Bài giảng Địa kỹ thuật - Chương VII: Xác định độ lún của nền công trình - Trường Đại học Thủy Lợi

Tóm tắt Bài giảng Địa kỹ thuật - Chương VII: Xác định độ lún của nền công trình - Trường Đại học Thủy Lợi: ...n từng lớp để tính toán độ lún ổn định của nền. Độ lún của mỗi lớp xác định theo công thức sau Trường hợp biến dạng 3 hướng Trường hợp biến dạng 2 hướng 28II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông Trình tự tính lún khi nền nhiều lớp: Trình tự tính toán gồm 8 bước như sau: 1. Xác định t...ấp: Cv = 1*105 ൊ 6*104 cm2/năm Đất sét có tính dẻo vừa : Cv = 6*104 ÷ 3*104 cm2/năm Đất sét có tính dẻo cao : Cv = 3.104 ÷ 6*103 cm2/năm I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi 41 1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT Đây là PT vi phân cố kết thấm 1 hướng của đất bão hòa nước. Kết ...Trường hợp 0 (TH-0) Thay (6.25) vào (6.29) rồi lấy tích phân: 2. Độ cố kết của đất nền trong các trường hợp cơ bản Vì chuỗi (6.30) hội tụ nhanh (N lớn) nên chỉ cần lấy 1 số hạng đầu cũng đủ chính xác) (6.30) Với (6.31) (6.26) 56 Nhận xét Từ công thức (6-26) ⇒ điều kiện để 2 lớp đất nền ...

pdf13 trang | Chia sẻ: Tài Phú | Ngày: 20/02/2024 | Lượt xem: 29 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Bài giảng Địa kỹ thuật - Chương VII: Xác định độ lún của nền công trình - Trường Đại học Thủy Lợi, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ều sâu, đất nền chỉ
chuyển vị thẳng đứng chứ không có chuyển vị ngang
10I. Tính toán lún cố kết một hướng
Theo quan hệ giữa các pha của đất, sau khi kết thúc cố
kết, thể tích phần hạt rắn vẫn không đổi, thể tích phần rỗng
giảm 1 lượng ߂e, nếu dùng kết quả thí nghiệm nén không
nở hông:
11I. Tính toán lún cố kết một hướng
Dựa vào quan hệ giữa ứng suất tác dụng & biến đổi hệ số
rỗng, có thể lập các công thức tính lún:
Dùng hệ số ép co (nén lún) av
∆e = av ∆σ’v
12I. Tính toán lún cố kết một hướng
Dựa vào quan hệ giữa ứng suất tác dụng & biến đổi hệ số rỗng,
có thể lập các công thức tính lún:
Dùng chỉ số nén Cc
'
1
,
2log
1 

o
o
cc e
HCs 
8/17/2015
3
13I. Tính toán lún cố kết một hướng
Dựa vào quan hệ giữa ứng suất tác dụng & biến đổi hệ số
rỗng, có thể lập các công thức tính lún:
Dùng chỉ số nén cải biến Ccߝ
14
2. Tính lún cố kết ổn định cho đất cố kết bình thường
I. Tính toán lún cố kết một hướng
Đất cố kết bình thường
ߪ’1: giá trị ứng suất lớp phủ thẳng đứng đang tồn tại ߪ’vo
ߪ’2: bao gồm cả ứng suất lớp phủ thẳng đứng đang tồn tại ߪ’vo vàứng suất tăng thêm ߂ߪ’v do công trình
'
,
log
1 vo
vvo
o
o
cc e
HCs 
 

,
,
log
vo
vvo
occ HCs 



15I. Tính toán lún cố kết một hướng
Ta mới chỉ nghiên cứu cách tính lún với đất cố kết
thường. Điều gì sẽ xảy ra nếu đất là quá cố kết? Thực
tế xây dựng, ta thường gặp đất quá cố kết nhiều hơn
so với đất cố kết thường
Kiểm tra loại cố kết như thế nào?
So sánh áp lực tiền cố kết ߪ’p với ứng suất hiệu quả
thẳng đứng hiện tại ߪ’vo (hệ số quá cố kết OCR)
16
3. Tính lún cố kết cho đất quá cố kết
I. Tính toán lún cố kết một hướng
a. Trường hợp ’vo+ v  ’p
'
,
log
1 vo
vvo
o
o
rc e
HCs 
 

,
,
log
vo
vvo
orc HCs 



17I. Tính toán lún cố kết một hướng
b. Trường hợp ’vo+ v > ’p
Trường hợp này, PT tính lún
bao gồm 2 phần:
+ Sự thay đổi hệ số rỗng hay
biến dạng trên đường cong
nén lại từ điều kiện hiện trường
ban đầu (eo; ’vo) hay (εvo, ’vo).
+ Sự thay đổi hệ số rỗng hay
biến dạng trên đường cong
nén nguyên sơ từ giá trị ’p tới
các giá trị cuối cùng của (ef,’vf) hoặc (εvf, ’vf)
18I. Tính toán lún cố kết một hướng
Vậy
   
'
'''
'
'''
log
1
log
1 p
pvvop
o
o
c
vo
vopvo
o
o
rc e
H
C
e
H
Cs 


 



Rút gọn ta được:
'
'
'
'
log
1
log
1 p
vvo
o
o
c
vo
p
o
o
rc e
HC
e
HCs 


 

8/17/2015
4
19
Thực tế rất ít gặp đất nền chịu nén không nở hông. Chỉ
trong TH tải trọng công trình tương đối bé, kích thước
móng tương đối lớn và chiều dày chịu nén của nền tương
đối mỏng thì mới có thể coi gần đúng nền bị nén không nở
hông. Khi mặt nền chịu tải trọng công trình,1 điểm bất kỳ
trong nền sẽ chịu 3 thành phần ứng suất tăng thêm pháp
tuyến x, y, z có tác dụng gây biến dạng 3 hướng: biến
dạng thẳng đứng & biến dạng nở hông
II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông 20
Theo định luật Hooke, biến dạng tương đối theo các
phương của phân tố đất có kích thước dx, dy, dz do 3
thành phần ứng suất tăng thêm pháp tuyến x, y, z gây
ra sẽ là:
II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
21II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
Biến dạng thể tích tương đối
 = x + y + z , gọi là tổng ứng suất tăng thêm
Trong chương 4, khi xét mẫu đất bị ép co do thu hẹp lỗ 
rỗng là chủ yếu thì
Biến dạng theo phương đứng
22II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
Lớp đất có chiều dày H, độ lún sẽ là: S = ezH, hay
(6.14)
(6.14) là công thức tính độ lún ổn định của 1 lớp đất nền có
chiều dày H trong điều kiện biến dạng 3 hướng (bài toán
không gian)
Để tính lún theo công thức (6.14), cần có giá trị e2 xácđịnh từ thí nghiệm nén có nở hông. Tuy nhiên thí nghiệm
này khá phức tạp, nên thường vẫn dùng kết quả thí
nghiệm nén không nở hông để xác định e2;
23II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
p1 = zđ
Vậy tính hệ số rỗng theo
Xét kết quả thí nghiệm nén không nở hông
24II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
Trong trường hợp biến dạng 2 hướng (bài toán biến
dạng phẳng) ex  0, ez  0 và ey = 0, độ lún ổn định S
của đất nền chiều dày H:
Trong đó ’  = x + z
(6.16)
8/17/2015
5
25II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
Bài toán biến dạng phẳng
Ta lại có (6.15)
(6.17)
Kết hợp (6.15) và (6.17)
z = (1‐ 0)’ 
26II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
Xác định hệ số rỗng từ thí nghiệm nén không nở hông:
p1 = zđ
p2 = zđ + (1‐ 0)’
e1; e2
27II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
Trong trường hợp đất nền có chiều dày lớn, đất nền
thành lớp thì cần áp dụng phương pháp tổng cộng lún
từng lớp để tính toán độ lún ổn định của nền. Độ lún của
mỗi lớp xác định theo công thức sau
Trường hợp biến dạng 3 hướng
Trường hợp biến dạng 2 hướng
28II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
Trình tự tính lún khi nền nhiều lớp: Trình tự tính toán gồm 
8 bước như sau:
1. Xác định tải trọng công trình, tính & vẽ biểu đồ phân bố áp 
suất đáy móng
2. Tính và vẽ biểu đồ phân bố ứng suất bản thân thẳng đứng 
zđ dọc theo đường thẳng đứng đi qua điểm tính lún (vẽ từ đáy 
móng).
3. Xác định áp suất gây lún ptl.
Do thời gian đào hố móng để xây dựng công trình lâu,
hố móng của CTTL luôn bị ngập nước nên đất nền đã bị
phình nở khi đào hố móng. Như vậy áp suất đáy móng
chính là áp suất gây lún
ptl = p 
29II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
4. Tính và vẽ biểu đồ ứng suất tăng thêm thẳng đứng z
dọc theo đường thẳng đứng đi qua điểm tính lún.
5. Xác định chiều dày chịu nén của nền Ha.
Theo quy phạm thiết kế nền các công trình thủy lợi chiều 
sâu chịu nén là chiều sâu tại đó có
Ha = 0,5Hađ
Ha - chiều dày chịu nén của đất nền
30II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
6. Chia lớp tính toán.
 Cần chia chiều dày chịu nén Ha thành nhiều lớp mỏng,
mỗi lớp có chiều dày hi. Khi phân chia cần tuân thủ các
nguyên tắc sau:
- Mặt phân lớp hi phải trùng với các mặt ranh giới sau đây:
mặt phân tầng của các lớp đất tự nhiên, mặt nước ngầm,
mặt nước mao dẫn, mặt đáy móng và mặt giới hạn dưới
của chiều dày chịu nén Ha.
- Các lớp gần đáy móng có chiều dày hi bé hơn các lớp xađáy móng để đảm bảo trong phạm vi mỗi lớp ứng suất zđều phân bố đường thẳng
- Chiều dày mỗi lớp
8/17/2015
6
31II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông
7. Tính độ lún lớp thứ i (Si)
8. Tính độ lún tổng cộng
32
§7.3. Xác định độ lún cố kết theo thời gian
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi
II. Tính độ lún cố kết theo thời gian
III. Biến dạng hông
33
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi
34
Quá trình cố kết thấm của đất chính là quá trình
chuyển hoá giữa ứng suất trung hoà và ứng suất hiệu
quả, 2 loại ứng suất này đều là hàm số của thời gian,
nó phụ thuộc vào chiều dày của tầng đất và đặc tính
thoát nước của đất ⇒ để nghiên cứu quá trình lún theo
thời gian, cần biết 1 trong 2 loại ứng suất trên (Hiện
nay để giải bài toán này thường tìm ứng suất trung hoà
Un).
Để tìm Un, dựa vào lý luận cố kết thấm của đất.
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi
35
Khi lớp đất bão hoà nước chịu nén dưới tác dụng
của tải trọng phân bố đều, nằm giữa 2 tầng thoát
nước hoặc nằm giữa 1 tầng thoát nước và 1 tầng
không thoát nước thì nước trong đất sẽ bị ép thoát
ra ngoài chủ yếu theo hướng thẳng đứng. Lớp đất bị
ép co trong điều kiện thoát nước như vậy gọi là cố
kết thấm một hướng
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi 36
1.1 Những giả thiết cơ bản của lý thuyết cố kết thấm 1
hướng
Tải trọng tác dụng một lần tức thời .
Đất nền đồng chất & bão hoà nước.
Trong quá trình cố kết, bản thân nước và hạt đất coi
như không ép co được.
Lớp đất chỉ bị ép co và thoát nước theo phương đứng
Tốc độ lún của đất chỉ phụ thuộc tốc độ thoát nước
trong đất.
Tính thấm nước của đất tuân theo ĐL Darcy.
Hệ số thấm k & hệ số ép co a của đất chịu nén là hằng
số trong quá trình cố kết thấm
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi
8/17/2015
7
37
1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT
Xét 1 phân tố đất tại độ sâu z có thể tích 11dz
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi 38
1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT
Vì đất bão hòa nước, nước trong lỗ rỗng & hạt đất không
bị ép co ⇒ Khi phân tố đất bị biến dạng dưới tác dụng của
tải trọng ngoài P thì V.nước thoát ra khỏi phân tố đất trong
khoảng thời gian dt chính = độ giảm thể tích rỗng của nó
trong khoảng thời gian đó
Biến đổi biểu thức trên, áp dụng ĐL Darcy và quan hệ
giữa các pha trong đất
Với
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi
39
1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT
Cv - hệ số cố kết (cm²/năm).
k - hệ số thấm (cm/năm).
a - hệ số ép co (cm²/N).
eo - hệ số rỗng tự nhiên.
w - trọng lượng riêng của nước (0,01 N/cm³).
NX
Cv tỷ lệ thuận với hệ số thấm k và tỷ lệ nghịch với hệ số
ép co a ⇒ Cv đặc trưng cho mức độ cố kết của đất. Đất
càng ít thấm, Cv càng bé.
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi 40
1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT
NX
Đất sét có tính dẻo thấp: Cv = 1*105 ൊ 6*104 cm2/năm
Đất sét có tính dẻo vừa : Cv = 6*104 ÷ 3*104 cm2/năm
Đất sét có tính dẻo cao : Cv = 3.104 ÷ 6*103 cm2/năm
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi
41
1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT
Đây là PT vi phân cố kết thấm 1 hướng của đất bão hòa
nước. Kết hợp điều kiện ban đầu & điều kiện biên của bài
toán ⇒ nghiệm riêng Áp lực nước lỗ rỗng u ở thời điểm t bất
kỳ tại độ sâu z bất kỳ.
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi 42
1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT
Điều kiện ban đầu:
Khi t = 0 , tại mọi z: u = p.
Khi t =  , tại mọi z: u = 0
Điều kiện biên:
Tại z = H với mọi t: q = 0
Tại z =0 với mọi t : u = 0
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi
8/17/2015
8
43
1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT
m - Số nguyên dương lẻ 1,3,5 ...
e - Cơ số logarit tự nhiên.
z - Độ sâu của điểm đang xét.
N - Nhân tố thời gian
H – Khoảng cách thoát nước lớn nhất.
TH: 1 mặt thoát nước thì H = chiều dày lớp đất.
TH: 2 mặt thoát nước thì H = 1/2 chiều dày lớp đất
t - Thời gian cố kết.
Cv – hệ số cố kết
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi
(6.25)
44
VD 6.5
Một tầng đất sét bão hòa nước dày 5m nằm trên tầng đá
ko thấm. Trên tầng sét là lớp cát mỏng chịu tải trọng thẳng
đứng phân bố đều liên tục p = 200 kN/m². Cho biết chỉ tiêu
cơ lý của tầng sét như sau:
Hệ số thấm k = 1,4 cm/năm; hệ số rỗng ban đầu eo = 0,80;
hệ số ép co a = 0,00183 cm²/N.
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi
Hãy tính và vẽ biểu đồ phân bố áp lực nước lỗ rỗng u theo
chiều sâu của tầng sét ở thời điểm sau khi tác dụng tải
trọng p 6 tháng
Yêu cầu:
45
VD 6.5
Áp lực nước lỗ rỗng U(z,t) tại độ sâu z bất kỳ
(chỉ lấy 1 số hạng đầu của chuỗi, tức là lấy m =1) 
Trong đó: P = 200 Kn/m2; H = 5m; 
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi 46
Nhân tố thời gian:
Hệ số cố kết Cv
Trong đó: a = 0,00183 cm²/N = 1,83 cm²/kN.
n = 10 kN/m³ = 10-5 kN/cm³
k = 1,4 cm/năm
eo = 0.8
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi
47
Nhân tố thời gian:
⇒ áp lực nước lỗ rỗng u(z,t)
Tính với z = 0,00H ; 0,25H ; 0,50H ; 0,75H ; H
z 0,00 0,25H 0,50H 0,75H H
uz,t( kN/m²) 0,00 49,39 91,18 119,17 129,00
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi 48
Trên hình, diện
tích abc là biểu đồ
phân bố áp lực
nước lỗ rỗng uz,t
và diện tích aedc
là biểu đồ phân bố
áp lực nén ߪ’zt (áp
lực hiệu quả)
I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi
8/17/2015
9
49
II. Tính độ lún theo thời gian
50II. Tính độ lún theo thời gian
1. Độ cố kết của đất nền
Độ cố kết là tỷ số giữa độ lún ở thời điểm t nào đó trong quá
trình đang lún (St) và độ lún ở thời điểm quá trình lún đã kết
thúc (S), ký hiệu là Qt.
Trong đó:
(6.27) (6.28)
(a) (b)
Thay (a) và (b) vào (6.27)
511. Độ cố kết của đất nền
(6.29)
Đây là công thức cơ bản thường dùng để xác định độ cố kết
của nền đất
Là diện tích của biểu đồ áp lực nước lỗ
rỗng abc và biểu đồ ứng suất hiệu quả
aedc ở thời điểm t.
Diện tích biểu đồ ứng suất hiệu quả aedb trên hình 6-
12 ở thời điểm t =  (là thời điểm quá trình cố kết đã
chấm dứt).
52
Nhận xét
Từ công thức (6.29) thấy rằng Qt phụ thuộc tỷ số của diện
tích biểu đồ áp lực nước lỗ rỗng abc & biểu đồ ứng suất
hiệu quả aedb. Rõ ràng Qt tăng theo thời gian cố kết, từ Qt
= 0 ở thời điểm t = 0 tăng lên Qt = 1 ở thời điểm t = 
Vậy Qt biểu thị mức độ hoàn thành quá trình chuyển hoá
áp lực nước lỗ rỗng thành ứng suất hiệu quả trong quá
trình cố kết
Nếu biết biểu đồ áp lực nước lỗ rỗng & ứng suất hiệu
quả, điều kiện thoát nước và tính chất của đất nền thì
dễ dàng ⇒ độ cố kết Qt và nhờ đó sẽ tính được St theo
công thức (6.28).
1. Độ cố kết của đất nền
53
Nhận xét
Trong thực tế xây dựng, trên cơ sở phân tích tính chất
và điều kiện thoát nước 1 hướng của đất nền, đặc
điểm của tải trọng công trình và tình hình phân bố ứng
suất trong đất có thể phân ra 5 TH cố kết cơ bản sau
đây của bài toán cố kết 1 hướng.
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản
54
2.1 Trường hợp 0 (TH-0)
Đất nền đồng chất đã cố kết ổn
định dưới tác dụng của trọng
lượng bản thân, chiều dày lớp
đất nền tương đối mỏng, kích
thước đáy móng công trình
tương đối lớn. Ứng suất ép co do
tải trọng ngoài gây ra trong đất
phân bố đều theo chiều sâu
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản
σ’z- ứng suất tăng thêm ở mặt thoát nước
σ’’z- ứng suất tăng thêm ở mặt không thấm
8/17/2015
10
55
2.1 Trường hợp 0 (TH-0)
Thay (6.25) vào (6.29) rồi lấy
tích phân:
2. Độ cố kết của đất nền trong các trường hợp cơ bản
Vì chuỗi (6.30) hội tụ nhanh (N
lớn) nên chỉ cần lấy 1 số hạng
đầu cũng đủ chính xác)
(6.30)
Với
(6.31)
(6.26)
56
Nhận xét
Từ công thức (6-26) ⇒ điều kiện để 2 lớp đất nền đạt độ cố kết
như nhau là nhân tố thời gian N phải bằng nhau:
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản
N1 = N2
57
Hay
2. Độ cố kết của đất nền trong các trường hợp cơ bản
(6.32)
Công thức (6-32) cho thấy tỷ số thời gian cố kết bằng bình
phương tỷ số khoảng cách thoát nước lớn nhất. Trong trường
hợp đang xét, với điều kiện thoát nước 1 mặt nên khoảng cách
thoát nước lớn nhất H1, H2 cũng chính là chiều dày của lớp đất
nền.
582. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản
Từ CT (6.32) còn có thể ⇒ thời gian cố kết của 2 lớp đất
nền có tính chất, chiều dày và phân bố ứng suất ép co giống
nhau nhưng điều kiện thoát nước của chúng khác nhau
(hình c). Trên hình (c), đất nền thoát nước hai mặt nên
khoảng cách thoát nước lớn nhất chỉ bằng H2/2, do đó
(6.32) trở thành:
Rõ ràng thời gian cố kết t2 của lớp đất nền thoát nước 2
mặt ngắn hơn nhiều, chỉ bằng 1/4 thời gian cố kết t1 của đất
nền có cùng chiều dày nhưng chỉ thoát nước 1 mặt.
59
2.2 Trường hợp 1 (TH-1)
Đất nền là loại trầm tích mới chưa ổn
định, dưới tác dụng của trọng lượng
bản thân, quá trình cố kết của đất
chưa hoàn thành. Biểu đồ phân bố
ứng suất ép co trong nền do trọng
lượng bản thân đất gây ra theo chiều
sâu có dạng tam giác, với cạnh đáy ở
mặt không thấm
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản
Độ cố kết của đất nền được tính
theo:
60
2.3 Trường hợp 2 (TH-2)
Đất nền đã hoàn thành quá trình cố kết
dưới tác dụng của trọng lượng bản thân.
Chiều dày lớp đất nền tương đối lớn, kích
thước đáy móng tương đối bé. Phân bố
ứng suất ép co trong nền do tải trọng
ngoài p gây ra có dạng tam giác giảm dần
theo chiều sâu.
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản
Độ cố kết của đất nền
(6.36)
8/17/2015
11
61
Nhận xét
Kết quả nghiên cứu cho thấy biến dạng của đất nền đồng chất
ở thời điểm t nào đó do ứng suất ép co có dạng biểu đồ phân
bố nào đó gây ra sẽ tương đương với tổng các biến dạng gây
ra do các biểu đồ ứng suất ép co riêng rẽ hợp thành. Điều đó
cho phép dùng nguyên lý cộng tác dụng các biểu đồ phân bố
ứng suất ép co để xác định độ lún của nền trong quá trình cố
kết.
Theo nguyên lý đó, xem độ lún St2 ở thời điểm t của TH-2
tương đương với hiệu số độ lún của TH-0 & TH-1 ở thời điểm
đó, tức là: St2 = Sto ‐ St1
Qt2 = 2Qto ‐ Qt1 
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản 62
2.4 Trường hợp 3 (TH-3)
Đất nền cố kết chưa hoàn toàn dưới
tác dụng của trọng lượng bản thân.
Biểu đồ ứng suất ép co do tải trọng
ngoài gây ra trong nền phân bố đều
hoặc phân bố hình thang với đáy
lớn ở mặt không thoát nước, đáy bé
ở mặt thoát nước. Theo nguyên lý
cộng tác dụng, độ lún của nền trong
TH này xác định theo công thức
St3 = Sto + St1
Qt3.S3 = Qto.So + Qt1.S1
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản
63
2.4 Trường hợp 3 (TH-3)
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản
Qt3.S3 = Qto.So + Qt1.S1
Với
’z _ ứng suất ép co ở mặt thoát nước.”z _ ứng suất ép co ở mặt không thoát nước
64
2.5 Trường hợp 4 (TH-4)
Đất nền đã cố kết ổn định dưới tác
dụng của trọng lượng bản thân. Chiều
dày lớp đất nền không lớn. Biểu đồ
phân bố ứng suất ép co do tải trọng
ngoài gây ra trong nền có dạng hình
thang với đáy lớn ở mặt thoát nước và
đáy bé ở mặt không thoát nước .
Theo nguyên lý cộng tác dụng độ lún
của nền trong TH này xác định theo
công thức:
St4 = Sto ‐ St1
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản
65
Nhận xét
Kết quả nghiên cứu cho thấy Qt là 1 hàm số của nhân tố
thời gian N và . Để tiện tính toán thường lập bảng trị số N
và Qt cho 5 TH cố kết cơ bản ( với các  khác nhau) để tra
cứu (Bảng 6.1).
Trên đây là những TH cố kết cơ bản trong điều kiện thoát
nước 1 mặt. Nếu gặp TH thoát nước 2 mặt có thể đưa về
trường hợp 0 (TH-0) để tính toán, nhưng lúc đó khoảng
cách thoát nước lớn nhất chỉ lấy bằng nửa chiều dày lớp
đất, tức là H/2.
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản 66
TH Khi có hai mặt thoát nước
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản
8/17/2015
12
67
Trong trường hợp đất nền có 2 lớp I & II thì tiến hành tính toán độ cố kết
Qt và độ lún St cho các lớp riêng rẽ sau đó cộng kết quả với nhau. Khi
tính toán cần lưu ý lớp I là TH thoát nước 1 mặt và thoát ở mặt đáy lớp do
đó cần tính toán theo TH-3. Còn lớp II là TH thoát nước 2 mặt cần tính
toán theo TH-0.
2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản 68
Thực tế thường gặp hai dạng bài toán sau khi tính
toán độ lún của nền theo thời gian
Bài toán 1: Cho biết thời gian t. Yêu cầu tính độ
cố kết Qt và độ lún St.
Bài toán 2: Cho biết độ cố kết Qt hoặc độ lún St.
Yêu cầu xác định thời gian t cần thiết để đất nền
đạt được độ cố kết hoặc độ lún nói trên.
3. Các bài toán cơ bản
69
Bài toán 1: Cho biết thời gian t. Yêu cầu tính độ cố kết Qt vàđộ lún St.
B1: Tính hệ số cố kết
B2: Tính nhân tố thời gian
B3: Xác định trường hợp cố kết cơ bản hoặc trị số α
B4: Tra bảng 6.1 trang 214 được Qt, từ đó tính ra St
3. Các bài toán cơ bản
σ’z- ứng suất tăng thêm ở mặt thoát nước
σ’’z- ứng suất tăng thêm ở mặt không thấm
70
Bài toán 2: Cho biết độ cố kết Qt hoặc độ lún St. Yêu cầu xácđịnh thời gian t cần thiết để đất nền đạt được độ cố kết hoặc
độ lún nói trên
B1: Tính độ cố kết Cv
B2: Xác định trường hợp cố kết cơ bản hoặc trị số α
B3: Tra Bảng 6.1, trang 214 được N nhờ Qt và α
3. Các bài toán cơ bản
71
VD6.6
Nền đất sét bão hòa nước dày 10m nằm trên tầng đá không 
thấm nước. Mặt nền chịu tải trọng phân bố cục bộ p = 235,4 
kN/m², ứng suất ép co do tải trọng p gây ra trong nền có dạng 
phân bố như hình.
Cho các đặc trưng cơ lý đất nền:
Hệ số rỗng ban đầu 1 = 0,8.
Hệ số ép co a = 0,0025 cm²/N
Hệ số thấm k = 2,0 cm/năm.
Hãy xác định:
1. St sau t = 1 năm sau khi tải trọng p.
2. Thời gian t cần thiết để độ cố kết đất nền đạt 0,75.
3. Các bài toán cơ bản 72
1. Xác định độ lún St
a. Xác định độ lún ổn định S:
Trong đó
3. Các bài toán cơ bản
8/17/2015
13
73
1. Xác định độ lún St
a. Xác định St
Đây là TH-4
Qt  xác định được nhờ tra bảng 6.1 với N =0,36 &  = 1,5 ⇒ Qt
= 0,465 St = Qt.S = 0,46527,3 = 12,7 cm.
3. Các bài toán cơ bản 743. Các bài toán cơ bản
2. Tính thời gian t cần thiết để đất nền đạt độ cố kết Qt = 0.75
a. Xác định N
N xác định nhờ tra bảng 6.1 với Qt=0.75 và α = 1.5 
nhận được N = 1.13
b. Tính t

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_dia_ky_thuat_chuong_vii_xac_dinh_do_lun_cua_nen_co.pdf
Ebook liên quan