Chương 19 — Áp lực đất¶
Chương này gom các bảng về áp lực đất: phân bố, hệ số áp lực tại chỗ K₀ và biến thiên theo OCR, chuyển động liên quan, áp lực chủ động/bị động, và ma sát tường.
Hình. Ba trạng thái áp lực đất — tại chỗ, chủ động và bị động — và ảnh hưởng của cố kết trước làm tăng K₀.
19.1 Áp lực đất¶
Bảng của mục này giới thiệu ba trạng thái áp lực đất — tại chỗ (at-rest), chủ động (active), bị động (passive) — và quan hệ với chuyển động của tường.
19.2 Phân bố áp lực đất¶
Bảng của mục này so phân bố dạng tam giác (lý thuyết) với phân bố thực tế (có thể tập trung ở đỉnh hoặc đáy tường) — quan trọng cho thiết kế tường cao.
19.3 Hệ số áp lực đất tại chỗ¶
Bảng 19.3 — Hệ số áp lực tại chỗ K₀.
| Loại đất | K₀ điển hình |
|---|---|
| Cát, cố kết thường | 0,4 – 0,5 |
| Sét, cố kết thường | 0,5 – 0,7 |
| Sét, cố kết trước | 0,8 – 2,0 |
| Đất đắp đầm chặt | 0,5 – 1,0 |
Công thức Jaky: K₀ = 1 − sin φ′ cho đất cố kết thường.
19.4 Biến thiên áp lực tại chỗ theo OCR¶
K₀(OCR) = K₀(NC) · OCR^sin φ′ — đất cố kết trước có K₀ cao hơn nhiều; sét cố kết trước mạnh có thể có K₀ > 1 (áp lực ngang lớn hơn áp lực đứng).
19.5 Biến thiên áp lực tại chỗ theo OCR dùng hệ số đàn hồi¶
Bảng của mục này dùng cách tiếp cận đàn hồi để suy K₀ cho đất cố kết trước — một phương pháp kiểm tra chéo với công thức Jaky.
19.6 Chuyển động liên quan đến áp lực đất¶
Bảng 19.6 — Chuyển động cần để đạt trạng thái.
| Trạng thái | Chuyển động tường (Δ/H) |
|---|---|
| Tại chỗ → chủ động | 0,001 – 0,005 |
| Chủ động → bị động | 0,02 – 0,10 |
| Cát chặt | Ít hơn |
| Sét mềm | Nhiều hơn |
Tường cần dịch chuyển mới đạt áp lực chủ động — nếu tường được giữ cứng, áp lực là tại chỗ, cao hơn đáng kể.
19.7 Áp lực đất chủ động và bị động¶
Ka = tan²(45° − φ/2) và Kp = tan²(45° + φ/2) — với φ cho đất hạt rời, hoặc phân tích ứng suất hữu hiệu cho đất dính.
19.8 Phân bố áp lực đất¶
Bảng của mục này đưa hình dạng phân bố cho từng trạng thái và từng loại tường (tường cứng, tường mềm, tường neo).
19.9 Áp dụng điều kiện tại chỗ và chủ động¶
Bảng của mục này hướng dẫn khi nào dùng tại chỗ vs. chủ động: tường cứng dùng tại chỗ; tường cho phép xoay dùng chủ động.
19.10 Áp dụng áp lực bị động¶
Bảng của mục này hướng dẫn dùng áp lực bị động (rất lớn) — chỉ huy động được khi tường dịch chuyển đủ, thường dùng cho phần ngàm sâu của tường.
19.11 Sử dụng ma sát tường¶
Bảng của mục này đưa hệ số ma sát tường δ theo loại vật liệu tường và đất — ma sát tường làm giảm áp lực chủ động và tăng áp lực bị động.
19.12 Giá trị áp lực đất chủ động¶
Bảng 19.12 — Áp lực chủ động điển hình.
| Loại đất | φ′ | Ka | Áp lực (kN/m²/m) |
|---|---|---|---|
| Cát rời | 30° | 0,33 | 0,33 γH |
| Cát chặt | 38° | 0,24 | 0,24 γH |
| Sét mềm | — | 1,0 | γH − 2Cu |
| Sét cứng | — | 0,5 | 0,5 γH |
19.13 Giá trị áp lực đất bị động¶
Bảng của mục này đưa áp lực bị động điển hình — lớn hơn nhiều lần áp lực chủ động (Kp/Kₐ ≈ 3–10 lần).
Ghi nhớ của chương¶
- Trạng thái áp lực đất phụ thuộc chuyển động tường (mục 19.6) — tường cứng nhận áp lực tại chỗ, không phải chủ động.
- K₀ = 1 − sin φ′ (mục 19.3); đất cố kết trước có K₀ cao hơn nhiều và có thể > 1 (mục 19.4).
- Ka và Kp (mục 19.7) chênh nhau lớn — huy động bị động cần dịch chuyển lớn.
- Ma sát tường (mục 19.11) làm giảm áp lực chủ động — có thể giảm 10–30%.