Đối tượng nghiên cứu của cơ học đất

Bạn đọc khi muốn trở thành một kỹ sư xây dựng giỏi nên bỏ thời gian tìm hiểu một vấn đề có tầm quan trọng lớn cho mọi công trình đó là tính chất các tầng lớp của vỏ trái đất. Có thể thấy rõ mọi công trình xây dựng đều phải tựa lên đất, đất là cái nền đà công trình. Công trình càng to lớn thì sức nặng của nó đè lên đất càng mạnh.

Khi mặt đất chịu tác dụng của các lực do nhà cửa, cầu cống truyền xuống, chúng ta thường thấy phát sinh các hiện tượng lún, nghiêng lệch hoặc nứt nẻ thậm chí sụp  đổ cả công trình. Các hiện tượng này đều gây tai hại và nguy hiểm cho người sử dụng.

Những hiện tượng phát sinh nói trên thường do đất bị tác dụng của lực quá lớn  từ công trình truyền xuống, đất không chịu nổi nên bị biến dạng hoặc phá hoại. Để đảm bảo an toàn, bền vững cho các công trình xây dựng người kỹ sư phải nắm được tính chất chịu lực của đất. Đáp ứng yêu cầu thực tế này, một môn học mới đã hình thành gọi là Cơ học đất. Môn học này chuyên nghiên cứu tính chất chịu lực của đất, các hiện tượng xảy ra trong đất khi có tác dụng của lực, cách tính toán để khắc phục các hiện tượng bất lợi sinh ra và đảm bảo cho công trình sử dụng được lâu dài.

Nội dung nghiên cứu của cơ học đất có liên quan đến một số môn học khác như  địa chất công trình, cơ học đá, nền và móng.

Trong quá trình phát triển của mình các môn học này xen lẫn vào nhau, có những nội dung trùng lặp cùng được trình bày ở một số môn. Do đó người ta có xu hướng gộp chung các môn học địa chất công trình, cơ học đất, đá, nền và móng thành một môn học là Địa kỹ thuật (Geotechnics).

Nội dung môn học Địa kỹ thuật như vậy thì quá nhiều vả lại việc cải tiến sắp xếp nội dung để tránh trùng lặp hiện nay chưa tiến hành được. Do đó ở Trường Đại học Giao thông Vận tải tuy đã hình thành bộ môn Địa kỹ thuật và "Trung  tâm nghiên  cứu và xử lý địa  kỹ thuật" nhưng trong giảng dạy các môn học vẫn được giới  thiệu riêng và có sự phối hợp để tránh trùng lặp lãng phí thời gian.

Nội  dung và đặc điểm của cơ học đất

Cơ học đất là một môn học cơ sở kỹ thuật, các kiến trúc của nó sẽ được ứng dụng trong các môn học khác như: Nền và Móng công trình, Đường bộ, Đường sắt, Đê, Đập thuỷ lợi và các công trình chắn giữ đất.

Đất là đối tượng nghiên cứu chính của cơ học đất.

Đất là một loại vật chất phức tạp, rất không đồng nhất. Tính chất của đất ở mỗi nơi mỗi khác, không khi nào có số liệu giống nhau hoàn toàn ở hai địa điểm thăm dò. Tính chất mỗi loại đất phụ thuộc vào nguồn gốc và quá trình hình thành nó, bản thân đất ở mỗi vị trí nào đó cũng luôn tự biến đổi trong quá trình tồn tại.

Do sự phức tạp này mà mỗi khi xây dựng công trình ở nơi nào người ta đều phải khoan lấy mẫu đất lên để xác định cụ thể các tính chất của nó, nghiên cứu xem đặt nền móng công trình ở đó có đảm bảo sự an toàn, lâu bền, vững chắc?

Môn Cơ học đất sẽ cung cấp cho bạn đọc kiến thức để có khả năng đánh giá tương đối toàn diện về đất.

Nội dung môn học gồm các phần sau:

Chương  1. Tính chất vật lí của đất.

Chương  2. Tính chất cơ học của đất.

Chương 3. Sự phân bổ ứng suất trong đất dưới tác dụng của tải trọng ngoài.

Chương  4. Tính toán lún của nền đất.

Chương  5. Tính toán sức chịu tải của nền.

Chương  6. Tính áp lực đất lên công trình.

Chương  7. Tính toán ổn định các mái đất.

Vì đất là một vật chất phức tạp, việc thể hiện bản chất của nó cũng như các hiện tượng sinh ra trong đó đều không dễ dàng.

Đối với mỗi vấn đề liên quan  đến đất thường có nhiều ý kiến đề xuất  giải quyết dựa trên những giả thiết khác nhau.

Có nhiều bài toán còn chưa khẳng định được giả thiết nào là đúng hoặc hợp lí hơn.

Vì vậy trong cuốn sách này nhóm tác giả sẽ trình bày trước hết là những nội dung chủ yếu đã được nhiều người công nhận và được cho phép dùng vào các quy trình tính toán thiết kế. Cách làm như vậy để nhằm giúp cho bạn đọc có thể biết cách ứng dụng trong thực tế.

Tiếp sau đó nhóm tác giả sẽ phân tích những  thiếu sót của phương  pháp tính toán đang được dùng và giới thiệu các phương pháp khác nữa cùng các ưu, nhược điểm của nó. Nhóm tác giả cho rằng cách trình bày như vậy sẽ giúp bạn đọc các kiến thức đáp ứng nhu cầu thực  tế và mở rộng hơn mà không làm lẫn lộn các vấn đề với nhau.

Nhóm tác giả cũng cố gắng trình bày cả các thành tựu mới nhất trong việc nghiên cứu và giải quyết mỗi vấn đề, các bạn nào có yêu cầu tìm hiểu sâu hơn có thể nhận  được những khái niệm ban đầu giúp các bạn đọc các tài liệu liên quan được dễ dàng.

Một đặc điểm của môn học này mà các bạn sẽ thấy là nội dung của nó không phải liên tục về một vấn đề từ dễ đến khó, mà là thể hiện các kiến thức về nhiều mặt đối với đất. Mỗi chương là một vấn đề riêng được trình bày trọn vẹn.

Sau khi học xong mỗi chương các bạn sinh viên hãy tự hỏi mình xem chương đó nói về những vấn đề gì, ứng dụng những công thức nào và trình tự ra sao?

Các giáo trình khác thường giới thiệu lịch sử phát triển môn học ngay ở những trang đầu, lần này nhóm tác giả sẽ để ở cuối cuốn sách, sau khi các bạn đã có những kiến thức nhất định về môn học và đã làm quen với tên các nhà bác học trong lĩnh vực này.