Thuyết minh tính toán hố đào sâu sử dụng phần mềm plaxis và etasb

MỤC LỤC

1


1. Giới thiệu chung
Công trình German House. Địa chỉ: 3-5 Lê Văn Hưu, Phường Bến Nghé, Quận 1, Tp.Hồ
Chí Minh.
Sinh viên sử dụng mô phỏng Plaxis2D để tính toán ổn định nền đất, ứng suất và chuyển vị,
moment, lực cắt phát sinh trong tường vây trong suốt quá trình thi công tầng hầm.
2. Đặc điểm địa chất công trình khu vực xây dựng
Để tính toán sinh viên sử dụng số liệu của Hố khoan BH1.
Bảng 2.1. Chiều dày các lớp đất
STT

Các lớp
đất

Tính chất

Bề dày
(m)

Độ sâu
(m)

3.6

1.2 - 4.8

4.7

4.8 - 9.5

1.0

9.5 - 10.5

33.0

10.5 - 43.5

14.3

43.5 - 57.8

9.7

57.8 - 67.5

2.5

67.5 - 70.0

-

70 -

Sét dẻo thấp lẫn cát, màu xám vàng - xám trắng,
1
2

Lớp 1
Lớp 2

trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng
Sét lẫn cát và sạn - Sạn lẫn sét và cát, màu nâu
đỏ

Cát sét, màu vàng nâu - xám trắng,
trạng thái chặt xốp đến chặt vừa
Cát sét - Cát bụi, màu vàng nhạt - nâu vàng,
4
Lớp 3
trạng thái chặt vừa
Sét béo - Sét gầy, màu nâu đỏ - nâu vàng,
5
Lớp 4
trạng thái rất cứng
Cát sét - Cát bụi, màu xám xanh - xám vàng,
6
Lớp 5
trạng thái chặt vừa đến chặt
7
Lớp 6b Bụi - Bụi lẫn cát, màu xám xanh,
trạng thái rất cứng
Cát sét - Cát bụi, màu xám xanh,
8
Lớp 7
trạng thái chặt đến rất chặt
 Mực nước tĩnh ở độ sâu -9.5m.

3

Lớp 2-3

3. Mô hình Hardening Soil
Đây là mô hình đẳng hướng phi tuyến. Sựu khác biệt lớn nhất giữa mô hình Hardening Soil
và Morh-Coulomb là ở mặt dẻo và độ cứng của đất. Ở mô hihf này đất được mô hình chính
xác hơn với 3 thông số độ cứng khác nhau đượ nhập vào là module nén trong thí nghiệm
nén 3 trục E50, module nở trong thí nghiệm nén 3 trục Eur và module trong thí nghiệm nén
cố kết Eoed. Trong mô hình này module biến dạng phụ thuộc vào ứng suất của đất.
Trong bài toán hố đào sâu việc sử dụng mô hình Mohr-Coulomb cho kết quả không được
chính xác vì chỉ sử dụng 1 loại module ( module nở và nén giống nhau) nhưng khi đào hố
2


đào, đất bị nở ra ứng xử theo đường nở (module nở thường lớn hơn rất nhiều so với module
nén) dẫn đến kết quả chuyển vị và nội lực trong tường vây sẽ bị thay đổi theo.
Vì vậy sinh viên lựa chọn mô hình Hardening Soil để mô phỏng tính toán thiết kế.

Hình 3.1. Mặt dẻo của mô hình Hardening Soil
4. Phân tích và xác định thông số đầu vào của các lớp đất
1.1. Xác định dung trọng bão hòa và không bão hòa
1.1.1. Nguyên lý thống kê
a) Xử lý số liệu thống kê địa chất:
Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và số lượng
mẫu đất trong một lớp đất lớn. Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn được chỉ tiêu
đại diện cho nền.
Ban đầu khi khoan lấy mẫu dựa vào sự quan sát thay đổi màu sắc, độ mịn của hạt mà ta
phân chia thành từng lớp đất.
Theo TCXD 45-78 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị có đặc

trưng cơ lý của nó phải có hệ số biến động υ đủ nhỏ. Vì vậy, ta phải loại trừ những mẫu có
số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho một đơn nguyên địa chất.
Do đó, thống kế địa chất là một việc làm rất quan trọng trong tính toán nền móng.
b) Phân chia đơn nguyên địa chất:
 Hệ số biến động:
Chúng ta dựa vào hệ số biến động phân chia đơn nguyên.
Hệ số biến động υ có dạng như sau:

3


Trong đó: Giá trị trung bình của một đặc trưng:
Độ lệch toàn phương trung bình:
Với: Ai – là giá trị riêng của đặc trưng từ một thí nghiệm riêng
n – số lần thí nghiệm
 Qui tắc loại trừ các sai số:
Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động ν ≤ [ν] thì đạt còn ngược lại thì ta
phải loại trừ các số liệu có sai số lớn.
Trong đó [υ]: hệ số biến động lớn nhất, tra bảng trong QPXD 45-78 tuỳ thuộc vào từng
loại đặc trưng.
Bảng 4.1. Bảng tra hệ số biến động
Đặc trưng của đất
Hệ số biến động [ν]
Tỷ trọng hạt
0.01
Trọng lượng riêng
0.05
Độ ẩm tự nhiên
0.15
Giới hạn Atterberg

0.15
Module biến dạng
0.30
Chỉ tiêu sức chống cắt
0.30
Cường độ nén một trục
0.40
Kiểm tra thống kê, loại trừ số lớn Ai theo công thức sau:

Trong đó ước lượng độ lệch
, khi n ≥ 25 thì lấy
Và υ là chỉ tiêu thống kê phụ thuộc số mẫu thí nghiệm n:
Bảng 4.2. Bảng tra chỉ tiêu thống kê
n
ν’
n
ν’
n
ν’
n
ν’
n

6
2,07
15
2,64
24
2,86
33

3,0
42

7
2,18
16
2,67
25
2,88
34
3,01
43

8
2,27
17
2,7
26
2,9
35
3,02
44

9
2,35
18
2,73
27
2,91
36

3,03
45

10
2,41
19
2,75
28
2,93
37
3,04
46
4

11
2,47
20
2,78
29
2,94
38
3,05
47

12
2,52
21
2,8
30
2,96

39
3,06
48

13
2,56
22
2,82
31
2,97
40
3,07
49

14
2,6
23
2,84
32
2,98
41
3,08


ν’

3,09

3,1

3,11

3,12

3,13

3,14

3,14

3,15

 Đặc trưng tiêu chuẩn:
Giá trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất là giá trị trung bình cộng của các kết
quả thí nghiệm riêng lẻ , (trừ lực dính đơn vị c và góc ma sát trong ).
Các giá trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị và góc ma sát trong được thực hiện theo phương
pháp bình phương cực tiểu của quan hệ tuyến tính của ứng suất pháp và ứng suất tiếp cực
hạn của các thí nghiệm cắt tương đương, .
Lực dính đơn vị tiêu chuẩn c tc và góc ma sát trong tiêu chuẩn được xác định theo công
thức sau:

Với
 Đặc trưng tính toán:
Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định của nền chịu tải, một số tính toán ổn
định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính toán.
Trong QPXD 45-78, các đặc trưng tính toán của đất được xác định theo công thức sau:
Atc: là giá trị đặc trưng đang xét
kd: hệ số an toàn về đất
Với lực dính (c), góc ma sát trong (, trọng lựng đơn vị và cường độ chịu nén một trục tức
thời có hệ số an toàn được xác định như sau:

Trong đó:

Trong đó: là chỉ số độ chính xác được xác định như sau:
Với lực dính (c) và hệ số ma sát , ta có:
Để tính toán ν, giá trị độ lệch toàn phương trung bình xác định như sau:
;
Với trọng lượng riêng và cường độ chịu nén một trục Rc :
; ;
Trong đó: tα – hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy α
+ Khi tính nền theo biến dạng thì α = 0.85
+ Khi tính nền theo cường độ thì α = 0.95
Bảng 4.3. Bảng tra hệ số tα
5


(n-1) với R, ; (n-2) với c,
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

16
17
18
19
20
25
30
40
60

α = 0.95
2.92
2.35
2.13
2.01
1.94
1.9
1.86
1.83
1.81
1.80
1.78
1.77
1.76
1.75
1.75
1.74
1.73
1.73
1.72

1.71
1.70
1.68
1.67

α = 0.85
1.34
1.25
1.19
1.16
1.13
1.12
1.11
1.10
1.10
1.09
1.08
1.08
1.08
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.06
1.06
1.05
1.05
1.05

Các đặc trưng tính toán theo TTGH I và TTGH II có giá trị nằm trong một khoảng:

Tuỳ theo trường hợp thiết kế cụ thể mà ta lấy dấu (+) hoặc dấu (-) để đảm bảo an toàn hơn.
Khi tính toán nền theo cường độ và ổn định thì ta lấy các đặc trưng tính toán TTGH I
(nằm trong khoảng lớn hơn α = 0.95).
Khi tính toán nền theo biến dạng thì ta lấy các đặc trưng tính toán theo TTGH II (nằm
trong khoảng nhỏ hơn α = 0.85).

6


1.1.2. Kết quả thống kê
Bảng 4.4. Bảng thống kê Dung trọng bão hòa γsat
STT

1
2

1
2

1
2

1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11

KÝ HIỆU
MẪU

ĐỘ SÂU
(m)

γsat
(kN/m3)

|γi - γtb|

(γi - γtb)2

Lớp 1
UD1-1
1.5-2.0
19.6
0.7500
0.5625
UD1-2
3.5-4
21.1
0.7500
0.5625

Tổng
40.7
1.5000
1.1250
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
Lớp 2
UD1-3
6.5-7.0
21.4
1.0500
1.1025
UD1-4
20.1
0.2500
0.0625
8.5-9.0
Tổng
41.5
1.3000
1.1650
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
Lớp 2-3 (Lấy hố khoan lân cận là BH2)
UD2-5

9.5-10.0

20.9

nhận
nhận
20.35
20.35
nhận
nhận
20.75
20.75

0.3025

nhận

UD2-6
19.8
0.5500
0.3025
11.5-12.0
Tổng
40.7
1.1000
0.6050
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =

Lớp 3
UD1-5
10.5-11.0
20.1
0.0000
0.0000
UD1-6
12.5-13.0
20.1
0.0000
0.0000
UD1-7
14.5-15.0
19.8
0.3000
0.0900
UD1-8
16.5-17.0
20.1
0.0000
0.0000
UD1-9
18.5-19.0
19.8
0.3000
0.0900
UD1-10
20.5-21.0
19.9
0.2000

0.0400
UD1-11
22.5-23.0
20.0
0.1000
0.0100
UD1-12
24.5-25.0
20.1
0.0000
0.0000
UD1-13
26.5-27.0
20.2
0.0000
0.0000
UD1-14
28.5-29.0
20.0
0.1000
0.0100
UD1-15
30.5-31.0
20.3
0.2000
0.0400

nhận

7

0.5500

GHI
CHÚ

20.35
20.35
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận


12
13
14
15
16
17

UD1-16
UD1-17

UD1-18
UD1-19
UD1-20
UD1-21
Tổng
Số mẫu n=
Tiêu chuẩn thống kê v=
Hệ số biến động υ=
Độ lệch toàn phương
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM =
Giá trị tiêu chuẩn γtc =
Giá trị
tα
Độ chính xác ρ =
Giá trị tính toán γtt=
1
2
3
4
5
6
7

UD1-22
UD1-23
UD1-24
UD1-25
UD1-26
UD1-27

UD1-28
Tổng
Số mẫu n=
Tiêu chuẩn thống kê v=
Hệ số biến động υ=
Độ lệch toàn phương
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM =
Giá trị tiêu chuẩn γtc =
Giá trị
tα
Độ chính xác ρ =
Giá trị tính toán γtt=

32.5-33.0
34.5-35.0
36.5-37.0
38.5-39.0
40.5-41.0
42.5-43.0
17
2.70
0.0091

20.5
0.4000
0.1600
20.0
0.1000
0.0100

20.1
0.0000
0.0000
20.3
0.2000
0.0400
20.1
0.0000
0.0000
20.3
0.2000
0.0400
341.7
2.1000
0.5300
Giá trị trung bình γtb =
Độ lệch quân phương σγ =
υ < [υ] = 0.05

nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
20.10
0.18
Đạt

0.1765686

0.4767352

|γi - γtb|< v.σCM: không có loại sai số
20.10
TTGH 1
TTGH 2
1.75
1.07
0.0038
0.0023
20.1
20.02
Đến
20.05
Đến
20.15
8
Lớp 4
44.5-45.0
21.4
0.2143
0.0459
nhận
46.5-47.0
21.3
0.1143
0.0131
nhận
48.5-49.0
21.1

0.0857
0.0073
nhận
50.5-51.0
21.8
0.6143
0.3773
nhận
52.5-53.0
20.5
0.6857
0.4702
nhận
54.5-55.0
21.5
0.3143
0.0988
nhận
56.5-57.0
20.7
0.4857
0.2359
nhận
148.3
2.5143
1.2486
7
Giá trị trung bình γtb =
21.19
2.18

Độ lệch quân phương σγ =
0.46
0.0215
υ < [υ] = 0.05
Đạt
0.422335586

0.9206916

|γi - γtb|< v.σCM: không có loại các sai số
21.19
TTGH 1
TTGH 2
1.94
1.13
0.0158
0.0092
21.5
20.85
Đến
20.99
Đến
21.38
2
Lớp 5
8


1
2

3
4
5

UD1-29
58.5-59.0
20.8
0.2600
0.0676
nhận
UD1-30
60.5-61.0
20.5
0.0400
0.0016
nhận
UD1-31
62.5-63.0
20.4
0.1400
0.0196
nhận
UD1-32
64.5-65.0
20.3
0.2400
0.0576
nhận
UD1-33
66.5-67.0

20.7
0.1600
0.0256
nhận
Tổng
102.7
0.8400
0.1720
Số mẫu n=
5
Giá trị trung bình γtb =
20.54
Tiêu chuẩn thống kê v=
Độ lệch quân phương σγ =
0.21
Hệ số biến động υ=
0.0101
υ < [υ] = 0.05
Đạt
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
20.54
Lớp 6b
1
UD1-34
68.5-69.0
20.0
0.0000
0.0000
nhận
Số mẫu n=

1
Giá trị trung bình γtb =
20.00
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
20.00
Lớp 7
1
UD1-35
70.5-71.0
20.8
0.0688
0.0047
nhận
2
UD1-36
72.5-73.0
20.9
0.0312
0.0010
nhận
3
UD1-37
74.5-75.0
20.7
0.1688
0.0285
nhận
4
UD1-38
76.5-77.0

20.8
0.0688
0.0047
nhận
5
UD1-39
78.5-79.0
21.0
0.1312
0.0172
nhận
6
UD1-40
80.5-81.0
21.1
0.2312
0.0535
nhận
7
UD1-41
82.5-83.0
20.8
0.0688
0.0047
nhận
8
UD1-42
84.5-85.0
21.0
0.1312

0.0172
nhận
9
UD1-43
86.5-87.0
20.7
0.1688
0.0285
nhận
10
UD1-44
88.5-89.0
20.9
0.0312
0.0010
nhận
11
UD1-45
90.5-91.0
21.0
0.1312
0.0172
nhận
12
UD1-46
92.5-93.0
20.6
0.2688
0.0722
nhận

13
UD1-47
94.5-95.0
21.1
0.2312
0.0535
nhận
14
UD1-48
96.5-97.0
20.8
0.0688
0.0047
nhận
15
UD1-49
98.5-99.0
20.6
0.2688
0.0722
nhận
16
UD1-50
100.5-101
21.1
0.2312
0.0535
nhận
Tổng
333.9

2.3000
0.4344
Số mẫu n=
16
Giá trị trung bình γtb =
20.87
Tiêu chuẩn thống kê v=
2.67
Độ lệch quân phương σγ =
0.17
Hệ số biến động υ=
0.0082
υ < [υ] = 0.05
Đạt
Độ lệch toàn phương
0.164767829
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM = 0.4399301
|γi - γtb|< v.σCM: không có loại sai số
Giá trị tiêu chuẩn γtc =
20.87
Giá trị
TTGH 1
TTGH 2
tα
1.75
1.07
9

Độ chính xác ρ =
Giá trị tính toán γtt=

0.0036
20.79

0.0022

Đến

20.9
4

20.82

Đến

20.91

Bảng 4.5. Bảng thống kê Dung trọng không bão hòa γunsat:
STT

1
2

1
2

1
2

1
2
3
4
5

KÝ HIỆU
MẪU

ĐỘ SÂU
(m)

γ'
(kN/m3)

|γ'i γ'tb|

(γ'i γ'tb)2

Lớp 1
UD1-1
1.5-2.0
15.8
4.5500
20.7025
UD1-2
3.5-4
18.3
2.0500

4.2025
Tổng
34.1
6.6000
24.9050
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
Lớp 2
UD1-3
6.5-7.0
18.4
1.9500
3.8025
UD1-4
16.8
3.5500
12.6025
8.5-9.0
Tổng
35.2
5.5000
16.4050
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
Lớp 2-3 (Lấy hố khoan lân cận là BH2)
UD2-5

9.5-10.0

18.1

0.7500

GHI
CHÚ
nhận
nhận
17.05
17.05
nhận
nhận
17.6
17.6

0.5625

nhận

UD2-6
16.6
0.7500
0.5625
11.5-12.0
Tổng
34.7
1.5000

1.1250
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
Lớp 3
UD1-5
10.5-11.0
17.0
0.1250
0.0156
UD1-6
12.5-13.0
17.0
0.1250
0.0156
UD1-7
14.5-15.0
16.7
0.1750
0.0306
UD1-8
16.5-17.0
17.1
0.2250
0.0506
UD1-9
18.5-19.0
16.6
0.2750

0.0756
10

nhận
17.35
17.35
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận


6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

UD1-10
UD1-11
UD1-12
UD1-13

UD1-14
UD1-15

UD1-17
UD1-18
UD1-19
UD1-20
UD1-21
Tổng
Số mẫu n=
Tiêu chuẩn thống kê v=
Hệ số biến động υ=
Độ lệch toàn phương
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM =
Giá trị tiêu chuẩn γtc =
Giá trị
tα
Độ chính xác ρ =
Giá trị tính toán γtt=
1
2
3
4
5
6
7

UD1-22
UD1-23

UD1-24
UD1-25
UD1-26
UD1-27
UD1-28
Tổng
Số mẫu n=
Tiêu chuẩn thống kê v=
Hệ số biến động υ=
Độ lệch toàn phương
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM =
Giá trị tiêu chuẩn γtc =

20.5-21.0
22.5-23.0
24.5-25.0
26.5-27.0
28.5-29.0
30.5-31.0
34.5-35.0
36.5-37.0
38.5-39.0
40.5-41.0
42.5-43.0
16
2.67
0.0127

16.7

0.1750
0.0306
17.0
0.1250
0.0156
16.9
0.0250
0.0006
16.7
0.1750
0.0306
16.6
0.2750
0.0756
17.3
0.4250
0.1806
loại
16.7
0.1750
0.0306
16.8
0.0750
0.0056
17.1
0.2250
0.0506
16.7
0.1750
0.0306

17.1
0.2250
0.0506
270.0
3.0000
0.6900
Giá trị trung bình γtb =
Độ lệch quân phương σγ =
υ < [υ] = 0.05

nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
16.88
0.21
Đạt

0.207665597
0.554467

|γi - γtb|< v.σCM: không có loại sai số
16.88

TTGH 1
TTGH 2
1.75
1.07
0.0056
0.0034
Đế
16.78
16.97
16.82
Đến
16.93
n
Lớp 4
44.5-45.0
18.3
0.3000
0.0900
nhận
46.5-47.0
18.0
0.0000
0.0000
nhận
48.5-49.0
17.7
0.3000
0.0900
nhận
50.5-51.0

19.0
1.0000
1.0000
nhận
52.5-53.0
16.9
1.1000
1.2100
nhận
54.5-55.0
18.7
0.7000
0.4900
nhận
56.5-57.0
17.4
0.6000
0.3600
nhận
126.0
4.0000
3.2400
7
Giá trị trung bình γtb =
18.00
2.18
Độ lệch quân phương σγ =
0.73
0.0408
υ < [υ] = 0.05

Đạt
0.680336051
1.483133

|γi - γtb|< v.σCM: không có loại các sai số
18.00
11


Giá trị
tα
Độ chính xác ρ =

TTGH 1
TTGH 2
1.94
1.13
0.0299
0.0174
Đế
Giá trị tính toán γtt=
17.46
18.54
17.69
Đến
n
Lớp 5
1
UD1-29
58.5-59.0

17.5
0.2200
0.0484
2
UD1-30
60.5-61.0
17.3
0.0200
0.0004
3
UD1-31
62.5-63.0
17.3
0.0200
0.0004
4
UD1-32
64.5-65.0
17.1
0.1800
0.0324
5
UD1-33
66.5-67.0
17.2
0.0800
0.0064
Tổng
86.4
0.5200

0.0880
Số mẫu n=
5
Giá trị trung bình γtb =
Tiêu chuẩn thống kê v=
Độ lệch quân phương σγ =
Hệ số biến động υ=
0.0086
υ < [υ] = 0.05
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
Lớp 6b
1
UD1-34
68.5-69.0
16.3
0.0000
0.0000
Số mẫu n=
1
Giá trị trung bình γtb =
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
Lớp 7
1
UD1-35
70.5-71.0
17.4
0.2938
0.0863
2
UD1-36

72.5-73.0
17.6
0.0938
0.0088
3
UD1-37
74.5-75.0
17.5
0.1938
0.0375
4
UD1-38
76.5-77.0
17.7
0.0062
0.0000
5
UD1-39
78.5-79.0
17.9
0.2062
0.0425
6
UD1-40
80.5-81.0
18.3
0.6062
0.3675
7
UD1-41

82.5-83.0
17.8
0.1062
0.0113
8
UD1-42
84.5-85.0
18.1
0.4063
0.1650
9
UD1-43
86.5-87.0
17.3
0.3938
0.1550
10
UD1-44
88.5-89.0
17.5
0.1938
0.0375
11
UD1-45
90.5-91.0
17.7
0.0062
0.0000
12
UD1-46

92.5-93.0
17.4
0.2938
0.0863
13
UD1-47
94.5-95.0
17.8
0.1062
0.0113
14
UD1-48
96.5-97.0
17.5
0.1938
0.0375
15
UD1-49
98.5-99.0
17.5
0.1938
0.0375
16
UD1-50
100.5-101
18.1
0.4063
0.1650
Tổng
283.1

3.7000
1.2494
Số mẫu n=
16
Giá trị trung bình γtb =
Tiêu chuẩn thống kê v=
2.67
Độ lệch quân phương σγ =
Hệ số biến động υ=
0.0163
υ < [υ] = 0.05
12

18.31
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
17.28
0.15
Đạt
17.28
nhận
16.30
16.30
nhận
nhận
nhận
nhận

nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
17.69
0.29
Đạt


Độ lệch toàn phương
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM =
Giá trị tiêu chuẩn γtc =
Giá trị
tα
Độ chính xác ρ =

0.279438611
0.746101

Giá trị tính toán γtt=

|γi - γtb|< v.σCM: không có loại sai số
17.69
TTGH 1
TTGH 2
1.75
1.07
0.0071
0.0044
Đế
17.57
17.82
17.62
Đến
17.77
n

1.2. Thống kê giá trị c’, φ’
1.2.1. Phương pháp thống kê
Trong hồ sơ địa chất có các thí nghiệm nén đơn nở hông, thí nghiệm nén 3 trục UU và CU,
sinh viên dùng các thí nghiệm này để thống kê giá trị c’, φ’ vì các thông số c’, φ’ trong các
thí nghiệm này có độ chính xác cao hơn so với thí nghiệm cắt trực tiếp. Thật vậy, nó mô
phỏng lại được gần với trạng thái tự nhiên của đất hơn so với thí nghiệm cắt trực tiếp (đưa
mẫu về thế nằm tự nhiên trong thí nghiệm CU ). Do các mẫu thí nghiệm có số lượng nhỏ (n
< 6) nên lấy giá trị tiêu chuẩn bằng với giá trị trung bình. Kết quả thống kê được trình bày
trong bảng ?
Trong hồ sơ địa chất này ta có thể sử dụng c uu từ cả 2 thí nghiệm nén 3 trục UU và nén đơn.
Đối với thí nghiệm nén đơn ta có : cuu = qu /2 (KN /m2)
1.2.2. Kết quả thống kê
Bảng 4.6. Thống kê giá trị c’, phi’ từ thí nghiệm nén đơn và thí nghiệm nén 3 trục
LKĐT

THÍ
( h NGHIỆM
í NÉN 3 TRỤC
U CU C
n U TEST D
g T
T
h E
E
i S
S
ệ T
T
m
13


n
é
n
q
u

(
k
N
/
m
²
)

L

C

C

u

c

u

u

C
'
c
u

9
7
. 0
3

1
2
U3 4
1
.

7

6
2
.
4

d

ϕ
c

7
.
1

1
2
.
5

U1
2

U1
3

c

(

(
( d
(
k ϕk ϕ ϕk
k
N N
N(
N
/
/
/ o
/
m m
m)
m
²
²
²
²
)
)
)
)

1
3
U1 8
1
.
7

U3
2

C

2 1
4 5
. 1. 2
6 7
2 1
9 6
. 1. 2
7 7

U3 3 1 0
14

3
0
°
2
6
´
2
7
°
3
2
´

1
2
5 .
6
G
i
á
t
r
ị
t 1
r 9
u 2
n
g
b
ì
n
h

7
4
.
6

2
1
2 1

8
1
9
7 6
°
1 0 1 2.
. .
5
.
8
2 2
9
4
´

3
0
7
°
.
0
7
6
´

U9
2

U9
4

G
i
Lá
2
t
r
ị
t
r
u
n
g
b
ì
n
h

1
0
0
.
. 3 4
7
3

3
1
0
0 7
0

°
. 4.
3
.
0
7 7
3
6
´

15


3
3
U4 3
1
.
1

1
6
6
.
6

3
2
U4 7
1

.
8

1
6
3
.
9
2
00
1

U4
1

3
0
2
°
.
5
8
4
´
4 1
8 1
. 1. 2
8 6

3

2
3
°
.
3
5
9
´

U5
1
L

2
3
U5 2
1
.
5
G
i
á
t
r
ị 2
t 9
r 7
u .
n 8
g

b
ì
n
h
LU6 5
2 5
2
.
7

1
0
20
.
3

3
1
4 1
1
5
3
8 1
°
80 1 2.
. .
4
.
2
8 6

7
5
´

10
0
1
.
2
16


U6
4

52
. 8
4°
1
1
´

U6 8 4 2 1 1 2
4 9 4 9 1
8 9 . .
. . 2 0
6 3
G 7 20211252
i 2 7 9 1 . 8
á 5 5 . . 4°

t . . 2 0
1
r 7 3
1
ị
´
t
r
u
n
g
b
ì
n
h
Ghi chú:
Các giá trị in
nghiêng, bôi đậm là
giá trị cuu được tính từ
thí nghiệm nén đơn
Đối với các lớp đất 2,3,5,6b,7, hồ sơ địa chất không có thí nghiệm nén đơn và nén 3 trục
sinh viên chọn thống kê giá trị c, phi từ thí nghiệm cắt trực tiếp.
Tuy nhiên, trong đó các lớp đất 2, 6b không phải là đất rời nên giá trị ϕ được tính theo công
thức thực nghiệm từ TCVN 9351:2012.

Kết quả được cho trong bảng 4.7.

17

Bảng 4.7. Thống kê giá trị c,ϕ từ thí nghiệm cắt trực tiếp hoặc thực nghiệm
Lớp đất
Lớp 2
Lớp 3
Lớp 5
Lớp 6b
Lớp 7

Mô tả

NSPT

Sét lẫn cát và sạn - Sạn lẫn
sét và cát, màu nâu đỏ
Cát sét - Cát bụi, màu vàng
nhạt - nâu vàng, trạng thái
chặt vừa
Cát sét - Cát bụi, màu xám
xanh - xám vàng, trạng thái
chặt vừa đến chặt
Bụi - Bụi lẫn cát, màu xám
xanh, trạng thái rất cứng.
Cát sét - Cát bụi, màu xám
xanh, trạng thái chặt đến
rất chặt

7

12

Thí nghiệm cắt trực tiếp
c (kN/m²)

ϕ (o)

58.2

24°09'

5.7

29°55'

8.3

28°48'

39.4

34°12'

6.2

30°52'

Ghi chú:
Các giá trị in nghiêng là giá trị ϕ được tính từ công thức thực nghiệm theo chỉ số NSPT
trích từ TCVN 9351:2012
1.3. Xác định hệ số Poisson υ
Hệ số Poisson được định nghĩa là tỷ số biến dạng ngang trên biến dạng đứng . Là thông số

ảnh hưởng đến biến dạng của đất nền, hệ số này được xác định từ thí nghiệm nén 3 trục CD.
Do không yêu cầu nên trong hồ sơ địa chất không có hệ số Poisson, vì vậy sinh viên xác
định hệ số Poisson dựa theo bảng tra theo loại đất mà các tác giả trong ngành đã nghiên
cứu.
Bảng 4.8. Bảng tra hệ số Poisson theo “Handbook of Geotechnical Investigation and
Design Table” (Burt Look, 2007)

Kết quả hệ số Poisson khi tra theo bảng 4.8 như sau:

18


Bảng 4.9. Bảng thống kê hệ số Poisson
Lớp
1
2
2-3
3
4
5
6b
7
1.4. Xác định module đàn hồi E.

Chỉ số PI
31
24
Đất cát
Đất cát
33

Đất cát
17
Đất cát

Hệ số
Poissonisson υ
0.35
0.35
0.3
0.3
0.4
0.3
0.3
0.3

1.4.1. Cở sở lý thuyết
a) Xác định E50
Module để nhập vào plaxis là module hữu hiệu . được xác định từ thí nghiệm nén 3 trục
CD. Từ thí nghiệm nén 3 trục CD ta có:

Hình 4.1. Biểu đồ xác định trong thí nghiệm nén 3 trục.
Nếu trường hợp không có thí nghiệm nén 3 trục CD ta có thể sử dụng thí nghiệm nén CU
hoặc UU, từ đó sử dụng mối quan hệ giữa và thông qua hệ số possion ν’ để xác định .
Module cát tuyến xác định theo công thức chuyển đổi sau.
19


Mô hình không thoát nước nên ta có:

Ta có:

Nếu trường hợp cũng không có thí nghiệm nén CU hoặc UU ta cũng có thể xác định
Module đàn hồi bằng công thức của Plaxis dựa vào hệ số c’, ϕ’ và m.

Với Pref là ứng suất tham chiếu ( lấy bằng áp lực buồn khi làm thí nghiệm 3 trục )
E50 Ngoài ra ta có thể tham khảo giá trị từ 1 số nghiên cứu khảo sát của 1 số tác đã thực
hiện. Theo giáo sư Braja M.Das của trường đại học Illinois giới thiệu trong tác phẩm của
ông, năm 1984 ( Theo giáo trình cơ học đất – Châu Ngọc Ẩn ), đặc trưng biến dạng của 1 số
loại đất thông dụng trong bảng dưới đây:
Bảng 4.10. Module biến dạng đàn hồi của một số loại đất theo nghiên cứu của
giáo sư
M.Das

b) Xác định Eoed
Module để nhập vào Plaxis được xác định từ thí nghiệm nén cố kết, là module tiếp tuyến
với đường nén ứng với điểm σ1 = Pref.

20


Hình 4.2. Biểu đồ xác định trong thí nghiệm nén cố kết.
Hoặc ta có thể lấy theo công thức mặc định của Plaxis:

c) Xác định Eur
Module là module dở tải được xác định từ thí nghiệm nén 3 trục có đường dở tải tuy nhiên
để thực hiện được thí nghiệm nén 3 trục có lộ trình dở tải là cực kỳ khó
khăn đòi hỏi máy nén 3 trục hiện đại điều khiển bằng các thiết bị điện tử. Bởi vì khi dở tải
là cực kỳ nhạy phải điều kiển đảm bảo sao cho vẫn có ứng suất lệch tác dụng lên mẫu đất,
giảm tải từ từ cho đất kiệp nở ra để đo được biến dạng.

Hình 4.3. Cách xác định Eur trong thí nghiệm nén 3 trục.
Hoặc có thể sử dụng công thức mặc định của Plaxis:

1.4.2. Áp dụng tính toán cụ thể Module đàn hồi cho các lớp đất.
a) Lớp 1:
21


Dựa vào kết quả của thí nghiệm nén 3 trục CD tại hố khoan BH1 ta có kết quả bảng quan hệ
biến dạng và ứng suất. (bảng 4.11)

Bảng 4.11. Quan hệ giữa biến dạng và ứng suất của thí nghiệm nén 3 trục CD lớp 1.
Số
BH1
hiệu
σ'3 = 2 kG/cm2

σ'3 = 4 kG/cm2

Biến
dạng
%

Biến
dạng
%

Ứng
suất
lệch

kG/cm2

0.00
0.49
0.99
1.50
1.92
2.54
2.97
3.52
4.01
4.45
4.99
5.46
5.98
6.50
6.94
7.42
7.93
8.52
8.98
9.35
9.89
10.28
10.74
11.25
11.63
12.30
12.85
13.25

13.68

0.000
4.117
6.507
7.269
7.595
7.876
8.041
8.222
8.298
8.397
8.365
8.413
8.440
8.442
8.374
8.406
8.286
8.207
8.105
8.024
7.971
7.873
7.790
7.731
7.610
7.561
7.419
7.337

7.287

0.00
0.49
1.01
1.51
2.02
2.53
3.03
3.52
4.04
4.57
5.08
5.58
6.08
6.58
7.08
7.58
8.10
8.59
9.12
9.61
10.11
10.60
11.12
11.64
12.15
12.66
13.17
13.66

14.14

Độ sâu
3.5 (m)
4.0
σ'3 = 3 kG/cm2
Ứng
Ứng
Biến
suất
suất lệch dạng
lệch
kG/cm2
%
kG/cm
2
0.000
0.00
0.000
2.085
0.49
3.233
3.158
0.99
4.702
3.702
1.50
5.463
3.931
1.91

5.796
4.077
2.53
6.030
4.144
2.96
6.127
4.240
3.50
6.304
4.304
3.99
6.379
4.303
4.44
6.455
4.303
4.97
6.450
4.334
5.44
6.393
4.324
5.95
6.345
4.306
6.47
6.248
4.305
6.91

6.190
4.299
7.39
6.071
4.300
7.90
6.043
4.308
8.48
5.866
4.218
8.94
5.808
4.201
9.32
5.678
4.137
9.85
5.580
4.139
10.25
5.533
4.130
10.70
5.373
4.046
11.20
5.315
3.917
11.59

5.284
3.904
12.25
5.174
3.856
12.80
5.052
3.824
13.20
5.042
3.754
13.63
4.968
22

Mẫu

UD1-2


14.64
15.15
15.67
16.16
16.66
17.18
17.67
18.19
18.67
19.00

3.682
3.683
3.631
3.582
3.548
3.535
3.467
3.462
3.373
3.294

14.08
14.71
15.37
15.91
16.42
16.87
17.39
17.95
18.44
18.90
19.49
19.90

4.938
4.867
4.815
4.711
4.771

4.719
4.726
4.755
4.659
4.699
4.615
4.732

14.14
14.77
15.43
15.97
16.48
16.93
17.45
18.02
18.51
18.97
19.57
19.98

7.224
7.091
7.000
6.929
6.920
6.808
6.777
6.603
6.561

6.469
6.377
6.367

Theo Bảng 4.11, ta vẽ được đường quan hệ biến dạng và ứng suất. (hình 4.4)
Hình 4.4. Quan hệ giữa biến dạng và ứng suất lớp 1.
Dựa vào hình 4.4, chọn cấp áp lực buồng sigma = 3kG/cm2, suy ra Module đàn hồi:
Module và được xác định theo công thức mặc định của Plaxis:

Tương tự, bằng cách trên, ta xác định cho các lớp còn lại:
b) Lớp 2 – 3:
Bảng 4.12. Quan hệ biến dạng và ứng suất của thí nghiệm nén 3 trục CD lớp 2-3.
Số
hiệu

BH2

σ'3 = 2
kG/cm2
Ứng
Biến
suất
dạng lệch,
%
kG/cm
2
0.00 0.000
0.44 0.894
0.89 1.725
1.35 2.423

1.89 2.967
2.36 3.366
2.83 3.800

Độ
sâu
(m)

9.5 10.0

Mẫu

UD2-5

σ'3 = 3 kG/cm2

σ'3 = 4 kG/cm2

Ứng
suất
lệch,
kG/cm
2
0.000
0.381
1.275
1.845
2.399
3.152
3.763

Ứng
suất
lệch,
kG/cm
2
0.000
2.018
3.119
4.066
4.564
4.991
5.318

Biến
dạng
%
0.00
0.26
0.89
1.53
2.15
2.79
3.42

23

Biến
dạng
%

0.00
0.43
0.83
1.29
1.68
2.17
2.62


3.36
3.81
4.31
4.76
5.29
5.74
6.22
6.73
7.19
7.69
8.16
8.62
9.16
9.64
10.1
4
10.6
1
11.0
7
11.5

5
12.0
9
12.5
4
13.0
9
13.5
5
14.0
3
14.5
0
15.0
1

4.078
4.148
4.185
4.224
4.243
4.272
4.273
4.249
4.228
4.176
4.126
4.105
4.052
4.001

4.06
4.70
5.32
5.77
6.20
6.61
7.02
7.45
7.87
8.29
8.71
9.14
9.56
9.99

4.284
4.664
4.932
5.127
5.321
5.487
5.572
5.601
5.604
5.658
5.712
5.736
5.737
5.813

3.04
3.53
3.97
4.39
4.84
5.76
6.52
7.06
7.48
7.96
8.46
8.91
9.31
9.81

5.659
5.979
6.249
6.535
6.816
7.143
7.378
7.580
7.756
7.880
7.968
8.104
8.165
8.230

3.923

10.42

5.761

10.23

8.253

3.819

10.85

5.886

10.71

8.256

3.744

11.26

6.012

11.15

8.277

3.641

11.69

6.108

11.60

8.297

3.591

12.11

6.180

12.05

8.254

3.545

12.53

6.250

12.48

8.243

3.496

12.95

6.319

12.96

8.197

3.449

13.38

6.337

13.43

8.168

3.376

13.80

6.305

13.92

8.136

3.357

14.21

6.175

14.33

8.082

14.81

8.007

15.27
15.73
16.26
16.72
17.17
17.62
18.08
18.53

7.949
7.905
7.827
7.740
7.683
7.641

7.535
7.430

3.310

24


19.03

7.330

Biều đồ quan hệ biến dạng và ứng suất từ kết quả bảng 4.12 (Ứng với cấp áp lực buồng
sigma’ = 300kPa).
Hình 4.5. Quan hệ biến dạng và ứng suất lớp 2-3.
Dựa vào hình 4.5, suy ra

c) Lớp 4:
Mẫu 1:
Bảng 4.13. Quan hệ biến dạng và ứng suất của thí nghiệm nén 3 trục CD lớp 4 mẫu 1
Số
hiệu

BH1

σ'3 = 3
kG/cm2
Ứng
Biến
suất

dạng lệch,
%
kG/cm
2
0.00 0.000
0.49 3.919
1.01 5.264
1.51 5.721
2.02 6.036
2.53 6.281
3.03 6.351
3.52 6.399
4.04 6.412
4.57 6.378
5.08 6.267
5.58 6.224
6.08 6.169
6.58 6.148
7.08 6.050
7.58 6.031
8.10 6.020
8.59 6.031

Độ
sâu
(m)

44.545

Mẫu

UD122

σ'3 = 4 kG/cm2

σ'3 = 5 kG/cm2

Ứng
suất
lệch,
kG/cm
2
0.000
5.931
7.084
7.873
8.284
8.482
8.585
8.519
8.325
8.054
7.728
7.508
7.339
7.292
7.247
7.171
7.123
7.003

Ứng
suất
lệch,
kG/cm
2
0.000
6.801
8.517
9.453
9.851
10.204
10.409
10.635
10.624
10.314
10.074
9.692
9.642
9.486
9.366
9.134
8.914
8.684

Biến
dạng
%
0.00
0.49

0.99
1.50
1.91
2.54
2.97
3.51
4.00
4.45
4.99
5.45
5.97
6.49
6.93
7.41
7.92
8.51

25

Biến
dạng
%
0.00
0.50
1.00
1.52
1.93
2.57
3.00
3.55

4.05
4.50
5.04
5.51
6.03
6.56
7.01
7.49
8.00
8.60