Đề thi, bài tập trắc nghiệm online Cơ học đất – Đề 12

Chỉ số dẻo (PI) được định nghĩa là hiệu số giữa giới hạn chảy (LL) và giới hạn dẻo (PL): PI = LL - PL. PI thể hiện khoảng độ ẩm mà đất thể hiện tính dẻo, là một chỉ số quan trọng để phân loại và đánh giá tính chất của đất sét.

Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT (Cone Penetration Test) là một thí nghiệm hiện trường được thực hiện trực tiếp tại công trình để đánh giá các tính chất của đất, bao gồm cả cường độ chịu cắt (ước tính từ sức kháng mũi cone và ma sát ống). Các thí nghiệm Oedometer, Direct Shear và Triaxial là các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, thực hiện trên mẫu đất lấy từ hiện trường.

Độ bão hòa (S) là tỷ lệ thể tích nước (Vw) so với thể tích lỗ rỗng (Vv), thường được biểu diễn bằng phần trăm: S = (Vw / Vv) * 100%.

Bấc thấm (PVDs - Prefabricated Vertical Drains) được sử dụng để rút ngắn đường thoát nước trong quá trình cố kết của đất sét, từ đó làm tăng nhanh tốc độ cố kết và giảm thời gian lún. Các biện pháp khác như đầm nén, cọc đất gia cố xi măng và thay đất có thể cải thiện tính chất cơ học của đất nhưng không trực tiếp tăng nhanh quá trình cố kết bằng cách rút ngắn đường thoát nước như bấc thấm.

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) là một thí nghiệm hiện trường phổ biến trong khảo sát địa chất công trình. Số hiệu chỉnh SPT (N) thu được từ thí nghiệm này được sử dụng để đánh giá độ chặt của đất cát và trạng thái (cứng, dẻo...) của đất sét, từ đó ước tính các thông số cơ học của đất.

Định luật Darcy phát biểu rằng vận tốc thấm (v) tỷ lệ thuận với gradient thủy lực (i) và hệ số thấm (k) của đất: v = k * i. Hệ số thấm (k) đặc trưng cho khả năng dẫn nước của đất.

Thí nghiệm cắt trực tiếp (Direct Shear test) là một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm được sử dụng để xác định trực tiếp lực dính (c) và góc ma sát trong (φ) của đất, là các thông số cường độ chịu cắt theo tiêu chuẩn Mohr-Coulomb.

Thí nghiệm nén cố kết một chiều (Oedometer test) được thực hiện để mô phỏng quá trình cố kết trong phòng thí nghiệm và xác định các thông số cố kết của đất như hệ số nén lún (mv), hệ số cố kết (cv), và độ lún cố kết theo thời gian.

Tiêu chuẩn Mohr-Coulomb biểu diễn cường độ chịu cắt của đất (τ) như một hàm của ứng suất pháp tuyến hiệu dụng (σ'), lực dính (c) và góc ma sát trong (φ): τ = c' + σ' * tan(φ').

Độ rỗng (e) được định nghĩa là tỷ lệ giữa thể tích lỗ rỗng (Vv) và thể tích pha rắn (Vs): e = Vv / Vs.

Đất cát pha sỏi là vật liệu đắp nền đường lý tưởng vì nó có khả năng chịu lực tốt, độ thấm nước cao, dễ đầm nén và ổn định. Đất sét dẻo cao và đất silt hữu cơ có độ lún lớn, độ ổn định kém và khó thi công. Đất mùn chứa nhiều chất hữu cơ, không thích hợp làm vật liệu đắp nền đường.

Hệ số an toàn (FS) trong phân tích ổn định mái dốc được định nghĩa là tỷ lệ giữa tổng lực (hoặc moment) kháng trượt và tổng lực (hoặc moment) gây trượt. FS = (Tổng lực kháng trượt) / (Tổng lực gây trượt). Trong các phương pháp phân tích đơn giản, nó có thể được xấp xỉ bằng tỷ lệ giữa cường độ chịu cắt trung bình dọc mặt trượt và ứng suất cắt trung bình gây trượt.

Đất cát có kích thước hạt lớn, tạo ra các lỗ rỗng lớn và liên thông, giúp nước dễ dàng di chuyển qua. Do đó, đất cát có khả năng thấm nước tốt nhất so với đất sét và đất silt (có kích thước hạt nhỏ hơn) và đất mùn (chứa nhiều chất hữu cơ giữ nước).

Nguyên lý ứng suất hiệu dụng (σ') của Terzaghi được biểu diễn bằng công thức: σ' = σ - u, trong đó σ là tổng ứng suất và u là áp lực nước lỗ rỗng. Ứng suất hiệu dụng là ứng suất mà hạt đất thực sự chịu và quyết định đến các tính chất cơ học của đất.

Khi mực nước ngầm hạ thấp, áp lực nước lỗ rỗng (u) giảm (trở nên âm hơn hoặc ít dương hơn). Theo nguyên lý ứng suất hiệu dụng σ' = σ - u, nếu u giảm và tổng ứng suất (σ) không đổi, thì ứng suất hiệu dụng (σ') sẽ tăng lên.

Cố kết là quá trình giảm thể tích của đất sét bão hòa nước do sự thoát nước lỗ rỗng ra khỏi đất dưới tác dụng của tải trọng. Quá trình này diễn ra chậm chạp do hệ số thấm của đất sét nhỏ.

Hóa lỏng đất là hiện tượng đất mất khả năng chịu cắt và chuyển sang trạng thái như chất lỏng. Nó xảy ra chủ yếu ở đất cát rời bão hòa nước khi chịu tải trọng động, ví dụ như động đất. Tải trọng động làm tăng áp lực nước lỗ rỗng, giảm ứng suất hiệu dụng, dẫn đến mất cường độ của đất.

Độ lún cố kết cuối cùng (Sc) tỷ lệ thuận với cả chiều dày lớp đất sét (H) và áp lực gia tăng (Δσ). Công thức tổng quát cho độ lún cố kết thường có dạng Sc = mv * H * Δσ, trong đó mv là hệ số nén lún. Như vậy, cả H và Δσ đều ảnh hưởng trực tiếp đến độ lún cuối cùng.

Đất sét có kích thước hạt rất nhỏ, tạo ra các lỗ rỗng nhỏ và không liên thông, làm cản trở dòng chảy của nước. Do đó, đất sét thường có hệ số thấm thấp nhất so với đất cát, đất silt và đất sạn (có kích thước hạt lớn hơn).

Đất được cấu thành từ ba pha chính: pha rắn (hạt đất), pha lỏng (nước) và pha khí (không khí). Pha khoáng là thành phần của pha rắn, không phải là một pha độc lập.

Trong thí nghiệm ba trục (Triaxial test), ở giai đoạn cố kết (nếu có, ví dụ trong thí nghiệm CU hoặc CD), áp lực buồng (σ3) được giữ không đổi, trong khi ứng suất lệch (σd = σ1 - σ3) có thể được tăng dần trong giai đoạn cắt.

Cường độ chịu cắt của đất là khả năng của đất chống lại sự phá hoại do trượt dọc theo một mặt phẳng bên trong khối đất. Đây là một tính chất cơ học quan trọng để đánh giá ổn định của nền móng và mái dốc.

Áp lực nước lỗ rỗng (u) là áp lực thủy tĩnh của nước ở điểm đang xét trong khối đất. Nó là áp lực do cột nước trong các lỗ rỗng của đất tạo ra và đóng vai trò quan trọng trong cơ học đất hiệu dụng.

Tường chắn đất là một công trình giữ ổn định đất, thường được sử dụng để chống sạt lở hoặc tạo mặt bằng. Gia tải trước, cọc cát và đào bỏ lớp đất yếu là các biện pháp cải tạo nền đất yếu nhằm tăng cường độ chịu tải và giảm lún của nền đất. Tường chắn đất không trực tiếp cải tạo nền đất yếu bên dưới nó.

Trong phân tích ổn định mái dốc, mục tiêu là tìm ra mặt trượt có hệ số an toàn (FS) nhỏ nhất, vì đây là mặt trượt có khả năng xảy ra phá hoại nhất. Hệ số an toàn nhỏ nhất thể hiện sự ổn định thấp nhất của mái dốc.

Đất cát được phân loại là đất rời do các hạt cát không có lực liên kết đáng kể giữa chúng, và cường độ chịu cắt của nó chủ yếu đến từ ma sát giữa các hạt. Đất sét dẻo mềm và đất sét quá cố kết là đất dính, trong khi đất cát chặt đã được nén chặt và có độ chặt cao hơn đất cát rời.

Độ chặt tương đối (Dr) là một chỉ số được sử dụng đặc biệt cho đất cát để định lượng trạng thái chặt, rời của đất. Nó được tính toán dựa trên độ rỗng lớn nhất (emax), độ rỗng nhỏ nhất (emin) và độ rỗng hiện tại (e) của đất cát: Dr = (emax - e) / (emax - emin).

Đường cong cấp phối hạt (hay còn gọi là đường cong phân bố kích thước hạt) biểu diễn phần trăm khối lượng các hạt đất có kích thước khác nhau trong mẫu đất. Nó là một công cụ quan trọng để phân loại đất và đánh giá các tính chất của đất liên quan đến kích thước hạt.

Móng cọc được sử dụng khi lớp đất tốt (có cường độ chịu tải cao) nằm ở độ sâu lớn mà móng nông (móng băng, móng bè, móng đơn) không thể truyền tải trọng công trình một cách an toàn. Cọc truyền tải trọng xuống lớp đất tốt ở sâu hơn.

Khối lượng riêng của hạt đất (Gs) là tỷ số giữa khối lượng riêng của hạt đất và khối lượng riêng của nước cất ở 4°C. Đây là một đại lượng không thứ nguyên và thường lớn hơn 1.