Giáo trình Cơ học đất: Phần 1 - GS. TSKH. Bùi Anh Định

Để đảm bảo an toàn, bền vững cho các công trình xây dựng người kĩ sư phải nắm được các tính chất chịu lực của đất qua cuốn sách "Cơ học đất". Phần 1 cuốn sách gồm 3 chương: Các tính chất vật lí của đất, các tính chất cơ học của đất, phân bố tính ứng suất trong đất. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung tài liệu để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Cơ học đất: Phần 1 - GS. TSKH. Bùi Anh Định Mở đầu ĐỐI t ư ợ n í; n íỉh iê n ( ll của co hoc đất Bciỉi dọ c khi ỉììỉiôn tr à thùỉììì m ộ ĩ kỹ s ư \ á y (lựng i^iỏi nên h ỏ thời gian tìm hiểu m ột v ấ ỉ ỉ c l é c ó t c h ì ì C/IU ÍỈỈ t r ọ n g l ớ ĩ i c l ì O ì ì ì ọ i c ô n ^ ĩ r ì n l ì â ó l ủ ỉ í t ĩ h c h ấ t c á c t ầ n g lỚ Ị? c ủ a v ỏ t r ú i (ỉất. C ó t h ể ĩ h ấ \ v õ ỈÌỈỌÌ c ô fì^ ĩrìììh x â y dự ìì^ â ề u p ì ì ã i tự a lê n đ ấ t , đ ấ t l ù c ú i n ề n đ ỡ c ô n g ĩỉ ììììỉ. C ô n ^ íỉ ìnli càỉii^ ĩo lớn ỉlìi sức ỉìủìì^ cúư nó đè lên đ ấ t càng mạnh. Klỉi nuỊĩ (ỉủĩ cììỊỉi ĩúc iìiifì^ của các lực (lo ỉìlìủ cửa, cầu công truyền xuống, chúng ta tììiíờììg ĩììăy plìủĩ sinh i úc Ììiệìì ĩiừ/nỵ lúỉỉ, ỉìiịliiẻiì^ lệclì lìoậc nứt n ẻ thậm ch í sụp đ ổ cử rôìì^ ĩrìĩìlì. C úc lìiệ/i ÍIÍỢỈÌ^ ỉỉủ \ đêỉí í^âv tai hại vù ỉìi^ỉỉỵ lìiếni cho người sử dụng. Nììữìì\ị hiện tượỉii^ pììáĩ siỉi/i ỉìói ĩrẻỉi tlìiửrníỊ do đất hi túc d ụ n g của lực qua lớn từ Í ÔỈIÍỊ ĩrìĩììì ĩnixéỉì .\ỉiô)ì Sưu kìii lìọc .\o n^ m ỗi chươỉì^ CCIC hạn sinlì viên hãy tự hỏi m ình x e m chương đó nói vê ỉìlìữỉĩ^ vẩỉì dê iỊÌ, ứn Chương 1 C Á C T ÍN H C H Ấ T V Ậ T L Ý C Ủ A Đ Â T 1.1. S ự HÌNH T H À N H CỦA ĐÂT Đ a số các công trình xây dựng đặt trên nền đất, chỉ có một sô lì các công trình đặt trực tiếp lên tầng đá. Bản thân các tầng lớp đá, nếu th ế nàni ổn địiih, ihì do cường độ của đá tương đối lớn m à c ô ng trình đặt trên nó có ihể vững chắc, sử dụng lâu dài mội cách yên tâm. Còn đối với đ ất thì phụ thuộc vào nhiều điều kiện mà có khi cườne dộ rất ió'n hoặc yếu. Trước khi đi sâu tìm hiếu các tính chất củ a đất chúng ta càn phải biết nguổn gốc hình thành của chúng. Thành phần chủ yếu của đất là các hạt đất. Các hạt đất có kích thước to nhỏ khác nhau, chúng được tạo nên do sự phá hoại các tầng lớp đất đá ban đầu bới nhicu nsLivôn nhân. Q uá trình này gọi là phong hoá mà trong m ô n Đ ịa châì côno trình dã được trình bày cụ thể. ở đây chỉ xin nói chung, ngắn gọn như sau: Người ta phân loại quá trình phong hoá đá ra làm ba loại tuỳ vào bản chất của lác d ộ n g phá hoại. Đ ó là phong hoá \'ật lí, phong hoá hoá học và phong hoá sinh vật. Phong hoá vật lí là các tác động tự nhiên của môi trường xung quanh clối với các tầng lớp đá: do tác đ ộ n g cúa nhiều nguyôn nhân như sự thay đổi nhiệt độ, sự dón Q u á trình di chuycn và láng đ ọ n e trên dược iĩoi la trầm tích. Ba phần tư bề mặl lục địa được bao phủ bời các lớp Irầm tích này, pliaiì con laỉ là các vùng núi đá. Trong khi di chuyến các hạt có kích thước lớn thường CÒIÌ iiiứ diUíL llìànli phần khoáng chất như đá uốc hoặc biến đổi íl, các hạt nàv lắns đọim chỏng ch ứ Icii Iihau, giữa các hạt không có liên kếl gì c h ún g rời rạc tùìiu hạt với nhau, dó ciiinlì la các táim lớp cát, cuội, sỏi Các hạt n hỏ kích Ihưức vài phần ĩVj.h]n milimct ihuòỉm có tính keo dính và lích điện, chúim Ihco uìó hoặc nước đi xa hưn. Khi lánu LÌOỈV2 chúng liên kết với nhau, lâu dần hình ihành các tầim lóp đất sét hay uọi là dal dínli. T uỳ thuộc vào vò vàn diều kiện cũa lự nhièii như Ihời tiết, địa điểm , thời gian... các loại dất dưực hiiih thành râì khác nliau. tíiili cliãt mồi loại, mỗi nơi cũng khác nhau. Trong m ôn học nàv chúiig ta sẽ Iiiỉhién CỨLI lìiiữiìi: ĩíiìh chất chung nhất của đất khi chịu lực còn khi Ihiốt kố. línli [oí\n còne trình CIÌ liciì t|uan íói dat hắt buộc chúng ta phái khảo sál. llìãm dò, ihử nuliiệiiì Iv mi \ à tliạii Iroiìi: dc ỉUìin .ỈLiòc các đặc điểm cụ thể cúa mỗi loại dàì ứ lừng vị trí cụ llic. SÍUI dc> lììới dị) CÌLIIÌU k\cn llìuc chung ỏ’ đâv để giải quyêì cho íliích liợp. 1.2. CẢC TH Ả N H P ílẨ N ( HI VKU C l \ Đ V ! N hư m ục trên chúiìiĩ la cỉ;l lìivi '-v IììiìIị ihàiỉli ilìànli Ị'tlìán chủ véu của đất là các Ikí! (!ất. (Vic hal đàí ri.'-' k u ìỉ slìihiv klì:ic nliaii- hin!! úaiv..’ k!iac nliau nên khi sắp xếp với iìiì.ui :on Un c a c klìc ì o n i \ . Các In Ìụnìii Uiứa o.it' luìi a n h h ư ỏ ì m rấl n h i ề u đ ế n tính rh;:l L'ù;i dat, v\ v:w khi lìiihiõn cứu diVí pluÌ! \ci (ỉv-11 lìiOÌ ỉ!u)!ỉh phẩn Iroim khối đó. T ừ lí cl(ìii;i\ n u iR M ỉa clâí là m o i \ a l i h c C i i in.i [ h a n ì ì lu \ 'h L iy c n d ùniz t r o n í í c ơ h ọ c uọi dal Lì \ ạl ihc ha plia: Ị)lia c ứ n u là iiạl dal ỈUi) ràì Ị uí i liiiim là k h u n g cỏ ì c ủ a đấ t, p ha long là inróv iroiiLỉ lõ liỏiìiỉ. plia khí là các ih a i lioi !o lionii. Khi lo liổim dâv Iiư()c llìi niĩưòì la UỌI la dal hão Ixx: ÍKIỞC va lìhư vậy chi còn hai pha. l^lia tlnr ba là chai klìí troim thực Ic íĩ ánh huVvnu ứrn tíiih chất c ơ học của đâì. Trái lại l ư r n u n ư ớ c h a y li lộ p h a l ò n g s o \'ới plia rán ihi hu C(') imliĩa rất lớn. Sau dây chúnu la sc di sâu viu) tìiV: hiêu lừim thành phẩn của dấl- 1.2.1. H a t đát Hạt đâì là thành phần chủ vốu của đấ;. Khi lực tác d ụ n a bên imoài lén mãl dấl Ihi các hạl clàì cùnu chịu lực inì: I ru y c n r ộ n ỵ ra \'à XLiốnu dưới sâu. VI \'ậv mà nuười la V.ỌÌ tập hợp các ha: dàl là k h u n a cốt của dáì. Hỉnh 1-1 Các hạt đất có nhiều hình dạno và kích thước khác nhau luỲ thuộc vào các tác động phong hoá và quá trình di ch uvển, trầm tích. Các hạt lớn là những đá tảng đường kính trung bình có khi vài m ét, th ứ đến các loại hạt nhỏ như đá cục, dá cuội, sỏi sạn. hạt cát, hạt bụi, hạt sét... Các hạt nh ỏ nhất là các hạt kco đường kính trung bình có khi chỉ bằng vài phần nghìn milim ét. Đ ối với loại hạt lớn n h ư đá tảng, đá hòn đường kính k h o ả n s 200min trớ lên thì kích thước ba chiều của hạt đ ề u cầ ...