1
MÔN HỌC TỰ CHỌN
cè kÕt vμ lón cña ®Êt
GS. NguyÔn C«ng MÉn
Th¸ng 03 năm 2008
BÀI TẬP LÀM TẠI NHÀ
2
Bài 1[5.1]
Cho mộtmặtcắt địachấtnhư (H. 5.27).
Tính các giá trị của σ, u và σ’tạicác
điểm A, B, C và D. Hãy vẽ các đường
biếnthiêncủa σ, u và σ’theo chiềusâu.
Đáp số
H
1
= 4m
γ
d
= 17,3 kPa
H
2
= 5m
γ
sat
= 18,9 kPa
H
3
= 6m
γ
sat
= 19,7 kPa

chiềusâu.
Đáp số
Trướchếtcần tính γ
d(cát)
và γ
sat(sét)
rồi tính
như ví dụ trên và vẽ.
3
Bài 3[5.7]
Mộttầng sét cứng bão hoà dày
10m nằmtrênmộttầng cát
(H 5.30). Trong tầng cát có
nước áp. Tính độ sâu đào lớn
nhấtcóthể H trong tầng sét.
Đáp số H = 6,9m
Bài 4[5.8]
Mộthốđào trong tầng sét cứng bão
hoà nướcnằmtrênmộttầng cát
(h.5.31). Hỏiphảikhống chếđộcao
lớpnước h trong hốđào là bao nhiêu
để bảo đảmsự làm việcbìnhthường
củahốđào
Đáp số
h = 0,89m
4
Bài 5 [6.1]
Cho mặtcắt địa
chất H.6.29 chịu
mộttảitrọng

= 1/5 C
c
, hỏi độ lún sơ cấpcủatầng sét là bao nhiêu, cho biết:
H
1
= 1m; H
2
= 3m; H
3
= 3,2m.
Cát: γ
dry
= 14,6kN/m
3
; γ
sat
= 17,3kN/m
3
Sét: γ
sat
= 19,3kN/m
3
LL = 38 và e = 0,75; Đáp số: s = 128mm
Bài 7 [6.5]
Cho mặtcắt địachất H.6.30 chịu
mộttảitrọng phân bốđềutrên
mặt đất Δσ = 110kN/m
2
. Hãy dự
tính độ lún sơ cấpcủatầng sét,

15,88
Cho biết: H
0
= 19mm
G = 2,68; khốilượng khô củamẫu=
95,2g; diệntíchmặtmẫu = 31,68cm.
a. Vẽđồthị e - logσ’;
b. Xác định áp suấttiềncố kết;
c. Xác định chỉ số nén C
c
Đáp số:
2
/47 mkN
c
=
′
σ
eÁpsuất,
σ’(kN/m
2
)
1,1
1,085
1,055
1,01
0,94
0,79
0,63
25
50

0,97
0,85
0,75
20
50
180
320
Bài 10 [6.10]
Kếtquả thí nghiệm ơđômet mộtloại đất
sét cho trong bảng bên. Tạihiệntrường
tầng sét này dày H = 2,5m, có
và
Hãy tính độ lún gây ra bởitiềncố kết
Đáp số
: s = 172mm
2
/60 mkN
c
=
′
σ
2
/210' mkN
c
=Δ+
′
σσ
Bài 11 [6.11]
Kếtquả thí nghiệm ơđômet mộtmẫu đất sét nguyên trạng cho:
e

′
σ
8
Bài 12 [6.14]
Thí nghiệm ơđômet mộtmẫu sét dày 25mm thoát nước theo hai phía
đỉnh và đáy mẫu cho biết 50% độ cố kếtxảy ra trong 8,5 phút.
a. Hỏimất bao nhiêu thờigianđể mộttầng sét tương tự dày 3,2m,
chỉ thoát nướcvề một phía đỉnh tầng đạt 50% độ cố kết?
b. Tìm thờigiancần để tầng sét nói trênđạt 65% độ cố kết?
Đáp số
: a. t
field
= 386,8 ngày đêm; b. t
field
= 600,6 ngày đêm
Bài 13 [6.17]
Mộttầng sét dày 5m cố kếtbìnhthường, thoát nướcmột phía. Khi
đặtmộttảitrọng cho trước,tổng độ nén lún sơ cấpxảyralà160mm.
a. Hỏi độ cố kết trung bình củatầng sét khi độ lún là 50mm?
b. Nếugiátrị dộ cố kết trung bình c
v
ở tảitrọng đó là 0,003cm
2
/sec,
hỏimấtbaolâuđể độ lún đạt 50% cố kết?
c.Hỏithờigiancần để tầng đất đạt 50% cố kếtnếuthióatnướctheo
hai phía?
Đáp số: a. U(%) = 31,3%;b. t
50
= 190 ngày đêm, c. 47,5 ngày đêm

0
log
1




fp
cc
fp
e
HC
S

+

+

+
=
+
Lúc cuối cố kết thấm
fp




+

=

()
()
0
0
0
log
1





+

+
=
p
c
p
e
C
S
Lúc cuối cố kết thấm
()
p



=


)( fp
S
+
Đ
é
ló
n
Thờigian
b)
b) Quan hÖ lón - thêi gian d−íi
t¸c dông t¶i trängc«ng trình
t
2
t
1
Δσ
(p)
+ Δσ
(f)
()
2
t
fp
S
+
()
()
fp
p
v

+
′
Δ
+
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
′
Δ
+
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
′
Δ+Δ+
′
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
′

D−íi t¸c dông cña , ®é cè kÕt t¹i t
2
saukhigiat¶ilµ:
Δσ
(p)
+ Δσ
(f)
0
0
0
0
'
'
log
1
v
vv
cc
e
H
Cs
σ
σ
σ
Δ
+
+
=
() ()
()

30
20
10
0
Độ cố kếttạimặtphẳng giữa, U (%)
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Nhân số thời gian, T
v
ĐỘ CỐ KẾT THEO T
v
TẠI ĐIỂM GIỮA
Đé cè kÕt t¹i ®iÓm giữa tÇng ®Êt
(Johnson,1970)
12
1. Lún cố kết thấm các bctìmt
2
và
(f)
1. ãbiếttrớc
(f)
Tỡmt
2
.Tính U
v
theo biểu thức hay biểu đồ đã tỡm.Từ U
v
suy
ra T
v
bằng biểu đồ U



















+


+
















11log
1log
log
log
0
0
0
0
0
0
2. ãbiếttrớc t
2
Tỡm
(f)
.Tính T
v
theo biểu thức đã biết.
Từ biểu đồ suy ra U
v
tại gia tầng đất. Sau đó tỡmtỷsố
Cuối cùng tỡm
(f)
()

c
= 0,24, e
0
= 0,81, và c
v
= 0,44 m
2
/tháng.
a. Xác định độ lún sơ cấpcủatầng sét gây ra bởi
tảitrọng tăng thêm thường xuyên là Δσ
(p)
;
MN ngầm
Cát
H
Cát
Sét
Tảitrọng
)( p
σ
Δ
)()( fp
σ
σ
Δ+Δ
)( fp
S
+
Đ
é

Tham khảosơđồnêu trong bài tập 14.
Khi xây dựng một cái cầu đãdự tính tảitrọng thường xuyên trung
bình tác dụng lên nền vào khoảng 115 kN/m
2
. Áp suấthiệuquả tầng
phủ trung bình tạigiữatầng sét là 210kN/m
2
. Cho biết H = 6m, C
c
=
0,28, e
0
= 0,9, và c
v
= 0,36 m
2
/tháng. Tầng sét ở trạng thái cố kết
thông thường.
a. Xác định độ nén lún tổng củacầu khi không nén trước;
b. Hỏisiêutải Δσ
(f)
nén trước là bao nhiêu để loạitrừ toàn bộđộnén
lún sơ cấp trong vòng 6 tháng.
Đáp số: a. S
(p)
= 167,7 mm; b. Δσ
(f)
= 207 kN/m
2
15

M
U
M
0,2
0,4
0,8
1,0
0,071
0,142
0,285
0,356
0,3
0,43
0,60
0,67
0,071
0,142
0,285
0,356
0,45
0,70
0,91
0,95
0,615
0,829
0,964
0,984
0,299
0,598
1,196

=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
==
()
(
)
2
2
2
2
2
356,0
2
4235,1
t
t
t
d
C
T
e
r
r
===
222

⎜
⎝
⎛
=+=
nFd
H
e
λ
β
981,54235,1202,4
=
×
==
VM
CC
β
2
2
2
2
4
13
)ln(
1
)(
n
n
n
n
n

%
17
Bài 17 [6.24] Cho đồ thị củagiếng cát
như hình bên. Nếur
w
= 0,25m, d
e
= 4m,
c
r
= c
v
= 0,28m
2
/tháng và H = 8,4m. Xác
định độ cố kết gây ra chỉ bởigiếng cát sau
6 tháng gia tải.
Cát
Cát
Sét
Tảitrọng
MN ngầm
d
e
= 1,05 L - §−êng kÝnh ¶nh
h−ëng cña giÕng c¸t
ϖ
d
d
n

Bài 19 [9.11]
Số liệu như trong hình 8.9 và bài [8.12]. Độ ẩm ban đầu của mẫu đất
là 105,7%. Theo số liệu trong bảng 9-4 và hình 9.12, tìm (a) C
α
. (b)
C
α∈
. (c) so sánh với kết quả của ví dụ 9.10.
19
Fig 9.12 Modified secondary compression index
versus natural water content
20
21
•Cách thứ nhất. Từ bài 8 -12, giá trị C
c
là 1,23 và C
c∈
là 0,32.
a. Đốivới đất San Francisco Bay, lấy giá trị trung bình Cα /C
c
bằng 0,5. Từ đó
C
α
= 0,05C
c
= 0,05(1,23) = 0,062
b.Từ công thức 9-16, C
α∈
= C
α

Đáp số: