Bài giảng Cơ học đất - TS.Nguyễn Minh Tâm

CƠ HỌC ĐẤT
Presented By
Nguyen Minh Tam

BỘ MÔN ĐỊA CƠ NỀN MÓNG
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
September 2006


Reference books
Vietnamese
Vietnamese
Cơ Học Đất (Châu Ngọc Ẩn)
Bài Tập Cơ Học Đất (Đỗ Bằng etc.)
Cơ Học Đất (Whilow)
Cơ Học Đất (Lê Quí An etc.)
Cơ Học Đất (Xưtôvich)

English
English
Principles of geotechnical engineering (5th Edition, Das)
Advanced Soil Mechanics (2nd edition, Das)
Essentials of Soil Mechanics and Foundation (6th Edition, McCarthy)
Soil Mechanics, SI version (Lambe and Whitman)
Soil Mechanics in Engineering Practice (Terzaghi, Peck, Mesri)
Soil Mechanics and Foundations (Budhu)
Fundamentals of soil mechanics (Taylor)
Element of soil mechanics (7th edition, Smith and Smith)
TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

2


TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

3


TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

4


5

6


CONTENT

Chapter 1
Bản Chất Vật Lý Của Đất Đá

Chapter 2
Phân Bố Ứng Suất Trong Đất

Chapter 3
Biến Dạng và Độ Lún Của Đất Nền

Chapter 6
Áp Lực Đất Lên Tường Chắn

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

Chapter 4
Cường Độ và Sức Chịu Tải của Đất Nền

Chapter 5
Ổn Định Của Mái Đất

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

7


Chapter 1
1.1 Nguồn góc và quá trình hình thành của đất
1.2 Thành phần của đất
1.3 Xác định các chỉ tiêu cơ bản của đất
1.4 Xác định các chỉ tiêu đánh giá trạng thái của đất
1.5 Phân lọai đất
1.6 Đầm chặt đất


1

Bản Chất Vật Lý của Đất
1.1
1.1 Nguồn
Nguồn góc
góc và
và quá
quá trình
trình hình
hình thành
thành của
của đất
đất
Đất được hình thành bởi sự phong hóa của đá
Đá có thể được phân lọai
Ø Đá magma (igneous)
Ø Đá trầm tích (sedimentary)

Ø Đá biến chất (Metamorphic)

Phong hóa
Ø Do cơ học: do nhiệt độ, nước, gió, sống, etc.
phần hóa học

không có sự thay đổi thành

Ø Do hóa học: khóang của đá góc bị thay đổi do các phản ứng hóa học giữa nước,
CO2 và khóang

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

9


1 Bản Chất Vật Lý của Đất

Ø Glacial Soil: do sự dịch chuyển và lắng động của băng
Ø Alluvial soil: lắng động dọc theo sông suối
Ø Lacustrine Soil: lắng động ở hồ
Ø Marine Soil: lắng động ở biển
Ø Aeolian: dịch chuyển và lắng động bởi gió
Ø Colluvial soil: do trọng lực như landslides

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

10


1 Bản Chất Vật Lý của Đất
1.2
1.2 Thành
Thành phần
phần của
của đất
đất
Đất: hạt đất, nước và không khí
trong lỗ rỗng

1.2.1
1.2.1 Cấp
Cấp phối
phối hạt
hạt đất
đất
Kích cở hạt

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

11


1

Bản Chất Vật Lý của Đất
Phương pháp phân tích thành phần hạt
Ø Sieve analysis: Dhạt ≥ 0.075 mm
Ø Hydrometer analysis: Dhạt < 0.075 mm

Sieve Analysis :
Ws(GM-1) = 1493.33 g, Ws(SM-1) = 350 g, Ws(CL-01) = 250.49 g

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

12


1

Bản Chất Vật Lý của Đất

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

13


1

Bn Cht Vt Lý ca t
Hydrometer Analysis
Gi thuyt:
ỉ Ht l hỡnh cu
ỉ Vn tc lng ng ca ht t c tớnh túan theo
Stokes law
v=

s w
gD 2
18

L(cm)
(G 1) w g D (mm)
v(cm / s ) =
= s

10
60t (min)
18

D ( mm ) =

2

30
L (cm)
(Gs 1) w 980 t (min)

Nhieọt ủoọ Heọ soỏ nhụựt Nhieọt ủoọ Heọ soỏ nhụựt Nhieọt ủoọ
18
0,01056
25
0,00894
32
19
0,0105
26
0,00874
33
20
0,01005
27
0,00854
34
21
0,00981

28
0,00836
35
22
0,00958
29
0,00818
36
23
0,00936
30
0,00801
37
24
0,00914
31
0,00784
38
39

TS Nguy
Nguyn Minh Tõm

Heọ soỏ nhụựt
0,00768
0,00752
0,00737
0,00722
0,00718
0,00695

0,00681
0,00668

BM a C
C Nn Mú
Múng

14


1 Bản Chất Vật Lý của Đất
Ø Tỷ trọng kế

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

15


1

Bản Chất Vật Lý của Đất
Ø Tỷ trọng kế

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

16


1 Bản Chất Vật Lý của Đất
Ø Phần trăm của những hạt có đường kính nhỏ hơn D

ü Đặt P% là tỉ số giữa trọng lượng của những hạt có đường kính nhỏ hơn D và
trọng lượng của tất cả các hạt của mãu đất ban đầu

ü Trọng lượng của hạt đất trên đơn vị thể tích ở độ sâu z và thời gian t là PW/N
và dung trọng là:

γ =γw +

Gs − 1 PW
G V

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

P=

G V
(γ − γ w )
Gs − 1 W

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

17


1

Bản Chất Vật Lý của Đất
Ø Điều chỉnh giá trị dung trọng của tỷ trọng kế

γ = γ đoc + CM + F
0,9985
0,9990

CM = 0.9990 − 0.9985 = 0.0005

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

18


1

Bản Chất Vật Lý của Đất

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

19


1 Bản Chất Vật Lý của Đất

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

20


1 Bản Chất Vật Lý của Đất
Đường cong cấp phối hạt
4 thông số được xác định từ đường cong cấp phối hạt
1. Đường kính hiệu quả D10 (effective size)
2. Hệ số đồng đều Cu (uniformity coefficient)
Cu =

D60
D10

Cu > 4 : sỏi

Cấp phối tốt khi

Cu > 6 : cát
3. Hệ số đường cong (coefficient of curvature)
D302
Cc =
D60 × D10
1 < Cc < 3 : cấp phối hạt tốt
4. Terzaghi and Peck, D15 sử dụng để xác định cấp phối của vật liệu cho ổn định chống sối mòn
D15( F )
D85( BS )
D15( F )
D15( BS )

< 4−5

Ngăn ngừa bị xói mòn

> 4−5

Đãm bảo chịu được dòng nước chảy với tốc độ lớn

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

21


1

Bản Chất Vật Lý của Đất

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

22


1 Bản Chất Vật Lý của Đất
1.2.2
1.2.2 Nước
Nước trong
trong đất
đất
Ø Nước hút bám
Ø Nước tự do

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

Ø Nước mao dẫn

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

23


1 Bản Chất Vật Lý của Đất
1.3
1.3 Xác
Xác định
định các
các chỉ
chỉ tiêu
tiêu cơ
cơ bản
bản của
của đất
đất
w=

Độ ẩm

Ww

M
× 100% = w × 100%
Ws
Ms

Trọng lượng riêng (kN/m3)
γ=

W
V

γd =

Ws
V

γ ' = γ sat − γ w

Khối lượng riêng (T/m3)
ρ=

M
V

ρd =

γ = ρ×g

Ms
V

Tỷ trọng
Gs =

ρs γ s
=
ρw γ w

Hệ số rổng
e=

Vv
Vs

Độ rổng
n=

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

Vv
V

Hàm lượng khí
Av =

Va
V
BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó

Móng

Độ bảo hòa
S=

Vw
× 100%
Vv
24


1 Bản Chất Vật Lý của Đất
Thí Nghiệm Xác Định Độ Ẩm

TS Nguyễ
Nguyễn Minh Tâm

BM Địa Cơ
Cơ Nền Mó
Móng

25