Đề thi học kì 1 môn Cơ học đất nâng cao năm 2003-2004 - 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 (138.05 KB, 3 trang )
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BỘ MÔN CƠ ĐẤT NỀN MÓNG
KIỂM:
Thi cuối học kỳ 1, Năm học 2003-2004
Môn thi: Cơ Học Đất Nâng Cao
Thời gian: 180ph
Giảng viên: Trần Quang Hộ
Ghi chú: SV làm 4 bài và được mở tài liệu
Bài 1.
a) Chứng minh rằng đối với đất sét q cố kết thì lộ trình ứng suất có hiệu trong
thí nghiệm khơng thốt nước song song với trục q trước khi gặp đường cong
dẻo ban đầu ( initial yield locus ).
b) Mơ hình sét Cam là mơ hình chảy dẻo kết hợp ( associated flow ) hãy chứng
minh rằng đường cong dẻo của mơ hình sét Cam có phương trình như sau:
p
q Mp ln o
p
với p’0 là áp lực tiền cố kết; hoặc có phương trình như sau:
p
q
ln 1
Mp
p x
với p’x là hoành độ đỉnh đường cong dẻo ban đầu.
c) Sự tiêu hao năng lượng biến dạng dẻo qua ma sát trong mơ hình sét Cam
được diễn tả qua phương trình sau đây:
p d vp qd sp M p d sp
Địng nghĩa:
d vp
d sp
Suy ra:
M
Gọi g (p’,q, p’0) = 0 là phương trình mặt thế năng dẻo ( plastic potential ).
Hãy chứng minh rằng:
p
0
g q M p ln
p
0
Bài 2.
a) Một mẫu sét kaolin bão hòa nước (Gs=2,61) chịu nén cố kết trong thí nghiệm ba
trục với áp lực bình là 200kPa. Vào lúc này thể tích mẫu là 86x103mm3 và độ ẩm
của mẫu là 61,28%. Ap lực bình tăng đến 400kPa thì thể tích nước thốt ra từ mẫu
đất là 5956 mm3. Sau đó áp lực bình giảm đến 300kPa thì thể tích mẫu tăng thêm
476mm3. Dùng số liệu của thí nghiệm ở trên để tính các thơng số của sét Cam:,
và.
b) Sau khi giảm áp lực bình tới 300 kPa khoá tất cả các van thoát nước và tiến hành
nén mẫu trong điều kiện khơng thốt nước theo thí nghiệm ba trục chuẩn. Sử dụng
mơ hình sét Cam với M = 1,02 hãy tìm giá trị qy và p’y lúc mẫu chảy dẻo và tìm q c
và p’c và p’0c lúc mẫu đạt đến trạng thái tới hạn từ đó vẽ lộ trình ứng suất tổng và
có hiệu trong q,p’; q, p và lộ trình trạng thái trong v, lnp’ suốt trong q trình thí
nghiệm.
c) Một mẫu đất sét kaolin cùng loại cũng được xử lý tương tự như mẫu ở trên nhưng
tiến hành nén mẫu trong điều kịện thoát nước hãy thử lại giá trị q y lúc chảy dẻo là
70 kPa và xác định p’y lúc mẫu chảy dẻo và tìm qc và p’c lúc mẫu đạt đến trạng
thái tới hạn; hãy so sánh và cho nhận xét sự khác nhau từ hai thí nghiệm.
d) Hãy giãi thích tại sao mơ hình sét Cam sẽ tiên đốn khơng tốt kết quả thí nghiệm
nếu cho mẫu giỡ tải về 50 kPa trước khi làm thí nghiệm.
Bài 3.
Lấy hai mẫu ký hiệu là A và B từ một loại đất sét có M = 0,91, = 0,16; = 0,062;
= 2,656. Đem hai mẫu A và B nén cố kết đẳng hướng trong thí nghiệm ba trục lên
đến áp lực p’ = 200 kPa với u = 0. Sau đó mẫu A với điều kiện thốt nước ( u = 0 )
được tăng tải sao cho ứng suất tổng theo phương dọc trục tăng đến a = 220 kPa và
ứng suất theo phương bán kính r = const; mẫu B với điều kiện khơng thốt nước ( v
= 0 ) cũng được tăng tải sao cho ứng suất tổng theo phương dọc trục tăng đến a =
220 kPa và ứng suất r = const. Hãy vận dụng lý thuyết mơ hình sét Cam tính biến
dạng thể tích tương đối, biến dạng trượt tương đối và sự thay đổi áp lực lổ rỗng của
hai mẫu.
Bài 4.
Có hai mẫu sét cố kết thường bão hịa nước giống nhau hồn tồn được nén cố kết
đẳng hướng trong thí nghiệm ba trục và sau đó nén hai mẫu trong điều kiện khơng
thốt nước. Mẫu A được nén theo trục đứng (AC), áp lực bình giữ khơng thay đổi,
cho đến khi mẫu phá hoại. Mẫu B được cho do nở ngang (LE) với áp lực bình giảm
dần cho đến lúc mẫu phá hoại trong khi đó ứng suất trục đứng khơng đổi. Số liệu thí
nghiệm A cho ở bảng.
1) Tính tốn và vẽ đường quan hệ ứng suất biến dạng, áp lực lỗ rỗng biến
dạng của thí nghiệm mẫu A (theo giá trị chuẩn hóa).
2) Vẽ lộ trình ứng suất tổng TSP và và lộ trình ứng suất có hiệu ESP trong hệ
trục q,p’ và q, p ( vẽ cùng một biểu đồ) theo cách mơ tả lộ trình ứng suất
của Lame cho cả hai thí nghiệm.
3) Xác định ’ vàT cho cả hai thí nghiệm.
4) Chứng tỏ rằng đường cong ứng biến trong hai thí nghiệm hồn tồn giống
nhau.
5) Xác định số liệu áp lực lổ rỗng theo biến dạng trong thí nghiệm mẫu B từ
đường ứng suất của mẫu của thí nghiệm LE.
6) Tính hệ số áp lực lỗ rỗng A cho hai thí nghiệm.
Kết quả thí nghiệm AC.
(%)
0
/’c
0
u/’c
0
1
2
4
6
8
10
12
0,35
0,45
0,52
0,54
0,56
0,57
0,58
0,19
0,29
0,41
0,47
0,51
0,53
0,55
Ghi chú:
: Độ gia tăng ứng suất theo phương dọc trục trong thí nghiệm AC hoặc độ
giảm ứng suất theo phương bán kính trong thí nghiệm LE. Lưu ý rằng = 1 - 3
’c : Ứng suất có hiệu trong mẫu sau khi cố kết.
