1. Trang Chủ
  2. Kiến trúc - Xây dựng
  3. Cố kết và nén lún của đất

Cố kết và nén lún của đất

Biến dạng tức thời chủ yếu do sự bóp méo , làm thay đổi hình dạng , không thay đổi thể tích và do sự thoát một phần khí khỏi lỗ rỗng của đất. biến dạng cố kết thấm kiểm soát bởi sự chuyển hóa từ áp suất nước lỗ rỗng bằng không , nó chiếm khoảng 90% tổng biến dạng có thể đối với hạt đất mịn. Biến dạng từ biến, kiểm soát bới sự điều chỉnh dẻo khung cố đất gây một ít biến dạng sau khi cố kết thấm kết thúc, tại áp suất hiệu quả... M«n häc tù chän cè kÕt vµ nÐn lón cña ®Êt GS. NguyÔn C«ng MÉn Th¸ng 0

Thể loại Tài liệu miễn phí Kiến trúc - Xây dựng

Số trang 80

Ngày tạo 8/30/2018 1:13:29 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 1.68 M

Tên tệp

Tải Cố kết và nén lún của đất (.pdf)

Xem mẫu

  1. M«n häc tù chän cè kÕt vµ nÐn lón cña ®Êt GS. NguyÔn C«ng MÉn Th¸ng 03 năm 2008 1
  2. Tµi liÖu tham kh o 1.Robert D. Holtz, William D. Kovacs, 1981 - An introduction to Geotechnical Engineering, Prentice - Hall, Inc 2. Braja M. Das, 2000 - Fundamentals of Geotechnical Engineering, Brooks/Cole 3. R. Whitlow, 1990 - Basic Soil Mechanics,2nd Edition - Construction Press. 4.C¸c b i gi ng sau ®¹i häc cña ð¹i häc C«ng nghÖ Singapore, 2007 5. NguyÔn C«ng MÉn, ... , 1975 - Gi¸o trình C¬ häc ®Êt - Bé m«n ðÞa chÊt - nÒn mãng - ð¹i häc Thuû lîi. 6. NguyÔn C«ng MÉn, 1968 - ðé lón nÒn giÕng c¸t cã xÐt tíi nh h−ëng cña tÝnh tõ biÕn cña ®Êt, TuyÓn tËp HN ðÞa chÊt C«ng Trình C¬ häc ®Êt - NÒn mãng to n miÒn B¾c, 1968 2
  3. Néi dung 1.ThÝ nghiÖm ¬®«met - Ba lo¹i biÕn d¹ng cña ®Êt v c¸c ®Æc tr−ng nÐn lón 2. ¸p suÊt lÞch sö hiÖn tr−êng 3.TÝnh ®é lón æn ®Þnh 3.1. Tr−êng hîp ®Êt cè kÕt th«ng th−êng 3.2.Tr−êng hîp ®Êt qu¸ cè kÕt 4.TÝnh lón theo thêi gian 4.1. Nguyªn lý øng suÊt hiÖu qu¶Terzaghi 4.2. Lón cè kÕt thÊm 4.3. Lón cè kÕt tõ biÕn 3
  4. 1.ThÝ nghiÖm ¬®«met S¬ ®å mÉu ®Êt nÐn mét trôc S¬ ®å hép nÐn ¬®«met Terzaghi - 1925 T m truy n l c ∆σ’v ðá thÊm Dao vòng Di ñ ng ∆e ≈∆H e0 M uñ t H0 ðá thÊm u0 T m ñáy Dao vßng di ®éng εh = 0 εh = 0 • ng suÊt hiÖu qu¶ kiÓm so¸t tÝnh Dao vòng T m truy n l c c ñ nh chÊt biÕn thiªn thÓ tÝch cña ®Êt ðá thÊm ∆σv’ = ∆σv – u0 (1.1) M uñ t • ng suÊt hiÖu qu¶ kiÓm so¸t tÝnh chèng c¾t cña ®Êt. ðá thÊm SÏ xem xÐt sau nµy T m ñáy Dao vßng cè ®Þnh 4
  5. 1.ThÝ nghiÖm ¬®«met - vÏ ®−êng quan hÖ e ~ σ ∆ H1 ∆ H2 Hv = H - Hs Lç rçng ≈ MÉu ®Êt H0 DiÖn tÝch = A Ws H¹t r¾n Hs = AGsγ w Ws 1.TÝnh chiÒu cao pha r¾n: H s = AGsγ w 2.TÝnh chiÒu cao ban ®Çu cña lç rçng: Hv = H0 – Hs Vv H v A H v 3. TÝnh hÖ sè rçng ban ®Çu cña mÉu ®Êt: e0 = = = Vh H s A H s ∆H 4. Víi l−îng tăng t¶i ban ®Çu σ1 → ∆H1, tÝnh ∆e1: ∆e1 = 1 ∆H1 nh n ®−îc tõ sè Hs ®äc ®ång hå ®o ban ®Çu v cuèi, d−íi cÊp ¸p suÊt hiÖu qu¶ trªn mÉu σ’ = σ’1 5. TÝnh hÖ sè rçng míi e1 sau lón cè kÕt g©y ra bëi l−îng tăng ¸p suÊt σ1: e1=e0- ∆e1. ∆H 2 T−¬ng tù, víi cÊp gia t¶i tiÕp σ2 → ∆H2, tÝnh e2 = e1 − σ ’2 v lóc ®ã cã Hs 6. TiÕn h nh t−¬ng tù tiÕp, sÏ cã sè liÖu ®Ó vÏ ®−êng quan hÖ e ~ σ’ d−íi d¹ng sè häc hoÆc b¸n log¶it 5
  6. 1.ThÝ nghiÖm ¬®«met S¬ ®å mÉu ®Êt nÐn mét trôc S¬ ®å hép nÐn ¬®«met Terzaghi - 1925 T m truy n l c ∆σ’v ðá thÊm Dao vòng Di ñ ng ∆e ≈∆H e0 M uñ t H0 ðá thÊm u0 T m ñáy Dao vßng di ®éng εh = 0 εh = 0 • ng suÊt hiÖu qu¶ kiÓm so¸t tÝnh Dao vòng T m truy n l c c ñ nh chÊt biÕn thiªn thÓ tÝch cña ®Êt ðá thÊm ∆σv’ = ∆σv – u0 (1.1) M uñ t • ng suÊt hiÖu qu¶ kiÓm so¸t tÝnh chèng c¾t cña ®Êt. ðá thÊm SÏ xem xÐt sau nµy T m ñáy Dao vßng cè ®Þnh 6
  7. 1.1.Ba lo¹i biÕn d¹ng nÐn lón cña ®Êt Giai ®o¹n I St = Se + Sc + Scr ∆σ’v (1.2) NÐn ban ®Çu BiÕn d¹ng Gia t¶i tr−íc St = ®é nÐn lón tæng A Si = ®é lón tøc thêi (LT ® n håi) Sc= ®é nÐn lón cè kÕt thÊm (phô thuéc Giai ®o¹n II thêi gian) Cè kÕt s¬ cÊp Scr= ®é nÐn lón thø cÊp (còng phô thuéc thêi gian) Giai ®o¹n III Chó ý: gi¸ trÞ ®é nÐn lón sau khi CKT kÕt B Cè kÕt thø cÊp thóc gäi l ®é lón cuèi cïng hay ®é lón Thêi gian (thang logt) æn ®Þnh: S I. BiÕn d¹ng tøc thêi, chñ yÕu do sù “bãp mÐo”, l m thay ®æi hình d¹ng, kh«ng thay ®æi thÓ tÝch v do sù tho¸t mét phÇn khÝ khái lç rçng cña ®Êt II. BiÕn d¹ng cè kÕt thÊm ki m so¸t bëi s chuyÓn ho¸ tõ ¸p suÊt n−íc lç rçng sang ¸p suÊt cã hiÖu qu¶ do sù Ðp ®Èy n−íc lç rçng ra - tíi khi biÕn thiªn ¸p suÊt lç rçng b»ng kh«ng, nã chiÕm kho¶ng 90% tæng biÕn d¹ng cã thÓ ®èi víi ®Êt h¹t mÞn. III. BiÕn d¹ng tõ biÕn, kiÓm so¸t bëi sù ®iÒu chØnh dÎo khung cèt ®Êt g©y mét Ýt biÕn d¹ng sau khi cè kÕt thÊm kÕt thóc, t¹i ¸p suÊt hiÖu qu¶ kh«ng ®æi 7
  8. 1.2 C¸c ®Æc tr−ng nÐn lón - av, mv, Eeod v quan hÖ gi a chóng Quan hÖ ε ∼ σ’vc • To¹ ®é th−êng 0 BiÕn d¹ng t−¬ng ®èi th¼ng ®øng, εv (%) ∆σ’v ∆L ∆H ∆e s ∆ε v = = = = ∆e (∆V) ∆H = s ∆e ≈∆H L0 H 0 H 0 1 + e0 10 e0 e0 H0 L r ng ∆e u0 20 H0 = εvH0 H0 (V0) ⇒s= 20 1 + e0 εh = 0 εh = 0 H tñ t 1 V e= r ∆ε v mv – hÖ sè nÐn mv = mv Vh Quan hÖ e ∼ σ’vc ∆σ v ' thÓ tÝch (m2/kN) 30 2,6 1 40 20 40 2,4 − ∆e e1 − e2 ∆e 40 av = = = 2,2 ′ ∆σ v ' σ 2 '−σ 1 ' ∆σ v 0 25 50 75 100 HÖ sè rçng, e øng suÊt cè kÕt hiÖu qu , σ vc , (kPa) ′ 2,0 ∆e av = av – hÖ sè nÐn ∆ε v a 1,8 ∆σ v ' mv = =v ⇒ (1.3) (m2/kN) hay 1/kPa ∆σ v ' 1 + e0 1,6 ∆ε v av mv = ∆ε v 1 1,4 ∆σ v ' mv = = (1.4) 1 ∆σ v ' Eeod ∆e 1,2 40 20 ∆ε v = 1 + e0 2µ 2 1,0 E0 (1.5) E eod = β = 1− 0 25 50 75 100 β 1− µ ′ øng suÊt cè kÕt hiÖu qu , σ vc , (kPa) 8 C¸ch biÓu thÞ nµy bÊt tiÖn do c¸c ®Æc tr−ng nÐn lón (avc, mv ) biÕn ®æi theo σ’vc do biÕn
  9. .2 C¸c ®Æc tr−ng nÐn lón - Cc, Ccε v quan hÖ gi a chóng • To¹ ®é b¸n l«garit (Log) 0 BiÕn d¹ng t−¬ng ®èi th¼ng ®øng, εv (%) − de e1 − e2 ∆e Cc = = = d log σ 'v log σ '2 − log σ '1 log σ '2 10 σ '1 ∆e Cc = σ '2 20 (1.6) log Ccε σ '1 1 Cc - chØ sè nÐn 30 H»ng sè - kh«ng phô thuéc σ vc , 2,6 40 1 10 100 2,4 ′ øng suÊt cè kÕt hiÖu qu , σ vc , (kPa) 2,2 HÖ sè rçng, e ∆ε v Ccε = σ '2 1.7 2,0 log σ '1 ∆e 1,8 εv = Cc Ccε - chØ sè nÐn thÓ tÝch 1+e0 1,6 Kh«ng phô thuéc σ vc , ∆e 1 Cc = 1,4 σ '2 Cc log Ccε = 1,2 1.8 σ '1 ⇒ 1 + e0 ∆ε v Ccε = 1,0 9 σ' 1 10 100 log 2 øng suÊt cè kÕt hiÖu qu , σ vc, (kPa) ′ σ '1
  10. 1.2 C¸c ®Æc tr−ng nÐn lón - λ, λ*, k* • To¹ ®é b¸n l«garit (Ln) - dïng trong Plaxis εv σ1 εv ∼ lnσ’ 1 ð−êng σ1 = σ2 = σ3 λ* nÐn l¹i σ3 (në) K* ð−êng nÐn σ2 1 lnσ’ - ChuyÓn ®æi tõ log10 sang ln Vì Ln(x) = Ln(10) log10(x) ⇒ log10(x) = Ln(x) /Ln(10) = Ln(x)/2,3 = vì ln10 = 2.3 ∆ε v Cc Cs λ= λ* = k* = σ '2 2.3(1 + e0 ) 2.3(1 + e0 ) log σ '1 λ*- HS nÐn c i biªn k* - HS nÐn l¹i (në ) c i biªn λ k λ* = k* = - Chó ý: MH Cam-clay: 1+ e 1+ e 10
  11. 2. ¸p suÊt lÞch sö hiÖn tr−êng - AS tiÒn cè kÕt S¬ ®å ho¸ lé trình hình th nh AS tiÒn cè kÕt - Bishop, 1964 Lé trình gia gi¶m t¶i M« hình ho¸ lé trình gia gi¶m t¶i a de = a.dσ' HÖ sè rçng e TrÇm tÝch Xãi mßn Cè kÕt bình th−êng b TrÇm tÝch d Xãi mßn c Qu¸ cè kÕt Ph©n tè σv0’ ®Êt M b a c d ¸p suÊt hiÖu qu¶ σ' σp’ 3 4 1 2 (Bishop, 1964) 11
  12. 2. ¸p suÊt lÞch sö hiÖn tr−êng - AS tiÒn cè kÕt 0,90 M« pháng qu¸ trình O ðư ng nén hi n trư ng ðư ng n chÞu t i cña mÉu ®Êt do l y m u 0,85 B trong TN ¬®«met d C ®−êng nÐn - ®−êng në H s r ng, e 0,80 ®−êng nÐn l¹i Tăng xáo l n m uñ t 0,75 e Th c t thư ng dùng Gia t i l i O trong phòng 0,70 1 Cc Quan hÖ e ∼ logσ’ B A Cs,r 1 0,65 C Në ðư ng nén l i NÐn l¹i O 0,55 σ’B log σ’ σ’A ðư ng n D σp’ 0,50 0 100 1000 12 ¸p su t c k t hi u qu , σvc’(kPa)
  13. 2. ¸p suÊt lÞch sö hiÖn tr−êng - AS tiÒn cè kÕt e • ð−êng cong e/logσ’ v c¸c chØ sè Thùc tÕ th−êng dïng nÐn, në v nÐn l¹i O 1 Cc B A Cs,r 1 e C Në eoc NÐn l¹i nh h−ëng cña qu¸ cè kÕt lÞch sö O σ’B log σ’ σ’A e = eoc - Cclogσ’ ð−êng qu¸ cè kÕt bình th−êng hay nguyªn s¬: eo nÐn l¹i ð−êng cong në/nÐn l¹i trung bình : e = eoc - Cs,r logσ’ ∆e në e1 Theo k t qu thí nghi m Theo th ′ σ1′ σ0 logσ’ ∆logσ’ 13
  14. 2. ¸p suÊt lÞch sö hiÖn tr−êng - AS tiÒn cè kÕt Tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ Soils have a “memory” of the stress and other changes that have occurred during their history, and these changes are preserved in the soil structure (Casagrande, 1932). HÖ sè qu¸ cè kÕt (over consolidated ratio ) σ ,p OCR = ' (2.1) σ v0 σp’ - ¸p suÊt hiÖu qu¶ tiÒn cè kÕt σv0’- ¸p suÊt hiÖu qu¶ hiÖn t¹i OCR = 1 – Cè kÕt th«ng th−êng (normally consolidated) [NC] OCR > 1 – Qu¸ cè kÕt (overly consolidated) [OC] OCR < 1 – Ch−a nÐn tíi (under consolidated) [ch−a ®¹t c©n b»ng d−íi t¸c dông tÇng phñ ] 14
  15. 2. ¸p suÊt lÞch sö hiÖn tr−êng - AS tiÒn cè kÕt C¬ chÕ g©y tiÒn cè kÕt 15
  16. 2. ¸p suÊt lÞch sö hiÖn tr−êng ð¸nh gi¸ theo PLAXIS Initial Preconsolidation Stress ⇒ Advance Model Over Consolidation Ratio y σ ′p OCR = 0 (2.1) σ ’p σ 'y σ′0 y POP = σ ′p − σ '0 > 0 y Pre-Overburden Pressure Qu¸ cè kÕt σ ′p OCR = 0 > 1 σ y0 ' σ ' yy POP = σ ′p − σ '0 < 0 POP = σ ′p − σ ' 0 y (2.2) σ’p Qu¸ cè kÕt y Dïng cho MH ®Êt mÒm yÕu (tõ biÕn) v MH ®Êt tăng bÒn 16
  17. 2. ¸p suÊt lÞch sö hiÖn tr−êng x¸c ®Þnh σ’p theo PP Casagrande, 1936 X¸c ®Þnh AS tiÒn cè kÕt Nh nh t có C σ’p n t t có th thó th l nhnh(Casagrande) b»ng thÝ nghiÖm TN L n nh t có th ¬®«met (®iÓm B) ði m: σ ′p σ’p có th nh t σ’p nh nh t có th C¸c b−íc tìm σ’p σ’p L n nh t có th - Chän ®iÓm cã b¸n kÝnh cong min A - KÎ ®−êng ngang t¹i A ¦ S tiÒn - KÎ tiÕp tuyÕn víi ®−êng cong t¹i A cè kÕt B B¸n kÝnh cong nhá nhÊt A H s r ng e - kÎ ph©n gi¸c gãc gi a 2 ®−êng trªn - KÐo d i ®o¹n th¼ng trªn ®−êng cong ban ®Çu cho c¾t ®−êng ph©n C¸c gi¸ trÞ cã gi¸c t¹i B ⇒ ®iÓm øng víi øng suÊt thÓ cña σ’p tiÒn cè kÕt σ’p . Chó ý:: khi mÉu ®Êt bÞ x¸o trén, khã x¸c ®Þnh σ’p σ ’p 17 σ’p øng su t cè kÕt hiÖu qu , σ’vc
  18. 2. ¸p suÊt lÞch sö hiÖn tr−êng - VÝ dô X¸c ®Þnh ¸p suÊt lÞch ð−êng nÐn sö hiÖn tr−êng theo PP hiÖn tr−êng Në do lÊy mÉu B Casagrande Gia t i l¹i C ð−êng cong TN B i tËp vÝ dô 8.1 trong phßng Cho c¸c ®−êng cong m« pháng sù trÇm tÝch, lÊy Sù tăng x¸o tr n H s r ng e mÉu ñ t mÉu lªn (rì t¶i) v nÐn l¹i trong thiÕt bÞ thÝ nghiÖm Quan hÖ ¬®«met. e ∼ logσ’ Theo ®−êng cong nÐn BCD, tìm: a) ¦S tiÒn cè kÕt theo PP Casagrande: σ’p nÐn l¹i b) Tìm c¸c gi¸ trÞ cùc ®¹i v cùc tiÓu cña ¦S ®ã; Në D c) X¸c ®Þnh OCR nÕu ¦S 90 kPa 200 kPa TÇng phñ hiÖn tr−êng l 18 80kPa. øng su t cè kÕt hiÖu qu , σ’vc
  19. 2. ¸p suÊt lÞch sö hiÖn tr−êng - VÝ dô X¸c ®Þnh ¸p suÊt lÞch sö hiÖn ð−êng nÐn tr−êng theo PP Casagrande hiÖn tr−êng Në do lÊy mÉu B Gi¶i 8.1 e0= 0,84 Gia t i l¹i a)Thùc hiÖn c¸c b−íc x¸c ®Þnh ð−êng cong TN AS tiÒn cè kÕt theo PP σ’ p trong phßng Casagrande: σ’p b»ng kho¶ng Sù tăng x¸o tr n 130 kPa; H s r ng e mÉu ñ t b) Gi¶ thiÕt e0 = 0,84. Gi¸ trÞ Quan hÖ cùc tiÓu cña σ’p kho¶ng 90 kPa e ∼ logσ’ v cùc ®¹i kho¶ng 200 kPa; c) TÝnh OCR b»ng biÓu thøc σ ,p 130 OCR = , = = 1,6 nÐn l¹i σ v 0 80 Do viÖc x¸c ®Þnh σ’p v σ’v0 Në kh«ng ch¾c ch¾n nªn th−êng D 90 kPa 200 kPa chØ lÊy OCR ®Õn mét sè lÎ 130 kPa 19 øng su t cè kÕt hiÖu qu , σ’vc
  20. 3.TÝnh ®é lón æn ®Þnh 3.1 Theo LT ® n håi 2 1 − µo GT C¬ häc ®Êt, 1975 K (3.1) • X¸c ®Þnh theo LT ® n håi S e = pB N.C.MÉn Eª • X¸c ®Þnh theo LT ® n håi kÕt hîp tÝnh nÐn lón cña ®Êt e1i − e2i GT C¬ häc ®Êt, 1975 Si = K (3.2) Hi N.C.MÉn 1 + e1i TH b i to¸n mét h−íng - K1 = 1: TH b i to¸n kh«ng gian   e1i − e2i   1  σ zi Si = − µ 0i  (3.5) Hi K3 = Víi Θ' = σ x, + σ y + σ z, , (3.3) 1 − 2µ0i  Θ'i  1 + e1i   1 + µ0 i   ∆e TH b i to¸n ph¼ng H0 = εvH0 s= (3.6) 1 + e0  σ zi  1  − µ0i ; Víi Θ' = σ x, + σ z, K2 = (3.4)  Θ'  1 − 2µ0i 20 i 
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học