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%.
(kN/m
3
)
W
(%)
∆W
nh

(%)
W
d

(%)
K
(m/s)
II
ϕ

(
0
)

II
c


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
200 105 54
300 138 72
400 162 84

Bài làm:

1
e
n
e
=
+
(
)
1
k h
n
γ γ
= −
( )
Wn
n
W
W
G
γγ
γ
−+∆
×
∆
=
01,01
01,0
(
)
1

I
⇒
Đất ở trạng thái dẻo.

-Đất cát pha:
5,0
2432
2428
=
−
−
=
−
−
=
dnh
d
s
WW
WW
I
⇒
Đất ở trạng thái dẻo.
c)Vẽ đường cong nén lún của đất:
Tính hệ số rỗng e tương ứng với các cấp áp lực nén:
Công thức:
(
)
0
0

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


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
×

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.

⇒
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


+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


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


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

=

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

* 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

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

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

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
σ
σChiều 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
≈

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

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

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 Biết P
1i
và P
2i
của mỗi lớp, dựa vào đường cong nén lún ta xác định trị số e
1i
và
e
2i
của mỗi lớp phân tố nhỏ, từ đó tính ra trị số độ lún của mỗi lớp phân tố theo
bảng sau:

85.17
19.359
1 SÐt
pha
Líp ®Êt
Líp
ph©n tè
h
i
(m)
σ
bt
(kN/m
2
)
P
1i
(kN/m
2
)

(kN/m
2
)
P
2i
(kN/m
2
)
e

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
0.41
69.56
27.306
79.585
21.7655
0.878
0.003
0.3
101.35
0.89
tb

4
1i
i
S
= 0,75 + 0,68 + 0,58 + 0,48 + 0,41 + 0,3 + 0,3 = 2,58 (cm)
Độ lún cho phép là: [S] = S
gh
= 8 cm ⇒ S < S
gh

⇔
Thoả mãn điều kiện nén lún
của móng đơn.
4. 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 dốc cố kết là 90%:
Có thể coi nền đất chịu tải trọng phân bố đều có giá trị:
q = P
TB
= 49,775 (kN/m
2
).
Tr
ườ
ng
Đạ
i H
ọ
c Ki
ế

1,0(
2
π
⋅
= 2,09 là nhân cố kết.
Ta có N =
t
h
C
v
⋅
2
2
4
.
π
⇒
v
C
hN
t
.
4.
2
2
π
=

Với: C
v

.
)1.(
−
=
+
=
+
TB
Ph
eS

⇒ C
v
=3,03.10
-4
⇒ t = 175303 (s) = 48,69 (giờ) = 2,02 (ngày).
5. Tính độ lún của nền đất theo thời gian - sau 5 năm (theo phương pháp
tầng tương đương).
a = tg
α
=
4
1
1
10.3
50
772,0787,0
−
+
+

a
ek
γ

⇒ N = 73,7310.68,157
9,7.4
10.184,1.14,3
4
.
6
2
52
2
2
=⋅=⋅
−
t
h
C
v
π

⇒ U =
73,73
22
718,2
14,3
8
1
8

= U.S = 10 mm

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