Xem mẫu
- Năm 1938, trên cơ s lý thuy t c a Boussinesq, H.M. Westergaard ñã tính s
phân b ng su t dư i tác d ng c a t i tr ng t p trung, th ng ñ ng cho môi trư ng
phân l p g m các l p c ng ch có bi n d ng theo phương ñ ng theo công th c:
P
σz = .kw (4.4)
z2
1/ π
kw =
vi (4.5)
3/ 2
r
2
1 + 2
z
S khác nhau gi a h s k c a
P
Boussinesq và kw c a Westergaard ch
th y rõ khi t s r/z
y
1,5, giá tr c a hai h s này h u như o
gi ng nhau.
β
Khi n n ñá ch u tác d ng c a t i R Z
σz
tr ng phân b ñ u theo m t ñư ng th ng ( X
σR
theo tr c y ch ng h n) (hình 4.3) thì m i
r
m t ph ng vuông góc v i tr c có t i tr ng τ
M zy
τzx
phân b ñ u s ñ u có m t tr ng thái ng Z
su t - bi n d ng như nhau. N u xét trong
m t ph ng x0z thì ng su t t i m t ñi m b t kỳ s ch ph thu c vào hai to ñ x và
z. Năm 1892, Flamant ñã ñưa ra các
công th c xác ñ nh ng su t t i m t ñi m Hình 4.2. Bài toán Boussinesq
nào ñó, có d ng:
x2z
2p
σx =
( )
π x2 + z2 2
z3
2p
σz = (4.6)
( )
π x2 + z2 2
xz 2
2p
τ xz =
( )
π x 2 + z2 2
trong ñó: p là cư ng ñ c a t i tr ng phân b ñ u.
B ng tra h s k theo t s r/z
B ng 4-1
r/z k r/z k r/z k r/z k
0 00 0,4775 0,50 0,2733 1,00 0,0844 1,50 0,0251
0,01 0,4773 0,51 0,2679 1,01 0,0823 1,51 0,0245
0,02 0,4770 0,52 0,2625 1,02 0,0803 1,52 0,0240
0,03 0,4764 0,53 0,2571 1,03 0,0783 1,53 0,0234
0,04 0,4756 0,54 0,2518 1,04 0,0764 1,54 0,0229
0,05 0,4745 0,55 0,2466 1,05 0,0744 1,55 0,0224
230.C¬ häc ®¸
- 0,06 0,4732 0,56 0,2444 1,06 0,0727 1,56 0,0219
0,07 0,4717 0,57 0,2363 1,07 0,0709 1,57 0,0214
0,08 0,4699 0,58 0,2313 1,08 0,0691 1,58 0,0209
0,09 0,4679 0,59 0,2263 1,09 0,0674 1,59 0,0204
0,10 0,4657 0,60 0,2214 1,10 0,0658 1,60 0,0200
0,11 0,4633 0,61 0,2165 1,11 0,0641 1,61 0,0195
0,12 0,4607 0,62 0,2117 1,12 0,0626 1,62 0,0191
0,13 0,4579 0,63 0,2070 1,13 0,0610 1,63 0,0187
0,14 0,4548 0,64 0,2024 1,14 0,0595 1,64 0,0183
0,15 0,4516 0,65 0,1978 1,15 0,0581 1,65 0,0179
0,16 0,4482 0,66 0,1934 1,16 0,0567 1,66 0,0175
0,17 0,4446 0,67 0,1889 1,17 0,0553 1,67 0,0171
0,18 0,4409 0,68 0,1846 1,18 0,0539 1,68 0,0167
0,19 0,4370 0,69 0,1804 1,19 0,0526 1,69 0,0163
0,20 0,4329 0,70 0,1762 1,20 0,0513 1,70 0,0160
0,21 0,4286 0,71 0,1721 1,21 0,0501 1,72 0,0153
0,22 0,4242 0,72 0,1681 1,22 0,0489 1,74 0,0147
0,23 0,4197 0,73 0,1641 1,23 0,0477 1,76 0,0141
0,24 0,4151 0,74 0,1603 1,24 0,0466 1,78 0,0135
0,25 0,4103 0,75 0,1565 1,25 0,0454 1,80 0,0129
0,26 0,4054 0,76 0,1527 1,26 0,0443 1,82 0,0124
0,27 0,4004 0,77 0,1491 1,27 0,0433 1,84 0,0119
0,28 0,3954 0,78 0,1455 1,28 0,0422 1,86 0,0114
0,29 0,3902 0,79 0,1420 1,29 0,0412 1,88 1,0109
0,30 0,3849 0,80 0,1386 1,30 0,0402 1,90 0,0105
0,31 0,3796 0,81 0,1353 1,31 0,0393 1,92 0,0101
0,32 0,3742 0,82 0,1320 1,32 0,0384 1,94 0,0097
0,33 0,3687 0,83 0,1288 1,33 0,0374 1,96 0,0093
0,34 0,3632 0,84 0,1257 1,34 0,0365 1,98 0,0089
0,35 0,3577 0,85 0,1226 1,35 0,0357 2,00 0,0085
0,36 0,3521 0,86 0,1196 1,36 0,0348 2,10 0,0070
0,37 0,3465 0,87 0,1166 1,37 0,0340 2,20 0,0058
0,38 0,3408 0,88 0,1138 1,38 0,0332 2,30 0,0048
0,39 0,3351 0,89 0,1110 1,39 0,0324 2,40 0,0040
0,40 0,3294 0,90 0,1083 1,40 0,0317 2,50 0,0034
0,41 0,3238 0,91 0,1057 1,41 0,0309 2,60 0,0029
0,42 0,3181 0,92 0,1031 1,42 0,0302 2,70 0,0024
0,43 0,3124 0,93 2,1005 1,43 0,0295 2,80 0,0021
0,44 0,3068 0,94 0,0981 1,44 0,0288 2,90 0,0017
0,45 0,3011 0,95 0,0956 1,45 0,0282 3,00 0,0015
0,46 0,2955 0,96 0,0933 1,46 0,0275 3,50 0,0007
0,47 0,2899 0,97 0,0910 1,47 0,0269 4,00 0,0004
0,48 0,2843 0,98 0,0887 1,48 0,0263 4,50 0,0002
0,49 0,2788 0,99 0,0865 1,49 0,0257 5,00 0,0001
C¬ häc ®¸.231
- b
dx
b)
a) P
P p
o
β2 x
o β1
o r
x
x β
z z
dβ
xM
x
M
z
z
Hình 4.3 Hình 4.4
Khi n n ñá ch u t i tr ng hình băng phân b ñ u có cư ng ñ p, chi u r ng
d i băng là b thì ng su t t i m t ñi m b t kỳ trong n n ñá s ñư c tính theo công
th c:
p
1
β1 − (± β 2 ) + [sin 2β1 − sin (± 2β 2 )]
σz =
π
2
p
1
β1 − (± β 2 ) − [sin 2β1 − sin (± 2β 2 )]
σx = (4.7)
π
2
p
(cos 2β 2 − cos 2β1 )
τ xz = τ zx =
2π
Các ký hi u ñư c th hi n trên hình 4.4.
Tr s β2 l y d u dương khi ñi m ñang xét n m ngoài ph m vi hai ñư ng th ng
ñ ng khi qua mép c a t i tr ng. ð ti n s d ng, công th c 4.7 có th vi t thành:
σz = k1p
σx = k2p (4.8)
τxz = k3p
x z
trong ñó: k1, k2, k3 là các h s , ñư c l p thành b ng theo t s và (b ng
b b
4.2)
B ng 4.2
x/b
0 0,25 0,5
z/b
σz/p σx/p τ/p σz/p σx/p τ/p σz/p σx/p τ/p
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
0,00 1,00 1,00 0 1,00 1,00 0,00 0,05 0,50 0,32
0,10 1,00 0,75 0 0,99 0,69 0,04 0,05 0,44 0,31
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
0,25 0,96 0,45 - 0,90 0,39 0,13 0,05 0,35 0,30
0.35 0,91 0,31 - 0,83 0,29 0,15 0,49 0,29 0,28
232.C¬ häc ®¸
- 0,50 0,82 0,18 - 0,74 0,19 0,16 0,48 0,23 0,26
0,75 0,67 0,08 - 0,61 0,10 0,13 0,45 0,14 0,20
1,00 0,55 0,04 - 0,51 0,05 0,10 0,41 0,09 0,16
1,25 0,46 0,02 - 0,44 0,03 0,07 0,37 0,06 0,12
1,50 0,40 0,01 - 0,38 0,02 0,06 0,33 0,04 0,10
1,75 0 35 - - 0,34 0,01 0,04 0,30 0,03 0,08
2,00 0 31 - - 0,31 - 0,03 0,28 0,02 0,06
3,00 0,21 - - 0,21 - 0,02 0,20 0,01 0,03
4,00 0,16 - - 0,16 - 0,01 0,15 - 0,02
5,00 0,13 - - 0 13 - - 0,12 - -
6,00 0,11 - - 0 10 - - 0,10 - -
x/b
z/b 1 1,5 2
σz/p σx/p τ/p σz/p σx/p τ/p σz/p σx/p τ/p
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
0,10 0,01 0,08 0,02 0,00 0,03 0,00 0,00 0,02 0,00
0,25 0,02 0,17 0,05 0,00 0,07 0,01 0,00 0,04 0,00
0.35 0,04 0,20 0,08 0,01 0,10 0,02 0,00 0,05 0,01
0,50 0,08 0,21 0,13 0,02 0,12 0,04 0,00 0,07 0,02
0,75 0,15 0,22 0,16 0,04 0,14 0,07 0,02 0,10 0,04
1,00 0,19 0,15 0,16 0,07 0,14 0,10 0,03 0,13 0,05
1,25 0,20 0,11 0,14 0,10 0,12 0,10 0,04 0,11 0,07
1,50 0,21 0,08 0,13 0,11 0,10 0,10 0,06 0,10 0,07
1,75 0,21 0,06 0,11 0,13 0,09 0,10 0,07 0,09 0,08
2,00 0,20 0,05 0,10 0,14 0,07 0,10 0,08 0,08 0,08
3,00 0,17 0,02 0,06 0,13 0,03 0,07 0,10 0,04 0,07
4,00 0,14 0,01 0,03 0,12 0,02 0,05 0,10 0,03 0,05
5,00 0,12 - - 0,11 - - 0,09 - -
6,00 0,10 - - 0,10 - - - - -
Khi n n ñá ch u t i tr ng phân b theo hình tam giác v i cư ng ñ áp l c
l n nh t là p (hình 4.5) thì ng su t theo phương th ng ñ ng có th ñư c tính theo
công th c:
σz = ktg . p (4.9)
trong ñó: ktg là h s tính ng su t, ph thu c vào h s x/b và z/b v i x và z
là to ñ c a ñi m tính ng su t so v i g c to ñ 0 ñ u nh n
hình tam giác có c nh góc vuông b là ñáy c a t i tr ng hình băng
d ng tam giác.
Giá tr c a ktg ñư c l p thành b ng (b ng 4.3) ñ ti n s d ng.
b
p
o
x
C¬ häc ®¸.233
z
- Hình 4.5
B ng 4.3
x/b
-1,5 -1,0 -0,5 0 0,25 0,50 0,75 1,0 1,5 2,0 2,5
z/b
0 0 0 0 0 0,250 0,500 0,750 0,500 0 0 0
0,25 - - 0,001 0,075 0,256 0,480 0,643 0,424 0,015 0,003 -
0,50 0,002 0,003 0,023 0,127 0,263 0,410 0,477 0,353 0,056 0,017 0,003
0,75 0,006 0,016 0,042 0,153 0,248 0,335 0,361 0,293 0,108 0,024 0,009
1,0 0,014 0,025 0,061 0,159 0,223 0,275 0,279 0,241 0,129 0,045 0,013
1,50 0,020 0,048 0,096 0,145 0,178 0,200 0,202 0,185 0,124 0,062 0,041
2,0 0,033 0,061 0,092 0,127 0,146 0,155 0,163 0,153 0,108 0,069 0,050
3,0 0,050 0,064 0,080 0,096 0,103 0,104 0,108 0,104 0,090 0,071 0,050
4,0 0,051 0,060 0,067 0,075 0,078 0,085 0,082 0,075 0,073 0,060 0,049
5,0 0,047 0,052 0,057 0,059 0,062 0,063 0,068 0,065 0,061 0,051 0,047
6,0 0,041 0,041 0,050 0,051 0,052 0,053 0,053 0,053 0,050 0,050 0,045
Ngư i ta cũng tính ñư c s phân b ng su t trong n n khi ch u tác d ng c a
t i tr ng hình băng có hình dáng b t kỳ b ng cách chia bi u ñ áp su t do t i tr ng
bên ngoài gây ra thành nh ng m nh hình băng d ng ch nh t (t i tr ng phân b ñ u)
hay d ng tam giác, áp d ng các công th c (4.8), (4.9) r i l y t ng c a chúng.
V i các t i tr ng hình băng d ng hình thang ngư i ta có th s d ng bi u ñ
&& sterberg.
O
4.1.1.2. ng su t và bi n d ng trong n n ñá n t n , d hư ng.
Vi c xác ñ nh các ñ c trưng phân b ng su t trong n n ñá n t n là m t v n
ñ r t quan tr ng trong cơ h c ñá, nó cho phép xác ñ nh cách ng x và bi n d ng
c a n n dư i tác d ng c a t i tr ng.
Nghiên c u b ng th c nghi m trong nh ng năm g n ñây ñã ch ng t là ñ mô
t ñư c rõ ràng tr ng thái ng su t c a n n ñá n t n , không nên dùng nh ng phương
trình c a lý thuy t ñàn h i áp d ng cho môi trư ng ñ ng nh t, ñ ng hư ng.
Do n t n và phân l p ñã làm m t tính ch t liên t c c a kh i ñá, t o thành m t
môi trư ng phân l p hay kh i n t khác h n v i môi trư ng ñ ng nh t, ñ ng hư ng.
M t s thông s cơ b n c a môi trư ng này là:
- Hư ng c a h th ng khe n t gây nên tính d hư ng c a n n
- D ng hình h c c a các kh i n t, quan h tương h gi a chúng
- Các ñ c tính c a b m t ti p xúc
234.C¬ häc ®¸
- - S c ch ng c t d c theo các m t ti p xúc
- Tính bi n d ng và ñ b n c a kh i ñá
- ð c tính truy n t i c a n n (quan h gi a ñ c ng c a móng công trình và
n n ñá)
- S lư ng các kh i n t riêng bi t trong ph m vi n n công trình.
Nh ng thông s này s nh hư ng ñ n s phân b ng su t trong kh i ñá n t
n và phân l p. Nh ng nghiên c u c a D.Krsmanovic và S.Milic (1964) hay c a
V.Maury và P.Habib (1967) trên mô hình v t li u có các khe n t n m ngang hay
th ng ñ ng ho c trên mô hình quang ñàn h i c a n n có các l p n m ngang ñã ch ng
t r t rõ ràng ñi u ñó.
Năm 1971, E.Gaziev và S.Erlikhman ñã ño ng su t b ng các tenxơmet g n
vào các kh i ñá n m trong n n ñá có các m t phân l p song song, h p v i phương
c a l c tác d ng nh ng góc nghiêng khác nhau. Th c nghi m ñã th y là khi góc h p
gi a m t phân l p và phương c a l c tác d ng thay ñô thì ng su t nén l n nh t
trong n n ñá phân l p cũng thay ñ i theo. Trên hình 4.6 ñã th hi n rõ ñi u ñó: Khi
m t phân l p n m ngang (α là góc h p gi a m t phân l p và hư ng c a l c tác d ng,
b ng 90o), bi u ñ ng su t kéo dài theo phương vuông góc v i m t phân l p.
Khi m t phân l p nghiêng ñi m t chút, góc nghiêng α gi m ñi, m t ph n t i
tr ng b t ñ u truy n ra “ñ u” c a l p làm s phân b ng su t không còn ñ i x ng
n a.
Khi góc nghiêng α =45o, có th coi kh năng phân b t i tr ng gi a hai phía
c a l p ph n b ng nhau, ph n l n ng su t nghiêng v phía theo phương vuông góc
v i m t phân l p.
Khi l p càng nghiêng nhi u, tr s và chi u sâu phát tri n c a bi u ñ ng su t
gi m ñi theo hư ng vuông góc v i m t phân l p và tương ng, bi u ñ phân b ng
su t d c theo m t phân l p tăng lên.
Khi m t phân l p g n như th ng ñ ng (α = 0), t t c t i tr ng h u như truy n
h t lên ñ u c a l p và trên bi u ñ phân b ng su t, ng su t phát tri n r t sâu, d c
theo m t phân l p.
M t ñi u r t quan tr ng mà ngư i ta ñã phát hi n ra trong th c nghi m này là
hi n tư ng tăng ng su t nh ng kh i ñá gi a, n m ngay dư i ch tr ng t i tác
ñ ng. Tr s l n nh t c a ng su t ñ t ñư c khi ch t t i vuông góc v i m t phân l p
c a kh i ñá và th c t , không th y xu t hi n ng su t khi ch t t i d c theo m t phân
l p.
Ngư i ta cũng th y là trong n n ñá có m t vùng khá r ng, ñó, m t trong
nh ng ng su t chính tác d ng lên kh i ñá l i là ng su t kéo. Tuy r ng kh i ñá
không th ti p nh n ng su t kéo, nhưng trong nh ng kh i ñá tách ra c a n n, có th
xu t hi n các ng su t kéo r t l n do các kh i ñá b xô l ch, bóp méo trong khi bi n
d ng.
C¬ häc ®¸.235
- Hình 4.6. S thay ñ i
c a bi u ñ ng su t nén
l n nh t trong n n ñá phân
l p khi thay ñ i góc α
gi a hư ng c a t i tr ng
và m t phân l p.
a- môi trư ng ñ ng
nh t;
b - α = 90o;
c - α = 60o;
d - α = 45o;
e - α =30o;
f - α = 0o .
Năm 1977, J. Bray ñã
tìm ra công th c ñ tính s phân b ng su t dư i tác d ng c a t i tr ng t p trung
trong môi trư ng phân l p, d hư ng dư i d ng khá ph c t p. K t qu tính toán cũng
v ñư c các bi u ñ phân b ng su t trong các trư ng h p góc nghiêng c a t i tr ng
tác d ng và hư ng c a m t phân l p thay ñ i. D ng c a nó có th th y trên hình 4.7.
So v i bi u ñ c a Gaziev và Erlikhman (1971) thì cũng không khác nhau l m.
Ngư i ta cũng ñã thí nghi m trên mô hình ñ nghiên c u tính bi n d ng c a
n n ñá n t n . Môñun ñàn h i c a v t li u ñá xác ñ nh qua m u ñá không ñ c trưng
cho tính ch t bi n d ng c a n n ñá. Trong n n ñá, gi a các kh i n t còn có s ti p
xúc và tương tác gi a chúng.
Giá tr l n nh t c a môñun ñàn h i ng v i bi n d ng bé nh t c a môi trư ng
quan sát th y d c theo m t phân l p, trong khi theo phương vuông góc v i m t l p,
môi trư ng b bi n d ng nhi u nh t nên môñun ñàn h i s là bé nh t. ði u này cũng
ñư c ch ng minh khi nghiên c u tính ch t ñàn h i ñ ng c a kh i ñá.
K t qu nghiên c u ñư c bi u di n trên hình 4.8, trong ñó s thay ñ i c a
môñun ñàn h i tĩnh ñư c bi u th b ng các nét ñ t, còn môñun ñàn h i ñ ng thì b ng
các nét li n.
236.C¬ häc ®¸
- Hình 4.7. Bi u ñ ng su t dư i
tác d ng c a t i tr ng theo k t qu
tính toán c a J. Bray (1977.)
Hình 4.8.
S thay ñ i c a môñun ñàn h i theo
các hư ng khác nhau trong kh i ñá
phân l p.
4.1.1.3. S phá hu n n ñá dư i tác d ng c a t i tr ng
T lâu, ngư i ta ñã nghiên c u cơ ch phá hu ñá dư i tác ñ ng c a t i tr ng
và cho ñ n nay, v n chưa có m t quan ñi m th ng nh t v v n ñ này.
M t s nhà nghiên c u c a Liên Xô cũ như Ju.A.Rozanov, R.M.Eygeles , và
Ju. Ja.Extrin (1966) ñã nghiên c u s phá hu c a ñá hoa khi ch u tác ñ ng c a t i
tr ng tăng d n ñã th y trong kh i ñá khi b phá hu có th chia thành 4 vùng khác
nhau:
Vùng I n m sát ngay dư i t i tr ng và gi i h n c a nó là m t m t c u ( hình
4.9), trong ñó có nhi u v t r n n t, nh t là xung quanh mép c a t i tr ng. ði u này
cũng phù h p v i k t qu nghiên c u v s phân b áp l c dư i ñáy ñ t hình tr
khi ch u tác d ng c a l c nén, qua công th c:
P
px = (4.10)
2πa a 2 − x 2
trong ñó: px là s phân b áp l c trên m t ti p xúc;
P là t i tr ng tác d ng lên ñ t;
a là bán kính c a ñ t;
x là kho ng cách t ñi m ñang xét t i tr c ñ i x ng.
Rõ ràng là mép ñ t (x=a) thì áp l c s l n nh t.
Vùng II n m dư i vùng I và cũng ñư c gi i h n b ng m t m t c u khác, nhưng
ranh gi i gi a vùng I và II không rõ
ràng l m.
Vùng III ñư c ñ c trưng b ng
các khe n t th ng ñ ng mép c a t i
tr ng. Ph n ñá trong vùng này ñã b
nghi n nát
Vùng IV ch xu t hi n khi ch u
tác ñ ng c a t i tr ng l n, các v t n t
phát tri n r ng thêm ñi lên phía m t
thoáng .
Năm 1972, B.Ladanyi cũng ñã
nghiên c u quá trình phá hu n n ñá
C¬ häc ®¸.237
Hình 4.9. Các vùng phá hu trong ñá
khi chdu t i
a) )
- khi ch u tác ñ ng c a t i tr ng. Coi r ng kh i ñá không n t n , t i tr ng tác d ng lên
m t môi trư ng ñàn h i. Cũng gi ng như k t qu nghiên c u c a các tác gi Xô vi t,
khi ñ t t i t i tr ng gi i h n, mép c a t i tr ng b t ñ u xu t hi n các v t n t, r n
(hình 4.10a). Khi t i tr ng tăng lên thì các v t n t phát tri n r ng thêm, sâu thêm và
nhi u thêm (hình 4.10b) r i t o thành m t cái nêm, phát tri n sâu xu ng phía dư i
(hình 4.10c). Tuỳ theo giá tr c a t i tr ng tác d ng lên n n ñá và tính ch t c a ñá
trong n n mà quá trình phá hu có th bao g m các giai ño n trên hình t a-c.
Th c t , kh i ñá l i g m nhi u n t n , l r ng nh t là v i các ñá tr m tích g n
k t y u, do s bi n d ng không thu n ngh ch nên khi ch u t i tr ng, có th không
xu t hi n ñ y ñ các giai ño n r n n t, v nát r i t o nêm mà có th b
phá ho i ngay theo xô ñ y hay trư t (hình b) 4.10d e) và 4.10e).
Hình 4.10.Các ki u phá hu n n ñá
4.1.2. S C CH U T I C A N N ðÁ
4.1.2.1.Khái ni m
ð ñánh giá s c ch u t i c a n n ñá c) có th dùng m t s phương pháp
như phương pháp gi i tích, phương pháp tính toán b ng các phương trình
truy n th ng và b ng phương pháp thí nghi m hi n trư ng. Trong các phương pháp
trên thì phương pháp thí nghi m hi n trư ng ít ñư c dùng nh t vì nó t n kém và khi
thí nghi m hi n trư ng, k t qu thí nghi m ph thu c r t nhi u vào hi u ng t l .
Trong phương pháp gi i tích, ngư i ta có th dùng phương pháp ph n t h u
h n, phương pháp cân b ng gi i h n. Phương pháp ph n t h u h n r t thích h p cho
vi c phân tích n n móng trong ñi u ki n hình dáng, t i tr ng và n n ñá thay ñ i trong
ph m vi l n - nhưng như c ñi m chính c a phương pháp này là không tr c ti p ñưa
ra ñư c cách gi i ñ tính s c ch u t i c a n n ñá.
Phương pháp cân b ng gi i h n cũng ñư c s d ng ñ tính toán s c ch u t i
cũng như s n ñ nh c a b d c. S c ch u t i gi i h n ñư c tính toán trư ng h p
gi i h n, khi h s an toàn b ng 1.
Các phương trình truy n th ng dùng ñ tính toán s c ch u t i thư ng là các
công th c kinh nghi m hay bán kinh nghi m, ph thu c r t nhi u vào tính ch t c a
ñá, cách th c phá hu c a n n ñá khi ch u tác d ng c a t i tr ng.
Vi c tính toán s c ch u t i c a n n ñá có th thông qua hai ch tiêu cơ b n: S c
ch u t i gi i h n và s c ch u t i cho phép. Theo ñ nh nghĩa c a H i thí nghi m và v t
li u c a M (American Society for Testing and Material ASTM ) thì s c ch u t i gi i
h n là t i tr ng trung bình trên m t ñơn v di n tích ñ làm phá hu kh i ñá do ñ t
gãy, còn s c ch u t i cho phép là áp l c l n nh t có th tác d ng lên kh i ñá mà v n
ñ m b o an toàn ñ y ñ , không làm phá ho i kh i ñá.
S c ch u t i cho phép d a trên ñ b n c a kh i ñá, ñư c tính theo công th c:
q
[q ]= gh (4.11)
Fs
[q] là s c ch u t i cho phép;
trong ñó:
qgh là s c ch u t i gi i h n;
Fs là h s an toàn.
238.C¬ häc ®¸
- 4.1.2.2. Các công th c xác ñ nh s c ch u t i
Tuỳ theo cách th c phá hu kh i ñá và tính ch t c a chúng mà s c ch u t i c a
n n ñá ñư c tính theo nhi u công th c khác nhau:
Khi n n ñá b phá hu do trư t
S c ch u t i gi i h n trong trư ng h p này có th xác ñ nh theo công th c
truy n th ng c a Buisman – Terzaghi (1943). Công th c này ch ñúng cho các móng
có t s gi a chi u dài và chi u r ng l n hơn 10:
qgh = cNc + 0,5 γBNγ +γ DNq (4.12)
trong ñó: c là cư ng ñ l c liên k t c a kh i ñá;
γ là tr ng lư ng th tích c a ñá;
B là chi u r ng c a móng;
D là chi u sâu chôn móng.
Nc , Nγ , Nq là các h s s c ch u t i, ñư c tính theo các công th c:
Nc = 2Nϕ1/2 (Nϕ +1) (4.13)
Nγ = Nϕ1/2 (Nϕ2 - 1) (4.14)
Nq = Nϕ2 (4.15)
Nϕ = tg2 (45+ϕ/2) (4.16)
v i ϕ là góc ma sát trong c a kh i ñá.
Công th c (4.12) dùng thích h p cho trư ng h p trong kh i ñá ñ u có c 2
thông s cư ng ñ l c liên k t c và góc ma sát trong ϕ.
Khi trong kh i ñá không có l c liên k t.
Trong trư ng h p s phá hu x y ra d c theo các m t khe n t hay kh i ñá n t
n m nh không có l c liên k t, thì s c ch u t i gi i h n ñư c tính theo công th c:
qgh = 0,5γBNγ + γDNγ (4.17)
Khi kh i ñá b trư t c c b
Trư ng h p này x y ra khi s phá hu b m t b t ñ u xu t hi n nhưng chưa
lan truy n, ph bi n trên kh p b m t kh i ñá. S c ch u t i gi i h n ñư c tính theo
công th c:
qgh = cNc +0,5γBNγ (4.18)
H s hi u ch nh:
C¬ häc ®¸.239
- Các công th c (4.12), (4.17) và (4.18) ch áp d ng cho trư ng h p t s gi a
chi u dài và chi u r ng móng L/B > 10. Khi móng có hình tròn, vuông hay t s
L/B< 10 thì ph i dùng h s hi u ch nh ñ nhân v i các h s tương ng khi tính toán
s c ch u t i.
Theo G.F.Sowers (1979) thì h s hi u ch nh cho các h s s c ch u t i có th
l y theo b ng 4.4.
B ng 4.4
H s hi u ch nh
Lo i móng
Nc Nγ
Tròn 1,2 0,70
Vuông - Ch nh t 1,25 0,85
L/B = 2 1,12 0,90
L/B = 5 1,05 0,95
L/B = 10 1,00 1,00
Khi kh i ñá b phá hu do nén
Trư ng h p này gi ng như khi nén các c t ñá, s phá hu x y ra như khi nén
n hông. S c ch u t i gi i h n ñư c tính theo công th c:
qgh = 2c.tg(45+ ϕ/2) (4.19)
Khi kh i ñá b phá hu do n t, v .
Trư ng h p này x y ra khi trong kh i ñá có nh ng khe n t th ng ñ ng, ñá b
n t, v ra khi ch u tác d ng c a t i tr ng.B.W.Bishnoi (1968) ñã ñưa ra các công
th c ñ tính s c ch u t i gi i h n c a kh i ñá.
ð i v i móng tròn:
qgh = JcNcr (4.20)
ð i v i móng vuông:
qgh = 0,85 JcNcr (4.21)
ð i v i móng băng có t s L/B ≤ 32 :
JcN cr
q gh = (4.22)
L
2,2 + 0,18
B
trong ñó: J là h s ñi u ch nh, ph thu c vào chi u dày c a kh i ñá và chi u
r ng c a móng;
L là chi u dày c a móng;
Ncr là h s s c ch u t i, ñư c tính b ng công th c:
240.C¬ häc ®¸
- S
2
2N ϕ
1 − 1 − N ϕ cot gϕ + 2 N 1 / 2
N cr = cot gϕ (4.23)
B Nϕ
ϕ
1+ Nϕ
v i S là kho ng cách gi a các khe n t.
M t d ng khác c a công th c Bishnoi là:
1 S (N ϕ −1 / N ϕ )
q gh = q u − 1
N ϕ (4.24)
N ϕ−1 B
trong ñó: qu là ñ b n nén m t tr c c a ñá.
H s ñi u ch nh J và h s s c ch u t i Ncr có th ñư c xác ñ nh theo các bi u
ñ do Bishnoi ñưa ra như trên hình 4.11 và 4.12.
500
1.0
100
0.8
HÖ sè hiÖu chÝnh J
HÖ sè søc chÞu t¶i Ncr o
o
60
, 70
0.6
ϕ
o
B
50 o
10
o 30
0.4 40
H
ϕ. 0
10 o
20 o
S
0.2
0 1
2 6 8 10
4 1 10 20
0.1
Tû sè S/B
Tû sè H/B
Hình 4.11. Bi u ñ quan h gi a h Hình 4.12. Bi u ñ quan h gi a h
s hi u ch nh J và t s H/B s s c ch u t i Ncr và t s S/B
V i nh ng kh i ñá, nhi u khi r t khó xác ñ nh ñư c cư ng ñ l c liên k t c.
Ngư i ta có th tìm ñư c c qua công th c:
q u .s
c= (4.25)
ϕ
2 tg 45 +
2
RMR − 100
s = exp
trong ñó: (4.26)
9
T t c các công th c trên (t công th c 4.12) ñ u ñư c rút ra t tài li u c a
ðoàn k sư quân ñ i M EM 1110-1-2908 tháng 11-1994.
Tính toán s c ch u t i c a n n ñá theo TCXD45-78 c a Vi t Nam.
C¬ häc ®¸.241
- Theo tiêu chu n này, s c ch u t i c a n n ñá ñư c tính theo công th c 4.27, không
ph thu c vào ñ sâu ñ t móng:
R ' = R d .b.l (4.27)
trong ñó: R’ là s c ch u t i c a n n ñá;
Rñá là giá tr tính toán cư ng ñ t c th i c a m u ñá nén tr ng
thái no nư c;
b , l là chi u r ng và chi u dài tính ñ i c a móng, ñư c xác ñ nh
theo công th c:
b = b - 2eb (4.28)
l =l – 2el (4.29)
v i b, l là chi u r ng và chi u dài c a móng;
eb ,el là ñ l ch tâm c a ñi m ñ t h p l c theo hư ng tr c d c
và tr c ngang c a móng.
S c ch u t i c a n n ñá cũng có th ñư c tính theo m t công th c khác:
R’ = km Rñ (4.30)
trong ñó: k h s ñ ng nh t c a ñá. Khi không có s li u thí nghi m, có th
l y b ng 0,17;
m là h s ñi u ki n làm vi c, l y b ng 3.
Khi n n ñá b n t n nhi u ho c b phong hoá m nh, b m m hoá thì ñ thu
ñư c k t qu chính xác c a s c ch u t i c a n n ñá, nên ti n hành thí nghi m bàn
nén.
4.1.2.3. Xác ñ nh s c ch u t i c a n n ñá theo các b ng tra
M t s nư c ñã l p các b ng ñ tra s c ch u t i c a n n theo các lo i ñá, tính
ch t n t n và các ñ c tính riêng c a chúng.
Theo m t s tiêu chu n c a M , s c ch u t i c a n n ñá có th l y theo
b ng4.5 và 4.6.
Áp su t cho phép trên n n ñá, (T/ft2)
B ng 4.5
Tiêu chu n
Lo i ñá
A B C D
ðá g c k t tinh d ng kh i như granit, ñiorit,
gneis, ñá vôi c ng, ñolomit. 100 100 0,2qgh 10
ðá phân phi n m ng, không b phong hoá 40 40 0,2qgh 4
ðá vôi không phong hoá 40 15 0,2qgh 4
242.C¬ häc ®¸
- ðá phi n, cát k t r n ch c 25 15 0,2qgh 3
ðá g c y u, v v n; ñá vôi y u 10 0,2qgh
ðá phi n y u 4 0,2qgh
Trong b ng trên, 1T/ft2 = 0,10725 MPa
A là tiêu chu n BOCA (1968)
B là tiêu chu n xây d ng qu c gia (1967)
C là tiêu chu n xây d ng n ñ nh (1964)
D là tiêu chu n Los Angeles (1959)
Áp su t cho phép trên n n ñá n t n
B ng 4.6
[q], T/ft2
RQD, %
100 300
90 200
75 120
50 65
25 30
0 10
(
Theo tiêu chu n C SN73 1001 c a Ti p Kh c thì áp l c gi i h n lên n n ñá
có th tra theo b ng 4.7 tuỳ theo m c ñ n t n c a n n ñá.
Áp l c gi i h n lên n n ñá (MPa)
B ng 4.7
M cñ n tn
Lo i ñá
Ít T/bình M nh
ðá magma, bi n ch t và tr m tích(chi u dày l p >
25cm) chưa b phong hoá 6 4 2
ðá magma, bi n ch t phong hoá nh , ðá tr m tích
(chi u dày l p t 5 ñ n 25 cm) chưa phong hoá.
ðá magma, bi n ch t và tr m tích(chi u dày l p t 2 1 0,6
5 ñ n 25 cm) phong hoá nh , ñá tr m tích c ng
(chi u dày l p > 5cm) không phong hoá
ðá tr m tích (chi u dày l p t 5 ñ n 25 cm) b
1 0,6 0,4
phong hoá; ñá tr m tích c ng (chi u dày l p <
5cm) phong hoá nh
ðá tr m tích n a c ng, chưa b phong hoá
- 0,4 0,3
ðá tr m tích n a c ng phong hoá nh
C¬ häc ®¸.243
- ðá tr m tích n a c ng phong hoá 0,4-0,5 - -
0,3-0,4 - -
0,2-0,3 - -
4.2. N ð NH B D C ðÁ
4.2.1. B D C VÀ ð N ð NH C A NÓ
4.2.1.1.Khái ni m
Trong th c t thư ng g p các công trình xây d ng trên n n ñá mà di n tích
phân b c a nó theo m i phương không hoàn toàn như nhau. phía n n b
h n ch , thư ng ph i làm các b d c- là ph n ñá b gi i h n b i m t m t ph ng ñ ng
hay nghiêng n i li n hai m c cao ñ khác nhau như ñư ng s t, ñư ng ôtô xây
d ng trên sư n núi hay ven bi n, các b ñ p, h ch a nư c, các b m l thiên hay
bãi th i c a khai trư ng khai thác l thiên…
Các b d c ñá có th là t nhiên( như các sư n núi) hay nhân t o (các công
trình thu l i, giao thông, khai thác m trong vùng núi ñá…)
Dư i tác d ng c a tr ng lư ng b n thân kh i ñá trong b d c, ñ ng th i do tác
d ng c a các y u t bên ngoài như ngo i l c, các ho t ñ ng ñ a ch t hay các tác
ñ ng c a nư c ng m và nư c m t…mà có th làm b d c b d ch chuy n. ð i v i b
d c ñá, m t s d ch chuy n ch y u thư ng th y là:
- Trư t theo m t m t trư t
Hi n tư ng kh i trư t b d ch chuy n xu ng dư i theo các m t phân l p hay
các m t khe n t là các m t có liên k t kém nh t trong kh i ñá. M t trư t trư ng
h p này thư ng là m t ph ng, thư ng th y trong các kh i ñá có m t phân l p hay các
khe n t ñ v phía chân b d c v i góc nghiêng so v i phương n m ngang l n hơn
góc ma sát trong kh i ñá hay ch ti p xúc gi a công trình và n n ñá khi l c ñ y
ngang tăng lên m nh. (hình 4.13a)
Trong các ñá ñ ng nh t, liên k t y u, m t trư t ñư c coi là có d ng cung tròn
(hình 4.13b).
Trong ñá ñ ng nh t, n t n nhi u thì m t trư t là k t h p c a hai lo i m t
trư t trên, không có hình dáng nh t ñ nh (hình 4.13c).
V i kh i ñá có nhi u h th ng khe n t c t nhau, m t trư t có th là m t m t
g y khúc hay có th c t khe n t m t ph n nào ñó c a m t trư t (như trư ng h p
ñã x y ra ñ p Vaiont c a Ý năm 1963).
a) b) c)
Hình 4.13. Trư t theo m t m t trư t
a) M t trư t th ng; b) M t trư t cung tròn; c) M t trư t b t kỳ.
244.C¬ häc ®¸
- - Trư t theo các m t bên
Do hình thành hai m t trư t khác nhau, kh i
trư t ñư c t o thành có d ng hình nêm, chuy n
d ch xu ng phía dư i, trư ng h p này thư ng x y
ra v i nh ng kh i ñá có hai hay nhi u h th ng
khe n t c t nhau (hình 4.14).
- ðá ñ , ñá lăn. Hình 4.14. Trư t
theo các m t bên.
Hi n tư ng các kh i ñá b ñ , b
lăn theo các m t trư t t trên cao
xu ng chân b d c, thư ng th y
nh ng kh i ñá có nh ng khe n t th ng
ñ ng hay có nhi u khe n t ngang d c
làm kh i ñá b c t v n ra. Khi g p ñi u
ki n thu n l i, chúng ñ ho c lăn
xu ng phía dư i v i t c ñ khá nhanh.
M t s d ng ñá ñ , ñá lăn có th th y
trên hình 4.15.
Trong các lo i chuy n d ch trên Hình 4.15. ðá ñ , ñá lăn.
thì nguy hi m nh t là hi n tư ng trư t
theo m t m t trư t hay g i t t là trư t.
S d ch chuy n c a ñá khi b trư t x y
ra không ñ u và không liên t c. Quan
sát hi n tư ng d ch chuy n do trư t
kh i ñá vùng xây d ng ñ p
Mohammad Reza Iran, ngư i
ta ñã v ñư c ñ th bi u th chuy n v
ñ ng và ngang t i nh ng th i ñi m
khác nhau (t 30/12/1962) ñ n
(9/4/1963) như trên hình 4.16.
ð i v i b d c, tr ng thái ng
su t c a nó luôn thay ñ i, ph thu c
vào chi u cao và góc nghiêng c a b
d c. Th c t ñã th y là h s áp l c
Hình 4.16. Chuy n v ñ ng (tr c tung) và
ngang trong kh i ñá trên b d c có th
chuy n v ngang (tr c hoành) do trư t kh i
ñ t t i 3-5, nghĩa là áp l c theo
ñá khu v c xây d ng ñ p Mohammad
phương ngang l n hơn r t nhi u l n
Reza.
theo phương ñ ng do tr ng lư ng b n
thân kh i ñá bên trên gây ra. S chênh
l ch gi a hai lo i áp l c càng l n khi b d c càng cao, t o nên s t p trung ng su t
m t vùng nào ñó (thư ng phía chân b d c hay nh ng m t y u bên trong kh i ñá
trên b d c) và do v y s gây ra trư t b d c.
C¬ häc ®¸.245
- T quan sát d ch chuy n và nghiên c u tr ng thái ng su t c a kh i ñá trên b
d c s ñánh giá ñư c s n ñ nh c a b d c.
Nói chung, m t b d c s n ñ nh khi
ΣSi > ΣTi (4.31)
ΣSi là t ng các l c gi
trong ñó: b d c không b trư t theo m t y u nh t
trong kh i ñá.
ΣTi là t ng các l c gây trư t trên m t ph ng y.
T s gi a t ng các l c gi và t ng các l c gây trư t trên g i là h s d tr n
ñ nh hay g i t t là h s n ñ nh n; nghĩa là
∑ Si
N= (4.32)
∑ Ti
M t y u nh t trong kh i ñá s có h s n ñ nh n bé nh t. Hi n tư ng trư t s
x y ra theo m t trư t này. Khi n=1 thì kh i trư t s tr ng thái cân b ng gi i h n.
4.2.1.2. Các y u t nh hư ng t i s n ñ nh b d c.
Y u t là nh ng quá trình làm thay ñ i ñi u ki n n ñ nh b d c. Có r t nhi u
y u t nh hư ng t i ñ n ñ nh b d c, nhưng nói chung, có th chia làm hai nhóm
y u t chính: Y u t t nhiên và y u t con ngư i.
Y u t t nhiên
Y u t t nhiên bao g m t t c nh ng ñ c trưng t nhiên c a b d c, nh ng
quá trình, hi n tư ng t nhiên x y ra không ph thu c vào ý mu n ch quan c a con
ngư i, làm thay ñ i s n ñ nh c a b d c.
- D ng hình h c c a b d c
B ngoài b d c ñư c quy t ñ nh
b ng chi u cao và góc nghiêng c a b
io
d c. Nói chung chi u cao càng l n, góc
i
nghiêng càng nhi u thì ñ n ñ nh c a
b dc càng kém.
- Tính ch t c a ñá trên b d c
Khi b d c b chuy n d ch, ng Hình 4.17. Góc nâng
su t trư t ñã l n hơn s c ch ng trư t và góc nâng ban ñ u khi trư t.
c a ñá trên m t trư t. Vì v y, thông s
góc ma sát trong ϕ và cư ng ñ l c liên k t c c a ñá là nh ng ñ c trưng r t quan
tr ng khi nghiên c u v trư t, nh t là các giá tr c a ϕ và c xác ñ nh ñư c t i hi n
trư ng b ng phương pháp in situ. Trong các ñi u ki n khác như nhau, ñ b n c a ñá
càng cao thì góc nghiêng n ñ nh c a b d c càng l n, ñem l i hi u qu kinh t rõ
r t: V i b d c ñá cao 300m khi tăng góc nghiêng b d c t 30o ñ n 34o thì ñã gi m
ñư c vi c phá hu và v n chuy n 10,8 tri u m3 ñá trên 1 km dài c a b d c. M t
khác, tính ch t n t n c a kh i ñá nh hư ng r t l n ñ n s n ñ nh c a b d c, vì
n u kh i ñá b trư t, nó s trư t theo các m t khe n t. M t các khe n t thư ng không
246.C¬ häc ®¸
- b ng ph ng, nên ñ tính s c ch ng trư t, m t s tác gi ñã ñ ngh n u làm chính xác
hơn b ng cách k ñ n b m t c a khe n t và áp l c nén lên thành khe n t.
Gi s có các khe n t có b m t ñư c lý tư ng hoá thành d ng răng cưa (hình
4.17).
Khi hai ph n c a kh i ñá trư t lên nhau, do có nh ng g xù xì, làm tăng góc
nghiêng khi trư t và ñi u ki n bên Coulomb ñã ñư c F.D.Patton(1968) vi t thành:
τ = σ tg(ϕ + i) + c (4.33)
trong ñó: i là góc nâng c a kh i trư t theo m t c a khe n t. Giá tr c a i ph
thu c vào góc nâng ban ñ u io và tr s ng su t pháp trên thành
khe n t. Khi ng su t pháp càng tăng, các g b san b ng nên góc
nâng i s gi m d n và có th bi u di n:
m
σ
i = i o 1 −
σ (4.34)
n
v i σ là ng su t pháp c a ñá trong khe n t
σn là ñ b n nén c a ñá
m là ch s ñ c trưng cho tính giòn c a ñá. V i ñá c ng l y m
= 10.
N.Barton (1971) cũng ñưa ra m t công th c khác ñ tính góc nâng i
có d ng:
σ
i = 10 lg n (4.35)
σ
v i ý nghĩa c a ký hi u cũng gi ng như trong công th c 4.34.
Góc nâng i thư ng ñư c tính là góc h p gi a hư ng d ch chuy n ph n trên c a
kh i ñá theo khe n t và hư ng ñư ng phương c a khe n t.
Giá tr góc ma sát trong ϕ c a ñá, theo E.G.Gaziev thì v i cát k t b ng 25-35o,
granit b ng 25-40o, các ñá carbonat (ñá vôi, ñolomit, ñá hoa…) b ng 32-36o,ñá c ng
chưá nhi u mica b ng 14-26o,ñá gneis b ng 18-30o, ñá n a c ng và các ñá ch a các
khoáng v t sét b ng 4-14o.
Thay công th c (4.34) vào công th c (4.33) và khi trong khe n t không có ch t
l p ñ y, coi như cư ng ñ l c liên k t b ng 0, s ñư c:
m
σ
τ = σ tg i o 1 − + ϕ (4.36)
σ
n
L y m = 10, s ñư c:
10
σ
τ = σ tg i o 1 − + ϕ (4.47)
σ
n
và như v y, quan h τ = f(σ) s không ph i ñư c bi u di n b ng m t ñư ng
th ng như theo lý thuy t Coulomb - Mohr n a, mà nó s có d ng là m t ñư ng cong.
C¬ häc ®¸.247
- Tuy nhiên, theo D.Krsmanovic (1970) thì ño n cong c a ñư ng bi u di n cũng
ch th hi n ph n ñ u. Khi ng su t c a ñá trên thành khe n t ñ t kho ng 30-40%
c a σn thì ñư ng bi u di n l i h u như là th ng.
P.D.Evdokimov và D.D.Xapegin (1970) ñã dùng công th c trên ñ bi u th ñ
b n c t c a ñá ñiabas trên công trư ng nhà máy thu ñi n Bratxkaja:
10
σ
τ = σ tg 21,5 o 1 − + 45 o (4-48)
20
hay cho ñá granit nhà máy thu ñi n Kaxnojarxkaja ( Liên xô cũ):
o σ 10
τ = σ tg 25 1 − + 42 (4-49)
9
J.Bernaix (1967) ñã tính ñ b n c t c a ñá vôi thân ñ p Vouglan (Pháp) theo
công th c:
o
10
σ
τ = σ tg 32 1 − + 25 (4-50)
21
Năm 1990, N.Barton và S.C.Bandis ñã ñưa ra m t công th c khác ñ xác ñ nh
ñ b n c t c a ñá trong khe n t , có d ng:
JCS
τ = σ tg JRC lg +ϕ (4-51)
σn
trong ñó: JRC là h s ñ nhám c a khe n t;
JCS là ñ b n nén c a ñá trên thành khe n t.
Hai thông s này ñã ñư c nói ñ n trong m c 2.2.2.2. “Các ñ c trưng c a khe
n t…”. V i nh ng khe n t kéo dài, m t c a nó g n sóng theo c hai chi u thì vi c
tính toán cũng tương t như cách phân tích trên, nhưng do các góc nâng ban ñ u io có
hư ng khác nhau nên ñ b n c t theo nh ng khe n t kéo dài bao gi cũng l n hơn ñ
b n c t theo m t ph n khe n t ñ c trưng cho toàn b chi u dài c a nó.
Vì v y, tuỳ theo m c ñ nghiên c u mà s không b ng ph ng c a m t khe n t
s ñư c quan tâm m t cách chi ti t hay ñơn gi n hơn.
- Khí h u
Lư ng mưa hàng năm có nh hư ng quy t ñ nh ñ n ñ n ñ nh b d c qua
vi c làm m t b d c và b d c b ng p nư c. Nư c mưa theo các khe n t th m vào
trong ñá làm thay ñ i tính ch t c a ñá, làm gi m l c liên k t gi a hai m t c a khe
n t, làm khe n t phát tri n r ng thêm, sâu thêm và như v y, làm ñá d b trư t hơn.
Ch ñ nhi t c a khu v c cũng làm nh hư ng t i ñ n ñ nh c a b d c. S
dao ñ ng nhi t ñ trong m t ngày (ban ngày và ban ñêm), gi a các mùa (mùa l nh và
mùa nóng) ñã làm xu t hi n các ng su t nhi t gây r n n t ñá. ðư c tác ñ ng ñ ng
th i c a nư c, m c ñ n t n l i càng tăng lên. Tuỳ theo các ñi u ki n khác nhau mà
nh hư ng c a dao ñ ng nhi t ñ ch làm thay ñ i tính ch t c a ñá t i chi u sâu vài
cm hay 1m nhưng trong trư ng h p ñ c bi t, có khi t i 27,6m như Paris (Pháp).
248.C¬ häc ®¸
- R t nhi u tác gi như R.Almagia (Ý), L.X.Lichkov (Liên xô cũ), G.G.Wenner
(Thu ñi n), Q.Zaruba và V.Mencl (C ng hoà Séc)… ñã cùng ñi ñ n k t lu n là
nh ng b t thư ng v lư ng mưa thư ng gây ra hi n tư ng trư t và cũng chính vì
v y, trong và sau mùa mưa, s lư ng các v trư t ñá thư ng x y ra nhi u hơn: Ngày
13-9-1936, b phía nam h Loen (phía tây nam NaUy) ñư c c u t o t ñá granito-
gneis phân phi n ch a các khe n t th ng ñ ng b s p ñ sau m t tr n mưa rào m nh.
G n 1 tri u m3 ñá b ñ xu ng h làm tung lên m t c t nư c cao t i 74m, phá hu
nhi u làng xóm và làm ch t 73 ngư i.
- Thu văn và ñ a ch t thu văn
Nư c m t và nư c ng m ñ u nh hư ng t i s n ñ nh c a b d c qua vi c làm
tăng ñ m c a ñá, làm tăng tr ng lư ng c a kh i trư t và làm gi m các ñ c trưng cơ
h c c a ñá.
Khi ch u tác ñ ng c a nư c, góc ma sát trong ϕ và cư ng ñ l c liên k t c c a
ñá ñ u gi m, làm ñ b n c t c a ñá gi m ñi. Khi y, ñi u ki n b n Coulomb ñã ñư c
K.Terzaghi bi u di n qua công th c (2.88). Ngô văn S (1984) ñã nghiên c u v i ñá
b t k t và sét k t m than Ph n M (Thái Nguyên), Lê Xuân Thu (1997) ñã nghiên
c u v i ñá b t k t và cát k t m than Na Dương (L ng Sơn) ñã ñ u th y là góc ma
sát trong, cư ng ñ l c liên k t và ñ b n c a ñá ñã gi m ñi r t nhi u do nh hư ng
c a nư c.
- M c ñ phong hoá
nh hư ng c a m c ñ phong hoá ñ n ñ n ñ nh b d c th hi n vi c làm
gi m ñ b n c a kh i ñá. Tuỳ theo thành ph n khoáng v t, c u trúc c a ñá và môi
trư ng bên ngoài mà ñá có th b phong hoá b m t hay vào sâu bên trong kh i ñá
v i các t c ñ khác nhau. M c ñ phong hoá càng tăng thì ñ n ñ nh b d c càng
gi m. Hi n tư ng phong hoá ñ t ñá ñã ñư c trình bày khá t m trong m c 2.2.1.
- ð ng ñ t
Nh ng dao ñ ng c a v trái ñ t do ñ ng ñ t gây ra ñã nh hư ng l n ñ n s n
ñ nh b d c, nh ng nh hư ng này còn ph thu c vào d ng c a b d c và tính ch t
c a ñá trong b d c.
N u b d c có tr ng lư ng là P, khi x y ñ ng ñ t, l c b sung do ñ ng ñ t gây
ra tác d ng lên b d c ñư c tính theo công th c:
a
Ps = P. = P.k s (4.52)
g
trong ñó: a là gia t c c a sóng ñ ng ñ t;
g là gia t c rơi t do;
ks là h s ñ ng ñ t – H s này có th l y theo kinh nghi m ( như
M , thư ng l y ks = 0,05 – 0,15, Ti p Kh c, ks l y trong
kho ng 0,01-0,08 hay Nh t, h s ks ñư c tính chi ti t hơn:
ks = kv.kñ .kq (4.53)
C¬ häc ®¸.249
nguon tai.lieu . vn
