Các loại mô đun biến dạng của đất

Mô đun biến dạng của đất là một trong những thông khó ước tính nhất vì nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Trong đó có một yếu tố rất quan trọng, đó là quy trình gia tải. Mô đun biến dạng của đất là một thông số phụ thuộc vào cấp tải trọng. Do đó việc lựa chọn giá trị mô đun biến dạng cần lấy theo điều kiện về tải trọng.

Giá trị mô đun biến dạng thường được xác định thông qua đường quan hệ ứng suất biến dạng. Theo giả thiết của lý thuyết đàn hồi, biến dạng có quan hệ tuyến tính với ứng suất tác dụng. Tuy nhiên, điều này không đúng với đất. Đường quan hệ giữa ứng suất biến dạng của đất là đường cong. Do đó việc xác định giá trị mô đun biến dạng tùy thuộc vào ứng suất. Lưu ý,
độ dốc của đường cong ứng suất không phải là mô đun của đất nhưng có liên quan tới mô đun và có thể sử dụng đường cong ứng suất để xác định mô đun của đất.

Từ đường cong ứng suất theo kết quả thí nghiệm, có thể xác định được nhiều loại mô đun khác nhau (Mô đun cát tuyến, mô đun tiếp tuyến, mô đun dỡ tải, mô đun gia tải lại hay mô đun tuần hoàn). Chọn loại mô đun để tính toán cần căn cứ vào bài toán thực tế. 

 

Hình 1: đường cong ứng suất biến dạng và độ dốc của đường cong ứng suất xét ở các điều kiện khác nhau, tương ứng với các loại mô đun khác nhau.

Nếu lấy độ dốc của đường vẽ từ điểm gốc đến một điểm trên đường cong(trong đoạn O đến A trên hình 1), sẽ được độ dốc cát tuyến Ss và dùng để tính toán modun cát tuyến. Có thể sử dụng giá trị mô-đun này để tính toán dịch chuyển do tăng 1 cấp tải như trường hợp tính lún gia tăng khi xây thêm 1 tầng nhà.

Nếu lấy độ dốc của đoạn AB, độ dốc Su dùng để tính mô đun biến dạng khi dỡ tải Eu. Có thể dùng giá trị mô đun này để tính biến dạng trồi lên ở đáy hố đào hoặc độ hồi phục của lớp mặt đường sau khi bánh xe lăn qua.

Nếu xác định theo đoạn BD, độ dốc của đoạn khi gia tải lại dùng để tính Er (mô đun gia tải). Giá trị môđun này dùng để tính dịch chuyển ở đáy hố đào khi lấp lại hoặc khi đặt công trình có tải trọng tương đương với phần đào đi hoặc tính biến dạng của lớp mặt đường chịu tác dụng lại của tải trọng bánh xe.

Nếu xác định theo đoạn BC, độ dốc của đoạn gia tải chu kỳ dùng để tính mô đun tuần hoàn Ec. Mô đun này (cùng quy luật thay đổi theo số vòng lặp) được dùng để tính lún của móng khi chịu tải trọng lặp theo chu kỳ.