cohocdat
ch−¬ng më ®Çu:
1. §èi t−îng cña m«n häc:
+ C¬ häc ®Êt → 1 ngµnh c¬ häc øng dông → chuyªn nghiªn cøu vÒ ®Êt.
+ §Êt: → KÕt qu¶ cña sù phong hãa → ®¸ bªn trªn.
+ Cã 3 lo¹i phong ho¸ → VËt lý
Hãa häc → Cho c¸c s¶n phÈm kh«ng gièng nhau.
Sinh häc
+ Chóng xen kÏ → t¹o nªn nhiÒu lo¹i ®Êt.
+ §Æc ®iÓm chung:
TÝnh ph©n vôn → nhiÒu h¹t kho¸ng → kÝch th−íc kh¸c nhau T¹o
T¹o nªn khung KC → cã lç hæng. → Chøa n−íc, khÝ → T/chÊt
Liªn kÕt yÕu nhiÒu → so víi → c−êng ®é b¶n th©n h¹t ®Æc biÖt
• Sau khi h×nh thµnh → lu«n biÕn ®æi.
2. Néi dung:
X¸c ®Þnh → c¸c quy luËt c¬ b¶n → qu¸ tr×nh c¬ häc.
→ c¸c ®Æc tr−ng tÝnh to¸n.
→ øng xuÊt biÕn d¹ng.
→ c−êng ®é chÞu t¶i.
→ æn ®Þnh khèi ®Êt.
→ ¸p lùc ®Êt lªn t−êng ch¾n.
Do phøc t¹p nªn → ngoµi qui luËt chung → cßn t×m quy luËt ®Æc thï → rót ra tõ ®Æc tÝnh cña ®Êt.
Coi träng thÝ nghiÖm: Do ®Êt lu«n thay ®æi → nªn ph¶i chän biÖn ph¸p
thö nghiÖm thÝch hîp → chän chØ tiªu.
ThÝ nghiÖm gåm:
Th/ng hiÖn tr−êng
Th/ng trong phßng
Theo dâi biÕn d¹ng ( quan tr¾c lón)
3. LÞch sö ph¸t triÓn:
1925: Terzaghi → viÕt cuèn c¬ häc ®Êt trªn c¬ së vËt lý cña ®Êt → coi c¬ ®Êt → m«n ®éc lËp
VNam: phßng thÝ nghiÖm ®Çu tiªn → 1956.
http://www.ebook.edu.v1
ch−¬ng 1: c¸c tÝnh chÊt vËt lý cña ®Êt
vμ ph©n lo¹i ®Êt
$ .1. §¹i c−¬ng vÒ c¸c lo¹i ®Êt:
1.1 Qu¸ tr×nh h×nh thµnh ®Êt:
Phong ho¸ → chuyÓn dêi → l¾ng ®äng.
Phong ho¸:
• Ph/ho¸ vËt lý → NhiÖt ®é chñ yÕu (cã n¬i ngµy ®ªm chªnh lÖch 40o ÷50o)
B¨ng gi¸.
→ §¸ gèc vì vôn → nhá → kh«ng ph¸ ho¹i thµnh phÇn kho¸ng.
⇒ Cho ®Êt rêi: §Êt c¸t.
• Ph/ho¸ ho¸ häc → Thay ®æi ¸p lùc
Do n−íc, c¸c chÊt hoµ tan: HCl, SO2; SO3; N2O3...
→ c¸c kho¸ng chÊt t¸c dông lÉn nhau → t¹o thµnh → h¹t rÊt nhá → nh− h¹t keo (<1μm)
⇒ Cho ®Êt dÝnh : §Êt lo¹i sÐt.
ChuyÓn dêi
S¶n phÈm cã thÓ → n»m yªn.
chuyÓn dêi: do n−íc;giã
Tuú c¸ch chuyÓn dêi, ®iÓm l¾ng ®äng → c¸c lo¹i kh¸c nhau.
Tãm l¹i:
Qu¸ tr×nh trªn rÊt dµi → cã nhiÒu yÕu tè t¸c ®éng → lµm cÊu t¹o vµ T/chÊt c¸c líp ®Êt → phøc t¹p.
I.2 Ph©n lo¹i ®Êt theo gèc phong ho¸:
§Êt rêi: §¸ d¨m, cuéi sái, c¸c lo¹i c¸t.
®Æc ®iÓm: Phong ho¸ vËt lý → h¹t to.
Kh« → rêi; Èm → kh«ng dÎo.
ThÊm lín, hót n−íc nhá.
2 lo¹i:
§Êt dÝnh: c¸c lo¹i ®Êt sÐt.
®Æc ®iÓm: Phong ho¸ ho¸ häc → h¹t nhá.
Kh« → cøng, Èm → dÎo.
ThÊm bÐ , hót n−íc lín.
Pha trén: c¸t cã Ýt sÐt → c¸t pha
sÐt cã Ýt c¸t → sÐt pha.
http://www.ebook.edu.v2
I.3 Ph©n lo¹i theo h×nh thøc chuyÓn dêi vµ trÇm tÝch:
+ Tµn tÝch, s−ên tÝch: → N»m t¹i chç
ChuyÓn dÞch ®o¹n ng¾n theo s−ên dèc.
§Æc ®iÓm:
+ Båi tÝch, sa tÝch:
§Æc ®iÓm:
→ chiÒu dµy kh«ng ®Òu → dÔ mÊt æn ®Þnh
→ h¹t to vµ rÊt nhá xen lÉn nhau.
→ L¾ng ®äng ë xa → do n−íc
→ ë cöa s«ng → gäi trÇm tÝch tam gi¸c ch©u:
§ång b»ng s«ng Hång; s«ng Cöu long.
→ chiÒu dµy kh¸ ®Òu
→ cì h¹t t−¬ng ®èi ®Òu → gåm:
C¸c lo¹i ®Êt h¹t rÊt nhá: C¸t bôi, ®Êt sÐt, ®Êt bïn cã lÉn c©y cá
→ ch−a æn ®Þnh dÔ ph×nh në.
B¾c bé: Vµi chôc m
ë ta:
Nam bé: Trªn d−íi 100m.
Phong tÝch → giã.
+ Ngoµi ra cßn: B¨ng tÝch → b¨ng.
TrÇm tÝch biÓn.
+ Tãm l¹i: Do sù h×nh thµnh mµ cã c¸c ®Æc ®iÓm sau:
TÝnh rçng.
TÝnh ph©n t¸n.
TÝnh kh«ng ®ång nhÊt, kh«ng ®¼ng h−íng. C−êng ®é → kÐm c−êng ®é h¹t
$. 2.§Êt lµ vËt liÖu ®a nguyªn:
2.1 Kh¸i niÖm:
§Êt → V/ liÖu ph©n t¸n → 3 thµnh phÇn: H¹t ; n−íc; khÝ.
§Æc ®iÓm mçi thµnh phÇn, tû lÖ gi÷a chóng, t¸c dông lÉn nhau
→ t¹o nªn t/chÊt ®Êt.
Lç rçng chøa ®Çy n−íc → B·o hoµ.
Lç rçng kh«ng chøa n−íc → §Êt kh«.
2.2 H¹t r¾n:
→ Lµ m¶nh vôn cña kho¸ng vËt.
→ KÝch th−íc → vµi cm ®Õn h¹t keo (<1 μm)
http://www.ebook.edu.v3
→ Cã khi lµ c¸c chÊt h÷u c¬.
+ T/ch h¹t r¾n: → chñ yÕu ∈ cì h¹t
→ h¹t nhá → thµnh phÇn kho¸ng vËt.
cã ¶nh h−ëng ®¸ng kÓ → ®Õn tÝnh chÊt h¹t.
C¸c lo¹i kho¸ng vËt:
Kho¸ng nguyªn sinh: Phong hãa c¬ häc → ®¸ m¸c ma:
2 lo¹i: Phen pat, th¹ch anh, mi ca, he ma tÝt( quÆng s¾t ®á),
ma nhª tÝt( quÆng s¾t tõ) apatit → lµ thµnh phÇn chñ yÕu cña ®Êt rêi. Kho¸ng thø sinh:
Do phong ho¸ ho¸ häc → kho¸ng nguyªn sinh → ph©n vôn nhá → thµnh phÇn chñ yÕu → ®Êt lo¹i sÐt → kho¸ng sÐt:
monmoriolit
ÝtlÝt.
kaolinÝt.
1. Ph©n lo¹i theo cì h¹t:
+§Êt nhiÒu lo¹i h¹t: KÝch th−íc kh¸c nhau
H×nh d¹ng kh¸c nhau.
+H×nh d¹ng: CÇu, tÊm máng, h×nh kim.
+KÝch th−íc: Vµi cm → vµi 1/1000 mm vµ nhá h¬n.
→ VËy ph©n lo¹i → dùa vµo ®−êng kÝnh t−¬ng ®−¬ng ( §/k Thuû lùc)
§/k thuû lùc: §/k h¹t ®Êt ¶o → cïng tèc ®é ch×m l¾ng.
ranh giíi ph©n biÖt → kh«ng ph¶i sè cè ®Þnh → xª dÞch ®«i chót.
VÝ dô cã n¬i h¹t sÐt: < 0.005mm
< 0.002mm
+ H¹t to: rêi r¹c, dÔ thÊm
+XÐt t/chÊt cña ®Êt: → cÇn l−u ý: diÖn tÝch mÆt ngoµi:
H¹t cµng nhá → S mÆt ngoµi cµng lín → ®Õn møc nµo ®ã → th×
hiÖu øng bÒ mÆt → cã t¸c dông → g©y ra tÝnh dÝnh , tÝnh dÎo → c¶n trë thÊm.
TÝnh dÝnh, tÝnh dÎo cµng cao → tÝnh thÊm cµng nhá.
monmoriolit 800m2/g
ÝtlÝt. 80m2/g
kaolinÝt. 10m2/g
http://www.ebook.edu.v4
b¶ng ph©n lo¹i h¹t
2 . CÊp phèi h¹t cña mét lo¹i ®Êt
ThÝ nghiÖm ph©n tÝch h¹t:
Ph©n h¹t ®Êt → t/ch ≠ râ rÖt → thµnh nhãm → gäi lµ nhãm h¹t.
L−îng 1 cì h¹t ( TÝnh b»ng % träng l−îng ®Êt kh«) → hµm l−îng h¹t. TËp hîp hµm l−îng c¸c cì h¹t → gäi cÊp phèi.
Th/ng: Ph/ph¸p c¬ häc: R©y.
Ph/ph¸p thuû lùc.
+ Ph−¬ng ph¸p r©y:
Dïng víi h¹t d > 0.1mm
Dïng bé r©y: Lx«: 10;5;2;1;0.5;0.25;0.1 mm
Ph/t©y: No4;8;12;20;40;70;100;140;200.
+ Ph−¬ng ph¸p thuû lùc:
d < 0.1mm.
Dùa vµo nguyªn lý vËt lý cña Stèck
v =
γ s − γ w
18 μ
2
d (I.1)
v: VËn tèc ch×m l¾ng.
d: ®/k qu¶ cÇu.
γs: TØ träng qu¶ cÇu.
γw: TØ träng chÊt láng.
μ: §é nhít chÊt láng.
http://www.ebook.edu.v5
Dông cô: TØ träng kÕ
Nguyªn t¾c: Cho ®Êt ch×m l¾ng → ®o V → suy ra ®/k.
KÕt qu¶ th/ng: Tr×nh bµy nhiÒu c¸ch:
http://www.ebook.edu.v6
NhËn xÐt:
+ §−êng cong dèc → h¹t ®ång ®Òu.
+ X¸c ®Þnh hµm l−îng % cña 1 nhãm h¹t ®/k: d1 → d2 nµo ®ã
+ X/®: d10 §/k h÷u hiÖu → §/k mµ h¹t ≤ chiÕm 10% → dïng x¸c ®Þnh
kt → theo kinh nghiÖm: VÝ dô Ha zen: kt = Ck (d10)2 Ck = 0.01 ÷ 0.015.
+ X¸c ®Þnh hÖ sè ®ång ®Òu, hÖ sè ®é cong
Møc ®é ®ång ®Òu vÒ kÝch cì h¹t ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng hÖ sè ®ång ®Òu, Cu:
Cu =
d
d
60
(I.2)
10
trong ®ã: d60 = ®−êng kÝnh øng víi hµm l−îng tÝch lòy 60%: pd60 = 60%
d10 = ®−êng kÝnh øng víi hµm l−îng tÝch lòy 10%: pd10 = 10%.
* Ta thÊy r»ng, c¸c h¹t thuéc nhãm (d10, d60) chiÕm 1/2 träng l−îng ®Êt. Do ®ã,
Cu chÝnh lµ møc ®é thay ®æi kÝch th−íc cña mét nöa träng l−îng ®Êt vµ Cu cµng
lín cã nghÜa lµ cµng cã nhiÒu kÝch cì h¹t tøc lµ cÊp phèi cµng ®a d¹ng → cµng
tèt. §iÒu nµy ®Æc biÖt quan träng ®èi víi ®Êt rêi. Ng−êi ta qui −íc nÕu ®Êt cã Cu
> 4 th× ®−îc coi lµ cã cÊp phèi tèt, thÝch hîp cho sö dông lµm vËt liÖu x©y dùng.
§é cong cña ®−êng cong cÊp phèi h¹t trong kho¶ng (d60, d10), Cc, ®−îc tÝnh theo
biÓu thøc:
Cc =
d
d
60
2
30
(I.3)
d
10
®−îc dïng ®Ó m« t¶ sù ph©n bè cña c¸c kÝch cì h¹t trong nhãm h¹t c¬ b¶n
(d10,d60). NÕu Cc cµng bÐ th× sù ph©n phèi cµng ®Òu ®Æn. Cc ®−îc dïng kÕt hîp
víi Cu ®Ó ®¸nh gi¸ cÊp phèi cña ®Êt. Nãi chung Cc trong kho¶ng (1÷3) lµ tèt.
3. TÝnh chÊt cña nh÷ng h¹t rÊt nhá:
Kho¸ng vËt → cÊu t¹o tinh thÓ → VËy ë bÒ mÆt, nhÊt lµ ë gãc → cã 1 l−îng
®iÖn cßn d− → VËy h¹t ®Êt mang ®iÖn.
T/n thÊy → h¹t sÐt → mang ®iÖn ©m.
Hót c¸c ion kh¸c tÝnh ( Na+, K+,Ca++, Mg++..)
Nã: →TÝnh ho¹t ®éng bÒ mÆt
Hót ph©n tö n−íc l−ìng cùc.
Thµnh phÇn kho¸ng: Kho¸ng ng/sinh kÐm h¬n kho¸ng th/sinh
∈:
Møc ®é ph©n t¸n: H¹t cµng nhá → S tiÕp xóc cµng lín → kh¶ n¨ng
trao ®æi cµng lín → §Õn mét møc nµo ®ã → träng l−îng h¹t → cïng cÊp víi
lùc hót ®iÖn ph©n tö → h¹t di chuyÓn → chÞu ¶nh h−ëng cña lùc hót. Khi ch×m
nã dõng l¹i ë chç tiÕp xóc ®Çu tiªn → t¹o ra K/C tæ ong, b«ng tuyÕt → ®é rçng
lín.
KÕt cÊu h¹t: → ®Æc tr−ng cho ®Êt rêi( sái, s¹n, c¸t)
http://www.ebook.edu.v7
2.3 N−íc trong ®Êt:
1. N−íc liªn kÕt:
+ N−íc mµng (n−íc hót b¸m): →Ngay bÒ mÆt h¹t ( kho¶ng 0.1μ ) → lùc hót m¹nh → n−íc ë thÓ r¾n vµ chui c¶ vµo m¹ng → xem nh− 1 phÇn h¹t r¾n
→ Kh«ng thÓ hiÖn râ T/c
+ N−íc liªn kÕt chÆt ( n−íc kÕt hîp m¹nh): → xa h¬n 1 chót → n−íc bÞ gi÷ t−¬ng ®èi chÆt cïng c¸c ion kh¸c.
+ N−íc liªn kÕt rêi ( n−íc kÕt hîp yÕu): Cuèi b¸n kÝnh lùc hót → líp nµy ¶nh h−ëng lín ®Õn T/c cña ®Êt → TÝnh dÎo, tÝnh dÝnh.
http://www.ebook.edu.v8
2.N−íc tù do:
→ Ngoµi ¶nh h−ëng cña lùc hót
→ chuyÓn ®éng → theo quy luËt → thuû lùc häc
Tuy nhiªn: → do ¶nh h−ëng líp trong → cã ®Æc ®iÓm riªng.
3.N−íc mao dÉn:
→ Lç rçng nhá → nèi nhau → trong n−íc → sinh mao dÉn. Cét n−íc mao dÉn → t¹o ¸p lùc phô → søc c¨ng bÒ mÆt. → lµm cho ®Êt c¸t h¹t nhá → nh− cã lùc dÝnh nµo ®ã khi −ít. SÐt → chiÒu cao mao dÉn → vµi m
2.4 KhÝ trong ®Êt:
+ KhÝ hë: Th«ng víi khÝ quyÓn → nhiÖt ®é , ¸p xuÊt
→ khÝ tho¸t vµo khÝ trêi → kh«ng ¶nh h−ëng.
+ KhÝ kÝn: Tói khÝ n»m s©u → t¨ng tÝnh ®µn håi, gi¶m thÊm.
Nh×n chung: KhÝ ¶nh h−ëng kh«ng ®¸ng kÓ ®Õn t/ chÊt cña ®Êt.
$.3. C¸c chØ tiªu vËt lý:
V = Vh + Vn + Vk
Vr = Vn + Vk
G = Gh + Gn.
http://www.ebook.edu.v9
3.1. ChØ tiÖu vËt lý c¬ b¶n:
( X¸c ®Þnh b»ng ThÝ/nghiÖm)
1. Träng l−îng thÓ tÝch tù nhiªn:
γ =
G
V
(g/cm3; t/m3)
MÉu nguyªn d¹ng:
2. §é Èm:
Dao vßng: §Êt mÒm
Bäc s¸p c©n trong n−íc: §Êt cøng
W =
G n
G
100% (vµi % → ®Õn vµi tr¨m % )
h
MÉu: nguyªn d¹ng, kh«ng nguyªn d¹ng → y/cÇu: gi÷ n−íc kh«ng ®æi.
BiÖn ph¸p: §èt cån
BÕp xÊy 105oC; cã h÷u c¬ xÊy < 105oC
3. Träng l−îng thÓ tÝch h¹t:
γh =
G h
V h
(g/cm3; t/m3) → ( 2.6 ÷ 2.8)
γ h
Tû träng: Δ = ; γn = 1
γ n
3.2.ChØ tiÖu vËt lý x¸c ®Þnh b»ng tÝnh to¸n:
1.Träng l−îng thÓ tÝch ®Êt kh«: γk
γk = Gh (G/cm3; T/m3)
V
W=
G n
G h
=
G − G h
G h
→ W . Gh = G - Gh
W. Gh + Gh =
(w
G
V
+ 1 ) G h
= G
V V
(W + 1 ) γk = γ γk =
2 .§é rçng: n
n = Vr
γ
( w + 1 )
V
V − V h 1
1 G G 1 γ
Vr
n = =
V V
= 1 - = 1 -
V V
V h V
γ
h
= 1-
G h
h
γ
h k
= = 1- ;
V γ γ
h h
γk =
(w + 1 )
→ n = 1-
γ h ( w + 1 )
http://www.ebook.edu.10
3. §é h¹t cña ®Êt: m
m =
Vh
V
m + n = 1 → n =
4. HÖ sè rçng: e,ε:
V r
V r V r V
γ
γ h ( w + 1 )
e = e =
V
= = → Thay n; m vµo:
V V m
1 −
h h
γ γ h ( 1 + w ) − γ
γ ( 1 + w ) γ ( 1 + w )
h
V
γ ( 1 + w) − γ γ γ
=
γ
h
h
γ
( 1 + w )
h h
= =
γ γ
γ ( 1 + w )
h
h h
= - 1 = - 1
γ γ k
1 + w
5. §é b∙o hoµ:
V
G
V n G n
n V h γ n V h γ
G n G h W γ h
n V h G h γ n W γ h
G = = =
V V r
= = =
e e γ e
V h
6.Dung träng b∙o hoµ: γbh
Träng l−îng 1 ®¬n vÞ thÓ tÝch ®Êt → no n−íc.
G h + G n γ hV h + γ n V n
γbh =
γbh =
V
Δ + e Δ o
1 + e
= = γh m + γn n
V
→ Δo : TØ träng cña n−íc.
7. Dung träng ®Èy næi: γ ®n
§/n: Träng l−îng riªng cña ®Êt → n»m d−íi mùc n−íc ngÇm → KÓ ®Õn
lùc ®Èy næi cña n−íc.
G h
γ ®n =
− V h γ n
V
= γ bh + γ n
http://www.ebook.edu.11
$.4. Tr¹ng th¸i cña ®Êt - ChØ tiªu ®¸nh gi¸ tr¹ng th¸i:
4.1 §Êt c¸t:
§é chÆt
2 tr¹ng th¸i ®éc lËp:
§é Èm
1. §é chÆt:
emax − e
D = D: §é chÆt t−¬ng ®èi.
e − e
max min
C¸t chÆt: 1 ≥ D ≥ 2/3
ChÆt võa 2/3 ≥ D ≥ 1/3
Xèp 1/3 ≥ D ≥ 0
Liªn x« kiÕn nghÞ: Víi c¸t Th¹ch anh cã thÓ → dïng e:
Lo¹i ChÆt ChÆt võa Xèp
C¸t th«, võa <0.55 0.55 <= D <= 0.7 > 0.7
C¸t nhá < 0.6 0.6 <= D <= 0.75 > 0.75
C¸t bét < 0.6 0.6 <= D <= 0.8 > 0.8
§Ó cã e → MÉu ph¶i nguyªn d¹ng → khã → hè ®µo
C¸t: Dïng xuyªn → e
2. §é Èm:
Theo ®é B·o hoµ: G
G < 0.5 → Ýt Èm
0.5 < = G <= 0.8 → rÊt Èm
G > 0.8 → no n−íc, b·o hoµ.
4.2 §Êt sÐt:
Kh«ng t¸ch ®−îc e vµ G → §¸nh gi¸ → W
W Cøng → dÎo.
SL; Wc: Ranh giíi Cøng - nöa cøng.
PL; Wd: Ranh giíi Cøng - DÎo
LL; Ws;Wnh: Ranh giíi DÎo - Nh·o.
IP = LL - PL
→ ChØ sè dÎo.
A;φ = Wnh - Wd
http://www.ebook.edu.12
Wnh, Wd: Giíi h¹n Atterberg x/®Þnh → th/ng
PL: L¨n tay. d = 3mm → nøt ch©n chim.
LL: Theo Liªn x«: Dïng chuú xuyªn Q= 76g gãc mòi xuyªn 60o
sau 5s → ngËp 10mm → cho Wnh
( Chuú Xuyªn) ( Ch¶o Cazagr¨ng)
T©y ¢u: Dïng ch¶o t/n:
Lµm rung b»ng c¸ch n©ng ch¶o → sau 25 lÇn → ®Êt chËp nhau → Wnh
ChØ tiªu ®¸nh gi¸:
CR =
B = W − W d
φ
W − PL
( Consistence - Relatively) - §é ®Æc t−¬ng ®èi.
LL
B < 0 → cøng
0 <= B <= 1 → dÎo
B > 1 → nh·o.
$.5.Ph©n lo¹i ®Êt:
0 < B <= 0.25 → nöa cøng.
0.25 < B <= 0.5 → dÎo cøng.
0.5 < B <= 0.75 → dÎo mÒm.
0.75 < B <= 1 → dÎo nh·o.
Môc ®Ých: giao tiÕp, ®Ó h×nh dung, ph¸n ®o¸n ban ®Çu.
Cã nhiÒu quy −íc, quy ®Þnh → g¾n víi tªn gäi.
C¬ së: Dùa vµo: CÊp phèi h¹t
Giíi h¹n Alterberg
http://www.ebook.edu.13
http://www.ebook.edu.14
http://www.ebook.edu.15
Ph©n lo¹i ®Êt bïn vµ ®Êt than bïn:
+ §Êt lo¹i sÐt:
W>Wnh; e > 1.1 ( §Êt ¸ c¸t, ¸ sÐt)
e > 1.5 ( §Êt sÐt) §Êt bïn
+ Nh÷ng lo¹i ®Êt cã chøa vËt chÊt h÷u c¬:
10 ®Õn 30 % → ®Êt nhiÔm than bïn. 30 ®Õn 60 % → ®Êt than bïn.
> 60% → Than bïn.
$.6.Mét sè tÝnh chÊt vµ mét sè hiÖn t−îng ®Æc biÖt cña ®Êt:
1. TÝnh dÝnh:
Kh¶ n¨ng → chÞu ®−îc lùc kÐo → cã thÓ gi÷ ®−îc m¸i dèc th¼ng ®øng. Nguyªn nh©n:
+ Do lùc hót ®iÖn ph©n tö → 2 h¹t
+ Lùc hót th«ng qua c¸c ca tion trung gian → phôc håi ®−îc →
+ Søc c¨ng → mµng n−íc mao dÉn. sau khi bÞ ph¸ ho¹i.
+ Do liªn kÕt xi m¨ng, liªn kÕt tinh thÓ → Kh«ng cã kh¶ n¨ng phôc håi →
sau khi bÞ ph¸ ho¹i.
2. TÝnh co vµ në:
+ TÝnh në: V khi W
+ TÝnh co: V khi n−íc bèc h¬i → W
Khi W → sÐt chuyÓn dÇn → tr¹ng th¸i cøng → lóc nµo ®ã V kh«ng ®æi →
trªn mÆt xuÊt hiÖn vÕt nøt ch©n chim → W lóc ®ã gäi lµ Wc
C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng:
+ Møc ®é ph©n t¸n: §Êt cã nhiÒu h¹t keo → sù thay ®æi V râ rÖt.
+ Kho¸ng: Monmoriolit V > Kaolinit.
+ §Êt hÊp phô nhiÒu Cation Na+ → tÝnh në nhiÒu h¬n →
so víi hÊp phô Ca++.
http://www.ebook.edu.16
3. TÝnh tan r∙:
SÐt → khi bÞ Èm → mÊt hÕt tÝnh dÝnh → thµnh khèi rêi r¹c ( L−u ý → VËt liÖu ®¾p ®ª).
V/nam: SÐt → kh¶ n¨ng nµy → nhá.
4. HiÖn t−îng Tiksotropi:
+ Mét sè ®Êt sÐt, bïn → chÞu t¶i ®éng → chuyÓn sang ch¶y nh·o hoµn toµn → mÊt hÕt lùc dÝnh
→ sau 1 thêi gian → l¹i håi phôc. Cã 3 §/kiÖn ®Ó x¶y ra:
+ §Êt chøa nhiÒu h¹t ph©n t¸n nhá, keo. + §Êt bµo hoµ.
+ T¶i chÊn ®éng.
L−u ý: Khi ®ãng cäc; Mãng m¸y.
5 HiÖn t−îng biÕn lo∙ng cña c¸t b∙o hoµ n−íc:
§Êt c¸t → thµnh 1 dung dÞch
→ mÊt hÕt kh¶ n¨ng chÞu lùc.
ThÝ/nghiÖm: §Æt viªn bi
T¸c dông nhanh → lªn thµnh
→ Bi ch×m xuèng
G/thÝch: t¹i chç ®Æt t¶i → xuÊt hiÖn ¸p lùc lín trong n−íc lç rçng → truyÒn
nhanh → lªn toµn khèi ®Êt → h−íng vÒ phÝa cã søc kh¸ng bÐ → lªn trªn. NÕu
¸p lùc nµy > γ®n ®Êt → th× ®iÓm tiÕp xóc gi÷a c¸c h¹t → háng → ®Êt thµnh dÞch
thÓ .
Dõng → ¸p lùc thuû ®éng → vÒ kh«ng → c¸t chÆt l¹i.
Thùc tÕ: Hay x¶y ra → ®éng ®Êt
nÒn c¸t bôi b·o hoµ.
http://www.ebook.edu.17
ch−¬ng 2. TÝnh chÊt c¬ häc.
$.1.TÝnh thÊm cña ®Êt:
1.1 c¸c ®Þnh nghÜa:
+ VËt liÖu cã lç rçng liªn tôc → ®Ó n−íc ch¶y qua → V/liÖu cã tÝnh thÊm.
+ TÝnh thÊm: → T/chÊt ®Ó cho → n−íc ch¶y qua c¸c lç rçng. + Dßng n−íc ch¶y qua ®Êt → dßng thÊm
+ 2 lo¹i dßng: Ch¶y tÇng: §−êng dßng cña n−íc → kh«ng c¾t nhau
Ch¶y rèi: §−êng dßng cña n−íc → c¾t nhau.
+ ThÝ nghiÖm cho thÊy: V> Vgh → ch¶y rèi;
Vgh ∈ : Träng l−îng riªng, ®é nhít cña dÞch thÓ (n−íc)
d: §/k cña èng ( lç rçng) → tû lÖ nghÞch.
d nhá nªn Vgh kh¸ lín.
Do §ã: Dßng thÊm trong ®Êt th−êng → ch¶y tÇng. + XÐt 2 ®iÓm: A; B ¸p lùc n−íc t¹i ®ã; Pa; Pb
Cét n−íc ¸p t¹i A lµ: ha = Pa/γn
Cét n−íc ¸p t¹i B lµ: hb = Pb/γn
ha > hb → cã dßng thÊm A → B
I =
http://www.ebook.edu.v1
H A − H B
L
= dH
dL
1.2 §/l Darcy:
Dßng ch¶y tÇng → nªn dïng ®−îc §/l Darcy: v= Kt I
Kt: HÖ sè tû lÖ (HÖ sè thÊm)
L−u l−îng thÊm: Q = v A t A: diÖn tÝch thÊm
t: thêi gian.
Do diÖn tÝch thÊm bao gåm c¶ cèt ®Êt nªn vthùc > v
vthùc = v/n ( V× n−íc chØ thÊm qua lç rçng)
1.3.HÖ sè thÊm cña ®Êt:
X¸c ®Þnh trong phßng T/n: MÉu cã t/diÖn A, dµi L, cét n−íc ¸p h, ®o Q → tÝnh k
2 lo¹i: + Cét n−íc ¸p kh«ng ®æi: kt =
QL
hAt
(h¹t th«) Khi k > 10-4m/s
Ph¶i tiÕn hµnh thÝ nghiÖm víi c¸c vËn tèc thÊm kh¸c vµ cét n−íc
kh¸c nhau ®Ó tÝnh gi¸ trÞ k trung b×nh.
+ Cét n−íc ¸p ®æi: kt =
2 3 A 1 L 1
A ( t − t )
h 0
log ( h¹t mÞn)
h
2 1 0 1
V× VËn tèc cña dßng n−íc qua chóng qu¸ nhá kh«ng cã kh¶ n¨ng ®o chÝnh x¸c
b»ng thÈm kÕ cã cét n−íc cè ®Þnh.
http://www.ebook.edu.v2
kt: Sái cuéi, kh«ng cã h¹t nhá: 10 → 100cm/s
C¸t to, c¸t võa, nhá s¹ch: 10 → 10-3
C¸t bôi, c¸t pha 10-3 →10-5
SÐt pha 10-5 →10-7
SÐt <10-7
kt < 10-6 → coi nh− kh«ng thÊm n−íc.
• X¸c ®Þnh ë hiÖn tr−êng: T/n trong phßng → do mÉu Ýt → kh«ng ®ñ ®Æc
tr−ng: → lµm ë hiÖn tr−êng → Ðp hót n−íc trong lç khoan.
Bè trÝ giÕng quan tr¾c vµ b¬m hót; ®o l−u l−îng ë 1 giÕng, quan s¸t ®é h¹ thÊp ë giÕng kh¸c. Khi l−u l−îng b¬m kh«ng ®æi, mùc n−íc → ë c¸c giÕng quan tr¾c còng kh«ng ®æi → ®¹t tíi tr¹ng th¸i æn ®Þnh.
→ Ph©n tÝch → t×m k
kt ∈ :+ Cì h¹t, cÊp phèi: Ha zen: k = Ck ( d10)2
+ HÖ sè rçng: C¸t: k lín, sÐt k nhá.
kt = f (e3/1+e) → c¸t
kt = f(e) → sÐt.
+ H×nh d¹ng, c¸ch bè trÝ lç rçng → ®¸nh gi¸ gi¸n tiÕp qua n, hoÆc e + KhÝ trong ®Êt: KhÝ kÝn.
1.4. HÖ sè thÊm t−¬ng ®−¬ng cña khèi ®Êt nhiÒu líp:
XÐt líp ®Êt: Trong ph¹m vi chiÒu dµy H → cã n líp:
Dµy : h1; h2; h3; ...
HÖ sè thÊm : k1; k2; k3; ...
http://www.ebook.edu.v3
i: gradien thuû lùc ë mçi líp ®Êt + ThÊm ngang: // mÆt líp.
v= knt® I ; (1) (Q = v × A; xÐt ph©n tè cã chiÒu dµy lµ 1 nªn A = 1 × h )
VËy: v1h1+ v2h2+ .....+ vnhn → lµ Q
xÐt c¶ chiÒu cao H → v =
1
1
( v1h1+ v2h2+ .....+ vnhn) (2)
H
(1); (2) → knt® =
nªn → knt® =
H .I
1
H
( v1h1+ v2h2+ .....+ vnhn) do: k = v
I
( k1h1+ k2h2+ .....+ knhn)
+ ThÊm ®øng : ⊥ mÆt líp
h → Tæng ®é chªnh cét n−íc ¸p trªn bÒ dµy H
h
V×: L−u l−îng nh− nhau nªn:
v=
H
k®t® = k1i1= k2i2 = .....= knin
i =
dh
dl
→ Nªn chªnh lÖch cét n−íc ¸p ë mçi líp = i×h
(h: bÒ dµy líp còng
lµ chiÒu dµi ®−êng thÊm)
Tæng chªnh lÖch cét n−íc ¸p trªn bÒ dµy H: →h = i1h1+ i2h2+ .....+ inhn
Thay vµo:
k®t® = vH =
H
H =
h h i + h i + +
H
=
h i h i h i h i
H
= =
h h h
h 1 1 2 2 n n 1 1
v v v
+
2 2 n n 1 2 n
+ + + + +
v v v v v
=
h 1
k 1
+
H
h 2 h n
+ +
k 2 k n
1 2 n
k®t® < knt®
1.5. C¸c giíi h¹n ¸p dông ®Þnh luËt Darcy cho dßng thÊm trong ®Êt.
1.§Êt sÐt:
Quan hÖ: v = kI
(a) → ®óng cho ®Êt c¸t
(b) → ®óng cho ®Êt sÐt.
Víi sÐt muèn thÊm ®−îc I > Io
Io → Gradien thuû lùc ban ®Çu.
+ GÇn ®óng c«ng thøc tÝnh: v = k(I - I')
+ Gi¶i thÝch: Muèn thÊm ®−îc ph¶i → th¾ng ®−îc ma s¸t cña líp → n−íc
mµng máng bao quanh h¹t ®Êt ( líp n−íc liªn
kÕt)
2. §Êt c¸t:
Víi c¸t to, sái cuéi v ph¶i ®ñ nhá ®Ó →
dßng thÊm lµ ch¶y tÇng → tuy nhiªn khã.
http://www.ebook.edu.v4
1.6 Dßng thÊm ch¶y trong ®Êt:
1.Dßng thÊm 1 chiÒu:
Chän ®iÓm cã cïng cao ®é n−íc ¸p → nèi l¹i → cã ®−êng ®¼ng thÕ.
§Æc tÝnh: §−êng thÊm vµ ®−êng ®¼ng thÕ → bao giê còng trùc giao víi nhau.
(Cho dï 2 ®−êng trªn kh«ng ph¶i th¼ng)
2.Dßng thÊm ch¶y hai chiÒu:
Dßng thÊm nãi chung lµ 3 chiÒu → tuy nhiªn → C«ng tr×nh kÐo dµi rÊt lín theo 1 ph−¬ng ta xem dßng thÊm ch¶y 2 chiÒu.
XÐt ph©n tè ®Êt: dx × dz ( B/to¸n ph¼ng)
+ Gi¶ thiÕt: L−îng n−íc ®i vµo = l−îng
n−íc ®i ra ( V× xem nh− n−íc kh«ng bÞ
nÐn; Vr do n−íc cho¸n chç → kh«ng
®æi)
Trong 1 ®/vÞ thêi gian:
→l−îng n−íc vµo ph©n tè lµ;
vxdzdy + vzdxdy
→ L−îng n−íc ®i ra:
http://www.ebook.edu.v5
vxdzdy + (
∂ vx
∂ x
∂ vz
) dzdxdy + vzdxdy + ( ) dzdxdy
∂ z
Vvµo = V ra → nªn → (
d h
∂ vx
∂ x
∂ vz
) + ( ) = 0
∂ z
v= k
d
l
→ nªn cã thÓ xem nh−: → vx
; vz → lµ nh÷ng ®¹o hµm riªng
cña hµm sè φ = kh → gäi lµ hµm thÕ cña vËn tèc.
→
∂φ
2
∂φ
+ = 0
2
∂
x
∂
z
Gi¶i: Cho ta l−íi ®−êng thÊm vµ ®−êng ®¼ng thÕ trong ®Êt
→ Tuy nhiªn: §/k biªn ph¶i ®¬n gi¶n.
Thùc tÕ → l−íi ®−êng thÊm vµ ®¼ng thÕ ®−îc dùng nªn b»ng c¸ch vÏ.
3. ¸p
lùc dßng thÊm ch¶y t¸c dông lªn ®Êt:
¸p lùc ë mÆt tr−íc: a2h1γn
¸p lùc ë mÆt tr−íc: a2h2γn
¸p lùc tiªu t¸n ë ph©n tè : a2 ( h1 - h2) γn Chia cho thÓ tÝch ph©n tè: a3:
http://www.ebook.edu.v6
h 1 − h 2
a
γn = i γn
VËy: ¸p lùc dßng thÊm t¸c dông trªn 1 ®¬n vÞ thÓ tÝch ®Êt lµ: i γn
$.2.TÝnh nÐn ( tÝnh biÕn d¹ng) cña ®Êt:
2.1 .ThÝ nghiÖm nÐn ®Êt ë hiÖn tr−êng:
1. ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm:
Gåm:
1. mÆt nÐn 2. Bµn gia t¶i
3. Trô ®ì. 4. Thanh chèng
5. Dông cô ®o lón
6. VËt nÆng
( Cã thÓ dïng neo guång xo¾n) Tr×nh tù: Gia t¶i tõng cÊp →
cho ®Õn khi th«i lón míi t¨ng cÊp tiÕp
→ Quy ®Þnh trong tµi liÖu thÝ nghiÖm:
Sau bao l©u ®é lón kh«ng qu¸ bao nhiªu th× dõng → chuyÓn cÊp t¶i thÝ nghiÖm.
2. KÕt qu¶:
h×nh1 h×nh 2
http://www.ebook.edu.v7
h×nh3
*Do thÝ nghiÖm ë hiÖn tr−êng cång kÒnh, tèn kÐm nªn→ th−êng dïng ph−¬ng ph¸p nÐn trong phßng.
2.2 .ThÝ nghiÖm nÐn ®Êt trong phßng thÝ nghiÖm:
1. ThiÕt bÞ thÝ nghiÖm
S¬ ®å:
1- Hép cøng 2- Dao vßng 3- MÉu ®Êt
4- §¸ thÊm 5- N¾p 6- §ång hå ®o biÕn d¹ng.
F = 25 → 50 cm2
h = 2.54 → 3.6 cm.
T−¬ng tù víi thùc tÕ.
2. C¸ch thÝ nghiÖm:
+T¨ng t¶i
0.25; 0.5; 1; 2; ... kg/cm2
ChuyÓn cÊp khi → æn ®Þnh lón: → sau 24giê Δs kh«ng > 0.01mm
Ta vÉn lµm: NÐn nhanh;
§Êt tèt; 1;2;3;4 kg/cm2
§Êt yÕu: 0.25; 0.5; 0.75; 1 kg/cm2
ChuyÓn cÊp khi → æn ®Þnh lón: → sau 1giê víi c¸t, sau 2 giê víi sÐt Δs kh«ng > 0.01mm. CÊp cuèi cïng nÐn ®Õn 24giê.
+ Dì t¶i lµm ng−îc l¹i: Còng tõng cÊp
§o ®é lón Si øng víi σi; Xem Vh kh«ng ®æi → tõ Si suy ra ei
3. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm:
http://www.ebook.edu.v8
h×nh 4
2.3.Ph©n tÝch kÕt qu¶ cho thÊy ®Æc ®iÓm sau:
+ Trong ph¹m vi t¶i träng kh«ng lín → øng víi ®iÓm A ( h×nh 2) ®−êng nÐn
gÇn ®−êng th¼ng sau ®ã míi cong râ rÖt.
+ §−êng nÐn vµ në kh«ng trïng nhau → biÕn d¹ng cña ®Êt gåm 2 phÇn:
• PhÇn phôc håi khi dì t¶i → BiÕn d¹ng ®µn håi
• PhÇn kh«ng phôc håi khi dì t¶i → BiÕn d¹ng d−.
Víi ®Êt biÕn d¹ng d− rÊt ®¸ng kÓ.
+ BiÕn d¹ng cña ®Êt kh«ng x¶y ra tøc thêi → mµ ph¶i tr¶i qua mét thêi gian nhÊt ®Þnh míi hoµn thµnh
Víi ®Êt c¸t x¶y ra nhanh h¬n → víi c¸t võa trë lªn th−êng biÕn d¹ng xong ngay khi x©y dùng.
+ Víi l−îng dì t¶i ch−a ®ñ lín, ®−êng në cã d¹ng song song → trôc hoµnh. ChØ khi l−îng dì ®ñ lín → tÝnh në míi râ rÖt.
+ Trong ph¹m vi t¶i bÐ h¬n t¶i nÐn ban ®Çu, ®−êng nÐn l¹i cã d¹ng kh¸c ®−êng nÐn ®i nh−ng sau ®ã trïng víi ®o¹n kÐo dµi cña ®−êng nµy.
+ Khi nÐn ®i nÐn l¹i d−íi mét t¶i träng P c¶ biÕn d¹ng ®µn håi vµ d− ®Òu gi¶m
dÇn, nh−ng biÕn d¹ng d− gi¶m nhanh h¬n → cuèi cïng chØ cßn biÕn d¹ng ®µn
håi.
VÏ quan hÖ σ vµ e theo 2 d¹ng: gäi lµ ®−êng cong nÐn.
+ Quan hÖ: e = f(σ): Thùc nghiÖm → ®−êng cong log → (Ta hay lµm)
e = ec - cclog(σ/σo);
→ ec: øng víi σo
cc chØ sè nÐn.
+ Quan hÖ: e = f(logσ); §å
thÞ cã 2 nh¸nh → ( T©y hay
lµm)
http://www.ebook.edu.v9
*ý nghÜa σc : Trong lÞch sö mÉu ®Êt ®· ®−îc nÐn ®Õn σc ss → tho¶i h¬n → nÐn thø cÊp
tt →dèc h¬n. → nÐn s¬ cÊp.
σc < γh → ®Êt d−íi cè kÕt: ch−a lón xong d−íi → t¸c dông cña träng
l−îng b¶n th©n.
σc = γh → ®Êt cè kÕt b×nh th−êng: ®· lón xong d−íi → t¸c dông cña
träng l−îng b¶n th©n.
σc > γh → ®Êt qu¸ cè kÕt: Cã lóc nã chÞu nÐn → lín h¬n ¸p lùc hiÖn ®ang
®Ì lªn nã.
X¸c ®Þnh chØ sè nÐn:
c =
log
e 1 − e 2
σ 2 − log σ 1
σ1 ; σ2 ∈ ss : ta cã chØ sè nÐn t¸i cè kÕt → Cr
σ1 ; σ2 ∈ tt : : ta cã chØ sè nÐn → Cc
Trong thùc hµnh: Kho¶ng (σ1 ; σ2) t−¬ng ®èi nhá → thay cung MN = d©y
cung
Lóc ®ã: BiÕn ®æi hÖ sè rçng tØ lÖ bËc nhÊt víi biÓu ®å ¸p lùc nÐn.
Khi tÝnh to¸n ng−êi ta dïng hÖ sè nÐn a =
e 1 − e 2
σ 2 1 − σ 1
a
hoÆc hÖ sè nÐn thÓ tÝch ( hÖ sè nÐn t−¬ng ®èi) ao = mv =
Xem ®Êt lµ vËt thÓ ®µn håi: M« duyn biÕn d¹ng
2
1 + e 1
E o =
σ z
a
2 μ
( 1 −
2
2 μ
1 − μ
Thay ( 1 −
σ z
1 − μ
) = β →
Eo = β
a o
2.4.Quan hÖ gi÷a m«®un biÕn d¹ng vµ hÖ sè nÐn lón -
§é lón æn ®Þnh cña mÉu ®Êt ph©n tè:
XÐt mÉu → diÖn tÝch: F
Tr−íc khi lón: h1
http://www.ebook.edu.10
Sau khi lón: h2
L−îng lón S t−¬ng øng: S = h1- h2
BiÕn d¹ng t−¬ng ®èi cña mÉu biÓu diÔn:
λ z =
S
h 1
G/thiÕt: Vh kh«ng ®æi nªn ta cã kÕt qu¶ sau:
Vh
V
=
1
Vh 1
1
+ e
=
V 1
→ Vh = = Fh
1 + e 1 + e
1 1
Fh 1 ; Vh 2 = Fh 2 ; V h2 = V h1
1 + e 1 + e
1 2
1 1 1
+ e 1 + e e − e
1 + e
Fh
1
2
= Fh → h = h
2 2 1
1 + e 1 + e
2 1 2
; → S = h1 - h2 = h1 - h = h
1 1
1 + e 1 + e
1 2
→ e = e −
1 1 1
( 1 + e )
2 1
e − e
h 1
1
a =
σ
1
21
2
− σ
1
→ S =
a
Δσ h → ( Δσ = σ − σ )
1
e − e
1 2 1
+ e 1
S =
h
1
− h =
2
1
1 + e
2
h S = aoΔσh1
1
1
ng−êi ta th−êng thay Δσ = p nªn →
S = aoph1
S = aoph1
mµ λ z =
S
h 1
→ λz= aop
mÆt kh¸c theo kÕt qu¶ trªn E o =
σ z
a
β
Do ®ã thay σ = p → E o =
β 1 + e 1
= β
a o a
VËy ®é lón cuèi cïng cña líp ®Êt ph©n tè còng cã thÓ biÓu diÔn qua Eo
nh− sau:
S =
ph
β
E o
2.5.NhËn xÐt th/ng nÐn 1 trôc - c¸c thÝ nghiÖm kh¸c:
+ T/n nÐn 1 trôc:
+ −u ®iÓm: §¬n gi¶n, dÔ lµm
+ Nh−îc: S¬ ®å kh«ng ®óng thùc tÕ → ( në h«ng h¹n chÕ)
Kh«ng x/® ®−îc c¸c ®Æc tr−ng kh¸c: ξ , μ .
http://www.ebook.edu.11
+ T/n nÐn 3 trôc: Kh¸ hoµn chØnh: xac ®Þnh ®−îc nhiÒu chØ tiªu, kÓ c¶ c¸c chØ tiªu chèng c¾t →( sau )
+ T/n nÐn ®¬n: ( Në h«ng tù do)
MÉu: D=4-6cm; H= (2 →3)D
Gia t¶i 0.05kg/cm2 → 2.5kg/cm2 ®o Δh KÕt qu¶: §å thÞ Δh/h = λ
VËy: E = σ/λ
Dïng cho ®Êt dÎo cøng trë lªn.
§Êt thuÇn dÝnh nÐn ®Õn ph¸ ho¹i σph th× lùc dÝnh → C = σph/2.
2.6.Cè kÕt thÊm cña ®Êt sÐt:
+ BiÕn d¹ng kÐo dµi → gäi lµ hiÖn t−îng cè kÕt
§Êt sÐt: Thêi gian cè kÕt Th/nghiÖm → vµi tuÇn
Thùc tÕ → hµng tr¨m n¨m.
2 nguyªn nh©n: → N−íc cÇn cã thêi gian tho¸t ra khái lç rçng → gäi lµ cè kÕt thÊm → chñ yÕu
→ Cè kÕt kh«ng liªn quan tho¸t n−íc → gäi lµ cè kÕt thø cÊp → nhá → bá qua.
M« h×nh Terzaghi:
1- B×nh ®ùng n−íc; 2- lß so; 3- piston ®ôc lç.
Ta gia t¶i: → Thêi ®iÓm ®Çu tiªn → v× n−íc kh«ng nÐn co → toµn bé t¶i lªn n−íc
→ lß so kh«ng cã lùc → v× nã kh«ng bÞ co
→ më lç piston → n−íc tho¸t → piston h¹
xuèng → lß so co l¹i → chÞu 1 phÇn t¶i.
Qu¸ tr×nh cø nh− vËy cho ®Õn khi n−íc kh«ng chÞu chót ¸p lùc nµo → kh«ng cã n−íc tho¸t ra ngoµi → t¶i lªn hÕt lß so.
http://www.ebook.edu.12
ó/s lªn cèt ®Êt (lß so) : σh
¦/s lªn n−íc (trung tÝnh): u
σ → øng xuÊt tæng.
VËy qóa tr×nh: ChuyÓn ho¸ cña c¸c øng xuÊt.
σh : 0 → ®Õn σ
u: gi¶m σ → 0
Bµi to¸n 1 chiÒu cña lý thuyÕt cè kÕt thÊm Terzaghi: S¬ ®å: → n−íc chØ thÊm 1 chiÒu.
Gi¶ thiÕt:
+ SÐt b·o hoµ
+ H¹t r¾n, H2O kh«ng biÕn d¹ng.
+ C¸c ®Æc tr−ng kh«ng ®æi trong qu¸ tr×nh cè kÕt: a, k
+ ¸p dông §/l §arcy.
+ §−êng nÐn ®· tuyÕn tÝnh ho¸.
Gi¶i: Gi¶ thiÕt trªn → dÉn ®Õn:
+ N−íc tho¸t ®i = L−îng gi¶m thÓ tÝch lç rçng.
XÐt ph©n tè cã F = ®¬n vÞ → nªn thay xÐt Q → chuyÓn xÐt v
dv
dz
=
dn
(1)
dt
¸p lùc n−íc lµ u nªn → cét n−íc ¸p → h =
1 ∂ u
u
γ n
I =
dh →
dl
I =
γ n
∂ z
(∂l = ∂z) → z lµ l
Darcy: v = k I →
∂ v
∂ z
=
k ∂ 2
γ n ∂ z
u
2
(2)
n=
1 + e
→ thay 1+e = 1+ em (em: HÖ sè rçng trung b×nh cña ®Êt tr−íc vµ sau
cè kÕt) → xem lµ h»ng sè
a=
e 1 − e 2
→ ∂e = -a∂σh (3)
σ 2 − σ 1
σh +u =σ
σh= σ - u
( HÖ sè rçng tû lÖ nghÞch víi øng xuÊt)
http://www.ebook.edu.13
∂σh= - ∂u KÕt hîp (3) ta cã: ∂e= - a∂u (4)
e ∂n 1 ∂e
n =
1 + e m
→ =
∂ t 1 + e m ∂ t
Thay ∂e ë (4) vµo → ta cã
2
∂ n
∂ t
=
1 a ∂ u
1 + e m ∂ t
(5)
Tõ 1;2;5 →
k ∂
γ n ∂ z
u
2
=
1
a ∂ u
+ e m ∂ t
∂
2
u
§Æt
∂ u
k ( 1 + e m )
= C
a γ n
v → H»ng sè cè kÕt.
C v 2 =
∂ z
tr×nh cè kÕt
→ Ph−¬ng tr×nh vi ph©n cña ¸p lùc n−íc lç rçng trong qu¸
∂ t
+Còng tõ g/thiÕt: k, a kh«ng ®æi trong q/tr×nh cè kÕt nªn → Cv lµ h»ng sè. PT trë thµnh: PTVP ®¹o hµm riªng cã hÖ sè → h»ng sè.
Víi bµi to¸n trªn, ®/k biªn nh− trªn:
Z = 0 → u = 0
Z= 2h → u = 0
t=0 → u = ui = const = σ
m = ∞
NghiÖm: u = ∑
m =0
2 σ MZ − M 2T v
M 2 h
Cv t
M =
2
(2 m + 1 ) ; Tv = 2
h
(Thõa sè thêi gian)
Møc ®é tiªu t¸n ¸p lùc n−íc lç rçng còng lµ møc ®é gia t¨ng ¸p lùc h÷u
hiÖu → cho ta møc ®é cè kÕt cña ®Êt.
§/nghÜa: → §é cè kÕt:
h h h h
∫ a oσ (z,t ) dz
S
∫ a o pd z − ∫ a o u( z,t ) d z
∫ ud z m = ∞
2 2
Ut =
S
=
∞
h
∫ a o pd z
=
h
= 1 −
a o pd z
h
= 1 −
u i dz
∑
m = 0 M
2
− M T v
B¶ng U vµ Tv
+ NhËn xÐt, h»ng sè cè kÕt Cv:
+ C¸c gi¶ thiÕt trªn kh«ng chÝnh x¸c:
t¹i t=0 th× σh vÉn cã gi¸ trÞ
h¹t ®Êt vµ n−íc cã biÕn d¹ng kt, a thay ®æi.
http://www.ebook.edu.14
Tuy nhiªn: XÐt vµo th× phøc t¹p, h¬n n÷a sè liÖu Th/nghiÖm Ýt → nªn ®−a vµo tÝnh to¸n còng kh«ng ®ñ ®Æc tr−ng.
Do ®ã: Bµi to¸n 1 chiÒu cña Terzaghi vÉn ®−îc dïng nhiÒu. X¸c ®Þnh Cv:
Cv = f(k,a) ; k vµ a ®Òu thay ®æi theo thêi gian → nªn Cv ≠ costant cÇn thÝ nghiÖm trùc tiÕp X/®Þnh Cv cã xÐt ®Õn sù thay ®æi nµy → T/ng nÐn cè kÕt (nÐn chËm)
Tiªu/chuÈn æn ®Þnh: Kh«ng > 0.01mm sau 24 giê.
VÏ quan hÖ: Δh = f( logt) → Casagrande
Δh = f( √t) → Taylor.
+ Ph−¬ng ph¸p Casagrande:
T×m O : ®é lón ®iÓm 4t - ®é lón cña ®iÓm t = §é lón ®iÓm t - ®é lón ®iÓm gèc. XÐt sù thay ®æi cña a, k trong qu¸ tr×nh lón ta x¸c ®Þnh Cv øng víi U = 50 % → ta cã t50; U = 50 tra
biÓu ®å U ⇔ Tv ta cã
Tv = 0.197
Thay t50 vµ Tv vµo →
2
Cv = 0.197
h
t 50
h → nöa chiÒu cao
mÉu ®Êt.
+ Ph−¬ng ph¸p Taylor:
http://www.ebook.edu.15
KÎ ®−êng th¼ng cã ®é dèc gÊp 1,15 lÇn ®é dèc ®o¹n th¼ng cè kÕt thÊm ( so víi
trôc tung) → giao víi ®−êng thùc nghiÖm cho ta ®iÓm ®· cè kÕt 90% → ta cã t90.
Quan hÖ U ⇔ Tv → U = 90 → Tv = 0.848 vµ → Cv = 0.848
$.3.TÝnh chèng c¾t cña ®Êt:
3.1 Kh¸i niÖm:
Khi chÞu t¶i ®Êt bÞ tr−ît lªn nhau → sù ph¸ háng nh− vËy gäi lµ ph¸ háng vÒ ®é bÒn, ph¸ háng vÒ c−êng ®é hay mÊt æn ®Þnh.
Trong ®Êt lóc ®ã h×nh thµnh mét mÆt tr−ît.
Sù tr−ît x¶y ra v× → däc trªn mÆt tr−ît øng
xuÊt c¾t τ ®· > kh¶ n¨ng chèng c¾t cña ®Êt.
3.2.BiÓu thøc Cul«ng vÒ søc chèng c¾t cña ®Êt:
Theo Cu l«ng S = ma s¸t + Lùc dÝnh
h 2
t 90
+ Lùc ma s¸t: XuÊt hiÖn khi ®Êt cã xu h−íng tr−ît lªn nhau, t−¬ng tù ma s¸t gi÷a 2 vËt thÓ th«ng th−êng.
Lùc ma s¸t tØ lÖ thuËn víi lùc nÐn vu«ng gãc. vµ víi mÆt tr−ît bëi hÖ sè ma s¸t.
Tms = σ fms = σ tg ϕ
ϕ: gãc ma s¸t, x¶y ra trong ®Êt → nªn gäi lµ ma s¸t trong. + Lùc dÝnh:
c¸c h¹t g¾n víi nhau → chèng l¹i lùc kÐo t¸ch chóng ra;
∈ : lo¹i ®Êt vµ chÊp nhËn b»ng nhau t¹i mäi ®iÓm vµ theo mäi h−íng.
2 lo¹i: Lùc dÝnh cã phôc håi: t¹o nªn bëi lùc hót ®iÖn ph©n tö → qua mµng n−íc liªn kÕt
Lùc dÝnh dßn: kÕt tinh c¸c muèi → kh«ng phôc håi. KÝ hiÖu C → Tãm l¹i S = σ tg ϕ + c
http://www.ebook.edu.16
a, §Êt cã c ≠ 0; ϕ ≠ 0 b, §Êt cã c=0; ,ϕ ≠0 c, §Êt cã c ≠ 0; ϕ=0
3.3.X¸c ®Þnh c¸c ®Æc tr−ng chèng c¾t cña ®Êt - T/nghiÖm c¾t.
MÉu nguyªn d¹ng cã 2 kiÓu thÝ /ng: c¸t trùc tiÕp
c¸t gi¸n tiÕp
1. ThÝ nghiÖm c¾t trùc tiÕp ( T/ng c¾t ph¼ng):
+ S¬ ®å:
Khèng chÕ ø/s: ø/s t¨ng ®Òu.
Tuú c¸ch t¨ng t¶i:
Khèng chÕ b/d¹ng: B/d¹ng t¨ng ®Òu.
+ C¸ch T/n : Gia t¶i σ = P/F; t¸c dông T t¨ng dÇn → c¾t →lóc ®ã lµ Tmax
v× σ = σh + u → nªn biÓu thøc Cu l«ng theo Terzaghi lµ
S = (σ - u) tgϕ + c → xÐt ®Õn qu¸ tr×nh cè kÕt.
+ ChÕ ®é thÝ nghiÖm:
• C¾t chËm: CD → P ®îi lón xong → gia t¶i T rÊt chËm.
VËy d−íi c¶ P vµ T→ u ®Òu ®· tiªu t¸n xong ( n−íc kÞp tho¸t ra)
K/qu¶ : ϕ', c'
• C¾t nhanh: UU → P xong lµ gia t¶i T → T còng t¨ng nhanh.
VËy d−íi c¶ P & T → u ®Òu ch−a ®−îc tiªu t¸n ( n−íc kh«ng kÞp tho¸t ra)
K/qu¶ : ϕu , cu
• C¾t nhanh cè kÕt: CU → P ®îi lón xong lµ gia t¶i T → T còng t¨ng nhanh.
VËy d−íi P → u ®· tiªu t¸n xong ( n−íc kÞp tho¸t ra)
VËy d−íi T → u ch−a tiªu t¸n xong ( n−íc ch−a kÞp tho¸t ra)
K/qu¶ : ϕcu , ccu
C¸t chËm tèn thêi gian: → Víi sÐt → 1 mÉu /Vµi tuÇn
NhËn xÐt:
MÆt c¾t quy ®Þnh → Kh«ng hîp lý.
ø/s c¾t τ = T/F lµ ®Òu → thùc chÊt kh«ng ®Òu → ë mÐp lín h¬n.
http://www.ebook.edu.17
ø/s nÐn σ = P/F; → F thay ®æi nªn → σ biÕn
®æi.
ThiÕt bÞ ®¬n gi¶n, dÔ lµm, rÎ tiÒn.
KÕt qu¶:
σ1 → τ1 ; σ2 → τ2 ; σ3 → τ3 ; σ4 → τ4 ...
NÕu mÉu th/ng Ýt vµ c¸c ®iÓm biÓu diÔn k/q n»m gÇn trªn 1 ®−êng th¼ng, th× xÊp xØ c¸c ®iÓm b»ng ®−êng th¼ng biÓu diÔn lùc dÝnh c.
cßn tgϕ =
τ 2 − τ1
σ 2 − σ 1
MÉu nhiÒu th× x¸c ®Þnh c, ϕ theo ph/ph¸p b×nh ph−¬ng tèi thiÓu: (§Êt x©y dùng)
2. ThÝ nghiÖm c¾t ®Êt gi¸n tiÕp:
( M¸y nÐn 3 trôc) → mÉu bÞ nÐn.
C¸ch th/ng: Bäc mÉu → kÝn →gia t¶i: Ngang + ®øng = n−íc
Thªm t¶i ®øng = piston
σ1 = σ3 → MÉu gi¶m thÓ V → kh«ng bÞ ph¸ háng.
σ1 / σ3 → ®ñ lín → mÉu ph¸ háng: VÕt nøt: §Êt cøng
Ch¶y dÎo: §Êt mÒm.
K/Qu¶ thÝ nghiÖm: 3 → 5 mÉu → vÏ vßng trßn Mohr ø/s vÏ ®−êng bao → chÝnh lµ ®−êng S
Lµm ®−îc c¶ 3 chÕ ®é; UU; CU; CD
§o ®−îc: U.
+ NhËn xÐt:
+ ¦u: MÉu lµm viÑc phï hîp thùc tÕ
h¬n → ph¸ ë chç yÕu
Ngoµi c, ϕ cßn x/®Þnh E,μ,ξ.
DiÖn tÝch mÆt c¾t kh«ng bÞ
thay ®æi.
¦/s c¾t ®Òu h¬n.
+ Nh−îc: ThiÕt bÞ phøc t¹p, thao t¸c khã, ®¾t tiÒn.
$.4.TÝnh ®ÇmchÆt:
4.1.T/c cña ®Êt:
http://www.ebook.edu.18
Thùc tÕ: NhiÒu khi lµm t¨ng ®é chÆt cña ®Êt b»ng ®Çm nÐn.
C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng: CÊp phèi
W
C«ng ®Çm.
Th−êng chÊp nhËn cÊp phèi, nÕu t¹o cÊp phèi tèt phï hîp → kh«ng k/tÕ.
B/to¸n: T×m W = ? ®Ó c«ng ®Çm nhá nhÊt → ®é chÆt tèt nhÊt → lµm thÝ
nghiÖm ®Çm chÆt.
4.2.Nguyªn lý t/n ®Çm chÆt:
§Êt kh« → c«ng ph¶i lín → ®Ó kh¾c phôc ma s¸t → hiÖu qu¶ kÐm.
§Êt −ít → mµng n−íc liªn kÕt dµy → ®Èy h¹t xa nhau → kh«ng chÆt ®−îc VËy ph¶i t×m l−îng n−íc hîp lý → ®Ó ®Çm ®¹t hiÖu qu¶ cao
+ Dông cô thÝ nghiÖm: Cèi ®Çm, c©n, dông cô x¸c ®Þnh W.
+ C¸ch thÝ nghiÖm:
+ Trén ®Òu ®©t → cho vµo cèi tõng líp, th−êng 5 líp. Lµm kho¶ng 5 → 6
+ §Çm mçi líp : sè nh¸t vµ chiÒu cao x/®Þnh. mÉu víi W ≠
+ T/n x/®Þnh: W; γk
c¸c ®−êng cong ®Òu tiÖm cËn víi 1 ®−êng th¼ng → gäi : §−êng b·o hoµ.
C¸c thÝ nghiÖm ®Çm chÆt kh¸c nhau: (Th¹m kh¶o SGK)
$.5.ThÝ nghiÖm CBR:
Lµ tû sè biÓu thÞ b»ng % gi÷a lùc xuyªn trong ®Êt vµ lùc xuyªn trong vËt liÖu tiªu chuÈn.
Thùc hiÖn trªn mÉu ®Êt ®· ®Çm chÆt → ®¸nh gi¸ chÊt l−îng ®Çm nÐn
CBR cµng cao → cµng tèt.
http://www.ebook.edu.19
+ Dông cô:
Trô xuyªn:
F = 19.35 cm2 (3 in s¬ vu«ng)
L = 20cm.
+ C¸ch th/ng: §Çm chÆt → ®Æt tÊm gia t¶i: b»ng t¶i träng ®Êt chÞu trong tù nhiªn, nh−ng kh«ng < 10lbs ( 4,54kg)
Cho trô xuyªn tiÕp sóc mÉu.
Ðp trô xuyªn víi tèc ®é V = costant = 1/20 in s¬ / phót ( 1.27mm/phót)
Ghi t¶i t−¬ng øng ®é s©u xuyªn cho ®Õn khi xuyªn ®−îc 10mm ( LÊy c¸c sè ®äc cña t¶i träng cho mçi 0.25mm xuyªn)
VÏ quan hÖ: P ⇔ S →
X/®Þnh P øng víi: S = (2.54mm) S = (5.08mm)
ChØ sè CBR chÝnh lµ tØ sè tÝnh b»ng % cña P1 so víi 70
P 1 P 2
CBR = 100% x¸c ®Þnh tû sè: 100% ®Ó so s¸nh.
70 105
NÕu tû sè nµy > CBR th× K/qu¶ coi lµ ®¸ng nghi ngê → ph¶i lµm l¹i thÝ nghiÖm,
nÕu k/qu¶ lµm l¹i vÉn vËy → lÊy gi¸ trÞ CBR =
P 2
105
100%
Thùc chÊt: CBR lµ møc so s¸nh vÒ phÈm chÊt cña vËt liÖu ®ang sö dông ®èi víi lo¹i vËt liÖu ®−îc chän lµm mèc so s¸nh.
http://www.ebook.edu.20
ch−¬ng 3: kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh . $1. Kh¸i niÖm chung:
Kh¶o s¸t §Þa chÊt c«ng tr×nh ( §CCT) → lµ c«ng viÖc quan träng → phôc vô cho x©y d−ng c«ng tr×nh.
→ §Æc biÖt liªn quan trùc tiÕp ®Õn → ThiÕt kÕ & Thi c«ng phÇn c«ng tr×nh d−íi
®Êt: Mãng
C«ng tr×nh ngÇm.
+ Cã thÓ lµm nhiÒu giai ®o¹n:
S¬ bé
Kü thuËt. → ®Ó biÕt quang c¶nh ®Êt:
BÒ dµy c¸c líp.
T/c c¬ häc, V lý mçi líp.
N−íc mÆt, n−íc ngÇm, tÝnh ¨n mßn.
+ C«ng viÖc: Khoan → lÊy mÉu → T/n
T/n hiÖn tr−êng → §o c¸c chØ tiªu ngay t¹i hiÖn tr−êng.
1. Khoan lÊy mÉu - T/n trong phßng:
+ Khoan:
Khoan tay, m¸y D = 130mm
§ãng èng mÉu ( hoÆc Ðp) → lÊy mÉu
B¶o qu¶n mÉu, vËn chuyÓn → vÒ phßng →lµm thÝ nghiÖm. + NhËn xÐt:
+ ¦u: DÔ lµm
T/n trong phßng → ®¬n gi¶n. Trùc tiÕp quan s¸t ®Êt.
T/n ph©n lo¹i → coi lµ K/q chÝnh x¸c, tin cËy.
+ Nh−îc: Khoan → lÊy mÉu →vËn chuyÓn → b¶o qu¶n → mÉu bÞ x¸o ®éng.
∈ : Lo¹i ®Êt: c¸t, sÐt yÕu → gÇn nh− háng hÕt.
ThiÕt bÞ.
Con ng−êi.
NÆng nhäc.
2. T/n HiÖn tr−êng:
+ Xuyªn: TÜnh
§éng
Tiªu chuÈn
C¾t c¸nh
NÐn tÜnh
NÐn h«ng
+ NhËn xÐt:
¦u: Lµm t¹i vÞ trÝ tù nhiªn → nªn y/tè ¶nh h−ëng chØ lµ:
m¸y, ThiÕt bÞ, tiÕn hµnh T/ng.
http://www.ebook.edu.vn 1
T/ng nhÑ nhµng h¬n.
Thêi gian T/ng nhanh h¬n → t¨ng khèi l−îng
+ Nh−îc: Kh«ng cho ph©n lo¹i ®Êt ch/x¸c → nh− trong phßng;
C¸c chØ tiªu → NhiÒu thÝ nghiÖm ph¶i ®−îc diÔn dÞch t−¬ng quan thùc nghiÖm.
Tãm l¹i: Ph¶i kÕt hîp c¶ hai.
$ 2. c¸c thÝ nghiÖm xuyªn:
2.1.ThÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn: ( SPT):
1. Nguyªn lý:
§ãng mét èng mÉu
Träng l−îng bóa ®ãng §· tiªu chuÈn ho¸
ChiÒu cao r¬i bóa:
§o sè nh¸t ®Ëp ®Ó → èng mÉu ngËp vµo
trong ®Êt mét chiÒu s©u → ®· tiªu chuÈn
ho¸.
2.ThiÕt bÞ vµ c¸ch thÝ nghiÖm:
• ThiÕt bÞ: Bé m¸y khoan
èng mÉu tiªu chuÈn:
§−êng kÝnh ngoµi: D= 51mm; §−êng kÝnh trong d= 38mm Qu¶ t¹: Q=63.5 kg, chiÒu cao r¬i: H= 76cm
• Khoan t¹o lç:
Khoan guång xo¾n hoÆc khoan dung dÞch, vÐt ®¸y, th¶ èng SPT. NÖn nhÑ ®Ó èng mÉu ngËp vµo ®Êt: 10 ®Õn 15cm
NÖn t¹ ë ®é cao tiªu chuÈn ®o sè nh¸t ®Ëp N1 ®Ó èng SPT ngËp vµo ®Êt 15cm; Lµm tiÕp mét lÇn 15cm n÷a ®o sè nh¸t ®Ëp N2 ®Ó èng SPT ngËp vµo ®Êt 15cm tiÕp theo.
TrÞ sè N= N1 + N2 lµ sè nh¸t ®Ëp ®Ó èng SPT ngËp vµo ®Êt 30cm.
3.KÕt qu¶:
N cµng lín ®Êt cµng tèt vµ ng−îc l¹i. Tõ N → suy ra c¸c kÕt qu¶ sau:
Dïng ®Ó x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i, c¸c chØ tiªu còng nh− c¸c tham sè dïng x¸c ®Þnh ®é lón còng nh− søc chÞu t¶i cña mãng:
http://www.ebook.edu.vn 2
M« dun nÐn Es = C1 + C2 N ± sE ,
Es = 1/mv = a/(1+e) ( kg/cm2) Modun nÐn cña c¸t.
C1; C2 c¸c hÖ sè t−¬ng quan thùc nghiÖm víi sE lµ ®é lÖch qu©n ph−¬ng B¶ng:
http://www.ebook.edu.vn 3
4.NhËn xÐt:
DÔ lµm, thùc hiÖn trong hè khoan th¨m dß, lÊy ®−îc mÉu x¸o ®éng Nªn dïng ®Ó ph©n chia ®Þa tÇng kh¸ tèt.
Lµm ®−îc ë chiÒu s©u ®ñ lín.
Dïng cho ®Êt c¸t tin cËy h¬n.
2.2 ThÝ nghiÖm xuyªn ®éng:
1. Nguyªn lý:
Xuyªn vµo ®Êt mét chuú xuyªn → ®Çu nhän x¸c ®Þnh kÝch th−íc x¸c ®Þnh
Bóa ®Ëp: träng l−îng vµ chiÒu cao ®· tiªu chuÈn ho¸.
§o sè nh¸t ®Ëp: N → ®Ó chuú xuyªn ngËp vµo ®Êt 0.2m, lµm suèt chiÒu s©u thÝ nghiÖm.
2.ThiÕt bÞ vµ c¸ch thÝ nghiÖm:
Chuú xuyªn ( d= 25mmm ®Õn 74mm)
CÇn xuyªn → èng thÐp ®Æc hoÆc rçng.
Bóa Q= 63.5kg chiÒu cao r¬i H = 0.75m ( H cã thÓ thay ®æi tuú theo ®Êt)
3. KÕt qu¶:
VÏ ®å thÞ:
N - chiÒu s©u
Rd - chiÒu s©u
Rd: Søc kh¸ng ®éng
Q: träng l−îng bóa
q: träng l−îng cäc xuyªn
h: chiÒu cao r¬i bóa.
e : ®é chèi xuyªn → ®é
s©u øng víi mét nh¸t ®Ëp
A: tiÕt diÖn ngang cña
mòi xuyªn
Theo c«ng thøc Hµ lan:
Rd =
Q
e ( Q
2
h
+ q)
1
A
http://www.ebook.edu.vn
4
Theo c«ng thøc Crandall:
Rd =
2
Q h
1
A
(e + )(Q + q)
2
4. NhËn xÐt:
Lµm nhanh, lµm ®−îc nhiÒu → cho biÕt t×nh h×nh chung khu ®Êt → ®Þnh
tÝnh
Dïng x¸c ®Þnh → ranh giíi c¸c líp ®Êt.
2.3 ThÝ nghiÖm xuyªn tÜnh:
1. Nguyªn lý:
Xuyªn vµo ®Êt mét chuú xuyªn h×nh c«n, lùc xuyªn vµ tèc ®é xuyªn kh«ng ®æi
§o kh¸ng ®Êt ë mòi → qc
§o kh¸ng ®Êt bÒ mÆt → fs
2.ThiÕt bÞ vµ c¸ch thÝ nghiÖm:
Gåm:
Chuú xuyªn:
Gãc ®Ønh 60o, ®−êng
kÝnh 35.7mm; F= 10cm2
M¨ng x«ng ®Ó ®o kh¸mg
bªn: F = 150cm2
CÇn xuyªn: c¸c èng rçng
dµi 1.0-1.5m
C¬ cÊu gia lùc: C¬ khÝ
hoÆc thuû lùc.
C¸ch lµm:
§Èy chuú xuyªn ®Õn ®é s©u cÇn ®o
Ên riªng lâi → ®o lùc kh¸ng mòi
Ên thanh cÇn g¾n víi mang s«ng → ®o lùc kh¸ng bªn.
Khi lâi vµ vá chËp nhau → th× Ên tiÕp ®Õn chç cÇn ®o.
http://www.ebook.edu.vn 5
3.KÕt qu¶:
BiÓu ®å: qc
fs
KÕt hîp víi khoan cã thÓ v¹ch ra ranh giíi c¸c líp ®Êt chÝnh x¸c h¬n.
Tõ qc cho c¸c t−¬ng quan thùc nghiÖm sau:
http://www.ebook.edu.vn 6
4.NhËn xÐt:
Do cã nhiÒu t−¬ng quan thùc nghiÖm nªn còng ®−îc dïng nhiÒu.
ë ta c¸c thiÕt bÞ xuyªn s©u vµ qua ®−îc ®Êt cøng, lÉn sái s¹n ch−a cã. Dïng dù b¸o cäc rÊt tèt.
2.4 ThÝ nghiÖm c¾t c¸nh:
1. Nguyªn lý:
C¾m mét c¸nh h×nh ch÷ thËp vµo ®Êt
Xoay trßn → ®Êt sÏ bÞ c¾t theo mÆt trô trßn §o m« men xo¾n Mx →
tõ ®ã suy ra c¸c tham sè chèng c¾t.
2.ThiÕt bÞ vµ c¸ch thÝ nghiÖm:
2 lo¹i:
Lo¹i khoan t¹o lç → ®−a xuèng c¾t. Lo¹i Ên trùc tiÕp xuèng.
C¸nh c¾t:
D= 50mm; 70mm; 100mm. H = 2D
Bé phËn ®o lùc xo¾n
Thao t¸c:
Quay tay quay ®Ó lµm xoay c¸nh c¾t víi tèc ®é (12o/phót) ghi gi¸ trÞ Mmax
http://www.ebook.edu.vn 7
3.KÕt qu¶:
VÏ → M - Gãc xoay
Cu - h (m)
Gi¶ thiÕt ø/x c¾t ph©n bè ®Òu ta cã:
C u =
6 M x
3
7 π D
= M x / K
K cho s½n trong hå s¬ m¸y.
Søc kh¸ng mÆt bªn cña ®Êt thuÇn
dÝnh th−êng ®−îc lÊy b»ng 1/2 Cu
Søc kh¸ng mòi cäc lÊy b»ng 9 Cu.
4.NhËn xÐt:
ThÝ nghiÖm ®¬n gi¶n
Phï hîp víi ®Êt sÐt nh·o, bïn...
ChØ ®óng cho c¸c ®Êt cã yÕu tè ma s¸t kh¸ nhá cã thÓ bá qua ®−îc.
2.5 ThÝ nghiÖm bµn nÐn:
1. Nguyªn lý:
§Æt tÊm nÐn lªn nÒn, gia t¶i lªn, ®o ®é lón
Ph©n tÝch quan hÖ (S-P) rót ra c¸c ®Æc tr−ng biÕn d¹ng.
2.ThiÕt bÞ vµ c¸ch thÝ nghiÖm:
TÊm nÐn:
Liªnx«: 5000cm2; 10000cm2
Mü: d= 30''= 76.5cm
KÝch thuû lùc gia t¶i.
HÖ thèng neo hoÆc ®èi t¶i → Lµm chç tùa cho kÝch
gia t¶i tõng cÊp: → ®Êt yÕu c¸c cÊp kho¶ng: 0.2 - 0.25 kg/cm2
→ ®Êt tèt: 0.4 - 0.5 kg/cm2
Mçi cÊp ®îi ®Êt æn ®Þnh lón råi míi chuyÓn cÊp ( æn ®Þnh lón: sau 1 giê víi ®Êt c¸t; sau 2 giê víi ®Êt sÐt ®é lón kh«ng qu¸ 0.1mm
T¶i thÝ nghiÖm lÊy 1.5 - 2 lÇn t¶i dù kiÕn sö dông.
3.KÕt qu¶:
VÏ quan hÖ: S - P
X¸c ®Þnh: HÖ sè nÒn K vµ E
K= P/S
E: TÊm nÐn trßn E =
http://www.ebook.edu.vn 8
P ( 1 − μ 2 )
S × d
P= p×F
TÊm nÐn vu«ng c¹nh b:
( 1
E = ω
2
− μ )
S
ω Tra b¶ng
§Ó x¸c ®Þnh t¶i träng giíi h¹n ta nÐn → ®Õn khi ®Êt bÞ tr−ît tråi Tuy nhiªn t¶i lín.
4.NhËn xÐt:
Do bµn nÐn nhá nªn ph¹m vi ¶nh h−ëng còng nhá: 2d - 3d. VËy cÇn ph¶i thÝ nghiÖm ë nh÷ng ®é s©u kh¸c nhau.
http://www.ebook.edu.vn 9
ch−¬ng 5. §é Lón cña nÒn ®Êt $1. Kh¸i niÖm chung:
+ BiÕn d¹ng theo ph−¬ng ®øng cña nÒn → ®é lón.
+ §Êt cã lç rçng nªn → ®é lón cña nÒn → kh¸ lín.
+ Lón lín → lµm suy gi¶m tÝnh n¨ng sö dông: h− háng c«ng tr×nh vµ kü thuËt h¹ tÇng.
+ Lón lÖch → lµm suy gi¶m tÝnh bÒn v÷ng cña c«ng tr×nh. §é lón cña nÒn → gåm 3 phÇn kh¸c nhau:
+ Lón do líp trªn cïng bÞ ph¸ ho¹i kÕt cÊu → do ®µo vµ x©y mãng + Lón do mét bé phËn nÒn ®Êt bÞ biÕn d¹ng dÎo → bÞ ®ïn ra ngoµi. + Lón do nÒn bÞ nÐn chÆt → d−íi t¶i träng.
NÕu thiÕt kÕ vµ thi c«ng ®óng → th× nÒn chØ lón do ng/nh©n thø 3.
NÒn bÞ nÐn chÆt → d−íi t¶i träng chia ra 3 d¹ng:
+ Lón tøc thêi: N−íc ch−a kÞp tho¸t → ®Êt biÕn d¹ng → nh− vËt thÓ ®µn håi.
+ Lón cè kÕt: n−íc tho¸t → Vr gi¶m → nÒn lón xuèng.
+ Lón do tõ biÕn: → Khung cèt ®Êt sÏ tõ biÕn theo thêi gian.
Do t¶i t¨ng dÇn → thêi gian dµi → nªn bá qua ®é lón tøc thêi.
§é lón do tõ biÕn rÊt chËm kho¶ng (1mm/n¨m) → th−êng kh«ng xÐt.
Cuèi cïng: §é lón → do nÒn bÞ nÐn chÆt → theo c¬ chÕ cè kÕt thÊm
g©y ra.
+ ¸p lùc g©y lón:
Khi ®µo mãng → ®Êt gi¶m t¶i → vËy ®é lón chØ x¶y ra khi ¸p lùc c«ng
tr×nh lªn ®¸y mãng ph¶i > l−îng ®Êt ®µo ®i.
vËy ¸p lùc g©y lón: p = po - γhm
po : ¸p lùc c«ng tr×nh
hm: §é s©u ch«n mãng.
$2. TÝnh ®é lón cuèi cïng b»ng c¸ch ¸p dông lÝ thuyÕt ®µn håi
2.1. Néi dung ph−¬ng ph¸p:
MÆc dï ®Êt kh«ng ph¶i lµ mét m«i tr−êng ®µn håi, c¸c thÝ nghiÖm ®· chøng tá r»ng trong ph¹m vi th«ng th−êng cña t¶i träng c«ng tr×nh, quan hÖ gi÷a ®é lón víi t¶i träng cã thÓ chÊp nhËn lµ tuyÕn tÝnh.
Dïng lý thuyÕt §H → ®Ó tÝnh → thay E vµ μ → b»ng Eo vµ μo vµ ¸p dông trùc tiÕp c¸c kÕt qu¶ cña lÝ thuyÕt ®µn håi.
http://www.ebook.edu.v1
Víi P dïng c«ng thøc cña BótxinÐt.
P ( 1 + μ
W(x,y,z) =
0
) ⎛ z
⎜
2
3
2( 1 − μ ) ⎞
0
+ ⎟ (IV.1)
2πE0 R ⎝ R R ⎠
ChuyÓn vÞ ®øng cña mét ®iÓm nµo ®ã trªn mÆt ®Êt còng chÝnh lµ lón cña ®iÓm
®ã x¸c ®Þnh theo (V.2) khi thay z = 0 vµo (IV.1):
W(x, y, 0) = S (x, y) =
2
P ( 1 − μ 0 ) P E o
= (IV.2) C = 2
π E 0 r
§é lón cña líp ®Êt z: S = W(x, y, 0) - W(x, y, z)
Víi nöa k/g z =∞ → W(x, y, z=∞) = 0
vµ → S = W(x, y, 0)
T¶i qua mãng lªn ®Êt → quy luËt p(x,y) LÊy diÖn tÝch dF = dξdη
Lùc trong ®ã dp = P(ξ, η) dξdη
Coi dp → lùc tËp trung.
§é lón cña ®iÓm M(x,y,0) → theo Bót xi nÐt lµ:
2
π CR 1 − μo
W(x, y,0) = ∫∫
F
§é lón toµn mãng:
( 1 − μ0 )
π E 0 (x
p( ξ , η ) dξ d η
2 2
− ξ) + ( y − η )
(IV.3)
Wm =
Mãng ch÷ nhËt:
∫∫ w
F
( x , y , o )dxdy
F
2
(IV.4)
S = ω
pb( 1 − μ 0 )
E 0
(IV.5)
trong ®ã, ω lµ hÖ sè ∈ h×nh d¹ng vµ l/b. LÊy theo b¶ng sau:
ωo - tÝnh ®é lón t¹i t©m mãng mÒm.
ωc - tÝnh ®é lón t¹i gãc mãng mÒm.
ωm - tÝnh ®é lón trung b×nh mãng mÒm. ωconst - tÝnh ®é lón mãng cøng.
http://www.ebook.edu.v2
TÝnh lón cña nÒn ®Êt xem nÒn lµ mét líp ®µn håi cã chiÒu dµy h÷u h¹n:
¸p dông ph−¬ng ph¸p tÝnh ®æi nÒn ®Êt kh«ng ®ång nhÊt → thµnh nÒn ®ång nhÊt cña Egorov.
+ Néi dung:
Xem mçi líp kÐo dµi lªn trªn vµ xuèng d−íi ( Tøc lµ → tõ ®¸y mãng ®Õn v« tËn)
XÐt líp i:
§é lón cña líp dÊt cã chiÒu dµy Z i-1:
S i-1 =
C
k i −1
§é lón cña líp dÊt cã chiÒu dµy Z i:
S i
=
C
k i
§é lón cña líp nµy → lµ hiÖu cña 2 ®é lón ®ã:
Si = Szi - Sz i-1 =
C
( k i − k i−1 )
§é lón cña toµn bé nÒn ®Êt:
pb n k − k
i i−
S = ∑ 1 ChiÒu s©u tÝnh ®−îc lÊy t¹i vÞ trÝ: σz ≤ 0.2 γ h → §Êt tèt
C 1
C i
σz ≤ 0.1 γ h → §Êt xÊu
k hÖ sè tra b¶ng → phô thuéc kÝch th−íc ®¸y mãng vµ tû sè z/b
http://www.ebook.edu.v3
+ Khi tÇng cøng n»m kh«ng s©u → cã hiÖn t−îng tËp trung øng suÊt → cÇn ®−a vµo hÖ sè hiÖu chØnh M
pb n k − k
i i−
S = ( ∑
C 1 C i
1 )M
M ∈ 2H/b; H chiÒu s©u tõ ®Õ mãng ®Õn tÇng cøng → tra b¶ng sau:
2.2. NhËn xÐt:
Dïng lý thuyÕt §H nªn ®Êt nÒn ph¶i:
+ §ång nhÊt ®Õn ®é s©u ®ñ lín: h =3b
h =1.5B
+ T/chÊt ®Êt gÇn → vËt thÓ §µn håi.
http://www.ebook.edu.v4
C¸t → chÆt võa trë lªn
SÐt → dÎo cøng trë lªn.
Tuy vËy: VÉn cßn kh¸c nhiÒu so víi → VËt thÓ §H → do kh«ng kÓ :
Träng l−îng ®Êt
§é bÒn kÕt cÊu ®Êt.
§é chÝnh x¸c phô thuéc nhiÒu vµo: E; μ l−u ý khi chän → v× khèi l−îng kh¶o
s¸t Ýt.
$3. TÝnh lón theo ph−¬ng ph¸p céng lón tõng líp:
NÒn nhiÒu líp → dïng ph−¬ng ph¸p céng lón tõng líp.
3.1.S¬ ®å vµ néi dung cña ph−¬ng ph¸p:
• x¸c ®Þnh ¸p lùc g©y lón: p = po - γhm (IV.7)
• VÏ biÓu ®å øng xuÊt b¶n th©n vµ phô thªm: σz; σbt
+ Chia nÒn thµnh tõng líp: hi < b/4
+ TÝnh ¸p lùc b¶n th©n cña ®Êt: σbt= ∑ γi hI + TÝnh øng xuÊt phô thªm: σz= kop
+ X¸c ®Þnh chiÒu s©u vïng chÞu nÐn:
§Êt tèt ( E>100kg/cm2) H lÊy ®Õn σz<
1
5
1
σ bt
§Êt yÕu ( E>50kg/cm2) H lÊy ®Õn σz<
http://www.ebook.edu.v5
10
σ bt
3.2 .C¸c c«ng thøc ®Ó tÝnh ®é lón cña líp ph©n tè i:
Theo kÕt qu¶ nÐn trªn «®«mÐt trong phßng thÝ nghiÖm.
1.Tr×nh bµy b»ng ®å thÞ e= f(p)
Si =
e 1i − e 2i
h i
1 + e 1i
(IV.8)
2.Tr×nh bµy b»ng ®å thÞ e= f(logp)
Si =
C
1 + e
log
1i
p 2i
h i
p 1i
(IV.9)
NÕu p1i, p2i < pc th× lÊy C = Cr
NÕu p1i, p2i > pc th× lÊy C = Cc
NÕu p1i < pc; p2i > pc th× t¸ch thµnh hai.
3. C«ng thøc chung ®Ó tÝnh ®é lón cña líp ph©n tè:
Theo c«ng thøc nÐn ®¬n:
Si = β
i h i
E i
(IV.10)
pi ¸p lùc g©y lón trªn líp i.
Ei m«duyn biÕn d¹ng cña líp thø i.
http://www.ebook.edu.v6
βi HÖ sè ®iÒu chØnh.
Do E x¸c ®Þnh → nhiÒu c¸ch: nÐn tù do; nÐn kh«ng në h«ng; thÝ nghiÖm hiÖn
tr−êng: CPT, SPT, DPA.v.v nªn c«ng thøc trªn → ®−îc dïng réng r·i.
• Víi mãng cã kÝch th−íc kh«ng lín l¾m → th−êng chØ tÝnh ®é lón → ë t©m→
vµ xem kÕt qu¶ tÝnh ra tuy cã h¬i lín, nh−ng ®−îc bï l¹i bëi nh÷ng sai sè do
kh«ng kÓ ®Õn biÕn d¹ng në h«ng cña ®Êt.
• Mãng kÝch th−íc lín nªn tÝnh nhiÒu ®iÓm → vÏ ra ®−êng cong lý thuyÕt cña
mÆt nÒn sau khi lón → do mãng cã ®é cøng → nªn sau ®ã ph¶i hiÖu chØnh l¹i
cho phï hîp.
3.3 NhËn xÐt:
Kh«ng dïng trùc tiÕp LT§H → nh−ng khi tÝnh ø/s th× dïng do ®ã y/c :
+ §Êt kh«ng thay ®æi qu¸ m¹nh + §Êt kh«ng qu¸ yÕu
∈ nhiÒu vµo viÖc lùa chän Eo → L−u ý khi chän ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Eo
$4. TÝnh lón theo ph−¬ng ph¸p líp t−¬ng ®−¬ng:
4.1. Néi dung ph−¬ng ph¸p:
Cho bµi to¸n: LËp bµi to¸n
TÝnh lón: Bµi 1: S1
Bµi 2: S2
Cho S1=S2 hs gäi lµ líp t−¬ng ®−¬ng:
2
pb(1
Bµi 1: S1 = ω
Bµi 2: S2 = β
− μ 0 )
E 0
ph s
E o
→ LT§H (IV.10)
→ Bµi to¸n 1 chiÒu. (IV.11)
http://www.ebook.edu.v7
S1=S2 hs = S = ao p hs
( 1 −
1 −
2
μ0 )
ω b = A ω b
2 μ
hs → lËp b¶ng Aω ∈ l/b ; μ
•Mãng cøng: Aωconst
•Mãng mÒm:
T©m Aωo ; gãc Aωc ; Trung b×nh Aωm T×m ao: Dùa vµo ®−êng cong nÐn lón:
p1= γ hs
p2= p1 + σz = γ hs + p/2
Tõ p1; p2 → e1; e2 → ao
NÕu σz biÕn ®æi m¹nh → lóc ®ã p1; p2 ®−îc lÊy ë vÞ trÝ ( 0.8 →0.9) hs
Gi¶ sö lÊy z= 0.9 hs th×: p1= 0.9γ hs ; p2= 0.9γ hs + 0.55p
4.2. NÒn nhiÒu líp:
S=aomp hs (1)
aom= ?
T×m hs: Tra b¶ng t×m Aω;
l−u ý: μ lÊy b×nh qu©n c¸c líp: nÕu c¶ sÐt, c¸t μ =0.3
http://www.ebook.edu.v8
σzi: LÊy ë ®iÓm gi÷a mçi líp: σzi =
p1i= γ (2 hs - zi)
p2i= p1i + σzi
Suy ra e1i; e2i →
TÝnh ra aoi
z i
Z i
2h s
§é lón toµn phÇn: : S = ∑ a oi h ip
2h s
(1 = 2)
aom =
∑ aoi
1
2h
h iz i
2 VËy thay vµo S= aomphs → Cã S
$5. TÝnh lón cã xÐt ®Õn ¶nh h−ëng cña mãng xung quanh:
2 c¸ch:
+ C¸ch 1: Céng biÓu ®å øng xuÊt → tÝnh theo nh÷ng c¸ch trªn.
¦u ®iÓm: TÝnh ®−îc mäi d¹ng t¶i träng
nh−îc ®iÓm: Khèi l−îng tÝnh lín.
+ C¸ch 2: NÕu t¶i ph©n bè ®Òu th× dïng ph−¬ng ph¸p: §iÓm gãc - Líp t−¬ng ®−¬ng.
http://www.ebook.edu.v9
+ Tr−êng hîp a:
SM = ( hsI + hsII) aop
hsI = (AωI) bI vµ hsII = (AωII) bII
+ Tr−êng hîp b:
→ t−¬ng tù
+ Tr−êng hîp c:
Lóc ®ã ®é lón cña ®iÓm M = Tæng ®é lón c¸c ®iÓm gãc cña 2 h×nh ch÷ nhËt:
AEMG vµ GMHD lÊy dÊu d−¬ng
vµ BEMF vµ FMHC lÊy dÊu ©m.
$6. TÝnh lón theo thêi gian:
6.1. Mét sè l−u ý:
§é lón → do Vr gi¶m nã phô thuéc → sù tho¸t n−íc ra ngoµi → cè kÕt
thÊm
N−íc tho¸t: Tõ chç cét n−íc ¸p cao → ®Õn thÊp
Tõ líp cã tÝnh thÊm nhá → ®Õn líp cã tÝnh thÊm lín.
Tuú kh¶ n¨ng thÊm → cã bµi to¸n 1;2;3 chiÒu.
§a sè b/to¸n → 3 chiÒu → do phøc t¹p → vÉn gi¶ thiÕt ®Ó dïng lêi gi¶i
b/to¸n 1 chiÒu.
X¸c ®Þnh C: Theo ph−¬ng ®øng lµ Cv
Cv x¸c ®Þnh tõ: Kt vµ a
Tèt nhÊt lµ x¸c ®Þnh b»ng t/nghiÖm nÐn chËm
6.2. Dù tÝnh ®é lón cña líp sÐt b·o hoµ:
B/to¸n: Líp sÐt b·o hoµ dµy h
ChÞu ¸p lùc σz ®Òu hoÆc bËc nhÊt BiÕt E hoÆc a, BiÕt Cv
T×m St:
Kh¸i niÖm: §é cè kÕt U: Møc ®é tiªu t¸n u
còng lµ møc ®é gia t¨ng cña σh
→ Ta cã ®Þnh nghÜa t−¬ng ®−¬ng: Ut =
→ Ut: §é cè kÕt ë thêi ®iÓm t
Néi dung:
TÝnh S∞:
víi t → t×m Ut
http://www.ebook.edu.10
St
S ∞
→ ë trªn
St = Ut x S∞
Ut ∈ D¹ng biÓu ®å σz ë thêi ®iÓm cuèi cïng.
§iÒu kiÖn tho¸t n−íc.
Cv
§Ó tiÖn tÝnh to¸n: thay cho t ng−êi ta dïng T=
⎛
⎜
⎝
T nh©n tè thêi gian
h: bÒ dµy líp
n: Tuú tr−êng hîp
+ Cã biÓu ®å U - T
Chia ra c¸c tr−êng hîp sau:
h ⎞
⎟
n ⎠
+ Cã thÓ dïng b¶ng tra:
TÝnh ®é cè kÕt Ut cho c¸c tr−êng hîp 0;1;2 trong ®ã Ut ®−îc cho tuú theo mét tham sè N nh− sau:
N=
2
T v
=
2
π Cv
2 t
4 4 h
http://www.ebook.edu.11
C¸c s¬ ®å sau:
C¸c b¶ng tra:
§èi víi tr−êng hîp: 0-1 vµ 0-2 th× cã thÓ tÝnh ra tõ c¸c sè liÖu cña b¶ng trªn;
Víi s¬ ®å 0-1 : N 0-1= No + ( N1 - No) J
Víi s¬ ®å 0-2 : N 0-2= No + ( N0 - N2) J'
J vµ J' tra b¶ng theo V : V lµ tû sè gi÷a ¸p lùc nÐn ë mÆt trªn vµ mÆt d−íi cña biÓu ®å øng xuÊt nÐn æn ®Þnh( ë c¸c chiÒu s©u z= 0 vµ z=h)
http://www.ebook.edu.12
6.3. TÝnh thêi gian lón cho nÒn 2 líp:
+ NÕu 2 líp ®−îc ng¨n c¸ch bëi 1 líp hoµn toµn tho¸t n−íc hoÆc mét líp hoµn toµn kh«ng tho¸t n−íc th× → tÝnh riªng råi céng l¹i.
+ NÕu 2 líp kÒ nhau cã c¸c h»ng sè cè kÕt Cv1, Cv2 chiÒu dµy h1,h2
→ Thay líp 1 b»ng líp ®Êt cã Cv2, chiÒu dµy h' sao cho tèc ®é cè
kÕt → tøc lµ thõa sè thêi gian T1 cña líp 1 vÉn ®−îc gi÷ nguyªn
C t C t C
v
T
1
=
⎛
1 v2 ' v 2
= → h = h
2 ' 2 1
h 1 ⎞ ⎛ h ⎞ C v 1
⎜ ⎟
⎝ n ⎠
⎜
⎝
n ⎟
⎠
Nh− vËy thay cho nÒn hai líp ta sÏ tÝnh tèc ®é cè kÕt cña mét líp ®Êt cã h»ng sè cè kÕt Cv2 vµ chiÒu dµy h2 + h'
$7.§é lón do nh÷ng nguyªn nh©n bÊt th−êng:
Ngoµi t¶i c«ng tr×nh → g©y lón;
Cßn cã c¸c nguyªn nh©n kh¸c g©y lón sôt, dÞch chuyÓn nÒn nh−:
Lón hang ngÇm.
Do ®Êt bÞ tr−ît
Do chÊn ®éng
Do h¹ thÊp n−íc ngÇm.
Do biÕn d¹ng h− háng t−êng cõ, v¸ch ch¾n Do ph©n huû vËt chÊt h÷u c¬.
http://www.ebook.edu.13
Tuy nhiªn dù b¸o rÊt khã.
7.1 Lón do h¹ thÊp mùc nø¬c ngÇm:
N−íc ngÇm h¹ xuèng do: H¹ mùc n−íc ngÇm ®Î thi c«ng hè mãng
Khai th¸c n−íc ngÇm.
Lóc ®ã → trong ph¹m vi h¹ mùc n−íc ngÇm ¸p lùc h÷u hiÖu gia t¨ng
Trong ®Êt c¸t → ®ä lón nµy th−êng kh«ng ®¸ng kÓ.
Trong sÐt mÒm, bôi, than bïn → cã thÓ g©y ra ®é lón kh¸ lín. G/thÝch:
• Tr−íc b¬m hót:
¸p lùc h÷u hiÖu trªn a-b:
Ph(a-b) = γ®n h1
• Sau b¬m hót:
Ph(a-b) = γbh Δh + γ®n h2
L−îng gia t¨ng:
Δh ( γbh- γ®n)
Hµ néi hiÖn nay mét sè vïng ®é
lón nµy kho¶ng 1-4cm/n¨m.
VÝ dô:
Bµi
TÝnh ®é lón æn ®Þnh cña mét mãng ch÷ nhËt cã kÝch th−íc a × b = 8 × 4 m2
®ä s©u ®Æt mãng h= 2m. Mãng x©y trªn nÒn ®Êt hai líp, trong ®ã líp thø nhÊt cã chiÒu dµy 7 m, ¸p lùc c«ng tr×nh t¸c dông lªn nÒn ®Êt ë ®¸y mãng lµ po = 2.4 . 102Kn/m2. C¸c sè liÖu tÝnh to¸n kh¸c cho trong b¶ng sau ®©y.
X¸c ®Þnh ¸p lùc tÝnh lón:
P= po-γhm
P= 2.4. 102 - 2×0.2.102KN/m2
http://www.ebook.edu.14
T
1
C v 1 t
= =
2
⎛ h 1 ⎞
C v2 t
' 2
⎛ h ⎞
⎜ ⎟
⎝ n ⎠
⎜
⎝
n ⎟
⎠
VÏ biÓu ®å ¸p lùc b¶n th©n cña ®Êt vµ biÓu ®å øng xuÊt phô thªm
Chia nÒn ®Êt ra thµnh tõng líp ph©n tè víi chiÒu dµy hi ≤
1 thµnh 5 líp , líp 2 thµnh 4 líp.
4
ë ®©y ta chia líp
b, TÝnh ¸p lùc b¶n th©n cña ®Êt t¹i ®iÓm 1,2,3,… theo c«ng thøc:
σ bt = γ i ( h m
+ z i
Trong ®ã σ bt
- ¸p lùc b¶n th©n cña ®Êt t¹i ®iÓm i
γ i
z i
h m
Träng l−îng b¶n th©n cña ®Êt t¹i ®iÓm i
ChiÒu s©u kÓ tõ ®¸y mãng tíi ®iÓm i - §é s©u ®Æt mãng
c, TÝnh øng xuÊt phô thªm t¹i ®iÓm thø 1,2,… theo
http://www.ebook.edu.15
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen247.Pro