Bài giảng Cơ học đất - Chương 1: Đặc điểm của sét yếu và những tính chất cơ bản - Trần Quang Hộ

TRẦN QUANG HỘ
tqho@hcmut.edu.vn 
ĐẶC ĐIỂM CỦA SÉT YẾU VÀ 
NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN
Khái niệm về đất yếu
Rất yếu :
Yếu: 
Yếu: 
Khả năng chịu tải cho phép
Các chỉ tiêu của một số đất
Đặc điểm của sét yếu.
Nén cố kết dưới trọng lượng bản
thân
Ứng suất có hiệu.
Nguyên lý ứng suất có hiệu.
1. Phương trình cơ bản của nguyên lý ứng
suất có hiệu:
Terzaghi (1942): ’ =  - u 
Skempton (1970) : ’ =  - u(1-Cs/C)
Không thấy được ảnh hưởng của của lưu chất (trường
hợp nước) tác dụng qua hạt đất giữ vai trò quan rọng
trong phân tích đất không bão hòa nước
2. Phương trình hóa lý của ứng suất có 
hiệu.
’ = . ac + (R – A) 
= (r - a ). ac + (R – A) 
Các thành phần của ứng suất có hiệu.
R = double layer (osmotic ) repulsion = f(Pr)
A = long range vander waals attraction = f (Pa)
r = contact repulsive stresses 
a = contact attractive stresses.
ac = contact area ratio = contact area per 
unit area.
r = 
resistance due to displacement of adsorbed 
water + Born repulsive ( if mineral to mineral 
contact )
a = 
short range vanderwaals attraction = f(Pa) + 
edge to face elctrostatic attraction + primary 
valence bonding ( if mineral to mineral 
contact )
R = double layer (osmotic ) repulsion = f(Pr)
Chiều cao cột áp lực thẩm thấu
3. Ứng suất có hiệu của đất không bão hòa nước
Bishop 1959:
’ = ( -ua) + (ua – uw) 
Cân bằng nhiệt động lực học.
Một hệ thống cân bằng cơ học , cân bằng nhiệt
lượng, cân bằng hóa học thì hệ thống mới cân
bằng nhiệt động lực học.
Enthalpy là một biến nhiệt động lực học mở rộng
cũng là thế năng đối với công thực hiện trong một hệ
thống chịu áp lực. Thế năng Enthalpy
U: nội năng Mi :khối lượng hóa chất
S: entropy T :nhiệt độ
i: thế năng hóa học p : áp lực
Enthapy và điều kiện cân bằng ứng
suất trong đất không bão hòa.
Cân bằng của phân tố ABCD 
có bong bóng khí:
Cân bằng lực tác dụng lên phân tố ABCD:
Cân bằng của phân tố ABCD 
có hạt đất.
Cân bằng lực tác dụng lên phân tố ABCD:
Ứng suất có hiệu cho đất bão hòa
Cân bằng lực tác dụng:
Cân bằng cho đất không bão hòa
4. Sự thay đổi ứng suất có hiệu là nguyên 
nhân duy nhất gây ra những ảnh hưởng 
có thể đo được đến tính nén lún , biến 
dạng cũng như sức chống cắt của đất .
Hệ quả của nguyên lý ứng suất có hiệu.
 Ứng xử của hai mẫu đất có cùng cấu trúc, cùng 
thành phần khoáng sẽ như nhau nếu chịu ứng 
suất có hiệu như nhau.
 Nếu một mẫu đất được chất tải hoặc dỡ tải mà 
không có sự thay đổi thể tích hoặc biến dạng thì 
ứng suất có hiệu cũng không đổi.
 Đất sẽ dãn nở (suy bền) hoặc được nén lại (tăng 
bền) nếu chỉ có áp lực lổ rỗng tăng lên hoặc giảm 
xuống.
Đường cong nén do trầm tích
Xác định áp lực tiền cố kết
NC:
áp lực nén trong quá khứ chưa vượt qua ứng suất
có hiệu dưới trọng lượng bản thân hiện tại.
OC:
áp lực nén trong quá khứ đã vượt qua ứng suất
có hiệu dưới trọng lượng bản thân hiện tại.
UC: 
ứng suất có hiệu hiện hữu nhỏ hơn ứng suất có
hiệu dưới trọng lượng bản thân.
Sét NC, OC và UC.
Sét NC, OC và UC.
OCR<1: Đất sét dưới cố kết
OCR=1: Đất sét cố kết thường
OCR= 12: Đất sét quá cố kết nhẹ
OCR>2: Đất sét quá cố kết nặng
Chỉ số ứng với đường dỡ tải.
Chỉ số Cc , Cr , Cs
Công thức tính lún NC
Đối với NC:
Đối với OC:
Trường hợp: :
Trường hợp: :
Công thức tính lún Sét OC
Tính lún cho móng bè
Tính lún cho móng bè
Độ lún một lớp phân tố
Ứng suất gây lún điều kiện OC, 
Ứng suất điều kiện NC, 
Cấu trúc hạt liên tục xếp lại trong khi
ứng suất có hiệu không đổi.
Nén cố kết thứ cấp
Tỉ số :tùy thuộc vào mức độ cố kết thứ cấp
tăng theo chỉ số dẻo
Quá trình Biến đổi hóa lý
1. bay hơi và thành hình lớp cứng.
2. tạo vết nứt mặt và sâu.
3. phong hóa.
4. lọc rửa.
5. xi măng hóa
Độ nhạy của sét chảy.
Theo nén đơn hoặc cắt cánh:
Theo phương pháp chùy rơi:
Phân loại độ nhạy
Phân loại đất yếu
Lịch sử hình thành địa chất.
Đặc trưng có thể thay đổi địa chất:
• Độ ẩm và giới hạn Atterberg
• Sự thay đổi sức chống cắt và áp lực tiền cố
kết.
• Hình dạng của đường cong nén lún.
• Độ nhạy
Sét yếu Tp HCM & MEKONG DELTA
Sét yếu.
Sét pha dẻo cứng
Chỉ số nén Cc
Sét yếu:
Sét dẻo cứng:
Soil vicosity, 1/
Những
quan hệ
khác
Phần bài tập
Nguyên lý ứng suất có hiệu.
Trần Quang Hộ
Yêu cầu tính
ứng suất tổng và ứng suất có hiệu theo phương đứng
phương ngang trong các trường hợp sau:
a) trước khi gia tải và giả thiết là lớp sét pha đã cố kết
hoàn chỉnh dưới lớp cát đắp.
b) sau khi gia tải và trước khi xảy ra cố kết do lớp cát
gia tải.
c) sau khi kết thúc cố kết do lớp cát gia tải.
d) sau khi giỡ tải và trước khi trương nở.
e) sau khi giở tải và lớp sét trương nở hoàn toàn.
Hệ số Ko
Trong giai đoạn chất tải: Ko = 0,56
Trong giai đoạn giở tải:
OCR Ko
1,5 0,70 
2 0,77 
3 0,89
Bài tập 1
Bài tập 2
Bài tập 3
Bài tập 4
THANK YOU FOR LISTENING