Bài giảng môn Cơ học đất - Chương 3: Ứng suất trong đất

Bài giảng môn Cơ học đất - Chương 3: Ứng suất trong đất, cung cấp cho người học những kiến thức như: ứng suất hiệu quả, áp lực nước lỗ rỗng; ứng suất do tải trọng bản thân; ứng suất do tải trọng ngoài; ứng suất tiếp xúc; ảnh hưởng của tính không đồng nhất. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng môn Cơ học đất - Chương 3: Ứng suất trong đấtCHÖÔNG 3: ÖÙNG SUAÁT TRONG ÑAÁT CHÖÔNG MÔÛ ÑAÀU CHÖÔNG 1: TÍNH CHAÁT VAÄT LYÙ CUÛA ÑAÁT CHÖÔNG 2: TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC CUÛA ÑAÁT CHÖÔNG 3: ÖÙNG SUAÁT TRONG ÑAÁT CHÖÔNG 4: BIEÁN DAÏNG VAØ ÑOÄ LUÙN CUÛA NEÀN ÑAÁT CHÖÔNG 5: SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA ÑAÁT CHÖÔNG 6: AÙP LÖÏC ÑAÁT LEÂN TÖÔØNG CHAÉNCHÖÔNG 3: ÖÙNG SUAÁT TRONG ÑAÁT 3.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG 3.2. ÖÙNG SUAÁT HIEÄU QUAÛ, AÙP LÖÏC NÖÔÙC LOÃ ROÃNG 3.3. ÖÙNG SUAÁT DO TAÛI TROÏNG BAÛN THAÂN 3.4. ÖÙNG SUAÁT DO TAÛI TROÏNG NGOAØI 3.5. ÖÙNG SUAÁT TIEÁP XUÙC 3.6. AÛNH HÖÔÛNG CUÛA TÍNH KHOÂNG ÑOÀNG NHAÁT3.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG3.1.1. ÖÙng suaát, Tenseur öùng suaát TTÖS cuûa moät phaân toá ñaát ñöôïc xaùc ñònh bôûi caùc thaønhphaàn: σx, σy, σz, τxy, τyz, τzy. Kyù hieäu öùng suaát: chæ soá ñaàu chæ maët phaúng chöùa thaønh phaànöùng suaát vaø cuõng chính laø phöông thaúng goùc vôùi maët ñoù, chæ soáthöù hai chæ phöông taùc ñoäng cuûa öùng suaát3.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG3.1.1. ÖÙng suaát, Tenseur öùng suaát Caùc thaønh phaàn öùng suaát ñöôïc vieát döôùi daïng ma traän 3 haøng– 3 coät ñöôïc goïi laø tenseur öùng suaát σx τyx τzx σxx τyx τzx σ11 τ21 τ31[σ] = σij = τxy σy τzy = τxy σyy τzy = τ12 σ22 τ32 τxz τyz σz τxz τyz σzy τ13 τ23 σ333.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG3.1.1. ÖÙng suaát, Tenseur öùng suaát Tensuer öùng suaát caàu vaø tenseur öùng suaát leäch: σx τyx τzx p 0 0 σx -p τyx τzx[σ] = τxy σy τzy = 0 p 0 + τxy σy -p τzy τxz τyz σz 0 0 p τxz τyz σz -p 1 ( p = σx + σy + σz 3 ) – öùng suaát trung bình Tenseur öùng suaát caàu dieãn taû caùc TTÖS cuøng giaù trò neùn theomoïi höôùng Tenseur öùng suaát leäch dieãn taû nguoàn goác phaùt sinh öùng suaáttieáp laø söï leäch ÖS chính3.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG3.1.2. Voøng troøn Mohr öùng suaát Voøng troøn Mohr öùng suaát laø quyõ tích caùc ñieåm (σ,τ ) treân caùcmaët phaúng ñi qua ñieåm ñang xeùt.3.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG3.1.2. Voøng troøn Mohr öùng suaát σx 0 τzx• Baøi toaùn phaúng [σ] = σij = 0 0 0 τxz 0 σz3.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG3.1.2. Voøng troøn Mohr öùng suaát Baøi toaùn ñoái xöùng truïc: σ1 ≠ σ2 = σ3 ≠ 03.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG3.1.3. Caùc loaïi öùng suaát phaûi xaùc ñònh ÖÙng suaát do taûi troïng baûn thaân ñaát gaây neân ÖÙng suaát do taûi troïng ngoaøi gaây neân (öùng suaát phuï theâm) ÖÙng suaát tieáp xuùc (aùp löïc do taûi troïng ngoaøi) taïi ñaùy moùngcoâng trình.3.2. ÖS HIEÄU QUAÛ – AÙP LÖÏC NÖÔÙC LOÃ ROÃNG Do ñaát laø vaät theå nhieàu pha, cho neân öùng suaát trong ñaát baogoàm öùng suaát tieáp nhaän bôûi caùc haït raén (ÖS höõu hieäu-σ’) vaø öùngsuaát truyeàn daãn bôûi nöôùc (aùp löïc nöôùc loã roãng u). Ñònh ñeà Terzaghi: σ = σ’+ u3.2. ÖS HIEÄU QUAÛ – AÙP LÖÏC NÖÔÙC LOÃ ROÃNG ÖÙng suaát toång σ coù theå tính toaùn ñöôïc döïa theo dung troïngcaùc lôùp ñaát hoaëc theo caùc coâng thöùc tính toaùn öùng suaát do taûitroïng ngoaøi Aùp löïc nöôùc loã roãng u coù theå ño ñöôïc ÖÙng suaát höõu hieäu σ’ laø öùng suaát quy öôùc vaø ñöôïc tính töø öùngsuaát toång vaø aùp löïc nöôùc loã roãng3.3. ÖS DO TAÛI TROÏNG BAÛN THAÂNCAÙC GIAÛ THIEÁT: •Maët ñaát naèm ngang vaø tính chaát cuûa ñaát khoâng thay ñoåi theophöông ngang ÖS ñòa tónh. • Do coi ñaát laø vaät theå baùn voâ haïn neân baát kyø maët phaúng thaúngñöùng naøo cuõng laø maët phaúng ñoái xöùng τxy = τyz= τzy= 03.3. ÖS DO TAÛI TROÏNG BAÛN THAÂN3.3.1. ÖS ñòa tónh theo phöông thaúng ñöùng • Coi ñaát laø vaät theå baùn voâ haïn neân baát kyø maët phaúng thaúngñöùng naøo cuõng laø maët phaúng ñoái xöùng τxy = τyz= τzy= 0 ÖÙng suaát toång: z σz = ∫ γ(z)dz ; trong ñoù: γ(z) – dung troïng cuûa ñaát 0 AÙp löïc nöôùc loã roãng (vôùi caùc lôùp ñaát naèm döôùi MNN) : uz = γw .zw ; vôùi zw laø ñoä saâu tính töø MNN hoaëc maët thoaùngñeán ñieåm tính toaùn ÖÙng suaát höõu hieäu: σz’= σz - uz3.3. ÖS DO TAÛI TROÏNG BAÛN THAÂN3.3.1. ÖS ñòa tónh theo phöông thaúng ñöùnga. Neàn ñoàng nhaát ÖÙng suaát toång: σz = γ .z AÙp löïc nöôùc loã roãng uz = 0 ÖÙng suaát höõu hieäu: σz’= σz3.3. ÖS DO TAÛI TROÏNG BAÛN THAÂN3.3.1. ÖS ñòa tónh theo phöông thaúng ñöùngb. Neàn ñaát naèm döôùi soâng hay hoà ao ÖÙng suaát toång: σz = γ .z + γw .zw AÙp löïc nöôùc loã roãng uz = γw .(zw+z) ÖÙng suaát höõu hieäu: σz’= σz – uz =(γ – γw ).z3.3. ÖS DO TAÛI TROÏNG BAÛN THAÂN3.3.1. ÖS ñòa tónh theo phöông thaúng ñöùngc. Neàn nhieàu lôùp ÖÙng suaát toång: σz = γ1.h1 +γ2.h2 +γ3.(z-h1-h2) AÙp löïc nöôùc loã roãng uz = 0 ÖÙng suaát höõu hieäu: ...