Xem mẫu
Bμi gi¶ng c¬ häc ®Êt
ch−¬ng II: c¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña ®Êt
Ch−¬ng II: C¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña ®Êt
Ta biÕt r»ng tÊt c¶ c¸c c«ng tr×nh ®Òu ®−îc ®Æt trªn c¸c líp ®Êt, ®¸. Toμn bé lùc
t¸c dông lªn c«ng tr×nh ®Òu ®−îc truyÒn xuèng nÒn th«ng qua mãng c«ng tr×nh.
VËy mét c«ng tr×nh muèn æn ®Þnh, an toμn th× tr−íc hÕt nÒn mãng c«ng tr×nh ®ã
ph¶i ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc.
XuÊt ph¸t tõ yªu cÇu trªn tr−íc khi x©y dùng mçi c«ng tr×nh chóng ta ph¶i x¸c
®Þnh ®−îc søc chÞu t¶i cña nÒn ®Êt, ®¸. Muèn vËy chóng ta ph¶i nghiªn cøu c¸c tÝnh
chÊt c¬ häc cña ®Êt nh− tÝnh chÞu nÐn, tÝnh thÊm, kh¶ n¨ng chÞu c¾t ... cña ®Êt nÒn.
Trong thùc tÕ chóng ta th−êng gÆp hai hiÖn t−îng ®èi víi nÒn sau:
+ HiÖn t−îng lón: Lμ hiÖn t−îng biÕn d¹ng theo ph−¬ng ®øng lμm gi¶m thÓ
tÝch cña ®Êt nÒn. NÕu ®é lón nhá, ®Òu c«ng tr×nh vÉn cã thÓ sö dông ®−îc, nh−ng
khi ®é lón lín, kh«ng ®Òu sÏ g©y ra hiÖn t−îng nøt, ph¸ ho¹i c«ng tr×nh.
+ HiÖn t−îng nghiªng ®æ cña c«ng tr×nh: §ã lμ sù ph¸ ho¹i cña ®Êt nÒn lμm
c«ng tr×nh kh«ng thÓ tiÕp tôc khai th¸c ®−îc n÷a.
Hai hiÖn t−îng trªn ®Æc tr−ng cho hai vÊn ®Ò chÞu lùc cña ®Êt nÒn ®ã lμ vÊn ®Ò
biÕn d¹ng (lón) vμ vÊn ®Ò c−êng ®é hay æn ®Þnh.
Bμi 1:
TÝnh chÊt nÐn lón cña ®Êt
Nh− ch−¬ng I ®· nghiªn cøu th× ®Êt ®−îc cÊu t¹o tõ c¸c h¹t ®Êt s¾p xÕp mét
c¸ch tù nhiªn t¹o ra 3 pha r¾n, láng vμ khÝ. D−íi t¸c dông cña t¶i träng do c«ng
tr×nh truyÒn xuèng lμm ph¸ vì c¸c liªn kÕt tù nhiªn cña c¸c h¹t, chóng bÞ dÞch
chuyÓn lÌn chÆt vμo nhau lμm gi¶m lç rçng, gi¶m thÓ tÝch ®ã chÝnh lμ tÝnh nÐn lón
cña ®Êt.
Do ®Êt cã tÝnh nÐn lón nªn d−íi t¸c dông cña t¶i träng c«ng tr×nh ®Êt bÞ thay
®æi h×nh d¹ng, thay ®æi thÓ tÝch ta gäi ®Êt cã tÝnh biÕn d¹ng.
I. ThÝ nghiÖm nÐn ®Êt ë hiÖn tr−êng:
1. Dông cô thÝ nghiÖm:
- Bμn nÐn b»ng gang, thÐp hay bªt«ng cã diÖn tÝch kho¶ng 0,5m2 hoÆc 1m2 h×nh
trßn hoÆc h×nh vu«ng.
- Gi¸ truyÒn t¶i träng cã kh¾c v¹ch ®Õn 0,1mm.
- Bμn ®Æt t¶i ®Æt trªn gi¸ truyÒn.
- Kim chØ ®Ó x¸c ®Þnh ®é lón cña nÒn.
K.s §Æng Hång Lam- Bé m«n §Þa Kü ThuËt
Trang 1
Bμi gi¶ng c¬ häc ®Êt
ch−¬ng II: c¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña ®Êt
H×nh 2.1-1: ThÝ nghiÖm nÐn ®Êt ë hiÖn tr−êng
2. Tr×nh tù thÝ nghiÖm:
- §μo hè ®o ®Õn vÞ trÝ ®Æt mãng.
- §Æt m¸y ®o xuèng hè nh− h×nh 2.1-1.
- Sau khi bè trÝ m¸y xong ta ®Æt t¶i träng P (tÜnh t¶i) theo tõng cÊp t¨ng dÇn.
Mçi cÊp t¶i träng kho¶ng 20-50kN/m2 tuú theo tõng lo¹i ®Êt.
- §èi víi mçi cÊp t¶i träng ta ®o ®é lón cña nÒn ë tõng thêi ®iÓm kh¸c nhau
t=30gi©y, 1, 2, 3, 5, 15, 30, 45, 60, 90, 120phót. NÕu gi÷a hai lÇn ®o liªn tiÕp mμ
®é lón cña nÒn kh«ng v−ît qu¸ 0,1mm th× ta tiÕp tôc t¸c dông cÊp t¶i träng
tiÕp theo.
- Cø tiÕp tôc t¸c dông t¶i träng t¨ng dÇn tõng cÊp nh− vËy cho ®Õn khi ®é lón
cña bμn nÐn t¨ng ®ét ngét, ®Êt xung quanh bμn nÐn nøt nÎ hay ®Êt tråi lªn 2
bªn bμn nÐn míi th«i.
3. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm vμ c¸c ®Æc ®iÓm biÕn d¹ng:
a) BiÓu ®å “ ®é lón - thêi gian“:
- KÕt qu¶ thÝ nghiÖm: LÊy c¸c sè liÖu ®o ®−îc tõ thÝ nghiÖm nÐn, theo tõng cÊp
ta vÏ ®−îc biÓu ®å quan hÖ gi÷a ®é lón vμ thêi gian nh− sau:
t
S
K.s §Æng Hång Lam- Bé m«n §Þa Kü ThuËt
Trang 2
Bμi gi¶ng c¬ häc ®Êt
ch−¬ng II: c¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña ®Êt
H×nh 2.1.2: BiÓu ®å “®é lón - thêi gian”
- §Æc ®iÓm biÕn d¹ng: Qua biÓu ®å trªn ta thÊy r»ng øng víi mçi cÊp t¶i träng
P
nguon tai.lieu . vn
ch−¬ng II: c¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña ®Êt
Ch−¬ng II: C¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña ®Êt
Ta biÕt r»ng tÊt c¶ c¸c c«ng tr×nh ®Òu ®−îc ®Æt trªn c¸c líp ®Êt, ®¸. Toμn bé lùc
t¸c dông lªn c«ng tr×nh ®Òu ®−îc truyÒn xuèng nÒn th«ng qua mãng c«ng tr×nh.
VËy mét c«ng tr×nh muèn æn ®Þnh, an toμn th× tr−íc hÕt nÒn mãng c«ng tr×nh ®ã
ph¶i ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc.
XuÊt ph¸t tõ yªu cÇu trªn tr−íc khi x©y dùng mçi c«ng tr×nh chóng ta ph¶i x¸c
®Þnh ®−îc søc chÞu t¶i cña nÒn ®Êt, ®¸. Muèn vËy chóng ta ph¶i nghiªn cøu c¸c tÝnh
chÊt c¬ häc cña ®Êt nh− tÝnh chÞu nÐn, tÝnh thÊm, kh¶ n¨ng chÞu c¾t ... cña ®Êt nÒn.
Trong thùc tÕ chóng ta th−êng gÆp hai hiÖn t−îng ®èi víi nÒn sau:
+ HiÖn t−îng lón: Lμ hiÖn t−îng biÕn d¹ng theo ph−¬ng ®øng lμm gi¶m thÓ
tÝch cña ®Êt nÒn. NÕu ®é lón nhá, ®Òu c«ng tr×nh vÉn cã thÓ sö dông ®−îc, nh−ng
khi ®é lón lín, kh«ng ®Òu sÏ g©y ra hiÖn t−îng nøt, ph¸ ho¹i c«ng tr×nh.
+ HiÖn t−îng nghiªng ®æ cña c«ng tr×nh: §ã lμ sù ph¸ ho¹i cña ®Êt nÒn lμm
c«ng tr×nh kh«ng thÓ tiÕp tôc khai th¸c ®−îc n÷a.
Hai hiÖn t−îng trªn ®Æc tr−ng cho hai vÊn ®Ò chÞu lùc cña ®Êt nÒn ®ã lμ vÊn ®Ò
biÕn d¹ng (lón) vμ vÊn ®Ò c−êng ®é hay æn ®Þnh.
Bμi 1:
TÝnh chÊt nÐn lón cña ®Êt
Nh− ch−¬ng I ®· nghiªn cøu th× ®Êt ®−îc cÊu t¹o tõ c¸c h¹t ®Êt s¾p xÕp mét
c¸ch tù nhiªn t¹o ra 3 pha r¾n, láng vμ khÝ. D−íi t¸c dông cña t¶i träng do c«ng
tr×nh truyÒn xuèng lμm ph¸ vì c¸c liªn kÕt tù nhiªn cña c¸c h¹t, chóng bÞ dÞch
chuyÓn lÌn chÆt vμo nhau lμm gi¶m lç rçng, gi¶m thÓ tÝch ®ã chÝnh lμ tÝnh nÐn lón
cña ®Êt.
Do ®Êt cã tÝnh nÐn lón nªn d−íi t¸c dông cña t¶i träng c«ng tr×nh ®Êt bÞ thay
®æi h×nh d¹ng, thay ®æi thÓ tÝch ta gäi ®Êt cã tÝnh biÕn d¹ng.
I. ThÝ nghiÖm nÐn ®Êt ë hiÖn tr−êng:
1. Dông cô thÝ nghiÖm:
- Bμn nÐn b»ng gang, thÐp hay bªt«ng cã diÖn tÝch kho¶ng 0,5m2 hoÆc 1m2 h×nh
trßn hoÆc h×nh vu«ng.
- Gi¸ truyÒn t¶i träng cã kh¾c v¹ch ®Õn 0,1mm.
- Bμn ®Æt t¶i ®Æt trªn gi¸ truyÒn.
- Kim chØ ®Ó x¸c ®Þnh ®é lón cña nÒn.
K.s §Æng Hång Lam- Bé m«n §Þa Kü ThuËt
Trang 1
Bμi gi¶ng c¬ häc ®Êt
ch−¬ng II: c¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña ®Êt
H×nh 2.1-1: ThÝ nghiÖm nÐn ®Êt ë hiÖn tr−êng
2. Tr×nh tù thÝ nghiÖm:
- §μo hè ®o ®Õn vÞ trÝ ®Æt mãng.
- §Æt m¸y ®o xuèng hè nh− h×nh 2.1-1.
- Sau khi bè trÝ m¸y xong ta ®Æt t¶i träng P (tÜnh t¶i) theo tõng cÊp t¨ng dÇn.
Mçi cÊp t¶i träng kho¶ng 20-50kN/m2 tuú theo tõng lo¹i ®Êt.
- §èi víi mçi cÊp t¶i träng ta ®o ®é lón cña nÒn ë tõng thêi ®iÓm kh¸c nhau
t=30gi©y, 1, 2, 3, 5, 15, 30, 45, 60, 90, 120phót. NÕu gi÷a hai lÇn ®o liªn tiÕp mμ
®é lón cña nÒn kh«ng v−ît qu¸ 0,1mm th× ta tiÕp tôc t¸c dông cÊp t¶i träng
tiÕp theo.
- Cø tiÕp tôc t¸c dông t¶i träng t¨ng dÇn tõng cÊp nh− vËy cho ®Õn khi ®é lón
cña bμn nÐn t¨ng ®ét ngét, ®Êt xung quanh bμn nÐn nøt nÎ hay ®Êt tråi lªn 2
bªn bμn nÐn míi th«i.
3. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm vμ c¸c ®Æc ®iÓm biÕn d¹ng:
a) BiÓu ®å “ ®é lón - thêi gian“:
- KÕt qu¶ thÝ nghiÖm: LÊy c¸c sè liÖu ®o ®−îc tõ thÝ nghiÖm nÐn, theo tõng cÊp
ta vÏ ®−îc biÓu ®å quan hÖ gi÷a ®é lón vμ thêi gian nh− sau:
t
S
K.s §Æng Hång Lam- Bé m«n §Þa Kü ThuËt
Trang 2
Bμi gi¶ng c¬ häc ®Êt
ch−¬ng II: c¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña ®Êt
H×nh 2.1.2: BiÓu ®å “®é lón - thêi gian”
- §Æc ®iÓm biÕn d¹ng: Qua biÓu ®å trªn ta thÊy r»ng øng víi mçi cÊp t¶i träng
P