[Xây Dựng] Giáo Trình Cơ Học Ứng Dụng - Cơ Học Đất (Lê Xuân Mai) phần 8

Trong điều kiện tự nhiên , đất là một hợp thể phức tạp gồm 3 thể: thể rắn, thể lỏng và khí.khi các lỗ rỗng trong đất chứa đầy nước thì nó gồm 2 thể: rắn và lỏng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
[Xây Dựng] Giáo Trình Cơ Học Ứng Dụng - Cơ Học Đất (Lê Xuân Mai) phần 8Söùc chòu taûi cuûa neàn ñaát Taûi troïng giôùi haïn cuûa neàn ñaáttính toaùn ñeå ruùt ra heä soá naøy trong taøi lieäu [10], phaïm vi giaùo trình naøy chæ giôùi thieäu ñeå sinhvieân neáu muoán seõ truy caäp tìm hieåu theâm.Coù theå hình dung nhö sau:Khaû naêng chòu taûi ñöôïc hình thaønh töø taùc ñoäng choáng ñaåy ngang cuûamoät phaàn vuøng ñaát beân döôùi neàn, bieåu thò qua söùc choáng ñaåy ngang: Neáu vì lyù do naøo ñoù, söùcchoáng ñaåy ngang bò maát ñi, moùng chuyeån vò xuoáng vaø ñaåy caùc phaàn ñaát boù ngang (vuøng tröôït bòñoäng II) gaây troài. Neáu phaùt trieån moâ hình caøng gaàn vôùi cung tröôït, coâng thöùc 5-13 caøng phöùc taïpThí duï 5-1:Moät moùng vuoâng caïnh 2.25m ñaët saâu 1.5m trong caùt coù thoâng soá choáng caét laø c=0 vaø ϕ = 38o.Haõy xaùc ñònh khaû naêng chòu taûi cuûa neàn a) neáu vaøo muøa khoâ, möùc nöôùc ngaàm (MNN) ruùtxuoáng saâu hôn ñaùy moùng nhieàu; b) vaøo muøa möa, möùc nöôùc ngaàm daâng leân tôùi maët ñaát. Bieátraèng troïng löôïng rieâng cuûa caùt naèm treân MNN laø 18 kN/m3 vaø naèm döôùi MNN laø γBH = 20kN/m3. Ruùt ra nhaän xeùt gì.Giaûi: coâng thöùc Terzaghi veà söùc chòu taûi cuûa neàn laø qgh = ½ γb. Nγ + qo.Nq + cu.NCDo khoâng coù löïc dính, chæ coøn hai soá haïng ñaàu trong coâng thöùc treân laø khaùc khoâng. qgh = ½ γb. Nγ + qo.NqTra ñoà thò xaùc ñònh theo goùc ma saùt trong ϕ, ta coù caùc trò soá Nγ = 67 vaø Nq = 49Thay caùc trò soá baèng soá vaøo coâng thöùc treân, ta ñöôïcqgh = ½ x2.25 x18 x 67 + 18 x 1.5 x 49 = 1356 + 1323 = 2679 kN/m2Khi möùc nöôùc ngaàm daâng leân, moùng bò ngaäp trong nöôùc, ta duøng troïng löôïng rieâng ñaåy noåitrong caùc coâng thöùc qgh = ½ γñn b. Nγ + q Nq qgh = ½ x (20 – 9.81) x 2.25 x 67 + (20 – 9.81) x 1.5 x 49 = 1518 kN/m2töùc laøTa thaáy raèng khi neàn caùt ngaäp nöôùc, khaû naêng chòu taûi cuûa neàn giaûm chæ coøn 56%., gaàn nhöphaân nöûa !Thaûo luaän: Thaät ra, thaønh phaàn khaû naêng chòu taûi cuûa moùng vuoâng theo ma saùt (soá haïng ñaàu)nhoû hôn trò soá tính toaùn noùi treân, cuï theå chæ coøn 80% vì ñeàu coù khaû naêng bò phaù hoaïi theo 2phöông nhö nhau. Sau naøy, ta seõ thaáy raèng ñoái vôùi neàn ñaát coù tính dính, thaønh phaàn khaû naêngchòu taûi lieân quan löïc dính (soá haïng choùt) cuûa moùng vuoâng seõ laáy gia taêng 20%. Coøn thaønh phaànKNCT do ñoä saâu choân moùng (soá haïng thöù hai, töùc coù chöùa qo ) thì khoâng bò chi phoái gì caû.Thí duï 5-2:Moät moùng baêng ñöôïc thieát keá chòu taûi troïng 800 kN/m ôû ñoä saâu 0.7m choân trong ñaát soûi saïn.Thoâng soá ñoä beàn cuûa ñaát naøy laø c = 0 vaø ϕ = 40o. Xaùc ñònh beà roäng cuûa moùng neáu nhö ñaët rayeâu caàu phaûi laáy heä soá an toaøn laø 3 vaø giaû söû möùc nöôùc ngaàm coù theå daâng leân ñeán cao ñoä ñaùymoùng. Bieát raèng troïng löôïng rieâng cuûa caùt naèm treân MNN laø 17 kN/m3 vaø naèm döôùi MNN laøγBH = 20 kN/m3.Giaûi: Tra ñoà thò öùng vôùi ϕ = 40o, ta ñöôïc Nγ = 95 vaø Nq = 64.qgh = ½ γñn b. Nγ + q Nq = ½ x (20 – 9.81) x B x 95 + (17 x 0.7 x 64) = 485B + 762 Söùc chòu taûi cuûa neàn ñaát Taûi troïng giôùi haïn cuûa neàn ñaát Neáu khoâng tính phaàn aùp löïc do ñaát ñaép laïi treân moùng: qgh/roøng = qgh - γD = 485B +762 – 17 x 0.7 = 485B + 750 (kN/m2) Vôùi D laø chieàu saâu choân moùng Aùp löïc roøng taùc ñoäng leân ñaát (töùc trò soá aùp löïc maø boû bôùt ñi löôïng ñaát ñeø treân moùng, chæ do moùng gaây ra thoâi): 800 qr = − (17 × 0.7) B vôùi heä soá an toaøn laø 3 nghóa laø, neáu xem neàn ñaát chòu ñöôïc 3 phaàn söùc thì thieát keá chæ laáy 1 phaàn thoâi. Töùc laø: 1 1 800 q gh = q r ⇔ (485 B + 750 ) = − (17 × 0.7) 3 3 B giaûi phöông trình baäc hai noùi treân, ta ñöôïc B = 1.55m BAØI TAÄP 1. Moät moùng VUOÂNG ñöôïc thieát keá chòu taûi troïng 800 kN ôû ñoä saâu 1.2m choân trong ñaát aù caùt. Thoâng soá ñoä beàn cuûa ñaát naøy laø c = 10 kN/m2 vaø ϕ = 24o. Xaùc ñònh beà roäng cuûa moùng neáu nhö ñaët ra yeâu caàu phaûi laáy heä soá an toaøn laø 2 a) Giaû söû khoâng xeùt aûnh höôûng gì cuûa möïc nöôùc ngaàm. b) Moùng ngaäp nöôùc hoaøn toaøn. Bieát raèng troïng löôïng rieâng cuûa ñaát naøy naèm treân MNN laø 19 kN/m3 vaø naèm döôùi MNN laø γBH = 21 kN/m3.2. Moùng vuoâng caïnh 2m choân saâu ñeán 4m trong ñaát seùt cöùng coù troïng löôïng rieâng baõo hoøa laø γBH = 21 kN/m3. Löïc dính khoâng thoaùt nöôùc xaùc ñònh töø th ...