ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA ĐỊA CHẤT
~*~*~*~

BÀI TIỂU LUẬN
Môn Địa chất công trình
Đề tài: ĐỘ BỀN CỦA ĐẤT (SỨC
CHỐNG CẮT) VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
XÁC ĐỊNH

Hà Nội, 10/2016

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU......................................................................................................................................................3
CHƯƠNG I: TÍNH BỀN CỦA ĐẤT............................................................................................................4
CHƯƠNG II: SỨC CHỐNG CẮT.................................................................................................................4
1. Các phương pháp xác định sức chống cắt........................................................................4
1


1.1. Đặt vấn đề.....................................................................................................................................4
1.2. Thí nghiệm cắt đất trực tiếp.............................................................................................4
1.3. Thí nghiệm cắt đất nén 1 chiều và 3 chiều.............................................................6
CHƯƠNG III: SỨC CHỐNG CẮT CỦA CÁC LOẠI ĐẤT.................................................................10
1. Sức chống cắt của đất phân tán không kết dính.......................................................10
1.1. Sức chống cắt của đất vụn thô......................................................................................10
1.2. Sức chống cắt của đất cát................................................................................................10
2. Sức chống cắt của đất dính kết.............................................................................................11
KẾT LUẬN.........................................................................................................................................................14
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................................15

2


LỜI MỞ ĐẦU
Đối tượng nghiên cứu của cơ học đất là đất tự nhiên. Đó là một vật thể rời
phân tán và có cấu trúc phức tạp. Đặc điểm chủ yếu là trong đất ngoài
các hạt còn có lỗ rỗng chứa khí và nước, ngoài ra giữa các hạt còn có liên
kết với sức bền yếu hơn sức bền của các hạt. Khi chịu tác dụng của ngoại
lực, các hạt đất có thể dịch chuyển và trượt lên nhau, các lỗ rỗng có thể bị
thu hẹp và nước trong các lỗ rỗng thoát ra ngoài, các liên kết cấu trúc có
thể bị phá hủy.
Khi mà dưới tác dụng của lực ngoài, trong đất đá xuất hiện lực tiếp tuyến
vượt quá lực chống trượt, thì đất đá bắt đầu bị phá hoại, xảy ra sự mất độ
bền. Do đó, tính chất cơ học của đất đá đặc trưng bởi tính biến dạng và độ
bền của chúng. Người ta biểu diễn và đánh giá chúng bằng các chỉ tiêu
biến dạng và chỉ tiêu độ bền:
-

Về biến dạng: chỉ tiêu nén lún, tức chỉ tiêu mức độ biến dạng

-

Về độ bền: sức chông trượt (cắt)

Trong bài tiểu luận này, em xin trình bày đề tài: “Độ bền của đất (sức
chống cắt) và các phương pháp xác định.
Do còn nhiều thiếu sót, em rất vui mừng muốn nhận được những lời góp ý
của các thầy cô cũng như các bạn sinh viên để bổ sung hoàn thiện hơn bài
tiểu luận.

Xin chân thành cảm ơn!

3


CHƯƠNG I: TÍNH BỀN CỦA ĐẤT
-

Tính bền của đất là khả năng chống lại tác dụng của các lực bên
ngoài không gây phá hoại hoàn toàn chúng.

-

Đất mất tính bền có thể xảy ra dưới tác dụng của các ứng suất
cắt (trượt), đứt vỡ (do kéo) và ép vỡ (nén một trục nở ngang hay
nén ba trục…).

CHƯƠNG II: SỨC CHỐNG CẮT
1.Các phương pháp xác định sức chống cắt
1.1. Đặt vấn đề
Dưới tác dụng của ngoại lực, ứng suất hiệu dụng tại một số bộ phận
trong đất có thể lớn hơn sức bền của các liên kết giữa các hạt đất
làm nảy sinh sự trượt giữa các hạt và nhóm hạt dẫn đến sự phá vỡ
độ bền ở một số bộ phận của đất kéo theo sự mất ổn định của khối
đất. Hiện tượng trượt đất hoàn toàn rời (ví dụ như đất cát sạch) chỉ
diễn ra khi ứng suất lớn hơn nội ma sát giữa các khớp nối của các
hạt. Còn đối với đất dính như đất sét là do có sự phá vỡ liên kết cấu
tạo và lực dính giữa các màng liên kết keo của các hạt khoáng.
Kết quả của nhiều thí nghiệm cho thấy rằng lực kháng cắt chống lại
sự trượt của những hạt khoáng vật không dính chỉ là kháng lực của

lực ma sát tỷ lệ thuận với ngoại lực. Còn kháng lực của các khoáng
vật mà có liên kết keo trong đất dính thì kháng lực của lực ma sát có
lực dính chống lại sự trượt, nó phụ thuộc vào mức độ nén chặt tức là
sự bền vững giữa các khớp nối và diện tích tiếp xúc giữa các hạt.
Những tiêu chí xác định sức chống cắt của đất tùy thuộc vào áp lực
và độ bền vững của các liên kết giữa các hạt. Việc xác định các chỉ
tiêu này có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với các tính toán về sức
chịu tải của nền, ổn định của mái dốc và áp lực lên tường chắn. Để
xác định chỉ tiêu đó có thể tiến hành thí nghiệm theo các phương
pháp sau đây:
-

Phương pháp cắt trực tiếp.

-

Phương pháp nén 1 trục và 3 trục.

-

Phương pháp cắt theo mặt tròn.

-

Phương pháp xuyên.

4


1.2. Thí nghiệm

trực tiếp
1.2.1.

cắt

đất

Thí nghiệm

Xác định sức chống cắt của đất
bằng phương pháp này được
tiến hành trong máy cắt 1 chiều
(hình 1).
1. Mẫu đất.
2. Đá thấm.
3. Nửa hộp cố định.
4. Nửa hộp di động.
5. Bộ phận nén.
6. Bộ phận truyền tải trọng cắt.

Hình 1: Sơ đồ cắt ngang

Mẫu đất trụ tròn được nén được hoặc không nén trước tùy theo yêu
cầu của thí nghiệm. Mẫu đất được đặt vào trong máy sao cho một
nửa được giữ cố định, còn nửa kia có thể di chuyển ngang dưới tác
dụng của tải trọng ngang. Tải trọng ngang có thể tăng theo từng
cấp hoặc biến đổi liên tục nhờ cách chất tải hay đổ nước vào thùng
tăng tải cho tới khi xuất hiện trượt giữa hai nửa mẫu đất. Trong quá
trình tăng tải phải đo biến dạng thẳng đứng và biến dạng nằm
ngang của mẫu đất. Điều đó cho phép điều chỉnh quá trình cắt và

thiết lập biểu đồ (hình 2).

a. Quan hệ τ ~ σ khi tải trọng tăng lên
Hình 2: Biểu đồ biến dạng ngang của đất khi cắt
b. Quan hệ τ ~ σ khi tốc độ biến dạng không đổi
1. Đối với cát chặt
2. Đối với cát rời
5


Nếu như tốc độ biến dạng thay đổi thì dang biểu đồ như hình 2a.
Hình 2b thể hiện ảnh hưởng của độ chặt ban đầu của cát đối với
biến dạng của nó khi cắt mà giữ tốc độ biến dạng không đổi. Biểu
đồ này cho ta thấy rằng: đến một trị số nhất định nào đó độ biến
dạng ngang của đất không phụ thuộc vào độ chặt ban đầu của đất
nữa bởi vì độ rỗng của cát chặt sẽ giảm đi khi cắt, còn của cát rời
sẽ tăng lên.
1.2.2. Định luật Coulomb – Mor
Dưới tác dụng của áp lực bên ngoài hay trọng lượng bản thân của
khối đất đá (như sườn dốc, mái dốc đất đá,…), sẽ phát sinh trong
đất ứng suất hữu hiệu. Nếu trị số của ứng suất này thắng được trị
số độ bền của các liên kết kiến trúc giữa những yếu tố kiến trúc
(các hạt) của đất, thì sẽ xảy ra hiện tượng dịch chuyển giữa chúng
với nhau. Quan hệ giữa ứng suất tiếp tuyến τ và pháp tuyến σ được
biểu diễn bằng điều kiện
Coulomb – Mor:

τ= σ.tgϕ + C

(1)


Trong đó: : ứng suất tiếp tuyến (sức chống cắt của đất)
σ: ứng suất pháp tuyến (lực giữ trượt)
tgϕ: hệ số ma sát trong đất
C: lực dính kết đơn vị đất
Trị số của đất phụ thuộc nhiều vào các yếu tố bên trong (thành
phần cấp phối hạt, kiến trúc – cấu tạo,…) và các yếu tố bên ngoài
(trị số và tốc độ thay đổi lực gây cắt, điều kiện thoát nước và áp lực
nén…).

1.2.3.

Điều kiện cân bằng giới hạn đất

Điều kiện cân bằng của đất diễn ra khi ứng suất cắt nhỏ hơn giá trị
tới hạn của nó:
Τ ≤ = σ.tgϕ, đối với đất rời.
Τ ≤ = σ.tgϕ + c, đối với đất dính.
Giá trị tương ứng với những thí nghiệm trên đường thẳng giới hạn
biểu đồ cắt người ta gọi là đường Coulomb đồng thời nằm trên
đường tròn ứng suất Mor. Các biểu đồ ứng suất giới hạn như trên
hình 3a đối với đất rời và 3b đối với đất dính.

6

Hình 3: Biểu đồ ứng suất cắt giới hạn của đất khi cắt


a. Đối với đất rời
b. Đối với đất dính

Khi biết giá trị của ứng suất chính và ( > ), dựa vào biểu đồ 3 ta có
các kết quả quan trọng sau :
Đối với đất rời :
Trong đó :
Nên:

sinϕ =

(a)

CM = ; OC = + =
sinϕ =

Đối với đất dính:

(2)
sinϕ =

(a)

Trong đó: CM = ; O’C = c.cotg ϕ + =
Nên;

sin ϕ =

(b)

(b)

(3)


Các biểu thức (2) và (3) là những biểu thức thể hiện điều kiện cân
bằng giới hạn của đất rời và đất dính dùng để tính toán tải trọng
giới hạn tác dụng lên nền công trình, tính toán ổn định của mái dốc
và áp lực đất lên tường chắn.

1.3. Thí nghiệm cắt đất nén 1 chiều và 3 chiều
1.3.1.

Thí nghiệm nén 1 chiều

Thí nghiệm nén 1 chiều chỉ có thể tiến hành với những loại đất sét ở
trạng thái dẻo và cứng. Người ta tiến hành thí nghiệm với những
mẫu đất hình trụ tròn có chiều cao 1,5 đến 2 lần đường kính. Tải
trọng tăng lên cho đến khi chưa xuất hiện phá hoại dòn của mẫu
đất hoặc chưa xuất hiện biến dạng đột biến của mẫu đất. Thừa
nhận ứng suất phân bố đều trên mặt cắt ngang ta có giá trị phá
hoại của tải trọng trên một đơn vị diện tích mặt cắt là = (trong đó
P là tải trọng nén còn F là diện tích mặt cắt ngang của mẫu đất).
Nếu lấy một phân tố khi trượt tách ra 2 nửa và xét cân bằng của
một nửa phân tố như trên hình 7

7

Hình 4: Thí nghiệm nén 1 chiều cho
đất sét


Từ hình 4b ta có:
Từ đó ta có :


.ds.1-.dx.sinα.1 = 0 (a)

= . = .cosα.sinα

(b)

Giả thiết rằng ứng suất cắt chỉ là ứng suất cắt của lực dính (bỏ qua
ma sát), ta có ứng suất lớn nhất khi sinα = 1 và
Max τ = = c

(4)

Biểu đồ ứng suất giới hạn trong trường hợp này như trên hình 5

Vòng nén
trònba
Morh
1.3.2. Hình
Thí 5:
nghiệm
trụcứng suất giới hạn

khi nén 1 chiều
Thí nghiệm nén cắt một chiều gây ra trong mẫu đất thí nghiệm
trạng thái ứng suất không phù hợp với điều kiện thực tế của nền
đất. Bởi vậy người ta còn thí nghệm đất bằng máy nén 3 trục, nó
cho phép mẫu đất chịu các áp lực không cần thiết, điều đó phù hợp
với điều kiện thực tế làm việc của nền đất. Sơ đồ máy nén ba trục
được trình bày trên hình 6.

1. Buồng máy

8


2. Mẫu đất
3. Đá thấm
4. Màng cao su mỏng
5. Thiết bị đo áp lực nước lỗ
rỗng
6. Máy đo áp lực hông
7. Trục áp lực thẳng đứng

Hình 6: Sơ đồ máy nén 3 trục
Máy gồm buồng máy chứa đầy chất lỏng (thường là nước cất) được
nối với các ống dẫn áp lực hông. Trên mặt và dưới đáy mẫu được
đặt hai tấm tròn có lỗ thấm hoặc không thấm (tùy thuộc vào yêu
cầu có thoát nước hay không). Mẫu đất dược đặt trong màng cao su
mỏng. Mẫu đất được nén thẳng đứng nhờ trục truyền tải thẳng
đứng. Trong suốt thời gian thí nghiệm áp lực lỗ rỗng của đất được
đo bằng hai áp lực kế. Biến dạng thẳng đứng của mẫu đất được đo
bằng đồng hồ đo lún, còn sự thay dổi thể tích của mẫu đất được đo
bằng ống thủy ngân có khắc độ. Thí nghiệm nén đất trên máy nén
ba trục được tiến hành như sau:
Mẫu đất được đặt vào máy nén, sau đó cho nối các ống dẫn áp lực
hông = . Sau khi biến dạng do áp lực hông đã ổn định thì cho áp
lực thẳng đứng , áp lực lỗ rỗng là u.
Các ứng suất hiệu dụng tác dụng lên mẫu là:
’= - u
’= - u

’= - u
Biến dạng tương đối theo phương thẳng đứng :
=

(5)

Trong đó: : độ lún của mẫu đất dưới áp lực tương ứng.
h : chiều cao của mẫu đất.
Biến dạng tương đối của thể tích mẫu đất là :
Ө=

(6)

Trong đó: △V : biến đổi thể tích của mẫu đất.
9


V : thể tích ban đầu của mẫu đất.
Thí nghiệm nhiều mẫu đất với các khác nhau ta xây dựng được
biểu đồ quan hệ ~ (hình 7)
Từ kết quả thí nghiệm trên
chúng ta có thể xác định các chỉ
tiêu biến dạng, chỉ tiêu sức
chống cắt của đất. Cách xác
định một số chỉ tiêu được nêu ra
dưới đây.
-

Mô đun biến dạng chung :
=


-

Mô đun biến dạng thể tích
=

-

(7)
(8)

Hệ số biến dạng hông
=

(9)
Hình 7: Quan hệ ~

Đối với đất rời: với
1 mẫu đất ta xây dựng được
vòng tròn Mor ứng suất giới
hạn như trên hình 8 và dễ
dàng xác định góc ma sát
trong ϕ

Hình 8: Xác định góc ma sát
trong ϕ của đất rời trong thí
nghiệm nén 3 trục

10



 Đối với đất dính: cần
thí nghiệm ít nhất với
hai mẫu đất với = và
= và những áp lực
thẳng đứng và . Từ
đó có thể vẽ hai vòng
tròn Mor ứng suất giới
hạn và biểu đồ cắt sẽ
là tiêp tuyến với hai
vòng tròn Mor, từ dó
xác định gọc ma sát trong ϕ và lực dính C của đất dính (hình 9)
Hình 9: Xác định sức chống
cắt của đất dính

CHƯƠNG III: SỨC CHỐNG CẮT CỦA CÁC LOẠI
ĐẤT
1.Sức chống cắt của đất phân tán không kết dính
1.1. Sức chống cắt của đất vụn thô
Đất vụn thô bao gồm các hạt đất đá có kích thước >2mm và chiếm
>50% khối lượng trong mẫu đất đã sấy khô ngoài không khí. Sức
chống cắt của loại đất này phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng, thành
phần và tính chất của vật chất nhét trong các lỗ rỗng của chúng.
Khi trộn cát với sạn – sỏi, góc ma sát trong tăng lên, đặc biệt tăng
nhiều khi lượng hạt sạn – sỏi > 60 – 65%. Quan hệ giữa chỉ tiêu cắt ϕ
và C vào hàm lượng các pha vụn thô N được giới thiệu trên hình10
Trong trường hợp N > 30%, các trị số ϕ và C xác định bằng phương
pháp nội suy trực tiêp theo công thức của M.P.Lusenko:
(10)
(11)


11


:

góc ma sát trng của
hạt vụn thô

:

góc ma sát trong
của vật chất lấp
nhét lỗ rỗng

:

lực dính kết của chất
lấp nhét lỗ trống

Hình 10: Đồ thị quan hệ giữa các chỉ tiêu
sức chống căt ϕ và C vào hàm lượng các
hạt vụn thô

1.2. Sức chống cắt của đất cát
Đất cát bao gồm các hạt đất đá có kích thước dao động từ 0,1 đến
2mm.
Đối với đất tơi xốp, trị số τ phụ thuộc chủ yếu vào góc ma sát trong
ϕ và áp dụng lực pháp tuyến σ:
(12)

Đối với cát nén chặt:

(13)

Trong đó: : lực dính do liên kết móc khớp giữa các hạt cát với nhau.
Đường cong quan hệ giữa τ và σ của đất cát tơi xốp và nén chặt.

Thành11:
phần
cấp phối
hạt,
hìnhhệ
dáng
mức độ
Hình
Đường
cong
quan
sứcvà
chống
cắttròn
củacạnh
đất của
cát chúng,
chặt
độ
chặt
kết
cấu,
mức

độ
bão
hòa
nước
và
nhiều
yếu
tố
khác
có
ảnh
(1) và cát xốp rời (2) vào biến dạng cắt (a) và vào áp lực nén
hưởng nhiều đến sức chống cắt (b)
của đất cát.
Thành phần cấp phối hạt của cát càng không đồng nhất, góc ma sát
trong của chúng càng tăng.
12


Sự có mặt của các vảy mica trong cát, cũng như mức độ tròn cạnh
của các hạt cát tăng đều làm giảm trị số góc ma sát trong của đất.
Giáo sư Golstein chỉ ra rằng, nâng cao độ chặt kết cấu D của cát,
góc ma sát trong ϕ của nó tăng lên một cách tỷ lệ thuận:
(14)
Trong đó: : góc ma sát trong của cát tơi xốp
m: hệ số tỷ lệ, thay đổi từ 612. Đối với cát đồng nhất về
thành phần và tròn cạnh m = 67; cát không đồng nhất và
góc cạnh m = 12.
Khi thí nghiệm cắt đất cát tơi xốp bão hòa nươc, độ lỗ rỗng của cát
vào thời điểm cắt bị giảm đi, áp lực lỗ rỗng (hay áp lực thủy động)

tăng lên. Do đó, sức chống cắt của cát bão hòa nước giảm đi:
(15)
Đối với cát nén chặt bão hòa nước, khi cắt độ lỗ rỗng của nó tăng
lên, nước lỗ rỗng sẽ tác dụng lên các hạt một áp lực thủy động bổ
sung (
(16)
Ảnh hưởng của chỉ có thể xảy ra khi thí nghiệm cắt nhanh không cố
kết (không thoát nước) đất cát bão hòa nước. Khi thí nghiệm cắt
chậm cố kết (cắt thoát nước tự do), áp lực mất đi tương đối nhanh.

2.Sức chống cắt của đất dính kết
Sức chống cắt của đất dính kết (sét, sét pha và cát pha) có bản chất
phức tạp và được quyết định bới hai đặc trưng cơ bản là lực dính kết
C và góc ma sát trong ϕ.
Một trong những vấn đề quan trọng nhất khi nghiên cứu sức chống
cắt của đất phân tán dính kết là xét ảnh hưởng của yếu tố kiến trúc
đến hai chỉ tiêu cơ bản nêu trên.
Dựa trên quan điểm lý thuyết tác dụng tiếp xúc tương hỗ giữa các
yếu tố kiến trúc trong đất phân tán dính kết, người ta phân ra một số
lực dính kết khác nhau về (: đặc trưng riêng cho cát).
Phương trình sức chống cắt của đất dính kết có kiểu tiếp xúc kiến
trúc keo tụ và chuyển tiếp được viết dưới dạng:
(17)
Trị số thay đổi trong phạm vi rộng: từ 0,050,1 đến 0,4mPa. Lực dính
phụ thuộc chủ yếu vào độ ẩm và độ chặt của đất có kiểu tiếp xúc
kiến trúc keo tụ và chuyển tiếp. Khi tăng độ ẩm hay giảm độ chặt
(dung trọng) của đất, quan sát thấy trị số giảm đi đáng kể.

13



Đất có kiểu tiếp xúc kiến trúc pha là chủ yếu, sức chống cắt của
chúng được biểu diễn bằng phương trình:
(18)
Trị số lực dính kết sinh ra do kiểu tiếp xúc kiến trúc pha, nó quyết
định tính chất bền của đất là chủ yếu.
Đất có kiểu tiếp xúc hỗn hợp (có cả keo tụ, chuyển tiếp và pha), biểu
thức độ bền khi cắt chúng có thể viết như sau:
(19)
Trị số lực dính kết tổng thường đạt khoảng 0,03 0,12 mPa. Đôi khi
đạt tới trị số cao hơn. Nếu dưới áp lực nén σ < thì trị số đóng vai trò
quan trọng nhất; còn khi σ > thì trị số lại giữ vai trò chính
(V.I.Osipov, 1985).
Góc ma sát trong ϕ của đất dính kết phụ thuộc nhiều vào thành
phần phối hạt và độ ẩm của đất. Khi chuyển từ sét sang cát pha
cùng ở độ sé như nhau, góc ma sát trong của chúng tăng lên, còn
lực dính kết giảm đi.
Trong đất phân tán dính kết chứa lượng hạt phân tán nhỏ và keo,
chiều dày màng mỏng nước liên kết có thể gần bằng kích thước hạt
đất. Khi cắt các hạt đất trượt lên nhau, nước liên kết khi đó đóng vai
trò làm chất bôi trơn, vì thế góc ma sát trong của đất bị giảm đi
nhanh nếu tăng thêm độ ẩm của nó.
Phương pháp thí nghiệm cắt, quyết định đến đặc trưng độ bền cắt
của đất dính kết. Do đó, để đảm bảo hợp lý việc thiết kế công trình
bằng tài liệu độ bền cắt của đất, nên sử dụng phương pháp (hay sơ
đồ) thí nghiệm cắt nào mà mô hình hóa được điều kiện làm việc thức
tế của chúng dưới nền công trình.
Trong thực tế, ngưới ta phân ra ba sơ đồ (phương pháp) thí nghiệm
cắt đất dính kết như sau:
 Sơ đồ 1 – cắt nhanh không cố kết – không thoát nước (cắt theo hệ

kín). Trong trường hợp này, sự phá hoại mẫu đất xảy ra với tốc độ
sao cho độ lỗ rỗng và độ ẩm của nó không thay đổi. Khi cắt nhanh
trong đất phát sinh áp lực dư. Đối với đất sét hoàn toàn bão hòa
nước, sức chống cắt xác định theo sơ đồ 1 này quyết định chủ yếu
bằng lực dính C. (hình 12 đường cong số 1)
 Sơ đồ 2 – cát cố kết – thoát nước (cắt hữu hiệu) hay còn gọi là cắt
theo hệ hở. Đất được nén dưới áp lực pháp tuyến đến khi cố kết
toàn toàn (nén lún ổn định dưới áp lực nén nhất định). Sau đó
truyền lực gât cắt mẫu đất với tốc độ, sao cho độ ẩm (W) và độ lỗ
rỗng (n) của chúng kịp chuyền sang trạng thái cân bằng và tải
trọng ngoài; đồng thời trong nước lỗ rỗng không phát sinh áp lực
lỗ rỗng dư. Cắt theo sơ đồ 2 cho kết quả độ bền của đất lớn nhất
(hình 12 đường cong số 2)
14


 Sơ đồ 3 – cát cố kết – không thoát nước (cát trung tính). Trước tiên
nên cho mẫu đất cố kết hoàn toàn dưới cấp tải trọng nén theo
yêu cầu, sao đó truyền lực gây cắt theo sơ đồ cắt nhanh. Trị số τ
nhận được theo sơ đồ 3 là trung gian giữa sơ đồ 1 và 2.
1 – cắt không cố kết – không
thoát nước
2 – cắt cố kết – thoát nước

Hình 12: Đồ thị quan hệ giữa τ
và σ của đất phan tán dính kết
theo sơ đồ cắt 1 và 2
Sức chống cắt của đất dính kết bão hòa nước phụ thuộc vào điều
kiện và chế độ tác dụng tải trọng lên chúng. Vào giai đoạn đầu gia
tải gây cắt, một phần áp lực này truyền lên nước và phát sinh áp lực

lỗ rỗng. Khi đó, áp lực ngoài mà cốt (hạt) đất tiếp nhận được rất nhỏ,
và sức chống cắt của đất quyết địn chủ yếu bởi lực dính ban đầu,
còn góc ma sát trong chỉ giữ vai trog nhỏ. Phương trình sức chống
cắt của đất sét bão hòa nước lúc này có dạng:
(20)
Trong dó:

= áp lực lỗ rỗng
: áp lực hữu hiệu

Theo kết quả thí nghiệm cắt đất sét bão hòa nước của giáo sư
G.P.Trebotarov, cho thấy: cắt cố kết – không thoát nước (cắt trung
bình) cho ϕ = 0; cắt nhanh ϕ = 1220; cắt hữu hiệu ϕ = 30.
Nếu loại bỏ được ảnh hưởng của áp lực lỗ rỗng, thì kết quả thí
nghiệm cắt theo sơ đồ nêu trên là như nhau. Do đó, việc lựa chọn sơ
đồ thí nghiệm cắt nào là tùy thuộc vào điều kiện làm việc của đất
nền dưới công trình xây dựng.
 Sơ đồ cắt 1: ứng với điều kiện làm việc của đập đất, nền đường
trên đất sét (đất dính kết) bão hòa nước và có độ sệt > 0,75.
 Sơ đồ cắt 2: phải ứng điều kiện làm việc của đất trên mái đốc và
sườn dốc ở giai đoạn sử dụng lâu dài, khi độ sệt cúa đất < 0,5

15


 Sơ đồ cắt 3: khi dâng nước nhanh vào hồ chứa nước, hay gây nổ
mìn, hoặc khi có động đất.

KẾT LUẬN
Các tính chất cơ học của đất đá quyết định tính cách của chúng khi chịu

tác dụng của lực ngoài – tải trọng.
Các chỉ tiêu biểu diễn sức chống trượt của đất đá giúp ta thiết kế độ
nghiêng của các mái dốc đê, đập, đường đắp, đường đào, bờ mỏ với công
tác làm đất ít nhất, xác định sự ổn định của các sườn và của các khối
trượt, trị số áp lực của đất đá lên vật chắn và chống hầm lò ngầm, xác
định tiết diện hợp lý và độ ổn định của tường chắn, của đập bằng bê tông,
của những công trình ngầm và những công trình khác. Vì vậy, khi thiết kế
công trình, cần phải đặc biết chú ý nghiên cứu những tính chất biến dạng
và độ bền của đất cát và đất loại sét.

16


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Địa chất công trình thạch luận công trình (V.Đ.Lomtadze)
2. Thổ chất và địa chất công trình (Nguyễn Ngọc Bích)
3. Đất xây dựng (Trần Hữu Nhân)
4. />
17