Trạng thái ứng suất biến dạng của nền đất xung quanh hố đào sâu

Bài viết phân tích sự sai khác về trạng thái ứng suất biến dạng của đất nền xung quanh hố đào sâu với đất nền dưới móng công trình để cho thấy sự cần thiết có các thí nghiệm nén ba trục giảm ứng suất ngang.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Trạng thái ứng suất biến dạng của nền đất xung quanh hố đào sâu TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG CỦA NỀN ĐẤT XUNG QUANH HỐ ĐÀO SÂU TRẦN THƢƠNG BÌNH* Stress- deformation status of soil around deep excavation Stress-deformation status of soil massive is very complicated and depends so much on action feature of load. The paper deals with the difference in stress-deformation status of soil in the case of loading vertical and of decreasing horizontal load such as deep excavation problem. In the conclusion the paper confirms the needfullness of triaxial test using confining pressure decreasing for determining the behave of soil around deep excavation. Key words: Trixial, excavation. ĐẶT VẤN ĐỀ * hố đào sâu với đất nền dưới móng công trình để Trạng thái ứng suất biến dạng của đất nền là cho thấy sự cần thiết có các thí nghiệm nén ba phức tạp và phụ thuộc vào đặc điểm tác động trục giảm ứng suất ngang. của tải trọng công trình. Dưới tải trọng tác động 1. SỰ BIẾN ĐỔI CỦ TR NG THÁI thẳng đứng trong một giới hạn nhất định, nền ỨNG SUẤT BIẾN D NG THEO HƢỚNG đất được tăng bền, đồng thời tăng độ tin cậy của TÁC ĐỘNG CỦ TẢI TRỌNG ổn định của công trình trong thiết kế. Trong một a) Đối với tải trọng phụ thêm tác động số trường hợp khác, ví dụ, khi thi công hố đào thẳng đứng sâu, hình ảnh trạng thái ứng suất biến dạng của Từ năm 1934 Frohlich đã đưa ra biểu thức đất nền lại hoàn toàn khác. Trong trường hợp tổng quát nhất xác định sự phân bố ứng suất này, đất nền bị giảm tải tác động theo phương trong môi trường đất dưới tải trọng đứng tập ngang và không tạo ra sự nén chặt tăng bền. trung phụ thuộc vào hệ số biến dạng ngang  1 Nhận thức này đặc biệt quan trọng đối việc mô (  1) dP r   (cos )  hình hóa điều kiện làm việc của đất trong các thí  2 r 2 nghiệm trong phòng xác định các thông số tính Ở đây, r là ứng suất trong khối đất dưới tác toán nền và móng. Hiện nay, thí nghiệm nén ba động của tải trọng thẳng đứng P tại điểm xác trục theo sơ đồ gia tải đứng thường được áp định bằng khoảng cách r và góc nghiêng β. dụng cho tất cả các trường hợp, kể cả trong thí Trong bán không gian vô hạn đồng nhất đẳng nghiệm phục vụ tính toán thiết kế thi công hố hướng, xét trạng thái ứng suất trước với sau khi đào sâu với đất nền xung quanh chúng bị giảm chất tải đứng của một phân tố đất ở độ sâu h ứng suất ngang đó, dẫn đến các kết quả tính trong đới ảnh hưởng của tải trọng công trình, sẽ toán dự báo ứng xử của đất khác nhiều với thực nhận thấy những biến đổi như sau: tế đo đạc. Bài này phân tích sự sai khác về trạng -Trước khi chất tải đứng có các thành phần thái ứng suất biến dạng của đất nền xung quanh ứng suất Thành phần thẳng đứng zt = h * Thành phần ứng suất nằm ngang x= z Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội K10 Nguyễn Trãi, Hà Đông, Hà Nội Trong đó, z> x nên có ứng suất lệch DĐ: 0913537260 =z-x Email:binhviht@gmail.com ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2015 3  - Sau khi chất tải đứng, giá trị tăng của ứng b) Đối với tải trọng tác động ngang giảm như suất thẳng đứng được xác định bởi = a.P. trong trường hợp đào các hố đào Trong đó, a là hệ số phụ thuộc vào diện chịu tải, Trong bán không gian vô hạn đồng nhất đẳng tọa độ của phân tố và đặc điểm của tải trọng. hướng, xét trạng thái ứng suất trước với sau khi Đồng thời, khi tăng  sẽ xảy ra biến dạng giảm tải ngang của một phân tố đất ở độ sâu h thẳng đứng ez của phân tố với giá trị như sau: trong đới ảnh hưởng của của hố đào và lân cận ez= /E và ex= ez với vách hố đào, sẽ nhận thấy những biến đổi Do đó, trạng thái ứng suất của phân tố thay như sau: đổi như sau: -Trước khi giảm tải ngang có các thành phần Thành phần ứng suất thẳng đứng zs = zt + ứng suất  = h + a.P Thành phần thẳng đứng zt = h Thành phần ứng suất nằm ngang x= z + Thành phần ứng suất pháp nằm ngang x= z E. ez Trong đó, z> x nên có ứng suất lệch Trong đó, - hệ số biến dạng ngang =z-x zt , zs - ứng suất thẳng đứng trước và sau -Sau khi giảm tải ngang, ứng suất thẳng đứng khi tăng tải ở đó không thay đổi, nhưng ứng suất ngang x ứng suất ngang giảm, giá trị nhỏ nhất ở thành hố và tăng dần  hệ số áp lực ngang vào trong khối đất. Giả sử giá trị ứng suất ngang So sánh trước với sau khi chất tải, có thể thấy ở phân tố giảm một giá trị x thì ứng suất cả hai thành phần ứng suất đều tăng, nhưng sự lệch sẽ tăng một giá trị tương ứng: tăng ứng suất ngang là bị động do thành phần ứng =z-(x-x) = z- x+x suất đứng gây ra và bị ràng buộc bởi điều kiện của Khi đó xẩy ra sự biến dạng thẳng đứng ez của biểu thức gần đúng Kerisel và Quatre’s ( ...