Tải bản đầy đủ (.doc) (16 trang)

Bài tập cơ học đất

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.9 MB, 16 trang )

Bài tập cơ học đất Trang
BÀI TẬP 1: Tính toán san lấp nền
Cho: DT=30 Ha =300.000 m
2
H
tn
=+1 m
H
l max
=+3.2 m
mS
t
6.0
=∆
(độ lún của nền trong suốt thời gian sữ dụng t năm)
Các chỉ tiêu vật liệu:
• cát mịn 20.000/m
3

%8%
=
o
W

3/34.1 mT
u
=
γ

3/69.1
max


mT
K
tc
=
γ
Thí nghiệm xác định:

3/17.1 mT
o
xkl
=
γ

3/68.2 mg
h
==∆
γ

%16% =
op
W
(độ ẩm tối thượng)
• Hệ số đầm chặt K theo tiêu chuản K
tc
=0.95. Tính
A. Xác định chi phí vật liệu .theo 2 cách (D=K
tc
=0.95)
Cho biết:
 Số lần lu lèn trên 1 lớp n=6

 Chiều dày lớp các xốp H
x
=0.5m
 Chiều dày lớp các đạt độ chặt yêu cầu H
c
=0.386m.Tính
B. Chi phí vật lu lèn theo 2 cách (D=K
tc
=0.95)
Biết rằng chi phí lu lèn 1 lớp là m=300.000000
Giải
A. Chi phí vật liệu (T)
Cách 1: K
tc
=0.95
a. Thể tích các chặt (V
c
)
i. Chiều dày san lắp
H
sl
=(H
lmax
+
t
S

)-H
tn
=3.2+0.6-1=2.8m


V
c
=H
sl
x DT =2.8x300.000 =840.000 m
3
b. Thể tích các xốp
ii. Dung trọng khô theo yêu cầu
K
yc
=
95.0
max
=
k
tc
kyc
γ
γ


95.0
=
kyc
γ
x
maxK
tc
γ

=0.95 x 1.69 =1.605T/m
3
iii. Hệ số tính đổi giữa cát tự nhiên và cát chặt
=
δ
ko
tc
kyc
γ
γ

GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
1
Bài tập cơ học đất Trang

ko
γ
=
o
u
W01.01
+
γ
=
241.1
08.01
34.1
=
+
T/m

3

=
δ
241.1
605.1


V
x
=V
c
x
=
δ
840.000 x
241.1
605.1
=1086382 m
3


chi phí vật liệu T=1086382 x 20.000=2.2 tỷ
Cách 2: D=0.95
1. Thể tích các chặt (V
c
)
V
c
=840000 m

3
b. Thể tích các xốp
iv. Dung trọng khô theo yêu cầu
Ta có : e
o
=
o
k
h
γ
γ
-1

e
yc
=
yc
k
h
γ
γ
-1

kyc
γ
=
h
γ
/(e
yc

+1)
Tìm e
yc
:
Ta có : D=(e
max
-e
yc
)/(e
max
-e
min
)
e
max=

h
γ
/
o
xkl
γ
-1=2.68/1.17 -1 =151/117
e
min=
h
γ
/
maxk
tc

γ
-1=2.68/1.69 -1 =99/169
D=(e
max
-e
yc
)/(e
max
-e
min
)

0.95=(151/117- e
yc
)/( 151/117 -99/169 )

e
yc
=0.021


kyc
γ
=2.68/(0.621+1)=1.6533
v. Hệ số tính đổi giữa cát tự nhiên và cát chặt
=
δ
ko
tc
kyc

γ
γ
=1.6533/1.241=1.332232

V
x
=
δ
xV
c
=1.332232 x 840.000
=1119074.94 m
3


T= 1119074.94 x 20.000=22,4 tỷ
B. Tính chi phí lu lèn(T
ll
)
T
ll
=m.n
m: chi phí lu lèn cho 1 lớp
n: số lớp lu lèn
mà n = H
sl
/ H
c

H

sl
=2.8 m
Hc =H
x
/
δ
=0.5/
δ
Trường hợp: K=0.95
Ta tính được ở câu trên:

δ
=
241.1
605.1


H
c
=0.5/
241.1
605.1
=0.3866 m

n=2.8/0.3866=7.24 lớp

T
ll
= 300.000000 x 7=2.1 tỷ
GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG

2
Bài tập cơ học đất Trang
Trường hợp: D=0.95
Ta tính được ở câu trên :
=
δ
ko
tc
kyc
γ
γ
=1.6533/1.241

Hc
=0.5/1.6533/1.241=0.3753

n =2.8/0.3753=7.46 lớp

T
ll
=300.000000 x 8 =2.4 tỷ
BÀI TẬP 2:
Cho:

3
/6.1 mT
u
=
γ
,cát


bh
γ


dn
γ
,cát

3
2
/9.1 mT
u
=
γ
,sét không thấm

68.2
=∆

%12%
=
ω

Giải

==

=
4

1
.
i
iiZ
h
γσ
11
.h
γ
+
22
.h
γ
+
33
.h
γ
+
44
.h
γ


=
1
γ
3
1
/6.1 mT
u

=
γ

4
γ
=
3
2
/9.1 mT
u
=
γ

=
2
γ
bh
γ
=
1
+
dn
γ

=
dn
γ
( )
1
1

+
−∆
e
n
γ

Ta có
1
=
n
γ

e =
1

k
h
γ
γ

∆=
h
γ


=
dn
γ
( )


−∆
k
γ
1
Ta lại có :
=
k
γ
0
1
01.01
ω
γ
+
u
=
3
/428.1
12.01
6.1
mT
=
+

=
dn
γ
3
/8952.0
68.2

428.1)168.2(
mT
=


=
2
γ
1
+
dn
γ
=0.8952+1=1.8952 T/m
3

=
3
γ
=
dn
γ
0.8952 T/m
3
GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
3
Bài tập cơ học đất Trang


0.
00

0
==
h
Z
γσ


2
11
1
/6.1. mTh
Z
==

γσ


21
122
5.1
/5476.26.1)15.1(8952.1).( mThh
ZZ
=+−×=+−=
−−
σγσ


25.1
233
5..5

/1284.65476.2)5.15.5(8952.0).( mThh
Z
Tren
Z
=+−×=+−=
−−
σγσ


+=
−−
Tren
Z
duoi
Z
5.55..5
σσ
H
nước ngầm
2
/13.10141284.6 mT
n
=×+=×
γ


21
122
5.1
/5476.26.1)15.1(8952.1).( mThh

ZZ
=+−×=+−=
−−
σγσ
BÀI TẬP 3:
max

sạn sỏi,mạch nước ngầm

1
=
n
γ
T/m
3
,
=
dn
γ
0.97 T/m
3
hỏi ở cao trình đáy móng lớn nhất là bao nhiêu để công trình có thể thi công được
Giải

( )
4467.379.697.1
797.097.097.0
≤Η⇒≤Η⇔
Η−=Ζ×≤Η⇒=≤
Ζ

Η
n
dn
γ
γ
GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
4
Bài tập cơ học đất Trang
vậy cao trình cần tìm là :-4.4467 m
BÀI TẬP 4:


Mùa mưa
Mùa khô
mực nước ngầm
=
dn
γ
0.97 T/m
3
nếu làm trong mùa mưa thì cọc bàn đóng xuống bao nhiêu?
Giải
H=6-0.5=5.5m
m
n
dn
67.5
97.0
5.5
97.0

97.0
==
Η
≤Ζ⇒=≤
Ζ
Η
γ
γ
chọn Z=6m
vậy cộc bản phải đóng xuống khỏi đáy móng 2m
BÀI TẬP 5:


cho biết
3
/67.1 mT
u
=
γ
%19%
=
ω
68.2
=∆
GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
5
Bài tập cơ học đất Trang
Giải
n
dn

γ
γ

Ζ
Η

=
dn
γ
( )
1
1
+
−∆
e
n
γ

Ta có
1
=
n
γ

e =
1

k
h
γ

γ

∆=
h
γ


=
dn
γ
( )

−∆
k
γ
1
Ta lại có :
=
k
γ
0
01.01
ω
γ
+
u
=
3
/4033.1
19.01

67.1
mT
=
+

=
dn
γ
3
/8797.0
68.2
4033.1)168.2(
mT
=



m3.27
8797.0
24
8797.0
8797.0
==
Η
≥Ζ⇒≤
Ζ
Η
vậy phải đóng cọc xuống 28m thì nước sẽ không rịn vào hố móng
BÀI TẬP 6:



0.0

3
/7.1
1
mT
u
=
γ


m5.1


%28%
1
=
ω

m2


o
15
1
=
ϕ
,
2

1
/5 mTc
=
,
68.2
1
=∆
CH

m6


ML
3
2
/52.1 mT
u
=
γ

3
/7.1 mT
u
=
γ

m10


o

1
2
=
ϕ
,
2
2
/1 mTc
=
,
67.2
2
=∆
Chọn giải pháp nền móng là móng băng
b=2m , l= 20m
độ sâu hố móng là h=2m
1. kiểm tra ổn định của lớp đất dưới đáy móng
2. kiểm tra ổn định của đất tại cao trình -6m
3. kiểm tra ổn định điểm A(1m,0) ;B(1m,4m)
GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
6
N5=40TN4=95TN3=85TN2=94TN1=42T
4m4.5m
4.5m
5m
Bài tập cơ học đất Trang
Áp lực nén HỆ SỐ RỖNG
P T/m
2
CH ML

0 1.018 1.986
2.5 0.95 1.9
5 0.91 1.8
10 0.88 1.72
20 0.86 1.65
40 0.84 1.6

4. xác định thời gian t để S
t
=0.9 S∞
5. xác định S
t
sau 10 năm
Giải

1. kiểm tra ổn định ở cao trình đáy móng -2m
a.xác định áp lực đáy móng
P
o
=
F
ct

Ν
-
γ
đất đào.
h
+
γ

đất đấp+móng
.h
T
ct
351
54321
=Ν+Ν+Ν+Ν+Ν=Ν

F=b.l=2.20=40 m
2
GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
7
z
x
o(0,0)
B(1m,4m)
A(1m,0)
0.0
-2m
-6m
Bài tập cơ học đất Trang
γ
đất đào
=
2
5.0.5.1.
11
dnu
γγ
+


( ) ( ) ( )

−∆
=
−∆
=
−∆
=
+
−∆
=
+
−∆
=
k
h
k
k
h
n
dn
ee
γ
γ
γ
γ
γ
γ
γ

.1.1
1
1
1
1
.1
1
0
01.01
1
ω
γ
γ
+
=
u
k
=
3
/328.1
28.01
7.1
mT
=
+

=
1
dn
γ

( )
3
/833.0
68.2
328.1168.2
mT
=


γ
đất đào
=
3
/483.1
2
5.0833.05.17.1
mT
=
×+×
γ
đất đấp+móng
=2
3
/2.2 mT

ta chọn
γ
đất đấp+móng
=2.2 T/m
3

22
/209.1022.22483.1
40
351
mT
o
=×+×−=Ρ

b.sức chịu tải an toàn của đất nền
hg
c
h
g
at
.cot
2
cot
.
1
1
11
2
γϕ
γ
π
ϕϕ
γπ
+









+
−+


γ
=
γ
đất đào
rad
o
262.0180/1515
1
===
πϕ

222
/003,312.383,115cot
483,1
5
2
2
262.015cot
483,1.
−−

>=+






+
−+

oat
pmTg
g
π
π

nền đất ở dưới đáy móng ổn định
c.sức chịu tải cho phép của đất nền
hg
c
htgb
g
cp
.cot.
2
cot
.
1
1
1

11
2
γϕ
γ
ϕ
π
ϕϕ
γπ
+








++
−+


22
/003,322.383,115cot
483,1
5
215.2
2
262.015cot
483,1.
mTgtg

g
at
=+






++
−+


π
π
d.sức chịu tải giới hạn của đất nền
hg
c
hg
b
g
gh
.cot
24
cot
2
2
cot
.
1

11
11
2
γϕ
γ
ϕ
π
π
ϕϕ
γπ
+








++







−+



2
1
2
/478,322.383,115cot
483,1
5
2
24
cot
2
2
2
262.015cot
483,1.
mTgg
g
at
=+








++








−+


ϕ
π
π
π
2. kiểm tra ổn định của đất ở cao trình -6m
a. xác định áp lực đáy móng
666
−−−
+=Ρ
btzo
σσ
=
66
−−
+
btgl
σσ
*
glzgl
k
Ρ=

.

6
σ
GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
8
Bài tập cơ học đất Trang







==
==
2
2
4
0
2
0
b
z
b
x
tra bảng ta được
3058,0
==
z
z
k

p
σ
hp
gl
.
0
γ
−=Ρ
=10,209-1,483.2=7,243T/m
2

glzgl
k
Ρ=

.
6
σ
=-0,3058.7,243=2,215T/m
2
*
26
/294,6833,0.5,47,1.5,1.5,4.5,1
11
mT
dnubt
=+=+=

γγσ


6

Ρ
o
=
66
−−
+
btgl
σσ
=2,215+6,294=8,508T/m
2
b. xác định sức chịu tải an toàn của đất nền

hg
c
h
g
at
.cot
2
cot
.
2
2
22
6
γϕ
γ
π

ϕϕ
γπ
+








+
−+


rad
o
0175.0180/11
2
===
πϕ
γ
=
26
/04975.1
6
833,0.5,47,1.5,1
6
.5,4.5,1
11

mT
dnu
bt
=
+
=
+
=

γγ
σ
6
0
26
/883,96.04975,11cot
04975.1
1
6
2
0175,01cot
04975,1.
−−
>=+






+

−+

pmTg
g
at
π
π
c.sức chịu tải cho phép
hg
c
htgb
g
cp
.cot.
2
cot
.
2
2
2
'
22
6
γϕ
γ
ϕ
π
ϕϕ
γπ
+









++
−+


835,1
4
1
.4.22
4
..2
'
=+=+=
tgtgZbb
ϕ
m
6
0
26
/874,96.04975,11cot
04975.1
1
61.835,1

2
0175,01cot
04975,1.
−−
>=+






++
−+

pmTgtg
g
cp
π
π
d.sức chịu tải giới hạn
hg
c
hctg
b
g
gh
.cot
242
2
cot

.
2
22
'
22
6
γϕ
γ
ϕπ
π
ϕϕ
γπ
+








++







−+



3.
26
/94,96.04975,11cot
04975.1
1
6
2
1
42
835,1
2
0175,01cot
04975,1.
mTgctg
g
gh
=+








++








−+


π
π
π
a.Tại A(1,0)
ta có:
( )
( )
2
1
2
2
2
cot.22
4
ϕσσσ
τσσ
α
gC
Sin
btxz
xz
xz

A
+++
+−
=
GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
9
Bài tập cơ học đất Trang







==
==
0
2
0
5.0
2
1
b
z
b
x













=×=⇒=
=⇒=
=×=⇒=
317.2243.7312.032.0
6215.35.0
6215.3243.75.05.0
xz
gl
xz
x
gl
z
gl
z
p
p
x
p
τ
τ
σ
σ

σ
σ
22
/9665.2
833.05.07.15.1
5.05.1
11
mT
dnu
bt
=
×+×
=
×+×
=

γγ
σ
( )
( )
0337.0
15cot529665.226125.32
3177.24
2
2
2
=
××+×+×
×
=

g
Sin
A
α

'610
0
=
A
α
o
15
1
=<
ϕ

điểm A ổn định
b.kiểm tra ổn định của điểm B(1,4)
( )
( )
2
22
2
2
2
cot.22
4
ϕσσσ
τσσ
α

gC
Sin
btxz
xz
xz
B
+++
+−
=







==
==
2
2
4
5.0
2
1
b
z
b
x













=×=⇒=
=×=⇒=
=×=⇒=
461.0243.70637.00637.0
147.0243.70203.00203.0
991.1243.72749.02749.0
xz
gl
xz
x
gl
z
gl
z
p
p
x
p
τ
τ

σ
σ
σ
σ
26
/294.6
833.05.47.15.1
5.45.1
11
mT
dnu
bt
=
×+×
=
×+×
=

γγ
σ
( ) (
)
( )
5
2
2
2
2
10.5.1
1cot12294.62147.0991.1

3177.24147.0991.1

=
××+×++
×+−
=
g
Sin
B
α


00
1'220
<=
B
α


điểm B ổn định
GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
10
Bài tập cơ học đất Trang
4. xác định thời gian t để s
t
=0.9s

GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
11
Bài tập cơ học đất Trang

loại
đất
lơp
phân
tố
H
i
Z
bti
σ
bti
σ

1
b
z
z
k
glzgl
k
Ρ=
σ
gl
σ
glii
σ
+Ρ=Ρ
12
i
e

1
i
e
2
a
i
ii
i
e
ee
s
Η×
+

=
1
21
1

xH
a
CH 0 2.9665 0 1 7.243
1 4 4.6325 4.5495 9.18 0.93 0.89 0.88
4 6.2985 2 0.2563 1.856
ML 2 4 7.4169 1.638 9.06 1.82 1.7 0.32
8 8.5354 4 0.1961 1.4204
Z=0,
9665.25.17.15.0833.05.1.5.0.
11
2

=×+×=+=

udnbt
σσσ
Z=4,
2985.65.17.15.4833.05.1.5.4.
11
6
=×+×=+=

udnbt
σσσ
Z=8,
6
2
10
4.
−−
+=
btdnbt
σσσ
( ) ( ) ( )

−∆
=
−∆
=
−∆
=
+

−∆
=
+
−∆
=
k
h
k
k
h
n
dn
ee
γ
γ
γ
γ
γ
γ
γ
.1.1
1
1
1
1
.1
2
7.1
52.1
7.01

52.1
01.01
02
2
=
+
=
+
=
ω
γ
γ
u
k

( )
( )
559.0
7.1
52.1
67.2
167.2
.1
2


=

−∆
=

k
dn
γ
γ

2985.64559.0
10
+×=

bt
σ
=8.5354
(ta kiểm tra thấy
btgl
σσ
2.0
=
thì dừng lại)
 ở lớp thứ nhất(loại đất CH)
Ta có p
1
=4.6325 dựa vào biểu đồ ta

e
1
=0.93
P
2
=9.18


e
2
=0.89

S=
88.04
93.01
89.093.0
4
1
1
21

+


+

e
ee
GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
12
-2m
-6m
-10m
Bài tập cơ học đất Trang
 ở lớp thứ hai(loại đất ML)
Ta có p
1
=7.4169 dựa vào biểu đồ ta


e
1
=1.82
P
2
=9.06

e
2
=1.70

S=
32.08
82.11
7.182.1
8
1
1
21

+


+

e
ee
Câu 4:
Cv2=29000cm2 /năm

Cv1=32000cm2/năm
S

=10.18 cm
a.xác định thời gian t để S
t
=0.9 S

U
t
=
9.0
=

S
S
t
( ) ( )
vv
v
V
CThtt
h
C
T /.
20
2
2
20
−−

×=⇒=
H=8m=800cm
30500
800
4002900040032000
21
2211
=
×+×
=
+
×+×
=
hh
hChC
C
vv
v
cm
2
/năm
 Tìm T
v(0-2
Ta có
( )
( )
2020220
−−
−+=
ITTTT

vvvV



=
=
⇒=
720.0
848.0
9.0
2
0
v
v
t
T
T
U
Tìm I
0-2
dựa vào
1.5
42.1
243.7
10
6
'
2
'
1

===


σ
σ
σ
σ
dựa vào sơ đồ 0-2

I
0-2
=0.39+
( )
3855.051.5
57
3.039.0
=−×



( )
( )
7693.03855.072.0848.072.0
20
=−+=

V
T

14.16

30500
7693.0800
2
=
×
=
t
năm
b.xác đinh độ lún sau 10 năm
Ta có : S
t
=U
t
S

GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
13
Bài tập cơ học đất Trang
Mà U
t
tra bảng dựa vào T
v(0-2)
Tìm T
v(0-2)
( )
4766.010
800
30500
.
22

20
=×==

t
h
C
T
v
V



=
=
⇒=
271.0
403.0
7.0
2
0
v
v
t
T
T
U
( )
( )
322.03885.0271.0403.0271.0
20

=−+=

V
T



=
=
⇒=
440.0
567.0
8.0
2
0
v
v
t
T
T
U
( )
( )
489.03885.044.0567.044.0
20
=−+=

V
T
Cách 1:

U
t
=0.7+
( )
795.0322.04766.0
322.0489.0
7.08.0
=−


Cách 2:
U
t
T
v(0-2)
0.7 0.322
0.8 0.489

GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
14
Bài tập cơ học đất Trang
BÀI TẬP 7:

68.2
/7.1%,18%
1
3
1
1
=∆

== mT
u
γω
67.2
/57.1%,70%
2
3
2
2
=∆
== mT
u
γω
P. E
0 1.891
2.5 1.72
5 1.65
10 1.59
20 1.54
40 1.5
80 1.45
Xác định độ lún ổn định của đất tự nhiên
Giải
1. xác định áp lực đáy móng
p
o
=áp lực của lớp cát san lắp=
5.05.3
11
×+×

dnu
γγ
( )
11
1
1
1
kdn
γγ
×

−∆
=
18.1
7.1
18.01
7.1
01.01
1
1
=
+
=
+
=
ω
γ
γ
u
k

( )
903.0
18.1
7.1
68.2
168.2
1


=
dn
γ

p
0
=1.7x3.5+0.903x0.5=6.4 T/m
2
2. xác định áp lực gây lún
p
gl
=p
o
=6.4 T/m
2
0
1
=
+
bt
σ

36
2
35
×=

dnbt
γσ
( )
22
2
2
1
kdn
γγ
×

−∆
=
7.1
57.1
7.01
57.1
01.01
2
2
=
+
=
+
=

ω
γ
γ
u
k
GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
15
ML
Cát san lắp
Mực nước ngằm
Sét cứng không thấm,không lèn
Ha
z
Bài tập cơ học đất Trang
( )
578.0
7.1
57.1
67.2
167.2
1


=
dn
γ
795.2036578.036
2
35
=×=×=


dnbt
γσ
T/m
2
Lớp chịu nén H
a
S=
a
H
e
ee
1
21
1
+

P
1
=
2
350
/397.10
2
975.200
2
mT
btbt
=
+

=
+

σσ
P
2
=P
1
+
2
/797.164.6397.10 mT
gl
=+=
σ
Dựa vào biểu đồ nén lún
P
1
=10.397

e
1
=1.57
P
2
=16.797

e
2
=1.52
S=

m7.036
57.11
52.157.1
=
+


GVHD: HOÀNG VĨ MINH SV THỰC HIỆN: BÙI MINH VƯƠNG
16

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay
×