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

Bài giảng môn Cơ học đất - Chương 5: Sức chịu tải của nền đất và ổn định mái dốc đất

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

Thêm vào BST
Báo xấu
9
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn Cơ học đất - Chương 5: Sức chịu tải của nền đất và ổn định mái dốc đất, cung cấp cho người học những kiến thức như: các giai đoạn làm việc của nền; phương pháp vi phân cân bằng giới hạn; xác định sức chịu tải của nền đất; ổn định của mái dốc đất. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Cơ học đất - Chương 5: Sức chịu tải của nền đất và ổn định mái dốc đất

  1. CHÖÔNG 5: SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA NEÀN ÑAÁT VAØ OÅN ÑÒNH MAÙI DOÁC ÑAÁT CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU CHÖÔNG 1: TÍNH CHAÁT VAÄT LYÙ CUÛA ÑAÁT CHÖÔNG 2: TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC CUÛA ÑAÁT CHÖÔNG 3: PHAÂN BOÁ ÖÙNG SUAÁT TRONG ÑAÁT CHÖÔNG 4: BIEÁN DAÏNG VAØ ÑOÄ LUÙN CUÛA NEÀN ÑAÁT CHÖÔNG 5: SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA NEÀN ÑAÁT VAØ OÅN ÑÒNH MAÙI DOÁC ÑAÁT CHÖÔNG 6: AÙP LÖÏC ÑAÁT LEÂN TÖÔØNG CHAÉN, LEÂN OÁNG CHOÂN
  2. CHÖÔNG 5: SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA NEÀN ÑAÁT VAØ OÅN ÑÒNH MAÙI DOÁC ÑAÁT 5.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG 5.2. CAÙC GIAI ÑOAÏN LAØM VIEÄC CUÛA NEÀN 5.3. PHÖÔNG TRÌNH VI PHAÂN CAÂN BAÈNG GIÔÙI HAÏN 5.4. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA NEÀN ÑAÁT 5.5. OÅN ÑÒNH CUÛA MAÙI DOÁC ÑAÁT
  3. 5.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG Traïng thaùi öùng suaát giôùi haïn vaø Söùc chòu taûi cuûa ñaát • Khi tính toaùn vaø thieát keá coâng trình, caàn phaûi phaân bieät ñöôïc hai traïng thaùi giôùi haïn: + Traïng thaùi giôùi haïn veà bieán daïng + Traïng thaùi giôùi haïn veà cöôøng ñoä vaø oån ñònh cuûa neàn. Bieán daïng tröôït: Xuaát hieän döôùi taùc duïng cuûa thaønh phaàn öùng suaát tieáp tuyeán do troïng löôïng baûn thaân cuûa ñaát cuõng nhö do troïng löôïng cuûa coâng trình gaây ra. “Cöôøng ñoä taûi troïng ngoaøi ñaët treân neàn ñaát sao cho traïng thaùi öùng suaát trong ñaát khoâng daãn ñeán tình traïng bieán daïng tröôït phaù hoûng neàn ñaát goïi laø cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát, hay coøn goïi laø söùc chòu taûi cuûa ñaát”.
  4. 5.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG Traïng thaùi öùng suaát giôùi haïn vaø Söùc chòu taûi cuûa ñaát • Noäi dung chuû yeáu cuûa vaán ñeà cöôøng ñoä chòu taûi laø gì? Khoái ñaát bò tröôït laø do taïi maët tröôït öùng suaát caét τ ñaõ vöôït quaù söùc choáng caét S cuûa ñaát, nhö vaäy roõ raøng caàn phaûi xeùt ñeán hai yeáu toá: + Söùc choáng caét cuûa ñaát + ÖÙng suaát tieáp tuyeán cuûa ñaát do taûi troïng ngoaøi gaây ra Töø ñoù ruùt ra cöôøng ñoä taûi troïng ngoaøi cho pheùp taùc duïng treân neàn ñaát. • Cô sôû lyù luaän khi nghieân cöùu bieán daïng tröôït laø lyù thuyeát ñaøn hoài-deûo, hay noùi moät caùch chính xaùc hôn laø lyù thuyeát caân baèng giôùi haïn. Theo lyù thuyeát naøy, söï phaù huûy ñoä oån ñònh cuûa khoái ñaát laø do söï phaùt trieån caùc bieán daïng tröôït trong phaïm vi moät vuøng nhaát ñònh goïi laø vuøng bieán daïng deûo, coøn söï maát oån ñònh cuûa ñaát taïi moät ñieåm laø söï xuaát hieän bieán daïng tröôït hay bieán daïng deûo taïi ñieåm ñoù thoâi.
  5. 5.2. CAÙC GIAI ÑOAÏN LAØM VIEÄC CUÛA NEÀN 5.2.1. Thí nghieäm baøn neùn Caùc giai ñoaïn laøm vieäc cuûa neàn: Giai ñoaïn 1 (Ñoaïn OA): S - p gaàn nhö laø tuyeán tính, bieán daïng neùn chaët p=pIgh, xuaát hieän bieán daïng cuïc boä ôû meùp moùng Giai ñoaïn II (Ñoaïn AB): S – p coù tính phi tuyeán roõ reät Vuøng tröôït cuïc boä phaùt trieån saâu vaø roäng trong neàn ⇒ taïo thaønh maët tröôït lieân tuïc p=pIIgh, moùng bò luùn maïnh,neàn ñaát maát oån ñònh, pIIgh= pgh = pult
  6. 5.2. CAÙC GIAI ÑOAÏN LAØM VIEÄC CUÛA NEÀN 5.2.1. Thí nghieäm baøn neùn Khi p ≤ pIgh, taûi troïng an toaøn, pat. Khi pIgh < p ≤ pIIgh, taûi troïng cho pheùp, pcp. Khi p > pIIgh troïng phaù hoaïi, pph pgh Tìm pgh töø ñoù xaùc ñònh taûi troïng cho pheùp: [ p] = k Coù nhieàu phöông phaùp tính SCT nhö: Phöông phaùp haïn cheá vuøng phaùt trieån bieán daïng deûo; phöông phaùp döïa treân giaû thieát maët tröôït beân döôùi ñaùy moùng; phöông phaùp caân baèng giôùi haïn ñieåm trong phaïm vi neàn ñaát ngay saùt döôùi ñaùy moùng; phöông phaùp phaàn töû höõu haïn vôùi nhieàu moâ hình öùng xöû cuûa ñaát khaùc hôn Mohr – Coulomb
  7. 5.2. CAÙC GIAI ÑOAÏN LAØM VIEÄC CUÛA NEÀN 5.2.2. Nhöõng maët tröôït Khi neàn ñaát ôû traïng thaùi caân baèng giôùi haïn tuøy thuoäc vaøo chieàu saâu ñaët moùng vaø ñoä chaët cuûa ñaát maø hình thaønh maët tröôït ôû caùc daïng khaùc nhau: 1- Moùng noâng (h/b
  8. 5.2. CAÙC GIAI ÑOAÏN LAØM VIEÄC CUÛA NEÀN 5.2.3. Quan heä bieán daïng cuûa ñaát theo thôøi gian trong pha tröôït - Ñoaïn 1: öùng vôùi hieän töôïng töø bieán khoâng coù hoaëc khoâng xaùc ñònh - Ñoaïn 2: toác ñoä bieán daïng laø ds/dt=const coù hieän töôïng töø bieán daïng chaûy deûo - Ñoaïn 3: toác ñoä bieán daïng laø ds/dt=∞ ñaát bò chaûy nhaõo
  9. 5.3. PHÖÔNG TRÌNH VI PHAÂN CAÂN BAÈNG GIÔÙI HAÏN CUÛA ÑAÁT 5.3.1. Goùc leäch θmax τ Xeùt TTÖS taïi ñieåm M: tgθ = σ τ ’+c ’ p σ ’t gϕ s= θmax σ τ τ σ‘3f σ σ’1f σ Khi ñieåm M maát oån ñònh θmax = φ’ (ñieàu kieän caân baèng giôùi haïn)
  10. 5.3. PHÖÔNG TRÌNH VI PHAÂN CAÂN BAÈNG GIÔÙI HAÏN CUÛA ÑAÁT 5.3.2. Nhöõng ñieàu kieän caân baèng giôùi haïn Coù theå duøng goùc leäch θmax ñeå kieåm tra oån ñònh ñieåm M: Vôùi ñaát caùt: sin θmax σ'1 − σ'3 = ' hay 2 sin θmax = (σ ' z − σ'x )2 + 4τ2 zx σ1 + σ'3 (σ' z + σ'x ) 2 Vôùi ñaát dính: sin θmax = ' σ'1 − σ'3 2 hay sin θmax = (σ ' z − σ'x ) 2 + 4τ2 zx σ1 + σ'3 + 2c'. cot gϕ' (σ ' z + σ'x + 2c'. cot gϕ' ) 2
  11. 5.3. PHÖÔNG TRÌNH VI PHAÂN CAÂN BAÈNG GIÔÙI HAÏN CUÛA ÑAÁT 5.3.2. Nhöõng ñieàu kieän caân baèng giôùi haïn Neáu θmax < ϕ’ - Ñieåm M ôû traïng thaùi oån ñònh Neáu θmax = ϕ’ - Ñieåm M ôû traïng thaùi caân baèng giôùi haïn Neáu θmax > ϕ’ - Ñieåm M maát oån ñònh ⇒ bieán daïng deûo τ ’ gϕ ’+c = σ’t s σ Baøi taäp 5.1 & 5.2
  12. 5.3. PHÖÔNG TRÌNH VI PHAÂN CAÂN BAÈNG GIÔÙI HAÏN CUÛA ÑAÁT 5.3.3. Nhöõng Phöông trình vi phaân caân baèng giôùi haïn cuûa ñaát a) Baøi toaùn phaúng Ñieàu kieän caân baèng tónh hoïc : ⎧ ∂σ z ∂τ yz ⎪ ∂z + ∂y = γ ⎪ ⎨ ⎪ ∂τ yz + ∂σ y = 0 ⎪ ∂z ⎩ ∂y Ñieàu kieän caân baèng giôùi haïn cuûa Mohr – Rankine: ( σ z − σ y ) + 4τ yz 2 2 = sin 2 ϕ (σ + σ y + 2c ⋅ cotgϕ ) 2 z
  13. 5.3. PHÖÔNG TRÌNH VI PHAÂN CAÂN BAÈNG GIÔÙI HAÏN CUÛA ÑAÁT 5.3.3. Nhöõng Phöông trình vi phaân caân baèng giôùi haïn cuûa ñaát b) Baøi toaùn khoâng gian Ñieàu kieän caân baèng tónh hoïc : ⎧ ∂σ z ∂τ rz τ rz ⎪ ∂z + ∂r + r = γ ⎪ ⎨ ⎪ ∂σ r + ∂τ rz + σ r − σ θ = 0 ⎪ ∂r ⎩ ∂z r Ñieàu kieän caân baèng giôùi haïn cuûa Mohr – Rankine: (σ r − σ z ) 2 + 4τ rz 2 = sin 2 ϕ (σ z + σ r + 2c ⋅ cotgϕ ) 2
  14. 5.4. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA NEÀN ÑAÁT 5.4.1. Tính toaùn SCT cuûa neàn ñaát döïa theo möùc ñoä phaùt trieån cuûa vuøng bieán daïng deûo trong neàn Keát quaû tính theo giaû thieát neàn laø baùn khoâng gian ñaøn hoài bieán daïng tuyeán tính. Noäi dung chöùng minh cuûa phöông phaùp döïa treân quy luaät caân baèng deûo Mohr – Coulomb nhaèm haïn cheá vuøng bieán daïng deûo trong phaïm vi neàn döôùi ñaùy moùng noâng sao cho neàn ñaát coøn öùng xöû nhö moät vaät lieäu ñaøn hoài ñeå coù theå öùng duïng caùc keát quaû lyù thuyeát ñaøn hoài vaøo tính toaùn caùc ÖS trong neàn. AÙp duïng cho baøi toaùn phaúng c Hai giaû thieát: + aùp löïc dính: σ ε ≈ tgϕ μo + heä soá aùp löïc hoâng: ξ o = =1 1 − μo
  15. 5.4. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA NEÀN ÑAÁT 5.4.1. Tính toaùn SCT cuûa neàn ñaát döïa theo möùc ñoä phaùt trieån cuûa vuøng bieán daïng deûo trong neàn a. ÖÙng suaát taïi ñieåm M: Do taûi troïng ngoaøi: p − γ .D f σ = * .(2 β ± sin 2 β ) 1,3 π Do troïng löôïng baûn thaân: chaáp nhaän giaû thieát öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân gaây ra trong neàn baèng nhau theo moïi phöông σ 1bt = σ 3 = σ x = σ zbt = γ ( D f + z ) bt bt ÖÙng suaát chính taïi ñieåm M: p − γ Df σ 1,3 = .(2β ± sin 2β ) + γ ( D f + z ) π
  16. 5.4. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA NEÀN ÑAÁT 5.4.1. Tính toaùn SCT cuûa neàn ñaát döïa theo möùc ñoä phaùt trieån cuûa vuøng bieán daïng deûo trong neàn a. ÖÙng suaát taïi ñieåm M: Baùn kính R vaø taâm voøng troøn Mohr ÖS cuûa ñieåm M (2β, z): σ1 − σ3 p − γDf σ1 + σ3 p − γD f R= = sin 2β = γ(z + D f ) + 2β 2 π 2 π R max khi sin2β = 1, töông öùng vôùi caùc ñieåm M chaïy treân ñöôøng troø coù ñöôøng kính laø beà roäng ñaùy moùng. Caùc ñieåm naøy coù ÖS tieáp lôùn nhaát trong neàn.
  17. 5.4. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA NEÀN ÑAÁT 5.4.1. Tính toaùn SCT cuûa neàn ñaát döïa theo möùc ñoä phaùt trieån cuûa vuøng bieán daïng deûo trong neàn b. Ñieàu kieän caân baèng giôùi haïn cuûa ñieåm M : σ1 − σ3 sin θmax = sin ϕ = σ1 + σ3 + 2c. cot gϕ p − γ.Df sin 2β c ⇒ z = f(2β) = .( − 2β) − − Df πγ sin ϕ γ.tgϕ Phöông trình cuûa ñöôøng bieân vuøng bieán daïng deûo trong neàn p − γ.Df π c ⇒ zmax = (cot gϕ − + ϕ) − − Df πγ 2 γ.tgϕ Phöông trình xaùc ñònh toaï ñoä ñieåm saâu nhaát trong neàn bò bieán daïng deûo öùng vôùi taûi troïng p
  18. 5.4. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA NEÀN ÑAÁT 5.4.1. Tính toaùn SCT cuûa neàn ñaát döïa theo möùc ñoä phaùt trieån cuûa vuøng bieán daïng deûo trong neàn b. Ñieàu kieän caân baèng giôùi haïn cuûa ñieåm M : πγ c ⇒p= (zmax + Df + . cot gϕ) + γ.Df π γ cot gϕ − + ϕ 2 Puzörievsky: zmax = 0 π cot gϕ + ϕ + p = pat = γDf 2 + πc. cot gϕ π π cot gϕ + ϕ − cot gϕ + ϕ − 2 2
  19. 5.4. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA NEÀN ÑAÁT 5.4.1. Tính toaùn SCT cuûa neàn ñaát döïa theo möùc ñoä phaùt trieån cuûa vuøng bieán daïng deûo trong neàn c. Coâng thöùc ñöôïc söû duïng trong TCXD 45-78 Khi bieán daïng deûo phaùt trieån ñeán chieàu saâu z ≤ 0.25b, thì neàn ñaát xem vaãn nhö laøm vieäc trong giai ñoaïn bieán daïng tuyeán tính cöôøng ñoä tieâu chuaån Rtc πγ b c R tc = p( zmax =0.25b) = ( + Df + . cot gϕ) + γ.Df π cot gϕ − + ϕ 4 γ 2 Rtc = A.b γ +B.Df γ’ + D.c 0.25π π π. cot gϕ A= B = 1+ D= π π π cot gϕ + ϕ − cot gϕ + ϕ − cot gϕ + ϕ − 2 2 2
  20. 5.4. XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA NEÀN ÑAÁT 5.4.1. Tính toaùn SCT cuûa neàn ñaát döïa theo möùc ñoä phaùt trieån cuûa vuøng bieán daïng deûo trong neàn c. Coâng thöùc ñöôïc söû duïng trong TCXD 45-78 Vôùi neàn ñaát khoâng ñoàng nhaát, cöôøng ñoä tieâu chuaån cuûa ñaát neàn ñöôïc tính theo TCXD 45-70 vaø TCXD 45-78: Rtc = m.(A.b.γ + B.Df.γ’ + D.c) Rtc = (m1.m2 / ktc).(A.b.γ + B.Df.γ’ + D.c) m1, m2 – heä soá laøm vieäc cuûa neàn ñaát & heä soá ñk laøm vieäc cuûa nhaø ktc – heä soá ñoä tin caäy A, B,D – heä soá SCT, phuï thuoäc ϕ cuûa lôùp ñaát ngay döôùi ñaùy moùng c - löïc dính ñôn vò cuûa lôùp ñaát ngay döôùi ñaùy moùng γ, γ’ - dung troïng cuûa lôùp ñaát döôùi ñaùy moùng & phuû treân moùng Baûng 5.1 & 5.2
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
2=>2