CHƯƠNG 6 ỔN ĐINH CỦA MÁI ĐẤT

6. - Giáo trình Cơ học đất - Địa chất (Trường trung cấp Cầu đường và dạy nghề) 6. - Giáo trình Cơ học đất - Địa chất (Trường trung cấp Cầu đường và dạy nghề)
Giáo trình Cơ học đất - Địa chất (Trường trung cấp Cầu đường và dạy nghề)

6.2.1 Phương phỏp mặt trượt hỡnh trụ trũn:

Ổn định của mỏi đất dớnh được tớnh toỏn theo phương phỏp mặt trượt hỡnh trụ

trũn, coi khối đất là một cơ thể và trạng thỏi ứng suất giới hạn chỉ xảy ra trờn mặt trượt,

mỏi đất đồng nhất.

Phương phỏp mặt trượt là mặt trụ trũn cú tõm 0, xột mặt trượt trờn mặt cắt đứng là

cung AC cú chiều dài L, diện tớch ABC như Hỡnh 6-2

Xột mảnh cú chiều dài bằng 1 m chia diện tớch ABC thành n mảnh bằng cỏc mặt

phẳng thẳng đứng song song cú bề rộng b (b lấy bằng 1/10  1/20 bỏn kớnh cung trượt).

Đỏnh số thứ tự cỏc mảnh, một mảnh sẽ chịu tỏc dụng của trọng lượng bản thõn

Q

i

, từ lực Q

i

này chia ra hai thành phần:

Q   (6.1)

i ii

T N

Thành phần T

i

tiếp tuyến với mặt trượt cú tỏc dụng làm quay mảnh i quanh tõm 0,

tuỳ theo vị trớ của mảnh đất thứ i, nú cú thể cú chiều trựng với chiều trượt của lăng thể

hoặc ngược lại, do đú cú thể là lực gõy trượt hoặc ngược lại.

O

i

R

b

i

B C

c

i

h

i

N

i

tg 

T

i

N

i

A

Q

i

Hỡnh 6.2

Thành phần N

i

vuụng gúc với mặt trượt và gõy ra lực ma sỏt lờn mặt trượt. Lực

ma sỏt chống lại hiện tượng trượt của mảnh đất, cú chiều ngược với chiều của lăng thể

và cú giỏ trị bằng N

i

tg, trong đú  là gúc ma sỏt trong của đất.

Ngoài ra trờn toàn bộ chiều dài cung AC cũn cú lực dớnh giữa phần trượt và phần

ổn định. Lực dớnh cú hướng luụn luụn ngược với hướng trượt của lăng thể do đú luụn

luụn cú tỏc dụng chống trượt, lực dớnh cú giỏ trị bằng L.c

Điều kiện cõn bằng của toàn bộ khối trượt là tổng mụmen của tất cả cỏc lực lấy

với tõm quay 0 phải bằng 0, cụ thể:

 T

i

. R -  N

i

. tg . R - L . c . R = 0 (6.2)

Rỳt gọn cú:  T

i

-  N

i

. tg - L . c = 0 (6.3)

Trong đú:

N

i

= Q

i

. cos

i

T

i

= Q

i

. sin

i

 : Gúc nội ma sỏt

c : Lực dớnh đơn vị

L : Chiều dài cung trượt

R : Bỏn kớnh của cung trượt

Q

i

=  . b

i

. h

i

: trọng lượng của mảnh đất thứ i

 : Trọng lượng riờng của đất

h

i

: Chiều cao mảnh thứ i

b

i

: Bề rộng mảnh thứ i

Cụng thức (6-3) là phương trỡnh ứng với trạng thỏi cõn bằng giới hạn của khối

đất trượt .

Để khối đất trượt ổn định, thỡ tổng mụmen chống trượt phải lớn hơn tổng mụmen

gõy trượt, nghĩa là:

M

N

.tg

L.c

.R

giu

K =  

 

 

T

truot

 

K N 

(6.4)

 

K > 1

K : hệ số an toàn, thường lấy K = 1,1  1,5, tuỳ thuộc vào tầm quan trọng và tỡnh

hỡnh chịu tải khỏc nhau của mỏi đất.

Đối với một mỏi đất nhất định, trị số an toàn về ổn định K thay đổi theo vị trớ của

mặt trượt (hoặc tõm cung trượt) nguy hiểm nhất. Vỡ cỏc mặt trượt giả thiết như trờn là

nhiều vụ kể nờn cũng sẽ cú vụ số cỏc trị số K tương ứng, nờn việc tớnh toỏn để tỡm được

trị số K nhỏ nhất ứng với mặt trượt nguy hiểm nhất tốn rất nhiều thời gian.