Đất 6 - Cơ bản cơ học đất

Newton 1st law: F~m*aSI unit: F = m*a;1 N = 1kg*m/s2;VD hãy tính gia tốc ban đầu của tảng đá nặng 500 ký trên mặt phẳng nghiêng 30o.Lực: Normal stress (ứng suất thường) σ=trọng lượng/A:Trọng lượng W = khối lượng x g;Khối lượng m = γ*A*z= σ(z) = γ*g*z VD: tỷ trọng trung bình của đất là 2000kg/m3. Hỏi lực thông trường tác động lên bề mặt đất ở độ sâu 3 m là bao nhiêu?
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đất 6 - Cơ bản cơ học đất Đất06cơ bản cơ học đất Nguyễn Kim Thanh 2008 landslidesTrượt đất tại CA, Hoa Kỳ,landslices Lực• Newton 1st law: F~m*a SI unit: F = m*a; mg sinθ 1 N = 1kg*m/s2; mg• VD hãy tính gia tốc ban đầu của tảng đá nặng 500 ký trên mặt phẳng nghiêng 30o. presure unit conversion mm mm cm Pa psi atms. oz/in² Kg/cm² Hg cmHg mbar bar kPa H2O H2O (N/m²) (Torr) 1 0.0681 703.8 70.38 16 0.0704 51.715 5.17 68.95 0.0689 6,895 6.895 14.7 1 10,343 1,034.3 235.1 1.033 760 76 1013 1.013 101,325 101.3 0.0361 0.00246 25.4 2.54 0.5775 0.00254 1.866 0.187 2.488 0.00249 248.8 0.2490.001421 0.000097 1 0.1 0.0227 0.0001 0.0735 0.00735 0.098 0.000098 9.8 0.00980.01421 0.000967 10 1 0.227 0.001 0.735 0.0735 0.98 0.00098 98 0.098 0.0625 0.00425 43.986 4.40 1 0.0044 3.232 0.3232 4.31 0.00431 431 0.431 14.22 0.968 100,010 1,001 227.6 1 735.6 73.56 980.7 0.981 98,067 98.07 0.4912 0.03342 345.7 34.57 7.858 0.0345 25.4 2.54 33.86 0.0339 3,386 3.3860.01934 0.001316 13.61 1.361 0.310 0.00136 1 0.1 1.333 0.001333 133.3 0.1333 0.1934 0.01316 136.1 13.61 3.10 0.0136 10 1 13.33 0.01333 1,333 1.333 0.0145 0.000987 10.21 1.021 0.2321 0.00102 0.75 0.075 1 0.001 100 0.1 14.504 0.987 10,210 1021 232.1 1.02 750 75 1,000 1 100,000 1000.000145 0.00001 0.102 0.0102 0.00232 0.00001 0.0075 0.00075 0.01 0.00001 1 0.0010.14504 0.00987 102.07 10.207 2.321 0.0102 7.5 0.75 10 0.01 1,000 1 145.04 9.869 102,074 10,207 2321 10.2 7500 750 10,000 10 1,000,000 1,000Lực• Normal stress (ứng suất thường) σ=trọng lượng/A:• Trọng lượng W = khối lượng x g;• Khối lượng m = γ*A*z⇒ σ(z) = γ*g*z• VD: tỷ trọng trung bình của đất là 2000kg/m3. Hỏi lực thông trường tác động lên bề mặt đất ở độ sâu 3 m là bao nhiêu?điểm đứt gãy Mohr-Coulomb failure criterion σn τ The limiting shear stress (soil strength) is given by τ = c + σn tan φ where c = cohesion (apparent) φ = friction angle Độ bền tính chất của vật liệu hạt rời • xét lực tác động của R các hạt rời lên 1 mặt phẳng: F • Khi α →Φ: hạt cát bắt đầu lăn => Như vậy F → Fc; α Lúc này Fc/R=µ: hệ số W ma sát tĩnh (trong). • Cát: 27o-40o• Như vậy: µ = Fc/R=??? = tan Φ • Sỏi: 40o-50o;• Hay: Fc=RtanΦ= µ.Độ bền tính chất của vật liệu hạt rời (2)Với nhiều hạt:n*Fc=n*R*tanΦỨngsuất,sứcbềnvàsứccăng(stress,strength andstrain) • Stress: W/A (Pa) • Strain=ΔL/L • ΔL/L=tanβ • β: “shear” angle; • E=stress/strain =constant; (“Young’s modulus”)• Tensile stress:• Tensile strain:“Shear box” • “Normal stress”: W • Shearing force: F • Area: A; Shear stress τ = F/A; shear strehgth: s = maxF/A = shear stress tại đứt gãy Tại đứt gãy: τ→s; shear vanLực F trên đọan d= Fd (“torque”);=>lực tạo ra τA và moment là τAr, như vậy:τAr=Fd;tạị đứt gãy τ →=s;vậy s=Fcd/(Ar) sức bền đấtĐất không dính với n hạt:nFc/A = (nR/A) tanΦ hay s = σtanΦ-σ: normal stress-Kết hợp với phương trình trước:s = y*g*z tanΦ sức bền đất (2) • Đất dính, theo Coulomb • s = C+σ*tanФ• Ví dụ: Một mẫu đất nguyên dạng (chưa làm vỡ) được cắt thành 2 phần, mỗi phần được đặt vào 1 shear box (hình 6.1 2). Ở shear box 1 có khối lượng là 10kg, và lực cần thiết để cắt là mẫu 1 là 100N. Mẫu 2 được chất với khối lượng là 30 kg, và lực cần thiết để cắt là 200 N. Nếu mặt phẳng cắt của đất trong shear box là 0.2 m2, hãy tính sức bền dính và sức bền do ma sát đối với đất nàyVí dụ 2Một hào với các tường được đào màở đó đặc tính vật lý của đất giả sửlà khá đồng nhất cho đến độ sâu ,H, của hào (xem hình). Phần hatchđậm như hình vẽ của bờ đất có thểtrượt vào trong hào, và có thể thấygóc trượt là (45 + Ф/2) theo chiềungang. Hãy lập công thức tính trọnglượng W?(2) Nếu γ = 1600 kgm-3 , H = 5 m, g = 9.8 ms-2 and Ф = 38°, Wsẽ bằng bao nhiêu?(3) hãy vẽ sơ đồ phân bố lực có thể tạo nên đứt gãy nhưtrong trường hợp 1,?(4) hãt thiết lập công thức liên hệ đối với lực chống cắt, τ, tácdụng lên mặt phẳng tiềm năng có thể bị đứt gãy(5) nếu sức bền đất trung bình trên thành của hào là 100kPa(100000Pa), như vậy liệu đứt gãy có thể xãy ra không với cácsố liệu đã cho trong câu 2,?Kết quảĐầu tiên có thể cho thấy trọng lực , W, của phần đất có thể trượt theo mỗimét chiều ...