UNIVERSITI SAINS MALAYSIAKAMPUSCAWANGANPERAK

Peperiksaan Semester IISidang Akadernik 1997/98

FEBRUARI 1998

EAJ443//4 .. KEJURUTERAAN GEOTEKNIK LANJUTAN

Masa: [3 Jam]

Arahan Kepada Calon: ..

1. Sila pastikan kertas peperiksaan ini mengandungi SEMBILAN (9) muka suratbercetak termasuk larnpiran sebelum anda memulakan peperiksaan.

2. Kertas ini mengandungi ENAM (6) soalan. Jawab LIMA (5) soalan sahaja.Markah hanya akan dikira bagi LIMA (5) jawapan PERTAMA yang dimasukkandi dalam buku rnengikut susunan dan bukannya LIMA (5) jawapan terbaik.

3. Semua soalan mempunyai markah yang sarna.

4. Semua jawapan MESTILAH dimulakan pada muka surat yang baru.

5. Semua soalan MESTILAH dijawab dalam Bahasa Malaysia.

6. TuIiskan nornbor soalan yang dijawab di luar kulit buku jawapan anda.

123... 2/-

- 2 -

1. Pelan asas sebuah bangunan adalah seperti Gambarajah 1.

[EAJ443/4}

20m 20m

40m

II 20mA

. I I40m .

20m

B

Gambarajah 1

40m

Tegasan menegak ke atas asas ialah 20 kPa pada kawasan I dan 30 kPa padakawasan II.

(a) Lakarkan dan bincangkan pengagihan tegasan sentuh (contact pressure) dibawah asas yang membawa beban seragam di kawasan tanah pasir dan tanahlernpung.

( 5 markah)

(b) Dengan mengunakan carta FADUM di Lampiran A, kira tegasan menegakpada kedalaman 5 meter dari perrnukaan tanah.

(1I markah)

(c) Sekiranya ada satu beban titik pada titik B seberat 3000 kN, kira jumlahtegasan menegak pada titik A' di kedalaman 20 meter dari permukaan tanah.Pengiraan beban titik boleh dijalankan mengunakan keadah Boussinesq.

3QzJ

cr =-­z 2rcR'5

( 4 markah)

2. (a) Nyatakan dan bincang komponen enapan keseluruhan yang akan tcrjadi apahilasesuatu beben dikenakan ke atas permukaan tanah.

( 3 markah)

(b) Senaraikan EMPAT (4) kaedah yang balch digunakan untuk mendapatkan nilaikeanjalan elastik. Bincangkan salah satu dari kaedah tersebut.

( 4 markah)

... 3/-

- 3 - [EAJ443/4]

2. (c) Satu asas pad saiz 4 m x 4 m membawa beban 180 kNI ]TI2 dibina 1.1 m di bawahpermukaan tanah berpasir. Aras air tanah ialah pada 3 In dari permukaan.Ketumpatan pasir di atas paras air ialah 17 kN/ m2 dan ketumpatan tanah di bawahparas air ialah 19 kNI m2

.-

(11 markah)

Berdasarkan keputusan ujian penusukan seperti di bawah ini,

'z (rn) 1.2 1.6 2.0 2.4 2.6 3.0 3.4 3.8 4.2

qc (MN/m2) 3.2 2.1 2.6 2.4 5.0 6.2 '6.0 4.5 5.0

z (m) 4.6 5.0 5.4 5.8 6.2 6.6 7.0 7.4 8.0qc (MN/mL

) 4.6 4.9 9.8 8.8 8.6 9.9 15.0 J2.9 14.0

Kira enapan mengunakan keadah SCHMERTMAN.Persamaan berikut boleh digunakan:

S = C 1C2QnL [Iz8z]/EE=2qcCJ=1-0.5[cr'o/qn]C2= 1

Terangkan juga hubungan pekali C 1 dan C2 dalam persamaan di alas.( 2 markah)

3. (a) Bincangkan EMPAT (4) jenis asas yang selalunya digunakan untuk rnenanggungkesemua beban struktur dan nyatakan kescsuaian setiap satunya. Gunakan rajahdan lakaran untuk menerangkan jawapan anda.

(6 markah)

(b) Terangkan maksud perkataan "kecekapan kumpulan cerucuk" yang anda faham.(2 markah)

(c) Satu kumpulan cerucuk 3 x 3 dipacu ke dalam suatu lapisan tanah Iempung untukmenyokong suatu beban struktur yang besar dari satu tiang pada sebuah bangunan .Panjang cerucuk adalah 15 m dengan garispusatnya sebesar 300 rnm. Sekiranyajarak antara cerucuk di daJam kedua-dua arah adaJah 700 mrn, tentukan kecekapankumpulan cerucuk menggunakan kedua-dua kaedah iaitu "kaedah lazirn' dan"kaedah converse-Labarre". Kekuatan ricih tanah Jempung adalah 40 kPa dengannilai a sebesar 0.45.

(Gunakan anggapan di mana perlu)(12 markah)

.. .4/-

- 4- [EAJ443/4]

4. (a) Terangkan kelakuan keupayaan penanggungan beban untuk cerucuk terpacu danjuga cerucuk tenjara apabila diletakkan di atas dasar batuan.

( 6 markah)

(b) Satu cerucuk terjara bergarispusat 700 mm akan dipasangkan ke dalam batuanjenis "batu-lumpur" yang lemah melalui suatu Iapisan tanah Jempung setebal 15 m.di atasnya. Ujian dan pemeriksaan ke atas sampel batuan menunjukkan nilai RQDadalah 30% dan purata kekuatan mampatan satu paksi adalah 6 MN/m2

• Tentukankedalaman soket batuan yang diperlukan untuk beban cerucuk yang dikenakanbersamaan dengan kekuatan maksima konkrit dalam ad cerucuk.

(Cu = 30 kPa, ex =0,45, Fs =1.0, Fb =3.0).

GunakanLampiran B dan buat anggapan di mana perlu.(14 markah)

5. (a) Apakah langkah-langkah yang diambil untuk penyiasatan tapak? Terangkan setiapkomponen yang diberikan.

(5 markah)

(b) Apakah yang dimaksudkan dengan Ujian Penusukan Piawai (SPT) dalam lubangjara. Terangkan kegunaan ujian tersebut.

( 5 markah)

(c) Suatu SPT telah dijalankan pada kedalaman 60 m dalam tanah pasir dengan unittanah tersebut 18 kN/m3

• Keputusan daripada ujian tersebut mendapati N - 40hentaman. Tentukan pembetulan Nilai - N dengan menggunakan 3 kaedah danbandingkan.

( 5 markah)

(d) Komen Nilai Spt dari Lampiran C yang diberi. (-5 markah)

6. (a) Apakah yang berbeza di antara ujian kon statik dan ujian Kon dinamik?( 5 markah)

(b) Daripada Log lubang jara, Lampiran C, terangkan diskripsi tapak secara umum.( 5 markah)

(c) Daripada data yang diberi (Lampiran D). dapatkan ciri-ciri tanah daripada ujianyang dijalankan dan tambah jika perlu aspek-aspek lain yang ditemui. (Semuarujukan diberi dalam Larnpiran E).

(10 markah)

000000000

(EM 443/4)Lampiran A

STRESSES FROM ELASTIC THEORY

10

I l-' I I I !, mz--../ "II---- r- ~,nz;/. q /

:.:

. -Z'. .".....-- 2.0-- t I

~~ I

Z t It---1.. JtTt ---I I~ I 1.0

I

j~r.-: I(11 = ql, O.I .--

IA~IJIVI0.6 - - ..

V /

~1/1 IIV I O.~

l;1v;/ K'/-J oJ-,ll./

;~Vv I..... .~ I ! I/1.VI

/0VV ......( I I 10.3 I !V- I ~ i ! I I I

~V;V' V·~

V'..... I I I II1/ V 0.2

A~~v ~~I--'~ I,..

~~ V 0.1 I !

/~"'"

"",--- I I I~ -~---~-- -- 0

0.28

o0.1

0.26

0.22

0.24

0.16

0.12

0.18

0.20

0.10

0.04

0.08

0.06

0.02

I, 0.14

m

(EJ\J 1)/1:1/ '1)Lampiran B

Rock socket skin friction. = fs = (l p que

~ O.8J----"'---+---------t--------1oo4!r::.9 O.6~----44---:-------t-------_1....u.::J\JQ).......~ 0,,4(Joen~(J.

~ O.21-------4---~~~::---_+_----_:__--_1

1 . 10Unconfined compression strength que (MN/m 2

)

Fig. ~::.~ . Rock socket skin friction related to the uniaxialcompression strength of intact rock.

1.0

0.2 150.20.2-0.5 ,.5-0.8

0.8

1515-88-55-1t

ROD Fracture% frequency i

per m0-25

-t-----I25-50

50-7575-9090-100

... Upper limit~~I~~Strong rocks

Lower n';'it"S- ~-0.2 0.4 0.6

Mass factor i = ErnIE,

f--II---~~--- ..._,..,£_--I---r- -~20 Q)......,QJ

E....Q)a.~cQ):::J

.8-1.0 0-1---'~----_t__---'--~..........-~ 10 e

'-

e:Jue

LL

en. 0.8L-

atJuJ!c:a 0.6'tlQ)......0u- 0.4QJ

...)(U0en

is0 0.2a:

1.0,...----r-----T----r-------.."..25

Fig. :.;. ,~ Correction factor for rock socket skin friction allowing fordiscontinuities.

(EM tl1J/1)Lampiran C

- ~£0 CO

I I~ :

0 InIn M.... In

'" eO .,;I: In crtc 2 w

I'"

"-Itt,

~

i IIl ~i ~

i ~

i i{ =..

~Ifir c ....Ii 1=

l;~

w ;ot

-10Oa:

= :1:0~ Wt)

CI:w.. Ocr... a:»

•a•I,,I

r

I.

!.i. " 0II: • •..lie

.a

::!

•.. &

! •'Il- i

{ 'J •& i t• ~ it :: ! 1~

I- Ifi i ..1

: : f ,.. ., ..I- il J I.: .

8 ! .\ D 8.,.. .; ...

8 8 ~.. ~ ~

I': :: t~ 'f ~

'!~"0

..

:: .;

!

8..

..•c:

IfI

1 •~

.,IB 1s

! -, t}..I~:~••It

'THICK·.........~

DlI"nt~ ,.....

cue(UYlL

l"'!

P2c~;.0

YM......%..

8..i li ..

c

i ~c SWI 3..Dfl"'lMTO••,tI, ...

DAnANII ;:CK""CW' l;!

1OM(I1... :CK""tM1

..~..

{IS flO !0 i r: : f.~ i t

t •. '" I ~r: r: fil il R·

I:I.. UOIIID

•

Ia

~

.~ I

!

- i"-( EM 443/4 )

lampiran D

-I,- m

-8N8- ::1

I

8

-- 01-- - 'rL-- 1

-- ~

J".. ~ .......,. .!0­

J

f----;;-

~~!

~lEii i .

Mo:- 0 1,.~ ;:"'-

E .,.., r

f--l- f

i s:.-~'

ill"

: ~'---

130

L

GUIDE FOR ESTIMATING SOIL TYPE fROM DUTCHFRIC~TIOH -CONE RATlO '( BEGEMANN MECUANICAL TIP)

'-1f~

..--t

reat

tlaf'

~ttL_i~'ArN· ­ALlUVI~\. ·(LAy,

£LE C!:Tt<...Ic

o.frlcllDn nlla, H, 1-/. J

2

1086,-

'0 I ' r I , t I

""s" 1;;;- 0·8~ 0-6~

.; 0·4.uc,.

0+4·a 0·2..L-

U IC i~ 0-1 I I I

.MotU: . ! ... Lla,uc .... OUUI, I. n. T"t .1.

• It... MI'd II..... uut c.tUIt-t.... In '111.,..... .. .

t D".";.' " ... W.r' If •• ' ......1'''''1 Ia' 'lid 1& tlucl,n., I.M.rlk ,",II., ,..,.... ..

B D.... It SILT-SAHO I! c....... MIXTURES:I -- .

....:J- -----f- CLAYEY ~SAHDS I 7

-~D AND SILTS / SANDY AUD SlUr ,/z... ~ 11ND. / CUYS ~i

-~mSENSlTlVE

I7 HOIl-riSSUREC"L INORGANIC

§CUyI

--- VlrJ ,SlIff

/. I V --LHII ' ......' -"'-."'"

SII If ;,""...."........ /"-...-I I -.... /

"'p." -r Ihdlu.. .I - ORGAIUC

I .............--. 7 CLAYS a 1~IXED_ SOilS

Soft I --,rica...."\1V•••• I Dec..... I, I---t-----Au.ntl.1I lu Vlh....1~ 'a'....•U", •II. 'U' .1'" .".t4 VU, SoU .

I . , I I ..I o , .2 : 3 . 4 5 -: 6 :I

FIRICTIOH RATIO•.(SLEEVE FRICTION/CONE BEARING). -,.

~1000

~

--:.::.; •~ z::: •"'" ro~ s.-........ Ii:2~

'·.4

:.=:2(J......

"--"~ ~

15 I

Lt-C/)I-

:5 lao

~•,

u~lJ ..

\

()'(J)Z

\ ii:~

2UICD&.aJz· to0u •x

~I

c4