MỤC LỤC
1. Giới thiệu chung.......................................................................................................1
2. Đặc điểm địa chất công trình khu vực xây dựng...................................................2
3. Mô hình Hardening Soil..........................................................................................2
4. Phân tích và xác định thông số đầu vào của các lớp đất.......................................3
4.1. Xác định dung trọng bão hòa γsat và không bão hòa γunsat ............................3
4.1.1. Nguyên lý thống kê......................................................................................3
4.1.2. Kết quả thống kê.........................................................................................7
4.2. Thống kê giá trị c’, φ’......................................................................................13
4.2.1. Phương pháp thống kê..............................................................................13
4.2.2. Kết quả thống kê.......................................................................................13
4.3. Xác định hệ số Poisson υ.................................................................................15
4.4. Xác định module đàn hồi E.............................................................................16
4.4.1. Cở sở lý thuyết...........................................................................................16
4.4.2. Áp dụng tính toán cụ thể Module đàn hồi cho các lớp đất.....................18
4.4.3. Xác định giá trị E dựa vào các thông số kinh nghiệm và kết quả nghiên cứu
.............................................................................................................................. 25
4.5. Xác định hệ số mũ Power m............................................................................26
4.6. Xác định hệ số thấm........................................................................................27
4.7. Xác định hệ số Rinter..........................................................................................28
4.8. Xác định góc giãn nỡ ψ....................................................................................29
4.9. Các thông số còn lại.........................................................................................29
4.10. Tổng hợp các thông số địa chất nhập vào Plaxis.........................................29
5. Thiết kế biện pháp thi công tầng hầm bằng Plaxis..............................................30
5.1. Trình tự thi công hố đào sâu...........................................................................30
5.2. Khai báo trình tự thi công hố đào sâu trong Plaxis......................................31
5.3. Thông số mô hình Plaxis.................................................................................32
5.4. Thông số thanh chống và tường.....................................................................32
5.5. Kết quả.............................................................................................................32
6. Tính toán và kiểm tra hệ chống............................................................................34
6.1. Mô hình hệ chống shoring...............................................................................34
6.1.1. Mô hình 2D của hệ chống.........................................................................34
6.1.2. Kết quả nội lực..........................................................................................35
6.1.3. Tính toán sức chịu tải hệ shoring.............................................................36
1
1. Giới thiệu chung
Công trình German House. Địa chỉ: 3-5 Lê Văn Hưu, Phường Bến Nghé, Quận 1, Tp.Hồ
Chí Minh.
Sinh viên sử dụng mô phỏng Plaxis2D để tính toán ổn định nền đất, ứng suất và chuyển vị,
moment, lực cắt phát sinh trong tường vây trong suốt quá trình thi công tầng hầm.
2. Đặc điểm địa chất công trình khu vực xây dựng
Để tính toán sinh viên sử dụng số liệu của Hố khoan BH1.
Bảng 2.1. Chiều dày các lớp đất
STT
Các lớp
đất
Tính chất
Bề dày
(m)
Độ sâu
(m)
3.6
1.2 - 4.8
4.7
4.8 - 9.5
1.0
9.5 - 10.5
33.0
10.5 - 43.5
14.3
43.5 - 57.8
9.7
57.8 - 67.5
2.5
67.5 - 70.0
-
70 -
Sét dẻo thấp lẫn cát, màu xám vàng - xám trắng,
1
2
Lớp 1
Lớp 2
trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng
Sét lẫn cát và sạn - Sạn lẫn sét và cát, màu nâu
đỏ
Cát sét, màu vàng nâu - xám trắng,
trạng thái chặt xốp đến chặt vừa
Cát sét - Cát bụi, màu vàng nhạt - nâu vàng,
4
Lớp 3
trạng thái chặt vừa
Sét béo - Sét gầy, màu nâu đỏ - nâu vàng,
5
Lớp 4
trạng thái rất cứng
Cát sét - Cát bụi, màu xám xanh - xám vàng,
6
Lớp 5
trạng thái chặt vừa đến chặt
7
Lớp 6b Bụi - Bụi lẫn cát, màu xám xanh,
trạng thái rất cứng
Cát sét - Cát bụi, màu xám xanh,
8
Lớp 7
trạng thái chặt đến rất chặt
Mực nước tĩnh ở độ sâu -9.5m.
3
Lớp 2-3
3. Mô hình Hardening Soil
Đây là mô hình đẳng hướng phi tuyến. Sựu khác biệt lớn nhất giữa mô hình Hardening Soil
và Morh-Coulomb là ở mặt dẻo và độ cứng của đất. Ở mô hihf này đất được mô hình chính
xác hơn với 3 thông số độ cứng khác nhau đượ nhập vào là module nén trong thí nghiệm
nén 3 trục E50, module nở trong thí nghiệm nén 3 trục Eur và module trong thí nghiệm nén
cố kết Eoed. Trong mô hình này module biến dạng phụ thuộc vào ứng suất của đất.
Trong bài toán hố đào sâu việc sử dụng mô hình Mohr-Coulomb cho kết quả không được
chính xác vì chỉ sử dụng 1 loại module ( module nở và nén giống nhau) nhưng khi đào hố
2
đào, đất bị nở ra ứng xử theo đường nở (module nở thường lớn hơn rất nhiều so với module
nén) dẫn đến kết quả chuyển vị và nội lực trong tường vây sẽ bị thay đổi theo.
Vì vậy sinh viên lựa chọn mô hình Hardening Soil để mô phỏng tính toán thiết kế.
Hình 3.1. Mặt dẻo của mô hình Hardening Soil
4. Phân tích và xác định thông số đầu vào của các lớp đất
4.1. Xác định dung trọng bão hòa γ sat và không bão hòa γ unsat
4.1.1. Nguyên lý thống kê
a) Xử lý số liệu thống kê địa chất:
Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và số lượng
mẫu đất trong một lớp đất lớn. Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn được chỉ tiêu
đại diện cho nền.
Ban đầu khi khoan lấy mẫu dựa vào sự quan sát thay đổi màu sắc, độ mịn của hạt mà ta
phân chia thành từng lớp đất.
Theo TCXD 45-78 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị có đặc
trưng cơ lý của nó phải có hệ số biến động đủ nhỏ. Vì vậy, ta phải loại trừ những mẫu có
số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho một đơn nguyên địa chất.
Do đó, thống kế địa chất là một việc làm rất quan trọng trong tính toán nền móng.
b) Phân chia đơn nguyên địa chất:
Hệ số biến động:
Chúng ta dựa vào hệ số biến động phân chia đơn nguyên.
Hệ số biến động có dạng như sau:
¿
σ
Á
3
n
Trong đó: Giá trị trung bình của một đặc trưng:
∑ Ai
Á= i=1
n
√
n
Độ lệch toàn phương trung bình: σ = 1 ∑ ( A i− Á ) 2
n−1 i=1
Với: Ai – là giá trị riêng của đặc trưng từ một thí nghiệm riêng
n – số lần thí nghiệm
Qui tắc loại trừ các sai số:
Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động ≤ [] thì đạt còn ngược lại thì ta
phải loại trừ các số liệu có sai số lớn.
Trong đó []: hệ số biến động lớn nhất, tra bảng trong QPXD 45-78 tuỳ thuộc vào từng
loại đặc trưng.
Bảng 4.1. Bảng tra hệ số biến động
Đặc trưng của đất
Hệ số biến động []
Tỷ trọng hạt
0.01
Trọng lượng riêng
0.05
Độ ẩm tự nhiên
0.15
Giới hạn Atterberg
0.15
Module biến dạng
0.30
Chỉ tiêu sức chống cắt
0.30
Cường độ nén một trục
0.40
Kiểm tra thống kê, loại trừ số lớn Ai theo công thức sau:
|Á− Ai|≥ . σ CM
Trong đó ước lượng độ lệch
σ CM =
√
n
1
2
A i− Á ) , khi n ≥ 25 thì lấy σ CM =σ
(
∑
n i=1
Và là chỉ tiêu thống kê phụ thuộc số mẫu thí nghiệm n:
Bảng 4.2. Bảng tra chỉ tiêu thống kê
n
’
n
’
n
’
6
2,07
15
2,64
24
2,86
7
2,18
16
2,67
25
2,88
8
2,27
17
2,7
26
2,9
9
2,35
18
2,73
27
2,91
10
2,41
19
2,75
28
2,93
4
11
2,47
20
2,78
29
2,94
12
2,52
21
2,8
30
2,96
13
2,56
22
2,82
31
2,97
14
2,6
23
2,84
32
2,98
n
’
n
’
33
3,0
42
3,09
34
3,01
43
3,1
35
3,02
44
3,11
36
3,03
45
3,12
37
3,04
46
3,13
38
3,05
47
3,14
39
3,06
48
3,14
40
3,07
49
3,15
41
3,08
Đặc trưng tiêu chuẩn:
Giá trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất là giá trị trung bình cộng của các kết
quả thí nghiệm riêng lẻ Á , (trừ lực dính đơn vị c và góc ma sát trong φ ).
Các giá trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị và góc ma sát trong được thực hiện theo phương
pháp bình phương cực tiểu của quan hệ tuyến tính của ứng suất pháp σ i và ứng suất tiếp cực
hạn τ i của các thí nghiệm cắt tương đương, τ =σ . tanφ+ c.
Lực dính đơn vị tiêu chuẩn ctc và góc ma sát trong tiêu chuẩn φ tc được xác định theo công
thức sau:
c tc =
1
∆
(
n
n
n
n
i=1
i=1
i=1
i=1
)
)
∑ τ i ∑ σ 2i −∑ σ i ∑ τ i σ i
n
n
n
1
tanφ = n ∑ τ i σ i−∑ τ i ∑ σ i
∆ i=1
i =1
i=1
(
tc
n
2
i=1
n
2
( )
Với ∆=n ∑ σ i −
∑ σi
i=1
Đặc trưng tính toán:
Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định của nền chịu tải, một số tính toán ổn
định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính toán.
Trong QPXD 45-78, các đặc trưng tính toán của đất được xác định theo công thức sau:
Att =
tc
A
kd
Atc: là giá trị đặc trưng đang xét
kd: hệ số an toàn về đất
Với lực dính (c), góc ma sát trong (φ ¿ , trọng lựng đơn vị ( γ ) và cường độ chịu nén một
Trong đó:
trục tức thời có hệ số an toàn được xác định như sau: k d=
1
1±ρ
Trong đó: ρ là chỉ số độ chính xác được xác định như sau:
Với lực dính (c) và hệ số ma sát (tanφ) , ta có: ρ=t α . ν
Để tính toán , giá trị độ lệch toàn phương trung bình xác định như sau:
5
σ c =σ τ
√
n
1
n
∑ σ 2 ; σ =σ .
∆ i=1 i tanφ τ ∆
√
; σ τ=
√
n
2
1
∑ ( σ tan φtc + c tc−τ i )
n−2 i=1 i
Với trọng lượng riêng γ và cường độ chịu nén một trục Rc :
ρ=
n
tα. ν
2
2
1
; σ γ = 1 ∑ ( γ tc−γ i ) ; σ R =
Rtc −Ri )
(
n−1
n−1 i=1
√n
√
√
Trong đó: tα – hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy α
+ Khi tính nền theo biến dạng thì α = 0.85
+ Khi tính nền theo cường độ thì α = 0.95
Bảng 4.3. Bảng tra hệ số tα
(n-1) với R, γ ; (n-2) với c, φ
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
25
30
40
60
α = 0.95
2.92
2.35
2.13
2.01
1.94
1.9
1.86
1.83
1.81
1.80
1.78
1.77
1.76
1.75
1.75
1.74
1.73
1.73
1.72
1.71
1.70
1.68
1.67
α = 0.85
1.34
1.25
1.19
1.16
1.13
1.12
1.11
1.10
1.10
1.09
1.08
1.08
1.08
1.07
1.07
1.07
1.07
1.07
1.06
1.06
1.05
1.05
1.05
Các đặc trưng tính toán theo TTGH I và TTGH II có giá trị nằm trong một khoảng:
tt
tc
A =A ± ∆ A
6
Tuỳ theo trường hợp thiết kế cụ thể mà ta lấy dấu (+) hoặc dấu (-) để đảm bảo an toàn
hơn.
Khi tính toán nền theo cường độ và ổn định thì ta lấy các đặc trưng tính toán TTGH I
(nằm trong khoảng lớn hơn α = 0.95).
Khi tính toán nền theo biến dạng thì ta lấy các đặc trưng tính toán theo TTGH II (nằm
trong khoảng nhỏ hơn α = 0.85).
4.1.2. Kết quả thống kê
Bảng 4.4. Bảng thống kê Dung trọng bão hòa γsat
STT
1
2
1
2
KÝ HIỆU
MẪU
ĐỘ SÂU
(m)
γsat
(kN/m3)
|γi - γtb|
(γi - γtb)2
Lớp 1
UD1-1
1.5-2.0
19.6
0.7500
0.5625
UD1-2
3.5-4
21.1
0.7500
0.5625
Tổng
40.7
1.5000
1.1250
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
Lớp 2
UD1-3
6.5-7.0
21.4
1.0500
1.1025
UD1-4
20.1
0.2500
0.0625
8.5-9.0
Tổng
41.5
1.3000
1.1650
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
Lớp 2-3 (Lấy hố khoan lân cận là BH2)
GHI
CHÚ
nhận
nhận
20.35
20.35
nhận
nhận
20.75
20.75
1
UD2-5
9.5-10.0
20.9
0.5500
0.3025
nhận
2
UD2-6
Tổng
11.5-12.0
19.8
40.7
0.5500
1.1000
0.3025
0.6050
nhận
7
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
20.35
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
20.35
Lớp 3
1
UD1-5
10.5-11.0
20.1
0.0000
0.0000
nhận
2
UD1-6
12.5-13.0
20.1
0.0000
0.0000
nhận
3
UD1-7
14.5-15.0
19.8
0.3000
0.0900
nhận
4
UD1-8
16.5-17.0
20.1
0.0000
0.0000
nhận
5
UD1-9
18.5-19.0
19.8
0.3000
0.0900
nhận
6
UD1-10
20.5-21.0
19.9
0.2000
0.0400
nhận
7
UD1-11
22.5-23.0
20.0
0.1000
0.0100
nhận
8
UD1-12
24.5-25.0
20.1
0.0000
0.0000
nhận
9
UD1-13
26.5-27.0
20.2
0.0000
0.0000
nhận
10
UD1-14
28.5-29.0
20.0
0.1000
0.0100
nhận
11
UD1-15
30.5-31.0
20.3
0.2000
0.0400
nhận
12
UD1-16
32.5-33.0
20.5
0.4000
0.1600
nhận
13
UD1-17
34.5-35.0
20.0
0.1000
0.0100
nhận
14
UD1-18
36.5-37.0
20.1
0.0000
0.0000
nhận
15
UD1-19
38.5-39.0
20.3
0.2000
0.0400
nhận
16
UD1-20
40.5-41.0
20.1
0.0000
0.0000
nhận
17
UD1-21
42.5-43.0
20.3
0.2000
0.0400
nhận
Tổng
341.7
2.1000
0.5300
Số mẫu n=
17
Giá trị trung bình γtb =
20.10
Tiêu chuẩn thống kê v=
2.70
Độ lệch quân phương σγ =
0.18
Hệ số biến động υ=
0.0091
υ < [υ] = 0.05
Đạt
Độ lệch toàn phương
0.1765686
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM = 0.4767352
|γi - γtb|< v.σCM: không có loại sai số
Giá trị tiêu chuẩn γtc =
20.10
Giá trị
TTGH 1
TTGH 2
tα
1.75
1.07
Độ chính xác ρ =
0.0038
0.0023
Giá trị tính toán γtt=
20.02
Đến 20.18
20.05
Đến
20.15
Lớp 4
1
UD1-22
44.5-45.0
21.4
0.2143
0.0459
nhận
2
UD1-23
46.5-47.0
21.3
0.1143
0.0131
nhận
3
UD1-24
48.5-49.0
21.1
0.0857
0.0073
nhận
4
UD1-25
50.5-51.0
21.8
0.6143
0.3773
nhận
5
UD1-26
52.5-53.0
20.5
0.6857
0.4702
nhận
6
UD1-27
54.5-55.0
21.5
0.3143
0.0988
nhận
7
UD1-28
56.5-57.0
20.7
0.4857
0.2359
nhận
8
Tổng
Số mẫu n=
Tiêu chuẩn thống kê v=
Hệ số biến động υ=
Độ lệch toàn phương
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM =
Giá trị tiêu chuẩn γtc =
Giá trị
tα
Độ chính xác ρ =
Giá trị tính toán γtt=
7
2.18
0.0215
148.3
2.5143
1.2486
Giá trị trung bình γtb =
Độ lệch quân phương σγ =
υ < [υ] = 0.05
21.19
0.46
Đạt
0.422335586
0.9206916
|γi - γtb|< v.σCM: không có loại các sai số
21.19
TTGH 1
TTGH 2
1.94
1.13
0.0158
0.0092
20.85
Đến 21.52
20.99
Đến
21.38
Lớp 5
1
UD1-29
58.5-59.0
20.8
0.2600
0.0676
nhận
2
UD1-30
60.5-61.0
20.5
0.0400
0.0016
nhận
3
UD1-31
62.5-63.0
20.4
0.1400
0.0196
nhận
4
UD1-32
64.5-65.0
20.3
0.2400
0.0576
nhận
5
UD1-33
66.5-67.0
20.7
0.1600
0.0256
nhận
Tổng
102.7
0.8400
0.1720
Số mẫu n=
5
Giá trị trung bình γtb =
20.54
Tiêu chuẩn thống kê v=
Độ lệch quân phương σγ =
0.21
Hệ số biến động υ=
0.0101
υ < [υ] = 0.05
Đạt
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
20.54
Lớp 6b
1
UD1-34
68.5-69.0
20.0
0.0000
0.0000
nhận
Số mẫu n=
1
Giá trị trung bình γtb =
20.00
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
20.00
Lớp 7
1
UD1-35
70.5-71.0
20.8
0.0688
0.0047
nhận
2
UD1-36
72.5-73.0
20.9
0.0312
0.0010
nhận
3
UD1-37
74.5-75.0
20.7
0.1688
0.0285
nhận
4
UD1-38
76.5-77.0
20.8
0.0688
0.0047
nhận
5
UD1-39
78.5-79.0
21.0
0.1312
0.0172
nhận
6
UD1-40
80.5-81.0
21.1
0.2312
0.0535
nhận
7
UD1-41
82.5-83.0
20.8
0.0688
0.0047
nhận
8
UD1-42
84.5-85.0
21.0
0.1312
0.0172
nhận
9
UD1-43
86.5-87.0
20.7
0.1688
0.0285
nhận
10
UD1-44
88.5-89.0
20.9
0.0312
0.0010
nhận
11
UD1-45
90.5-91.0
21.0
0.1312
0.0172
nhận
12
UD1-46
92.5-93.0
20.6
0.2688
0.0722
nhận
13
UD1-47
94.5-95.0
21.1
0.2312
0.0535
nhận
9
14
15
16
UD1-48
UD1-49
UD1-50
Tổng
Số mẫu n=
Tiêu chuẩn thống kê v=
Hệ số biến động υ=
Độ lệch toàn phương
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM =
Giá trị tiêu chuẩn γtc =
Giá trị
tα
Độ chính xác ρ =
Giá trị tính toán γtt=
96.5-97.0
98.5-99.0
100.5-101
16
2.67
0.0082
20.8
0.0688
0.0047
20.6
0.2688
0.0722
21.1
0.2312
0.0535
333.9
2.3000
0.4344
Giá trị trung bình γtb =
Độ lệch quân phương σγ =
υ < [υ] = 0.05
nhận
nhận
nhận
20.87
0.17
Đạt
0.164767829
0.4399301
|γi - γtb|< v.σCM: không có loại sai số
20.87
TTGH 1
TTGH 2
1.75
1.07
0.0036
0.0022
20.79
Đến 20.94
20.82
Đến
20.91
Bảng 4.5. Bảng thống kê Dung trọng không bão hòa γunsat:
STT
1
2
1
2
KÝ HIỆU
MẪU
ĐỘ SÂU
(m)
γ'
(kN/m3)
|γ'i γ'tb|
(γ'i γ'tb)2
Lớp 1
UD1-1
1.5-2.0
15.8
4.5500
20.7025
UD1-2
3.5-4
18.3
2.0500
4.2025
Tổng
34.1
6.6000
24.9050
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
Lớp 2
UD1-3
6.5-7.0
18.4
1.9500
3.8025
UD1-4
16.8
3.5500
12.6025
8.5-9.0
Tổng
35.2
5.5000
16.4050
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
Lớp 2-3 (Lấy hố khoan lân cận là BH2)
10
GHI
CHÚ
nhận
nhận
17.05
17.05
nhận
nhận
17.6
17.6
1
UD2-5
9.5-10.0
18.1
2
0.7500
0.5625
nhận
UD2-6
16.6
0.7500
0.5625
nhận
11.5-12.0
Tổng
34.7
1.5000
1.1250
Số mẫu n=
2
Giá trị trung bình γtb =
17.35
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
17.35
Lớp 3
1
UD1-5
10.5-11.0
17.0
0.1250
0.0156
nhận
2
UD1-6
12.5-13.0
17.0
0.1250
0.0156
nhận
3
UD1-7
14.5-15.0
16.7
0.1750
0.0306
nhận
4
UD1-8
16.5-17.0
17.1
0.2250
0.0506
nhận
5
UD1-9
18.5-19.0
16.6
0.2750
0.0756
nhận
6
UD1-10
20.5-21.0
16.7
0.1750
0.0306
nhận
7
UD1-11
22.5-23.0
17.0
0.1250
0.0156
nhận
8
UD1-12
24.5-25.0
16.9
0.0250
0.0006
nhận
9
UD1-13
26.5-27.0
16.7
0.1750
0.0306
nhận
10
UD1-14
28.5-29.0
16.6
0.2750
0.0756
nhận
11
UD1-15
30.5-31.0
17.3
0.4250
0.1806
nhận
12
loại
13
UD1-17
34.5-35.0
16.7
0.1750
0.0306
nhận
14
UD1-18
36.5-37.0
16.8
0.0750
0.0056
nhận
15
UD1-19
38.5-39.0
17.1
0.2250
0.0506
nhận
16
UD1-20
40.5-41.0
16.7
0.1750
0.0306
nhận
17
UD1-21
42.5-43.0
17.1
0.2250
0.0506
nhận
Tổng
270.0
3.0000
0.6900
Số mẫu n=
16
Giá trị trung bình γtb =
16.88
Tiêu chuẩn thống kê v=
2.67
Độ lệch quân phương σγ =
0.21
Hệ số biến động υ=
0.0127
υ < [υ] = 0.05
Đạt
Độ lệch toàn phương
0.207665597
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM =
0.554467
|γi - γtb|< v.σCM: không có loại sai số
Giá trị tiêu chuẩn γtc =
16.88
Giá trị
TTGH 1
TTGH 2
tα
1.75
1.07
Độ chính xác ρ =
0.0056
0.0034
Đế
Giá trị tính toán γtt=
16.78
16.97
16.82
Đến
16.93
n
Lớp 4
1
UD1-22
44.5-45.0
18.3
0.3000
0.0900
nhận
2
UD1-23
46.5-47.0
18.0
0.0000
0.0000
nhận
11
3
4
5
6
7
UD1-24
UD1-25
UD1-26
UD1-27
UD1-28
Tổng
Số mẫu n=
Tiêu chuẩn thống kê v=
Hệ số biến động υ=
Độ lệch toàn phương
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM =
Giá trị tiêu chuẩn γtc =
Giá trị
tα
Độ chính xác ρ =
48.5-49.0
50.5-51.0
52.5-53.0
54.5-55.0
56.5-57.0
7
2.18
0.0408
17.7
0.3000
0.0900
19.0
1.0000
1.0000
16.9
1.1000
1.2100
18.7
0.7000
0.4900
17.4
0.6000
0.3600
126.0
4.0000
3.2400
Giá trị trung bình γtb =
Độ lệch quân phương σγ =
υ < [υ] = 0.05
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
18.00
0.73
Đạt
0.680336051
1.483133
|γi - γtb|< v.σCM: không có loại các sai số
18.00
TTGH 1
TTGH 2
1.94
1.13
0.0299
0.0174
Đế
Giá trị tính toán γtt=
17.46
18.54
17.69
Đến
18.31
n
Lớp 5
1
UD1-29
58.5-59.0
17.5
0.2200
0.0484
nhận
2
UD1-30
60.5-61.0
17.3
0.0200
0.0004
nhận
3
UD1-31
62.5-63.0
17.3
0.0200
0.0004
nhận
4
UD1-32
64.5-65.0
17.1
0.1800
0.0324
nhận
5
UD1-33
66.5-67.0
17.2
0.0800
0.0064
nhận
Tổng
86.4
0.5200
0.0880
Số mẫu n=
5
Giá trị trung bình γtb =
17.28
Tiêu chuẩn thống kê v=
Độ lệch quân phương σγ =
0.15
Hệ số biến động υ=
0.0086
υ < [υ] = 0.05
Đạt
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
17.28
Lớp 6b
1
UD1-34
68.5-69.0
16.3
0.0000
0.0000
nhận
Số mẫu n=
1
Giá trị trung bình γtb =
16.30
n<6: Không thống kê trạng thái giới hạn γtc = γtb =
16.30
Lớp 7
1
UD1-35
70.5-71.0
17.4
0.2938
0.0863
nhận
2
UD1-36
72.5-73.0
17.6
0.0938
0.0088
nhận
3
UD1-37
74.5-75.0
17.5
0.1938
0.0375
nhận
4
UD1-38
76.5-77.0
17.7
0.0062
0.0000
nhận
5
UD1-39
78.5-79.0
17.9
0.2062
0.0425
nhận
6
UD1-40
80.5-81.0
18.3
0.6062
0.3675
nhận
7
UD1-41
82.5-83.0
17.8
0.1062
0.0113
nhận
12
8
9
10
11
12
13
14
15
16
UD1-42
UD1-43
UD1-44
UD1-45
UD1-46
UD1-47
UD1-48
UD1-49
UD1-50
Tổng
Số mẫu n=
Tiêu chuẩn thống kê v=
Hệ số biến động υ=
Độ lệch toàn phương
σCM=
Giới hạn sai số v.σCM =
Giá trị tiêu chuẩn γtc =
Giá trị
tα
Độ chính xác ρ =
84.5-85.0
86.5-87.0
88.5-89.0
90.5-91.0
92.5-93.0
94.5-95.0
96.5-97.0
98.5-99.0
100.5-101
16
2.67
0.0163
18.1
0.4063
0.1650
17.3
0.3938
0.1550
17.5
0.1938
0.0375
17.7
0.0062
0.0000
17.4
0.2938
0.0863
17.8
0.1062
0.0113
17.5
0.1938
0.0375
17.5
0.1938
0.0375
18.1
0.4063
0.1650
283.1
3.7000
1.2494
Giá trị trung bình γtb =
Độ lệch quân phương σγ =
υ < [υ] = 0.05
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
nhận
17.69
0.29
Đạt
0.279438611
0.746101
Giá trị tính toán γtt=
|γi - γtb|< v.σCM: không có loại sai số
17.69
TTGH 1
TTGH 2
1.75
1.07
0.0071
0.0044
Đế
17.57
17.82
17.62
Đến
17.77
n
4.2. Thống kê giá trị c’, φ’
4.2.1. Phương pháp thống kê
Trong hồ sơ địa chất có các thí nghiệm nén đơn nở hông, thí nghiệm nén 3 trục UU và CU,
sinh viên dùng các thí nghiệm này để thống kê giá trị c’, φ’ vì các thông số c’, φ’ trong các
thí nghiệm này có độ chính xác cao hơn so với thí nghiệm cắt trực tiếp. Thật vậy, nó mô
phỏng lại được gần với trạng thái tự nhiên của đất hơn so với thí nghiệm cắt trực tiếp (đưa
mẫu về thế nằm tự nhiên trong thí nghiệm CU ). Do các mẫu thí nghiệm có số lượng nhỏ (n
< 6) nên lấy giá trị tiêu chuẩn bằng với giá trị trung bình. Kết quả thống kê được trình bày
trong bảng ?
Trong hồ sơ địa chất này ta có thể sử dụng c uu từ cả 2 thí nghiệm nén 3 trục UU và nén đơn.
Đối với thí nghiệm nén đơn ta có : cuu = qu /2 (KN /m2)
13
4.2.2. Kết quả thống kê
Bảng 4.6. Thống kê giá trị c’, phi’ từ thí nghiệm nén đơn và thí nghiệm nén 3 trục
Lớ
p
Lớ
p1
Lớ
p
2-3
Lớ
p4
Kí
hiệ
u
mẫ
u
Độ
sâu
(m)
UD 1.51-1 2.0
UD 3.51-2
4
UD 1.52-1 2.0
UD 3.52-2 4.0
UD 1.53-1 2.0
UD 3.55-2 4.0
Giá trị
trung bình
UD 9.52-5 10.0
UD 9.54-5 10.0
Giá trị
trung bình
UD 44.5
122 45.0
UD 46.5
123 47.0
UD 48.5
124 49.0
UD 50.5
125 51.0
Thí
nghiệ
m nén
đơn
THÍ NGHIỆM NÉN 3 TRỤC
UU TEST
qu
(kN/m²
)
Cuu
(kN/m
²)
ϕuu (o)
138.7
97.3
01°46
´
124.7
62.4
CU TEST
Ccu
(kN/m
²)
ϕcu (o)
C'cu
(kN/m
²)
CD TEST
ϕ′cu (o)
Ccd
(kN/m
²)
7.1
12.5
24.6
29.7
312.
6
174.6
192
111.4
04°32
´
03°09
´
27.2
16°47
´
16°3
0´
16°3
8´
15.7
16.7
16.2
10.3
333.1
166.6
327.8
163.9
201
48.8
33°45
´
33°45
´
17°2
5´
0.7
0.7
11.6
30°26
´
27°32
´
27°41
´
25°4
3´
26°4
2´
9.8
7.7
10.3
ϕcd
(o)
41°32
´
41°32
´
28°59
´
30°06
´
7.7
30°06
´
2.8
30°54
´
28°33
´
02°50
´
3.5
14
32°39
´
UD 54.5
01°28
1232.5 102.3
´
27 55.0
Giá trị
17°25
28°33
297.8 158.5 02°9´ 48.8
11.6
3.2
trung bình
´
´
UD 67.5 552.7 101.2 03°54
2´
34 68.0
UD 67.5
5.4
Lớ
4p
34 68.0
UD
69.5 898.6 449.3
29.2 18°20 11.0 26°42
6a
4´
´
35 70.0
Giá trị
725.7 275.3 03°54 29.2 18°20 11.0 26°42 5.4
trung bình
´
´
´
Ghi chú:
Các giá trị in nghiêng, bôi đậm là giá trị cuu được tính từ thí nghiệm nén đơn
31°47
´
28°11
´
28°11
´
Đối với các lớp đất 2,3,5,6b,7, hồ sơ địa chất không có thí nghiệm nén đơn và nén 3 trục
sinh viên chọn thống kê giá trị c, phi từ thí nghiệm cắt trực tiếp.
Tuy nhiên, trong đó các lớp đất 2, 6b không phải là đất rời nên giá trị ϕ được tính theo công
thức thực nghiệm từ TCVN 9351:2012.
12 N 15
Kết quả được cho trong bảng 4.7.
15
Bảng 4.7. Thống kê giá trị c,ϕ từ thí nghiệm cắt trực tiếp hoặc thực nghiệm
Lớp đất
Lớp 2
Lớp 3
Lớp 5
Lớp 6b
Lớp 7
Mô tả
NSPT
Sét lẫn cát và sạn - Sạn lẫn
sét và cát, màu nâu đỏ
Cát sét - Cát bụi, màu vàng
nhạt - nâu vàng, trạng thái
chặt vừa
Cát sét - Cát bụi, màu xám
xanh - xám vàng, trạng thái
chặt vừa đến chặt
Bụi - Bụi lẫn cát, màu xám
xanh, trạng thái rất cứng.
Cát sét - Cát bụi, màu xám
xanh, trạng thái chặt đến
rất chặt
7
12
Thí nghiệm cắt trực tiếp
c (kN/m²)
ϕ (o)
58.2
24°09'
5.7
29°55'
8.3
28°48'
39.4
34°12'
6.2
30°52'
Ghi chú:
Các giá trị in nghiêng là giá trị ϕ được tính từ công thức thực nghiệm theo chỉ số NSPT
trích từ TCVN 9351:2012
4.3. Xác định hệ số Poisson υ
Hệ số Poisson được định nghĩa là tỷ số biến dạng ngang trên biến dạng đứng υ=ε 3 /ε 1. Là
thông số ảnh hưởng đến biến dạng của đất nền, hệ số này được xác định từ thí nghiệm nén 3
trục CD. Do không yêu cầu nên trong hồ sơ địa chất không có hệ số Poisson, vì vậy sinh
viên xác định hệ số Poisson dựa theo bảng tra theo loại đất mà các tác giả trong ngành đã
nghiên cứu.
Bảng 4.8. Bảng tra hệ số Poisson theo “Handbook of Geotechnical Investigation and
Design Table” (Burt Look, 2007)
Kết quả hệ số Poisson khi tra theo bảng 4.8 như sau:
16
Bảng 4.9. Bảng thống kê hệ số Poisson
Lớp
1
2
2-3
3
4
5
6b
7
4.4. Xác định module đàn hồi E.
Chỉ số PI
31
24
Đất cát
Đất cát
33
Đất cát
17
Đất cát
Hệ số
Poissonisson υ
0.35
0.35
0.3
0.3
0.4
0.3
0.3
0.3
4.4.1. Cở sở lý thuyết
a) Xác định E50
ref
Module Eref
50 để nhập vào plaxis là module hữu hiệu E ' 50 . được xác định từ thí nghiệm nén 3
trục CD. Từ thí nghiệm nén 3 trục CD ta có:
Hình 4.1. Biểu đồ xác định E ' ref
50 trong thí nghiệm nén 3 trục.
Nếu trường hợp không có thí nghiệm nén 3 trục CD ta có thể sử dụng thí nghiệm nén CU
hoặc UU, từ đó sử dụng mối quan hệ giữa Eu50 và E'50ℜ f thông qua hệ số possion ν’ để xác định
17
E'50ref .
Module cát tuyến E'50ref xác định theo công thức chuyển đổi sau.
2 3
p 1
3
1 2
p 1 2 3
( 1 2 3 )
E
Mô hình không thoát nước nên ta có:
1 2
p
3 p 0 1 2 u 0 u 0.5
E
Ta có:
G
Eu
E'
2
G '
E ' Eu (1 ')
2(1 u )
2(1 ')
3
Nếu trường hợp cũng không có thí nghiệm nén CU hoặc UU ta cũng có thể xác định
Module đàn hồi bằng công thức của Plaxis dựa vào hệ số c’, ϕ’ và m.
'ref
50
E50 E
c 'cos ' '3 sin '
c 'cos ' p ref sin '
m
Với Pref là ứng suất tham chiếu ( lấy bằng áp lực buồn khi làm thí nghiệm 3 trục )
E50 Ngoài ra ta có thể tham khảo giá trị từ 1 số nghiên cứu khảo sát của 1 số tác đã thực
hiện. Theo giáo sư Braja M.Das của trường đại học Illinois giới thiệu trong tác phẩm của
ông, năm 1984 ( Theo giáo trình cơ học đất – Châu Ngọc Ẩn ), đặc trưng biến dạng của 1 số
loại đất thông dụng trong bảng dưới đây:
Bảng 4.10. Module biến dạng đàn hồi của một số loại đất theo nghiên cứu của
giáo sư
M.Das
b) Xác định Eoed
Module Eref
oed để nhập vào Plaxis được xác định từ thí nghiệm nén cố kết, là module tiếp
tuyến với đường nén ứng với điểm σ1 = Pref.
18
Hình 4.2. Biểu đồ xác định Eref
oed trong thí nghiệm nén cố kết.
Hoặc ta có thể lấy theo công thức mặc định của Plaxis:
Eoed
c 'cos ' '1 sin '
E
c 'cos ' p sin '
ref
m
ref
50
c) Xác định Eur
Module Eref
ur là module dở tải được xác định từ thí nghiệm nén 3 trục có đường dở tải tuy
nhiên để thực hiện được thí nghiệm nén 3 trục có lộ trình dở tải là cực kỳ khó
khăn đòi hỏi máy nén 3 trục hiện đại điều khiển bằng các thiết bị điện tử. Bởi vì khi dở tải
là cực kỳ nhạy phải điều kiển đảm bảo sao cho vẫn có ứng suất lệch tác dụng lên mẫu đất,
giảm tải từ từ cho đất kiệp nở ra để đo được biến dạng.
Hình 4.3. Cách xác định Eur trong thí nghiệm nén 3 trục.
Hoặc có thể sử dụng công thức mặc định của Plaxis:
ref
Eurref 3E50ref 3Eoed
4.4.2. Áp dụng tính toán cụ thể Module đàn hồi cho các lớp đất.
a) Lớp 1:
Dựa vào kết quả của thí nghiệm nén 3 trục CD tại hố khoan BH1 ta có kết quả bảng quan hệ
biến dạng và ứng suất. (bảng 4.11)
19
Bảng 4.11. Quan hệ giữa biến dạng và ứng suất của thí nghiệm nén 3 trục CD lớp 1.
Số
BH1
hiệu
σ'3 = 2 kG/cm2
Biến
dạng
%
0.00
0.49
1.01
1.51
2.02
2.53
3.03
3.52
4.04
4.57
5.08
5.58
6.08
6.58
7.08
7.58
8.10
8.59
9.12
9.61
10.11
10.60
11.12
11.64
12.15
12.66
13.17
13.66
14.14
14.64
15.15
15.67
Độ sâu
3.5 (m)
4.0
σ'3 = 3 kG/cm2
Ứng
Ứng
Biến
suất
suất lệch dạng
lệch
kG/cm2
%
kG/cm2
0.000
0.00
0.000
2.085
0.49
3.233
3.158
0.99
4.702
3.702
1.50
5.463
3.931
1.91
5.796
4.077
2.53
6.030
4.144
2.96
6.127
4.240
3.50
6.304
4.304
3.99
6.379
4.303
4.44
6.455
4.303
4.97
6.450
4.334
5.44
6.393
4.324
5.95
6.345
4.306
6.47
6.248
4.305
6.91
6.190
4.299
7.39
6.071
4.300
7.90
6.043
4.308
8.48
5.866
4.218
8.94
5.808
4.201
9.32
5.678
4.137
9.85
5.580
4.139
10.25
5.533
4.130
10.70
5.373
4.046
11.20
5.315
3.917
11.59
5.284
3.904
12.25
5.174
3.856
12.80
5.052
3.824
13.20
5.042
3.754
13.63
4.968
3.682
14.08
4.938
3.683
14.71
4.867
3.631
15.37
4.815
20
Mẫu
UD1-2
σ'3 = 4 kG/cm2
Ứng
Biến
suất
dạng
lệch
%
kG/cm2
0.00
0.000
0.49
4.117
0.99
6.507
1.50
7.269
1.92
7.595
2.54
7.876
2.97
8.041
3.52
8.222
4.01
8.298
4.45
8.397
4.99
8.365
5.46
8.413
5.98
8.440
6.50
8.442
6.94
8.374
7.42
8.406
7.93
8.286
8.52
8.207
8.98
8.105
9.35
8.024
9.89
7.971
10.28
7.873
10.74
7.790
11.25
7.731
11.63
7.610
12.30
7.561
12.85
7.419
13.25
7.337
13.68
7.287
14.14
7.224
14.77
7.091
15.43
7.000
- Xem thêm -
.DOCX 
62 
1062 
110 
