Xin chào mọi người.
Đây là Enta.
Trong bài trước, tôi đã viết về độ cứng của đất.
Và, lần này thìChúng ta sẽ đi sâu tìm hiểu về độ bám dính c (kN/m²).
Định nghĩa về lực bám dính
Lực kết dính (cohesion, ký hiệu: c) là đại lượng định lượng hóa lực khiến các hạt đất có xu hướng bám dính lẫn nhau.
Đơn vị được biểu thị bằng kN/m² và là chỉ số không thể thiếu khi đánh giá các đặc tính về cường độ của nền đất.
Nếu “khả năng bám dính” này cao, mặt dốc hoặc mặt đào sẽ khó bị sạt lở; ngược lại, nếu khả năng này thấp, đất đá sẽ không thể tự giữ vững và dễ bị sạt lở.
Hình ảnh về lực bám dính
Đất cát (cát khô) → Độ bám dính ≒ 0, tơi xốp và dễ vỡ vụn.
Đất dính (loại đất sét) → Có độ bám dính cao, bề mặt tường dễ đứng vững.
Ví dụ, khi nặn “viên cát” trong hộp cát, cát khô sẽ không giữ được hình dạng, nhưng cát có chứa nước hoặc đất sét thì sẽ kết dính lại với nhau.
Chính “tính chất đông cứng” này chính là lực bám dính phải không.
Ý nghĩa của các con số
Ví dụ, trong trường hợp c = 20 kN/m²,
Điều này có nghĩa là đất được giữ vững không bị sạt lở nhờ lực 20 kN (khoảng 2 tấn) tác dụng lên mỗi mét vuông diện tích mặt cắt ngang.
Để hình dung cụ thể, hãy xem xét một mặt cắt ngang có diện tích 1 m²,
Nó sở hữu “độ bền bổ sung” để có thể chịu được tải trọng 20 kN ≒ 2.000 kgf (khoảng 2 tấn) mà không bị sụp đổ.
Sức mạnh này thể hiện dưới dạng ’thành phần bám dính“, vốn vẫn tồn tại ngay cả khi ”căng thẳng hiệu dụng (σ’)” và “góc ma sát (φ)” đều bằng không.
Công thức tính cường độ cắt:=+σ′⋅tan
Ngay cả khi σ’ = 0, τ vẫn bằng c và lực cản 20 kN/m² vẫn xuất hiện.
Về mặt thiết kế, dựa trên tiêu chuẩn phá hủy Mall-Coulomb,
Độ bền cắt được đánh giá theo công thức τ = c + σ’・tanφ (trong đó σ’ là ứng suất hiệu dụng, φ là góc ma sát nội tại), và c được coi là “thành phần bám dính không đổi” trong đó.
Tại sao điều này lại quan trọng?
Tính toán độ ổn định của mặt dốc: Lực bám dính càng lớn thì độ ổn định càng cao.
Khả năng khoan: Cần thiết để ước tính thời gian tự đứng vững.
Thiết kế nền móng cơ bản: Yếu tố thiết yếu để đánh giá khả năng chịu lực và nguy cơ sạt lở.
Đặc biệt, tại công trường, việc xác định xem đó là đất cát có độ bám dính gần như bằng không hay đất sét có độ bám dính cao là một điểm quan trọng trong giai đoạn thi công.
Lực bám dính c [kN/m²] = Lực bám dính của đất.
Trong đất cát, giá trị này gần như bằng không, còn trong đất sét thì giá trị này lớn.
Trong công thức toán học, đây là hằng số trong “công thức Mole-Coulomb”.
Đây là yếu tố bắt buộc trong tính toán ổn định mái dốc.
Và điều mà các kỹ sư cần lưu ý là giá trị c thay đổi đáng kể tùy thuộc vào loại đất và tỷ lệ độ ẩm.
Chính vì thế mà bạn mới hiểu được tầm quan trọng của việc xả nước, phải không nào?
Hẹn gặp lại nhé.
