Bài giảng Cơ Học Đất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC ... KHOA ... ^ ] Bài giảng Cơ Học Đất Bài giảng Cơ Học Đất Trang 1 CHƢƠNG MỞ ĐẦU. 1. Nhiệm vụ, mục đích và thành phần môn học. Nắm vững đặc trựng chủ yếu và sự làm việc giữa nền đất và móng công trình, đặc điểm cấu tạo và các phƣơng pháp tính toán thiết kế nền – móng. Trên cơ sở số liệu đầu vào: địa chất công trình, tải trọng và tác động  đƣa ra các giải pháp nền móng khác` nhau theo các trạng thái giới hạn và thiết kế ` nền móng kinh tế nhất. 2. Nội dung: Hiểu về cấu tạo của đất, tính chất vật lý và tính chất cơ học của đất  giải quyết bài toán về biến dạng của đất dƣới tác dụng của ngoại lực và bài toán liên quan đến độ bền của đất (độ ổn định, độ lún theo thời gian, sức chịu tải của nền đất, xác định áp lực đất lên công trình, bài toán về ổn định). Bao gồm 6 chƣơng: Chƣơng 1: Tính chất vật lý của đất.  Các chỉ tiêu vật lý của đất, sự liên quan giữa chúng  Phân loại đất Chƣơng 2: Phân bố ứng suất trong đất.  Xác định ứng suất do bản thân đất gây ra  Xác định ứng suất do tải trọng ngoài gây ra  ứng suất tiếp xúc dƣới đáy móng Chƣơng 3: Biến dạng và độ lún của nền đất.  Xác định độ lún ổn định của nền đất dƣới móng công trình  Tính lún theo thời gian Chƣơng 4: Sức chịu tải của đất nền.  Phƣơng pháp tính toán dựa vào lý luận nền biến dạng tuyến tính.  Phƣơng pháp tính toán dựa vào lý thuyết cân bằng giới hạn. Chƣơng 5: Ổn định của mái đất. Chƣơng 6: Áp lực đất lên tƣờng chắn.  Áp lực đất chủ động  Áp lực đất bị đông 3. Tài liệu tham khảo. [1] Giáo trình cơ học đất, nhà xuất bản Bộ Giáo dục và Đào tạo (1995), Lê Quý An, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Văn Quí. [2] Cơ học đất (tập 1, 2), nhà xuất bản Bộ Giáo dục và Đào tạo (1997), Roy Whitlow. [3] Bài tập cơ học đất, nhà xuất bản Giáo dục, Vũ Công Ngữ - Nguyễn Văn Thông. [4] GS.TSKH Bùi Anh Định, PGS.TS Nguyễn Sỹ Ngọc – Nền Móng Tầng hầm nhà cao tầng – NXBXD,2006 [5] Phan Trƣờng Phiệt - Cơ học đất ứng dụng và tính toán công trình trên nền đất theo trạng thái giới hạn. Bài giảng Cơ Học Đất Trang 2 Chƣơng 1 TÍNH CHẤT CƠ LÝ VÀ CƠ HỌC CỦA ĐẤT. Nội dung chính: xét cấu tạo của đất, kết cấu của đất, các tính chất vật lý của đất, các tính chất trạng thái vật lý của đất, phân loại đất. 1.1 Qúa trình hình thành đất. Đất đƣợc hình thành từ đá gốc bị phong hóa do nguyên nhân vật lý, cơ học, hóa học, vi sinh vật tạo thành sản phẩn phong hóa. Có ba dạng phong hóa:  Phong hóa vật lý: là các tác động tự nhiên của môi trƣờng xung quanh đối với các lớp đá (tác động của nhiệt độ, sự đông cứng và tan rã của nước). Sản phẩm của nó là đất đá bị nứt nẻ hoặc nát vụn thành nhiều mãnh với kích thƣớc khác nhau.  Phong hóa hóa học: là sự tác động các hóa chất có trong không khí và trong nƣớc, lên các khoáng vật tạo đá làm cho đá bị biến chất dần dẫn tới nát vụn, hình thành các hạt rất nhỏ, có tính chất khác hẳn so với đá gốc, và ngƣời ta còn gọi là khoáng vật thứ cấp.  Phong hóa sinh học: Là do một số động thực vật có khả năng tiết ra PH làm biến đổi đá gốc, sản phẩm của quá trình có tính chất khác với đá gốc ban đầu. Ba loại phong hóa trên thƣờng có tác dụng đồng tời và lâu dài làm cho các lớp đất đá trên mặt bị vỡ vụn sau đó do tác dụng của dòng nƣớc và gió làm các hạt này bị cuốn đi nơi khác, tùy theo kích thƣớc lớn hay nhỏ mà các hạt này sẽ chuyển đi gần hay xa để hình thành các tầng địa chất khác nhau. Quá trình di chuyển và lắng đọng trên là quá trình trầm tích (3/4 bề mặt lục địa bao bởi lớp trầm tích này, còn lại là núi đá). Các hạt có kích thƣớc tƣơng đối lớn hơn 0.005mm chồng chất lắng đọng lên nhau giữa các hạt không có liên kết gì – rời rạc từng hạt thình thành lên các lớp đất rồi (đất cát, cuội, sỏi, …) Các hạt nhỏ hơn, thƣờng có tính keo dính và tích điện, chúng theo gió và nƣớc đi xa hơn khi lắng đọng, liên kết nhau dần dần thình thành lớp đất sét, sét pha, cát pha, … (đất dính). 1.2 Các thành phần chủ yếu của đất: Sản phẩm của quá trình phong hóa có hai loại:  Đất tàn tích: dịch chuyển gần nơi bị phong hóa.  Đất trầm tích: sản phẩm phong hóa dịch chuyển xa nhờ gió, nƣớc, băng tan … và lắng tụ lại tạo thành 2 loại: Trầm tính lục địa và trầm tích biển: Đặc điểm đất trầm tích: Phân lớp, phân tầng theo quy luật lắng đọng chi phối cách sắp xếp cở hạt đƣợc sắp xếp trong mỗi tần đất, các lớp đất càng ở sâu (trầm tích trước) thƣờng chặt hơn các tầng đất ở bên trên do bị đè nén chặt bởi các tầng phía trên.  Các hạt đất sắp xếp chồng chất lên nhau bao giờ cũng tồn tại khe rỗng, các lỗ rỗng giữa các hạt ảnh hƣởng đến tính chất của đất, vì vậy khi nghiên cứu đất phải xét đến thành phần trong đất. Từ lý do đó ngƣời ta gọi đất là một vật thể có 3 thành phần (3 pha).  Pha rắn: gọi là khung cốt của đất.  Pha lỏng: gồm nƣớc trong lỗ rỗng.  Pha khí: gồm khí, hơi trong lỗ rỗng. Bài giảng Cơ Học Đất Trang 3 Khi các lỗ rỗng chứa đầy nƣớc thì gọi là đất bão hòa nƣớc, khi đó chỉ có 2 pha: pha rắn và pha lỏng, gọi là cơ học đất bảo hòa. Pha thứ 3 là chất khí thực tế thì ít ảnh hƣởng đối với tính chất cơ học của đất. 1.2.1 Pha rắn (hạt đất): Là đối tƣợng chính quyết định tính chất thịu lúc và biến dạng của đất. 1. Thành phần khoáng: Có thể giống hoặc khác đá gốc do quá trình thành tạo, gồm 3 thành phần chính: Nguyên sinh – Thứ sinh và vô cơ:  Nguyên sinh: các thành phần khoáng sunfat, thạch anh, mica, … thƣờng d > 0.005mm  Thứ sinh gồm các thành phần không hòa tan (khoáng vật sét) và khoáng vật hòa tan (canxi, dolonit, thạch cao, ..), thƣờng có d < 0.005mm 2. Kích thước hạt.  Xác định kích thƣớc (cở hạt). Loại hạt Đƣờng kính d (mm) Đặc tính Hạt đất > 2 Không có tính dính (đất rời) Hạt cát 0.05 ÷ 2 Hạt bụi 0.005 ÷ 0.05 Có tính dính Hạt sét < 0.005 (hoặc 0.002)  Nhóm hạt: là bao gồm những hạt có kích thƣớc gần bằng nhau. Tên nhóm d (mm) Tính chất Đá lăn, đá tảng 800 – 200 Hệ số thấm rất lớn nên không giữ nƣớc, không dính Dăm, cuội 200 – 20 Sỏi, sạn 20 – 2 Hạt cát  Thô (to)  Vừa (trung)  Nhỏ (mịn) 0.5 – 2 0.25 – 0.5 0.05 – 0.25 Dễ thấm, không dính, không chịu ảnh hƣởng của nƣớc Hạt bụi:  To  Nhỏ 0.05 – 0.01 0.01 – 0.005 Có tính dính, chịu ảnh hƣởng của nƣớc, hệ số thấm nhỏ Hạt mịn:  Sét  Keo 0.005 – 0.002 < 0.002 Hệ số thấm rất nhỏ, dính, chịu ảnh hƣởng của nƣớc. 3. Biểu diễn cở hạt của một mẩu đất trong xây dựng. Các phƣơng pháp phân tích: Bài giảng Cơ Học Đất Trang 4  Phương pháp dùng rây: phƣơng pháp này thƣờng áp dụng với hạt thô (lớn) dùng rây: ngƣời ta dùng một hệ thống rây có đƣờng ính lỗ to nhỏ khác nhau, để tiện cho việc sự dụng ngƣời ta dùng loại rây có đƣờng kính lỗ trùng với giới hạn đƣờng kính của các nhóm hạt đã phân chia nhƣ trên.  Phương pháp thủy lực: phƣơng pháp này dựa trên cơ sở định luật Stokes, trong đó tốc độ của các hạt hình cầu lắng chìm trong môi trƣờng lỏng là hàm số của đƣờng kính và trọng lƣợng riêng của đất (hiện thường dùng nhất là phương pháp tỷ trọng kế). Phƣơng pháp này thƣờng dùng để xác định thành phần hạt của đất hạt bụi và sét. Hàm lƣợng hạt là tỷ số giửa khối lƣợng hạt đó so với tổng khối lƣợng đất thí nghiệm. Đƣờng cong cấp phối: từ hàm lƣợng hạt ta tính ra đƣợc hàm lƣợng tích lủy, vẽ đƣờng cong câp phối với trục hoành là kích thƣớc hạt, trục tung là % tích lủy. Từ một điểm trên đƣờng cong ta xác định đƣợc % và đƣờng kính tƣơng ứng, ví dụ A(0.01, 50%)  các hạt có đƣờng kính ≤ 0.01 mm chiếm 50%.  Độ dốc: càng dốc thì các cở hạt đồng nhất hơn, càng thoải thì càng phức tạp vị thành phần cở hạt không đồng đều.  Các tham số đặc trƣng.  d10 đƣờng kính cở hạt mà ≤ 10% (đường kính có hiệu)  d60, d30 tƣơng tự.  hệ số đồng nhất , hệ số Cu càng lớn thì đất đó đƣợc cấu tạo bởi các hạt có kích thƣớc không đều nhau, ngƣợc lại Cu càng nhỏ thì đất càng đều hạt. trong thực tế hệ số Cu chỉ áp dụng cho loại đất rời, nếu Cu lớn hơn 3 thì đƣợc gọi là cát không đều và đƣợc xem là có cấp phối tốt, vì lúc này các lỗ rỗng giữa các hạt lớn đƣợc các hạt nhỏ xen kẽ và lấp kín, làm cho độ chặt của đất tăng lên và tính thấm giảm đi, đồng thời đất có tính lún nhỏ và khản năng chống cắt lớn khi chịu tác dụng của tải trọng ngoài. 1.2.2 Pha lỏng : Bao gồm 03 loại.  Nƣớc trong hạt (nước liên kết).  Nƣớc kết hợp mặt ngoài (nước màng).  Nƣớc tự do: nƣớc ở giữa khe, lỗ rổng giữa các hạt (còn gọi là nước lỗ rổng). Bài giảng Cơ Học Đất Trang 5 1.2.3 Pha khí.  Giữa các khe hở của các hạt, ngoài thành phần nƣớc còn có thể có thành phần khí, nói chung vai trò của khí không ảnh hƣởng đáng kể đối với tính chất của đất. 1.3 Các chỉ tiêu vật lý của đất. Thông thƣờng đất có ba thành phần tạo nên là rắn – lỏng – khí. Trong tự nhiên tỷ lệ giữa ba thành phần này thay đổi rất nhiều, đặc biệt là thành phần nƣớc, có khi chứa đầy trong các lỗ rỗng của đất (đất bảo hòa). Tỷ lệ ba thành phần này thay đổi thì trạng thái vật lý cũng thay đổi theo. Tỷ lệ phân phối về trọng lƣợng và thể tích của ba thành phần trong đất gọi chung là các chỉ tiêu vật lý của đất. Vậy các chỉ tiêu vật lý là những thông số thể hiện tính chất vật lý cơ bản của đất đá. Đây là những thông số cần thiết để định danh đất đá, xác định trạng thái đất đá để tiến hành phân tích và thiết kế công trình. Trong các chỉ tiêu vật lý của đất, có loại thì phải trực tiếp làm thí nghiệm mới xác định đƣợc – gọi là các chỉ tiêu xác định bằng thí nghiệm, có loại thì có thể tính toán từ các chỉ tiêu thí nghiệm mà ra – gọi là các chỉ tiêu tính toán, ngoài ra trong các chỉ tiên này có những chỉ tiêu dùng để đánh giá (hay xác định) trạng thái của đất, ta có thể đƣa về một nhóm gọi là các chỉ tiêu xác định trạng thái của đất. Để tiện cho việc nghiên cứu các chỉ tiêu vật lý của đất, ta cùng thống nhất dùng các sơ đồ quy ƣớc trên hình bên và các ký hiệu sau: Vk, Vn, Vh, Vr, V: là thể tích khí, nƣớc, hạt rắn, lỗ rỗng, và thể tích của toàn bộ mẫu đất đó; Qn, Qh, và Q: là trọng lƣợng phần nƣớc, hạt rắn và toàn bộ mẫu đất; còn m, n là thể tích hạt, lỗ rỗng trong một đơn vị thể tích. 1. Khối lượng thể tích tự nhiên : Khối lƣợng thể tích tự nhiên hay khối lƣợng thể tích của mẫu đất đá có độ ẩm  đƣợc định nghĩa là tỉ số giữa tổng khối lƣợng ba pha với tổng thể tích.  M : khối lƣợng mẫu đất đá ở trạng thái tự nhiên – 3 pha : rắn, nƣớc, khí (g, kg, T)  Vo : thể tích của mẫu đất đá ở trạng thái tự nhiên – 3 pha : rắn, nƣớc, khí (m 3 ) Khi pha nƣớc chiếm toàn bộ thể tích pha rỗng, ta có khối lƣợng đất đá bão hòa Khi xác định cần dùng mẫu nguyên dạng và tùy theo từng loại đất mà chọn dùng các phƣơng pháp thí nghiệm cho thích hợp. Đất loại sét, hạt nhỏ dính kết, dễ cắt ta có thể dùng phƣơng pháp dao vòng; đất vụn to, chứa sỏi, cuội không cắt đƣợc bằng dao vòng thì ta nên dùng phƣơng pháp bọc parafin. 2. Khối lượng thể tích khô : Khối lƣợng thể tích khô đƣợc định nghĩa là tỉ số giữa khối lƣợng pha rắn với tổng thể tích. Sơ đồ quy ước ba pha của đất và tỷ lệ giữa chúng. Bài giảng Cơ Học Đất Trang 6  Mh : khối lƣợng mẫu đất đá ở trạng thái khô – pha rắn (g, kg, T)  Vo : thể tích của mẫu đất đá ở trạng thái tự nhiên – 2 pha : rắn, rỗng (m 3 ) Khối lƣợng thể tích khô phụ thuộc vào loại vật liệu, cấu trúc đất đá (độ đặc / rỗng) 3. Khối lượng thể tích bão hòa : Khối lƣợng thể tích bão hòa là khối lƣợng thể tích của mẫu đất đá khi pha nƣớc chiếm toàn bộ thể tích pha rỗng  Mbh : khối lƣợng mẫu đất đá ở trạng thái bão hòa nƣớc (g, kg, T) Mbh = Mh + Mn bh = Mh + Vr .n  Vo : thể tích của mẫu đất đá ở trạng thái bão hòa nƣớc (m 3 ) 4. Khối lượng thể tích đẩy nổi : Khối lƣợng thể tích đẩy nổi hay khối lƣợng thể tích ngập nƣớc là khối lƣợng hiệu quả của một đơn vị thể tích đất đá khi bị ngập nƣớc. Khi đó dƣới tác dụng của lực đẩy Archimere, khối lƣợng thực của một đơn vị thể tích đất đá sẽ là : đn = bh - n (g/cm 3 , T/m 3 ) 5. Khối lượng riêng của hạt đất: Là trọng lƣợng một đơn vị thể tích hạt rắn của đất  Mh : khối lƣợng mẫu đất đá ở trạng thái khô – pha rắn (g, kg, T)  Vh : thể tích của hạt đất đá (cm 3 , m 3 ) 6. Tỷ trọng hạt : Tỷ trọng hạt đƣợc định nghĩa là tỉ số giữa khối lƣợng riêng pha rắn hạt với khối lƣợng riêng pha nƣớc 7. Độ ẩm : Độ ẩm của đất là tỷ số giữa trọng lƣợng nƣớc chứa trong đất và trọng lƣợng hạt đất trong một khối đất tự nhiên. Độ ẩm W (%) là chỉ tiêu đánh giá lƣợng nƣớc có thật Mn trong mẫu đất đá tại thời điểm thí nghiệm.  Mn : khối lƣợng nƣớc có trong đất đá ở trạng thái tự nhiên – do hút khí ẩm trong không khí  Mh : khối lƣợng mẫu đất đá khô (pha rắn)  M : khối lƣợng mẫu đất đá tự nhiên (pha rắn + khí + nƣớc) Bài giảng Cơ Học Đất Trang 7 Để xác định độ ẩm của đất ngƣời ta tìm trọng lƣợng của mẩu đất trƣớc và sau khi sấy ở nhiệt độ 100oC ÷ 105oC đến trọng lƣợng không đổi, từ đó biết đƣợc trọng lƣợng của nƣớc và trọng lƣợng của hạt 8. Độ bão hòa : Độ bão hòa Sr (%) biểu diễn lƣợng nƣớc chiếm chỗ trong cấu trúc đất đá. Chỉ tiêu độ bão hòa đƣợc định nghĩa là tỉ số giữa thể tích nƣớc chiếm chổ với thể tích pha rỗng của mẫu đất đá. r n r V V S  Mẫu đất đá đạt trạng thái bão hòa khi pha nƣớc chiếm chỗ toàn bộ pha rỗng, Sr = 1 Mẫu đất đá đạt trạng thái khô hoàn toàn khi Sr = 0 Phân nhóm đất theo độ bão hòa Độ bão hòa Đất hạt mịn Độ bão hòa Đất hạt thô 0  0,2 Khô 0  0,5 Ít ẩm 0,2  0,4 Ít ẩm 0,5  0,8 Am 0,4  0,8 Am 0,8  1,0 Bão hòa 0,8  1,0 Bão hòa 9. Độ rỗng của vật liệu : Độ rỗng n (%) là tỉ số giữa thể tích pha rỗng với tổng thể tích của mẫu đất đá. 10. Hệ số rỗng : Hệ số rỗng e (%) là tỉ số giữa thể tích pha rỗng với thể tích pha rắn của mẫu đất đá. Các biểu thức quy đổi: STT Chỉ tiêu cần xd Công thức 1 Hệ số rỗng 2 3 4 Độ rỗng 5 Độ bão hòa Bài giảng Cơ Học Đất Trang 8 6 7 Trọng lƣợng riêng của hạt 8 9 Trọng lƣợng riêng khô 10 11 Trọng lƣợng riêng đẩy nổi 12 13 Trọng lƣợng riêng ƣớt 14 Trọng lƣơng riêng bảo hòa 1.4 Các chỉ tiêu trạng thái vật lý của đất – phân loại đất. Đất đá thƣờng đƣợc chia thành hai dạng cơ bản : dạng rời (cát, đá) và dạng dính (đất sét) 1.4.1 Đất rời : dùng chỉ tiêu độ chặt để đánh giá trạng thái Độ chặt là khái niệm nói lên tính rời rạc hay chặt sít của đất đá ứng với một độ ẩm nhất định và liên quan trực tiếp đến hệ số rỗng của đất đá đó. a) Dùng hệ số rỗng đánh giá độ chặt đất rời : Bảng tiêu chuẩn phân loại độ chặt của đất rời theo hệ số rỗng Loại đất Độ chặt Chặt Chặt trung bình Rời rạc Cát sỏi, hạt thô, hạt trung e 0,70 Cát hạt nhỏ e 0,75 Cát bột e 0,80 b) Dùng độ chặt tƣơng đối để đánh giá trạng thái đất rời : Phƣơng pháp dùng hệ số rỗng chỉ thích hợp với loại đất cát thuần túy do thông số sử dụng để so sánh đƣợc lập cho loại cát sạch. Đối với các loại đất rời khác, có hàm lƣợng sét tƣơng đối thì cần sử dụng độ chặt tƣơng đối để đánh giá trạng thái của đất. Độ chặt tƣơng đối Dr hay chỉ số độ chặt ID phụ thuộc vào trạng thái nén chặt, hệ số rỗng thực tế của đất đá Đất ở trạng thái chặt nhất có Dr = 1 Đất ở trạng thái rời rạc nhất có Dr = 0 Trong đó: Bài giảng Cơ Học Đất Trang 9  e : hệ số rỗng của đất đá ở trạng thái tự nhiên  emax : hệ số rỗng tối đa – hệ số rỗng của đất đá ở trạng thái rời rạc nhất  emin : hệ số rỗng tối thiểu – hệ số rỗng của đất đá ở trạng thái chặt nhất Trạng thái nén chặt tƣơng đối Trạng thái của đất Dr (%) Rất rời rạc 0  15 Rời rạc 15  35 Trung bình 35  65 Chặt 65  85 Rất chặt 85  100 1.4.2 Đất dính: dùng chỉ tiêu độ sệt để đánh giá trạng thái Độ sệt là đặc trƣng trạng thái vật lý cứng hay mềm của loại đất dính tại một độ ẩm nhất định. Đất dính có 4 trạng thái : cứng, nửa cứng, dẻo và chảy. Khi độ ẩm của đất tăng dần thì đất sẽ chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác - theo thứ tự cứng đến nửa cứng rồi đến dẻo và cuối cùng là trạng thái chảy, đồng thời thể tích của nó cũng thay đổi theo. Sự thay đổi trạng thái này có thể đƣợc biểu diễn qua quan hệ sau : c : giới hạn co ngót - tại độ ẩm này đất bắt đầu thay đổi thể tích do hút nƣớc d : giới hạn dẻo : là độ ẩm giới hạn ứng với trạng thái trung gian giữa nửa cứng và dẻo. Lúc này, trong đất lƣợng nƣớc chủ yếu là nƣớc hoá học và nƣớc hoá lý. Đối với đất đang ở trạng thái dẻo, khi độ ẩm vừa giảm nhỏ hơn giới hạn dẻo thì đất lập tức mất tính dẻo chuyển sang trạng thái nửa cứng, rất dễ gãy vỡ. Lợi dụng đặc điểm này, dùng thí nghiệm lăn đất để xác định giới hạn dẻo. ch : giới hạn chảy : là độ ẩm giới hạn ứng với trạng thái trung gian giữa dẻo và sệt. Lúc này, trong đất có thành phần nƣớc tự do nên các hạt có thể chuyển dịch khá dễ dàng. Giới hạn này xác định bằng dụng cụ Casagrande Quan hệ độ ẩm và thể tích đất đá Bài giảng Cơ Học Đất Trang 10 Hai giới hạn độ ẩm quan trọng nhất đối với đất dính là giới hạn dẻo (d) và giới hạn chảy (ch) – biểu thị tƣơng ứng là biên trái và biên phải của quan hệ độ ẩm và thể tích. Phạm vi trạng thái dẻo xác định bởi chỉ số dẻo Id Id = ch – d Chỉ số dẻo dùng để xác định loại đất (sét / á sét / á cát) Chỉ số sệt Is dùng để đánh giá độ đặc của đất dính : Trong đó: ω (W) là độ ẩm tự nhiên của đất. Chỉ số dẻo của đất loại sét Loại đất Chỉ số dẻo (%) Cát pha 1 < Id  7 Sét pha 7 < Id  17 Sét Id > 17 Bảng tiêu chuẩn đánh giá độ đặc của đất dính Tên đất và trạng thái Độ sệt (Is) Đất cát pha sét Cứng Dẻo Sệt Đất sét pha và đất sét Cứng Nửa cứng Dẻo cứng Dẻo mềm Dẻo sệt / chảy Sệt / chảy Is < 0 0  Is < 1 Is  1 Is < 0 0  Is < 0,25 0,25  Is < 0,50 0,50  Is < 0,75 0,75  Is < 1 Is  1 Ví dụ: Một mẫu đất dự đoán là đất dính, khi đƣợc thí nghiệm cho ra các số liệu sau : Độ ẩm tự nhiên 45% , độ ẩm giới hạn dẻo 37% , độ ẩm giới hạn sệt 59%. Hãy xác định loại đất và trạng thái của nó. Giải Dự đoán là đất dính, tính chỉ số dẻo : Id = ch - d = 59% - 37% = 22% Vì Id > 17% : đây là đất sét Đánh giá trạng thái, tính chỉ số sệt : 360 22 3745 I ωω I d P s , % %%      Tra bảng :  trạng thái dẻo cứng Bài giảng Cơ Học Đất Trang 11 1.5 Tính chất cơ học của đất. Tính chất cơ học của đất đá là tính chất sinh ra khi có ngoại lực tác dụng lên chúng. Ngoại lực có thể là tải trọng công trình, lực kiến tạo.. Ngoại lực có thể gây biến dạng nền đất đá và nếu đủ mạnh có thể làm phá hủy cấu trúc nền. Khi chịu tác dụng của ngoại lực, trong đất đá xuất hiện nội lực chống lại hình thành ứng suất: nội ứng suất. Nếu ngoại lực < lực liên kết cấu trúc trong đất : biến dạng không xảy ra Nếu ngoại lực = lực liên kết cấu trúc trong đất : đất đá ở trạng thái ứng suất tới hạn Nếu ngoại lực > lực liên kết cấu trúc trong đất : đất đá bị biến dạng / phá hoại  Ứng suất của đất đá do tải trọng công trình Khi chịu tác động của ngoại lực, trong đất đá hình thành trƣờng ứng suất để chống lại. Trạng thái ứng suất trong đất đá có thể là một hƣớng (tải tập trung), hai hƣớng (tải phân bố hình băng), ba hƣớng (tải phân bố đều trên diện tích xác định).  Ứng suất do tải tập trung gây ra: trong thực tế không thể có trƣờng hợp tải tập trung tại một điểm. Tải trọng bao giờ cũng truyền tới đất nền trên một diện tích nhất định. Đây chỉ là dạng bài toán cơ bản dùng để giải quyết những bài toán phẳng và không gian.  Ứng suất do tải phân bố hình băng gây ra: bài toán phẳng. Khi tải trọng phân bố giới hạn theo một phƣơng và vô hạn theo phƣơng vuông góc, ta có tải phân bố hình băng. Trong thực tế không có tải nào phân bố vô hạn cả, nhƣng khi chiều dài diện chịu tải lớn hơn rất nhiều lần chiều rộng (như : đê, đập, nền đường,..) ta có thể xem nhƣ là dạng bài toán phẳng.  Ứng suất do tải tác dụng trên một diện tích xác định: bài toán không gian. Đây là bài toán phù