Bai tap lop co_hoc_dat daihockt.tk

12 497 2
Bai tap lop co_hoc_dat daihockt.tk

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

tài liệu dành cho ngành xây dựng

Trường Đại Học Kiến Trúc Hà nội Khoa Xây Dựng BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT Sinh viên thực hiện :Mr JaG Lớp :06D2 Đề bài: Một móng đơn có kích thước đáy móng bl × ,độ sâu chôn móng h được đặt trên nền dất gồm hai lớp đất dính.Mực nước ngầm nằm sâu hơn mức đáy móng 3m. Nội lực tại đỉnh móng,tổ hợp cơ bản,tải trọng tiêu chuẩn gồm tctctc QMN 000 ,, . Kết quả khoan khảo sát và thí nghiệm trong phòng đối với các mẫu đất có chiều cao 20mm cho các giá trị tiêu biểu thể hiện trong Bảng 1. Kết quả của đường cong nén lún một chiều cho mẫu đất nguyên dạng tiêu biểu cho mỗi lớp đất xem Bảng 2. Yêu cầu:  Xác định các chỉ tiêu vật lý chưa biết và đánh giá trạng tháI đất.Vẽ đường cong nén lún của mẫu đất ,dựa trên kết quả thí nghiệm nén không nở hông.  Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng .  Tính toán độ lún tại tâm móng theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố.  Nếu phía dưới lớp cát pha là lớp đá cát kết có tính thấm nước tốt và cho rằng nước chỉ thoát được xuống phía dưới.Hãy xác định khoảng thời gian để lớp cát pha đạt tới độ cố kết là 90%.  Tính độ lún của nền đất theo thời gian _sau 5 năm(theo phương pháp tầng tương đương). Số liệu tính toán l(m) b(m) h(m) tc N 0 (kN) tc M 0 (kNm) tc Q 0 (kN) 3,6 2,9 1,6 580 120 40 Bảng 1:Số liệu về nền đất ST T Lớp đất H (m) w γ (kN/m 3 ) W (%) ∆ W nh (%) W d (%) K (m/s) II ϕ ( 0 ) II c (kPa ) 1 Sét pha 4,5 18,5 32 2,72 40, 5 27 1,2.10 -9 2 8 14 2 Cát pha 8 19,2 28 2,68 32 24 2,2.10 -8 3 3 6 Bảng 2:Số liệu thí nghiệm tư đường cong nén lún Oedometer Tải trọng (kPa) Số đọc đồng hồ đo lún (0.01mm) Sét pha Cát pha 0 0 0 50 34 17 100 62 31 Tr ng i H c Ki n Trỳc H n i Khoa Xõy D ng BI TP LN C HC T Sinh viờn th c hi n :Mr JaG L p :06D2 200 105 54 300 138 72 400 162 84 Bi lm: 1) Cỏc chi tiờu c lý ca t, ỏnh giỏ trng thỏi ca t.V ng cong nộn lỳnca mu t, da trờn kt qu nộn khụng n hụng. a)Cỏc ch tiờu c lý ca t: Sét pha Cát pha 27,2 26,8 0,94 0,79 0,48 0,44 14,144 15,008 0,925 0,954 8,866 9,385 18,866 19,385 Loại đất Thông số h n = 1 )01,01( + = W n W e 1 e n e = + ( ) 1 k h n = ( ) Wn n W W G + ì = 01,01 01,0 ( ) 1 1 n dn e = + bh dn n = + -t sột pha: 37,0 275,40 2732 = = = dnh d s WW WW I t trng thỏi do. -t cỏt pha: 5,0 2432 2428 = = = dnh d s WW WW I t trng thỏi do. c)V ng cong nộn lỳn ca t: Tớnh h s rng e tng ng vi cỏc cp ỏp lc nộn: Cụng thc: ( ) 0 0 1 i i s e e e h + = vi h=20mm Bng kt qu tớnh toỏn: Cp ti Ti trng (kPa) e Sột pha Cỏt pha Tr ườ ng Đạ i H ọ c Ki ế n Trúc Hà n ộ i Khoa Xây D ự ng BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT Sinh viên th ự c hi ệ n :Mr JaG L ớ p :06D2 0 0 0 e 0.94 0.787 1 50 1 e 0.907 0.772 2 100 2 e 0.879 0.759 3 200 3 e 0.838 0.739 4 300 4 e 0.806 0.723 5 400 5 e 0.783 0.712 0,94 0,783 0,806 0,838 0,879 0,907 50 100 200 3000 400 Biểu đồ đường cong nén lún của sét pha Tr ườ ng Đạ i H ọ c Ki ế n Trúc Hà n ộ i Khoa Xây D ự ng BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT Sinh viên th ự c hi ệ n :Mr JaG L ớ p :06D2 0,723 0,712 0,739 0,772 50 100 200 3000 0,759 400 Biểu đồ đường cong nén lún của cát pha 2)Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng : a.Xác định ứng suất dưới đáy hố móng hình chữ nhật b l × =2,9 × 3,6 -Coi móng là tuyệt đối cứng . -Nội lực tiêu chuẩn xác định điểm cos đáy móng N tc =N 0 tc + F × h m ’ × tb λ =580+2,9 × 3,6 × 1,2 × 20=830,56(kN) M tc =M 0 tc +Q 0 tc × h m ’ =120 + 40 × 1,2 =168 (kNm) Q tc = Q 0 tc =40 ( kN ) Trong đó :F =l × b là diện tích đáy móng tb λ là trọng lượng riêng trung bình của vật liệu làm móng và đắp trên móng Móng chị tải lệch tâm theo 1 phương,áp suất tiếp xúc tại mức đáy móng phân bố theo quy luật phẳng. 2 min max 6,39,2 6168 6,39,2 56,830 × × ± × =±= W M F N P tc tc tc      = = ⇒ kNP kNP tc tc 735,52 375,106 min max kN PP P tctc tc tb 555,79 2 minmax = + =⇒ Tr ườ ng Đạ i H ọ c Ki ế n Trúc Hà n ộ i Khoa Xây D ự ng BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT Sinh viên th ự c hi ệ n :Mr JaG L ớ p :06D2 Để đảm bảo giả thuyết tính lún theo phương pháp thường dùng ta xem đất là 1 vật thể tuyến tính .Ta có ứng suất tác dụng lên mỗi lớp đất phải nhỏ hơn áp lực tiêu chuẩn của lớp đất ấy R tc. -ứng suất tác dụng : +ứng suất tác dụng lên lớp thứ nhất bằng ứng suất trung bình ở đáy móng (do móngnằm trong lớp thứ nhất) kNP tc tbz 555,79 1 == σ +ứng suất tác dụng lên lớp thứ 2 bằng ứng suất bản thân cộng với ứng suất gây lún tại điểm có độ sâu 4,5mtừ mặt đất từ trục qua tâm móng. )(45,4 ¦2 hPK setpha W tc tbg Setpha Wz ×−×+×= γγσ Tìm g K :Chia diện tích đáy móng ra làm 4 phần bằng nhau . Tính cho 1 phần và nhân kết quả với 4 Z =4,5 m b’=1,45m l’ =1,8 m 1,45 1,8 3,6 2,9 1,3 45,1 5,4 ' == b Z ; 24,1 45,1 8,1 ' ' == b l Tra bảng III-3, có: g K =0,0506 36,93)6,15,18555,79(0506,045,185,4 =×−××+×=⇒ z σ (kN/m 2 ) -áp lực tiêu chuẩn của các lớp đất tính theo công thức : R tc = ⋅ tc 21 K mm . (A.b. γ II + B.h. γ II ’ + D.C II - γ II ’.h o ) Trong đó:m 1 , m 2 : Hệ số điều kiện làm việc của nền và móng. K tc = 1,1: Hệ số độ tin cậy. +Lớp thứ nhất sét pha ,có: C II =14 (kPa) 0 28 = ϕ Tra bảng V-5 ta có: A=0,98 ; B= 4,93 ; D =7,4 = ⇒ tc R 1 ⋅ 1,1 0,1.2,1 (0,98.2,9.18,5 + 4,93.1,6.18,5 + 7,4.14) = 219,9 (kN/m 2 ) +Lớp thứ hai cát pha ,có: C II =6 (kPa) Tr ườ ng Đạ i H ọ c Ki ế n Trúc Hà n ộ i Khoa Xây D ự ng BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT Sinh viên th ự c hi ệ n :Mr JaG L ớ p :06D2 0 33 = ϕ Tra bảng V-5 ta có: A=1,445 ; B= 6,78 ; D =8,88 = ⇒ tc R 2 ⋅ 1,1 0,1.2,1 (1,445.2,9.18,5 +6,78.4,5.18,5 + 8,88.14) =835,9 (kN/m 2 ) So sánh: σ tc < R tc ⇒ Đất nền dưới đáy móng chịu được tải trọng từ móng tác dụng lên (Nền đất tốt). 3. Tính toán độ lún tại tâm móng theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố. Nội dung của phương pháp này là chia nền đất dưới móng công trình trong phạm vi vùng chịu nén thành nhiều lớp, tính độ lún của từng lớp sau đó cộng kết quả lại. h Q M N tc o tc o tc o a) Tính và vẽ biểu đồ phân bố ứng suất trong nền đất: * áp lực gây lún: - Nội lực tiêu chuẩn: N tc = N 0 tc + F × h m ’ × tb λ =580 +2,9 × 3,6 × 1,2 × 20 = 830,56(kN) M tc =M 0 tc +Q 0 tc × h m ’ =120 + 40 × 1,2 =168 (kNm) Q tc = Q 0 tc =40 ( kN ) Trong đó :F =l × b là diện tích đáy móng tb λ là trọng lượng riêng trung bình của vật liệu làm móng và đắp trên móng * Với móng chịu tải theo một phương: - áp lực tiếp xúc tại mức đế móng: max, min:      = = ⇒ kNP kNP tc tc 735,52 375,106 min max Tr ườ ng Đạ i H ọ c Ki ế n Trúc Hà n ộ i Khoa Xây D ự ng BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT Sinh viên th ự c hi ệ n :Mr JaG L ớ p :06D2 Khi đó ứng suất tại đáy móng là: P Max = tc Max P - γ wlớp 1 .h = 106,375 - 18,5.1,6 = 76,775 (kN/m 2 ) P Min = tc Min P - γ wlớp 1 .h = 52,735 - 18,5.1,6 = 22,775 (kN/m 2 ) ⇒ ứng suất gây lún trên trục qua tâm móng là: P TB = = + = + 2 775,22775,76 2 PP MinMax 49,775 (kN/m 2 ) * ứng suất trong nền đất trên trục qua tâm móng gồm: = == bt 1,6mhz σ 1,6.18,5 = 29,6 (kN/m 2 ) = = bt mz 5,4 σ 4,5.18,5 = 83,25 (kN/m 2 ) Tại mực nước ngầm: = = bt mz 6,4 σ 83,25 + 0,1.19,2 = 85,17 (kN/m 2 ) Tại các điểm cách mực nước ngầm khoảng cách a (m) xuống phía dưới: = = bt mz 6,4 σ 85,17 + a. γ đn lớp 2 ( γ đn lớp 2 = 9,4 kN/m 2 ) H 1 = 4,5 m h H 2 = 8 m 1. Líp sÐt pha 2. Líp c¸t pha 3 m Mùc n íc ngÇm 0,1 m u Tr ườ ng Đạ i H ọ c Ki ế n Trúc Hà n ộ i Khoa Xây D ự ng BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT Sinh viên th ự c hi ệ n :Mr JaG L ớ p :06D2 Bảng tính ứng gây lún: Ta chia chiều cao nền đất thành các lớp nhỏ, mỗi lớp có chiều cao thoả mãn: h i ≤ b/4 = 0,725 ⇒ chọn h i = 0,48 m §iÓm l/b z 2*zi/b Ko gl = Ko.p bt 0 1.24 0 0 1 49.775 29.6 1 1.24 0.48 0.33 0.97426 48.494 38.48 2 1.24 0.96 0.66 0.88092 43.848 47.36 3 1.24 1.44 0.99 0.75019 37.341 56.24 4 1.24 1.92 1.32 0.61156 30.44 65.12 5 1.24 2.4 1.66 0.48562 24.172 74 6 1.24 2.88 1.99 0.38893 19.359 82.88 7 1.24 3.36 2.32 0.31736 15.797 88.554 8 1.24 3.84 2.65 0.261075 12.995 93.066 9 1.24 4.32 2.98 0.2169 10.796 97.578 10 1.24 4.8 3.31 0.182085 9.063 102.09 11 1.24 5.28 3.64 0.15436 7.683 106.602 12 1.24 5.76 3.97 0.13258 6.599 111.114 σσ Chiều cao vùng nén giới hạn bởi điều kiện sau: Nhìn trên biểu đồ ứng suất ta thấy: σ gl = 0,2. σ bt ⇔ 15,797 ≈ 0,2.88,554 = 17,71 ở độ sâu H o = z + h =3,36 + 1,6 =4,96 (m) (Theo TCXN 45-78) Có thể coi tại đây là chấm dứt phạm vi chịu lún (nén), H o chính là phạm vi vùng chịu lún nén, giới hạn đến điểm7, chiếm 3,96 m của chiều sâu lớp 1 có H 1 = 4,5 m. Chia nền đất trong phạm vi chịu lún ra thành 7 lớp phân tố nhỏ, các lớp có chiều dày đều nhau là h i = 0,48 m. Độ lún của mỗi lớp phân tố xác định theo công thức. S i = i 1i 2i1i h e ee ⋅ + − 1 Trị số P 1i của mỗi lớp là ứng suất bản thân: P 1i = σ bt Trị số P 2i của mỗi lớp tương ứng là tổng cộng của ứng suất bản thân và ứng suất gây lún: P 2i = σ bt + σ gl Các trị số P 1i xác định theo biểu đồ phân bố ứng suất ứng với điểm giữa của mỗi lớp. Tr ườ ng Đạ i H ọ c Ki ế n Trúc Hà n ộ i Khoa Xây D ự ng BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT Sinh viên th ự c hi ệ n :Mr JaG L ớ p :06D2 24,172 30,44 12,995 15,797 10,796 9,063 19,359 0,48 0.0 1,44 0,96 3,0 2,4 1,92 3,84 3,36 4,8 4,32 85,17 102,09 97,58 93,07 88,554 74 65,12 56,24 47,36 38,48 5,76 111,11 5,28 106,6 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 48,494 49,775 37,314 43,848 29,6 Biểu đồ ứng suất gây lún Tr ng i H c Ki n Trỳc H n i Khoa Xõy D ng BI TP LN C HC T Sinh viờn th c hi n :Mr JaG L p :06D2 Bit P 1i v P 2i ca mi lp, da vo ng cong nộn lỳn ta xỏc nh tr s e 1i v e 2i ca mi lp phõn t nh, t ú tớnh ra tr s lỳn ca mi lp phõn t theo bng sau: gl (kN/m 2 ) m cm 29.6 49.775 38.48 48.494 38.48 48.494 47.36 43.848 47.36 43.848 56.24 37.341 56.24 37.341 65.12 30.44 65.12 30.44 74 24.172 2.Cát pha 74 24.172 85.17 19.359 1 Sét pha Lớp đất Lớp phân tố h i (m) bt (kN/m 2 ) P 1i (kN/m 2 ) (kN/m 2 ) P 2i (kN/m 2 ) e 1i e 2i S i 1 0.48 34.04 49.1345 83.17 0.918 0.888 0.0075 0.75 2 0.48 42.92 46.171 89.09 0.912 0.885 0.0068 0.68 3 0.48 51.8 40.5945 92.39 0.906 0.883 0.0058 0.58 4 0.48 60.68 33.8905 94.57 0.901 0.882 0.0048 0.48 5 6 0.48 0.48 96.87 0.896 0.88 0.0041 0.4169.56 27.306 79.585 21.7655 0.878 0.003 0.3101.35 0.89 tb gl 7 0.48 85.1 7 86.8 6 19.35 9 17.5 78 104.4 4 0,89 0,877 0,003 0,3 88.5 5 15.79 7 Vy lỳn tng cng ti tõm múng l: S = = 4 1i i S = 0,75 + 0,68 + 0,58 + 0,48 + 0,41 + 0,3 + 0,3 = 2,58 (cm) lỳn cho phộp l: [S] = S gh = 8 cm S < S gh Tho món iu kin nộn lỳn ca múng n. 4. Nu phớa di lp cỏt pha l lp ỏ cỏt kt cú tớnh thm nc tt v cho rng nc ch thoỏt c xung phớa di. Hóy xỏc nh khong thi gian lp cỏt pha t ti dc c kt l 90%: Cú th coi nn t chu ti trng phõn b u cú giỏ tr: q = P TB = 49,775 (kN/m 2 ). . móng hình chữ nhật b l × =2,9 × 3,6 -Coi móng là tuyệt đối cứng . -Nội lực tiêu chuẩn xác định điểm cos đáy móng N tc =N. Xác định các chỉ tiêu vật lý chưa biết và đánh giá trạng tháI đất.Vẽ đường cong nén lún của mẫu đất ,dựa trên kết quả thí nghiệm nén không nở hông. 

Ngày đăng: 18/02/2013, 13:31

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan