intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Cơ học đất - Chương 7: Áp lực đất lên tường chắn (Trần Thế Việt)

Chia sẻ: Bạch Khinh Dạ Lưu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:34

Thêm vào BST
Báo xấu
56
lượt xem 3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cơ học đất - Chương 7: Áp lực đất lên tường chắn (Trần Thế Việt) cung cấp đến học viên các kiến thức về các loại áp lực đất và điều kiện sản sinh ra chúng; xác định áp lực đất lên tường chắn theo lý luận của Rankine; xác định áp lực đất tĩnh; xác định áp lực đất theo lý luận của Coulomb;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ học đất - Chương 7: Áp lực đất lên tường chắn (Trần Thế Việt)

  1. 3/13/2018 CHƯƠNG VII ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN (Lateral Earth Pressure) NỘI DUNG T1. Mở đầu T2. Các loại áp lực đất và điều kiện sản sinh ra chúng T3. Xác định áp lực đất tĩnh T4. Xác định áp lực đất lên tường chắn theo lý luận của Rankine T5. Xác định áp lực đất theo lý luận của Coulomb 2 Tiết 1: Mở đầu I. Khái niệm về tường chắn đất CT hoặc bộ phận CT có nv chủ yếu là chắn giữ đất VD: tường chắn bờ dốc, sườn đồi, mố cầu 2 bên bờ, tường 2 bên cống nước…vv Hình 1: tường đỡ mái dốc đất. 3 1
  2. 3/13/2018 I. Khái niệm về tường chắn đất Hình 2: Mố cầu 2 bên bờ Hình 3: Tường bên cống & tường bên CT ngầm 4 I. Khái niệm về tường chắn đất retaining wall Road Train Hình 3: Tường chắn đất trong CT giao thông 5 I. Khái niệm về tường chắn đất highway Hình 4: Ứng dụng tường chắn đất trong giao thông 6 2
  3. 3/13/2018 I. Khái niệm về tường chắn đất warehouse ship sheet pile Hình 5: Ứng dụng tường chắn đất trong cảng biển 7 I. Khái niệm về tường chắn đất High-rise building basement wall Hình 6: Ứng dụng tường chắn đất trong XD dân dụng 8 Tiết 1: Mở đầu II. Quy ước các bộ phận của tường 1. Lưng tường Ngực Lưng tường 2. Ngực tường tường 3. Bản đáy Khối đắp 4. Khối đắp sau tường sau tường Chú ý: đất sau tường chắn thường là đất đắp đầm chặt chứ ko phải đất tự nhiên Bản đáy 9 3
  4. 3/13/2018 Tiết 1: Mở đầu III. Phân loại tường chắn 3.1 Theo khả năng giữ ổn định chống trượt Backfill 1. Tường trọng lực: Sự ổn định của tường đc đảm bảo nhờ trọng lượng bản thân tường Tường trọng lực VL: gạch xây, đá xây, bê tông, ..vv 2. Tường bán trọng lực: Sự ổn định đc đảm bảo do trọng lượng bản thân tường & khối đất đắp trên bản móng. Loại tường này thường làm BTCT. Tường bán trọng lực 10 III. Phân loại tường chắn 3. Tường bản góc Độ ổn định của tường đc đảm bảo chủ yếu nhờ khối đất đè lên bản đáy, tùy đk, có thể thêm các bản chống nhằm tăng tính chống uốn của tường. Tường bản góc 4. Tường cừ (tường mỏng) Sự ổn định của tường đc đảm bảo Tie rod bằng cách chôn chân tường vào Anchor nền, để giảm bớt độ sâu chôn và tăng độ cứng của tường, người ta Sheet pile dùng thêm dây néo. Tường mỏng 11 Retaining structures In excavating work 12 4
  5. 3/13/2018 Retaining structures 13 III. Phân loại tường chắn 3.2 Theo chiều cao Theo quy phạm tạm thời TK tường chắn đất, chia ra 3 loại: + Tường thấp (< 5m) + Tường TB ( 5 - 10m) + Tường cao (>10m) 3.3 Phân loại theo góc nghiêng của lưng tường + Dốc thuận + Dốc nghịch 3.4 Phân loại theo kết cấu + Tường liền khối + Tường lắp ghép + Tường rọ đá + Tường đất có cốt 14 III. Phân loại tường chắn 15 5
  6. 3/13/2018 16 T2. Các loại áp lực đất và điều kiện sản sinh ra chúng T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng Áp lực đất là gì? Chúng xuất hiện như thế nào? 17 X Natural slope X Lateral pressure Exerted by Soil Soil Retaining structure 18 6
  7. 3/13/2018 T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng 19 Tại sao cần nghiên cứu về áp lực đất? 19 Với một số CT đất, cần thiết phải có các KC để ngăn chặn dịch chuyển ngang của đất phía sau chúng. Tie rod Anchor Sheet pile Cantilever retaining wall Braced excavation Anchored sheet pile 20 Phải đánh giá được áp lực đất ngang td lên KC để có thể thiết kết được chúng Gravity Soil nailing Reinforced Retaining wall earth wall 21 7
  8. 3/13/2018 T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng 22 I. Các loại áp lực đất và đk sản sinh ra chúng 1.1 Các điều kiện làm việc của tường ❖ Tùy đk tác dụng của tải trọng ngoài, tường chắn đất sẽ lv trong các đk khác nhau. Mỗi loại đk làm việc sẽ sản sinh ra 1 loại áp lực đất tương ứng. ❖ Căn cứ vào xu hướng dịch chuyển của tường, chia ra 3 loại đk chính 22 T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng I. Các loại áp lực đất và đk sản sinh ra chúng 1. Do lực đẩy của khối đất sau tường, tường chắn co xu thế bị đẩy về phía trước làm khối đắp sau tường có xu hướng trượt xuống. Hình 4: TH tường có xu hướng dịch chuyển ra xa khối đắp 23 T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng I. Các loại áp lực đất và đk sản sinh ra chúng b. Do ngoại lực xô ngang lớn, tường chắn co xu thế bị đẩy về phía khối đắp làm cho đất sau tường bị ép chồi lên Hình 7: TH tường có xu hướng dịch chuyển hướng vào khối đắp 24 8
  9. 3/13/2018 T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng I. Các loại áp lực đất và đk sản sinh ra chúng c. Khi ngoại lực td không đủ lớn để làm tường dịch chuyển, tường đứng yên, khối đắp sau tường ở trạng thái CB Hình 8: Tường đứng yên, khối đắp ở TT cân bằng 25 T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng 26 1.2 Thí nghiệm mô hình của Terzaghi Terzaghi đã làm TN mô hình tìm hiểu quan hệ giữa AL đất td lên tường & độ dịch chuyển của tường. KQ TN vẽ đc đường QH giữa AL đất td lên tường E & độ dịch chuyển ngang 𝛥 của đỉnh tường Quy ước: 𝛥 > 0 khi tường dịch chuyển về phía ko có đất 𝛥 = 0 khi tường đứng yên 𝛥 < 0 khi tường dịch chuyển về phía đất đắp 26 T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng 27 9
  10. 3/13/2018 T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng 1.2 Thí nghiệm mô hình của Terzaghi Nếu tường đứng yên, khối đất sau tường ở trạng thái cân bằng tĩnh, gây ra AL đất tĩnh (áp lực đất ngưng) tác dụng lên tường, ký hiệu là E0 28 T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng 1.2 Thí nghiệm mô hình của Terzaghi 𝛥 Tường bị khối đắp đẩy về phía trước (khối đắp ở t.thái CĐ). Khi chuyển dich tường đủ lớn, 𝜏f đạt giá trị max; khối đắp sau tường đạt trạng thái CBGH CĐ. AL đất td lên tường lúc đó gọi là AL đất CĐ - AL ứng với trạng thái CBGH CĐ và có giá trị min, ký hiệu Ecđ 29 T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng 1.2 Thí nghiệm mô hình của Terzaghi 𝛥 Tường bị ngoại lực xô về phía đất (khối đất ở t.thái BĐ): Khi tường chuyển dịch đủ lớn, 𝜏f đạt max, khối đất sau tường đạt t.thái CBGH BĐ (mặt trượt XH trong khối đất). AL chống td lên tường lúc đó gọi là AL đất BĐ - AL ⬄ trạng thái CBGH BĐ. AL này là max, ký hiệu Ebđ. 30 10
  11. 3/13/2018 Vậy: +∆ -∆ σ’h (tĩnh) σ’h (cđ) σ’h (bđ) Chiều cao H H =H (a) ÁL đất tĩnh (b) ÁL đất chủ động (c) ÁL đất bị động Tường ko chuyển Tường bị nghiêng xa phía Tường bị đấy về phía vị đất được chống đỡ đất được chống đỡ Khối đắp sau Với 1 độ nghiêng vừa đủ Với c.động vừa đủ của tường luôn ở t.thái của tường, nêm đất 𝛥 sau tường, 1 nêm đất sẽ bị tĩnh tường sẽ bị trượt xuống đẩy trượt lên 31 T2. Các loại áp lực đất & điều kiện sản sinh ra chúng 1.2 Thí nghiệm mô hình của Terzaghi Nhận xét - Độ dịch chuyển & hướng dịch chuyển của tường có ah trực tiếp đến tính chất & giá trị AL đất td lên tường - Về cơ bản, Ec < Eo < Eb - Khi thiết kế & XD các Ctr chắn (như tường cừ, tường cừ có cốt…), ta cần phải XĐ đc AL đất như 1 lực thông thường bao gồm: + độ lớn + phương & chiều td + điểm đặt 32 T.3. Xác định áp lực đất tĩnh (Earth pressure at rest) 33 11
  12. 3/13/2018 T.3. Xác định áp lực đất tĩnh Căn cứ độ nghiêng của lưng tường & độ xiên của mặt đất: + TH lưng tường thẳng đứng, mặt đất nằm ngang + TH lưng tường nghiêng, mặt đất xiên Hình 7: Hai TH tính áp lực đất tĩnh 34 I. Trường hợp lưng tường thẳng, mặt đất nằm ngang 35 I. Trường hợp lưng tường thẳng, mặt đất nằm ngang 1. TH lưng tường thẳng đứng, mặt đất nằm ngang Khi tường đứng yên, khối đất sau tường đạt TTCB tĩnh, gây áp lực đất tĩnh td lên tường. Xét TTƯS của điểm M độ sâu Z ở vị trí tiếp xúc giữa đất đắp & lưng tường 36 12
  13. 3/13/2018 I. Trường hợp lưng tường thẳng, mặt đất nằm ngang 1. TH lưng tường thẳng đứng, mặt đất nằm ngang ƯS thẳng đứng 𝜎𝑧 = 𝛾𝑧 (5.1) M đứng yên ⇒ TT ƯS tại M ⇔ TN ép co ko nở hông, tp ƯS ngang chính là cường độ AL đất tĩnh, đc XĐ 𝜎𝑥 = 𝑃𝑜 = 𝐾𝑜 𝛾𝑧 (5.2) 37 I. Trường hợp lưng tường thẳng, mặt đất nằm ngang 1. TH lưng tường thẳng đứng, mặt đất nằm ngang Bảng 5.1: Kết quả thí nghiệm thực đo hệ số áp lực hông Ko Loại đất Hệ số áp lực hông Ko Tác giả Đất cát xốp 0,40 K.Terzaghi 0,430,45 J.Najder 0,40 W.A.Bishop chặt 0,50 K.Terzaghi chặt do tưới nước 0,37 W.A.Bishop rất chặt do đầm 0,80 K.Terzaghi Đất dính 0,700,75 K.Terzaghi 0,480,66 W.A.Bishop 0,400,65 De Beer I. Trường hợp lưng tường thẳng, mặt đất nằm ngang Một số quan điểm khác tính hệ số áp lực hông: Với đất hạt thô, Ko đc xác định theo ct kinh nghiệm (Jaky,1944) 𝑲𝒐 = 𝟏 − 𝒔𝒊𝒏𝜱′ (12.3) Với sét cố kết bình thường, Brooker & Ireland (1965) đề nghị 𝑲𝒐 = 𝟎. 𝟗𝟓 − 𝒔𝒊𝒏𝜱′ (12.4) 𝛷’: Góc ma sát cắt thoát nước Với đất sét quá cố kết, Ko có thể dùng ct xấp xỉ 𝑲𝒐(𝒐𝒗𝒆𝒓𝒄𝒐𝒏𝒔𝒐𝒍𝒊𝒅𝒂𝒕𝒆𝒅) = 𝑲𝒐(𝒏𝒐𝒓𝒎𝒂𝒍𝒍𝒚 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒐𝒍𝒊𝒅𝒂𝒕𝒆𝒅) 𝑶𝑪𝑹 Trong đó: OCR = overconsolidation ratio Với sét cố kết bình thường, có thể dùng ct (Alpan (1967)) 𝑲𝒐 = 𝟎. 𝟏𝟗 + 𝟎. 𝟐𝟑𝟑𝐥𝐨𝐠(𝑷𝑰) (12.5) Trong đó PI = Chỉ số dẻo 39 13
  14. 3/13/2018 I. Trường hợp lưng tường thẳng, mặt đất nằm ngang 1. TH lưng tường thẳng đứng, mặt đất nằm ngang Điểm đặt Eo đi qua trọng tâm của biểu đồ cường độ AL đất tĩnh, phương vuông góc với lưng tường, chiều hướng vào lưng tường 1 𝐸𝑜 = 𝛾𝐻2 𝐾𝑜 2 40 II. Trường hợp lưng tường nghiêng góc, mặt đất xiên góc. 41 II. TH lưng tường nghiêng góc, mặt đất xiên góc. 2. TH lưng tường chắn và mặt đất đắp nghiêng E.Franke đề nghị tính theo công thức kinh nghiệm 42 14
  15. 3/13/2018 II. TH lưng tường nghiêng góc, mặt đất xiên góc Trong đó 43 T3. Xác định áp lực đất lên tường chắn theo lý luận của Rankin 44 I. Nguyên lý xác định áp lực đất theo Rankine II. Các giả thiết cơ bản III. Xác định áp lực đất chủ động IV. Xác định áp lực đất bị động 45 15
  16. 3/13/2018 I. Nguyên lý xác định áp lực đất theo Rankine II. Các giả thiết cơ bản III. Xác định áp lực đất chủ động IV. Xác định áp lực đất bị động 46 I. Nguyên lý xác định áp lực đất theo Rankine 1. Khi khối đất ở trạng thái CB bền Xét khối đất là 1 bán ko gian vô hạn ⇒ mọi MP thẳng đều có thể xem là MP đối xứng của bán ko gian ⇒ tại M ko tồn tại các t.phần ƯS tiếp ⇒ các t.phần ƯS pháp z & x của M đều là ƯS chính. Có thế dùng vòng Mohr để biểu diễn t.thái ƯS tại M. Do M ở t.thái CB bền nên vòng Mohr ở bên dưới đường Coulomb. 47 I. Nguyên lý xác định áp lực đất theo Rankine 2. Khi khối đất có xu hướng dãn ra Nếu khối đất bị kéo dãn ra 2 phía hông thì z vẫn ko đổi nhưng x lại ↘ đến khi vòng Mohr tiếp xúc với đường Coulomb. Lúc đó x đạt min, gọi là cường độ AL đất chủ động pcđ. Lúc này pcđ là ƯS chính min, còn z = z là ƯS chính max. 48 16
  17. 3/13/2018 I. Nguyên lý xác định áp lực đất theo Rankine Khi tường dịch chuyển xa dần khỏi khối đất  Ban đầu (K0 tĩnh) Phá hoại (Chủ động) v’  AL chủ động h’ giảm 49 I. Nguyên lý xác định áp lực đất theo Rankine 3. Khi khối đất có xu hướng co lại nếu khối đất bị ép co từ 2 phía hông thì z vẫn ko đổi nhưng x lại ↗ đến khi vòng Mohr tiếp xúc với đường Coulomb thì lúc đó x đạt giá trị max, gọi là cường độ AL đất bị động pbđ. Lúc này pcđ là ƯS chính min, còn z = z là ƯS chính max. 50 I. Nguyên lý xác định áp lực đất theo Rankine Khi tường dịch chuyển ép dần vào đất,  Ban đầu (K0 tĩnh) Phá hoại (bị động) AL bị động v’  Tăng h’ 51 17
  18. 3/13/2018 I. Nguyên lý xác định áp lực đất theo Rankine Hình 8: Nguyên lý xác định áp lực đất theo Rankine 52 Nội dung chính I. Nguyên lý xác định áp lực đất theo Rankine II. Các giả thiết cơ bản tính áp lực đất theo Rankine III. Xác định áp lực đất chủ động IV. Xác định áp lực đất bị động V. Tính toán áp lực đất đối với những trường hợp thường gặp 53 II. Các giả thiết cơ bản tính theo Rankine 1. Lưng tường thẳng đứng, mặt đất nằm ngang, mặt tường trơn nhẵn ko có ma sát. 2. Khi khối đất sau tường đạt t.thái CBGH chủ động hoặc bị động thì mọi điểm trong khối trượt đều ở t.thái CBGH và thoả mãn đk CBGH Mohr- Coulomb. 54 18
  19. 3/13/2018 Nội dung chính I. Nguyên lý xác định áp lực đất theo Rankine II. Các giả thiết cơ bản III. Xác định áp lực đất chủ động IV. Xác định áp lực đất bị động V. Tính toán áp lực đất đối với những trường hợp thường gặp 55 III. Xác định áp lực đất chủ động theo Rankine Xét T.thái ƯS tại M trên lưng tường trơn nhẵn, mặt đất nằm ngang. Giả sử khối đắp sau tường đạt TT CBGH chủ động ƯS tại M: z = z = 1 (5.9a) pcđ = 3 (5.9b) M ở t.thái CBGH nên các thành phần ƯS tại M phải thoả mãn đk CBGH Mohr-Coulomb 𝜎1 = 𝑚𝜎3 + 2𝑐 𝑚 (5.10) m = tg2(45° + /2) 56 III. Xác định áp lực đất chủ động theo Rankine Kết hợp (5.9a); (5.9b) & (5.10) rút ra 𝑃𝑐đ = γ𝑧𝐾𝑐đ − 2𝑐 𝐾𝑐đ (5.11) Trong đó 1 𝐾𝑐đ = = tg2(45° - f/2) 𝑚 Kcđ: Hệ số áp lực đất chủ động theo lý luận của Rankine 57 19
  20. 3/13/2018 III. Xác định áp lực đất chủ động theo Rankine 58 Từ biểu thức (5.11) −2𝑐 𝐾𝑐𝑑 Hình 9: KQ tính áp lực đất lên tường chắn với đất rời và đất dính zo – độ sâu mà cường độ áp lực đất chủ động = 0 hay còn goi là độ sâu giới hạn (độ sâu nứt nẻ). 58 III. Xác định áp lực đất chủ động theo Rankine 59 Nhận xét KQ tính với đất dính cho thấy: Biểu đồ cường độ AL đất chủ động td lên tường có 2 phần, 1 phần mang dấu âm và 1 phần mang dấu dương. Phần biểu đồ mang dấu âm có thể giải thích là do lực dính có td kéo giữ tường. Trong thực tế T”, thường bỏ qua td này nên tổng AL đất chủ động Ecđ trên 1 đv chiều dài tường đc tính = diện tích phần biểu đồ cường độ mang dấu dương Chú ý: Khi xác định cường độ áp lực đất tổng, cần chỉ ra cả Phương, chiều, điểm đặt và độ lớn của nó. III. Xác định áp lực đất chủ động theo Rankine 60 VD5-1 (Tr.174_GT) Cho 1 tường chắn cao 7m, lưng tường thẳng đứng, trơn nhẵn, mặt đất nằm ngang như hình Yc: Xác định áp lực đất chủ động td lên tường chắn Đất đắp γ=19kN/m3 𝛷=300, c =10kN/m2 60 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
3=>0