Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI THÍ NGHIỆM, NÉN 1 TRỤC, 3 TRỤC, VÀ TÍNH ỔN ĐỊNH
BÀI THÍ NGHIỆM NÉN TRỤC, TRỤC VÀ TÍNH ỔN ĐỊNH BÀI SỐ 2.1 : Xác định môđun đàn hồi trục đất cấp áp lực 1;2;3;4 (kg/cm 2) theo số liệu sau: p (kg/c ln(p) e Dựa vào số liệu ta có biểu đồ: m) 0.786 093 0.736 791 0.693 0.708 147 488 1.098 0.690 612 228 1.386 0.680 294 185 Đường cong quan hệ e-p lớp đất Đường xu hướng (tuyến tính) quan hệ e-ln(p) Dưạ vào đường xu hướng (tuyến tính) ta có: e = e1 - κ.ln(p) = -0,041.ln(p) + 0,736 ( ⇒ κ = 0,041 e1 − e4 0.736791 − 0.680185 = ≈ 0,041 1.386294 − Hoặc : κ = ln − ln −κ dp p Mặt khác: e = e1 - κ.ln(p) ⇒ de = Ta có: * Biến dạng: ∆v (1 + eo ) − (1 + e) eo − e = = v + e + eo o o ε= − de κ dp ⇒ dε = + eo = (1 + eo ) p * Môđun đàn hồi trục: dp (1 + e0 ) p κ Eoed = d ε = * Môđun đàn hồi đất nền: (1 − 2υ ).(1 + υ ) −υ E = Eoed Bảng: Kết tính toán môđun đàn hồi đất ) từ thí nghiệm nén trục p (kg/cm2 ) Hệ số rỗng Biến dạng e 0.786093 ε κ Eoed E υ 0.736791 0.0276033 0.041 0.708488 0.0434496 0.041 0.690228 0.053673 0.041 0.680185 0.0592959 0.041 (kg/cm ) (kg/cm2) 43.56324 87.12648 130.6897 174.2529 32.36126 64.72253 97.08380 129.4450 0.3 0.3 0.3 0.3 BÀI SỐ 8.1 : Lập mô hình tính toán hố đào sâu phần mềm Plaxis với liệu sau: * Đất : γ=18 kN/m3 ; E=104 kN/m2 ; υ=0,3 ; c=15 ; ϕ=30o ; hệ số tiếp xúc đất với tường bê tông : lấy R inter = 0,9 * Hố đào: rộng 26 m ; sâu m * Tường chắn: Cao 10 m ; Dày d=0,6 m ; Bê tông B25 ; υ=0,2 ⇒ E = 3.107 kN/m2 ; γ = 25 kN/m3 Xét 1m tường: ⇒ EA = 3.107.1.0,6 = 1,8.107 (kN/1m) 1.0,63 EI = 3.107 12 = 5,4.105 (kN.m2/1m) w = (γtường - γđất ).d = (25-18).0,6 = 4,2 (kN/m/1m) * Thanh chống : Thép hình H400 0,02m A = 2.0,4.0,02 + 0,016.0,36 = 0,02176 (m2) ⇒ EA = 456960 (kN) Khoảng cách chống : Lspacing = m Chiều dài tương đương: Le = 26/2 =13 m Độ sâu chống : m 0,4m E = 21.107 (kN/m2) 0,016m 0,02m 0,4m * Mô hình tính toán: * Kết quả: Chuyển vị Tổng thể Hệ (156,84.10-3 m) Chuyển vị Tổng Tường (66,98.10-3 m) m) Chuyển vị Ngang Tường (-19,35.10- Biểu đồ Moment (-37,13 kN.m/1m) Biểu đồ Bao Moment (-37,2 kN.m/1m) Biểu đồ Lực cắt (43,91 kN/1m) Biểu đồ Bao Lực cắt (44,05 kN/1m) Biểu đồ Lực dọc (-66,45 kN/1m) Biểu đồ Bao Lực dọc (-66,45 kN/1m) Đường cong Ứng suất – Biến dạng đường Lý thuyết đường Thí nghiệm: BÀI SỐ 2.2 : Cho bảng số liệu từ kết thí nghiệm nén trục Xác định đặc trưng đất : a) Góc ma sát ϕ ; lực dính C b) Số môđun gia tải KL ; số mũ môđun n c) Vẽ đường cong Ứng suất-Biến dạng Đường lý thuyết Đường thí nghiệm theo Thí nghiệm Bài làm: Từ số liệu Thí nghiệm ta có: Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm σ3 (kg/cm2) 2,6 3,1 3,6 (σ1-σ3)f (kg/cm2) 6,266327785 7,18934509 8,111850793 σ1 (kg/cm2) 8,8663278 10,289345 11,711851 a) Xác định hệ số C ϕ Ta có phương trình suy từ vòng tròn Mohr-Colomb: σ1 − σ σ1 + σ = sin ϕ + C.cosϕ 2 σ1 − σ σ1 + σ =s =t 2 Đặt: , Ta đường thẳng : s= t.sinϕ +C.cosϕ Từ thí nghiệm ta có: Thí nghiệm Với số liệu từ Thí nghiệm đồ thị mối Thí nghiệm t 5,733163893 6,694672545 7,655925397 s 3,133163893 3,594672545 4,055925397 bảng trên, ta vẽ quan hệ s t: Qua biểu đồ trên, ta xác định tham số C ϕ: sinϕ = 0,479915 ⇒ ϕ = 0,5 (rad) = 28,648o ⇒C= C.cosϕ = 0,381756 0,381756 cos(28,648o ) = 0,435 b) Xác định hệ số KL n Mô hình Duncan-Chang (1970) cho thấy đường cong quan hệ ứng suất biến dạng có dạng hypecbon Quan hệ hypecbon ứng suất tiếp (σ1-σ3) biến dạng dọc trục (ε1) viết theo công thức : σ1 − σ = ε1 a + b.ε1 (1) Trong a b liên hệ với môđun đàn hồi ban đầu ứng suất tiếp, tính theo công thức sau : Ei = a ; (σ − σ )ult = b Mặt khác: Mô đun đàn hồi tiếp tuyến ban đầu phụ thuộc vào áp lực buồng σ3 thí nghiệm nén trục tính sau: n σ Ei = K L pa ÷ pa Trong đó: KL : Số môđun gia tải n : Số mũ môđun pa : Áp suất khí quyển; pa = 101,4 (KPa) = 1,014 (kg/cm2) Từ phương trình (1) suy ra: ε1 = a + b.ε1 σ1 − σ (2) Từ ta xác định đồ thị phương trình (2) qua thí nghiệm (lấy giá trị để vẽ ứng với giá trị ứng suất khoảng 70%-95% giá trị phá hoại): Biểu đồ Thí Nghiệm Biểu đồ Thí Nghiệm 10 Biểu đồ Thí Nghiệm Từ biểu đồ ta kết sau: a b Thí nghiệm 0,00043756555 0,15411352840 Thí nghiệm 0,00036059188 0,13458732949 Thí nghiệm 0,00030590111 0,11945266528 3 Ei=1/a 2285,371851 (σ1-σ3)ult=1/b 6,488723023 2773,218283 7,430119936 3269,030276 8,371516848 * Tính Hệ số phá hoại theo công thức : (σ − σ ) f Rf = (σ − σ )ult Thí Nghiệm Thí Nghiệm Thí Nghiệm (σ1-σ3)f 6,266327785 7,18934509 8,111850793 (σ1-σ3)ult 6,488723023 7,430119936 8,371516848 ⇒ Hệ số phá hoại trung bình: Rf = 0.96743428 n n σ σ Ei Ei = K L pa ÷ = K L ÷ p pa pa Từ : ⇒ a E σ lg i ÷ = lg( K L ) + n.lg ÷ pa ⇒ pa 11 Rf 0,965725885 0,967594757 0,968982198 Với pa = 1,014 (kg/cm2) ta được: Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm σ3 (kg/cm2) Ei lg(σ3/pa) lg(Ei/pa) 2,6 3,1 3,6 2285,371851 2773,218283 3269,030276 0,408935393 0,485323739 0,550264546 3,352918919 3,4369461 3,508380988 E σ lg i ÷ lg ÷ pa pa : Ta vẽ đồ thị quan hệ Qua đồ thị trên, ta xác định hệ số : n = 1,1 lg(KL) = 2,9031 ⇒ KL = 102,9031 = 800,01844 c) Vẽ đường cong Ứng suất-Biến dạng + Từ số liệu thí nghiệm ta vẽ đường cong ƯS-BD theo thí nghiệm + Từ hệ số a, b ứng với thí nghiệm tìm Ta tính lại ứng suất (σ1-σ3) lý thuyết ứng với thí nghiệm theo công thức: ε1 σ1 − σ = a + b.ε1 Sau vẽ đường cong ƯS-BD theo lý thuyết Kết thu sau: BÀI 3.1 : Xác định chiều sâu chôn tường Hp cho tường chắn đất với số liệu sau: HT =3 m ; He =6 m ; C=0 ; γ=19 kN/m3 ; ϕ=250 Chiều dày tường : h= 0,6 m = 600 mm Bề rộng tường : b= m = 1000 mm Bê tông Cấp độ bền : B25 12 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ : cbv = 0,1 m = 100 mm Cốt thép nhóm AII, gồm 7φ20,a150 1m chiều rộng tường, bố trí phía Bài làm: *Bước 1: Tính Ms theo khả chịu lực dầm: Xét 1m dài tường ta có: Mặt cắt tiết diện thẳng góc tường chắn với (bxh)=(1000x600) mm sau: a=cbv+φ/2=110 h =h-a=490 7φ20, a150 a'=cbv+φ/2=110 b=1000 7φ20, a150 cbv=100 h=600 cbv=100 Từ Bê tông B25, Thép nhóm AII; tra bảng BTCT ta được: Rb = 14,5 MPa ; Rs = Rsc = 280 MPa ; ξR = 0,593 ; αR = 0,417 Ta có : a = a’ = cbv+φ/2 = 100+20/2 = 110 mm ho = h-a = 600-110 = 490 mm As = A’s = 7.(π φ2/4) = 7.(3,14.202/4) = 2198 mm2 Tính ξ theo công thức : 13 Rs A s − Rsc A's 2.a ' 2.110 = 0,45 Rb b.ho ξ= = < ho = 490 → Tính khả chịu lực tiết diện theo công thức gần đúng: Mgh ≈ Rs.As.(ho-a’) = 280.2198.(490-110) = 234.106 N.mm = 234 kN.m → Khả chịu lực 1m tường : Ms = Mgh = 234 kN.m/m N Hp Pp Lp Pa H e -H T =3m N Pp Ta có: Ka = tan2(45o - ϕ/2) = tan2(45o - 25o/2) = 0,4 Kp = tan2(45o + ϕ/2) = tan2(45o + 25o/2) = 2,46 γ.(H e + H p ).K a (H e + H p ) Pa = γ.(H e + H p ) = K a = 19.(6 + H p ) 2 0,4 = 3,8.(6 + H p ) 14 (kN/m) Ms La H e =6m H T =3m * Bước : Tính chiều sâu chôn tường Hp: Pa γ.H p 19.H p (γ.H p K p ).H p K p = 2,46 = 23,37.H p 2 Pp = = (kN/m) 2.H p 1 La = (He+Hp) -HT - (He+Hp) = (6+Hp) -3- (6+Hp) = 1+ (m) 2.H p 2 Lp = He-HT + Hp = 6-3+ Hp = 3+ (m) * Momen chống trượt : 2.H p Mr = Pp.Lp+Ms = 23,37.Hp2.( 3+ ) + 234 = 15,58.Hp3 +70,11.Hp2 +234 * Momen trượt : Md = Pa.La = 3,8.(6 + H p ) 2.H p (1+ ) 2.H p = 3,8.(36+12.Hp+Hp2) + 3,8.(36+12.Hp+Hp2) = 136,8+45,6.Hp+3,8.Hp2 +91,2.Hp+30,4.Hp2+2,53.Hp3 = 2,53.Hp3 + 34,2.Hp2 + 136,8.Hp + 136,8 * Hệ số an toàn: Mr Fs = M d =1,2 → Mr – 1,2.Md = ⇔ (15,58.Hp3 +70,11.Hp2 +234) -1,2.( 2,53.Hp3 + 34,2.Hp2 + 136,8.Hp + 136,8) = ⇔ 12,54.Hp3 +29,07.Hp2 – 164,16.Hp +69,84 = H p = −5,1m(loai) H p = 2,3m ⇔ H p = 0,5m BÀI 3.2 : Sử dụng phương pháp đơn giản để tính toán chiều sâu chôn tường H p, với số liệu sau: 15 He = 4m ; Hp = 1,2.do ; c = ; ϕ = 28o ; γ = 17 kN/m3 ; Fs = 1,5 He Bài làm: PaR Hp La Lp PpL γ.do.Kp Hp-do γ.do.Ka O γ.(Ηe+do).Ka O γ.(Ηe+do).Kp R PpR PaL γ.Hp.Ka γ.(Ηe+Hp).Kp Ta có: Ka = tan2(45o - ϕ/2) = tan2(45o - 28o/2) = 0,361 Kp = tan2(45o + ϕ/2) = tan2(45o + 28o/2) = 2,77 γ.d o K p (γ.d o K p ).d o PpL = = = 23,54.do2 (kN/m) γ.(H e + d o ) K a γ.(H e + d o ).K a (H e + ) 2 PaR = = = 3,07.(4+do)2 (kN/m) [γ.(H e + d o ).K p + γ.(H e + H p ).K p ].(H p − d o ) PpR = γ.K p (H e + d o + H e + H p ).(H p − d o ) γ.K p (2.H e + 2,2.d o ).(0,2d o ) = 2 = 16 S 17.2,77.(8 + 2,2.d o ).(0,2d o ) = = 10,36.do2 + 37,67.do (kN/m) γ.K a (d o + H p ).(H p − d o ) ( γ.d o K a + γ.H p K a ).(H p − d o ) PaL = = = γ.K a (2,2.d o ).(0,2.do ) 17.0,361.2,2.d o 0,2.d o 2 = = 1,35.do2 (kN/m) Lp = (m) H e + La = (m) * Hệ số an toàn: γ.d o d K p o = 1,5 PpL Lp γ (H + d ) H + d e o o = 1,5 K a e PaR La ⇔ Fs = d o K p = 1,5 ⇔ (H e + ) K a → = 5,52 (m) K 0,361 = 1,5 a = 1,5 = 0,58 K p ⇔ (4 + d o ) 2,77 ⇔ (H e + d o ) * Với = 5,52 m ta được: PpL = 23,54.do2 = 717,27 kN/m PaR = 3,07.(4+do)2 = 278,24 kN/m PpR = 10,36.do + 37,67.do = 523,61 kN/m PaL = 1,35.do2 = 41,14 kN/m Chiếu lên phương ngang ta được: R = PpL- PaR = 717,27 – 278,24 = 439,03 kN/m S = PpR - PaL = 523,61 – 41,14 = 482,47 kN/m Ta thấy : R < S =>Tăng đến R = S ⇔ 23,54.do2 -3,07.(4+do)2 = 10,36.do2 + 37,67.do -1,35.do2 ⇔ do= 6,13 (m) → Hp = 1,2.6,13 = 7,356 (m) Vậy độ sâu chôn tường Hp = 7,356 m thoả mãn 17 ... Thí nghiệm Bài làm: Từ số liệu Thí nghiệm ta có: Thí nghiệm Thí nghiệm Thí nghiệm 3 (kg/cm2) 2,6 3 ,1 3, 6 ( 1- 3) f (kg/cm2) 6,26 632 7785 7 ,18 934 509 8 ,11 18507 93 1 (kg/cm2) 8,86 632 78 10 ,28 934 5 11 , 711 8 51. .. Biểu đồ Thí Nghiệm 10 Biểu đồ Thí Nghiệm Từ biểu đồ ta kết sau: a b Thí nghiệm 0,000 437 56555 0 ,15 411 35 2840 Thí nghiệm 0,00 036 05 918 8 0 , 13 458 732 949 Thí nghiệm 0,00 030 59 011 1 0 ,11 945266528 3 Ei =1/ a 2285 ,3 718 51. .. 2285 ,3 718 51 ( 1- 3) ult =1/ b 6,4887 230 23 27 73, 218 2 83 7, 43 011 9 936 32 69, 030 276 8 ,3 715 16848 * Tính Hệ số phá hoại theo công thức : (σ − σ ) f Rf = (σ − σ )ult Thí Nghiệm Thí Nghiệm Thí Nghiệm ( 1- 3) f