zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Bài giảng Địa kỹ thuật: Chương 3 - TS. Phạm Quang Tú

Chia sẻ: Banhbeodethuong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:45

Báo xấu

28
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Địa kỹ thuật: Chương 3 Tính chất cơ học của đất, cung cấp cho người học những kiến thức như: tính thấm nước của đất; tính ép co và biến dạng của đất; cường độ chống cắt của đất; tính đầm chặt của đất. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Địa kỹ thuật: Chương 3 - TS. Phạm Quang Tú

8/3/2015 Nội dung CHƯƠNG III: TÍNH CHẤT CƠ HỌC 3.1. Tính thấm nước của đất CỦA ĐẤT 3.2. Tính ép co và biến dạng của đất (mechanical properties of soil) 3.3. Cường độ chống cắt của đất 3.4. Tính đầm chặt của đất I never learn anything talking. I only learn things when I ask questions Lou Holtz §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT I. Khái niệm về dòng thấm trong đất Đất gồm các hạt phân tán, khoảng rỗng giữa chúng liên thông với nhau, dưới tác dụng của chênh lệch cột §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT nước, nước có thể xuyên qua lỗ rỗng trong đất & chảy từ vùng có áp lực cao tới vùng có áp lực thấp. 3 Hạt đất, nước, khí 4 1
8/3/2015 §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT Tính thấm của đất là khả năng của đất 1. Vấn đề mất nước cho nước đi qua - Làm giảm hiệu quả tích nước của hồ chứa - Ảnh hưởng đến thi công do nước chảy vào hố móng. 2. Tác động của dòng thấm - Gây xói ngầm cơ học dưới đáy công trình→ biến dạng thấm - Chảy đất, mạch đùn, mạch sủi tại chỗ dòng thấm thoát ra khi gradien thấm đạt giá trị giới hạn Jgh - Làm mất ổn định mái dốc do thấm ngược 5 6 §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT Phân loại: 1. Dòng thấm: ổn định hoặc không ổn định, tương ứng với các điều kiện là hằng số hoặc biến đổi theo thời gian Dòng thấm trong Địa kỹ thuật sinh ra trong trường ứng suất là dòng không ổn định trong môi trường có 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 2 loại 7 8 2
8/3/2015 §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT Phương trình Bernoulli II. Định luật thấm Darcy v12 p v2 p 1. Nội dung định luật  1  z1  2  2  z 2  Constant total head 2 g pw g 2 g pw g Darcy dựa vào kết quả Năng lượng tổng (hay cột nước tổng) của hệ là thí nghiệm với đất cát tổng của cột nước vận tốc, cột nước áp lực và cột nước sạch ở trạng thái chảy thế tầng đã chỉ ra vận tốc v2 u thấm & gradien thủy lực H  z 2g pw g tỷ lệ với nhau 10 §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT Lưu lượng dòng thấm chảy qua 1 mặt cắt bất kỳ: 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số thấm ¤ Kích thước & cấp phối hạt Vậy, có thể viết lại định luật Darcy dưới dạng (mức độ đều hạt) Theo công thức kinh nghiệm q – lưu lượng thấm trong 1 đơn vị thời gian qua ¤ Hệ số rỗng mặt cắt A Nhân tố ảnh hưởng có tính chất “AH của hạt bụi & hạt sét đến quyết định đến k. A – diện tích mặt cắt, vuông góc với dòng thấm ¤ Độ bão hòa S hệ số thấm K” (m2) ¤ Các đặc tính của chất lỏng; độ nhớt, đại lượng phụ thuộc vào k – hệ số thấm Darcy (m/s) nhiệt độ, và tỷ trọng 12 11 3
8/3/2015 §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT 3. Phạm vi ứng dụng của định luật Darcy 3. Phạm vi ứng dụng của định luật Darcy Với đất sét chặt, do sự cản trở của nước màng Nhiều kết quả thí nghiệm cho thấy định luật bao quanh, quy luật thấm đổi khác so với định luật Darcy chỉ đúng với 1 số loại đất nhất định thấm Darcy -Với sỏi rất sạch và khối đắp bằng đá cấp phối hở, dòng thấm có thể là rối và định luật Darcy không có v = k2(i-io) với i  i1 giá trị v = k1i n với i < i1 -Với các đất mịn (đất sét) khi gradient thủy lực rất n hệ số, phụ thuộc loại đất thấp, mối quan hệ giữa v và i là phi tuyến i0: độ dốc thủy lực ban đầu 13 14 §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT III. Hệ số thấm và phương pháp xác định 1. Thí nghiệm cột nước không đổi Thể tích nước thu được trong ¤ Thí nghiệm trong phòng: dùng thiết bị máy đo thời gian t thấm, 2 trường hợp: Cột nước không đổi (đất có tính thấm lớn) Theo Darcy Cột nước giảm dần (đất có tính thấm bé) ¤ Thí nghiệm hiện trường: Thường sử dụng các thiết bị bơm trong các thí nghiệm: Q: tổng thể tích nước thoát ra Cột nước không đổi (m3) trong thời gian t (s) Cột nước giảm dần A: Diện tích mặt cắt ngang của mẫu 15 16 4
8/3/2015 §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT VD1 - Một mẫu đất hình trụ tròn, đường kính 8cm, dài 20cm, được thí nghiệm với thiết bị đo thấm có cột nước không đổi. Cột nước 75cm được duy trì trong suốt thời gian diễn ra thí nghiệm. Sau 1 phút thí nghiệm, thu được tổng cộng 910 cm3 nước. - Yêu cầu: Tính hệ số thấm của mẫu đất? 17 18 §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT 2. Thí nghiệm với cột nước giảm dần - Cột nước sẽ thay đổi theo Bài giải thời gian. - Diện tích mặt cắt ngang của mẫu - Tại thời điểm t cột nước là h - Sau dt, thể tích nước - Vậy hệ số thấm của mẫu đất thấm qua mẫu đất là dQ ứng với cột nước trong ống (tiết diện a) hạ xuống dh 19 20 5
8/3/2015 §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT Ta có lưu lượng chảy vào mẫu Lấy tích phân 2 vế PT trên đất dh qin   a h1 t dt dh A 2 a   k  dt Dấu (-) biểu thị Q thấm qua h2 h L t1 mẫu tăng khi h hạ thấp Ở thời điểm t, cột nước khi đó là h, Gradient thủy lực khi đó: (Với t t2 – t1 Theo định luật Darcy Tính theo Log 10: aL h k  2,3 log 10 1 Do q = const, nên A t h2 dh h Trong đó: a – diện tích ống đo áp a k A dt L A, L – diện tích và chiều dài mẫu đất 21 22 ∆t – thời gian để cột nước trong ống đo áp giảm từ h1 đến h2 §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT §3.1. TÍNH THẤM NƯỚC CỦA ĐẤT VD2 Các nhân tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm thấm trong phòng Thí nghiệm cột nước giảm dần tiến hành với cát lẫn sỏi thu được kết quả như sau: - Sự tồn tại các bọt khí làm đất không hoàn a = 6.25 cm2; h1 = 160.2 cm; A = 10.73 cm2; h2 = 80.1 toàn bão hòa, độ bão hòa < 100% cm; L = 16.28 cm; t = 90s. - Sự dịch chuyển của các hạt mịn trong mẫu Cho cột nước giảm từ h1 → h2 thí nghiệm Yêu cầu: Tính hệ số thấm của mẫu đất - Sự thay đổi nhiệt độ, đặc biệt trong các thí nghiệm với thời gian dài - Cấu trúc tự nhiên của mẫu đất thí nghiệm khó được đảm bảo 23 6
8/3/2015 Kiểm tra: 20 phút Môn: Địa kỹ thuật §3.2. TÍNH ÉP CO & BIẾN DẠNG 1/ Xuất phát từ công thức định nghĩa, chứng minh CỦA ĐẤT công thức:  s (1  W )  1 e 3/ Một mẫu đất có hệ số rỗng bằng 0.72, độ ẩm là 12%, và tỷ trọng Gs = 2.72. Xác định: - Trọng lượng thể tích khô của đất? - Trọng lượng thể tích tự nhiên của đất? - Trọng lượng của nước cần thêm vào để làm cho mẫu đất bão hòa? 25 26  s (1  W )  Gs . w 2,72.9,81 1 e d    15,51kN / m 3 1 e 1  0.72 MT M s  M w   VT Vv  Vs   Gs . w (1  W ) 2,72.9,81.(1  0,12)   17,38kN / m 3 1 e 1  0.72 M s / Vs  M w / Vs  s  M w .M s / Vs .M s   Trọng lượng nước thêm vào Vv / Vs  Vs / Vs 1 e  sat    19,62  17,38  2,24kN / m 3  s (1  W ) Trong đó:  (Gs  e) w (2,72  0,72).9,81. 1 e  sat  1 e  1  0.72  19,62kN / m 3 27 28 7
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 30 - Đất gồm các hạt sắp xếp 1 cách tự nhiên ⇒ cốt đất có tính lỗ rỗng - Trong lỗ rỗng chứa nước và khí - Chỗ tiếp xúc giữa các hạt có liên kết với nhau I. Khái niệm về tính nén lún (ép co) S W S và biến dạng của đất A S S S S S S S S A W S 29 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 31 Khi chịu tác dụng của tải trọng, trước hết cốt - Như vậy: Biến thiên thể tích của đất khi chịu tải đất bị biến dạng tức thời, sau đó liên kết giữa các hạt trọng chính là do thể tích lỗ rỗng thu hẹp đất bị phá vỡ, tiếp đến các hạt dịch chuyển do bị dồn V  Vv nén ⇒ lỗ rỗng bị thu hẹp lại, V mẫu giảm và đất chặt lại. - Hiện tượng ép co xảy ra trong 1 thời gian nhất định Tính chất như vậy gọi là tính nén lún của đất sau đó mới kết thúc. Trong quá trình này, 1 bộ phận nước và khí trong đất đồng thời bị ép ra Compactive ngoài. effort + water = 32 8
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT Theo mối liên hệ giữa ba thể: + Thể tích hạt đất Vs1 có trong V1 là thể tích mẫu đất ban đầu: II. Quan hệ giữa biến thiên thể tích ( V) + Thể tích hạt đất Vs2 có trong V2 là thể tích mẫu đất & hệ số rỗng (e) sau khi bị nén: Do thể tích phần hạt đất luôn không đổi: 33 34 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT Cũng có thể viết (2.1) dưới dạng biến thiên thể tích tương đối → (2.2) Với  v   x   y   z (lý thuyết đàn hồi) Đặt : là biến thiên hệ số rỗng εx: biến dạng theo phương x; Hay: εy: biến dạng theo phương y; εz: biến dạng theo phương z; Như vậy, “Biến thiên thể tích của đất tỷ lệ bậc nhất với biến thiên hệ số rỗng” 35 36 9
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 1. Thí nghiệm nén không nở hông a. Khái niệm: Thí nghiệm dùng để nghiên cứu tính ép co của đất. Trong thí nghiệm này, mẫu đất chỉ nén lún theo chiều thẳng đứng, không phình ra 2 bên hông III. Thí nghiệm nén không nở hông được. và định luật ép co 37 38 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT Khi thí nghiệm, mẫu đất được đưa vào hộp, b. Mục tiêu của thí nghiệm trên & dưới mẫu được đặt đá thấm để khi bị nén nước trong đất thoát ra qua đá thấm. – Mô phỏng quá trình nén lún của đất dưới tác dụng của tải trọng ngoài Đất bị nén trong điều kiện như vậy gọi là nén không nở hông. – Xác định thông số môđun của đất khi nén không nở hông Tấm gia tải – Dự đoán độ lún của các lớp đất ở hiện trường Đá thấm bằng cách đánh giá các đặc trưng nén của mẫu nguyên dạng tiêu biểu. Mẫu đất TN Đá thấm 40 39 10
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT Tấm gia tải c. Quy trình thí nghiệm Thí nghiệm nén được thực hiện bằng cách tác dụng tải trọng thẳng đứng tăng dần từng cấp P1; P2; P3,…lên mẫu (cấp sau gấp 2 cấp kế trước) Đá thấm Với mỗi cấp tải trọng tác dụng, chờ cho mẫu lún ổn định (0.01mm/ 24h) và áp lực lỗ rỗng dư trong mẫu xấp xỉ về Mẫu đất TN không. Quá trình này được lặp lại cho đến khi đủ số điểm để vẽ Đá thấm đường cong quan hệ Ứng suất ~ Biến dạng (s~ σ’) ’v ’vc ’vc ’vc ’vc c s 1 2 3 (kPa) Hình. Sơ đồ thiết bị thí nghiệm nén không nở hông H (s ~’vc) 42 41 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT d. Kết quả thí nghiệm Từ công thức (2.1) & (2.2) (2.3) (2.4) Từ (2.3) & (2.4); các đường QH (s~ ’vc) & ( ~ ’vc) được xây dựng. Kết quả thí nghiệm nén - nở của đất 43 44 11
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT (Thí nghiệm với đất bùn tại vịnh San Francisco ở độ sâu -7,3m). Cả 2 đồ thị này đều cho thấy đất là vật liệu biến dạng tăng bền, Hai cách thể hiện kết quả thí nghiệm cố kết có nghĩa là giá trị môđun (tức thời) tăng khi ứng suất tăng. 1. % biến dạng εv ~ ứng suất hiệu quả σ’vc 2. Hệ số rỗng e ~ ứng suất hiệu quả σ’vc 45 46 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT NX: cả đồ thị đều có 2 đoạn gần như thẳng nối tiếp với đường cong chuyển tiếp Thể hiện kết quả thí nghiệm cố kết trên trên hệ trục bán Logarite trơn. Ứng suất tại điểm chuyển tiếp chỉ ra giá trị ứng suất lớp phủ thẳng đứng mà mẫu đất này chịu trong quá khứ - ứng suất cố kết trước ’p 47 48 12
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT e. Hệ số quá cố kết OCR f. Xác định áp lực quá cố kết ’p Phương pháp phổ biến nhất là của Casagrande Hệ số quá cố kết là tỷ số giữa ứng suất cố kết 1. Chọn bằng mắt điểm có bán kính trước & ứng suất nén hiệu quả hiện tại theo phương cong nhỏ nhất (hoặc cong nhất) đứng của đường cong cố kết (điểm A) B 2. Từ điểm A kẻ đường nằm ngang A 3. Từ điểm A kẻ đường tiếp tuyến với đường cong cố kết 4. Kẻ đường phân giác của góc được tạo bởi bước 2 và 3 ’p = áp lực cố kết trước 5. Kéo dài đoạn đường thẳng của ’vo = áp lực lớp phủ thẳng đứng hiện tại đường cong nén nguyên sinh cho đến khi cắt đường phân giác OCR=1, nghĩa là σ’p = σ’vo  Đất cố kết bình thường (NC) đã tạo ở bước 4. Giao điểm này OCR>1, nghĩa là σ’p > σ’vo  Đất quá cố kết (OC) cho ta trị số ứng suất cố kết trước (điểm B) OCR
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 53 54 Khi biến thiên của  Định luật ép co của đất: áp lực không lớn (100 – Khi biến thiên áp lực nén không lớn thì biến 300 kPa) có thể dùng đoạn thiên hệ số rỗng tỷ lệ bậc nhất với biến thiên thẳng (M1M2) để biểu thị 1 áp lực” cách gần đúng đường cong ép co của đất. Ta có: Lưu ý: đường ép co không phải là đường thẳng → hệ số ép co a không phải là hằng số đối với 1 loại đất mà phụ thuộc giá trị và e = e i ‐ e i+1 trị số áp lực cố kết trước  ’v =  ’v,i+1 ‐  ’v,i §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 55 Khi kết quả thí Khi kết quả thí nghiệm nghiệm được biểu thị theo được biểu diễn bằng quan hệ biến dạng thì độ dốc của (e ~ log σ’v) thì độ dốc của đường cong nén lún được đường cong ép co nguyên gọi là hệ số biến thiên sinh được gọi là chỉ số nén thể tích, mv Cc Độ dốc của đường cong nén lại chỉ số nén phục hồi  de e1  e2 e e Cr    1 2, d (log  v, ) log  2,  log  1,  log 2, 1 56 14
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT Khi kết quả thí nghiệm được biểu thị bằng Nếu kết quả thí nghiệm quan hệ ( v ~ log σ’v) thì độ được biểu thị = quan hệ ( v ~ dốc của đường cong ép log σ’vc) thì độ dốc của đường co nguyên sinh được gọi cong nén lại được gọi là chỉ là chỉ số nén cải biến Ccε( số nén lại cải biến Crε( tỷ số tỷ số nén) nén lại)  v Cr C r  Cc  1  eo , log 2, Chỉ số nén lại Cr là độ dốc 1 trung bình của phần nén lại Cc của đường cong (e~logσ’vc) C c  1  eo 57 58 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 3. Thí nghiệm bàn nén tại hiện trường & nguyên 3.2 Một số chú ý lý biến dạng tuyến tính  Tiến hành ở địa điểm xây dựng, những vị trí quan trọng 3.1 Nhược điểm của thí nghiệm trong phòng nhất  Cần mẫu đất nguyên dạng  Thiết bị là 1 bàn nén cứng, vuông, KT: 70.7 x 70.7 cm Liên kết - kết cấu chưa bị phá hoại  Khi thí nghiệm, đặt bàn nén trực tiếp lên nền, tác dụng tải Độ ẩm tự nhiên trọng lên bàn nén theo từng cấp tăng dần. Mỗi cấp 20 → 50  Không phù hợp với điều kiện làm việc thực tế của kN/m2 đất nền  Sau mỗi cấp, đợi nền lún ổn định (0.1mm/h) thì thực hiện đo độ lún  Tiếp tục tăng tải cho đến khi độ lún của bàn nén tăng đột ngột, hoặc lún quá lớn, hoặc đất xung quanh bàn nứt nẻ, hay đất trồi lên 2 bên bàn mới thôi 59 60 15
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 3.3 Thí nghiệm bàn nén tại hiện trường & nguyên lý biến dạng tuyến tính pIgh pIIgh 0 p 1 2 TN bàn nén tại hiện trường p S S 62 61 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT Kết quả thí nghiệm Khi p < pIgh , biến dạng đứng chủ yếu, do Vv thu hẹp; biến dạng là tuyến tính. Cuối giai đoạn I (p = pIgh) biến dạng dẻo xuất hiện đầu tiên tại 2 mép bàn → vùng dẻo (sâu khoảng ¼ B) Khi p > pIgh , vùng dẻo phát triển theo p tăng, quan hệ S ~ p trong nền là phi tuyến. Khi p → pIIgh biến dạng dẻo chiếm ưu thế, độ cong càng lớn. Phá trượt hoại của nền Khi p = pIIgh , vùng dẻo phát triển hoàn toàn, nền ở trạng thái CBGH. Nếu p tăng rất nhỏ, nền bị phá hoại trượt (ép trồi). 63 64 16
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT Nguyên lý biến dạng tuyến tính So sánh đặc tính biến dạng của 2 Khi p < pIgh , biến dạng của vật liệu: đất chủ yếu do thể tích rỗng (Vv) thu Thép (vật liệu đàn hồi) hẹp; quan hệ (S  p) có dạng gần Đất (vật liệu rời) thẳng, có thể coi là bậc nhất. (Áp lực ~ Biến dạng) quan hệ bậc nhất → Trong giai đoạn biến dạng tuyến tính, các biểu thức của “lý nguyên lý biến dạng tuyến tính thuyết đàn hồi” có thể vận dụng “Khi tải trọng tác dụng không lớn (p < pIgh ), quan hệ (S  cho đất (ĐL Hooke – ĐL liện hệ p) có dạng gần thẳng thì có thể xem đất như vật liệu biến Biến dạng ~ ứng suất) dạng tuyến tính, và quan hệ giữa độ lún & áp lực lên nền là bậc nhất” 65 66 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT Theo định luật Hooke, khi phân tố đất là đàn hồi, đẳng hướng E = E = E = E x y z o Định luật Hooke được thể hiện dưới dạng biểu thức ’z x = 1/Eo [x ‐ o(y + z)] ’x IV. Xác định các đặc trưng biến dạng y = 1/Eo [y ‐ o(z + x)] ’y của đất z = 1/Eo [z ‐ o(x + y)] Eo & o: môđun biến dạng & hệ số nở hông của đất x , y , z: các ứng suất pháp tác dụng lên phân tố đất theo phương x, y, z x, y , z là các biến dạng tương đối của phân tố đất theo phương x, y, z 67 17
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 1. Xác định hệ số nở hông, o 2. Xác định hệ số áp lực hông, Ko a. Với phân tố đất chịu nén 1 hướng (nở hông tự do) Với phân tố đất chịu nén không nở hông Thí nghiệm nén TN nén ko nở hông nở hông 69 70 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 3. Quan hệ giữa Ko~ o 4. Xác định môdun biến dạng E0 Xét 1 phân tố đất chịu nén không nở hông: Từ các E0 là 1 đặc trưng biến dạng công thức quan trọng của đất, có ý nghĩa tương tự môđun đàn hồi Ee nhưng khác về bản chất: Ee biểu thị tính đàn hồi của x o đất Ko    z 1  o E0 biểu thị tính biến dạng của đất Thí nghiệm nén không nở hông 71 72 18
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 4.1 Xác định môdun biến dạng E0 từ thí nghiệm nén không nở hông Thay (c) vào (b) E0 được xác định từ thí nghiệm nén không nở hông:  2  o2   z   v  1   (d)  1    Eo (a)  o  Cân bằng (d) với (a) Theo lý thuyết đàn hồi 1 e1  v   x   y   z  1  2o ( x   y   z ) (b) Eo   (e) Eo av Với Vì nén không nở hông nên:  2 o2  o   1    1   o  x y  z (c)  1  o 73 74 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 4.2. Xác định Eo từ thí nghiệm bàn nén Khi p ≤ pIgh, lý thuyết đàn hồi đã chứng minh được độ lún của một bàn nén tròn đặt trên mặt bán không gian biến dạng tuyến tính: 4. Tính lún cho công trình 1  P 2 1  P 2 S 0  E0  0 E0 d d S Đối với đất thì phạm vi ảnh hưởng của P không ra vô cùng mà hữu hạn, vì thế khi dùng cần phải hiệu chỉnh bằng cách thêm một hệ số thực nghiệm vào công thức, mo < 1 saturated clay 1  0 P 2 Eo  mo d S 76 19
8/3/2015 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 4. Tính lún cho công trình Với đất cố kết thường V. Cố kết của đất dính bão hòa nước & sự chuyển hóa ứng suất trong quá trình cố kết thấm Với đất quá cố kết: TH1: TH2: saturated clay 77 78 §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT §3.2. TÍNH ÉP CO VÀ BiẾN DẠNG CỦA ĐẤT 1. Khái niệm về tính ép co của đất bão hòa nước  Nước trong đất thoát ra → Các hạt đất tự sắp Xét TH biến dạng của lớp đất chịu nén 1 hướng xếp lại→vị trí ổn định hơn → Khối đất chặt hơn  Thể tích đất giảm → Lún trên bề mặt nền Khi chịu tải trọng, đất bị ép co do: settlement + Biến dạng của các hạt đất (bỏ qua) + Nước và khí bị ép thoát ra khỏi lỗ rỗng time Với đất bão hòa: Yếu tố làm thay đổi thể tích của đất chính là sự thoát ra của nước trong lỗ rỗng: 79 80 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2432 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.