›
›

Bài giảng Cố kết và nén lún của đất - Nguyễn Công Mẫn

pdf 80 trang hapham 1060
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cố kết và nén lún của đất - Nguyễn Công Mẫn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_co_ket_va_nen_lun_cua_dat_nguyen_cong_man.pdf

Nội dung text: Bài giảng Cố kết và nén lún của đất - Nguyễn Công Mẫn

  1. M«n häc tù chän cè kÕt vµ nÐn lón cña ®Êt GS.NguyÔn C«ng MÉn Th¸ng 03năm 2008 1
  2. Tµi liÖu tham kh o 1.RobertD.Holtz,WilliamD.Kovacs,1981 Anintroductionto GeotechnicalEngineering,Prentice Hall,Inc 2.Braja M.Das,2000 FundamentalsofGeotechnical Engineering,Brooks/Cole 3.R.Whitlow,1990 BasicSoilMechanics,2ndEdition ConstructionPress. 4.C¸cbi gi ng sau ®¹ihäc cñað¹ihäc C«ng nghÖ Singapore, 2007 5.NguyÔn C«ng MÉn, ,1975 Gi¸o tr ình C¬ häc ®Êt Bé m«n ðÞa chÊt nÒn mãngð¹ihäc 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 Tr ình C¬ häc ®Êt NÒn mãng ton miÒn B¾c,1968 2
  3. Néi dung 1.ThÝnghiÖm¬®«met Balo¹ibiÕnd¹ngcña®Êt v c¸c®Æctr−ngnÐnlón 2. ¸psuÊtlÞchsö hiÖntr−êng 3.TÝnh®é lónæn®Þnh 3.1.Tr−êng hîp ®Êt cè kÕt th«ng th−êng 3.2.Tr−ênghîp ®Êt qu¸ cè kÕt 4.TÝnhlón 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.ThÝnghiÖm¬®«met S¬ ®å hép nÐn ¬®«met S¬ ®å mÉu ®Êt nÐn mét trôc Tm truy n lc Terzaghi 1925 ðá thÊm σσ ’ σv Daovòng Di ñng e e ≈≈≈ H Mu ñt 0 H ðá thÊm 0 u0 Tm ñáy εεε =0 Daovßng di ®éng h εεεh =0 Daovòng Tm truy n lc c ñnh • ng suÊt hiÖu qu¶ kiÓm so¸t tÝnh ðá thÊm chÊt biÕn thiªn thÓ tÝch cña ®Êt σ v’ = σ v – u0 (1.1) Mu ñt •• ng suÊt hiÖu qu¶ kiÓm so¸t tÝnh ðá thÊm chèng c¾tcña ®Êt. Tm ñáy SÏ xem xÐt sau ny Daovßng cè ®Þnh 4
  5. 1.ThÝnghiÖm¬®«met vÏ ®−êngquanhÖ e~ σ H1 H2 H =H H Lç rçng v s MÉu ®Êt H ≈≈≈ 0 DiÖn tÝch =A Ws H¹tr¾n H s = AGsγ w Ws 1.TÝnhchiÒu cao pha r¾n: H s = AGsγ w 2.TÝnhchiÒu cao ban®Çu cña lç rçng:Hv =H 0 –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 e = 1 4.Víi l−îng tăng t¶i ban®Çu σ1 → ∆H1, tÝnh ∆e1:1 ∆H1 nh n ®−îc tõ sè H s ®äc ®ång hå ®oban®Çu v cuèi,d−íi cÊp ¸psuÊt 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 ¸psuÊt σ1:e 1=e 0 ∆e1. H 2 T−¬ng tù,víi cÊp gia t¶i tiÕp σ2 → H2,tÝnhe2 = e1 − v lóc ®ã cã σ’2 H s 6.TiÕn hnh t−¬ng tù tiÕp,sÏ cã sè liÖu ®Ó vÏ ®−êng quan hÖ e~ σ’ d−íi d¹ngsè häc hoÆc b¸n log¶it 5
  6. 1.ThÝnghiÖm¬®«met S¬ ®å hép nÐn ¬®«met S¬ ®å mÉu ®Êt nÐn mét trôc Tm truy n lc Terzaghi 1925 ðá thÊm σσ ’ σv Daovòng Di ñng e e ≈≈≈ H Mu ñt 0 H ðá thÊm 0 u0 Tm ñáy εεε =0 Daovßng di ®éng h εεεh =0 Daovòng Tm truy n lc c ñnh • ng suÊt hiÖu qu¶ kiÓm so¸t tÝnh ðá thÊm chÊt biÕn thiªn thÓ tÝch cña ®Êt σ v’ = σ v – u0 (1.1) Mu ñt •• ng suÊt hiÖu qu¶ kiÓm so¸t tÝnh ðá thÊm chèng c¾tcña ®Êt. Tm ñáy SÏ xem xÐt sau ny Daovßng cè ®Þnh 6
  7. 1.1.Balo¹ibiÕnd¹ngnÐnlóncña®Êt Giai ®o¹nI σσ ’ σ (1.2) v NÐn ban®Çu St =Se +Sc +Scr g n ¹ Gia t¶i tr−íc d St=®é nÐn lón tæng A n Õ Si =®é lón tøc thêi (LT®nhåi) i B Sc=®é nÐn lón cè kÕt thÊm (phô thuéc Giai ®o¹nII thêi gian) Cè kÕt s¬ cÊp Scr =®é nÐn lón thø cÊp (còng phô thuéc Giai ®o¹nIII thêi gian) Cè kÕt thø cÊp B Chó ý:gi¸ trÞ ®é nÐn lón sau khi CKTkÕt thóc gäi l ®é lón cuèi cïng hay®é lón Thêi gian (thang logt) æn ®Þnh: S I. BiÕnd¹ngtøcthêi ,chñ yÕudosù “bãpmÐo”,lmthay®æih ìnhd¹ng,kh«ngthay ®æithÓ tÝchv dosù tho¸tmétphÇnkhÝkháilç rçngcña®Êt II.BiÕnd¹ngcè kÕtthÊm ki m so¸t bëi s chuyÓnho¸ tõ¸psuÊt n−íc lç rçng sang ¸p suÊtcãhiÖuqu¶ dosù Ðp ®Èy n−íc lç rçng ra tíikhibiÕnthiªn¸psuÊtlç rçng b»ngkh«ng,nã chiÕmkho¶ng 90%tængbiÕnd¹ngcãthÓ ®èivíi®Êth¹tmÞn. III.BiÕn d¹ngtõbiÕn ,kiÓm so¸t bëi sù ®iÒu chØnh dÎo khung cèt ®Êt g©y mét Ýt biÕn d¹ngsau khi cè kÕt thÊm kÕt thóc,t¹i ¸psuÊt hiÖu qu¶ kh«ng ®æi 7
  8. 1.2C¸c ®Æc tr−ng nÐn lón av,mv,Eeod v quan hÖ gi a chóng Quan hÖ εεε∼∼∼ σσσ ’vc • To¹ ®é th−êng 0 (%) v σσ ’ σv ε L H s e e ≈≈≈ H e( V) H=s εv = = = = e 10 L H H 1+ e 0 e0 0 0 0 0 L rng H0 u0 H (V ) 20 e 0 0 ⇒ s = H = ε H 20 1+ e 0 v 0 εεε =0 εεε =0 1 Ht ñt 0 h V h e = r ε v mv – hÖ sè nÐn Vh m mv = v σ ' thÓ tÝch (m 2/kN) Quan hÖ e ∼∼∼σσσ ’vc 30 v 2,6 1 20 40 2,4 40 40 − e e1 − e2 e BiÕn d¹ngt−¬ng ®èi th¼ng®øng, 2,2 av = = = σ ' σ '−σ ' σ ′ 0255075 100 v 2 1 v øng suÊt cè kÕt hiÖu qu , σ ′ ,(kPa ) 2,0 e vc a – hÖ sè nÐn a = 1,8 v v ε v av 2 (m /kN)hay1/kPa σ v ' mv = = (1.3) HÖ sè rçng,e ⇒ 1,6 σ v ' 1+ e0 a ε v m = v 1,4 v ε 1 σ ' v 1 v mv = = (1.4) 1,2 σ v ' Eeod 20 40 e ε v = 2 1,0 1+ e0 E0 2 0255075 100 E = β = 1− (1.5) eod β 1− σ ′ øng suÊt cè kÕt hiÖu qu , vc ,(kPa) 8 C¸ch bi Óu thÞ ny bÊt ti Ön do c¸c ®Æc tr −ng nÐn lón (avc , mv ) biÕn ®æi theo σ’vc
  9. 1.2 C¸c ®Æc tr−ng nÐn lón Cc,C cε v quan hÖ gi a chóng • To¹ ®é b¸n l«garit (Log) 0 (%) v − de e − e e ε C = = 1 2 = c d logσ ' logσ ' −logσ ' σ ' v 2 1 log 2 10 σ ' e 1 C = c σ ' log 2 (1.6) 20 C σ '1 cε 30 1 Cc chØ sè nÐn , H»ng sè kh«ng phô thuéc σ vc BiÕn d¹ngt−¬ng ®èi th¼ng®øng, 2,6 40 110 100 2,4 øng suÊt cè kÕt hiÖu qu , σ vc′ ,(kPa) 2,2 ε C = v cε σ ' 2,0 log 2 1.7 σ ' 1,8 e 1 Cc εv = HÖ sè rçng,e 1,6 1+e Ccε chØ sè nÐn thÓ tÝch 0 σ , 1 e Kh«ng phô thuéc vc 1,4 C = c σ ' log 2 C 1,2 σ ' C = c 1 ⇒⇒ cε 1.8 ε v 1+ e0 1,0 Ccε = 9 110 100 σ ' log 2 øng suÊt cè kÕt hiÖu qu , σ vc′ ,(kPa) σ '1
  10. 1.2C¸c ®Æc tr−ng nÐn lón λ, λ*,k* • To¹ ®é b¸n l«garit (Ln) dïng trong Plaxis σσσ1 εv 1 ln ’ ð−êng εv ∼ σ σ1 = σ2 = σ3 nÐn l¹i λ* σσσ3 σσσ2 (në) K* ð−êng nÐn 1 ln σ’ ChuyÓn ®æi tõ log 10 sangln Vì Ln(x)=Ln(10)log 10 (x) ⇒ log 10 (x)=Ln(x)/Ln(10)=Ln(x)/2,3= vì ln10=2.3 ε v C C λ = λ* = c k* = s σ '2 3.2 1+ e log ()0 3.2 ()1+ e0 σ '1 λ* HSnÐn ci biªn k* HSnÐn l¹i(në )ci biªn λ k Chó ý:MHCamclay: λ* = k* = 1+ e 1+ e 10
  11. 2. ¸psuÊt lÞch sö hiÖn tr−êng AStiÒn cè kÕt S¬ ®å ho¸ lé tr ình hình thnh AStiÒn cè kÕt Bishop,1964 M« hình ho¸ lé tr ình gia gi¶m t¶i Lé tr ình gia gi¶m t¶i a de=a.d σσσ' Cè kÕt bình th−êng TrÇm tÝch Xãi mßn b TrÇm tÝch HÖ sè rçng e d Xãi mßn c Qu¸ cè kÕt σv0 ’ Ph©n tè a b c d ®Êt M ¸psuÊt hiÖu qu¶ σσσ' σp’ 1 2 3 4 (Bishop,1964) 11
  12. 2.¸psuÊt lÞch sö hiÖn tr−êng AStiÒn cè kÕt 0,90 O ðưng n ðưng nén hin trưng M« pháng qu¸ tr ình 0,85 doly mu chÞu ti cña mÉu ®Êt B trong TN¬®«met e d C , ®−êng nÐn ®−êng në g 0,80 n ®−êng nÐn l¹i r Tăng xáo ln s mu ñt 0,75 H e Gia ti li Th c t thư ng dùng O 0,70 trong phòng 1 Cc Quan hÖ e ∼∼∼ log σσσ’ B A Cs,r 0,65 1 ðưng nén li Në C NÐn l¹i 0,55 O σ’B σ’A log σ’ ðưng n D σσσp’ 0,50 01001000 12 ¸p sut c kt hiu qu, σvc ’(kPa)
  13. 2.¸psuÊt lÞch sö hiÖn tr−êng AStiÒn cè kÕt • ð−êng conge/log σ’ v c¸c chØ sè e Thùc tÕ th−êng dïng O nÐn,në v nÐn l¹i 1 Cc B A Cs,r 1 e Në C eoc NÐn l¹i nh h−ëng cña qu¸ cè kÕt lÞch sö O σ’B σ’A log σ’ ð−êng qu¸ cè kÕt bình th−êng haynguyªn s¬: e=eoc Cclog σ’ eo nÐn l¹i ð−êng congnë/nÐn l¹itrung bình : e=eoc Cs,r log σ’ e në e1 TheoTheo kktt ququ thth íí nghinghi mm σ 0′ σ′ log σ’ log σ’ 1 13
  14. 2.¸psuÊt lÞch sö hiÖn tr−êng AStiÒn cè kÕt Tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ Soilshavea“memory ” ofthestressandother changesthat haveoccurredduringtheirhistory, andthesechangesare preservedinthesoil structure( Casagrande, 1932 ). HÖ sè qu¸ cè kÕt (over consolidated ratio ) σ , p (2.1) OCR = ' σ v0 σp’ ¸psuÊt hiÖu qu¶ tiÒn cè kÕt σv0 ’ ¸psuÊt hiÖu qu¶ hiÖn t¹i OCR=1– Cè kÕt th«ng th−êng (normallyconsolidated)[NC] OCR>1– Qu¸ cè kÕt (overlyconsolidated)[OC] OCR<1– Ch−anÐn tíi (underconsolidated)[ch−a®¹tc©n b»ng d−íi t¸c dông tÇng phñ ] 14
  15. 2. ¸psuÊt lÞch sö hiÖn tr−êng AStiÒn cè kÕt C¬ chÕ g©y tiÒn cè kÕt 15
  16. 2. ¸psuÊt lÞch sö hiÖn tr−êng ð¸nh gi¸ theo PLAXIS InitialPreconsolidation Stress ⇒⇒⇒ Advance Model OverConsolidationRatio y σ ′p σσσ’p OCR = (2.1) σ ′0 0 y σ 'y 0 POP = σ ′p −σ 'y > 0 PreOverburdenPressure Qu¸ cè kÕt σ ′ OCR = p >1 σ 0' 0 y POP = σ ′ −σ '0 < 0 σ ' p y yy 0 (2.2) POP = σ ′p −σ 'y Qu¸ cè kÕt σσσ’p Dïng cho MH®Êt mÒm yÕu (tõ biÕn)v MH®Êt tăng bÒn 16
  17. 2.¸psuÊt lÞch sö hiÖn tr−êng x¸c ®Þnh σ’p theo PPCasagrande,1936 Nh nh t có X¸c ®Þnh AStiÒn cè kÕt th σ’ ln nh t có th Có thp nh t (Casagrande) b»ng thÝ nghiÖm TN Ln nh t có th ¬®«met(®iÓm B) ði m: σ ′ σ’ có th nh t σ’p nh nh t có th p p σ’ Ln nh t có th p C¸c b−íc tìm σσσ’p Chän ®iÓm cã b¸n kÝnh congminA ¦ StiÒn KÎ ®−êng ngang t¹iA B¸n kÝnh congnhá nhÊt A cè kÕt B KÎ tiÕp tuyÕn víi ®−êng congt¹iA ng e kÎ ph©n gi¸c gãc gi a 2®−êng trªn r KÐo di ®o¹nth¼ngtrªn ®−êng s congban®Çu cho c¾t®−êng ph©n C¸c gi¸ trÞ cã H gi¸c t¹i B ⇒ ®iÓm øng víi øng suÊt thÓ cña σσσ’p tiÒn cè kÕt σ’p . Chó ý:: khi mÉu ®Êt bÞ x¸o trén, khã x¸c ®Þnh σσσ’p σσσ’p 17 σ’p øng su t cè kÕt hiÖu qu , σ’vc
  18. 2.¸psuÊt lÞch sö hiÖn tr−êng VÝdô X¸c ®Þnh ¸psuÊt lÞch ð−êng nÐn Në dolÊy mÉu hiÖn tr−êng sö hiÖn tr−êng theo PP B Casagrande Gia ti l¹i C ð−êng congTN Bi tËp vÝ dô 8.1 trong phßng Cho c¸c ®−êng congm« Sù tăng x¸o tr n pháng sù trÇm tÝch,lÊy e mÉu ñt g mÉu lªn (rì t¶i)v nÐn l¹i n r trong thiÕt bÞ thÝ nghiÖm Quan hÖ s ¬®«met. e ∼∼∼ log σσσ’ H Theo®−êng congnÐn BCD,tìm: a)¦StiÒn cè kÕt theo PP nÐn l¹i Casagrande: σσσ’p b) Tìm c¸c gi¸ trÞ cùc ®¹i Në v cùc tiÓu cña ¦S®ã; D c)X¸c ®Þnh OCRnÕu ¦S 90kPa 200kPa TÇng phñ hiÖn tr−êng l 18 øng su t cè kÕt hiÖu qu , σ’vc 80kPa.
  19. 2.¸psuÊt lÞch sö hiÖn tr−êng VÝdô X¸c ®Þnh ¸psuÊt lÞch sö hiÖn ð−êng nÐn tr−êng theo PPCasagrande Në dolÊy mÉu hiÖn tr−êng B Gi¶i 8.1 e0= 0,84 Gia ti l¹i ð−êng congTN a)Thùc hiÖn c¸c b−íc x¸c ®Þnh σ’p trong phßng AStiÒn cè kÕt theo PP Casagrande: σσσ’ b»ng kho¶ng Sù tăng x¸o tr n p e mÉu ñt 130kPa; g n b)Gi¶ thiÕt e =0,84.Gi¸ trÞ r 0 Quan hÖ s cùc tiÓu cña σ’p kho¶ng 90kPa e ∼∼∼ log σσσ’ H v cùc ®¹ikho¶ng 200kPa; c)TÝnh OCRb»ng biÓu thøc σ , 130 OCR = p = = 6,1 nÐn l¹i , σ v0 80 DoviÖc x¸c ®Þnh σ’ v σ’ Në p v0 D kh«ng ch¾cch¾nnªn th−êng 90kPa 200kPa chØ lÊy OCR®Õn mét sè lÎ 130kPa 19 øng su t cè kÕt hiÖu qu , σ’vc
  20. 3.TÝnh®é lón æn ®Þnh 3.1TheoLT®nhåi 1− 2 o (3.1) GTC¬ häc ®Êt,1975 • X¸c ®Þnh theo LT®nhåi Se = pB K Eª N.C.MÉn • X¸c ®Þnh theo LT®nhåi kÕt hîp tÝnh nÐn lón cña ®Êt e − e GTC¬ häc ®Êt,1975 S = K 1i 2i H (3.2) i i N.C.MÉn 1+ e1i THbi to¸n kh«ng gian THbi to¸n mét h−íng K1 =1:     1 σ e1i − e2i K =  zi −  , , , S = H (3.5) 3 0i Víi Θ'= σ x +σ y +σ z (3.3) i i 1− 2  Θ'i  Víi 0i   1+ e1i  1+ 0i  e (3.6) THbi to¸n ph¼ng s = H0 = ε v H 0 1+ e0 1 σ zi  K =  − ; , , (3.4) 2  0i  VVííii Θ'= σ x +σ z 20 1− 20i  Θ'i 
  21. 3.TÝnh®é lón æn ®Þnh 3.2TheotÝnh nÐn lón – HÖ to¹ ®é th−êng ∆e Sau khi lón ∆H=s e 0 L rng S¬ ®å nÐn lón ef L rng H ðt +Nưc ≈ H Lón l do 0 H f gi¶m thÓ 1 Vs =1 Ht rn 1 Ht rn tÝch rçng 0 BiÕn d¹ngt−¬ng ®èi th¼ng®øng: (%) v ε L H s e 10 Quan hÖ ε ∼ σ’ ε = hay = = v vc v L H H 1+ e 20 0 0 0 0 ε 20 m = v e v (3.7) σ v ' ⇒ s = H 0 = ε v H0 m 1+ e 30 v 0 mv – hÖ sè nÐn 1 thÓ tÝch (m 2/kN) 40 TÝnh ®é lón æn ®Þnh BiÕn d¹ngt−¬ng40 ®èi th¼ng®øng, c¸c bi tõ vÝ dô:8.2 0255075 100 ®Õn 8.14 21 øng suÊt cè kÕt hiÖu qu , σ vc′ ,(kPa)
  22. 3. TÝnh ®é lón æn ®Þnh 3.2TheotÝnh nÐn lón – HÖ to¹ ®é b¸n logarit (log 10 ) 2,6 0 2,4 (%) v σ ' = σ ' +σ ε 2,2 2 v0 v 10 2,0 1,8 C 20 Cc chØ sè nÐn c 1,6 Ccεεε chØ sè Ccε HÖ sè rçng,e 1 nÐn thÓ tÝch 1,4 1 30 1,2 1,0 BiÕn d¹ngt−¬ng ®èi th¼ng®øng, 40 110100 110 100 øng suÊt cè kÕt hiÖu qu , ′,(kPa) øng suÊt cè kÕt hiÖu qu ,σ vc′ ,(kPa) σ vc e e ε C − de e1 − e2 e C = ; C = v ⇒ c C = = = εv = ; c cε Ccε = (3.9) c σ '2 σ ' d logσ ' logσ ' −logσ ' σ ' 1+e log log 2 1+ e0 v 2 1 2 0 σ ' log 1 σ '1 e σ '1 s = H0 s = ε v H 0 , 1+ e0 , σ H 0 σ 2 ε 2 e sc = Cc log (3.8) v ⇒ sc = Ccε .H0 log , (3.10) ⇒ , Ccε = Cc = 1+ e σ ′ σ σ ' 0 1 σ 2 221 log 2 log σ1′ σ '1
  23. 3. TÝnh ®é lón æn ®Þnh 3.2TheotÝnh nÐn lón – HÖ to¹ ®é b¸n logarit (log 10 ) 1.XÐt ¶nh h−ëng lÞch sö cè kÕt hiÖn tr−êng a.ðÊt cè kÕt th«ng th−êng: , , , , Thayσ 2 = σ v0 + σ v vσ1 = σ v0 vo (3.8)v (3.10): e H 0 σ v′0 + σ v sc = Cc log (3.11) e 0 1+ e0 σ v′0 e Cc σ σ ' +σ v vo v (3.12) sc = Ccε .H 0 log , σ 'v0 σ’vc σ v0 23
  24. 3. TÝnh ®é lón æn ®Þnh 3.2TheotÝnh nÐn lón – HÖ to¹ ®é b¸n logarit (log 10 ) 1.XÐt¶nh h−ëng lÞch sö cè kÕt hiÖn tr−êng b.ðÊt qu¸ cè kÕt XÐt hai tr−êng hîp TH1. σ’v0 + σ v ≤ σ’p ch−anÐn tíi:C c ⇒ Cr hoÆc Ccε ⇒ Crε : σ’v0 +σ v σσσ’ σ’ p v0 H 0 σ v′0 + σ v sc = Cr log (3.13) e 1+ e σ ′ Cr 0 v0 e0 e σ ' +σ vo v (3.14) sc = Crε .H 0 log Cc σ 'v0 σ v Vì Cr <C c ⇒ sc nhá h¬n ®é lón khi ®Êt cè kÕt th«ng th−êng ⇒ ch−anÐn tíi σ’v0 σσσ’p σ’vc 24
  25. 3. TÝnh ®é lón æn ®Þnh 3.2TheotÝnh nÐn lón – HÖ to¹ ®é b¸n logarit (log 10 ) TH2 σ’v0 +σ v > σ’p ⇒ qu¸ cè kÕt sc =s 1 (tÝnh trªn phÇn nÐn l¹i)+s 2 (tÝnh trªn phÇn nÐn ban®Çu) , , , , , , H 0 σ v0 + (σ p −σ v0 ) H 0 σ p + (σ v0 + σ v −σ p ) sc = Cr log + Cc log ⇒ ⇒ 1+ e0 σ 'v0 1+ e0 ⇒ ⇒ σ ' p σ’ +σ σ’ σσσ’ v0 v H σ ' H σ ' +σ e v0 p 0 p 0 v0 v sc = Cr log + Cc log (3.15) 1+ e0 σ 'v0 1+ e0 σ ' p Cr e , , 0 e1 σ p σ v0 + σ v soc = Crε .H 0 log , + Ccε H 0 log , (3.16) e2 σ σ v0 σ p e v f C C C = c C = r Cc víicε v rε 1+ e0 1+ e0 e trong vÕ ph¶i lÊy t−¬ng øng víi ¸psuÊt tiÒn cè kÕt 0 25 σ’v0 σ’vf σ’vc trªn ®−êng congnÐn ban®Çu hiÖn tr−êng
  26. 3. TÝnh ®é lón æn ®Þnh Mét sè c«ng thøc b¸n kinh nghiÖm cho Cc v *C cε 26
  27. 3. TÝnh ®é lón æn ®Þnh Mét sè gi¸ trÞ ®iÓn hình cña Cc 27
  28. 3. TÝnh ®é lón æn ®Þnh C¸c nh©n tè nh h−ëng ®Õn viÖc x¸c ®Þnh σ’p trong phßng TN nh h−ëng cña hÖ sè gia ti [LIR LoadIncrementRatio] B¸n kÝnh conglín σ LIR = σ initial σ ƯSgia tăng σinitial ƯSban ñu nh h−ëng cña chÊt l−îng lÊy mÉu 28
  29. 3. TÝnh ®é lón æn ®Þnh C¸c nh©n tè nh h−ëng ®Õn viÖc x¸c ®Þnh σ’p trong phßng TN nh h−ëng cña th i gian gia ti R 0 T1 ð−êng thùc nghiÖm 1 ng,R n d Cè kÕt s¬ cÊp c bi ð−êng lý thuyÕt E ñ R10 ð S T Qt =100%theolý thuyÕt 2 βββ Logth i gian tp Cè kÕt t thø cÊp 29
  30. 3. TÝnh ®é lón æn ®Þnh Lîi Ých viÖc dïng quan hÖ εv ∼ log σ’vc tÝnh ®é lón æn ®Þnh 1)BiÕn d¹ngcã thÓ tÝnh trùc tiÕp tõ ®−êng congnÐn v ®é cao ban®Çu cña mÉu.ViÖc tÝnh to¸n cã thÓ thùc hiÖn t¹ibÊt cø giai ®o¹nno trong qu¸ tr ình thÝ nghiÖm ThuËn lîi trong ®¸nh giá s¬ bé ¸psuÊt tiÒn cè kÕt v cã thÓ ®iÒu chØnh cÇn thiÕt trong khi thÝ nghiÖm. HÖ sè rçng cã thÓ chØ tÝnh vo lóc cuèi thÝ nghiÖm sau khi x¸c ®Þnh ®−îc khèi l−îng kh« cña h¹t®Êt Cã thÓ ®¸nh gi¸ ®é lón cã xÐt ¶nh h−ëng ¸psuÊt tiÒn cè kÕt 2)ThÝ nghiÖm cã thÓ dõng khi cã hai hayba ®iÓm x¸c ®Þnh ®o¹nth¼ngcña ®−êng congnÐn ban®Çu 3)Tænglón cña c¸c líp kh¸c nhau v chØ sè nÐn: n Cr sc = ∑ sci Crε = 30 i=1 1+ e0
  31. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.1 Lón cè kÕt thÊm 1.Nguyªnlý øng suÊt cã hiÖu qu¶ (Terzaghi 1920). Lùc hót dÝnh (matric suction) biÕn tr¹ng¦S(Fredlund – 1993) ¦ Scã hiÖu qu¶ σ’ v lùc hót dÝnh kiÓm so¸t v khèng chÕ c¸c ®Æc tÝnh c¬ b¶n (biÕn thiªn thÓ tÝch ®é bÒn)cña ®Êt M« hình ho¸ ¦ ShiÖu qu (Skempton 1960) ðK c©n b»ng lùc 0 σσσ A σ σ '  A − Ac   c  A = +  u σ = σ '+1 − u w A U A Ac  A    σσσ’ σ = σ’ +uw U Ac MHtiÕp xóc +ðÊt bo ho: σ’ = σ uw gi a hai h¹tr¾n σ ¦ Stæng;uw ¸psuÊt n−íc lç rçng Appendixb.3 31
  32. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.1 Lón cè kÕt thÊm 1.Nguyªnlý øng suÊt cã hiÖu qu¶ (Terzaghi (1920’s) +ðÊt kh«ng bo ho: χ 1,0 *Bishop Henkel –1962: 0,8 σ’ = σ [u χ (u u )] a a w 0,6 ð−êng lý thuyÕt uw ¸psuÊt n−íc lç rçng 0,4 ua ¸psuÊt khÝ lç rçng 0,2 χ hÖ sè,phô thuéc chñ yÕu ThÝ nghiÖm tho¸t n−íc ®é bo ho,mét phÇn vo 0 khung cÊu tróc cña ®Êt: ®Êt 020406080100 kh« χ =0;®Êt bo ho χ =1 ðé bo ho,S(%) Quan hÖ gi a th«ng sè χ v ®é bo ho cña ®Êt bôi Bearhead Bishopv nnk,1960 32
  33. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.1 Lón cè kÕt thÊm 1.Nguyªnlý øng suÊt cã hiÖu qu¶ (Terzaghi (1920’s) +ðÊt kh«ng bo ho: *Fredlund , 1993: σ’ = σ u a BiÕn tr¹ngøng suÊt “matric suction” ua uw ¸psuÊt hót dÝnh “Matric suction” kiÓm so¸t v khèng chÕ c¸c ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña ®Êt KBH:tÝnh th m,®é bÒn v tÝnh biÕn d¹ng 33
  34. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.1 Lón cè kÕt thÊm 2.BiÕn tr¹ngøng suÊt cña Fredlund ,1993 Tens¬ øng suÊt ua - uw σy - ua (σσσx ua) τττyx τττzx τyz τyx τττxy (σσσy ua) τττzy u - u ua - uw τxz a w σ - u τττxz τττyz (σσσ u ) τ x a z a zx τ τ xy σ - u zy Y z a Tens¬ cÇu øng suÊt ¸psuÊt tø phÝa X Z (ua uw) 0 0 0 (ua uw) 0 (ua uw )lm tăng ®é bÒn chèng c¾t, gi m tÝnh thÊm v tÝnh biÕn d¹ng 0 0 (ua uw) cña ®Êtkh«ng bo ho 34
  35. øng dông biÕn tr¹ng −S vo hÖ ®Êt bo ho/kh«ng bo ho øng suÊt ph¸p thùc ðé hót dÝnh σ uw ua uw Fredlund ∇ LT¦.Scã hiÖu qu¶ Terzaghi σ uw øng suÊt cã hiÖu qu¶ ¸plùc n−íc lç rçng d−¬ng 35
  36. C¸c quan hÖ c¬ bn trong hÖ ®Êt bo ho/kh«ng bo ho ThÊm ðÊt kh«ng bo ho ∂h ðé bÒn v = k (u − u ) BiÕn thiªn w a w ∂ chèng c¾t y thÓ tÝch τττ === c'+++(σσσ −−− ua )tan φφφ '+++ de === a 1 d (σσσ −−− u a ) +++ (u −−− u )tan φφφ b a d (u −−− u ) a w ∇ 2 a w τττ === c'+++(σσσ −−− u )tanφφφ' w de===avd(σσσ −−−uw) ðÊt bo ho ∂∂∂h v === k w ∂∂∂y 36 Cã thÓ kÕ thõa c¸c kÕt qu¶ NC®Êt bo ho cho ®Êt kh«ng bo ho
  37. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.1Lón cè kÕt thÊm Th«ng sè ¸psuÊt lç rçng A,B 37
  38. S ¬ ® å m É u ® Ê t ® Æ t tro n g buång ¸p lùc 3 8
  39. S¬ ®å thÝ nghiÖm nÐn ba trôc 39
  40. S¬ ®å buång nÐn ba trôc v TTøng suÊt trªn mÉu ®Êt MÉu ®Êt MÉu ®Êt 40
  41. Th«ng sè ¸psuÊt lç rçng A,B(Skempton,1954) σ 1 σ 3 σ 3 σ 1 MÉu ®Êt bo ho n−íc σ 3 σ + ud ¸psuÊt = σ n−íc lç rçng u uc 3 u w (σuw) σ σ 3 σ 2 = σ 3 ðÞnh nghÜa: u= uc + ud víi: uc =B. σ 3 v ud =A.B( σ1 σ3 ) A x¸c ®Þnh b»ng TN;A= 0,5 ÷ 1,0tuú theo ®Êt LËp biÓu thøc quatæ hîp c¸c b−íc gia t¶i trong TNnÐn ba trôc u= uc + ud =B. σ 3 +A.B( σ1 σ3 ), VËy: u=B[ σ 3 +A( σ1 σ3 )] *TH®Êt bo ho n−íc:B=1 ⇒ u=σσ 3 σ+A( σσσ 1 σσσ 3 ) v nÕu cho σ3 =const ⇒ σ 3 =0 ⇒ A= u/( σσσ 1 σσσ 3 ). B=0(®Êt kh«);B=1(bo ho n−íc). A– chñ yÕu phô thuéc lo¹i®Êt v lÞch sö ¦.ShiÖn tr−êng 41
  42. Th«ng sè Akhi mÉu ®Êt bÞ c¾t:Af Lambe,1982v Wu,1966 Lo¹i®Êt Af SÐt ®é nhËy cao 1,2 ÷ 2,5 Skempton,1954 SÐt cè kÕt th«ng th−êng 0,7 ÷ 1,3 SÐt qu¸ cè kÕt 0,3 ÷ 0,7 Lo¹isÐt Af SÐt c¸t qu¸ cè kÕt m¹nh 0,5 ÷ 0 C¸t nhá h¹trÊt xèp rêi 2 ÷ 3 3 1 SÐt ®é nh¹ycao + ÷+1 C¸t nhá h¹tvõa 0 4 2 1 SÐt cè kÕt th«ng th−êng + ÷+1 2 1 3 u f SÐt c¸t ®Çm chÆt + ÷+ 4 4 Af 1 ()σ − σ SÐt qu¸ cè kÕt nhÑ 0÷+ 1 3 f 2 1 1 Sái sÐt ®Çm chÆt − ÷+ 4 4 u f = (u f − u0 ) 1 SÐt qu¸ cè kÕt nÆng − ÷0 2 42
  43. C¸c gi¸ trÞ cña th«ng sè A,B 1.0 Bo Quan hÖ B ∼∼∼ S ho Qu¸ cè Qu¸ cè kÕt Cè kÕt kÕt nhÑ m¹nh 0.8 th«ng Gi¸ trÞ B th−êng +1,0 0.6 Quan hÖ Af ∼∼∼ OCR f +0,5 0.4 Gi¸ trÞ A 0 0.2 0 0,5 020406080100 12481632 §é bo ho S% HÖ sè qu¸ cè kÕt OCR (K.H.Head,1986) Chó ý:Gi¸ trÞ Scritic cho ranh giíi gi a ®é bo ho cao v thÊp: Scao khi trong lç rçng cña ®Êt chØ cã c¸c bät khÝ kh«ng liªn th«ng; SthÊp khi chØ cã khÝ trong lç rçng liªn th«ng Scritic :C¸t ≈ 20%;Bôi ≈ 40 ÷ 50%;SÐt ≈ 85%. (Jennings&Burland,1962) 43
  44. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm Terzaghi TÝnh lón theo thêi gian • Gi thi t cơ bn 1. ðÊt sÐt ®ång chÊt v bo ho n−íc 100% 2.N−íc ®−îc tho¸t theo hai phÝa ®Ønh v ®¸ytÇng nÐn lón 3.Dßng thÊm tu©n theo luËt Darcy[v=ki] 4.Cèt ®Êt v n−íc kh«ng Ðp co 5.Sù nÐn v dßng thÊm l mét h−íng 6.L−îng tăng ti nhá ®Æt lªn ®Êt kh«ng lm thay ®æi bÒ dy tÇng ®Êt (vì biÕn d¹ngnhá)v k,av l h»ng sè. 7.ChØ cã mét quan hÖ tuyÕn tÝnh gi a biÕn thiªn thÓ tÝch e v biÕn thiªn øng suÊt hiÖu qu σ ’. Nãi c¸ch kh¸c,de= avdσ’,v gi thiÕt av kh«ng ®æi trong qu¸ tr ình tăng øng suÊt t¸c dông.Gi thiÕt quan träng ny còng hm ýr»ng kh«ng xÈy ra nÐn thø cÊp 44
  45. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm TÝnh lón theo thêi gian • MHcè kÕt thÊm mét h−íng Terzaghi:c¬ häc v hiÖn tr−êng v Ti träng → tÇng phñ σv Van tÇng phñ σv +σ σv + σ (tÝnh thÊm) Lß so u u 0 0 (cèt ®Êt) u0 +u N−íc u ⇒ 0 (trong lç rçng) Ti träng σ ⇒ biÕn thiªn Khi ®¹tc©n b»ng d−íi Khi c©n b»ng v ASlç râng,n−íc ch y ra σv+ σ kh«ng lón na z σσ σ σ H σ = MNngÇm γ n C¸t u = 0 H/2 σσ ’ σσ = σ σ uσ0 =σ σ SÐt σσ ’ σ = 0 σu σ σ’ H/2 z M(z,t = 0) z M(z,t = ∝) O C¸t σσ σ σσ σ σσ σ t=0 t ⇒⇒⇒∝∝∝ 45 t=0 0<t< ∝ t ⇒ ∝
  46. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm ð−êng congnÐn ¬®«metv ®é cè kÕt ∂2u ∂u S e − e U = t U = 1 cv 2 = v v e ∂ z ∂t Sc e1 − e2 e e1 − e2 σ ′ −σ1′ σ ′ −σ1′ ui − u u av = − = U v = = = =1− σ ' σ 2′ −σ1′ σ 2′ −σ1′ σ ' ui ui e1 A 2 Trong ®ã σ '= u = u 1 i e 1 (e 1 e) B av σ '−σ1′ = (σ 2′ −σ1′)− u = ui − u e e=e (σσσ’ σσσ’ ) k 1+ e 1 0 2 HScè kÕt: cv = (m /s) e2 C ρw g av c Nh©n tè thêi gian: v Tv = 2 t σ ′ = σ 2′ −σ1′ H dr σ ′ 8  Π 2  1 σ ′ σ 2′ σ ′ U =1− exp− T  v 2  v  Π  4  σ '= u = ui σ '−σ ′ 1 u Appendixb2 46
  47. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm BiÓu ®å Uz ∼∼∼ Tt¹imäi ®iÓm trong tÇng thÊm hai phÝa ∂2u ∂u c = v ∂ 2 z ∂t k 1 + e0 2 c v = (m /s) ρ w g a v cv Tv = 2 t H dr u Uv =1− ui BiÓu thøc b¸n kinh nghiÖm Casagrande (1938) U 60%(T > ,0 027) z 47 T = ,1 781− ,0 933(100 −U %)
  48. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm – X¸c ®Þnh hÖ sè cè kÕt Cv b»ng TN¬®«met • PPCasagrande – Khíp ®−êng conglogarit thêi gian LTv TN Casagrande’s LogarithmofTimeFittingMethod Logt NÐn ®nhåi VÏ tõ lý thuyÕt BiÓu thøc L−îng tăng ti:19 20kPa b¸n kinh nghiÖm: k 1 + e Casagrande (1938) 0 2 c v = (m /s) ρ w g a v U < 60%(T < ,0 027) cv u 2 U =1− Tv = 2 t z Π 2 Π U %  u T = U =   H dr i 4 4  100  48
  49. ð−êng quan hÖ U% ∼ logTv lý thuy t 49
  50. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm Ti liÖu thùc ®othÝ nghiÖm ¬®«met (23gi ) 50
  51. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm – X¸c ®Þnh hÖ sè cè kÕt Cv b»ng TN¬®«met • PPCasagrande – ð−êng conglogarit thêi gian c¸ch x¸c ®Þnh R0 =R 1 (R 2 R1) R − R R = 0 100 50 2 U < 60%(T < ,0 027) Xem Tr 396398 2 Π 2 Π U %  T = U =   X¸c ®Þnh R theo casagrande 4 4  100  100 Tìm R0 ðÇu ®on congparabol T quan h T50 ∼∼∼ Cv tìm ra Cv . t th−êng gäi l t C t p 100 t v p Tv = 2 2 H dr C t T50H dr 2 v 50 c = = ,0 81m / yr T50 = ,0 197 = 2 v 51 H dr t50
  52. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm – X¸c ®Þnh hÖ sè cè kÕt Cv b»ng TN¬®«met • PPTaylor PPkhíp ®−êng congcăn bËc hai thêi gian Taylor ’sSquareRootofTimeFittingMethod m BiÓu thøc b¸n kinh m , nghiÖm:Taylor (1948) o ® å VÏ tõ lý thuyÕt h U > 60%(T < ,0 027) g L−îng tăng ti:19 20kPa n T = ,1 781− ,0 933(100 −U %) å ® c ä 2 ® k 1 + e c = 0 (m /s) è v S ρ w g a v cv Tv = 2 t H dr u Uv =1− ui 52
  53. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm – X¸c ®Þnh hÖ sè cè kÕt Cv b»ng TN¬®«met ð−êng quan hÖ U ∼ Tv lý thuy t 53
  54. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm – X¸c ®Þnh hÖ sè cè kÕt Cv b»ng TN¬®«met • PPTaylor(1948)– ðưng congcăn bc hai th i gian Cvt90 T90 = 2 A H dr ,0 848 ,2( 06 )2/ cm2 c = v 52 6, min(60s / min) 4 2 2 C t m v Cv =2,85x10 cm /shay0.9m /n ăm m T = , v 2 o ® U > 60%(T < ,0 027) H dr å h g T = ,1 781− ,0 933(100 −U %) n å ® c ä ® d TheoTaylor:d 90 =1,15d 1 è 9o S D B C Phu¬ng ph¸p khípt cñaTaylor d 1 KÎ ®−êng ABsao cho DB=1,15DC TheoBng 9.1T 90 =0,848,chi u cao mÉu Hdr =2,6cm/2: 54
  55. Ti tr ng: σ 4.TÝnh®é lón theo thêi gian MNngm 4.2. Lón cè kÕt thÊm – Gia cè nÐn tr−íc Nguyªn tc:nÐn tr−íc khèi nÒn cã tÝnh nÐn lín,cè kÕt Cát th«ng th−êng,ë ®é s©u kh«ng lín b»ng chÊt t¶i tr−íc víi ¸psuÊt thÝch hîp ®Ó gi¶m thiÓu lón cña c«ng tr ình H SÐt – tÝnh x©y dùng sau ny (hình vÏ a). c nÐn lín •NÕuchÊtt¶iσ ()p cñac«ng trình, sÏ cã (®−êng 2hình b) Cát ′ Cc Hc σ 0 + σ ()p S p = log ′ a) () Lóc cuèi cè kÕt thÊm σ = σ ()p 1+ e0 σ 0′ ng ä tr •SongnÕuchÊtt¶itr−ícb»ngσ + σ , i ()()p f ¶ σ ( p) + σ ( f ) T ®é nÐn lón s¬ cÊp t¹it sÏ l (®−êng 1hình b) σ ( p) 2 C H σ 0′ + [σ ()()p + σ f ] Th i gian S = c c log b) ()p+ f 1+ e σ t2 t1 Th i gian 0 0 Lóc cuèi cè kÕt thÊm σ '= σ p + σ f n ó S S l ( p) ( p+ f ) 2 • VËy nÕu ®Õn t2 rì t¶i σ (f) ,råi x©y c«ng tr ình é ð 1 víi t¶i träng l©u di σ (p) ,sÏ kh«ng x¶y ra lón . Quan hÖ lón thêi gian d−íi C¸ch tìm t2 v σ (f) ???à 55 t¸c dông t¶i träng c«ng trình
  56. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm Gia cè nÐn tr−íc c¸ch tìmσσ σ(f) D−íit¸cdôngcñaσ (p)σ+ σ ,®écèkÕtt¹it σ(f) 2 sau khi gia t¶i l: σ ′ + σ   σ  log 0 ()p log 1+ ()p S()p      σ 0′   σ 0′  U v = U = = S v σ ′ + σ + σ    ()p+ f 0 ()()p f  σ p  σ f  log  log1+ () 1+ ()  σ 0′ σ ′ σ    0  ()p  0 H σ ' +σ   s = C 0 log v0 v 0,2 σ ()p σ ()f c c U = f  ,  1+ e0 σ 'v0 v  σ′ σ   0 ()p  Ti tr ng 0,4 0,6 σ (p)σ+ σ ( σf) σ 0,8 ( p) σ ()f σ ()p σ Th i gian 1,0 ()p = 0,10,512510 σ′ b) 0 t2 t1 Th i gian 1,2 n t2 ó S S S 1,4 l ()p+ f ( p) ( p+ f ) é 1,6 ð Quan hÖ lón thêi gian d−íi 56 405060708090100 t¸c dông t¶i trängc«ng trình U(%)
  57. 90 ðé cè kÕt theo Tv 80 T¹i®iÓm gi a 70 C¸t O 100 ðé cè kÕt (%) 60 SÐt 50 Hdr ð cè kÕt trung bình 40 H ð cè kÕt t¹imÆt gi a H 30 dr ð c kt ti20 mt phng gia,U(%) C¸t ðé s©u 10 0 ðé cè kÕt t¹i®iÓm gi a tÇng ®Êt 00,20,40,60,81,01,2 (Johnson,1970) 57 Nhân s thi gian,Tv
  58. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm Gia cè nÐn tr−íc: c¸c bưc tìm t2 v σ (f) •ð biÕt tr−íc σ (f) Tìm t2 .TÝnh Uv theo biÓu thøc haybiÓu ®å ® tìm.Tõ Uv suy 2 Tv H dr ra Tv b»ng biÓu ®å Uv ∼ Tv.Sau ®ã tÝnh t2: t2 = cv σ ′ + σ   σ  log 0 ()p log 1+ ()p S  σ ′   σ ′  ()p U =  0  =  0  U = σ ′ + σ + σ    0 ()()p f  σ ()p  σ ()f  S()p+ f log  log1+ 1+  σ 0′ σ ′ σ    0  ()p  •ð biÕt tr−íc t2 c T = v t Tìm σ (f) .TÝnh Tv theo biÓu thøc ® biÕt. v 2 H dr σ ()f Tõ biÓu ®å suy ra Uv t¹igi a tÇng ®Êt.Sau ®ã tìm tû sè σ ()p Cuèi cïng tìm ®−îc σ (f) 58
  59. Ti trng 4.TÝnh®é lón theo thêi gian MNngm 4.2Lón cè kÕt thÊm Gia cè nÐn tr−íc Bài 10[6.21] .Cho hình bên ñ tham kho. Cát ð xây dng mt sân bay,cn gia c nén trưc nn ñ chu 2 ñưc ti trng lâu dài là σ (p) =70kN/m .Áp sut tng ph H Sét hiu qu trên tng sét trưc khi ñp là 95kN/m 2.Cho bit tng sét c kt thông thưng,thoát nưc hai phía,có H=5m,C =0,24,e =0,81,và c =0,44m 2/tháng. Cát c 0 v Ti tr ng a.Xác ñnh ñ lún sơ cp ca tng sét gây ra bi ti trng tăng thêm thưng xuyên là σ (p) ; σ + σ ( p) ( f ) b.Hi thi gian cn ñ ñt 90%ñ lún sơ cp σ ( p) dưi ti trng tăng thêm thưng xuyên . Th i gian c)Hi ti trng tm thi σ (f) phi bng bao t 2 t1 Th i gian nhiêu ñ loi b hoàn toàn ñ lún sơ cp trong 6 tháng bng cách nén trưc. ðáp s:a)S =159mm;b)t=12,05tháng;c) n S( p) S( p+ f ) (p) ó l σσ σ=98kN/m 2. é (F) ð 59
  60. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2.Lón cè kÕt thÊm NhËn xÐt vÒ cv 1)Cv x¸c ®Þnh theo PP“T90 ” (PPTaylor)th−êng h¬i lín h¬n Cv x¸c ®Þnh theo PP“T50 ” (PPCasagrande) 2)Cv kh«ng ph i l h»ng sè khi TNtrªn mét lo¹i®Êt ® cho,m cßn phô thuéc LIR(LoadIncrementRatio) v tuú thuéc øng suÊt cã v−ît qu¸ “¦StiÒn cè kÕt σ’p” haykh«ng:th−êng Cv lín tr−íc σ’p v cùc tiÓu ë gÇn gi¸ trÞ σ’p 60
  61. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm NhËn xÐt vÒ cv 3)Lîi thÕ cña PP √t (PPTaylor)l kh«ng kh¸c nhiÒu PP“T50 ” (PPCasagrande),m l¹igi m thêi gian TN,gi m thiÓu nh h−ëng cña cè kÕt thø cÊp ®Õn ®−êng congquan hÖ e ∼ log σ’ 4)R 0 sai kh¸c víi sè ®äc ban®Çu l do:tÝnh nÐn ®nhåi th¼ng ®øng cña mÉu TN,nÐn cña ®¸ thÊm,sù në ngang cña mÉu ®Êt nÕu ®Æt kh«ng khÝt víi vßng hép nÐn v sù në h«ng cña nã Sau khi cã Cv,cã thÓ x¸c ®Þnh hÖ sè thÊm theo c ρ ga k = v w v 1+ e0 61
  62. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2. Lón cè kÕt thÊm Bi to¸n giÕng c¸t • S¬ ®å tÝnh to¸n Thùc tÕ th−êng dïng gi ng c¸t ®Ó tăng nhanh qu¸ trình cè kÕt thÊm trong PPgia ti nÐn tr−íc d n = e dϖ kv H/2 L de H kr H/2 d ω GiÕng c¸t dw ð−êng kÝnh giÕng c¸t dw d e de =1,05L ð−êng kÝnh ¶nh h−ëng cña mçi giÕng c¸t S¬ ®å bè trÝ giÕng c¸t trªn mÆt b»ng 62
  63. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2. Lón cè kÕt thÊm Bi to¸n giÕng c¸t • ðÞnh lý Carrillo(1942)* ∂u ∂2u = Cv (1) ∂u  ∂2u 1 ∂u ∂2u  ∂t 2 = Cv + +  ∂z ∂t  ∂r2 r ∂r ∂z2  ∂u  ∂2u 1 ∂u    = Cr +  (2) ∂t  2 r ∂r   ∂r  Cv,C r :hÖ sè cè kÕt thÊm theo ph−¬ng th¼ng®øng v theo ph−¬ng b¸n kÝnh h−íng t©m (1) Lêi gi i cè kÕt mét h−íng:Terzaghi (1951)– Qv ∼ Tv (2) Lêi gi i cè kÕt xuyªn t©m theo h−íng b¸n kÝnh: Glover(1930)hayBarron(1940)– Qr ∼ Tr (1 Qvr )=(1 Qr)(1 Qv) Qvr =1 (1 Qr)(1 Qv); *N.Carrillo,1942 .Simpletwoandthreedimentional casesinthetheory ofconsolidationofsoils.J.ofMathematÝc &Physics,Vol XXI 63
  64. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2. Lón cè kÕt thÊm Bi to¸n giÕng c¸t •Lêi gi i Terzaghi Barron Terzaghi cè kÕt mét h−íng Barron cè kÕt xuyªn t©m (®¼ngbiÕn d¹ngv kh«ng bÝt thnh giÕng ) C k (1+ ε ) v v o C kr (1+ε ) Tv = 2 t Cv = r 0 aγ Tr = t C = H dr ω 2 r aγ de w 8  Π 2   −8T  U =1− exp− T   r  v 2  v  U r =1− exp  = f ()Tr ,n Π  4   F()n  n2 3n2 −1 de F(n) = ln(n) − n = n2 −1 4n2 dω Dïng ®å thÞ haybng lËp s½n Chó ý: Π U v %  Uv =0% ÷ 60 Tv =   Casagrande 4  100  Uv >60% Tv = ,1 781− ,0 933log(100 −U v ) Taylor 64
  65. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm Bi to¸n giÕng c¸t • Lêi gi i Terzaghi Barron:Quan hÖ Qv ∼ Tv v Qr ∼ Tr 0 r 20 n =1 00 vQ n v = 4 0 40 n = 1 0 60 n =5 Tho¸tn ¦íc®øng Tho¸tn ¦ícngang 80 ®écèkÕttrungb×nhQ 100 0.004 0.01 0.04 0.10 0.40 1.0 nh©ntèthêigiant vvt r 65 Bng tra:Qv ∼ Tv (Bng 6.2)v Qr ∼ Tr (Bng 6.4)
  66. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm Bi to¸n giÕng c¸t • Lêi gi i Terzaghi Barron: Quan hÖ F(n) ∼ n 5 4 3 2 Gi¸trÞcñaF(n) 1 45 7 1020 30 4050 70 100 Gi¸trÞcña n 2 2 n 3n −1 de F(n) = ln(n) − n = 2 2 66 n −1 4n dw
  67. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2. Lón cè kÕt thÊm Bi to¸n giÕng c¸t • Bi to¸n cè kÕt thÊm t−¬ng ®−¬ng Lêi gi i N.C. MÉn,1964,1968 q0 ∞ ∞ CM NÒn ®Êt H H k M thay thÕ d w TÇng kh«ng thÊm d NÒn ®Êt cã giÕng c¸te cè kÕt thÊm ba h−íng ®èi xøng trôc thùc tÕ ®−îc thay thÕ b»ng nÒn cè kÕt thÊm mét h−íng Terzaghi t−¬ng ®−¬ng. ð iÒu kiÖn t−¬ng ®−¬ng : − − 2 2 m2Π2T 8T m Π T − ∞ 8 − M − − ∞ −( r + v ) u = u e 4 ur .uv 8 F (n) 4 M 0 ∑ 2 2 u = = u e m= 5,3,1 m Π == rv − 0 ∑ m2Π2 m= 5,3,1 u0  2  Π 2T  8Tr Π Tv  Π 2T 8T Π 2T − M − +  M r v LÊy m=1  F ()n 4  ;víi ln(e) ≈1 = + 67 e 4 = e 4 F()n 4
  68. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.2 Lón cè kÕt thÊm Bi to¸n giÕng c¸t • Bi to¸n cè kÕt thÊm t−¬ng ®−¬ng Lêi gi i N.C. MÉn 2 2 2 2 Π TM 8Tr Π Tv Π CM 8cr Π cv = + Hay: 2 t = 2 t + 2 t 4 F(n) 4 4H dr F(n)de 4H dr cr kr 32 ðtλ = = v víi gi thiÕt: (thùc tÕ ≈ 3,242) 2 ≈ 3 cv kv Π 2 n2 3n2 −1 3H λ F(n) = ln(n) − CM = βCV Víi β = 2 . +1 2 2 d e F(n) n −1 4n C k (1+ ε ) − 8  Π2  β HSkhuÕch M v o U =1− exp − T TM = t Cv = M 2  M  ®¹icè kÕt H 2 aγω Π  4  Chó ý:NÕu dïng bÊc thÊm,quy vÒ ®−êng kÝnh t−¬ng ®−¬ng ®Ó tÝnh. deq =2(a+b)/ πππ trong ®ã b,tlÇn l−ît l bÒ réng v bÒ dy bÊc thÊm (Hansbo,1994). 68
  69. Balo¹ibiÕnd¹ngnÐnlóncña®Êt Giai ®o¹nI σσ ’ σ (1.2) v NÐn ban®Çu St =Se +Sc +Scr g n ¹ Gia t¶i tr−íc d St=®é nÐn lón tæng A n Õ Si =®é lón tøc thêi (LT®nhåi) i B Sc=®é nÐn lón cè kÕt thÊm (phô thuéc Giai ®o¹nII thêi gian) Cè kÕt s¬ cÊp Scr =®é nÐn lón thø cÊp (còng phô thuéc Giai ®o¹nIII thêi gian) Cè kÕt thø cÊp B Chó ý:gi¸ trÞ ®é nÐn lón sau khi CKTkÕt thóc gäi l ®é lón cuèi cïng hay®é lón Thêi gian (thang logt) æn ®Þnh: S I. BiÕnd¹ngtøcthêi ,chñ yÕudosù “bãpmÐo”,lmthay®æih ìnhd¹ng,kh«ngthay ®æithÓ tÝchv dosù tho¸tmétphÇnkhÝkháilç rçngcña®Êt II.BiÕnd¹ngcè kÕtthÊm ki m so¸t bëi s chuyÓnho¸ tõ¸psuÊt n−íc lç rçng sang ¸p suÊtcãhiÖuqu¶ dosù Ðp ®Èy n−íc lç rçng ra tíikhibiÕnthiªn¸psuÊtlç rçng b»ngkh«ng,nã chiÕmkho¶ng 90%tængbiÕnd¹ngcãthÓ ®èivíi®Êth¹tmÞn. III.BiÕn d¹ngtõbiÕn ,kiÓm so¸t bëi sù ®iÒu chØnh dÎo khung cèt ®Êt g©y mét Ýt biÕn d¹ngsau khi cè kÕt thÊm kÕt thóc,t¹i ¸psuÊt hiÖu qu¶ kh«ng ®æi 69
  70. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.3. Lón thø cÊp Lón tõ biÕn • NÐn lón thø cÊp xy ra d−íi mét ¸psuÊt hiÖu qu kh«ng ®æi sau cè kÕt ban®Çu hoÆc sau khi c¸c ¸psuÊt lç rçng ® tiªu tanhÕt • NÐn lón thø cÊp sinh ra dosù nÐn tr−ît c¸c liªn kÕt gi a c¸c h¹t sÐt v c¸c t¸c ®éng kh¸c ë cì vim« m cã thÓ ch−ahiÓu hÕt. • NÐn lón thø cÊp cã thÓ b¾t®Çu ngay tõ trong nÐn s¬ cÊp,dovËy khã ®Þnh ranh giíi gi a nÐn s¬ cÊp v nÐn thø cÊp • T¹ihiÖn tr−êng,khã ph©n biÖt gi abiÕn d¹ngcè kÕt tõ biÕn víi biÕn d¹ngcè kÕt thÊm trong tÇng ®Êt dy chÞu ti:líp ®Êt t¹imÆt tho¸t n−íc cã thÓ ® kÕt thóc cè kÕt thÊm v chuyÓn sang tr¹ng th¸i cè kÕt tõ biÕn,trong khi líp ®Êt ë gi atÇng ®ang cßn l cè kÕt thÊm,c hai lo¹ibiÕn d¹ngny ®ång thêi tham gia g©y biÕn d¹ngchung cña c tÇng ®Êt. 70
  71. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.3 Lón thø cÊp ChØ sè nÐn thø cÊp (secondarycompressionindex) T ð−êng thùc e R0 1 C = e nghiÖm α ChØ sè nÐn thø cÊp , logt R , g n Cα ChØ sè nÐn thø cÊp ç r Cαε = C¶i biªn S 1+ ep H , g §−êng lý thuyÕt n d T2 n e Cè kÕt s¬ cÊp p i b R100 c U =100%theo lý thuyÕt E Cè kÕt thø cÊp t βββ ñ e Cααα S t t2 p t1 t t Logth i gian Sù kh¸c nhau gi a ®−êng conglý thuyÕt theo Terzaghi v ®−êng congthùc nghiÖm ch−a®−îc xÐt ®Çy ®ñ trong lý thuyÕt cè kÕt thÊm Terzaghi; ®iÓm giao gi a T v T x¸c ®Þnh ranh giíi gi a cè kÕt s¬ cÊp v thø cÊp. 1 2 71
  72. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.3 Lón thø cÊp BiÓu thøc tÝnh lón thø cÊp • TÝnh theo chØ sè nÐn thø cÊp Cα Cα ss = (H 0 )( logt ) Equation918 1+ ep • TÝnh theo chØ sè nÐn thø cÊp ci biªn Cαε 2. Equation919 ss = Cαε H 0 ( logt) 72
  73. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.3 Lón tõ biÕn ChØ sè nÐn thø cÊp c¸c gi¶ thiÕt 1)C α kh«ng phô thuéc thêi gian,kh«ng phô thuéc bÒ dy tÇng ®Êt v kh«ng phô thuéc LIRvíi ®iÒu kiÖn cã mét Ýt cè kÕt s¬ cÊp 2)C α phô thuéc nhiÒu vo øng suÊt hiÖu qu cuèi cïng 3)Tû sè Cα/C c gÇn nh− l h»ng sè ®èi víi nhiÒu sÐt NCd−íi c¸c øng suÊt c«ng tr ình ®Êt kh«ng hu c¬:Cα/C c =0,025 ÷ 0,06 gi¸ trÞ trung bình:Cα/C c ≈ 0,05 Cã thÓ dïng ®Ó tÝnh s¬ bé nÐn thø cÊp 73
  74. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.3 Lón thø cÊp KÕt qu¶ nghiªn cøu cña Ladd,1971a TÝnh ch¸t nÐn thø cÊp ®iÓn hình theo Raymond&Wahis (1976) R100 nh h−ëng cña ñé dài thÊm 74
  75. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.3 Lón thø cÊp KÕt qu¶ nghiªn cøu cña Ladd,1971a Hình 9.11(b) nh h−ëng cña hÖ sè gia ti v øng suÊt cè kÕt 75
  76. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.3 Lón th cp Tû sè Cα/C c tham kh¶o ®èi víi ®Êt tù nhiªn 76
  77. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.3 Lón thø cÊp ChØ sè nÐn thø cÊp c¶i biªn ∼ ®é Èm tù nhiªn Hình 9.12 77
  78. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.3 Lón thø cÊp Tính theo Plaxis  t  t +t' víi t>t  c  c Buisman (1936): ε =εc −CB log  ⇒ε =εc −CB log  v t’ >0 tc   tc  BiÕn d¹ngcè kÕt thÊm e– HSrçng τ + t'   c  C = C (1+e ) Bjerrum (1967)&Garlanger (1972): e = ec − Cα log  α B 0  τ c  t’ >0 H H τ c + t' Butterfield(1979)&DenHaan (1994): ε = ε c − C ln τ c     Trong ®ã: H V 1+ e tc Lnt ε = ln  = ln  V0  1+ e0  εc 1 c C C ε Khi biÕn d¹ngnhá: C = α = B ()1+ e0 .ln10 ln10 78
  79. 4.TÝnh®é lón theo thêi gian 4.3 Lón thø cÊp Tính theo Plaxis SoftsoilcreepM(SSC) [®Êt sÐt,bôi cè kÕt th«ng th−êng,bïn] σ ’ = σ’ σ’0 σ σ PT tõ biÕn (nÐn ¬®«met) σ0’ p0 pc σ’ Ln(σ’) A σ ' σ τ + t'  ε e e c pc  c  1 c ε = ε + ε = −Aln − B ln − C ln  σ 0 ' σ p0  τ c  B c ε c 1 ε logarit tæng biÕn d¹ng NCline ε Cln(1+t’/τ) σ0’, σ’ ¦ShiÖu qu ban®Çu v cuèi cïng sau gia ti σ , σ – AS tiÒn cè kÕt øng víi tr−íc Cr – swellingIndex; p0 pc Cc – compressionIndex gia ti v cuèi sau cè kÕt thÊm C C (C − C ) (C − C ) C C A = r = r B = c r = c r C = α = B ()1+ e0 .ln10 3.2 ()1+ e0 ()1+ e0 .ln10 3.2 ()1+ e0 ()1+ e0 .ln10 3.2 79