[Xây Dựng] Giáo Trình Cơ Học Ứng Dụng - Cơ Học Đất (Lê Xuân Mai) phần 3

Ngày nay, các bài toán Cơ học Đất đã được nghiên cứu phát triển rất nhiều, khối lượng kiến thức về Cơ học Đất rất lớn. Khi biên soạn cuốn sách này, chúng tôi cố gắng nêu lên những vấn đề cơ bản chủ yếu nhất, đồng thời bám sát các tiêu chuẩn hiện hành ở nước ta và giới thiệu các phương pháp đang được áp dụng rộng rãi ở các nước Tây - Âu, để người đọc có thể dễ dμng nắm bắt và thực hành được. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
[Xây Dựng] Giáo Trình Cơ Học Ứng Dụng - Cơ Học Đất (Lê Xuân Mai) phần 3 Ñaëc tröng cô baûn cuûa ñaát xaây döïng Tính chaát vaät lyù vaøhaânhoïc icuûat ñaát P cô loaï ñaá Do coù hai loaïi ñoái töôïng ñaát laø (1) Ñaát töï nhieân laøm neàn cuûa coâng trình; (2) Coâng trình laøm baèng ñaát, nhaân taïo (con ngöôøi cheá taïo laïi ñaát töï nhieân) trong boái caûnh coâng trình chòu taùc ñoäng cuûa moâi tröôøng. Coù moät soá yeáu toá aûnh höôûng ñeán tính chaát cô hoïc cuûa ñaát, coù theå keå vaén taét nhö sau: - Töø loaïi ñaát: ñaát rôøi vaø ñaát dính (söï phaân boá khaû naêng tieáp thuï taûi troïng khaùc nhau); - Aûnh höôûng cuûa rung ñoäng, ñoäng ñaát, tính luùn suït hoaëc tröông nôû; - Luõ luït, möa luõ keùo daøi (ñoä aåm daãn ñeán giaûm thieåu ñoä beàn) - Hoùa chaát lan truyeàn trong loøng ñaát (OÂ nhieãm) - Nhöõng phöông phaùp nghieân cöùu toång quaùt khaùc nhau seõ cho ra trò soá ñoä beàn khaùc nhau (maãu ñem nghieân cöùu khoâng ñaïi dieän). 4. Tính löu bieán cuûa ñaát Coù theå neâu leân hai tính löu bieán chính: Töø bieán laø söï bieán daïng cuûa söôøn caáu truùc theo thôøi gian khi taûi troïng khoâng thay ñoåi, coù theå döôùi taûi troïng neùn hoaëc caét. Tính chuøng öùng suaát (relaxation) laø quaù trình suït giaûm öùng suaát trong ñaát döôùi moät bieán daïng khoâng thay ñoåi. Caû hai coù lieân quan ñeán caùc lieân keát dính nhôùt giöõa caùc phaàn töû cuûa söôøn caáu truùc. Thaûo luaän: Döôùi caùc taûi troïng lôùn voâ haïn, ñaát laïi coù moät ñoä beàn nhaát ñònh, goïi laø ñoä beàn daøi haïn. Trong ñieàu kieän giaùo trình naøy, khoâng ñi saâu trình baøy vaán ñeà naøy, chæ giôùi thieäu. Doøng thaám Tính thaám vaø söï thaám CHÖÔNG 2 DOØNG LÖU CUÛA NÖÔÙC TRONG ÑAÁT – TÍNH THAÁM VAØ SÖÏ THAÁM Muïc tieâu cuûa chöông naøy: - Bieát cô cheá hình thaønh doøng löu trong ñaát khi coù söï thaám. Söï phaùt sinh doøng thaám trong ñaát tuøy thuoäc vaøo loaïi ñaát. Bieát caùch xaùc ñònh heä soá thaám vaø caùch döïng löôùi thaám baèng ñoà giaûi Casagrande ñeå tính toaùn löu löôïng vaø aùp löïc cuûa doøng thaám trong ñaát. - Hieåu : doøng thaám aûnh höôûng leân öùng suaát höõu hieäu (laø ñaïi löôïng chuû yeáu trong caùc tính toaùn veà ñoä luùn, thôøi gian hoaøn taát luùn, löïc ñaåy noåi taùc duïng leân ñeâ ñaäp coâng trình thuûy, vaø heä soá aùp löïc hoâng…). Doøng thaám trong ñaát noùi chung gaây ra aûnh höôûng baát lôïi cho neàn coâng trình nhaân taïo hay maùi doác töï nhieân. - Laøm ñöôïc gì sau khi hoïc xong chöông naøy ? Ño ñöôïc aùp löïc nöôùc loã roãng cuûa ñaát baèng oáng ñöùng hôû (piezometer); Tính ñöôïc aùp löïc ñaåy noåi döôùi caùc coâng trình ñeâ ñaäp, töôøng cöø chaén ñaát hoá ñaøo, ñaùnh giaù nguy cô buøng neàn do xuaát hieän doøng thaám… Ngöôøi hoïc tính toaùn ñöôïc öùng suaát höõu hieäu trong caùc loaïi ñaát khaùc nhau, phaân tích ñeå lieät keâ ñöôïc moät caùch ñaày ñuû vaø ñònh löôïng trò soá aùp löïc do doøng thaám xung quanh hoá moùng, neàn coâng trình thuûy lôïi daân duïng vaø caàu ñöôøng… § 1. DOØNG LÖU CUÛA NÖÔÙC TRONG ÑAÁT – TÍNH THAÁM 1. Moät soá khaùi nieäm ban ñaàu veà doøng löu trong ñaát Ñaát laø moät moâi tröôøng 3 pha (raén loûng vaø khí), coù loã roãng giöõa caùc haït vaø nöôùc töï do coù theå löu qua caùc loã roãng naøy töø ñieåm coù naêng löôïng cao sang ñieåm coù naêng löôïng thaáp (theá naêng). Chuùng ta seõ hoïc nhöõng öùng suaát trong ñaát, khi chòu hay khoâng chòu söï chi phoái cuûa söï löu cuûa nöôùc töï do qua loã roãng cuûa ñaát. 1.1 Taïi sao caàn hoïc söï löu cuûa nöôùc trong moâi tröôøng roãng? - Ñeå öôùc tính löôïng doøng thaám döôùi ñaát - Ñeå xaùc ñònh löôïng nöôùc coù theå thoaùt ra töø döôùi neàn coâng trình thuûy (ñeâ ñaäp), hoá moùng. - Ñeå xaùc ñònh aùp löïc nöôùc loã roãng (pore water pressure)/ öùng suaát höõu hieäu do troïng löôïng baûn thaân cuûa ñaát (effective geostatic stresses). - Ñeå xaùc ñònh söï thay ñoåi theå tích trong caùc lôùp ñaát (coá keát ñaát _ soil consolidation) vaø ñoä luùn cuûa neàn moùng. 1.2 Doøng löu cuûa nöôùc trong ñaát phuï thuoäc vaøo: 1- Ñoä roãng cuûa ñaát 2- Loaïi ñaát (Côõ haït vaø ñoä leøn chaët giöõa caùc haït – particle shape - degree of packing) 3- Ñoä nhôùt cuûa löu chaát trong ñaát - Nhieät ñoä –Nhöõng thaønh phaàn hoùa hoïc; 4- Söï cheânh leäch veà naêng löôïng theå hieän baèng coät nöôùc toång coäng (chieàu cao coät nöôùc toång coäng laø toång cuûa caùc chieàu cao Coät nöôùc aùp löïc+ Coät nöôùc vaän toác (velocity head) + Coät nöôùc ñoä cao (Elevation head ) Doøng thaám Tính thaám vaø söï thaám Do heä soá thaám nhoû, söï löu cuûa nöôùc thuoäc cheá ñoä chaûy taàng, neân coù theå boû qua coät nöôùc vaän toác trong bieåu thöùc toång quaùt cuûa coät nöôùc toång coäng. 1.3 Gradient thuûy löïc laø gì ? Laø tæ soá chieàu cao coät nöôùc aùp löïc toång chia cho chieàu daøi doøng thaám. v2 ...