(kN)
tc
M
0
(kNm)
tc
Q
0
(kN)
3,6 2,9 1,6 580 120 40

Bảng 1:Số liệu về nền đất

ST
T
Lớp đất
H

(m)
w
γ

(kN/m
3
)
W
(%)
∆


W
nh

(%)
W
d

(%)
K
(m/s)
II
ϕ

(
0
)

II
c

(kPa
)

1 Sét pha 4,5 18,5 32 2,72
40,
5
27 1,2.10
-9

2
8
14
2 Cát pha 8 19,2 28 2,68 32 24 2,2.10
-8
3
3
6

Bảng 2:Số liệu thí nghiệm tư đường cong nén lún Oedometer

Tải trọng
(kPa)
Số đọc đồng hồ đo lún
(0.01mm)
Sét pha Cát pha
0 0 0
50 34 17
100 62 31
Tr
ườ
ng
Đạ
i H

ọ
c Ki
ế
n Trúc Hà n
ộ
i
Khoa Xây D
ự
ng
BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT

Sinh viên th
ự
c hi
ệ
n :Mr JaG L
ớ
p :06D2
200 105 54
300 138 72
400 162 84




Bài làm:
1) Các chi tiêu cơ lý của đất, đánh giá trạng thái của đất.Vẽ đường cong nén
lúncủa mẫu đất, dựa trên kết quả nén không nở hông.
a)Các chỉ tiêu cơ lý của đất:

SÐt pha C¸t pha
27,2 26,8
0,94 0,79
0,48 0,44
14,144 15,008
0,925 0,954
8,866 9,385
18,866 19,385
Lo¹i ®Êt
Th«ng sè
h n
γ γ
=∆
1
)01,01(
−
+∆
=
W
n
W
e
γ
γ
1
e
n
e
=

+
( )
1
k h
n
γ γ
= −
( )
Wn
n
W
W
G
γγ
γ
−+∆
×∆
=
01,01
01,0
( )
1
1
n
dn
e
γ
γ
∆ −
=

+
bh dn n
γ γ γ
= +


-Đất sét pha:

37,0
275,40
2732
=
−
−
=
−
−
=
dnh
d
s
WW
WW
I
⇒
Đất ở trạng thái dẻo.

-Đất cát pha:

5,0

2432
2428
=
−
−
=
−
−
=
dnh
d
s
WW
WW
I

⇒
Đất ở trạng thái dẻo.
c)Vẽ đường cong nén lún của đất:
Tính hệ số rỗng e tương ứng với các cấp áp lực nén:
Công thức:
( )
0
0
1
i
i
s e
e e
h

+
= − với h=20mm
Bảng kết quả tính toán:

Cấp tải Tải trọng
(kPa)
e Sét pha Cát pha
Tr
ườ
ng
Đạ
i H
ọ
c Ki
ế
n Trúc Hà n
ộ
i
Khoa Xây D
ự
ng
BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT

Sinh viên th
ự
c hi
ệ
n :Mr JaG L
ớ
p :06D2

0 0
0
e

0.94 0.787
1 50
1
e

0.907 0.772
2 100
2
e

0.879 0.759
3 200
3
e

0.838 0.739
4 300
4
e

0.806 0.723
5 400
5
e

0.783 0.712

0,94
0,783
0,806
0,838
0,879
0,907
50 100 200 3000 400

Biểu đồ đường cong nén lún của sét pha

Tr
ườ
ng
Đạ
i H
ọ
c Ki
ế
n Trúc Hà n
ộ
i
Khoa Xây D
ự
ng
BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT

Sinh viên th
ự
c hi
ệ
n :Mr JaG L
ớ
p :06D2

0,723
0,712
0,739
0,772
50 100 200 3000
0,759
400

Biểu đồ đường cong nén lún của cát pha



2)Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng :
a.Xác định ứng suất dưới đáy hố móng hình chữ nhật b
l
×
=2,9
×
3,6
-Coi móng là tuyệt đối cứng .
-Nội lực tiêu chuẩn xác định điểm cos đáy móng
N

tc
=N
0
tc
+ F
×
h
m
’

×
tb
λ

=580+2,9
×
3,6
×
1,2
×
20=830,56(kN)
M
tc
=M
0
tc
+Q
0
tc

×
h
m
’

=120 + 40
×
1,2 =168 (kNm)
Q
tc
= Q
0
tc
=40 ( kN )
Trong đó :F =l
×
b là diện tích đáy móng

tb
λ
là trọng lượng riêng trung bình của vật liệu làm móng và đắp
trên móng
Móng chị tải lệch tâm theo 1 phương,áp suất tiếp xúc tại mức đáy móng phân
bố theo quy luật phẳng.

2
min
max
6,39,2
6168

6,39,2
56,830
×
×
±
×
=±=
W
M
F
N
P
tc
tc
tc







=
=
⇒
kNP
kNP
tc
tc
735,52

375,106
min
max

kN
PP
P
tctc
tc
tb
555,79
2
minmax
=
+
=⇒
Tr
ườ
ng
Đạ
i H
ọ
c Ki
ế
n Trúc Hà n
ộ
i
Khoa Xây D
ự
ng

BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT

Sinh viên th
ự
c hi
ệ
n :Mr JaG L
ớ
p :06D2
Để đảm bảo giả thuyết tính lún theo phương pháp thường dùng ta xem đất là
1 vật thể tuyến tính .Ta có ứng suất tác dụng lên mỗi lớp đất phải nhỏ hơn áp
lực tiêu chuẩn của lớp đất ấy R
tc.

-ứng suất tác dụng :
+ứng suất tác dụng lên lớp thứ nhất bằng ứng suất trung bình ở đáy móng (do
móngnằm trong lớp thứ nhất)
kNP
tc
tbz
555,79
1
==
σ

+ứng suất tác dụng lên lớp thứ 2 bằng ứng suất bản thân cộng với ứng suất
gây lún tại điểm có độ sâu 4,5mtừ mặt đất từ trục qua tâm móng.

)(45,4
¦2

hPK
setpha
W
tc
tbg
Setpha
Wz
×−×+×=
γγσ

Tìm
g
K :Chia diện tích đáy móng ra làm 4 phần bằng nhau .

Tính cho 1 phần và nhân kết quả với 4
Z =4,5 m
b’=1,45m
l’ =1,8 m

1,45
1,8
3,6
2,9


1,3
45,1
5,4
'
==

b
Z
;
24,1
45,1
8,1
'
'
==
b
l

Tra bảng III-3, có:
g
K =0,0506

36,93)6,15,18555,79(0506,045,185,4 =×−××+×=⇒
z
σ
(kN/m
2
)
-áp lực tiêu chuẩn của các lớp đất tính theo công thức :
R
tc
=
⋅
tc
21
K

mm .
(A.b.
γ
II
+ B.h.
γ
II
’ + D.C
II
-
γ
II
’.h
o
)

Trong đó:m
1
, m
2
: Hệ số điều kiện làm việc của nền và móng.
K
tc

= 1,1: Hệ số độ tin cậy.
+Lớp thứ nhất sét pha ,có: C
II
=14 (kPa)

0

28
=
ϕ

Tra bảng V-5 ta có: A=0,98 ; B= 4,93 ; D =7,4

=
⇒
tc
R
1

⋅
1,1
0,1.2,1
(0,98.2,9.18,5 + 4,93.1,6.18,5 + 7,4.14) = 219,9 (kN/m
2
)

+Lớp thứ hai cát pha ,có: C
II
=6 (kPa)