Bài tập lớn cơ học đất. GVHD: Trònh Bạch Tuyết.
BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC ĐẤT.
N
M
0,8m
h
1
=3,5m h
m
= 1,5m
h
2
=10m
b
a
Đề bài: Đáy móng có kích thước và chòu tải trọng ( tổ hợp cơ bản, tải trọng tiêu
chuẩn) cho trong bảng sau:
Đáy móng
Kích thước
b x a (m)
Tải trọng
Chiều sâu chôn móng
h
m
(m)
Số liệu chỉ
tiêu cơ lý
N (kN) M (kNm)
5 2,4 x 4,0 695 59 1,5 B
(Bảng 1)
Nền đất có các chỉ tiêu cơ lý như bảng 2: (trang 2)

công.
Sinh viên thực hiện: Phạm Tuấn Pôn.
2
Bài tập lớn cơ học đất. GVHD: Trònh Bạch Tuyết.
CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT.
LỚP
ĐẤT
PHÂN TÍCH CỢ HẠT ĐẤT
γ
(kM/m
3
)
Δ
W
(%)
W
nh
(%)
W
d
(%)
C
(kM/m
2
)
φ
0
k
t
(cm/s)

1
của lớp đất 1:
A
1
= W
1
nh
– W
1
d
= 34 – 20 = 14
7≤ A
1
≤17 → lớp dất 1 là á sét.
Độ sệt B
1
cửa lớp đất 1:
B
1
=
d
1
nh
1
d
11
WW
WW
−
−

≤17 → lớp dất 1 là á sét.
Độ sệt B
2
cửa lớp đất 2:
B
2
=
d
2
nh
2
d
22
WW
WW
−
−
=
2
d
22
A
WW −
=
1,0
15
205,18
−≈
−
B

Dựa vào chỉ tiêu cơ lý ta có % mòn hơn của hạt có đường kính
D=0,074 mm nhỏ hơn 50% và với W
nh
< 50% thì đây là đất hạt thô. Dựa vào bảng
chỉ tiêu cơ lý ta thấy có 100% hạt đất lọt qua rây có đường kính D=4,76mm và với
45% hạt đất lọt qua rây dó đường kính D = 0,074 nên lớp đất này có thể là cát bụi,
cát bụi-cát sét và cát sét, vì lớp đất này lẫn sét nên theo tiêu chuẩn USCS thì ta có
loại đất này là đất cát sét.
Sinh viên thực hiện: Phạm Tuấn Pôn.
4
Bài tập lớn cơ học đất. GVHD: Trònh Bạch Tuyết.
2. Tính và vẽ biểu đồ ứng suất tổng cộng σ
z
trong nền đất.
Lớp đất thứ nhất có hệ số rỗng:
e
0
=
1
)W01,01(.
w
n
−
γ
+γ∆
=
1
8,17
)26,01(10.67,2
−

=
1
5,19
)185,01(10.68,2
−
+
= 0,63
trọng lượng riêng đẩy nổi:
γ
đn
=
3,10
636,01
10)168,2(
e1
)1(
0
n
=
+
−
=
+
γ−∆
Biểu đồ đường cong nén e-p
Sinh viên thực hiện: Phạm Tuấn Pôn.
0,89
0,728
0,719
0,684

0 0
0,8 14,24
1,5 20,43
2,1 25,73
2,7 31,03
3,3 36,33
3,5 38,1
3,9 42,22
4,5 48,4
5,1 54,58
5,7 60,76
6,3 66,94
2.2 Ứng suất do tải ngoài gây ra:
p
0
=
W
M
F
N
h.
tb
±+γ
γ
tb
: trọng lượng riêng trung bình của vật liệu móng và đất đắp trên móng
thường lấy γ
tb
= 20
3

p = p
0
– γh
p
max
= 111,6 – (17,8.0,8 + 8,836.0,7) = 91,2
2
m/kN

p
min
= 93,2 – (17,8.0,8 + 8,836.0,7) = 72,8
2
m/kN

p
tb
=
2
8,722,91 +
= 82
2
m/kN

Ứng suất gây lún của các điểm nằm trên trục O tính với ứng suất gây lún ở đế
móng phân bố đều bằng p
tb
= 82
2
m/kN

2,1
2
b
l
=
2,1
z
b
z
=
k
g
Pk4
g
p
z
=σ
bt
z
σ
bt
z
p
z
σ
σ
0 0 1,67 0 0,25 82 20,43 2,6
1 0,6 1,67 0,5 0,2376 77,93 25,73 3,03
2 1,2 1,67 1,0 0,1964 64,42 31,03 2,08
3 1,8 1,67 1,5 0,1485 48,71 36,33 1,34

tc
1
m/kN04,112
)12.295,4
5,1
836,8.7,08,17.8,0
5,1.835,1836,8.4,2.205,0(
0,1
0,1.2,1
)c.D'Bhb.A(
k
mm
R
=
+
+
+=
+γ+γ=
Lớp đất thứ hai với φ = 15
0
tra bảng ta có A = 0,275; B = 2,3; D = 4,845 tra bảng trò
số m
1
, m
2
ta có m
1
= 1,2; m
2
= 1,0; hệ số k

tc
= N + F.h
m
.γ
tb
= 695 + 4.2,4.1,5.20 = 983
kN

p
Hz
tc
y
N
F
=
σ
=
=
12
82
983
=
8,0
2
4,24
2
bl
a =
−
=

R
=
+
+
+=
+γ+γ=
+
Ứng suất tác dụng lên lớp đất 1:
σ
z
= p
0tb
= 102,4
2
m/kN

Ứng suất tác dụng lên lớp đất 2:
σ
z
= 17,8.0,8 + 2,7.8,836 + 4.0,1359[102,4 – (0,8.17,8 + 0,7.8,836)]
= 82,67
2
m/kN

So sánh ta thấy :
 Áp lực tác dụng lên lớp thứ nhất σ
z
= 102,4
2
m/kN

18,515
24,7
37,215
45,31
40,16
33,68
46,645
40,69
32,325
25,73
20,43
23,08
44,58
27,85
48,71
36,8
64,42
77,93
Bài tập lớn cơ học đất. GVHD: Trònh Bạch Tuyết.
 Áp lực tác dụng lên lớp thứ hai σ
z
= 82,67
2
m/kN
< áp lực tiêu chuẩn của nó
76,294R
tc
2
=
2

P
1i
2
m/kN

P
i
2
m/kN

P
2i
= P
1i
+ P
i
2
m/kN

e
1i
e
2i
i
i1
i2i1
h
e1
ee
S

5
0,72
4
0,68
3
0,68
4
0,69
1
0,69
5
0,01966
0,01494
0,01183
0,00336
II
5
6
7
8
9
0,4
0,6
0,6
0,6
0,6
40,16
45,31
51,49
57,76

2
0,00396
0,00409
0,00298
0,00224
0,00149
Vậy ΣS = 0,06455 m = 6,455 cm.
b) Xác đònh độ lún của móng theo các phương pháp lớp tương đương:
với
67,1
4,2
4
b
l
==
và lấy μ = 0,3 tra bảng ta có:
Aω
0
= 1,735 vậy chiều dày lớp tương đương : h
s
= Aω
0
.b = 1,735.2,4 = 4,164 m
Biểu đồ phân bố ứng suất gây lún dưới đế móng theo phương pháp lớp tương
đương xem như là phân bố tam giác, tương đương với diện tích p.h
s
. Tam giác có
đáy là p, chiều cao 2h
s
. Phạm vi chòu lú theo phương pháp lớp tương đương là

biểu
p
1i
=σ
bt
z
p
i
=σ
gl
p
2i
= p
1i
+ p
i
e
1i
e
2i
a
0
=
)e1)(pp(
ee
i1i1i2
i2i1
+−
−
Sinh viên thực hiện: Phạm Tuấn Pôn.

+=+=
c) Xác đònh độ lún của móng theo các phương pháp Iêgôrôv:
Ta chọn chiều sâu chòu nén như trong phương pháp cộng lún từng lớp
H
chòu nén
= 4,8m
Bề mặt lớp thứ nhất ứng với z = 0
Đáy lớp thứ nhất ứng với z = 2 m
Bề mặt lớp thứ hai ứng với z = 2
Đáy lớp thứ hai ứng với z = 4,8 m
Vì Iegorov chỉ thành lập bảng trò số k cho trường hợp μ = 0,3 nên ta chọn gần đúng
cho cả 2 lớp đất với μ = 0,3. Tra bảng ta được hệ số k
Lớp thứ nhất
Ứng với bề mặt:
67,1
b
l
=
;
0
b
z
=
tra bảng ta có k = 0
Ứng với đáy:
67,1
b
l
=
;

b
z
==
tra bảng ta có k = 0,739
Trò số áp lực lún p = 82
2
m/kN

Xác đònh môđun biến dạng E
Tính β:
Đối với lớp đất thứ nhất ta chọn μ = 0,3:
743,0
3,01
3,0.2
1
1
2
1
22
=
−
−=
µ−
µ
−=β
Đối với lớp đất thứ hai ta chọn μ = 0,25:
Sinh viên thực hiện: Phạm Tuấn Pôn.
12
M
1

1i
2
m/kN

P
i
2
m/kN

P
2i
= P
1i
+ P
i
2
m/kN

e
1i
e
2i
i
21
p
ee
a
−
=
β

0,740
0,727
0,725
0,724
0,683
0,684
0,691
0,695
0,000713
0,000604
0,000601
0,000622
1813,2
2124,4
2132,6
2059,4
2032,4
2
m/kN

II
5
6
7
8
9
0,4
0,6
0,6
0,6

0,000343
3427,4
3954,3
4141,9
4136,7
3890,6
3910,2
2
m/kN

Tính C:
4,2233
3,01
4,2032
1
E
C
22
1
1
=
−
=
µ−
=
và
9,4296
3,01
2,3910
1

(4,2.82
C
kk
b.pS
Nhận xét: Ta nhận thấy rằng kết quả tính toán độ lún của phương pháp lớp tương
đương không chính xác lắm vì ở đây ta tính toán độ lún của nền đất có 2 lớp đất
nên việc ta đưa trở về thành 1 lớp để tính toán sẽ trở nên không chính xác. Còn
với phương pháp Iegorov thì kết quả tính toán lún cũng không được tin tưởng lắm
vì trong bảng tra hệ số k ta chỉ có tra được hệ số k với μ = 0,3 nên việc tra bảng
hệ số k cũng không được chính xác dẫn đến việc tính toán độ lún cũng không
chính xác. Ở đây việc tính toán độ lún với phương pháp cộng lún từng lớp thì kết
quả tính toán có thể chính xác và tin tưởng được.
5.Tính độ nghiêng của móng.
Để tính độ nghiêng của móng ta sẽ tính lún ở 2 mép móng và độ
nghiêng móng được tính bằng công thức:
b
SS
tg
12
−
=θ≈θ
Tính lún ở 2 mép trên các trục M
1
, M
2
:
P
tg
Sinh viên thực hiện: Phạm Tuấn Pôn.
13

8
9
0
0,6
1,2
1,8
2,0
2,4
3,0
3,6
4,2
4,8
3,33
3,33
3,33
3,33
3,33
3,33
3,33
3,33
3,33
3,33
0
0,5
1,0
1,5
1,67
2,0
2,5
3,0

13,64
11,49
Điểm z (m)
b
l
b
z
k
T
4,18.k2
Tptg
=σ
ptgmaxpM
1
σ−σ=σ
ptgminpM
2
σ+σ=σ
0
1
2
3
4
5
6
7
0
0,6
1,2
1,8

4,38
3,312
3,084
2,628
2,186
1,89
36,4
37,16
32,79
26,788
24,856
21,56
17,614
14,43
45,6
41,24
34,05
27,312
25,384
21,98
18,0
14,92
Sinh viên thực hiện: Phạm Tuấn Pôn.
14
Bài tập lớn cơ học đất. GVHD: Trònh Bạch Tuyết.
8
9
4,2
4,8
3,33

Trên trục M
1
Trên trục M
2
p
2
e
2
S
1
p
2
e
2
S
2
I
1
2
3
4
0,6
0,6
0,6
0,2
23,08
28,38
33,68
37,215
0,740

7
8
9
0,4
0,6
0,6
0,6
0,6
40,16
45,31
51,49
57,76
63,85
0,617
0,614
0,611
0,609
0,607
63,36
64,9
67,51
71,0
74,94
0,607
0,607
0,606
0,605
0,604
0,002474
0,002602

b
SS
tg
12
=
−
=
−
=θ≈θ
Sinh viên thực hiện: Phạm Tuấn Pôn.
16
Bài tập lớn cơ học đất. GVHD: Trònh Bạch Tuyết.
6. Vẽ biểu đồ phân bố ứng suất hữu hiệu và xác đònh mức độ ổn đònh lún của nền
đất tại các thời điểm t
1
= 4 tháng, t
2
= 6 tháng, t
3
= 12 tháng sau khi thi công.
Hệ số nén tương đối:
N/cm00273,0kN/m000273,0
164,4.2
164,3.328,6.00022,0328,7.2.0003453,0
h2
zha
a
22
22
s

−
−−
∑
m/năm = 84,5cm/năm
Hệ số cố kết trung bình:
6
nom
m
vm
10.1,3
01,0.00273,0
5,84
a
k
C ==
γ
=
cm
2
/năm
Vì có thể thoát nước cả lên trên và xuống dưới ta xem nó thuộc trường hợp 0
của bài toán cố kết thấm 1 chiều, chiều dài đường thấm là h = h
s
= 4,164 m
Với thời gian t = 4 tháng = 1/3 năm, thừa số thời gian:
7,14
3
1
4,416.4
10.1,314,3