1/23/2018
1
CHƯƠNG II: TÍNH CHẤT CƠ
HỌC CỦA ĐẤT
(mechanical properties of soil)
I never learn anything talking. I only learn things when I ask questions
Lou Holtz
TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT
Đất là VL rời, phân biệt với các VL rắn khác có tính
liên tục như BT, thép…
❖Hợp thành bởi 3pha
❖Có tính rời,rỗng
❖Cường độ L.kết giữa các hạt nhỏ hơn nhiều so
với cường độ bản thân hạt
❖Dưới tác dụng của tải trọng, tính rỗng của đất
thay đổi →tính chất cơ học của đất thay đổi theo
2
TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT
3
Đất khác với các VL khác:
✓Tính thấm nước
✓Tính ép co & biến dạng
✓Tính chống cắt
✓Tính đầm chặt
1/23/2018
2
T1. Tính thấm nước của đất
T2. Tính ép co và biến dạng của đất
T3. Cường độ chống cắt của đất
T4. Tính đầm chặt của đất
C.4 TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT
4
T1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT
5
T1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT
I. Khái niệm về dòng thấm trong đất
Đất là MT phân tán có tính rỗng,dưới td của chênh lệch cột
nước,nước có thể xuyên qua lỗ rỗng trong đất & c.động từ
nơi có MN cao tới nơi có MN thấp
Hạt đất,nước, khí
6
1/23/2018
3
Hiện tượng dưới td của chênh lệch cột nước,nước có
khả năng c.động xuyên qua lỗ rỗng liên thông nhau
trong đất gọi là hiện tượng thấm của đất. Tính chất bị nc
thấm qua gọi là tính thấm của đất
I. Khái niệm về dòng thấm trong đất
7
1. Vấn đề mất nước
❖Giảm hiệu quả tích nước của hồ chứa.
❖Ảh đến thi công do nước chảy vào hố móng.
2. Tác động của dòng thấm do lực thấm J = w.i
❖Gây xói ngầm cơ học dưới đáy CT
❖Chảy đất, mạch đùn, mạch sủi tại chỗ dòng thấm
thoát ra khi gradien thấm đạt giá trị giới hạn igh
❖Làm môđ mái dốc do thấm ngược
1.1 Ý nghĩa của việc nghiên cứu về dòng thấm
8
1.2 Phân loại dòng thấm
1. Dòng thấm ổn định hoặc ko ổn định tùy theo điều
kiện gây thấm
❖Cột nc thấm thay đổi theo thời gian
❖Dòng thấm trong môi trường có độ lỗ rỗng thay đổi
theo thời gian
2. Dòng thấm có thể phân ra: 1 chiều; 2 chiều; 3 chiều.
3. Tùy vận tốc dòng chảy:chảy tầng,chảy rối, và trạng
thái quá độ giữa 2loại
9
1/23/2018
4
Phân loại dòng thấm theo vận tốc thấm
1.2 Phân loại dòng thấm
10
PT Bernoulli – Năng lượng của dòng thấm:
Động năng: Dovận tốc
Áp lực nước lỗ rỗng
Thế năng: Do chênh cao với
mặt chuẩn
I. Khái niệm về dòng thấm trong đất
Tổng năng lượng của dòng thấm tại 1điểm gồm
Z
g
vu
hA 2
2
Cột
áp Cột
tốc độ
Cột
cao độ
11
I. Khái niệm về dòng thấm trong đất
𝐻 = 𝑢
𝛾+ 𝑧
Do d.chảy trong đất,vân tốc rất bé
Tổng cột nc =
𝑪ộ𝒕 𝒏𝒄 𝒍ư𝒖 𝒕ố𝒄
+
𝑪ộ𝒕 𝒏𝒄 á𝒑 𝒍ự𝒄
+
𝑪ộ𝒕 𝒏𝒄 𝒄𝒂𝒐 độ
Tổng cột nc =Cột nc áp lực +cột nước cao độ
𝑯 = 𝒖
𝜸𝒘
+ 𝒁
12
1/23/2018
5
Example 1
Sơ đồ thấm dưới đáy một đập bê tong được thể hiện
như hình. P là một điểm trên đường thấm nằm cách mặt
chuẩn 6m, áp lực nước lỗ rỗng tại Plà 42 kPa. Xác định
cột nước tổng tại P
13
II. ĐỊNH LUẬT DARCY
Chú ý:
Khi dòng chảy chảy từ AB, cột nc tổng tại A > B, năng
lượng bi tiêu hao để thắng sức cản của đất nó giảm theo
chiều dòng chảy
Mặt chuẩn
hAhB
A
u
B
u
ZAZB
h
L
h
i
14
II. ĐỊNH LUẬT DARCY
Năm 1856, Darcy dựa
vào KQ TN với đất cát
sạch ở trạng thái chảy
tầng chỉ ra:vận tốc thấm
&gradien thủy lực tỷ lệ
với nhau
𝒗 = 𝒌. 𝒊 (2.1)
2.1 Nội dung định luật
15