Câu
1:
Cho một hồ nước sâu 5m, nền đất dưới đáy hồ gồm 3 lớp:
+Lớp
1: sét dày 2m có khối lượng thể tích gw
=1,8 T/m3;
+Lớp 2: cát dày 3m có khối lượng thể tích bão hòa gbh
= 2,0 T/m3;
+Lớp 3: lớp đá cứng dày vô hạn.
Hãy tính ứng suất hiệu
quả tại đỉnh và đáy lớp 2 trong các trường hợp sau:
a. Ban đầu, khi không
có trầm tích lắng đọng trong hồ? (1,5 đ)
b. Sau khi đáy hồ có
1,5m trầm tích cát bụi có gbh
=1,6 T/m3. (Mực nước trong hồ không đổi). (1,5đ)
c. Sau khi nước trong hồ
rút đến mặt lớp trầm tích cát bụi. (1,5đ)
Câu
2 (3đ): Một lớp sét bão hòa nước có chiều dày 4m nằm trên
tầng đá cứng không thấm nước. Tải trọng phân bố đều trên mặt có cường độ
p=1kG/cm2. Lớp sét có e0 = 0,8; a = 0,04 cm2/kG;
k = 2.10-8 cm/s.
a. Xác định độ lún ổn định
của nền đất? (1đ)
b. Vẽ biểu đồ áp lực nước
lỗ rỗng trong lớp sét ở thời gian t = 3 năm. Biết biểu thức của áp lực nước lỗ
rỗng Uz,t=
; (1đ)
c. Xác định độ lún của
nền đất ở thời điểm đó? (1đ)
Câu
3:
Cho nền đất của một khu vực gồm 3 lớp:
Lớp 1: Cát hạt nhỏ, dày
3,5m; có
=1,8 t/m3;
=0,8; E0=170 kG/cm2;
=300
Lớp 2: Sét pha, dày 4m;
có k =10-7 cm/s; a0=0,025 cm2/kG;
Lớp 3: Đá cứng nứt nẻ
thấm nước tốt, chiều dày vô hạn.
Ở khu vực này người ta
dự định xây dựng một móng băng có bề rộng b = 2m, đặt sâu h=1,5m, áp lực đáy
móng p = 2,07 kG/cm2.
a. Kiểm tra ổn định tại
điểm A ở độ sâu z=2m trên trục đi qua mép móng (có kể đến trọng lượng bản thân
của đất) và vẽ elip ứng suất tại A. (2đ)
b. Tính độ lún ổn định
tại tâm móng theo phương pháp lớp tương đương biết Aw0=3,12 (2đ)
c. Tính độ lún của nền
sau thời gian t = 3 tháng? (2đ)
d. Kiểm tra điều kiện ổn
định của nền đất trong trường hợp nước dưới đất bằng đáy móng. Biết
=1,2, khối lượng thể tích bão hòa của lớp cát
=2,1t/m3 (góc ma sát trong không đổi). (2đ)
Câu
4: Cho
một tường chắn cao 8m, mặt đất sau lưng tường nằm ngang, đất sau lưng tường là
sét đồng nhất có các chỉ tiêu γ = 1,9T/m3,
c = 2T/m2, φ = 180.
a. Xác định giá trị ứng
suất bản thân σx, σz tại điểm A có z = 3m tính từ mặt đất,
biết rằng hệ số áp lực đất tĩnh Ko = 1 - sinφ.(1,5đ)
b. Khi có tải trọng
phân bố đều q = 0,5kG/cm2 tác dụng trên mặt đất sau lưng tường, hãy
xác định trị số, chỉ rõ điểm đặt và vẽ biểu đồ áp lực chủ động tác dụng lên tường.
(2đ)
c. Với các điều kiện
cho như ở câu b, Hãy kiểm tra ổn định lật của tường biết mô men chống lật của
tường là 40T.m,
=1,5. (1đ).
Bảng 1: Bảng tra N và
qt
|
TrÞ sè N
|
qt
|
TrÞ sè N
|
||||
øng víi s¬ ®å
|
øng víi s¬ ®å
|
||||||
0
|
1
|
2
|
0
|
1
|
2
|
||
0,05
|
0,005
|
0,060
|
0,002
|
0,55
|
0,590
|
0,840
|
0,320
|
0,10
|
0,020
|
0,120
|
0,005
|
0,60
|
0,710
|
0,950
|
0,420
|
0,15
|
0,040
|
0,180
|
0,010
|
0,65
|
0,840
|
1,100
|
0,540
|
0,20
|
0,070
|
0,250
|
0,020
|
0,70
|
1,000
|
1,240
|
0,690
|
0,25
|
0,120
|
0,310
|
0,040
|
0,75
|
1,180
|
1,420
|
0,880
|
0,30
|
0,170
|
0,390
|
0,060
|
0,80
|
1,400
|
1,640
|
1,080
|
0,35
|
0,240
|
0,470
|
0,090
|
0,85
|
1,690
|
1,930
|
1,360
|
0,40
|
0,310
|
0,550
|
0,130
|
0,90
|
2,090
|
2,350
|
1,7710
|
0,45
|
0,390
|
0,630
|
0,180
|
0,95
|
2,800
|
3,170
|
2,540
|
0,50
|
0,490
|
0,730
|
0,290
|
1,00
|
|||
Bảng 2: Bảng tra A, B, D xác định sức
chịu tải của nền đất
A
|
B
|
D
|
A
|
B
|
D
|
||
0
|
0,00
|
1,00
|
3,14
|
22
|
0,61
|
3,44
|
6,04
|
2
|
0,03
|
1,12
|
3,32
|
24
|
0,72
|
3,87
|
6,45
|
4
|
0,06
|
1,25
|
3,51
|
26
|
0,84
|
4,37
|
6,90
|
6
|
0,10
|
1,39
|
3,71
|
28
|
0,98
|
4,93
|
7,40
|
8
|
0,14
|
1,55
|
3,93
|
30
|
1,15
|
5,59
|
7,95
|
10
|
0,18
|
1,73
|
4,17
|
32
|
1,34
|
6,34
|
8,55
|
12
|
0,23
|
1,94
|
4,42
|
34
|
1,55
|
7,22
|
9,22
|
14
|
0,29
|
2,17
|
4,69
|
36
|
1,81
|
8,24
|
9,97
|
16
|
0,36
|
2,43
|
4,99
|
38
|
2,11
|
9,44
|
10,80
|
18
|
0,43
|
2,73
|
5,31
|
40
|
2,46
|
10,85
|
11,73
|
20
|
0,51
|
3,06
|
5,66
|
42
|
2,88
|
12,51
|
12,79
|
(Cán
bộ coi thi không giải thích gì thêm)
ĐÁP ÁN MÔN THI OLYMPIC CƠ HỌC ĐẤT
NĂM 2016
Câu
1:
a.
(1,5đ)
Tại đỉnh lớp sét:
=
.h=1*5=5 T/m2;
=0.
Tại đỉnh lớp cát:
=5+2*1,8=8,6 T/m2; u=(2+5)*1=7 T/m2;
=1,6 T/m2.
Tại đáy lớp cát:
=8,6+2,0*3=14,6 T/m2; u=(7+3)*1=10 T/m2;
=4,6 T/m2.
b.
(1,5đ)
Khi có 1,5m trầm tích ở
đáy hồ thì sẽ làm ứng suất có hiệu thẳng đứng tăng lên tương ứng 1 đại lượng
=(1,6-1)*1,5=0,9 T/m2.
Vậy: tại đỉnh lớp sét:
=0+0,9=0,9 T/m2
Tại đỉnh lớp cát:
=1,6+0,9=2,5
T/m2;
Tại đáy lớp cát:
=4,6+0,9=5,5
T/m2
c.
(1,5đ)
Khi nước trong hồ rút hết
thì áp lực nước lỗ rỗng sẽ giảm và độ giảm của áp lực nước lỗ rỗng bằng độ tăng
của ứng suất có hiệu thẳng đứng.
Như vậy: tại đỉnh lớp
sét:
=0,9+5=5,9 T/m2
Tại đỉnh lớp cát:
=2,5+5=7,5 T/m2;
Tại đáy lớp cát:
=5,5+5=10,5
T/m2.
Câu
2: (3đ)
a.
(1đ)
Độ lún cuối cùng:
=a0*
=a0*p*h=
*p*h=
=8,89cm.
b.
(2đ).
Tính Cv: Cv=
=
=9*10-4 (cm2/s)=27000 cm2/năm.
Phía dưới là lớp đá cứng
nên nước thoát 1 chiều từ dưới lên trên, chiều dài đường thấm h=4m. Nhân cố kết: N=
Với t=3 năm ta có: N=
=1,25, tra bảng ứng với sơ đồ “0” ta được
=0,766
*Xác
định ứng suất hiệu quả và áp lực nước lỗ rỗng:
Ta có: Uz,t=
Độ sâu z (m)
|
U (kG/cm2)
|
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0.14
|
0.86
|
2
|
0.26
|
0.74
|
3
|
0.34
|
0.66
|
4
|
0.36
|
0.64
|
Câu
3:
a.
(2đ)
Góc nhìn
:
suy ra
; pgl=pct-
=1,8 kG/cm2.
Như
vậy điểm A ổn định.
Vẽ
elip ứng suất: trục lớn của elip trùng với đường phân
giác của góc nhìn
.
Ứng suất chính
là trục lớn của
elip; còn
là trục nhỏ của
elip.
b.
(2đ)
Độ lún ổn định của nền đất
=Scát + Ssét
Ssét=a0i.hi.
với a0=0,025
cm2/kG.
*Xác định ứng suất gây lún tại ranh giới các lớp đất.
Chiều sâu vùng hoạt động
nén ép: H=2hS=2Aw0.b=12,48m.
Ứng suất gây lún: Pgl=P0=1,8
kG/cm2.
Tại A:
=
Suy ra: PA=
Tương tự PB=
=0,93
Như vậy: Scát=
=1,6 cm.
Ssét=0,025*400*
=12,2 cm
Vậy độ lún ổn định của nền;
= 13,8cm
c.
(2đ)
Vì cát thấm nước tốt
nên độ lún của lớp cát nhanh chóng đạt đến giá trị ổn định. Vì vậy, độ lún theo
thời gian của nền sẽ bằng độ lún của lớp cát cộng với độ lún theo thời gian của
lớp sét pha.
St = Sc + Sst
Hệ số cố kết của lớp sét pha: Cv=
=12*104 cm2/năm.
Nhân cố kết của lớp sét pha: N=
Nước thoát 2 chiều nên chiều dài
dòng thấm: h=h2/2=2 (m)
Suy ra: N=7,4t
Sau thời gian t=1 tháng=0,08 năm
N=0,59, tra bảng ứng với sơ đồ “0” ta được
=0,55.
Sst=
*Ssét= 6,71 cm.
Suy ra: St = Sc
+ Sst=1,6+6,71=8,31 cm.
d. (2đ)
Khi có mực nước ngầm nằm bằng mặt đất
thì sức chịu tải tiêu chuẩn của nền được tính theo công thức sau:
Rtc = A.bgđn
+ B.h gbh
+ c.D = A.b(gbh
-
nc) + B.h gbh
+ c.D
Trong đó:
: khối lượng thể tích đẩy nổi của đất dưới đáy móng;
Thay số:
+0 = 20,1 T/m2= 2,01kG/cm2.
k=
=
0,97 <
=1,2
không ổn định
Câu 4:
a. (1,5đ)
σzbt =
γ.z = 1,9.3 = 5,7 T/m2
σxbt = K0
. σz = (1 – sinφ). σz = (1-sin180).5,7 =
0,69.5,7 = 3,94 T/m2
b. (2đ)
Quy đổi tải trọng phân bố đều thành
lớp đất có chiều cao hs
hs = q/γ = 5/1,9 = 2,63m
Hệ số áp lực đất chủ động Ka
= tg2(450 – φ/2) = tg2(450 – 18/2)
= 0,528
σ2c = 2c.tg(450
– φ/2) = 2.2. tg(450 – 18/2) = 2,91T/m2
Tại điểm A nằm ở đỉnh tường chắn
(z=0):
σ2φA = γ.hs.Ka
= 1,9.2,63.0,528 = 2,63 T/m2
σ2A = σ2φA
- σ2c = 2,63 – 2,91 = -0,28T/m2
Tại điểm B nằm ở chân tường chắn (z
= 8m):
σ2φB = γ.(hs
+ H) .Ka = 1,9.(2,63+8).0,528 = 10,66 T/m2
σ2B = σ2φB
- σ2c = 10,66 – 2,91 = 7,75 T/m2
Vì vậy, tồn tại 1 điểm C có ứng suất
σ2C = 0. Độ sâu của điểm C:
Hc = 2.c/(γ. tg(450
– φ/2)) = 2.2/(1,9. tg(450 – 18/2)) = 2,9m
Áp lực chủ động của khối đất tác dụng
lên tường chắn:
Ec = σ2B.(H-hc)/2
= 7,75.(8-2,9)/2 = 19,76 T/m
Điểm đặt của Ec:
Xc = (H-hc)/3
= (8-2,9)/3= 1,7m
Vậy Ec đặt cách chân tường
1,7m.
Vẽ hình minh họa
c. (1đ) kod=
= 1,19 <
=1,5
Để xin file đề và lời giản bản gốc đầy đủ chi tiết xin vui lòng liên hệ về mail theanha2pro@gmail.com. Trân Trọng!
No comments:
Post a Comment