Bài giảng Cơ học đất - Chương 6: Xác định độ lún của nền công trình (Trần Thế Việt)

4/8/2018

CHƯƠNG VI Xác Định Độ Lún Của Nền Công Trình

(Settlement in Soil)

“Remember Yesterday, Dream about Tomorrow but Live Today”

C8. LÚN CỦA NỀN ĐẤT

NỘI DUNG

T1. Mở đầu

T2. Xác định độ lún cố kết ổn định

T3. Xác định độ lún cố kết theo thời gian

T1. Mở đầu

Lún của nền đất là phần chuyển vị thẳng đứng của nó

Hình 1: Lún của nền đất

1 4/8/2018

T1. Mở đầu

Nguyên nhân gây lún ???

1. Với đất quá cố kết hoặc cố kết bình thường:

Tải trọng ngoài

2. Với đất chưa cố kết:

Settlement

tải trọng ngoài & trọng lượng bản thân

Foundation

T1. Mở đầu

Thời gian lún dài hay ngắn phụ thuộc:

1. Quá trình phá vỡ liên kết của đất,

2. Quá trình dịch chuyển của các hạt & thu hẹp lỗ rỗng,

3. Quá trình thoát nước lỗ rỗng… nhanh hay chậm

Phân loại lún:

1. Lún ổn định: Lún của nền lúc quá trình lún kết thúc

2. Lún theo thời gian: Lún ở 1 thời điểm nào đó trong

q.trình nền đất đang lún.

T2. Xác định độ lún cố kết ổn định

I. Tính toán độ lún cố kết một hướng

II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến

biến dạng hông

2 4/8/2018

I. Tính toán lún cố kết một hướng

1. Tính độ lún ổn định cố kết một hướng

gặp khi mặt nền chịu tải trọng phân bố đều rải ra vô hạn. TH này, ƯS tăng thêm 𝜎z sẽ phân bố dọc theo chiều sâu, đất nền chỉ c.vị thẳng đứng; ko có c.vị ngang

∞

1. Tính độ lún ổn định cố kết một hướng

Thực tế? Nếu bề rộng móng Ctr >>; đất nền đồng chất có chiều dày H tương đối mỏng (H/b < 0.5) ⇒ ƯS cũng gần như phân bố đều theo chiều sâu & đất nền có thể xem như chịu nén ko nở hông.

1. Tính độ lún ổn định cố kết một hướng

𝑠 =

𝐻𝑜 = 𝜀𝑣𝐻𝑜

Δ𝐻 𝐻𝑜

𝑠 𝐻𝑜

Δ𝑒 1 + 𝑒𝑜

Theo q.hệ giữa các pha của đất, sau khi kết thúc cố kết, thể tích phần hạt rắn vẫn ko đổi, thể tích phần rỗng giảm 1 lượng 𝛥e, nếu dùng KQ TN nén ko nở hông:

3 4/8/2018

1. Tính độ lún ổn định cố kết một hướng

Để tính độ lún cố kết ổn định chỉ cần xác định Δe hoặc εv

Như vậy: từ c.thức:

Nhưng XĐ Δe ntn?

𝑠 =

𝐻𝑜 = 𝜀𝑣𝐻𝑜

Δ𝑒 1 + 𝑒𝑜

1. Tính độ lún ổn định cố kết một hướng

Dựa vào quan hệ giữa ưs td & biến đổi hệ số rỗng, có thể lập các ct tính lún:

∆e = av ∆𝜎’ v

Dùng hệ số ép co av

1. Tính độ lún ổn định cố kết một hướng

Dựa vào quan hệ giữa ưs td & biến đổi hệ số rỗng, có thể lập các ct tính lún:

Dùng chỉ số nén Cc

(6.3)

4 4/8/2018

1. Tính độ lún ổn định cố kết một hướng

Dựa vào quan hệ giữa ưs td & biến đổi hệ số rỗng, có thể lập các ct tính lún:

Dùng chỉ số nén cải biến Cc𝜀

(6.4)

2. Tính lún cố kết ổn định cho đất cố kết bình thường

Đất cố kết bình thường,

𝜎’1: giá trị ưs lớp phủ thẳng đứng đang tồn tại 𝜎’vo 𝜎’2: Gồm cả ưs lớp phủ thẳng đứng đang tồn tại 𝜎’vo và ưs tăng thêm 𝛥𝜎’v do công trình.

Công thức (6-3) và (6-4) sẽ trở thành:

(6.5)

(6.6)

I. Tính toán lún cố kết một hướng

VD1: Một tầng đất sét yếu, cố kết bình thường có chiều dày 10m, độ ẩm tự nhiên là 45%. Tầng sét có trọng lượng riêng bão hòa là 18 kN/m3, Gs = 2.68. Dưới tác dụng của tải trọng bề mặt, độ tăng ứng suất thẳng đứng tại giữa tầng đất có giá trị 28 kN/m2. Xác định độ lún của tầng sét nói trên biết rằng mực nước ngầm nằm ngang bề mặt đất. Đất sét có Cc = 0.49.

5 4/8/2018

VD2

Một tầng đất sét yếu, cố kết bình thường có chiều dày 10m, độ rỗng n = 0.5; Tầng sét có trọng lượng riêng bão hòa là 20 kN/m3, Gs=2.7, giới hạn chảy là 70%. Dưới tác dụng của tải trọng bề mặt, độ tăng ứng suất thẳng đứng tại giữa tầng đất có giá trị 15 kN/m2. Xác định độ lún của tầng đất sét nói trên, biết rằng mực nước ngầm nằm ngang bề mặt đất. Cho biết với sét cố kết bình thường:

Cc=0.009 (LL-10).

I. Tính toán lún cố kết một hướng

2. Tính lún cố kết ổn định cho đất cố kết bình thường

Khi các tính chất cố kết hay hệ số rỗng biến đổi lớn theo chiều sâu hoặc có sự khác biệt rõ rệt giữa các lớp đất thì độ lún cố kết tổng sẽ là tổng của độ lớn các lớp đất thành phần

I. Tính toán lún cố kết một hướng

Thực tế XD, thường gặp đất quá cố kết nhiều hơn so với đất cố kết thường

Kiểm tra loại cố kết ntn?

So sánh áp lực tiền cố kết 𝜎’p với ứs hiệu quả thẳng đứng hiện tại 𝜎’vo

6 4/8/2018

I. Tính toán lún cố kết một hướng

3. Tính lún cô kết ổn định cho đất quá cố kết

a. Khi

’vo+ v  ’p

TH này có thể dùng cả PT (6.3) & (6.4) nhưng dùng chỉ số nén lại Cr hoặc Crε để thay cho Cc & Ccε

(6.7)

(6.8)

I. Tính toán lún cố kết một hướng

3. Tính lún cô kết ổn định cho đất quá cố kết

b. Khi

’vo+ v > ’p

TH này, PT tính lún gồm 2 phần: + Sự thay đổi b.dạng trên đường cong nén lại từ đk hiện trường ban đầu + Sự thay đổi b.dạng trên đường cong nén nguyên sơ từ giá trị ’p tới các giá trị cuối cùng của (ef, ’vf) hoặc (εvf, ’vf)

I. Tính toán lún cố kết một hướng

3. Tính lún cô kết ổn định cho đất quá cố kết

b. Khi

’vo+ v > ’p Vậy

Rút gọn ta được:

7 4/8/2018

II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông

Thực tế, ít gặp đất nền chịu nén ko nở hông. Khi mặt nền chịu tải trọng Ctr, 1 điểm bất kỳ trong nền sẽ chịu 3 t.phần ƯS tăng thêm pháp tuyến x, y, z có td gây biến dạng 3 hướng: thẳng đứng & hông

II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông

theo các Theo ĐL Hooke, biến dạng tương đối phương của phân tố đất có kích thước dx, dy, dz do 3 thành phần ứs tăng thêm pháp tuyến x, y, z gây ra là:

II. 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 Ch.II, khi xét mẫu đất bị ép co do thu hẹp lỗ rỗng là chủ yếu thì

Biến dạng theo phương đứng

8 4/8/2018

II. 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) là C.thức tính độ lún ổn định của 1 lớp đất nền có chiều dày H trong đk b.dạng 3 hướng (bài toán ko gian)

(6.14)

Để tính lún theo công thức (6.14), cần có giá trị e2 XĐ từ TN nén có nở hông. Tuy nhiên TN này khá phức tạp, nên thường vẫn dùng KQ TN nén ko nở hông để xác định e2;

II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông

𝜎𝑥 = 𝜎𝑦 = 𝐾𝑜𝜎𝑧 =

𝜎𝑧

𝜇𝑜 1 − 𝜇𝑜

Xét KQ TN nén ko nở hông

p1 = zđ 𝑃2 = 𝜎𝑧đ + 𝜎𝑧

Vậy tính hệ số rỗng theo

II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông

Trong TH b.dạng 2 hướng (bài toán b.dạng phẳng) ex  0, ez  0 và ey = 0, độ lún ổn định S của đất nền chiều dày H:

(6.16)

Trong đó ’ = x + z

9 4/8/2018

II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông

Bài toán biến dạng phẳng

Ta lại có

(6.17)

Kết hợp (6.15) và (6.17)

z = (1- 0)’

(6.15)

II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông

Xác định hệ số rỗng từ TN nén không nở hông:

p1 = zđ p2 = zđ + (1- 0)’

e1; e2

II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông

TH đất nền có chiều dày lớn, đất nền thành lớp thì cần áp dụng p.pháp tổng cộng lún từng lớp để T” độ lún ổn định của nền. Độ lún của mỗi lớp XĐ theo công thức sau

TH biến dạng 3 hướng

TH biến dạng 2 hướng

10 4/8/2018

II. 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. XĐ tải trọng Ctr, tính & vẽ biểu đồ phân bố AS đáy móng

3. Xác định áp suất gây lún ptl.

Do time đào hố móng để XD Ctr lâu, hố móng của CTTL luôn bị ngập nước nên đất nền đã bị phình nở khi đào hố móng. Như vậy AS đáy móng chính là AS gây lún

ptl = p

2. Tính và vẽ biểu đồ phân bố ƯS bản thân zđ dọc theo đường thẳng đứng đi qua điểm tính lún (vẽ từ đáy móng).

II. Tính toán độ lún cố kết có xét đến BD hông

4- Tính và vẽ biểu đồ ứs 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.

Ha = 0,5Hađ

Theo quy phạm thiết kế nền các công trình thủy lợi chiều sâu chịu nén là chiều sâu tại đó có

Ha - chiều dày chịu nén của đất nền

II. 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 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 xa đáy móng để đảm bảo trong phạm vi mỗi lớp ứng suất z đều phân bố đường thẳng

✓ Chiều dày mỗi lớp

𝐻𝑖 ≤ 𝐻𝑎 10

11 4/8/2018

II. 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

T3. 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

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

12 4/8/2018

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

Quá trình cố kết thấm của đất chính là quá trình chuyển hoá giữa ứs trung hoà và ứs hiệu quả. Để nc quá trình lún theo thời gian, cần biết 1 trong 2 loại ứs trên (Hiện nay để giải bài toán này thường tìm ứs trung hoà Un).

Để tìm Un, dựa vào lý luận cố kết thấm của đất.

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

Khi lớp đất bão hoà nước chịu nén dưới td của tải trọng phân bố đều, nằm giữa 2 tầng thoát nước hoặc nằm giữa 1 tầng thoát nước và 1 tầng ko thoát nước thì nước trong đất sẽ bị ép thoát ra ngoài chủ yếu theo phương thẳng đứng. Lớp đất bị ép co trong đk thoát nước như vậy gọi là cố kết thấm một hướng.

Những g.thiết cơ bản lý thuyết cố kết thấm 1 hướng

✓Tải trọng td một lần tức thời . ✓Đất nền đồng chất & bão hoà nước.

✓Trong quá trình cố kết, bản thân nước và hạt đất coi

như ko 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.

✓Hs thấm & hs ép co của đất chịu nén là hằng số trong

quá trình cố kết thấm

13 4/8/2018

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

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

1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT

Vì đất BH nước, nước trong lỗ rỗng & hạt đất ko bị ép co ⇒ V.nước thoát ra khỏi phân tố đất trong khoảng thời gian dt chính = độ giảm Vv của nó trong khoảng thời gian đó

= 𝐶𝑣

𝑞 + 𝑑𝑧 𝑑𝑡 − 𝑞𝑑𝑡 = 𝑑𝑡 𝜕𝑉𝑟 𝜕𝑡 𝜕𝑞 𝜕𝑧

𝜕𝑢 𝜕𝑡

Với áp dụng ĐL Darcy và quan hệ giữa các pha trong đất 𝜕2𝑢 𝜕𝑧2 𝐶𝑣 = 𝐾(1 + 𝑒𝑜) 𝑎𝛾𝑤

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT

𝐶𝑣 = 𝐾(1 + 𝑒𝑜) 𝑎𝛾𝑤

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.

14 4/8/2018

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT

𝐶𝑣 =

𝐾(1 + 𝑒𝑜) 𝑎𝛾𝑤

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

1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT

= 𝐶𝑣

𝜕𝑢 𝜕𝑡

𝜕2𝑢 𝜕𝑧2

Đây là PT vi phân cố kết thấm 1 hướng của đất BH nước. Kết hợp đk ban đầu & đk biên của bài toán ⇒ nghiệm riêng AL nc lỗ rỗng u ở thời điểm t bất kỳ tại độ sâu z bất kỳ.

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT

= 𝐶𝑣

𝜕𝑢 𝜕𝑡

𝜕2𝑢 𝜕𝑧2

Đk 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

15 4/8/2018

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

1.2 PT vi phân cố kết thấm 1 hướng & nghiệm của PT

m - Số nguyên dương lẻ 1,3,5 ...

(6.25)

z - Độ sâu của điểm đang xét. N - Nhân tố thời gian H - Kc thoát nước lớn nhất. ➢ TH có 1 mặt thoát nc thì H = chiều dày lớp đất. ➢ TH có 2 mặt thoát nc thì H = 1/2 chiều dày lớp đất t - Thời gian cố kết.

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

Example 1

Một tầng đất sét BH 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.

Hãy tính và vẽ biểu đồ phân bố AL nước lỗ rỗng u theo chiều sâu của tầng sét ở thời điểm sau khi td tải trọng p 6 tháng

Yêu cầu:

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

VD1

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;

16 4/8/2018

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

VD1 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

Nhân tố thời gian:

⇒áp lực nước lỗ rỗng u(z,t)

Tính với z = 0,00H ; 0,25H ; 0,50H ; 0,75H ; H

0,00 0,00

0,25H 49,39

0,50H 91,18

0,75H 119,17

H 129,00

z uz,t( kN/m²)

VD1

I. Lý thuyết cố kết thấm của Terzaghi

VD1

Trên hình, diện tích abc là biểu đồ phân bố AL nước lỗ rỗng uz,t và tích diện aedc là biểu đồ phân bố áp lực nén 𝜎’zt

17 4/8/2018

C8. LÚN CỦA NỀN ĐẤT

II. Tính độ lún theo thời gian

1. Độ cố kết của đất nền

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.

𝑸𝒕 =

𝑺𝒕 = 𝑸𝒕𝑺

𝑺𝒕 𝑺

(6.27) (6.28)

(a)

(b)

Trong đó:

Thay (a) và (b) vào (6.27)

1. Độ cố kết của đất nền

(6.29)

Là diện tích của biểu đồ AL nước lỗ rỗng abc và biểu đồ ứs hiệu quả aedc trên hình 6-12 ở thời điểm t.

Diện tích biểu đồ ứs tổng aedb trên hình 6-12 ở thời điểm t =  (là thời điểm quá trình cố kết đã chấm dứt).

Đây là CT cơ bản thường dùng để XĐ độ cố kết của nền đất

18 4/8/2018

1. Độ cố kết của đất nền

Nhận xét

Qt phụ thuộc tỷ số của diện tích biểu đồ AL nước lỗ rỗng abc & biểu đồ ứs tổng aedb. Rõ ràng Qt tăng theo t cố kết, từ Qt = 0 ở thời điểm t = 0 → Qt = 1 ở thời điểm t = 

Vậy Qt biểu thị mức độ hoàn thành quá trình chuyển hoá AL nước lỗ rỗng thành ứs hiệu quả trong quá trình cố kết

Nếu biết biểu đồ AL nước lỗ rỗng & ứs hiệu quả, đk 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).

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

Nhận xét

Trong thực tế XD, trên cơ sở phân tích tính chất và đk thoát nước 1 hướng của đất nền, đặc điểm của tải trọng CT và tình hình phân bố ứs 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

2.1 Trường hợp 0 (TH-0)

Đất nền đồng chất đã cố kết ổn định dưới td của trọng lượng bản thân, chiều dày nền đất tương đối mỏng, kích thước đáy móng CT tương đối lớn.

Ứs ép co do tải trọng ngoài gây ra trong đất phân bố đều theo chiều sâu

19 4/8/2018

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

lấy

2.1 Trường hợp 0 (TH-0) Thay (6.25) vào (6.29) rồi tích phân:

(6.30)

Vì chuỗi (6.30) hội tụ nhanh (N lớn) nên chỉ cần lấy 1 số hạng đầu cũng đủ chính xác)

𝑄𝑡𝑜 = 1 −

8 𝜋2 𝑒−𝑁

(6.31) (6.26) Với

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

Nhận xét Từ CT(6-26) ⇒ đk để 2 lớp đất nền đạt độ cố kết như nhau là nhân tố time N phải bằng nhau:

N1 = N2

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

Hay (6.32)

CT (6-32) cho thấy tỷ số thời gian cố kết = bình phương tỷ số k/c thoát nước max. Với đk thoát nước 1 mặt, kc thoát nc max H1, H2 cũng chính là chiều dày của lớp đất nền.

20 4/8/2018

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

Khi xét tới số mặt thoát nước (hình 6.14c), đất nền thoát nước hai mặt nên k/cách thoát nước max 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 chỉ bằng 1/4 thời gian cố kết t1 của đất nền có cùng chiều dày nhưng chỉ thoát nước 1 mặt.

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

2.2 Trường hợp 1 (TH-1)

Đất nền là loại trầm tích mới chưa ổn định dưới td của trọng lượng bản thân. Biểu đồ phân bố ứs ép co trong nền theo chiều sâu có dạng tam giác, với cạnh đáy ở mặt ko thấm

Độ cố kết của đất nền đc tính theo:

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

2.3 Trường hợp 2 (TH-2)

Đất nền đã hoàn thành quá trình cố kết dưới td của trọng lượng bản thân. Chiều dày lớp đất nền tương đối lớn, k.thước đáy móng tương đối bé. Phân bố ứs ép co trong nền do tải trọng ngoài p gây ra có dạng tam giác giảm dần theo chiều sâu.

Độ cố kết của đất nền

(6.36)

21 4/8/2018

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

NX Cho phép dùng nguyên lý cộng td các biểu đồ phân bố ứs ép co để XĐ độ lún của nền trong quá trình cố kết.

Theo nguyên lý đó, xem độ lún St2 ở thời điểm t của TH-2 (hình 6.13c) 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

2.4 Trường hợp 3 (TH-3)

Đất nền cố kết chưa hoàn toàn dưới td của trọng lượng bản thân. Biểu đồ ưs ép co do tải trọng ngoài gây ra trong nền phân bố đều hoặc phân bố hình thang với đáy lớn ở mặt ko thoát nước, đáy bé ở mặt thoát nước. Theo nguyên lý cộng td,

St3 = Sto + St1

Qt3.S3 = Qto.So + Qt1.S1

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

2.4 Trường hợp 3 (TH-3)

Qt3.S3 = Qto.So + Qt1.S1

’z _ ứs ép co ở mặt thoát nước. ”z _ ứs ép co ở mặt không thoát nước

Với

22 4/8/2018

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

2.5 Trường hợp 4 (TH-4)

Đất nền đã cố kết ổn định dưới td của trọng lượng bản thân. Chiều dày lớp đất nền ko lớn. Biểu đồ phân bố ứs ép co do tải trọng ngoài gây ra trong nền có dạng hình thang với đáy lớn ở mặt thoát nước, đáy bé ở mặt ko thoát nước . Theo nguyên lý cộng td:

St4 = Sto - St1

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

NX

KQ n.cứu cho thấy Qt là 1 hàm số của nhân tố time N và . Để tiện T” thường lập bảng trị số N và Qt cho 5 TH cố kết cơ bản ( với các  ≠) để tra cứu. KQ T” cho ở Bảng 6.1.

Trên đây là những TH cố kết cơ bản trong đk thoát nước 1 mặt. Nếu gặp TH thoát nước 2 mặt có thể đưa về trường hợp 0 (TH-0) để T”. Nhưng lúc đó k/cách thoát nước max chỉ lấy bằng nửa chiều dày lớp đất, tức là H/2. (Hình 6.15).

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

TH Khi có hai mặt thoát nước

23 4/8/2018

2. Độ cố kết của đất nền trong các TH cơ bản

NX Trong TH đất nền có 2 lớp I & II 6.16 thì tiến hành T” độ cố kết Qt và độ lún St cho các lớp riêng rẽ sau đó cộng KQ với nhau. Khi T” cần lưu ý lớp I là TH thoát nước 1 mặt và thoát ở mặt đáy lớp do đó cần T” theo TH-3. Còn lớp II là TH thoát nước 2 mặt cần T” theo TH-0.

2. Tính toán độ lún theo thời gian

Thực tế thường gặp hai dạng bài toán sau khi tính toán độ lún của nền theo thời gian

Bài toán thứ nhất: Cho biết thời gian t, yêu cầu tính độ cố kết Qt và độ lún St.

Bài toán thứ 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.

2. Tính toán độ lún theo thời gian

Bài toán thứ nhất: Cho biết thời gian t, yêu cầu tính độ cố kết Qt và độ lún St.

B1: Tính hệ số cố kết Cv;

B2: Tính nhân tố thời gian N.

B3: Xác định trường hợp cố kết cơ bản hoặc trị số α

B4: Tính Qt theo các công thức tương ứng hoặc tra bảng theo N và α

B5: Tính độ lún St.