Bài tập lớn Cơ học đất

Chia sẻ: Quang Bình | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

6
4.811
lượt xem
1.257
download

Bài tập lớn Cơ học đất

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo về cơ học đất

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài tập lớn Cơ học đất

  1. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T bài: M t móng ơn có kích thư c áy móng l × b , sâu chôn móng h ư c t trên n n d t g m hai l p t dính.M c nư c ng m n m sâu hơn m c áy móng 3m. tc tc tc N i l c t i nh móng,t h p cơ b n,t i tr ng tiêu chu n g m N 0 , M 0 , Q0 . K t qu khoan kh o sát và thí nghi m trong phòng i v i các m u t có chi u cao 20mm cho các giá tr tiêu bi u th hi n trong B ng 1. K t qu c a ư ng cong nén lún m t chi u cho m u t nguyên d ng tiêu bi u cho m i l p t xem B ng 2. Yêu c u:  Xác nh các ch tiêu v t lý chưa bi t và ánh giá tr ng tháI t.V ư ng cong nén lún c a m u t ,d a trên k t qu thí nghi m nén không n hông.  Ki m tra i u ki n áp l c t i áy móng .  Tính toán lún t i tâm móng theo phương pháp c ng lún các l p phân t .  N u phía dư i l p cát pha là l p á cát k t có tính th m nư c t t và cho r ng nư c ch thoát ư c xu ng phía dư i.Hãy xác nh kho ng th i gian l p cát pha t t i c k t là 90%.  Tính lún c a n n t theo th i gian _sau 5 năm(theo phương pháp t ng tương ương). S li u tính toán l(m) b(m) h(m) tc N 0 (kN) tc M 0 (kNm) tc Q0 (kN) 3,6 2,9 1,6 580 120 40 B ng 1:S li u v n n t γw ϕ II H c II ST W ∆ Wnh Wd K L p t 3 0 T (%) (%) (%) (m/s) ( (kPa (m) (kN/m ) ) ) 40, 2 14 1 Sét pha 4,5 18,5 32 2,72 27 1,2.10-9 5 8 3 6 2 Cát pha 8 19,2 28 2,68 32 24 2,2.10-8 3 B ng 2:S li u thí nghi m tư ư ng cong nén lún Oedometer T i tr ng S c ng h o lún (kPa) (0.01mm) Sét pha Cát pha 0 0 0 50 34 17 100 62 31 Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
  2. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T 200 105 54 300 138 72 400 162 84 Bài làm: 1) Các chi tiêu cơ lý c a t, ánh giá tr ng thái c a t.V ư ng cong nén lúnc a m u t, d a trên k t qu nén không n hông. a)Các ch tiêu cơ lý c a t: Lo¹i ®Êt Th«ng sè SÐt pha C¸t pha γ h =∆γ n 27,2 26,8 ∆ γ n (1 + 0 , 01W ) e = −1 γW 0,94 0,79 e n= 0,48 0,44 1+ e γk =γh (1−n) 14,144 15,008 ∆γ n × 0,01W G= ∆γ n (1 + 0,01W ) − γ W 0,925 0,954 γ dn = ( ∆ − 1) γ n 1+ e 8,866 9,385 γ bh = γ dn + γ n 18,866 19,385 - t sét pha: W − Wd 32 − 27 Is = = = 0,37 ⇒ t tr ng thái d o. Wnh − Wd 40,5 − 27 - t cát pha: W − Wd 28 − 24 Is = = = 0,5 ⇒ t tr ng thái d o. Wnh − Wd 32 − 24 c)V ư ng cong nén lún c a t: Tính h s r ng e tương ng v i các c p áp l c nén: si (1 + e0 ) Công th c: ei = e0 − v i h=20mm h B ng k t qu tính toán: C pt i T i tr ng e Sét pha Cát pha (kPa) Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
  3. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T 0 0 e0 0.94 0.787 1 50 e1 0.907 0.772 2 100 e2 0.879 0.759 3 200 e3 0.838 0.739 4 300 e4 0.806 0.723 5 400 e5 0.783 0.712 0,94 0,907 0,879 0,838 0,806 0,783 0 50 100 200 300 400 Bi u ư ng cong nén lún c a sét pha Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
  4. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T 0,772 0,759 0,739 0,723 0,712 0 50 100 200 300 400 Bi u ư ng cong nén lún c a cát pha 2)Ki m tra i u ki n áp l c t i áy móng : a.Xác nh ng su t dư i áy h móng hình ch nh t b × l =2,9 × 3,6 -Coi móng là tuy t i c ng . -N i l c tiêu chu n xác nh i m cos áy móng Ntc =N0tc + F × hm’ × λtb =580+2,9 × 3,6 × 1,2 × 20=830,56(kN) Mtc=M0tc +Q0tc × hm’ =120 + 40 × 1,2 =168 (kNm) Qtc = Q0tc =40 ( kN ) Trong ó :F =l × b là di n tích áy móng λtb là tr ng lư ng riêng trung bình c a v t li u làm móng và p trên móng Móng ch t i l ch tâm theo 1 phương,áp su t ti p xúc t i m c áy móng phân b theo quy lu t ph ng. tc tc N tc M 830,56 168 × 6 Pmax = ± = ± min F W 2,9 × 3,6 2,9 × 3,6 2  P tc max = 106,375kN  ⇒  tc  Pmin = 52,735kN  P tc + Pmin tc ⇒ Ptb = max tc = 79,555kN 2 Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
  5. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T m b o gi thuy t tính lún theo phương pháp thư ng dùng ta xem t là 1 v t th tuy n tính .Ta có ng su t tác d ng lên m i l p t ph i nh hơn áp l c tiêu chu n c a l p t y Rtc. - ng su t tác d ng : + ng su t tác d ng lên l p th nh t b ng ng su t trung bình áy móng (do móngn m trong l p th nh t) tc σ z1 = Ptb = 79,555kN + ng su t tác d ng lên l p th 2 b ng ng su t b n thân c ng v i ng su t gây lún t i i m có sâu 4,5mt m t t t tr c qua tâm móng. Setpha tc setpha σ z 2 = 4,5 × γ ¦W + 4 × K g ( Ptb − γ W × h) Tìm K g :Chia di n tích áy móng ra làm 4 ph n b ng nhau . Tính cho 1 ph n và nhân k t qu v i 4 Z =4,5 m b’=1,45m l’ =1,8 m 1,45 2,9 1,8 3,6 Z 4,5 l ' 1,8 = = 3,1 ; = = 1,24 b' 1,45 b' 1,45 Tra b ng III-3, có: K g =0,0506 ⇒ σ z = 4,5 × 18,5 + 4 × 0,0506 × (79,555 − 18,5 × 1,6) = 93,36 (kN/m2) -áp l c tiêu chu n c a các l p t tính theo công th c : m 1 .m 2 Rtc = ⋅ (A.b.γII + B.h. γII’ + D.CII - γII’.ho) K tc Trong ó:m1, m2: H s i u ki n làm vi c c a n n và móng. Ktc = 1,1: H s tin c y. +L p th nh t sét pha ,có: CII =14 (kPa) ϕ = 28 0 Tra b ng V-5 ta có: A=0,98 ; B= 4,93 ; D =7,4 1,2.1,0 ⇒ R1tc = ⋅ (0,98.2,9.18,5 + 4,93.1,6.18,5 + 7,4.14) = 219,9 (kN/m2) 1,1 +L p th hai cát pha ,có: CII =6 (kPa) Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
  6. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T ϕ = 330 Tra b ng V-5 ta có: A=1,445 ; B= 6,78 ; D =8,88 1,2.1,0 ⇒ R2 = tc ⋅ (1,445.2,9.18,5 +6,78.4,5.18,5 + 8,88.14) =835,9 (kN/m2) 1,1 So sánh: σ tc < Rtc ⇒ t n n dư i áy móng ch u ư c t i tr ng t móng tác d ng lên (N n t t t). 3. Tính toán lún t i tâm móng theo phương pháp c ng lún các l p phân t . N i dung c a phương pháp này là chia n n t dư i móng công trình trong ph m vi vùng ch u nén thành nhi u l p, tính lún c a t ng l p sau ó c ng k t qu l i. tc Mo tc Qo tc No h a) Tính và v bi u phân b ng su t trong n n t: * áp l c gây lún: - N i l c tiêu chu n: Ntc = N0tc + F × hm’ × λtb =580 +2,9 × 3,6 × 1,2 × 20 = 830,56(kN) Mtc=M0tc +Q0tc × hm’ =120 + 40 × 1,2 =168 (kNm) Qtc = Q0tc =40 ( kN ) Trong ó :F =l × b là di n tích áy móng λtb là tr ng lư ng riêng trung bình c a v t li u làm móng và p trên móng * V i móng ch u t i theo m t phương: - áp l c ti p xúc t i m c móng: max, min:  P max = 106,375kN  tc ⇒  tc  Pmin = 52,735kN  Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
  7. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T Khi ó ng su t t i áy móng là: tc PMax = PMax - γwl p 1.h = 106,375 - 18,5.1,6 = 76,775 (kN/m2) tc PMin = PMin - γwl p 1.h = 52,735 - 18,5.1,6 = 22,775 (kN/m2) ⇒ ng su t gây lún trên tr c qua tâm móng là: P Max + P Min 76,775 + 22,775 PTB = = = 49,775 (kN/m2) 2 2 * ng su t trong n n t trên tr c qua tâm móng g m: bt σ z = h =1,6m= 1,6.18,5 = 29,6 (kN/m2) σ zbt 4,5 m = 4,5.18,5 = 83,25 (kN/m2) = T i m c nư c ng m: σ zbt 4, 6 m = 83,25 + 0,1.19,2 = 85,17 (kN/m2) = T i các i m cách m c nư c ng m kho ng cách a (m) xu ng phía dư i: σ zbt 4, 6 m = 85,17 + a.γ n l = p2 (γ nl p2 = 9,4 kN/m2) h H1 = 4,5 m 1. Líp sÐt pha 3m 0,1 m Mùc nuíc ngÇm H2 = 8 m 2. Líp c¸t pha Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
  8. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T B ng tính ng gây lún: Ta chia chi u cao n n t thành các l p nh , m i l p có chi u cao tho mãn: hi ≤ b/4 = 0,725 ⇒ ch n hi = 0,48 m §iÓm l/b z 2*zi/b Ko σ gl = Ko.p σ bt 0 1.24 0 0 1 49.775 29.6 1 1.24 0.48 0.33 0.97426 48.494 38.48 2 1.24 0.96 0.66 0.88092 43.848 47.36 3 1.24 1.44 0.99 0.75019 37.341 56.24 4 1.24 1.92 1.32 0.61156 30.44 65.12 5 1.24 2.4 1.66 0.48562 24.172 74 6 1.24 2.88 1.99 0.38893 19.359 82.88 7 1.24 3.36 2.32 0.31736 15.797 88.554 8 1.24 3.84 2.65 0.261075 12.995 93.066 9 1.24 4.32 2.98 0.2169 10.796 97.578 10 1.24 4.8 3.31 0.182085 9.063 102.09 11 1.24 5.28 3.64 0.15436 7.683 106.602 12 1.24 5.76 3.97 0.13258 6.599 111.114 Chi u cao vùng nén gi i h n b i i u ki n sau: Nhìn trên bi u ng su t ta th y: σgl = 0,2.σbt ⇔ 15,797 ≈ 0,2.88,554 = 17,71 sâu Ho = z + h =3,36 + 1,6 =4,96 (m) (Theo TCXN 45-78) Có th coi t i ây là ch m d t ph m vi ch u lún (nén), Ho chính là ph m vi vùng ch u lún nén, gi i h n n i m7, chi m 3,96 m c a chi u sâu l p 1 có H1 = 4,5 m. Chia n n t trong ph m vi ch u lún ra thành 7 l p phân t nh , các l p có chi u dày u nhau là hi = 0,48 m. lún c a m i l p phân t xác nh theo công th c. e1i − e 2i Si = ⋅ hi 1 + e1i Tr s P1i c a m i l p là ng su t b n thân: P1i = σbt Tr s P2i c a m i l p tương ng là t ng c ng c a ng su t b n thân và ng su t gây lún: P2i = σbt + σgl Các tr s P1i xác nh theo bi u phân b ng su t ng v i i m gi a c a m i l p. Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
  9. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T 0.0 29,6 0 49,775 0,48 38,48 1 48,494 0,96 47,36 2 43,848 1,44 56,24 3 37,314 1,92 65,12 4 30,44 2,4 74 5 24,172 3,0 85,17 6 19,359 3,36 88,554 7 15,797 3,84 93,07 8 12,995 4,32 97,58 9 10,796 4,8 102,09 10 9,063 5,28 106,6 11 5,76 111,11 12 Bi u ng su t gây lún Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
  10. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T Bi t P1i và P2i c a m i l p, d a vào ư ng cong nén lún ta xác nh tr s e1i và e2i c a m i l p phân t nh , t ó tính ra tr s lún c a m i l p phân t theo b ng sau: Líp σbt P1i σgl σgltb P2i Si 2 Líp ®Êt ph©n tè hi (m) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m ) (kN/m2) (kN/m2) e1i e2i m cm 29.6 49.775 1 0.48 38.48 34.04 48.494 49.1345 83.17 0.918 0.888 0.0075 0.75 38.48 48.494 2 0.48 47.36 42.92 43.848 46.171 89.09 0.912 0.885 0.0068 0.68 47.36 43.848 3 0.48 56.24 51.8 37.341 40.5945 92.39 0.906 0.883 0.0058 0.58 56.24 37.341 4 0.48 65.12 60.68 30.44 33.8905 94.57 0.901 0.882 0.0048 0.48 1 SÐt 65.12 30.44 pha 5 0.48 74 69.56 24.172 27.306 96.87 0.896 0.88 0.0041 0.41 2.C¸t pha 74 24.172 6 0.48 85.17 79.585 19.359 21.7655 101.35 0.89 0.878 0.003 0.3 85.1 19.35 7 9 88.5 86.8 15.79 17.5 104.4 7 0.48 5 6 7 78 4 0,89 0,877 0,003 0,3 V y lún t ng c ng t i tâm móng là: 4 S= ∑S i =1 i = 0,75 + 0,68 + 0,58 + 0,48 + 0,41 + 0,3 + 0,3 = 2,58 (cm) lún cho phép là: [S] = Sgh = 8 cm ⇒ S < Sgh ⇔ Tho mãn i u ki n nén lún c a móng ơn. 4. N u phía dư i l p cát pha là l p á cát k t có tính th m nư c t t và cho r ng nư c ch thoát ư c xu ng phía dư i. Hãy xác nh kho ng th i gian l p cát pha t t i d c c k t là 90%: Có th coi n n t ch u t i tr ng phân b u có giá tr : q = PTB = 49,775 (kN/m2). Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
  11. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T Bi u ng su t có d ng hình ch nh t. V y áp d ng sơ O, khi ó c k t ư c tính theo công th c: 8 U = 1− 2 ⋅ e − N = 90% = 0,9 π π2 ⇒ N = -ln (0,1 ⋅ ) = 2,09 là nhân c k t. 8 π 2 .C v N .4 h 2 Ta có N = ⋅t ⇒ t = 2 4h 2 π .C v k .(1 + etb ) V i: Cv = a.γ n Do m c nư c ng m thu c l p th 2 (cát pha) → k = kcát pha = 2,2.10-8 (m/s) etb = 0,611 ; γn = 10 (kPa/m) ; Do nư c th m theo m t chi u nên h tính t m c nư c ng m xu ng : h = 8 - 0,1 = 7,9 m S .(1 + e0 ) 0,0258.(1 + 0,787) a= = = 1,17.10 −5 h.PTB 7,9.49,775 ⇒ Cv =3,03.10-4 ⇒ t = 175303 (s) = 48,69 (gi ) = 2,02 (ngày). 5. Tính lún c a n n t theo th i gian - sau 5 năm (theo phương pháp t ng tương ương). e − ei +1 0,787 − 0,772 a = tgα = i = = 3.10 −4 Pi +1 − Pi 50 k .(1 + etb ) 2,2.10 −8 (1 + 0,611) ⇒ Cv = = −4 = 1,184.10 −5 a.γ n 3.10 .10 π 2 .C v 3,14 2.1,184.10 −5 ⇒ N = ⋅t = ⋅ 157,68.10 6 = 73,73 4h 2 4.7,9 2 8 8 ⇒ U = 1− 2 ⋅ e−N = 1− 2 ⋅ 2,718 −73, 73 ≈ 1 = 100% π 3,14 a 3.10 −4 S= h.PTB = .7,9.74,62 = 0,01 (m) = 10 mm 1 + eo 1 + 0,787 T ng lún sau 5 năm là: ⇒ St ng = U.S = 10 mm Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
  12. Trư ng i H c Ki n Trúc Hà n i Khoa Xây D ng BÀI T P L N CƠ H C T Sinh viên th c hi n :Mr JaG L p :06D2
Đồng bộ tài khoản