Bài tập xác định ứng suất trong đất năm 2024

Uploaded by

김하나

0% found this document useful (0 votes)

850 views

5 pages

Copyright

© © All Rights Reserved

Available Formats

PDF, TXT or read online from Scribd

Share this document

Did you find this document useful?

Is this content inappropriate?

Download as pdf or txt

0% found this document useful (0 votes)

850 views5 pages

Hướng Dẫn Tính Ưng Suất Tổng, Ứng Suất Có Hiệu, Áp Lực Nước Lỗ Rỗng Nâng Cao

Uploaded by

김하나

Download as pdf or txt

Jump to Page

You are on page 1of 5

Search inside document

Reward Your Curiosity

Everything you want to read.

Anytime. Anywhere. Any device.

No Commitment. Cancel anytime.

• 1. môn Cơ Kết cấu xây dựng Năm học:......................... BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC: CƠ HỌC ĐẤT Họ và tên ..................................................................... Mã số ........................................................................... Ngày tháng năm sinh: .................................................. Lớp: ............................................................................. I.SỐ LIỆU: Móng đơn cứng dƣớicột ( tải trọng nhƣ hình vẽ ) Líp ®Êt1 Líp ®Êt2 Líp ®Êt3 II. YÊU CẦU: 1. Phân loại đất ( xác định tên đất và trạng thái ), chọnchiều sâu chôn móng hm 2. Xác định sơ bộ kíchthƣớc móng ( a x b ) theo điều kiện pp - Áp lực trung bìnhdƣới móng ptx  N   a.b tb .hm h c 1 2 3
• 2. tải của nền p p  Fs Trong đó: p - tải trọng giới hạn của nền Fs:Hệ số an toàn 3. Tínhvà vẽ biểu đồ ứng suất phân bố đều trong nền do tải trọng bản thân và tải trọng ngoài gây ra. 4. Dự báo lún tại tâm móng. GIÁO VIÊN HƢỚNGDẪN
• 3. SỐ LIỆU: N=52 T; M=26,5 Tm;h1= 4,0 m; h2=4,3 m 4.1m 4.4m Líp ®Êt 1 Líp ®Êt 2 Líp ®Êt 3 II. TÍNH TOÁN: 1. Phân loạiđất ( xác định tên đất và trạng thái ), chọn chiều sâu chôn móng hm: Ta tiến hành phân loại đất cho từng lớp: a) Lớp đất thứ 1: Độ ẩm tự nhiên: W = 36,5 % Độ ẩm giới hạn nhão: Wnh = 45,1 % Độ ẩm giới hạn dẻo: Wd = 25,9 % - Chỉ số dẻo: Id = Wnh - Wd = 45,1 - 25,9 = 19,2 % > 17 %  Lớp 1 là đấtsét. W  W 36,5  25,9 - Độ sệt: Is = d   0,55 Id 19,1 0,5 < B < 0,75  đất ở trạng thái dẻo mềm. b) Lớp thứ 2: Độ ẩm tự nhiên: W = 30 % Độ ẩm giới hạn nhão: Wnh = 40,8 % Độ ẩm giới hạn dẻo: Wd = 26,3 % - Chỉ số dẻo: Id = Wnh - Wd = 40,8 - 26,3 = 14,5 % ; 7 % < A < 17 %  Lớp 1 là đất sétpha. 1 2 N M b a 3 hm 1 2 3
• 4. 30  26,3 - Độ sệt: Is = d   0,26 Id 14,5 0,25 < B < 0,5  đất ở trạng thái dẻo cứng. c) Lớp thứ 3: Khối lƣợng hạt có d > 0,5 mm chiếm 44,5 % ( < 50 % ) Khối lƣợng các hạt có d > 0,25 mm chiếm 74 % ( > 50 %)  lớp thứ 3 là cát vừa . Kết quả xuyên tiêu chuẩn N = 14 10  30  Trạng thái của cát là chặt vừa. *) Chọn chiều sâu chônmóng hm = 1,5m (móng nằm hoàn toàn trong lớp 1) 2) Xác định sơ bộ kíchthước móng ( a x b ): Áp lực trung bìnhdƣớimóng ptx  N a.b tb .hm  540 20.1,5  540 30 a.b a.b (T/m2 ) ( Với  tb : trọng lƣợng riêng trung bình của vật liêu trên móng và đất đắp móng, = 2 t/m3 ). Áp dụng công thức Terzaghi cho móng đơn cứng, tải trọng giới hạn của nền là: p   ( 1 N.b.)(N .q) (N .c) gh 1 2 1 1 2 q 3 c  1 0,2 ; 1;  1 0, 2 ; với   a 1  2 3  b Chọn  1,5  1  0,867;3 1,133. ( : 1,2 – 1,8) Mặt khác từ số liệu địa chất của lớp đất 1 ( đất sét dẻo mềm ), ta có: Trọng lƣợng riêng  =18,4 kN/m3 , góc ma sát trong   80 15', lực dính c = 0,15 kg/cm2 . Tra bảng và nội suy với   80 15', có: N = 0,2925; Nq = 2,1075; Nc = 7,6275. Móng đặt hoàn toàn trong lớp thứ nhất nên: q = hm. = 1,5.18,4 = 27,6 (T/m2 ) ( q: áp lực của phần đấttrên mức đáy móng ) Suy ra: pgh  0,867( 1 0,2925.b.18,4)1.2,1075.27,5 1,133.7,6275.15 2  2,3352.b 187,8375(kN / m2 )
• 5. an toàn Fs = 2  sức chịu tải cho phép củanền là: p pgh . Fs Điều kiện an toàn ổn định của nền: ptx p  540 1,5.b2  30  2,3352.b 187,8345  b  2,35(m). 2 Lấy b = 2,4 m  a = 3,6 m. Vậykích thƣớc móng sơ bộ:a x b = 3,6 x 2,4 (m) 3) Tính và vẽ biểu đồ ứng suấtphân bố đều trong nền do tải trọng bản thân và tải trọng ngoàigây ra. Ứng suất ở đáy móng là: p  p  M 0 tx W ptx  540 3, 6.2,4 30 92,5(kN / m2 ) M  254.6 W 3,62 .2,4  49(kN /m2 ) a2 .b ( W  : mô men kháng uốn ở đáy móng) 6  p0max = 92,5 + 49 = 141,5 kN/m2 p0min = 92,5 - 49 = 43,5 kN/m2 p  p = 92,5 kN/m2 potb = 0 max 0 min 2 a) Ứng suấtdo tải trọng bản thân gây ra (bt ): - Tại mặt đất: z = 0  bt  0 kN/m2 - Ở độ sâu: z = 1,5 m  - Ở độ sâu: z = 1,5 m  bt 18,4.1,5 27,6 bt 18,4.1,5 27,6 kN/m2 kN/m2 - Ở độ sâu: z = 4,1 m  - Ở độ sâu: z = 8,5 m  bt 18,4.4,1  75,44 kN/m bt  75,44 19,1.(8,5 4,1) 159,48 kN/m2 Biểu đồ phân bố ứng suất trong nền do tải trọng bản thân đƣợc trìnhbàynhƣ trên hình vẽ. b) Ứng suấtdo tải trọng ngoài gây ra( gl ): Ứng suất gây lún ngay tại đáy móng có trị số: p  p0  1.hm  pmax = p0max - 18,4.1,5 = 141,5 - 27,6 = 113,9 kN/m2 pmin = p0min - 18,4.1,5 = 43,5 - 27,6 = 15,9kN/m2
• 6. 15,9 = 64,9 kN/m2 ptb = max min 2 2 Ta sẽđi tính úng suất gây lún trong nền đất trên trục z ( chiều dƣơng hƣớng xuống) đi qua tâm móng O ( coitâm móng O là gốc toạ độ). Ứng suất của các điểm nằm trên trục z đi qua tâm móng O đƣợc tính bằng ứng suất gây lún ở đáy móng phân bố đều và bằng ptb = 64,9 kN/m2 .  gl Ko.ptb . Ta có bảng số liệu sau: Điểm Độ sâu a=a/b b=2z/b Ko sgl (kN/m2) sbt (kN/m2)z 0 0 1.5 0.0 1 64.900 27.6 1 0.5 1.5 0.4 0.95 61.655 36.8 2 1 1.5 0.8 0.854 55.425 46 3 1.5 1.5 1.3 0.656 42.574 55.2 4 2 1.5 1.7 0.516 33.488 64.4 5 2.6 1.5 2.2 0.383 24.857 75.44 6 3.2 1.5 2.7 0.305 19.795 86.9 7 3.8 1.5 3.2 0.231 14.992 98.36 8 4.4 1.5 3.7 0.175 11.358 109.82 9 5 1.5 4.2 0.141 9.151 121.28 10 5.6 1.5 4.7 0.139 9.021 132.74 11 6.2 1.5 5.2 0.0965 6.263 144.2 12 7 1.5 5.8 0.0795 5.160 159.48 Biểu đồ ứng suất do tải trọng ngoài gây ra (ứng suất gây lún) đƣợc thể hiện trên biểu đồ nhƣ hìnhvẽ.
• 7. đồ ứng suất gây lún vẽ kèm biểu đồ ứng suất bản thân: 4) Dự báo độ lún ổn định tại tâmmóng. Tại điểm 8, có sgl < 0,1sbt . Nhƣ vậy ta xem tại điểm 8 có độ sâu 4,1+1,5 = 5,6 m là chấm dứt phạm vi chịu lún  H = 5,6 m. ( Không xét tới lớp đất thứ 3 trong quá trình tính lún). Để tính toán độ lún của nền thƣờng dựa trên cơ sở giả thiết xem đất là một vật thể biến dạng tuyến tính. Do vậy, ta phải kiểm tra để ứng suất tác dụng lên mỗi lớp đất phải nhỏ hơn áp lực tiêu chuẩn Rtc của lớp đất ấy. Ta có, ứng suất tác dụng: - Lên lớp 1 bằng ứng suất trung bìnhở đáymóng:   p = 92,5 kN/m2 - Lên lớp 2 bằng ứng suất bản thân cộng với ứng suất gây lún tại điểm có độ sâu h1= 4,1 m:  = 75,44 + 24,857 = 100,297 kN/m2 Áp lực tiêu chuẩn củacác lớp đất xác định theo côngthức: Rtc  ( A.b  B.h ). D.c - Lớp 1:  = 80 15', tra bảng  A = 0,145; B = 1,5725; D = 3,96; c =15 kN/m2 ; b = 2,4 m ; hm = 1,5 m;  = 18,4 kN/m3 . tc = ( 0,145.2,4 + 1,5725.1,5).18,4 + 3,96.15 = 109,2042 kN/m2 Trôc ®i qua t©m mãng 27.60 75.44 159.48 64.900 61.655 55.425 42.574 33.488 24.857 19.795 14.992 11.358 9.151 9.021 6.263 5.160 ±0.00m - 1.50m - 4.10m - 8.50m R
• 8. Lớp 2:  = 160 25', tra bảng  A = 0,3192; B = 2,49; D = 5,00; c = 33 kN/m2 ; b = 2,4 m ; hm = 1,5 m;  = 19,1 kN/m3 . tc = ( 0,3192.2,4 + 2,49.1,5).19,1 + 5.33 = 250,971 kN/m2 So sánh thấy:    tc z1 1 tc z 2 2 Vậy có thể xác định độ lún của nền đất bằng các phƣơng pháp thƣờng dùng. Trong phạm vi từ tâm móng ( gốc toạ độ) O đến điểm 8, ta chia làm 8 phân lớp để tính lún: h1 = h2 = h3 = h4 = 0,5 m. h5 = h6 = h7 = h8 = 0,6 m. (Thoã mãn điều kiện chiều dày của mỗi phân lớp - Xét lớp đất 1: gồm 4 phân lớp h1  h4 , hệ số rỗng tự nhiên:  b  2, 4  0,6) 4 4 e  .n.(1W) 1 2,69.10.(10,365) 1 0,9960 18,4 Kết hợp với kết quả thí nghiệm nén ép đã cho:  ( N/cm2 ) 10 20 30 40 e 0,957 0,926 0,902 0,883 Ta có đƣờng cong nén lún của lớp 1là: e 0.996 0.957 0.926 0.902 0.883 0.800 0 10 20 30 40  (N/cm 2 ) - Xét lớp đất 2: gồm 4 phân lớp h5  h8 , hệ số rỗng tự nhiên: e  .n.(1W) 1 2,71.10.(10,3) 1 0,8450 19,1 
• 9. với kết quả thí nghiệm nén ép đã cho:  ( N/cm2 ) 10 20 30 40 e 0,815 0,792 0,771 0,752 Ta có đƣờng cong nén lún của lớp 2là: e 0.845 0.815 0.792 0.771 0.752 0.700 0 10 20 30 40 (N/cm 2 ) * Xác định hệ số nén lún tương đối ei ei1 - Hệ số nén lún trong khoảng áp lực i  i1 a  : a i  i 1  i1 i - Hệ số nén lún tƣơng đối:a  i  i 1 Ta có bảng kết quả sau: o(i i 1 ) 1 e Lớp đất Khoảng áp lực Hệ số nén lún Hệ số nén lún tương đối a (cm2/ N) ao (cm2/N) 1 0÷10 0.0039 0.00392 10÷ 20 0.0031 0.00324 20÷30 0.0024 0.00259 30÷40 0.0019 0.00211 2 0÷10 0.003 0.00355 10÷20 0.0023 0.00282 20÷30 0.0021 0.00265 30÷40 0.0019 0.00246 i
• 10. hệ số nén lún tƣơng đối, kết hợp số liệu sgl , độ lún tại tâm móng đƣợc xác định nhƣ sau: S = a0. sgl .hi Điểm Độ sâu hi (m) sgl (kN/m2) sbt (kN/m2) a0 Si (m) z 0 0 0.5 64.900 27.6 0.000195 0.00633 1 0.5 0.5 61.655 36.8 0.00601 2 1 0.5 55.425 46 0.0054 3 1.5 0.5 42.574 55.2 0.00415 4 2 0.5 33.488 64.4 0.00327 5 2.6 0.6 24.857 75.44 0.00291 6 3.2 0.6 19.795 89.77 0.000163 0.00194 7 3.8 0.6 14.992 101.23 0.00147 8 4.4 0.6 11.358 112.69 0.00111 Vậy độ lún ổnđịnh tại tâm móng là: S = Si = 0,03258 m = 3,258 cm