Giáo trình địa cơ - Chương 5

ỨNG SUẤT TRONG ĐẤT I. Ứng suất tiếp xúc * Khái niệm chung: Công việc đầu tiên cần làm - khi thực hiện những tính toán khác nhau về nền đất - là phải xác định tải trọng tác dụng lên nền. Như đã nói ở trên, chính ứng suất ở mặt tiếp xúc giữa đáy móng và nền đất (có thể gọi là ứng suất đáy móng hoặc ứng suất tiếp xúc) là tải trọng tác dụng lên nền. Sơ đồ gần đúng với thực tế hơn cả để tìm ứng suất tiếp xúc là xem hệ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình địa cơ - Chương 5 CHƯƠNG V: ỨNG SUẤT TRONG ĐẤTI. Ứng suất tiếp xúc*> Khái niệm chung: Công việc đầu tiên cần làm - khi thực hiện những tính toán khác nhau về nền đất - là phảixác định tải trọng tác dụng lên nền. Như đã nói ở trên, chính ứng suất ở mặt tiếp xúc giữa đáymóng và nền đất (có thể gọi là ứng suất đáy móng hoặc ứng suất tiếp xúc) là tải trọng tácdụng lên nền. Sơ đồ gần đúng với thực tế hơn cả để tìm ứng suất tiếp xúc là xem hệ kết cấu bên trêncùng với móng và cùng với nền đất là một tổng thể cùng làm việc đồng thời. Tuy vậy, trongthực hành, trừ phi có yêu cầu đặc biệt, người ta vẫn thường tách riêng ra phần móng đặt trênnền để xem xét. Khi đó quy luật phân bố của ứng suất tiếp xúc phụ thuộc: - Dạng tải trọng trên móng; - Tính biến dạng của móng, có thể đánh giá qua độ cứng chống uốn EJ của nó; - Tính biến dạng của nền, đánh giá qua những đặc trưng E , μ của nó hoặc có thể dùng một hệ số quy ước k mà ta hay gọi là hệ số nền, đôi khi có thể gọi k là độ cứng nền. Căn cứ vào độ cứng móng, ta phân biệt ba trường hợp:*> Móng mềm tuyệt đối: EJ của móng không đáng kể. Vì móng không có độ cứng nên tảitrọng đặt trên móng như thế nào thì ứng suất dưới đáy móng(tải trọng đặt lên nền) cũng nhưvậy. Trong thực tế, nhứng công trình bằng đất có thể xem là móng mềm tuyệt đối (đê, đập,nền đường. . . .).*> Móng cứng tuyết đối: EJ của móng xem như vô cùng. Vì biến dạng của bản thân móng cóthể bỏ qua, mặt đáy móng xem như luôn luôn phẳng cả trước và sau khi chịu tải.*> Móng có độ cứng hữu hạn: (mà trong thực hành hay gọi là móng mềm) thì móng có biếndạng đáng kể khi chịu tải và ứng suất ở đáy móng có quy luật phân bố tùy theo biến dạng củamóng. Bài toán xác định ứng suất tiếp xúc có kể đến biến dạng của bản thân móng khá phức tạp,được nguyên cứu trong nhữïng tài liệu chuyên sâu. Trong phần lớn trường hợp, người ta xemmóng là cứng tuyệt đối - gọi tắc là móng cứng - đểí dễ dàng xác định ứng suất tiếp xúc và sau đó tính toán ứng suất tiếp trong nền đất. Cũng chú ý là sự saikhác đôi chút về quy luật phân bố ứng xuất tiếp có ảnh hưởng lớn đến chính trạng thái ứngsuất biến dạng của bản thân móng; còn đối với quang cảnh phân bố ứng suất trong nền đất thìsự sê dịch đôi chút đó có ảnh hưởng không đáng kể.2. Phương pháp tính ứng suất tiếp xúc dưới đáy móng cứng tuyệt đối theo kết quả củasức bền vật liệu.2.1. Bài toán phẳng: Khi xét bài toán tương tác đế móng - nền đất người ta sử dụng rộng rãi giả thiết sau đây:tại một điểm dưới đáy móng ứng suất tác dụng lên nền là p(x,y) tỷ lệ với độ lún w(x,y) củanền ta có hệ thức p(x,y) = k.w(x,y). Giả thiết này được Winkler nêu ra đầu tiên nên người ta gọi là giả thiết Winkler: hệ số tỷ lệk thường được gọi là hệ số nền. Vì móng cứng (tuyệt đối) nên phương trình độü lún của mặt nền dưới đáy móng có thểviết: w(x,y) = z0 +x.tgα + y.tgβ. (5.1) Từ đó theo giả thiết Winkler suy ra biểu thức ứng suất dưới đáy móng là: P(x,y) = k (z0 +x.tgα + y.tgβ. ), (5.2)trong đó : z0 - độ lún trung bình α - góc nghiêng của móng so với trục x β - góc nghiêng của móng so với phương trục y. Xét một móng cứng chịu lực như hình vẽ: Theo định lý dời lực lực P sẽ tương đương với một lực P đặt tạ trọng tâm và một mômemMy = P.ex. My P σ ( x )= + axb J y .xTheo kết quả của sức bền vật liệu ta có: P.e x P + axb a.b 3 σx= 12 .x 6.e P (1 ± x )Từ đó ta có: σ(max, min)= axb b , (5.3)biểu đồ ứng suất có dạng đường thẳng. P - Trường hợp chịu lực đúng tâm, tức là eX= 0 thì σ = axb . Biểu đồ có dạng chữnhật như hình vẽ. b -Trường hợp ex < 6 khi đó : 6.e P (1 + x ) σ(max)= axb b, (5.4) ...