Đề thi học kì 1 môn Cơ học đất nâng cao năm 2011-2012 - Trường Đại học Bách Khoa TP. HCM
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (156.77 KB, 3 trang )
Thi cuối học kỳ 1, Năm học 2011-2012
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
Môn thi: Cơ Học Đất Nâng Cao
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
Giảng viên: Trần Quang Hộ
BỘ MÔN ĐỊA CƠ NỀN MĨNG
Thời gian: 120ph
KIỂM:
Bài 1.
a) Mơ hình Mohr-Coulomb dựa trên tiêu chuẩn phá hoại của vật liệu địa kỹ thuật khi thỏa
mãn điều kiện sau:
| | c tan g
(với qui ước ứng suất nén có dấu âm.)
Từ tiêu chuẩn trên và với điều kiện ’1 ’2 ’3 hãy chứng minh tiêu chuẩn chảy dẻo
theo Mohr-Coulomb có thể viết như sau:
1
1
f 1 3 1 3 sin c. cos 0
2
2
b) Qui luật chảy dẻo trong mơ hình Mohr-Coulomb như sau:
d vp
sin
d p
Với là góc dãn nở của đất.
Hãy chứng minh hàm thế năng dẻo với điều kiện ’1 ’2 ’3 có thể viết như sau:
1
1
g 1 3 1 3 sin
2
2
c) Trong mơ hình đất tăng bền ( HS: Hardening Soil ) biến dạng thể tích dẻo có thể tính
như sau:
p p 1
vp
p
Ks Kc H
Kc
= đđộ cứng khối khi nén.
Ks
= đđộ cứng khối khi nở.
Ks
H
Ks
1
Kc
Trong trường hợp nén cố kết đđẳng hướng thì p’ = pp và biến dạng dẻo đđược tính như
sau:
vp
p p 1 p
p
K s Kc H
Với
m
p
H H refp
p
Chứng minh qui luật tăng bền có thể viết như sau:
1 m
1 p ref p p
p
v
1 m H ref p ref
d) Trong Plaxis mơ hình đđất tăng bền ( HS: Hardening Soil ) mặt chảy dẻo hình chỏm
mũ có phương trình như sau:
ref
fc
q 2
p '2 p2p
2
Trong đó:
q '1 1 '2 '3
3 sin
3 sin
Giải thích ý nghĩa hai thơng số và trong phương trình trên và chứng minh có quan
hệ với hệ số nén ngang K0 trong thí nghiệm cố kết một trục như sau:
3
2
H H
2
2 K 0 2 2 K 0 3K 0 6 3 2
K 0 1 K 0 0
Ks G
31 K 0
Với
K0
1 2K0
Với
Bài 2.
a) Hãy xác định các thông số bất biến ứng suất p’ và q theo ứng suất chính và những đại
lượng đo được trong thí nghiệm ba trục chuẩn.
Hai mẫu sét bão hịa nước được chuẩn bị để thí nghiệm cắt sau khi nén đẳng hướng trong
bình ba trục. Mỗi mẫu đều chứa 116,3g bột sét khô (Gs = 2,70). Mẫu A được tiến hành
nén đẳng hướng với áp lực bình tăng dần từ 25kPa đến 174kPa với điều kiện để nước
hoàn tồn thốt hết suốt trong q trình tăng tải từng cấp. Ở cấp tải 174kPa đường kính
của mẫu là 40mm và chiều cao là 120mm. Sau đó tất cả các van được đóng lại và áp lực
bình đã tăng lên 274kPa, mẫu được tiến hành nén trong điều kiện không thốt nước cho
đến khi mẫu phá hoại. Kết quả thí nghiệm được ghi nhận như sau:
Áp lực bình, c (kPa)
Áp lực lỗ rỗng, u (kPa)
25
0
50
0
75
0
100
0
Nước thoát ra, V ( cm3)
0
22,4
34,47
43,08
150
0
174
0
56,01 60,31
Số liệu thí nghiệm trong q trình cắt mẫu
Áp lực bình, c (kPa)
274
274
274
274
274
274
Áp lực lỗ rỗng, u (kPa)
100
104
114
132
162
189
Ứng suất lệch,q (kPa)
0
10
20
30
40
45
b) Hãy vẽ lộ trình trạng thái của mẫu A trong mặt q, p’ và v, lnp’ và cho nhận xét.
Mẫu B cũng được cố kết giống như mẫu A nhưng nhỡ vượt quá ứng suất lên đến
200kPa. Để tiến hành cắt mẫu thứ hai có cùng hệ số rỗng như mẫu A lúc bắt đầu cắt, phải
giảm áp lực bình xuống 140kPa và mẫu nở ra có kết quả như trình bày bên dưới. Sau đó
các van được đóng lại và tăng áp lực bình lên đến 240kPa và tiến hành cắt mẫu trong
điều kiện khơng thốt nước.
Áp lực bình, c (kPa)
150
200
140
240
Áp lực lỗ rỗng, u (kPa)
0
Ứng suất lệch,q (kPa)
56,01
0
0
64,62 60,31
100
-
c) Tiên đốn lộ trình trạng thái của mẫu B trong mặt q, p’ và v, lnp’ trong quá trình
cắt mẫu và cho biết giá trị của q, p’ và áp lực lỗ rỗng u lúc mẫu chảy dẻo và lúc phá hoại.
d) Nếu mẫu B được tiến hành cắt trong điều kiện thốt nước với áp lực bình khơng
đổi là 149kPa. Hãy tính giá trị q, p’ lúc mẫu bị phá hoại, và thể tích nước thốt ra suốt
trong q trình cắt mẫu.
Hết
