Bài tập số 1
Môn học: CƠ HỌC ĐẤT NÂNG CAO
Giảng viên: TRẦN QUANG HỘ
Ngày nộp: 9/12/2009
Bài 1.
1) Hai mẫu đất cùng loại được đem làm thí nghiệm cố kết ở cùng một cấp tải. Một
mẫu đất thứ nhất có chiều dày 18mm. Khi mẫu cố kết ở một cấp tải thì đạt được
độ cố kết là 25% sau thời gian 5 phút. Một mẫu đất thứ hai có chiều dày gấp đôi
thì bao lâu sau đạt được cùng độ cố kết nếu:
(i) Mẫu thoát nước với hai biên thấm.
(ii) Mẫu thoát nước ở một biên thấm.
2) Một mẫu đất được thí nghiệm cố kết có chiều dày trung bình trong giai đoạn cấp
tải tăng từ 150 đến 290 kN/m2. Sau 12,5 phút mẫu đạt được cố kết 50%. Nếu hệ
số rỗng ban đầu là 1,03 và hệ số rỗng sau cùng là 0,97, lần lượt xác định:
(i) Hệ số cố kết thấm cv theo cm2/ phút.
(ii) Hệ số giảm thể tích mv theo m2/ kN.
(iii) Hệ số thấm k theo cm/sec.
3) Chứng minh:
va
c
ve1
C435.0
m
Bài 2.
Một mẫu đất sét hình trụ có đường kính là 3,75 cm, chiều cao là 7,5 cm được bao bọc
xung quanh bằng túi cao su, đặt thẳng đứng trong bình áp lực và được cố kết với áp
lực trong bình là 0,2 kg/cm2. Đáy mẫu được nối với ống burette bằng một dây nilong
mềm chứa đầy nước. Khi áp lực bình tăng lên 1,4 kg/cm2 thì nước trong mẫu đất
thoát ra và đọc được theo số liệu trên ống burette như sau:
Số đọc: 24,50 24,10 23,70 23,15 22,55 21,85
Thời gian, phút 0 1 3 10 20 37
Số đọc: 21,00 20,35 19,80 19,50 19,20
Thời gian, phút 70 101 170 230 1440
Xác định hệ số cố kết cv của mẫu và hệ số giảm thể tích mv.
Bài 3.
Một nền đường cao 2,40m được xây dựng trên một nền sét đồng nhất bão hoà nước
có chiều dày 2H = 4m, bề rộng L > 20 m. Bên dưới lớp sét là lớp sỏi pha cát được
xem mhư không chịu nén. Mực nước ngầm nằm ở mặt đất. Trọng lượng đơn vị của
nền đường là 21 kN/m3.
Lấy một mẫu đất sét ở độ sâu 2m bên dưới nền đường và tiến hành thí nghiệm cố kết kết
quả cho trong bảng 1 & 2. Chiều dày ban đầu của mẫu là 2h0 = 24 mm. Độ ẩm ban đầu là
w = 69% và tỉ trọng hạt là 2,7.
a) Vẽ đường cong nén lún ( e- log’ ) và đường cong cố kết ( e – logt ). Xác
định gần đúng giá trị áp lực tiền cố kết p, chỉ số nén Cc và hệ số cố kết cv.
b) Độ lún cố kết sơ cấp của nền đường là bao nhiêu?
c) Xác định chiều dày tổng cọng của nền đường và phụ tải ( cùng vật liệu với
nền đường ) để đạt được độ lún trên sau thời gian là 4 tháng. ( chưa kể đến
độ lún từ biến và bù lún ).
Bảng1. Cố kết sau 24 giờ Bảng 2. Cố kết từ 40 đến 80 kPa
Ứng suất (kPa) Hệ số rỗng Thời gian ( phút ) Hệ số rỗng
5
10
20
40
80
160
320
1,82
1,81
1,80
1,74
1,40
0,80
0,16
0,1
0,2
0,3
0,5
1,0
2,5
5
10
20
50
100
200
500
1400
1,700
1,690
1,683
1,675
1,650
1,600
1,550
1,504
1,451
1,432
1,421
1,418
1,409
1,400
Bài 4.
Một mẫu đất sét ở độ sâu 4m được đem làm th1 nghiệm oedometer. Kết quả thí nghiệm
cho trong bảng.
Khi kết thúc thí nghiệm trọng lượng ẩm của mẫu là 0,8738 N và trọng lượng khô của mẫu
là 0,7399N. Tỉ trọng hạt của mẫu là 2,65.
a) Hệ số rỗng sau khi thí nghiệm.
b) Lập mối quan hệ giữa hệ số rỗng theo chiều cao của mẫu.
c) Vẽ đường cong nén lún e - log’.
d) Mực nước ngầm ở mặt đất thì mẫu đất có tỉ số quá cố kết OCR là bao nhiêu?
Ứng suất (kPa) Chiều cao mẫu ( mm)
100
200
400
800
1600
400
100
11,9
11,85
11,63
11,05
10,40
10,54
10,76
Bài 5.
Nửa trên của hình bên dưới là mặt cắt của một thân đập có chiều cao là H. Giã thiết trong
quá trình thi công đập không xảy ra hiện tượng cố kết. Ngay sau khi thi công đập xong áp
lực dư lổ rỗng ban đầu thay đổi theo qui luật ui = pz/H trong đó p = H với là khối
lượng riêng của vật liệu thân đập. Sau đó thân đập cố kết thấm một phương. Chứng tỏ
rằng độ cố kết trung bình của thân đập sẽ như sau:
,..2,1,0
12
33
2
2
12
132
1
N
TN
N
a
v
e
N
U
H
H
Z
pZ/H
Không thấm
Mặt thoát nước tự do