Giáo trình cơ học đá - Chương 4

Tài liệu tham khảo Giáo trình cơ học đá ( Nhà xuất bản Giao thông vận tải ) dành cho sinh viên chuyên ngành xây dựng công trình - Chương 4 Ổn định nền và bờ dốc đá
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình cơ học đá - Chương 4 Chương 4 N ð NH N N VÀ B D C ðÁ4.1. S N ð NH C A N N ðÁ4.1.1. KHÁI NI M4.1.1.1. N n ñá và s phân b ng su t trong n n ñ ng nh t Trong th c t , kh i ñá thư ng ñư c làm n n cho các công trình giao thông(c u, ñư ng…), thu l i, thu ñi n (n n ñ p…), xây d ng dân d ng (n n nhà) hayqu c phòng… Tuỳ theo tính ch t và tr ng thái c a kh i ñá n n mà n n ñá có th b ng ph ng,n m ngang, ñá ít b phong hoá (hình 4 -1a) hay m p mô, l n nh n do ñá chưa bphân hu h t (hình 4-1b), hay n t n , nhi u hang h c do ho t ñ ng karst trong ñávôi (hình 4-1c) hay tính ch t c a ñá trong n n thay ñ i theo t ng nh p xen k các l pc ng (cát k t) và m m (sét k t) như trên hình 4 -1d hay trong n n ñá tr m tích có cácv t g y (hình 4-1e) hay n n ñá b n t n ch ng ch t do các h th ng khe n t trong ñá( hình 4-1f). (a) (b) (c) (d) (e) (f) Hình 4.1. Các lo i n n ñá Trên n n ñá, ngư i ta có th làm móng nông (khi m t ñá n m nông) hay móngc c (khi m t ñá n m xa m t ñ t, trên là các l p ñ t y u) ñ truy n t i tr ng t côngtrình xu ng n n.228.C¬ häc ®¸ ð i v i n n ñá, khi ch u tác d ng c a t i tr ng t p trung, th ng ñ ng thì cóth áp d ng l i gi i c a J.Boussinesq (1885) ñ xác ñ nh ñư c ng su t t i m t ñi mb t kỳ trong bán không gian ñàn h i, ñ ng nh t và ñ ng hư ng (hình 4.2) theo cáccông th c: 3P z 3 P σz = = k. 2 2π R 5 z P  3x 2 z 1 − 2ν  σx = −   2π  R 5 R(R + z)  (1 − 2ν )  z3 − 1  P σy = (4.1) R R(R + z)  2π   3P xz 2 τ xz = 2π R 5 3P yz 2 τ yz = 2π R 5 Các chuy n v thành ph n t i ñi m ñó ñư c xác ñ nh: P 1 + ν  xz x  R 2 − (1 − 2ν ) R + z  u= . 2πR E   P 1 +ν  yz y  R 2 − (1 − 2ν ) R + z  v= . (4.2) 2πR E   P 1 +ν  z 2   2 + 2 (1 − ν )  ω= . 2πR E  R  trong các công th c trên: P là l c tác d ng theo hư ng Oz, vuông góc v i m t ph ng ngang. x,y,z là to ñ c a ñi m ñang xét. R là kho ng cách t ñi m ñang xét t i chân c a l c tác d ng. σx , σy , σz , τxz , τyz là các thành ph n ng su t theo các tr c và m t tương ng. u,v,w là chuy n v c a ñi m ñang xét theo các tr c tương ng x,y,z. k là h s , ñư c xác ñ nh theo công th c. 3 / 2π k= (4.3) 5/ 2   r 2  1 +     z    V i r là kho ng cách t ñi m ñang xét t i tr c 0z. H s k ch ph thu c vào ts r/z và ñã ñư c l p thành b ng riêng (b ng 4.1). C¬ häc ®¸.229 Năm 1938, trên cơ s lý thuy t c a Boussinesq, H.M. Westergaard ñã tính sphân b ng su t dư i tác d ng c a t i tr ng t p trung, th ng ñ ng cho môi trư ngphân l p g m các l p c ng ch có bi n d ng theo phương ñ ng theo công th c: P σz = .kw (4.4) z2 1/ π kw = vi (4.5) 3/ 2  r  2 1 + 2   z     S khác nhau gi a h s k c a PBoussinesq và kw c a Westergaard chth y rõ khi t s r/z ...