Giáo trình cơ học đất part 7

Trong mục về các giá trị điển hình của các thông số cường độ kháng cắt thoát nước, đã cung cấp quan hệ kinh nghiệm giữa ‟và PI (hình 11.27), được dùng cho đất sét nguyên dạng cố kết thường trong thí nghiệm nén ba trục, và thực tế phần lớn các thí nghiệm được sử dụng là thí nghiệm CU có đo áp lực lỗ rỗng. Hình 11.27 vẫn có thể được sử dụng để đánh giá sơ bộ và kiểm tra các kết quả thí nghiệm trong phòng vì sự khác biệt ‟, phụ thuộc vào phá hoại...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình cơ học đất part 7Trong mục về các giá trị điển hình của các thông số cường độ kháng cắt thoát nước, đã cung cấpquan hệ kinh nghiệm giữa ‟và PI (hình 11.27), được dùng cho đất sét nguyên dạng cố kếtthường trong thí nghiệm nén ba trục, và thực tế phần lớn các thí nghiệm được sử dụng là thínghiệm CU có đo áp lực lỗ rỗng. Hình 11.27 vẫn có thể được sử dụng để đánh giá sơ bộ và kiểmtra các kết quả thí nghiệm trong phòng vì sự khác biệt ‟, phụ thuộc vào phá hoại được địnhnghĩa như thế nào, vv…thì nhỏ hơn sự phân tán trong hình.11.9.6 Sử dụng cường độ kháng cắt cố kết -k hông thoát nước (CU) trong thực tếSử dụng cường độ kháng cắt CU trong thực tế như thế nào? Như đã đề cập ở phần trước, thínghiệm CU, có đo áp lực lỗ rỗng, được sử dụng rộng rãi để xác định các thông số cường độkháng cắt của đất với cả ứng suất tổng và ứ ng suất hiệu quả. Cường đội CU được sử dụng cho cácbài toán ổn định, ở đó đất đã được cố kết hoàn toàn và ở trạng thái cân bằng với hệ thống các ứngsuất hiện có. Sau đó, vì lý do nào đó, xuất hiện ứng suất phụ thêm tác dụng tức thời, nước khôngkịp thoát ra. Ví dụ thực tế như trượt của các mái dốc hồ chứa, kênh và đập đất bị xụt xuốngnhanh. Kết quả thí nghiệm CU, dưới dạng ứng suất hiệu quả, được áp dụng ngoài thực tế như đãđề cập trong phần đầu của thí nghiệm CD. Một số ví dụ thực tế được thể hiện tron g hình 11.37. Tương tự như thí nghiệm CD, thí nghiệm CU đối với đất sét vẫn còn tồn tại một số vấnđề. Để đo chính xác áp lực lỗ rỗng hình thành trong quá trình cắt, phải cẩn thận khi đánh giá mẫubão hoà hoàn toàn, không có rò rỉ trong quá trình thí nghi ệm, và tốc độ gia tải phải đủ chậm đểđảm bảo áp lực lỗ đo được ở hai đầu mẫu tương tự như áp lực lỗ rỗng trong vùng lân cận mặtphẳng phá hoại. Như đã đề cập, việc sử dụng áp lực ngược nhằm đảm bảo mẫu bão hoà 100%.Những ảnh hưởng của hai yếu tố khác có t hể giảm thiểu bằng các kỹ thuật thí nghiệm phù hợp đãđược Bishop và Henkel (1962) đưa ra. Một vấn đề khác, không thường xuyên được đề cập, đó là cố gắng đo các thông số dài hạnhay cường độ ứng suất hiệu quả và các thông số cường độ kháng cắt tổng -CU hay ngắn hạn từchuỗi các thí nghiệm giống nhau. Tốc độ gia tải hoặc biến dạng cần thiết để việc đo cường độkháng cắt hiệu quả được chính xác có thể không thích hợp đối với hoàn cảnh gia tải không thoátnước hoặc ngắn hạn. Ứng suất - biến dạng và cường độ của đất sét phụ thuộc vào tốc độ gia tải;do đó nếu gia tải nhanh hơn thì cường độ sẽ cao hơn. Trong trường hợp ngắn hạn, tốc độ gia tảingoài hiện trường có thể rất nhanh, và vì thế để mô phỏng đúng thực tế thì tốc độ gia tải trongphòng thí nghiệm phải tương xứng. Do vậy, hai mục tiêu của thí nghiệm ứng suất hiệu quả CUthực sự không hợp nhau. Do đó tốt nhất là, dù ít khi gặp trong thực tứ, tiến hành hai tập thínghiệm, một tập là thí nghiệm CD mô phỏng trường hợp cường độ kháng cắt dài hạn và một tậpkhác là thí nghiệm CU mô phỏng sức kháng cắt ngắn hạn trong điều kiện gia tải không thoátnước. 187 Ví dụ 11.11Cho:Mẫu đất sét cố kết thường được cố kết bởi ứng suất 150 kPa, sau đó bị cắt trong điều kiện khôngthoát nước. Độ lệch ứng suất chính khi mẫu phá hoại là 100 kPa, và áp lực lỗ rỗng lúc phá hoại là88 kPa.Yêu cầu:Xác định các thông số cường độ kháng cắt Mohr -Coulomb dưới dạng ứng suất tổng và ứng suấthiệu quả (a) bằng giải tích và (b) bằng đồ thị. Vẽ vòng Mohr ứng suất tổng và ứng suất hiệ u quả 188và đường bao phá hoại. (c) Tính (‟ /‟ )f và ( / )f. (d) Xác định góc lý thuyết của mặt phẳng 1 3 1 3phá hoại trong mẫu.Lời giải:Để giải bài toán này cần giả thiết rằng cả c‟ và c T có thể bỏ qua. Khi đó có thể sử dụng các quanhệ (từ công thức 10 -14 đến 10-17) để tính ‟ và . T a. Để sử dụng các công thức trên, cần biết  , 1f,  , và 3f. Biết  = 150 kPa và 1f 3f 3f(‟ - ‟ )f = 100 kPa. Do đó 1 3Từ công thức 10 -13, b. Lời giải đồ thị bao gồm các đường bao phá hoại thể hiện trong hình ví dụ 11.11 . Để vẽvòng Mohr ứng suất hiệu quả và ứng suất tổng, cần phải tính  , 1f, 3f. Tâm của các vòng 1ftròn này tại (200, 0) cho ứng suất tổng và tại (112, 0) cho ứng suất hiệu quả. c. Các hệ số ứng suất khi phá hoại là Có thể nhận được các giá trị này bằng cách khác, sử dụng công thức 10 -14. 189 d. Sử dụng công thức 10 -10, dưới dạng ứng suất hiệu quả:11.9.7 Thí nghiệm cắt không cố kết – không thoát nước (UU)Trong thí nghiệm này, mẫu đất được đặt trong ...