Bài giảng cơ học đất chương 5

09/08/2016

CHƯƠNG 5: ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT
5.1 Khái niệm
5.1.1 Mục đích
5.1.2 Cấu tạo các loại tường chắn
5.1.3 Các loại áp lực
- Áp lực tĩnh E0: Khi tường hoàn toàn không có chuyển vị,
khối đất sau lưng tường ở trạng thái cân bằng tĩnh.
- Áp lực chủ động Ea: tường chuyển vị về phía trước hoặc
quay quanh một góc rất nhỏ quanh mép trước của chân
tường (tường chuyển vị cùng chiều với chiều của áp lực đất).
- Áp lực bị động Ep: Tường chuyển vị ngang hoặc ngã về phía
sau (chuyển vị tường ngược chiều với áp lực đất), khối đất
sau lưng tường bị ép lại và bị trượt theo một mặt phẳng trong
đất và dọc theo lưng tường.

Quan hệ của chuyển vị và áp lực đất

5.2 Áp lực tĩnh E0 của đất lên tường
- Ứng suất thẳng đứng do trọng lượng bản
z =  z
- Ứng suất ngang
x =   z
- Khi đất ở trạng thái tĩnh, do tính chất đối xứng, các ứng
suất đứng và ngang tương ứng với 2 ứng suất chính
1 = z =  z
3 = x =   z
- Áp lực tĩnh E0
E0 = Ex = k0  H2/2
k0 = 1 - sin

1


09/08/2016

5.3 Tính toán áp lực đất theo phương pháp dùng mặt
trượt giả định của Coulomb
5.3.1 Áp lực chủ động Ea
 Đối với đất rời:
Xem tường tuyệt đối cứng, đất sau lưng tường là đất
rời, đồng nhất, tường bị trượt theo mặt phẳng BC và
AB; lăng thể ABC ở trạng thái cân bằng giới hạn.

Tính toán áp lực chủ động theo Coulomb

- Trọng lượng khối đất ABC: W
- Phản lực của đất nền R gồm (N1 , T1)
- Phản lực E (chủ động Ea) của tường đối với lăng thể
trượt gồm (N2 , T2)
- Khi khối ABC ở trạng thái cân bằng giới hạn (a/sina
= b/sinb = c/sinc),

: góc ma sát trong của đất
 = 900 -  - 
: góc ma sát ngoài của đất
: góc nghiêng của lưng tường
 : góc nghiêng mái đất
: góc tạo bởi phương mặt
trượt BC và phương ngang

2


09/08/2016

* Phương pháp giải tích

* Trường hợp  =  = 0,   0

* Trường hợp  =  =  = 0

 Đối với đất dính :
* Trường hợp  =  = 0,   0

* Trường hợp  =  =  = 0

* Trường hợp có tải phân bố đều q trên mặt đắp
* Đất rời :  =  =  = 0

Thay tải trọng q bằng một lớp đất có cùng trọng
lượng riêng  ; H’ = H + h’0

3


09/08/2016

* Đất dính :  =  =  = 0

5.3.2 Áp lực bị động Ea

Tính toán áp lực bị động

* Đất rời:
Trường hợp  =  = 0,   0

Trường hợp  =  =  = 0

4


09/08/2016

* Đất dính:
Trường hợp  =  = 0,   0

Trường hợp  =  =  = 0

5.4 Tính toán áp lực đất theo lí thuyết cân bằng giới hạn
5.4.1 Phương pháp của Rankine
* Đất rời:
- Áp lực chủ động

- Áp lực bị động

* Trường hợp đất sau lưng tường nằm ngang ( = 0)
- Áp lực chủ động

- Áp lực bị động

5


09/08/2016

* Đất dính:

===0
- Áp lực chủ động

- Áp lực bị động

5.4.2 Phương pháp số của Sokolovski
* Đất rời:

* Đất dính: (q,  =  =  = 0 )

5.5 Áp lực đất lên tường chắn một số trường hợp khác
5.5.1. Trường hợp đất sau lưng tường có nhiều lớp
- Tính hệ số áp lực Ka (Kp) cho từng lớp đất riêng biệt.
- Tính và vẽ biểu đồ cường độ áp lực đất Pa (Pp)
- Tính Ea (hoặc Ep)
5.5.2 Trường hợp trong đất đắp có mực nước ngầm
- Tính và vẽ cường độ áp lực đất Pa (hoặc Pp) có xét đến
ứng suất hữu hiệu
- Tính và vẽ cường độ áp lực tĩnh của nước
- Tính Ea (hoặc Ep) bằng tổng của áp lực đất và áp lực
của nước.

6


09/08/2016

Đất sau lưng tường có nhiều lớp và mực
nước ngầm (đất rời)

5.6 Kiểm tra ổn định của tường chắn
5.6.1 Kiểm tra ổn định trượt phẳng của tường chắn
Ntt : tổng trọng lượng của tường
f: ma sát giữa đáy tường & nền,
f = 0,2  0,5
H: tổng tải trọng ngang tính
toán tác dụng tại đáy tường,
H =  Eax - Epx
5.6.2 Kiểm tra ổn định trượt sâu theo Coulomb

7