Cho một nền đất sét mềm bão hòa nước, chiều dày h = 6m, chịu tác dụng của tải trọng phân bố đều kín khắp p = 80kPa. Khi thí nghiệm nén cố kết nền đất có các thông số sau: Hệ số cố kết: Cv= 0,36 m2/tháng; chỉ số nén Cc=0,25; áp lực tiền cố kết pc = 150kPa; hệ số rỗng eo=1,2; và đất cố kết bình thường. Nếu dưới nền đất sét yếu là lớp đất cát, để đạt được độ cố kết Ut=70%, theo Cassagrander và Taylor thì thời gian cần thiết là:
Đáp án đúng: A
Để giải bài toán này, ta cần sử dụng công thức tính thời gian cố kết cho nền đất sét.
1. Xác định các thông số đã cho:
- Chiều dày lớp đất sét: h = 6m
- Tải trọng phân bố đều: p = 80kPa
- Hệ số cố kết: Cv = 0,36 m2/tháng
- Chỉ số nén: Cc = 0,25
- Áp lực tiền cố kết: pc = 150kPa
- Hệ số rỗng ban đầu: e0 = 1,2
- Độ cố kết yêu cầu: Ut = 70%
2. Xác định hệ số thời gian Tv tương ứng với độ cố kết Ut = 70%:
Theo biểu đồ quan hệ giữa Ut và Tv (hoặc bảng tra), với Ut = 70%, ta có Tv ≈ 0,403.
3. Tính toán thời gian cần thiết t:
Vì dưới nền đất sét yếu là lớp đất cát nên đất sét thoát nước ở cả hai mặt (thoát nước hai phía). Do đó, chiều dài đường thoát nước H = h/2 = 6/2 = 3m.
Công thức tính thời gian cố kết:
t = (Tv * H2) / Cv
Thay số vào:
t = (0,403 * 32) / 0,36 = (0,403 * 9) / 0,36 = 3,627 / 0,36 ≈ 10,075 tháng
Vậy thời gian cần thiết để đạt độ cố kết 70% là khoảng 10,07 tháng.