chuong 2 P1(MAC)SV

09/08/2016

CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT
 Tính chất cơ học của đất bao gồm :
 Tính thấm của đất
 Tính biến dạng của đất

CHƯƠNG 2:
TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT

 Tính chống cắt của đất (tính bền)
 Tính đầm chặt của đất
 Nhiệm vụ :
 Xác định được các đặc trưng biến dạng Tính được lún
 Xác định được các đặc trưng chống cắt

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

BÀI 1: TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

BÀI 1: TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

1.

Các định nghĩa

2.

Định luật Darcy

3.

Điều kiện đủ của dòng thấm

4.

Thí nghiệm xác định hệ số thấm

5.

Hệ số thấm của một số loại đất

6.

Áp lực dòng thấm lên đất

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT
Cột nước áp : cột nước trong ống

phép dòng nước đi qua dưới một
điều kiện thuận lợi nào đó
Dòng nước đi
qua
Điều kiện thuận lợi :
 Lỗ rỗng đủ lớn ( điều kiện bên trong)
 Áp lực đủ lớn (điều kiện bên ngoài)

Hạt Đất
Lỗ rỗng

Chiều cao cột nước áp (hp):

chiều cao cột nước dâng lên :
từ điểm đặt (A)  mặt nước
Chiều cao cột nước thế (hz):
chiều cao cột nước kể từ điểm đặt
(A) đến mặt chuẩn so sánh nào đó
được chọn;
 Cột nước tổng (H):
tổng chiều cao cột nước kể từ
mức so sánh đến mặt nước
dâng:
H = hp + hz

hpA

Khối Đất

hzA

 Tính thấm : tính chất của đất cho

Ống đo
cột nước

HA

1.1 Các khái niệm cơ bản:

A

Mức so sánh

1


09/08/2016

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT
Gradient thủy lực (độ dốc thủy lực): là cường độ thay
đổi cột nước tổng trên một đơn vị chiều dài dòng chảy,
kí hiệu I:
LAB – khoảng cách
giữa hai điểm A và B

hpA

HB

hpB

DHAB

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

 Gradient thủy lực tại một điểm:

HA

B

hzB

hzA

h(x) :hàm cột nước
A

tổng thay đổi theo
hướng dòng chảy

Mức so sánh

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

1.2 Định luật Darcy

1.2 Định luật Darcy (tiếp)

• v: Vận tốc thấm, (m/s) lưu lượng nước thấm qua một

• k : hệ số thấm (cm/s) : đặc trưng cho tính thấm của đất
o Đơn vị vận tốc
o Thể hiện nước chảy trong đất thế nào
o Biến thiên rất lớn với mỗi loại đất
o Xác định bằng thí nghiệm

đơn vị diện tích vuông góc dòng thấm

Lưu ý:

Diện tích thấm A bao gồm cả cốt đất: vthực > v
Do nước chỉ thấm qua lỗ rỗng: vthực = v/n = v(1 + e)/e

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT
•

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT
v

Định luật Darcy
Biểu diễn sự biến thiên

Đất hạt thô

Đất hạt mịn
3

của gradient thủy lực
và vận tốc thấm

1 1’
I

0

2

I* Io I’

I

Quan hệ : v - i

2


09/08/2016

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT
1.3.1 Thí nghiệm với cột nước không đổi

1.3 Thí nghiệm xác định hệ số thấm

Đường tràn

 Nguyên tắc :
 Lưu lượng q thấm qua 1 mẫu đất bão hòa
 Cột nước áp h sinh ra dòng thấm
 Sử dụng định luật Darcy

Trình tự thí nghiệm:
o Đo chênh cao cột nước
DH = h1 – h2
o Đo lưu lượng nước ra q:
q = Q/t
o Kết quả thí nghiệm là cặp
giá trị {DH, Q} hay {DH, q}.
Hệ số thấm xác định theo

công thức:

 Phân loại:
 Thí nghiệm với cột nước không đổi
 Thí nghiệm với cột nước thay đổi

Cấp nước vào bể
Ống đo
áp
DH

Khóa
K1

h
Lưới lọc

A

Mức so
sánh
Mẫu tiết diện A

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

hB

L

Q

Khóa
K2

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT
1.5 Hệ số thấm của một số loại đất:
Loại đất
Cuội sỏi sạch
Cát sạch
Cát bụi, cát pha sét
Sét pha cát
Sét

Hệ số thấm, k, (cm/s)
10 ÷ 100
10-3 ÷ 10
10-5 ÷ 10-3
10-5 ÷ 10-7
< 10-7

Giá trị k thay đổi trong phạm vi rất lớn và phụ thuộc
vào: kích thước, hình dạng hạt đất, kết cấu và độ chặt
của đất, lỗ rỗng của đất (chú ý đến lỗ rỗng kín và hở).

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

1.5 Thấm qua nền nhiều lớp
• Nền tương đương của nền nhiều lớp là nền một lớp có

chiều dày bằng tổng chiều dày các lớp đang xét và có lưu
lượng thấm qua không đổi.
• Hệ số thấm tương đương là hệ số thấm của nền tương
đương.
h1

kh1

kv1

hi

khi

kvi

ktd

1.5.1 Thấm ngang:
 Gradient thủy lực các lớp là
như nhau : I
 Lưu lượng tổng = tổng lưu
lượng mỗi lớp

I  I i  DH

DL

 const

n

q   qi
i 1

ktd

n

hn

khn

kvn

H

 hi
i 1

3


09/08/2016

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

BÀI 1 TÍNH THẤM CỦA ĐẤT

1.5.2 Thấm đứng:

q
Q
 Lưu lượng tổng = lưu lượng mỗi lớp
Q  qi  v   vi  i
 Vận tốc thấm các lớp là như nhau
A
A
 Cột nước tổng = tổng các cột nước mỗi
lớp
 hi
Q

vi  kvi .

v  ktđ

A

hi

DH   DH i

1.6 Áp lực dòng thấm
Khi trong đất có dòng thấm  Dòng thấm sinh ra lực tác
dụng lên các hạt đất
Lực thấm trong một đơn
vị thể tích đất, kí hiệu j,
(áp lực thấm)

 const  v

DH
 ktđ
L

n

  hi

j      I .g 0

j      I .g 0

g

i 1
n

g

 hi
i 1

Hn

z

gbh

j      I .g 0

Dòng thấm

gbh

4