Cơ học đất là môn học nghiên cứu về những đặc tính của đất, ứng xử của đất trên các loại tải khác nhau, xác định độ lún, độ ẩm, giới hạn chảy dẻo, ... đây là môn học rất quan trọng tạo nền tảng cho các môn học tiếp theo như thiết kế nền móng, kết cấu bê tông cốt thép,..
Sau đây là bài tập lớn môn cơ học đất của bạn Nguyễn Ngọc Hiếu với nội dung trình bày phân loại đất, Vẽ đƣờng cong nén e – p, e – logp, xác định: a, ao, Cc , Cs cho các lớp đất, Xác định sơ bộ kích thƣớc đáy móng, tính độ lún,..
Mục lục
Đề bài
Yêu cầu
Bài làm
- Phân loại đất - chọn chiều sâu chôn móng Df
- Vẽ đường cong e-p,e-logp,xác định chỉ số a,a0,Cc ,Cs
- Xác định sơ bộ kích thước móng
- Xác định ứng suất dưới đáy móng - tính và vẽ biểu đồ ứng suất
- Tính lún
- Sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn để mô phỏng và tính toán chuyển vị đứng [độ lún]
- Nhận xét
1. Phân loại đất [xác định tên và trạng thái của đất theo tiêu chuẩn Việt Nam và các bộ tiêu chuẩn khác [nếu thấy cần thiết]] . Chọn chiều sâu chôn móng Df. 2. Vẽ đường cong nén e – p, e – logp, xác định: a, ao, Cc, Cs cho các lớp đất. 3. Xác định sơ bộ kích thước đáy móng [axb] theo các điều kiện: 3.1. Điều kiện về cường độ tiêu chuẩn: ptctb Rtc 3.2. Điều kiện về ứng suất cho phép: , FS = 2 4. Xác định ứng suất dưới đáy móng. Tính và vẽ biểu đồ ứng suất tổng, ứng suất hữu hiệu và áp lực nước lỗ rỗng phân bố trong nền do tải trọng bản thân và tải trọng ngoài gây ra theo phương thẳng đứng. Mực nước ngầm ổn định tại code -1.00m so với mặt đất tự nhiên. 5. Tính độ lún tức thời; độ lún theo thời gian [t = 4 năm] và độ lún cố kết thấm ổn định tại tâm móng [điểm O], tại trung điểm hai cạnh bề rộng của móng [điểm A, B]. Từ đó, xác định độ nghiêng của móng. 6. Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn [như chương trình Plaxis hoặc Geo Slope] để mô phỏng và tính toán các giá trị chuyển vị đứng [độ lún] và so sánh với kết quả trong câu 5. 7. Nhận xét kết quả cho hai nội dung ở câu 5, 6.
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài tập lớn Cơ học đất - Nguyễn Ngọc Hiếu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PHỤ LỤC Trang Mở đầu.....2 Nội dung...3 Đề bài 3 Yêu cầu 3 Bài làm Phân loại đất-chọn chiều sâu chôn móng Df 4 Phân loại lớp đât 4 Phân loại lớp 1 4 Phân loại lớp 2 6 Phân loại lớp 3 7 Chọn chiều sâu chôn móng 8 Vẽ đường comg e-p,e-logp,xác định chỉ số a,a0,Cc,Cs 8 Lớp đất số 1[số hiệu 46] 8 Vẽ đường cong e-p,e-logp 8 Xác định chỉ số a,a0,Cc,Cs 9 Lớp đất số 2[số hiệu 85] 10 Vẽ đường cong e-p,e-logp 10 Xác định chỉ số a,a0,Cc,Cs 10 Xác định sơ bộ kích thước móng 11 Theo điều kiện cường độ tiêu chuẩn 11 Tính giá trị Rtc 11 Xác định kích thước móng 12 Theo điều kiện ứng suất cho phép 13 Xác định ứng suất dưới đáy móng-Tính và vẽ biểu đồ ứng suất 13 Xác định ứng suât dưới đáy móng 13 Biều đồ ứng suất 22 Tính lún 23 Tính độ lún ổn định-xác định độ nghiêng của móng 23 Kiểm tra điều kiện áp dụng lí thuyết đàn hồi 23 Tính lún theo phương pháp công lún từng lớp 24 Tính lún tức thời 35 Tính lún theo thời gian[t=4 năm] 35 Sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn để mô phỏng và tính toán chuyển vị đứng [độ lún] 36 Nhận xét 40 Kết luận 41 MỞ ĐẦU Cơ học đất là một ngành cơ học ứng dụng nghiên cứu về ứng xử của đất trong tự nhiên vì hầu hết các công trình đều đặt trên nền đất, muốn cho công trình được tốt,bền ,lâu dài,tiết kiệm thì cần nắm rõ các tính chất cơ lí của đất. Cơ học đất là một môn học rất quan trọng, nắm vững các kiến thức của môn học này sẽ tạo được nền tang vững chắc cho các môn học kế tiêp như thiết kế nền móng,kêt cấu bê tong cốt thép Chúng em đã đươc thầy hướng dẫn nghiên cứu về các vấn đề của môn học đó là những đặc tính của đất, cách ứng xử của đất trên các loại tải khác nhau,xác định độ lún,độ ẩm,dung trong, giói hạn chảy dẻo Chúng em xin cảm ơn thầy vì những bài giảng,những kiên thức mà thầy đã tận tình chỉ dạy trong những giờ lên lớp. Nó không chỉ đơn thuần là những bài giảng mà còn là những kinh nghiệm nghề nghiệp để chúng em có thể tự tin bước vào đời một cách vững vàng hơn. Thay mặt tất cả các bạn sinh viên đã được thầy dạy dỗ em xin chân thành cảm ơn những đóng góp,cống hiến của thầy suốt bao năm qua để chúng em có được những bài học bổ ích,những kiến thức vững vàng. Em xin chân thành cảm ơn!!! TPHCM, ngày 04 tháng 01 năm 2015 Nguyễn Ngọc Hiếu TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM KHOA XÂY DỰNG – BỘ MÔN: NỀN MÓNG ----- BÀI TẬP LỚN Môn học: CƠ HỌC ĐẤT Họ và tên SV: Nguyễn Ngọc Hiếu Mã số SV: 12520800982 Lớp : XD12a1 BẢNG SỐ LIỆU BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT A.DỮ LIỆU Cho móng đơn dưới cột và trụ hố khoan gồm 3 lớp như hình vẽ: Mặt đất tự nhiên: code ±0.00. Mực nước ngầm ở code -1.00[m]. Nội lực Các lớp đất STT N[T/m] M[Tm/m] Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Số hiệu h1 [m] Số hiệu h2 [m] Số hiệu 27 80 28.5 46 1.4 85 4.2 4 B.YÊU CẦU Phân loại đất [xác định tên và trạng thái của đất theo tiêu chuẩn Việt Nam và các bộ tiêu chuẩn khác [nếu thấy cần thiết]] . Chọn chiều sâu chôn móng Df. Vẽ đường cong nén e – p, e – logp, xác định: a, ao, Cc, Cs cho các lớp đất. Xác định sơ bộ kích thước đáy móng [axb] theo các điều kiện: Điều kiện về cường độ tiêu chuẩn: ptctb £ Rtc Điều kiện về ứng suất cho phép: , FS = 2 Xác định ứng suất dưới đáy móng. Tính và vẽ biểu đồ ứng suất tổng, ứng suất hữu hiệu và áp lực nước lỗ rỗng phân bố trong nền do tải trọng bản thân và tải trọng ngoài gây ra theo phương thẳng đứng. Mực nước ngầm ổn định tại code -1.00m so với mặt đất tự nhiên. Tính độ lún tức thời; độ lún theo thời gian [t = 4 năm] và độ lún cố kết thấm ổn định tại tâm móng [điểm O], tại trung điểm hai cạnh bề rộng của móng [điểm A, B]. Từ đó, xác định độ nghiêng của móng. Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn [như chương trình Plaxis hoặc Geo Slope] để mô phỏng và tính toán các giá trị chuyển vị đứng [độ lún] và so sánh với kết quả trong câu 5. Nhận xét kết quả cho hai nội dung ở câu 5, 6.. PHÂN LOẠI ĐẤT-CHỌN CHIỂU SÂU CHÔN MÓNG Df Phân loại đất Phân loại lớp 1 Số hiệu Độ ẩm tự nhiên W[%] Giới hạn lỏng WL [%] Giới hạn dẻo Wp [%] Dung trọng tự nhiên g [T/m3] Tỷ trọng hạt Gs Góc ma sát trong j [độ] Lực dính c [kG/cm2] Kết quả thí nghiệm nén cố kết [e – p] với cấp tải trọng nén p[KPa] Sức kháng xuyên tĩnh [CPT] qc[MPa] Kết quả xuyên tiêu chuẩn [SPT] N 50 100 150 200 46 41.6 44.5 23.7 1.78 2.69 5o55 0.13 0.991 0.953 0.923 0.903 0.21 2 Theo đề bài đã cho móng là móng nông đặt trên nền gồm 3 lớp. Ta phân loại đất dựa vào đặc trừng về cấp phối, các trạng thái Attergerg Phân loại lớp 1 theo TCXD 45-78. Đây lớp đất dính, ta phân loại dựa vào các giới hạn Anterbeg. Chỉ số dẻo của đất: IP=wL-wP=44.5-23.7=20.8% Độ sệt : IL=w-wPwL-wP=41.6-23.744.5-23.7=0.86 Theo TCXD 45-78, ta có: 17%10 10-5 5-2 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0.1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,002 < 0,002 4 2 21 25 30 10 8 4 19,6 2,65 5,4 15 Phân loại theo TCXD 45-78: Mẫu đất trên có hàm lượng các hạt có D≥0.1 mm chiếm hơn 75% nên đây thuộc loại đất cát nhỏ. Theo kết quả của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT và thí nghiệm xuyên tĩnh CPT, ta có: 10 lớp 3 làm việc trong giai đoạn đàn hồi. Vậy cả nền đất làm việc trong giai đoạn đàn hồi. Có thể áp dụng kết quả của lý thuyết đàn hồi để tính toán. Tính toán độ lún móng theo phương pháp cộng lún từng lớp. Chia nền đất thành nhiều lớp nhỏ có độ dày ≤0.4b =0.4× 1,6=0,64m Chỉ tính toán đến độ sâu 6,4m Vậy độ lún lớp đất 2: dựa vào kết quả thí nghiệm [đường e-p và e-log[p]] tính theo công thức: Lớp 2:Tính lún của lớp đất dính theo kết quả e-p : s=k=0ne1i-e2i1+e1ihi hi : chiều dày lớp i e1i,e2i: nội suy từ đường cong e-p, phụ thuộc vào p1i và p2i p1i: ứng suất bản thân hữu hiệu trung bình ở lớp thứ i pi : ứng suất gây lún hữu hiệu trung bình của lớp thứ i p2i= k=0np1i+ pi Lớp3: không có thí nghiệm nén e-p, do đó ta tính độ lún theo công thứcS=k=0nβEi×σzihi Trong đó β=1-2v21-v=0,76 [đất cát hạt vừa] σzi: ứng suất gây lún trung bình của lớp thứ i Ei: mooddun biến dạng của lớp đât thứ i Ei=E0 ×[zref-z]Einc zref:độ sâu tham chiếu [ cao trình lớp đất] z: cao trình lớp đất đang xét Einc: môđun gia tang theo độ sâu z, do lớp thứ 3 là lớp đất chặt vừa nên chon Einc=20 kN/m/m2 Đất cát vừa E0 = αqc, trong đó α=[1,5÷3], chon α=1,5 α=1,5×5400=8100 kN/m2 Tính lún của lớp đất dính theo kết quả e-logp ta có công thức: si=Cs1+e1ih[logσ2-logσ1] với σ1