CHƯƠNG 1. CÁC PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG ĐỘ LÚN THEO THỜI GIAN TREN CƠ SỞ LÝ THUYÉT CÓ KKẾT. Nhận xét và phương hướng của đề tài.--- 2: 2s22z22EEcEEEtEErerrrrrrrrrxee 26 CHƯƠNG 2. CO SO LY THUYET BAI TOÁN CÓ KÉT TRONG DỰ TÍNH ĐỘ LÚN NÈN ĐÁT THEO THỜI GIAN.
Các khái niệm chung về áp lực nước lỗ rỗng, ứng suất hữu hiệu. Cở sở lý thuyết bài toán cô kết thắm một chiều và phương pháp ước lượng độ VOI. Cở sở lý thuyết bài toán có kết thắm một chiều có xét đến độ bền cấu trúc và tính nén ép của nước lỗ rỗng. Khao sat vùng chịu nén cố kết thấm có xét đến độ bền cấu trúc.
Xác định module biến dạng của đất loại sét có xét đến độ bền cấu trúc từ 006i 306i 2i tNg. Tính nén ép của nước lỗ rỗng trong đất nền. Tính nén ép của nước lỗ rỗng và ảnh hưởng đến sự phân bồ áp lực nước lỗ rỗng ban đầu. Kết quả lời giải bài toán có kết có xét đến độ bên cấu trúc và tính nén ép của nước lỗ rỗng.
Cở sở lý thuyết bài toán cố kết thấm một chiều có xét đến lún thứ cấp. Nhận xét chương. --- ¿+ + v*vt nền HT HH 47 CHƯƠNG 3. DỰ BAO DO LUN NEN DAT YEU THEO THỜI GIAN THEO LOP PHAN TO VA HIEU CHINH ĐƯỜNG CONG NÉN LÚN.
Độ lún theo thời gian của mẫu đất theo thi nghiệm nén cô kết. Hiệu chỉnh đường cong lún theo thời gian. Độ lún theo thời gian của mẫu đất theo lý thuyết cố kết cổ điển của Terzaghi với đặc trưng biến dạng sau 24h.-2-©-2+222+2xE2EE22EEEEErrrxrrrxrrrerres 50 3. Độ lún theo thời gian của mẫu đất theo lý thuyết cố kết cổ điển của Terzaghi ở thời điỀm tioo.- 2: 6c Ss‡ESSEEEEEE2EEEEEEEEEE21E7111711271121111E 21.
Độ lún theo thời gian của mẫu đất theo lý thuyết có kết cổ điển chia lớp phân tố với đặc trưng biến dạng sau 24h .---2-©22+2+2+EE22EE2EEtEEErrExrrrxrrrrrres 55 3. Độ lún theo thời gian của mẫu đất theo lý thuyết có kết cổ điển chia lớp phân tố ở thời điểm tioo 3. Độ lún theo thời gian của mẫu đất theo lý thuyết có kết cổ điển chia lớp phân tô có xét đến tính nén ép của nước lỗ rỗng ở thời điểm tạo 3. Độ lún theo thời gian của mẫu đất theo lý thuyết có kết cổ điển chia lớp phân tố có xét đến Cụ.
Dự báo độ lún theo thời gian trên cơ sở phần mềm Plaxis 2D. Dự báo độ lún theo thời gian của lớp bùn sét công trình thực tế. Điều kiện địa chất công trình .----2¿©s+2E+2Ex+2EE2EEEtEEetrxerrrrrrkee 68 3. Độ lún theo thời gian của lớp bùn sét ở thời điểm tiog.
Độ lún theo thời gian theo hiệu chỉnh đề nghị của lớp bùn sét công trình thỰC HỂ. Nhận xét chương. --- ¿+ + kề HH TT HT HH ng nen 76 KÉT LUẬN VÀ KIỂN NGHỊ .--s<ssccssecrseerxseersserreserrsssrrssrrrsee 78 MO DAU Y nghia khoa hoc va thực tiễn Độ lún theo thời gian là các tiêu chí tính toán quan trọng trong Dia kỹ thuật. Việc ước lượng độ lún theo thời gian chính xác cho phép quản lý sử dụng công trình hợp lý hơn.
Cho tới nay, việc tính toán độ lún theo thời gian căn cứ trên cơ sở giá trị độ lún cuối cùng và mức độ cô kết, ở đây giá trị độ có kết U, được ước lượng trung bình căn cứ trên tý số diện tích của ứng suất hữu hiệu và ứng suất tổng. Tuy nhiên mức độ cố kết phụ thuộc vào chiều dài của đường thấm nên xảy ra không đồng đều theo độ sâu. Ngoài ra, trong lý thuyết có kết thắm, các giả thiết về điều kiện ban đầu như: Nước lễ rỗng không chịu nén ép, tải trọng tác dụng tức thời, quy luật thấm tuân theo định luật Darcy, cốt đất biến dạng tuyến tính và một số giả thiết khác. Từ kết quả thí nghiệm nén cố kết mẫu đất trong phòng, có thể xác định hệ số cố kết Cụ theo phương pháp phổ biến như phương pháp Taylor, phương pháp Casagrande.
Tuy nhiên khi sử dụng giá trị C„ để đánh giá lại kết quả độ lún theo thời gian thì xảy ra sự khác biệt trong kết quả tính toán. Nhằm góp phần phân tích để hoàn thiện phương pháp tính lún theo thời gian, chúng tôi chọn lựa đề tài “ Dự báo độ lún nền đất yếu theo thời gian theo lớp phân 16” dé lam dé tai tốt nghiệp. Kết quả nghiên cứu có thể là tài liệu tham khảo cho các kỹ sư thiết kế và kỹ sư Địa kỹ thuật trong việc tính toán dự báo độ lún cho các công trình cơ sở hạ tang trên đất yếu. Mục đích đề tài — Đánh giá độ lún trên cơ sở lý thuyết cố kết thâm cô điển và mức độ cố kết theo thời gian theo lớp phân tố của nền đất yếu.
—_ Hiệu chỉnh đường cong nén lún theo lớp phân tố trên cơ sở xét đến tính nén ép của nước lỗ rỗng ban đầu và độ lún cô kết thứ cấp. — So sánh kết quả tính toán được với kết quả thí nghiệm ở trong phòng và áp dụng tính toán thực tế. Phương pháp nghiên cứu — Tổng hợp lý thuyết cố kết thâm cô điền, trên cơ sở đó tính toán đánh giá mức độ có kết theo thời gian theo lớp phân tố của nền đất yếu. —_ Thu thập số liệu từ thí nghiệm nén cô kết của nền đất yếu từ đó tính toán so sánh với kết quả lý thuyết.
— Xây dựng chương trình tính dé giải quyết bài toán cô kết theo phương pháp đề nghị. — Ap dung tinh toán cho công trình thực tế. Phạm vi nghiên cứu — _ Thí nghiệm và thu thập số liệu đất yếu ở khu vực Cần Thơ —_ Tính toán đánh giá mức độ cô kết theo thời gian theo lớp phân tố trên cơ sở lý thuyết cố kết thắm của nền đất yếu. — Kết quả tính toán được so sánh với kết quả thí nghiệm, chưa có số liệu quan trắc đối với công trình thực tế.
CÁC PHUONG PHAP ƯỚC LƯỢNG ĐỘ LUN THEO THOI GIAN TREN CO SO LY THUYET CO KET 1. Ước lượng độ lún của nền theo thời gian trên cơ sở bài toán cố kết thấm một chiều Lý thuyết về tốc độ cé kết trong bài toán một chiều lần đầu tiên được đề nghị bởi Terzaghi (1925) và được nêu trong một số tài liệu [1], [4]. Những gia thiết cơ bản của bài toán cố kết thắm một chiêu: - _ Đất bão hòa nước -_ Hạt đất và nước lỗ rỗng không bị nén - D6 thay déi thé tích AV của phân tố dxdydz là bé so với thê tích ban đầu của dxdydz - Tham trong cố kết tuân theo định luật Darcy - _ Đất đẳng hướng theo các trục x, y, Z -__ Gia tải Aq được đặt tức thời Khảo sát một phân tô dxdydz tại điểm (x,y,z) trong khối đất đang có hiện tượng cố kết sơ cấp. Vận tốc thấm v được phân thành ba thành phần v,, Vy, Vz.
Theo dinh luật bảo toàn khối lượng, độ chênh lệch của lượng nước vào vả lượng nước ra phân tố đất dxdydz: qou— din = 46 thay đổi thẻ tích của phân tố dxdydz trong thời gian ôt (q — lưu lượng dòng thấm) Ế ] = (2: v, +| =~ -dx | |\dy-dz+) v, +| ——-dy | |dx-dz+|v, +| = -dz | |dx-dy Ox oy Oz (1.dxdy) = ` ) z t Ạ vzt(A2)œ L ⁄2wx(A/4j® be ⁄Z|w(A/2)œ “pes fe WR + % Hình 1. Sơ đô phân tổ đất trong quá trình cố kết Phương trình (1.1) được viết lại dưới dạng sau: ôV (dv, Ov, av — =| + + = |dedyd: 1.2 ar E ay anda (1.2) V=V,(1+e)= dxdydz => V, = ane = const (13) +e ov _ Ge _, OV _ dxdydz oe (1.4) Ot ” Ot Ot l+e ở Phối hợp (1.3) ta được: % ase) ào LỘ (1.5) Ot Ox dy & Su tham trong cố kết thấm do áp lực nước lỗ réng thang du Au= 7„.Ah hoặc diễn tả dưới dạng ah = Lau Vw Định luật thắm Darcy tổng quát có dạng: k_.6) 7„ OX ⁄„Ôy ` 7y Ô Vi phân (1.5), ta được: ^2 2 2 Ge tel, Cus, Cus, Ou (17) oa OY, ` ” y * Oz Đặt ơ¿ ứng suất hữu hiệu ban đầu Trong đó: u¡ - áp lực lỗ rỗng thặng dư do tác động áp lực ngoài Aø; u - áp lực lỗ rỗng tại thời điểm t.8) Vì tải tác động tức thời nên u;¡ độc lập với t. Vi phân của (1.8) ta được: oo" __ tu ot ot (1.9) Mọi độ giảm áp lực nước lỗ rỗng thặng dư ô bằng độ tăng ứng suất hữu hiệu do", theo định nghĩa hệ số nén: = (1.10) Co Ou Từ (1.10), ta có thể viết: ^ ^ 2 2 2 Ge _ côn _ Ou lref, Cus, Our, Ou ot Ou Ot ot, ox” oy Oz” a a2 a2 2 cu _lte kề S+kVŠ Huy ou Oot ay, ox” oy Oz 2 2 2 ou _ otic, SH ic, oH (1.11) Ot ox oy * Oz" k k Vi: C,, =——; C, =: C, = A Uw UY y Mw Ở đây: C.„ — hệ số cố kết theo phương z phụ thuộc vào đặc tính của đất; u - áp lực trung bình của nước lỗ rỗng trong dat; ky, ky, ky— hệ số thấm của đất theo phương x,y,z; ao — hệ số nén tương đối của đất; Yw — trọng lượng riêng của nước. Nếu bài toán thấm được xem xét trong điều kiện chỉ có thấm thẳng đứng, phương trình cố kết thấm một chiều có dạng: ôm _ ou ot” Ge (1.12) Phương trình (1.12) thường được biết dưới tên là phương trình vi phân có kết thấm một chiều theo lý thuyết có kết thắm của Terzaghi.
Dạng lời giải của phương trình này tùy thuộc vào điều kiện ban đầu và điều kiện biên thoát nước của lớp đất có kết. Để giải phương trình (1.12), giả thiết u là tích số của hàm theo độ sâu z và hàm theo thời gian t có dạng: u = F(z)G(t) (1.14) Ot Ot 2 2 va ou.15) < Š Từ biểu thức (1.16) F(z) C,G(t) hay Về trái của phương trình (1.16) chi là một hàm của z và độc lập theo t, còn về phải của phương trình chỉ là một hàm của t và độc lập theo z. Vì vậy chúng phải được xem như là một hằng số, gọi là —BỶ, nên: F'(z) =-B’ F(z) (1.17) Lời giải phương trình (1.17) có dạng như sau: F(z) =A, cos Bz + A, sin Bz (1.18) Trong đó A¡, A; là những hằng số. Mặt khác, về phải của phương trình (1.16) có thể được viết như sau: G (t) =-B’C,G(t) (1.19) Lời giải phương trình (1.20) Trong d6 A; 1A mét hằng số, kết hợp với biểu thức (1.20), vậy: u = (Ai cos Bz + A, sin Bz)A; exp(—B”C,f) (121) = (A, cos Bz + A, sin Bz)exp(—B?C,0) , Trong đó Ag = AIAa và As = A2Aa.
Những hằng số trong biểu thức (1.
