Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Phân tích ổn định bờ sông bằng phương pháp kè khu vực sông Cổ Chiên Thành phố Vĩnh Long

Biéu thức tổng quát tính toán On định tổng thé công trìnhBan chất việc tính toán ôn định tong thé là kiểm tra ôn định của nền đất có xétđến ảnh hưởng chống trượt của các câu kiện mà mặt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DƯƠNG BINH HAN

PHAN TÍCH ON ĐỊNH BO SONG BANG PHƯƠNG PHAP

KE KHU VUC SONG CO CHIEN

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS Chau Ngọc Ấn

Cán bộ cham nhận xét 1: PGS.TS Dương Hồng Tham

Cán bộ cham nhận xét 2: TS Lê Trọng Nghia

Luan văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai học Bách Khoa, DHQG Tp HCMngày 14 tháng 8 nam 2015

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi của Hội đồng cham bảo vệ luận văn thạc sĩ)1 GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ

2 PGS.TS Dương Hồng Tham3 TS Lê Trọng Nghĩa

4 TS Nguyễn Việt Tuan5 TS.Dang Dang Tung

Xác nhận của Chu tịch Hội đồng đánh giá LV va Trưởng Khoa quản ly chuyênngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ TS.Nguyễn Minh Tâm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Tp HCM, ngày tháng năm 2015

NHIỆM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨHo và tên học viên: DƯƠNG BINH HAN MSHV:11864417Ngày, tháng, năm sinh: 29/02/1980 Nơi sinh: Vĩnh LongChuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng (CT) Mã số: 60.58.61Khóa ( Năm trúng tuy én ) : 2011

I TÊN DE TALPHAN TICHON DINH BO SONG BANG PHUONG PHAP KE KHU VUC SONG COCHIẾN THÀNH PHO VĨNH LONG

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Tổng quan về các phương pháp tính toán ồn định bờ kè ven sông.- Các cơ # lý thuyết toán 6n định bờ kè ven sông va quan hệ ứng suất - biến dạng đấtnền dưới và sau kè

- Tính toán ôn định cho công trình bờ kè thực tế ven sông C6 Chiên thành phố Vĩnh Longbăng Plaxis và Geo — Slope

Ill NGAY GIAO NHI EM VU : 19/01/2015IV NGAY HOÀN THÀNH NHI EMVU © : 14/06/2015

V.CÁN BO HUONG DAN :PGS.TS Châu Ngoc AnNội dung va dé cương Luận Văn Thạc si đã được Hội Đồng Chuyên Nghanh thông qua

CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA

ĐÀO TẠO QL CHUYEN NGÀNH

PGS.TS CHAU NGOC AN TS LE BA VINH TS NGUYEN MINH TAM

Luận văn tốt nghiệp được hoàn thành không những từ nỗ lực banthân học viên mà còn nhờ sự hướng dan nhiệt tinh của quỷ thay cô, dongnghiệp và bạn bè thân Hữu.

Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến thay Châu Ngọc An,người đã giúp đỡ, chỉ dan tận tình trong thời gian thực hiện Luận văn, giúpcho học viên có được những kiến thức hữu ích, làm nên tang cho việc họctập và công tác sau nay.

Xin chân thành cám ơn quý thay cô bộ môn ngành Dia kỹ thuật xâydựng đã nhiệt tình giảng day trong thoi gian qua.

Xin chân thành cảm ơn quý thay cô trong bộ môn Địa cơ Nên móngđã quan tâm giúp đỡ tạo mọi điều kiện tot nhất trong thời gian học viênthực hiện Luận văn.

Cuối cùng, xin cám ơn gia đình và các bạn bè thân hữu đã độngviên, giúp đồ học viên trong thời gian hoc tập và thực hiện Luận van.

Cân Thơ, ngày 12 tháng 06 năm 2015

Học Viên

Dương Bính Hán

Sạt lở bờ sông trong những thập niên gần đây, đã gây nhiều thiệt hại vềngười và của cải vật chất cho người dân và chính quyền địa phương ở Việt Nam,đặc biệt là ở khu vực Đồng Bang Song Cuu Long.

Đồng Bang Sông Cửu Long là nơi xảy ra nhiều nhất Việc tính toán và thiếtkế những công trình bảo vệ bờ sông đã gặp nhiều khó khăn về van đề ôn định vàbiến dạng của công trình ven sông ở Đồng Băng Sông Cửu Long

Mục đích của luận văn là nghiên cứu các lý thuyết tính toán ôn định và biếndạng của bờ kè ven sông Béng Băng Sông Cửu Long, nhằm tim ra giải pháp tínhtoán và cầu tạo hợp lý cho loại công trình này

ABSTRACT

Riverbank erosion and sliding which had caused considerate damages tolocal people and the Government for recent decades in Vietnam, exspecially insome areas of the Mekong Delta.

The Mekong Delta was place where these happened most The measuringand designing works to protect the riverbanks had to face with many difficultproblems which were related to the deformation and stabilization of riverbankworks in the Mekong Delta.

The main purpose of this Thesis is to study theories of the deformation andstabilization for the river embankment in the Mekong Delta, to point out themeasure solution and reasonable infrastructure for this kind of work.

Tôi xin cam đoan luận văn nay là do tự bản than thực hiện va không sao chépcông các công trình nghiên ứu của người khác để làm sản phẩm riêng của mình.Luận văn được hoàn thành có sự hỗ trợ từ giáo viên hướng dẫn là PGS.TS ChâuNgoc An Số liệu địa chất và kết quả tính toán công trình bờ kè được tham khảo từcác công trình thre tế đã va đang thi công ở khu vực Vĩnh Long Ngoài ra còn cótham khảo những phân tích, nhận xét, đánh giá của các tác giả, tổ chức, cơ quanchuyền nghành.

Nếu phát hiện có bất cứ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệmtrước Hội đông, cũng như kêt quả luận văn của mình.

Cần Thơ, ngày 12 tháng 06 năm 2015

Học viên

Dương Bỉnh Hân

MỞ ĐẦUCHUONG 1: TONG QUAN VE CÁC PHƯƠNG PHAP TÍNH TOÁN ON ĐỊNHBO KE VEN SONG LH HH HH HH re |

1.1 Tổng quan về công trình bảo vệ bờ kè - sex cxexcxở |1.2 Một số dang cấu tạo bờ kè ven sông thường dùng -. - 5: |1.2.1 Bờ kè mái nghiÊng - - 2111110110111 1111111111188 5511111 re |1.2.2 Bờ kè tường CU gỖ G1 T H11 T TT HH TT TH ưu 21.2.3 Bờ kè tường cừ thép - set SE E11 1811111111111 11x 31.2.4 Bờ kè bê tông cốt thép -¿-¿- - k s99 SE E11 rxrero 41.3 Tổng quan về các phương pháp tính toán ốn định

CONG trimh 8:071084280/) nnnaaddd3 51.3.1 Biểu thức tong quát tính toán ôn định tổng thể công trình 51.3.1.1 Hệ số an toàn 6n định tính theo tương quan giữa lực chống trượt va gây

1.3.1.2 Hệ số an toàn 6n định tinh theo các đặc trưng cường độ của nên đất 61.3.2 Phương pháp tính theo lý thuyết cân bằng giới hạn điểm 71.3.3 Phương pháp tinh theo mặt trượt giả định - << 55552 91.3.4 On định hệ tường gia cố bờ kè chịu tải ngang - - sec: 10CHUONG 2: CÁC CƠ SỞ LÝ THUYET TOÁN ÔN BINH BO KE VEN SÔNGVA QUAN HỆ UNG SUAT - BIEN DANG DAT NEN DƯỚI VÀ SAU KE 11

2.1 Biến dạng của tường bờ kè trên đất yếu ven sng cece 112.1.1 Các sơ đồ bién dang của coc BTCT đóng trên đất yếu ven sông 112.1.2 Sự thay đổi hình dang biểu đồ áp lực đất và biến dang dạng khi thay đồichiêu sâu chôn cừ t, của cọc bản CO Ï NEO - c1 xe 13

2.2 Biến dạng của nén đất yếu sau tường bờ kè 5° s x+xe+xecxeee 16

2.2.1.1 Xác định chiều sâu vùng hoạt động (H,) trong nên đất yéu 172.2.1.2 Tính toán độ lún 6n định do biến dạng nén chặt trong giai đoạn

CO kết thứ nhất -¿- ¿52522 Sx‡Ex‡EEE2EE2312112321212111112112111111111 111.1 cv 202.2.1.3 Tính toán đ 6 lún do biến dạng từ biến trong giai đoạn cô kết thứ 2 252.3 Xác định độ lún theo thời gian: (Trong giai đoạn cố kết thứ 1) 352.3.1 Xác định độ lún theo lý thuyết cố kết thấm

của Terzaghi — Œ€TX€VATIOV << 3331111111119 1111 11T 005561 ke 352.3.1.1 Trường hợp nền đồng nhất (Bài toán 1 chiều) : 352.3.1.2 Trường hợp nền có nhiều lỚp -¿- - + s+E+E+EeEeEE+EEEeEekekeeeeereeesee 422.4 Tính toán ồn định tong thé của khối dat đắp ven sông (Chưa xét đến kếtcầu của bờ kè ) - tt v11 915111111111 1111111111011 T111 H100 re 48

2.4.1 Tính sức chịu tải của nền đất yếu theo tai trọng an toàn (P„¡) 482.4.2 Ôn định tong thé của khối đất và tường chăn 5-6 +s+s+esescse 512.4.2.1 Nội dung phương pháp mặt trượt trụ tròn «<< <<<<++++2 532.4.2.2 Phương pháp Fellenius << << << 55+ 13333333333 £33555555555exxxee 552.4.2.3 Phương pháp đơn giản hóa của BIshop -<<<<<<<<s<sss+sss 562.5 Tính toán áp lực đất tác dụng lên tường bờ kè (Dạng tường cọc bản) 572.5.1 Các phương pháp dựa trên lý thuyết Coulomb - s6 +s+s+sssse 572.5.2 Tính toán áp lực đất theo phương pháp cân băng dẻo

và lý thuyết RANKINEE - - - 1111191515 111111 1 11c TH H111 1 ngư 592.5.3 Tính toán áp lực chủ động của đất dính có xét đến điều kiện nước nổi (ngậplũ) và mưa nÏhiỄU - - - SE SE cc3 3 S1 1111915151 1111111111111 1101 xrxr 61

2.6 Phuong pháp tính toán tường cọc DAN cccccccssssse2 63

2.6.1 Các phương pháp tính toán cọc và cọc bản chịu lực ngang 63

2.6.3 Phương hướng 2: Tính theo phương pháp phan tử hữu han (FEM) 65CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHAP PHAN TỬ HỮU HAN VỚI CÁC MÔ HÌNH DATMC TRONG PLAXIS VÀ GEO-SLOPE ocsccccccerrriec 81

3.1 Mô hình đất nên cho bài toán nền đất chịu tác dung của tai trong 813.1.1 Mô hình Mohr — CoulomDÙ - - 11199 111 9 1 ng ng re 813.1.2 Những thông số co bản của mô hình Mohr — Coulomb - 843.2 Lý thuyết CO Ket cccccccscscecscesecscecssscscscscscscscscscessesvsesvsvsvevevevavavavaeas 873.2.1 Phương trình co ban của lý thuyết cố KẾT ¿+ + s+x+x+x+xeeeeseseee 873.2.2 Phương pháp phan tử hữu hạn giải bai toán cố két - 5: 883.3 Tính toán On định tong thé bang phan mềm SLOPE/W 89CHUONG 4: TINH TOÁN ÔN ĐỊNH CHO CONG TRINH BO KE THỰC TE

VEN SÔNG CO CHIEN THÀNH PHO VINH LONG BANG PLAXIS 90

4.1 So lược về công trình kè bảo vệ bờ sông Cổ Chiên,thành phố Vĩnh Long - - SE E9 91918111111 111gr reg 90

4.2 Sự C6 đã Xảy Fa - tt 11111 HT TT TT TT HT ng ng nưkg 904.3 Điều kiện địa chất - s11 ng rgưki 914.4 Tính toán hoạt tải bền trên GGGQQQnQQnnnnnHSs SH 111 11111 re, 944.5 Tính toán biến dạng nên đất yếu sau lưng tường - s2 954.5.1 Tính toán bién dạng theo phương đứng ¿<< + x+x+x+xeeeesesese 954.5.2 Kiểm tra sức chịu tải của nên đất yếu theo tải trọng an toản 994.5.3 Kiểm tra ôn định tổng thé của bờ đất ven sông - 5 s+ssc+escse 1004.6 Ứng dụng kết qua nghiên cứu để tính toán kiểm tra 6n định bờ kè 1014.6.1 Nội dung tính fOáñ - 5 2211111111111 1111111111188 5111111 re 1014.6.2 So sánh và nhận X€t oc ccceeeccccccceeessseccccceeesseecccsseeesesccssseeessesscsseeees 1014.7 Ung dụng kết qua tinh toán và chon giải pháp hợp ly cho công trình 123

4.9 Kết luận 4.10 Kiến nghị

Tính cấp thiết của đề tài:Trong những năm gan đây tình trạng sat lở bờ sông diễn ra ngày càng nhiễuvà mỗi lúc càng nghiêm trọng, nhất là ở khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long đãlàm thiệt hại rất lớn về người và tài sản ảnh hưởng đến chiến lược phát triển kinh tếvà an sinh xã lội của đất nước Để góp phân giải quyết tình trạng sạt lở diễn ra hếtsức phức tạp và đa dạng Việc tính toán và thiết kế những công trình bảo vệ bờ sôngđã gặp nhiều khó khăn do nên đất yếu có khả năng chịu tải thấp và độ biến dạnglớn Giải pháp công trình bảo vệ bờ sông thường được chọn lựa là bờ kè Một trongnhững giải pháp hợp lý cho công trình xây dựng bờ kè ven sông là việc sử dụng bảnbê tông cốt thép bảo vệ mái ta luy liên kết với hệ cọc nhằm hạn chế sự dịch chuyểnngang của đất nền ven sông.

Khu vực ven sông có địa hình rất thấp nên trong xây dựng cần thiết phải tiếnhành nạo vét, làm sạch đất tạp và san lấp tôn cao các công trình @ sở hạ tầng venkênh như đường xá, công viên Dưới tac dụng của đất đắp san lap, quá trình cô kếtdiễn ra trong đất nền có thé gây biến dạng và tac động đến độ 6n định tổng thé củabản bê tông cốt thép và hệ thống cọc giữ bố trí ven sông Vẫn dé này đóng vai tròquan trọng hang dau trong tính toán thiết kế các công trình cơ sở hạ tầng các đô thịmới trên đất yếu của khu vực

Nhằm mục đích giải quyết van dé này, tôi chon lựa dé tài: “Phân tíchỗnđịnh của bờ sông bằng phương pháp kè khu vực sông Cổ Chiên thành ploVĩnh Long”

Nhiệm vụ đề tài bao gồm:Tiến hành phân tích dé lựa chọn giải pháp hop ly cho bờ ké ven sông vùngcó đất yêu ở đồng băng sông Cửu Long, khu vực Vĩnh Long nhằm tìm ra giải phápthích hợp vẻ kỹ thuật và kinh tế

Phương pháp nghiên cứu: Sử dụng các phương pháp tính toán thực nghiệm(plaxis và slope/w) và cơ ở lý thuyết để tính toán, lựa chọn giải pháp hợp lý chocông trình bờ kè ven sông trên nên đât yêu.

tải và chuyên vi của bờ kè ven sông ngoài hiện trường còn hạn chê.

TONG QUAN VE CAC PHUONG PHAP TINH TOAN

ON DINH BO KE VEN SONG

1.1 Tổng quan về công trình bảo vệ bờ kèCông trình bờ kè là một trong những phương pháp thường được sử dụng đểbảo vệ các công trình ven sông phố biến khá nhiều trong nước

Tuy nhiên hiệu quả của bờ kè trong việc chống sạt lở tại những khu vực có khảnăng sat lở cao cân phải nghiên cứu bé sung, bởi vì một số công trình đã và đang thicông xây dựng đã bị sự cố gây thiệt hại rất lớn về người và tải sản

Cho nên việc tìm ra được những giải pháp hợp lý trong việc tính toán cho côngtrình bờ kè ven sông là rất cần thiết

1.2 Một số dạng cau tạo bờ kè ven sông thường dùng- Bở kè có mái

- Bờ kè tường từ gỗ- Bo kè tưởng cur thép- Bo kè bê tông cốt thép1.2.1 Bờ kè mái nghiêng

Moo —— —— oo ——

_—— —— _—— _— _— — —— —

Hình 1.1 Cấu tạo các bộ phận của bờ kè mái nghiêng

- Về cầu tạo: Bo kè mái nghiêng thường có 3 bộ phận chính: đỉnh mái, máinghiêng, chân khay.

+ Dinh mái: thường làm bang đá hdc có chiều dày 30 + 50 (cm) hoặc phủbăng tam bê tông cốt thép day 20 + 25 (cm).

+ Kết cầu mái nghiêng: Lát bằng đá hộc lát 1 lớp hoặc 2 lớp, phía trong cótang lọc ngược dày 20 + 30 (cm) hoặc che bang bê tông cốt thép đúc san với kíchthước 200 x 2000 x 25 (cm) Độ dốc m= 1:2 + 1: 2,5

+ Két cau chan khay: chan khay 1a diém tua cho phan mai va dinh Mat trénchân khay thường cao hon mực nước thấp nhất 0,5m Chân khay thường đồ băng đáhdc có d = 20 + 40 (cm) với độ dốc m = 1:1 + 1:1,5 Dé tăng độ dốc phía ngoài củachân khay có thể dùng đá hộc xếp chồng lên nhau

- Phạm vi sứ dụng: Thường dùng ở các nhánh sông rạch nhỏ để bảo vệ bờsông, hoặc tạo cảnh quan trung tâm đô thị Ở những sông rạch có tốc độ dòngchảy nhỏ, không bị sạt lở mạnh, những vùng chịu ảnh hưởng của ngập lũ khônglớn.

- Ưu điểm: Giá thành thấp, dễ thi công, được dùng nhiều ở đồng bằng sôngCửu Long.

- Nhược điểm: Dễ bị hư hỏng hoàn toàn khi bị xói lở hay bị ngập lũ

- Về cau tao: Các cọc g6 được xẻ nguyên cây có tiết diện vuông, tròn có mộngđể nối lại với nhau Tường chăn đất là các tam gỗ dày 6 + 8 (cm) xếp chồng lên nhau.Có dầm ốp băng gỗ trên đỉnh tường Phần trên đỉnh tường là mái nghiêng băng đá hộcCÓ tầng lọc ngược, độ dốc m = 1:1,5 Đề tránh va đập người ta đóng gia cường thêmcọc gỗ phía ngoài để chịu va đập của thuyền bè.

- Phạm vi sử dụng: Thường được sử dụng ở vùng nông thôn, làm bến đò nhỏ,bến bốc dở hàng hóa nhẹ, các bến cảng có chiều sâu nhỏ Xây dựng ở những nhánhsông rạch có tốc độ dòng chảy nhỏ, không bị ảnh hưởng lớn của ngập lũ

- Ưu điểm: Giá thành thấp do tận dụng cây g6 có tại địa phương (như: tram,đước, mam, bạch đàn, dừa ), dé thi công, dé gia cố sửa chữa, thay thé

- Nhược điểm: Tuổi tho không cao, gỗ dé bi mut do thủy triều lên xuống Débị hư hỏng hoàn toàn khi bị xói lở và ngập lũ.

- Pham vi sử dung: Xây dung bờ kè có quy mô lớn, làm bến cảng nước sâucho tàu có trọng tải lớn, bốc đở hàng hóa nặng Xây dựng bảo vệ xói lở khu trungtâm dân cu, bảo vệ các công trình quan trọng ven bờ sông, bờ biển.

- Uu điểm: Tudi tho cao, tinh công nghiệp lắp ghép cao, thi công nhanh Chiuđược những nơi có tốc độ dòng chảy lớn, bị ngập lũ sâu

- Nhược điểm: Giá thành rất cao do phải nhập cừ thép định hình từ nướcngoài Thép bị ăn mòn ở những vùng có nước nhiễm phèn, nhiễm mặn Loại này ítdùng ở đồng băng Sông Cửu Long

+ Cọc vây bằng BTCT, thường có tiết diện hình chữ nhật, hình vuông, hìnhchữ T, được đúc sẵn, đóng cọc bờ sông, cắm sâu vào đất với một chiều đài đượctính toán trước.

+ Thanh neo bang BTCT thường có tiết diện hình vuông 20x 20cm, đượcđô tại chô, làm cho tựa cho coc bản, giăng các cọc vây.

+ Cọc bản bang BTCT, có nhiều dạng tiết diện, thường dùng tiết điện hìnhchữ nhật rộng 50cm, dày 20cm, được đúc sẵn hoặc đồ tại chỗ Cọc bản tiếp nhậntrực tiếp áp lực của lớp đất đắp đất.

+ Dam mũ bang BTCT đồ tại chỗ, liên kết các đầu coc bản, tiếp nhận lựccủa cọc bản truyền vào, sau đó dam mũ truyền lực qua cọc vây va dầm neo

+ Dam neo băng BTCT đúc san, thường có tiết diện 20 x 20cm, 25 x 25cm,30 x 30cm.

- Ưu điểm: Bờ kè bang BTCT kết cau bền vững, tuổi tho cao, dé thi công Tậndụng được vật liệu có sẵn, giá thành thấp hơn so với thép định hình Được dùngrộng rãi ở ĐBSCL, ở những nơi ngập lũ sâu, tốc độ dòng chảy lớn, xói lở bờ mạnh

- Nhược điểm: Khi thi công các cọc bản ghép lại với nhau, các mối nối khókhít nhau khi đóng cọc bản vào đất

1.3 Tổng quan về các phương pháp tính toán 6n định công trình bảo vệ bờCác vẫn đề chính trong việc tính toán ôn định công trình bảo vệ bờ bao gém Ổnđịnh đất nền dưới và sau kè, 6n định mái dốc

1.3.1 Biéu thức tổng quát tính toán On định tổng thé công trìnhBan chất việc tính toán ôn định tong thé là kiểm tra ôn định của nền đất có xétđến ảnh hưởng chống trượt của các câu kiện mà mặt trượt cắt qua, chồng lại các tảitrọng va tác động gây mất 6n định công trình

Tính toán 6n định tong thé là xác định hệ số an toàn 6n định của công trìnhlàm việc đồng thời với nền đất Thông qua hệ số an toàn 6n định dé đánh giá khảnăng giữ được trạng thái làm việc bình thường của công trình trong mối tương tácvới môi trường xung quanh Hệ số an toàn ôn định được mở rộng theo các hướng sau:

- Theo tương quan giữa lực chống trượt và lực gây trượt.- Theo các đặc trưng cường độ của nên đất

1.3.1.1 Hệ số an toàn 6n định tính theo tương quan giữa lực chống trượt vàgây trượt

Biêu thức tính toán hệ sô an toàn ôn định:

Fy =— (1-1)

Rg: tong các lực chống trượt (lực giữ).R, : tổng các lực gây trượt.

Tổng các lực gây trượt và lực chống trượt được xác định tùy thuộc vào phươngpháp tính ôn định Các lực này có thể là mômen, lực, hoặc theo một trạng thái ứngsuất của nền dat

+ Tổng lực gây trượt: Rị= Ria + Rip

Rig: luc gây trượt do khối đất tạo raRip : lực gây trượt do tải trọng ngoài như: hoạt tai (tai trọng hang hoá,thiết bị), áp lực sóng, áp lực nước, áp lực nước lỗ rỗng gây ra

+ Tổng lực chống trượt Rg = Rea + Rec

Roa: lực chống trượt (lực giữ) do khối đất tạo ra thông qua góc ma sáttrong, lực dính và dung trọng đất

Rg : lực chéng truot (luc gitr) do nén coc tao ra khi mat truot di quanén coc, hay nói cach khác là luc kháng trượt được tạo ra do kết cau

1.3.1.2 Hệ số an toàn 6n định tính theo các đặc trưng cường độ cúa nền datBiểu thức tính toán hệ số an toàn 6n định:

Fe" (1-2)¬

Trong đó:

T7; tong ung suat tiép thực tế trên mặt trượt.Ton: tong ứng suất tiếp giới hạn trên mặt trượt, xác định theođiều kiện cân bằng giới hạn của Coulomb: z eh =Ơ4g@+ec

Hệ số an toàn 6n định của công trình tính theo hướng này về bản chất là xem hệsố an toàn ôn định của công trình cũng là hệ số an toàn ôn định của phần nền đất namdưới công trình Công trình ôn định được là nhờ nên, nền 6n định được là nhờ sứcchống trượt của từng phân t6 đất Công trình được coi là ôn định khi F, >[F, |; trongđó [F vị là hệ số an toàn ôn định cho phép phụ thuộc vào các yếu tố:

- Tầm quan trọng của công trình cụ thể là cấp công trình.- Tải trọng va tô hợp tải trọng tính toán.

- Điều kiện làm việc của công trình.- Độ tin cậy của các kết quả thí nghiệm khảo sát nền đất và các yếu tố khác.1.3.2 Phương pháp tính theo lý thuyết cân bằng giới hạn điểm

Khi nền đất hay mái dốc đất dưới bờ kè bị mất ôn định, mọi điểm thuộc vùngtrượt đều năm ở trạng thái cân bang giới hạn Ta có hệ phương trình co ban sau:

Xét bài toán phăng, điều kiện dé một phân t6 đất có kích thước dx, dz (hình1.5) ở trạng thái cân băng tĩnh:

Oo, OT.,

+ =ÿ

Sơ, OT,+——=03x OZ

Nếu phân tố đất năm trong trạng thái cân bằng giới hạn thì các thành phan ứngsuất chính phải thoả mãn điều kiện cân bằng:

Biểu thức (1.4) có thé viết dưới dang các thành phan ứng suất ơ,, O., T,,trong điều kiện cân bang giới hạn của Mohr - Rankine:

(o,-0.) +4.7,"=(0,+0,+ 2.c.cotg ø )”.sin” ø (1-5)Theo định luật đối xứng của ứng suất tiếp, ta có: T=T.,

Từ các điều kiện trên ta có hệ phương trình co bản sau:

- Phương pháp cua V.V Sokolovski:Giáo sư Socolovski đã biến đối hệ phương trình (1-6) từ dạng phương trìnhvi phân đạo hàm riêng về dạng phương trình vi phân thường Sau đó áp dụngphương pháp sai phân hữu hạn để giải Đây là một trong những lời giải chặt chẽ,tìm ra được họ phương trình mặt trượt và tải trọng giới hạn tác dụng lên nên

- Phương pháp của V.G Bérézansev:Giáo sư Bérézansev đã áp dụng lời giải của Sokolovski cho bài toán khônggian Bằng các thí nghiệm nén đất đến tải trọng giới hạn cho thấy dưới đáy mónghình thành nêm đất nén chặt Sự hình thành nêm đất này chủ yếu do ma sát giữa đất

và đáy móng tạo nên Căn cứ trực tiếp vào kết quả thí nghiệm nén đất, Bérézansevđã kiến nghị hệ thống mặt trượt cho các trường hợp móng băng và móng tròn Từphương trình hệ thống mặt trượt kiến nghị kết hợp với các phương trình cân bằng vàđiều kiện cân bang giới han, Bérézansev đã tim được lời giải.

1.3.3 Phương pháp tính theo mặt trượt giả địnhTheo kết quả quan trắc thực tế và kết quả thí nghiệm, các trường hợp mái dốcbị mất ôn định cho thay nén dat bi day trượt theo những mat trượt nhất định.Phương pháp dùng mặt trượt giả định không giải quyết vẫn đề tìm hình dạng củamặt trượt mà gán cho mái dốc các mặt trượt khả dĩ (theo kinh nghiệm) có thể xảyra, dé từ đó tìm ra hệ số an toàn 6n định chống trượt Tổng hợp các mặt trượt khả dĩđó, có thể tìm được mặt trượt bất lợi nhất tương ứng với hệ số an toàn 6n định nhỏnhất (Fsmin) để đánh giá khả năng 6n định của công trình

Trong số các mặt trượt kha dĩ nhất có thé xảy ra khi công trình mat bị ôn địnhlà mặt trượt cung tròn và mặt trượt gãy khúc, trong đó mặt trượt gãy khúc có dạngbat kỳ và có thé coi là dạng mặt trượt tong quát Tùy theo cấu trúc địa tầng của nềnđất mà công trình có thể xảy ra theo một trong hai dạng mặt trượt trên Việc xácđịnh hệ số an toàn 6n định cho mỗi mặt trượt thường được thực hiện theo hai cách:

- Cách 1: thử đúng dần vòng tròn ma sát để tìm ra hệ số Fsmin- Phương phápnày chỉ được sử dụng trong trường hợp giả thiết mặt trượt là cung tròn và chỉ thíchhợp cho nền đất đồng nhất Trong các trường hợp nên đất không đồng nhất và tảitrọng phân bố phức tạp, việc sử dụng phương pháp nay sẽ gặp khó khăn do việc xácđịnh tong lực ma sat và lực dính trên mặt trượt phức tạp Mat khác theo phươngpháp nay, với mỗi mặt trượt giả định ta phải thử dan dé tìm ra hệ số an toàn 6n định,do vậy phương pháp này ít được sử dụng.

- Cách 2: phân mảnh khối trượt, đây là thủ thuật được sử dụng chủ yếu đểxác định hệ số an toàn 6n định cho các dạng mặt trượt khác nhau

Ôn định của mái dốc của công trình đắp đề cập trong nội dung đề tải chủ yếulà ôn định của mái dốc dap trên nền đất yếu chịu nén

Dat dap thường là đất đầm chặt năm trên lớp đất yếu thường là bùn, bùn sét.Mặt trượt mái dốc loại nay thường đi qua một độ sâu nhất định dưới lớp đất yếu

Mái dốc loại nay có kha năng mat 6n định, đất nền thường lún xuống và trồi ra ởmép dốc tạo ra độ lún lớn ở vùng gần biên các khối đắp.

Quá trình biến dạng của đất yếu năm dưới đất đắp thường xảy ra quá trình biếnđối thé tích (giảm hệ số rỗng do nước thoát ra) và đa số các trường hợp phù hop lýthuyết cố kết thắm

1.3.4 Ôn định hệ tường gia có bờ kè chịu tải ngangHệ gia cố mái bờ kè có nhiệm vụ duy trì 6n định của khối đất sau tường và hệkết cầu gia có mái Tường có thé bị mat 6n định do trượt, do quá trình lún xuốngsau tường tạo ra lực đây ngang vào thân tường Tường tính toán là tường chịu tảitrọng ngang Ôn định hệ tường cọc bản ven sông được dé cap la mong coc chiu tacdung cua tai trong ngang va ap luc dat lén tuong chan dat

CHƯƠNG 2:

CÁC CƠ SỞ LY THUYET TOÁN ON ĐỊNH BO KE VEN SÔNG VÀ

QUAN HE UNG SUAT - BIEN DẠNG DAT NEN DƯỚI VA SAU KE2.1 Biến dạng của tường bờ kè trên đất yếu ven sông

- Trường hợp a: Coc có độ cứng tương đối lớn, độ sâu chôn cọc vừa đủ, áplực đất lớn, đầu cọc chuyền vị ra phía sông, xoay quanh điểm O nằm sâu trong đất.

- Trường hợp b: Cọc có độ cứng tương đối lớn, độ sâu chôn cọc nông, áp lựcđất tương đối lớn, đầu cọc và chân cọc đều chuyển vị ra phía sông

- Trường hợp c: Cọc có độ cứng nhỏ hơn, độ sâu chôn cọc vừa đủ, áp lực đấtlớn, cọc bị biến dạng uốn cong và chôn cọc chuyền vị xoay quan điểm O năm sâutrong đất

- Trường hợp d: Cọc có độ cứng nhỏ hơn, độ sâu chôn cọc lớn, áp lực đấtlớn, cọc bị biến dạng uốn cong, đoạn chân cọc uốn cong

2 Đôi với cọc có 1 neo:

Hình 2.3 Các sơ đô biến dạng có thể có của cọc (hay cọc bản) 1 neo, đóng ven sông

- Truong hợp e: Coc có độ cứng lớn, điểm neo B cố định, áp lực đất lớn, độsâu chôn cọc nông, chân cọc bị chuyền vị ra phía sông

- Trường hop f: Coc có độ cứng nhỏ hơn trường hợp e, điểm neo B cỗ định,áp lực đất lớn, chiều sâu chôn cừ vừa đủ, cọc bị biến dạng uốn cong

- Trường hop g: Coc có độ cứng tương đối (tương đương độ cứng trường hopf), điểm neo B cố định, chiều sâu chôn cọc tương đối lớn, áp lực đất lớn, cọc bị biếndang uôn cong và chân cọc chuyên vi xoay quanh diém D năm sâu trong dat.

- Trường hop h: Coc có độ cứng tương đối (tương đương độ cứng trường hợpØ), điểm neo B cố định, chiều sâu chôn cọc lớn, áp lực đất lớn, cọc bị biến dạng uốncong, đoạn chân cọc được ngàm chặt trong đất không bị biến dạng.

* Nhận xét: Qua các sơ đồ trên, ta thay bién dang cua cọc phụ thuộc rất lớnvào: áp lực đất, độ sâu chôn cọc và độ cứng của cọc

Trong 3 yếu t6 trên thì độ sdu chôn cọc là quan trọng nhất, ảnh hưởng lớn đếnbiến dạng của cọc hay bờ kè Có thé thay doi dé dàng hơn trong giai đoạn thiết kếvà thi công dé làm tăng Ổn định của công trình bờ kè

2.1.2 Sự thay đối hình dạng biểu đồ áp lực đất và biến dạng dạng khi thay doichiều sâu chôn cir t, của cọc bản có 1 neo:

Cọc BTCT có 1 neo thường được áp dụng dụng nhiều nhất trong các công trìnhbờ kè ven sông Vì vậy ta đi phân tích sơ đồ biến dạng này (Hình 2.4, 2.5, 2.6)

- Xét theo 3 trường hợp:+ Khi chiều sâu chôn cọc nông: t < tin+ Khi tăng chiều sâu chôn cọc 1 đoạn: tmin< t< tax+ Khi tiếp tục tăng chiều sâu chôn cọc: t > tu- Đề đơn giản van đề, ta gia thiết điểm neo dat tại đỉnh coc dé đầu cọc có định,chỉ xem xét sự thay đôi ở đoạn chôn chân cọc

1 Trường hợp chiều sâu chôn cọc nông: t < twin

A4 "

a) Biéu đồ áp lực đất b ) Moment c ) Biến dạng

Hình 2.4 Ảnh hưởng của chiều sâu chôn cọc tới biéu dé áp lực đất, momen và biến

dang, khi t < tmin

Vì chiều sâu chôn cọc nông, điểm neo ở đỉnh cọc được giữ chặt Khi chịu áplực đất, cọc có xu hướng chuyển dịch ra phía sông và xoay quanh điểm neo A ởđỉnh cir Chống lại sự dịch chuyển ra sông là nhờ sức chống của đất, là áp lực bịđộng ở chân coc pp Nếu cọc ở trạng thái cân băng giới han (ứng với tạ„n), thìmomen của áp lực chủ động và bị động tương ứng với điểm A phải cân bằng nhau.Cọc trong trường hợp này có thé coi như dầm tựa 2 gi: một tai A, một tại trọng tamcủa áp lực bị động ở chân cọc Biểu đồ momen uốn có một dấu Chân cọc chuyển VỊtai ra SỨC chống lớn nhất, tương ứng với áp lực bị động ở đoạn chân cọc cực đại.

2 Trường hợp chiều sâu chôn CỌC fmin< t < tax:

CS ALi i iLLL EL <A A

i

/— — /H PHÍA SÔNG |

||Ị MẶT NẠO VÉT œRÑ——— | Cci | -—— ¬ iv |

\

† min < T < Tmax \

jt a pofs

B B B

a ) Biểu đồ áp lực đất b)Moment c) Biến dạng

Hình 2.5 Ảnh hưởng của chiều sâu chôn cọc tới biéu dé áp lực, moment và

biến dang, khi tinin< t < tmaxKhi tăng chiêu sâu chôn cọc t > tin, chuyên vi tại chân cọc sẽ giảm dân, kéotheo áp lực đât giảm dân tới giá trị không Chuyên vị ở chân cọc giảm làm sứcchong của dat giảm theo, tức pp, giảm.

Nêu tiệp tục tăng chiêu sâu chôn cw t, thì chân cọc bat dau có sự chuyên vi vềphía trong (phía đất dap sau tường chan) và bat dau tạo ra phản lực đất (như sơ déhình 2.6).

3 Trường hợp tiếp tục tăng chiều sâu chôn coc t = tay:

|\

yr T= T max mm PY 1|

\

_{† - “-A

B B B

a ) Biểu đồ áp lực đất b)Moment c) Biến dạng

Hình 2.6 Ảnh hưởng của chiều sâu chôn cọc tới biéu dé áp lực, moment

và biên dạng, khi tying = tmaxKhi tiếp tục tăng t = tmax, chân cọc được xem như ngàm chặt trong đất, lúc nàyphản lực đất bên phải ở chân cọc đạt tới giá trị giới hạn Biểu đồ moment ở châncọc xuất hiện và ngược chiều với moment ở đoạn trên, trong trường hợp này trụcđàn hồi có điểm uốn Moment ở nhịp nhỏ nhất trong 2 trường hợp trên Cọc bị biếndạng uốn cong, đoạn cuối chân cọc không bị biến dang hay chuyến vi

Nếu tang chiều sâu chôn cọc sâu hơn nữa (quá sâu) thì phản lực đất bên phảichân cọc sẽ không được tận dụng (sức chống của đất ở 2 bên chân cọc không pháthuy tác dụng) dẫn đến làm tăng moment uốn ở đoạn giữa cọc

* Nhận xét:- Khi chân cọc nông (t = tin) thì M = Max bién dang ở chân coc lớn (Hình 2.4)- Khi chân cọc hơi sâu (t = tax) thì M = Mưa ,chân coc không bị biến dạng.- Khi chân cọc chôn vừa (tmn< t< t„ay) thì moment có giá tri trung gian giữa2 trường hợp trên Biến dạng ở chân cọc rất bé (Hình 2.5)

- Khi chôn cọc quá sâu (t > tmax) thi sẽ lam /ăng moment uốn ở đoạn trên, đoạnchân cọc không bị ảnh hưởng của moment và biến dạng, không tiết kiệm vật liệu vìcọc quá dài.

Trong các sơ đồ trên, thì sơ đồ có tmin< t < tmax phù hợp hơn với vùng đất yếucó chiều dày lớn như ở Đồng băng sông Cửu Long

2.2 Biến dang của nên dat yếu sau tường bờ kè

BNHÀ VEN SÔNG

NỀN ĐẤT YẾU

Hình 2.7 Sơ đô tính toán bién dạng của nền đất yếu sau tường bờ kèKhi chịu tác dụng của tải trọng thì nền đất yếu ven sông sẽ xảy ra các biếndạng sau:

- Biến dạng theo phương đứng:+ Lun tức thời do biến dạng đàn hồi+ Lún do biến dạng nén chặt trong giai đoạn có kết 1+ Lún do biến dạng từ biến trong giai đoạn cố kết 2+ Lún do biến dạng từ biến của ứng suất cắt

- Biến dang theo phương ngang: Do sự chuyển dịch ngang của nên đất yếura phía sông.

Tính toán biến dạng của nên đất yếu ven sông là van dé rất phức tạp, có nhiềuphương pháp tính toán, mà cho đến nay các nhà khoa học vẫn còn tiếp tục nghiêncứu và còn phải kết hợp với việc quan trắc biến dạng thực tế trong thời gian rất dàitừ vài năm đến vai chục năm

Trong phạm vi luận văn, tác gia tập trung nghiên cứu các phương pháp tínhtoán phù hợp, dé ứng dụng cho công trình thực tế

2.2.1 Tính toán độ lún theo phương đứng của nên đất yếu sau tường bờ kèĐộ lún của nền đất yếu chỉ xảy ra trong phạm vi vùng hoạt động (H,) của nên.Ngoài phạm vi này nền đất chịu ứng suất không đáng kể, nên biến dạng của nên đấtrất bé có thể bỏ qua.

2.2.1.1 Xác định chiều sâu vùng hoạt động (H,) trong nền đất yếuVùng hoạt động (H,) trong nền đất yếu là vùng hoạt động vì cố kết thoát nướccủa giai đoạn cô kết thứ 1 Ngoài phạm vi này hiện tượng ép đây nước ra ngoài khôngđáng kẻ

Như vậy tùy theo tính chất từng loại đất, điều kiện thoát nước và tải trọng tácdụng mà chiều sâu vùng hoạt động H, sẽ khác nhau

Chiều sâu H, có thể xác định theo các điều kiện sau:- Theo quan hệ về ứng suất nén của nên đất

- Theo quan hệ Gradien thủy lực của đất nên.- Theo độ bên kết cấu của nên đất

a) Chiều sâu vùng hoạt động H,, theo quan hệ ứng suất nén:

Hình 2.8 Sơ đồ xác định vùng hoạt động H, theo ứng suất nénChiều sâu vùng hoạt động H,, được giới hạn theo điều kiện sau:

- Theo chiều sâu đường đồng ứng suất nén, có giá trị o, = 0,1q, với q là áplực gây lún (sơ đồ a)

- Theo chiều sâu ứng suất nén do tải trọng ngoai gây ra theo trục đối xứng,

CÓ gia tri: of = 0,109 , VỚI of - là ung suat do trong luong ban than dat nén gay ra

THOÁT NƯỚC 2 CHIEU

Hình 2.9 Sơ đồ xác định vùng hoạt động H, theo quan hệ GradienMỗi loại đất đều có giá trị gradien ban đầu ip khác nhau Khi có tải trong tácdụng, ứng với môi giá tri ứng suât nén sẽ sinh ra | giá tri gradien nén 1 tương ứng.Khi i,, > io thì nước trong lễ rỗng bat đầu bị ép đây ra ngoài

- Gradien nén do tai trọng ngoài gáy ra theo chiêu sâu z, trong bài toánthoát nước 1 chiều được xác định theo biểu thức:

H 3H’)

- K: Hệ sô thâm cô két cua dat- Yo: Hệ sô nén chặt tinh ở mặt nênVới Vo =—>;n:dn

dt- H: Chiều dày lớp đất yếu.- Z: Độ sau của điêm can tính toán

(2-1)

độ rỗng t : thời gian có kết

- Gradien ban đấu ig được xác định bang thi nghiệm Khi không có kết quathí nghiệm về gradien ban dau, thi ip có thé xác định theo biểu dé, phụ thuộc vào chỉso nhão l¡ va chỉ so dẻo Ip của dat.

c) Chiều sâu vùng hoạt động Ha, theo độ bên kết cấu của dat nén :

Hình 2.11 Sơ đồ xác định Ha theo độ bền kết cau ke

Độ bên kết cấu là khả năng của đất nền chịu tác dụng của tải trọng nén màkhông bị biến dạng và không gây ra áp lực hông Độ bên kết cấu qx được xác địnhbăng thí nghiệm trong phòng hoặc thí nghiệm bản nén tại hiện trường.

- Khi @ < 10°: Độ bên kết cấu có thé xác định theo biểu thức:

_ 2C.COS@ (2-3)

ke

1—sing- Khi @ > 10°: qx xác định theo biểu thức (5-3) thường lớn hơn từ (20+40%)so với kết quả thí nghiệm nén trong phòng và lớn hơn (5+15%) so với kết quả thínghiệm bàn nén tại hiện trường.

- Đối với đất sét yếu có thé lấy: que = (0,1 + 0,4).10°Pa

Vùng hoạt động Ha được giới hạn tại độ sâu có: Ø;=dquc (2-4)2.2.1.2 Tính toán độ lún ôn định do biến dạng nén chặt trong giai đoạn có kếtthứ nhất

- Độ lún 6n định trong giai đoạn cố kết thứ nhất là độ lún của nền đất đượcgiới hạn bởi 2 mốc thời điểm dau và thời điểm cuối trong quá trình cô kết như sau:thời điểm đầu ứng với lúc bắt dau xảy ra hiện tượng biến đổi áp lực nước lỗ rỗnghoặc ứng với lúc bắt đầu giãm độ âm - độ chặt của đất dưới tác dụng của tải trọngngoài 7hởi điểm cuối ứng với lúc áp lực nước lỗ rỗng không thay đổi hoặc độ âmđộ chặt của đất không thay đồi (lúc ngưng quá trình vắt ép nước ra khỏi đất)

- Việc xác định độ lún của nên đất yếu là vẫn đề rất phức tạp Hiện nay cónhiều lý thuyết xác định độ lún khác nhau như: J) thuyét nên hồn hợp, lý thuyết nênbiến dạng tổng quát, lý thuyết nên biến dạng đàn hôi cục bộ, lý thuyết nên biếndang đàn hồi toàn bộ, lý thuyết nên biến dạng tuyến tinh và có nhiều kết quả thínghiệm đối với nhiều loại đất khác nhau ,cho nhận xét rang: quan hệ giữa ứng suấtvà biến dạng về thực chất mang tính chất phi tuyến

Nhưng để đơn giản trong tính toán ứng dụng và mặt khác vì tải trọng của côngtrình tác dụng lên nền đất yếu ven sông không lớn (thudng hạn chế từ 0,5+ 2kg/cm’) , thì có thé xem quan hệ giữa ứng suất và biến dang là tuyến tính và vậndụng lý thuyết nền biến dạng tuyến tính dé tính toán

a) Tính toán độ lún 6n định theo phương pháp tong các lớp phân tố:Nội dung cơ bản của phương pháp: Chia nền đất năm trong vùng hoạt động H,thành nhiều lớp phân tố nhỏ, sao cho ứng suất nén do tải trọng ngoài gây ra trongphạm vi mỗi lớp thay đối không đáng kể Độ lún 6n định của nền đất bang tong độlún của các lớp phân tố.

S= S'S, (2-5)Trong đó: S;: Độ lún của lớp đất phân tô thứ i, được tính theo công thức:

Si = ez) hy (2-6)

Với: + h;: Chiều day lớp đất phân bố thứ i

+ ez¡: Biến dạng tương đối của lớp đất phân tổ i theo phương đứng Z.ez¡ được xác định như sau:

Theo lý thuyết đàn hồi, các đặc trưng biến dang của dat theo phương x, y, zđược xác định như sau:

le, = — [07 - Họ (Ox + Øy)]

Eyl€x = — [0x - Họ (Gy + Øj)| (2-7)

E,

ley = E loy - Ho (Ơ; + Ø,)]

- Ơ,,Ơ, o,; : Các thành phan ứng suất pháp trung bình củaxi?ome

lớp đất phân tổ i, theo phương x, y, z.Từ quan hệ giữa biến thiên thể tích và hệ số rỗng của mẫu đất

AV g,-8,

và theo ly thuyết đàn hồi:

Ä =€y+€yv+€, (2-10)Từ (2-7), (2-9) và (2-10), ta có:

_ 1B72 _ ext ey + €, = — [Ox - Họ (Cy + Ox)+ Oy - Họ (GO, + Ox)+

Hay S=— = Ho (Oy + G,) mh 0, +0, +6, I+¢,|B =6; h, (2-13)

e Trong trường hợp bài toán không gian: độ lún S; được tinh theo biểu thức 13) trên.

(2-e Đối với bài toán phang, vi (2-ey = 0, Ty = Lp; (o,,+0,) nên độ lún 6n định S;được tính theo biéu thức:

` — | 07 — Hoi (9, + O,,) |£ i Đi h, (2-14)

1-2n Ơ„ +0, I+6,e Trong trường hop bai toán nép ép 1 chiều, không xét hiện tượng nở hông

của đất, nên e,; = ey = 0 và Oo = y -o Gg o.,, thi độ lun 6 ôn định S; được tinh theo

Ho

biểu thức: (thay các giá trị trên vào biểu thức 2-13)

&, T62S; =

l+£,

h; (2-15)

Trong đó: - e¡;: Hệ số rỗng ứng với áp lực trọng lượng bản thân đất nền Piis

của lớp nhân tô 1.

- gạ¡: Hệ số rỗng ứng với áp lực trung bình p›;¡ do trọng lượng đấtnên và tải trọng ngoài gây ra.

Biểu thức (2-15) còn được viết dưới dạng khác như sau:

Hoặc Si = Agi Pi h; (2-19)

2

Trong đó: - B, =1- Pi : H„ là hệ số poisson của đất

- E¿: Modun biến dạng của đất, xác định bang thí nghiệm

~ b _

q

e[®))

a ) Sơ đồ tính toán b ) Biểu đồ thí nghiệm

Hình 2.12 Sơ đô tính toán độ lún ồn định theo phương pháp tổng độ lún các lớp phân tố

b) Tính toán độ lún ổn định theo môđun lún của Maslov: (có xét đến biếndạng nở hông của đất nên)

Môđun lún e, là biến dạng tương đối ứng với ứng suất o do tải trọng côngtrình tác dụng, trong điều kiện không nở hông

e Trong trường hợp bài toán I chiếu (không xét dén nở hông):Độ lún 6n định của lớp đất phân tố i, được xác định:

Trong đó: - h;: Chiều day lớp phan tô đất thứ i

- €6,;: Modun lún do ứng suất pháp trung bình mm của lớp đấtphân tổ thứ i

S°h,=D,, : Chiều dày vùng hoạt động H,

i=l

Biéu thức (2-17) được viết thành:

S= em x Dw (2-19)e Trường hợp có xét đến biến dạng nở hông Maslov đưa hệ số M, hiệuchỉnh từ sơ đỗ nén đất không có nở hông sang sơ đỗ nén đất có nở hông hạn chế vàobiéu thức dé tính toán độ lún 6n định, như sau:

+ Truong hợp bài toan không gian:

S, = M,.h, le, —H„ (CS +e, )| (2-20)+ Trường hợp bài toán phăng:

S,=M,.h,q—Hộ (— e, ) (2-21)

Ol

Trong đó: - e, ` Lân lượt là môđun lún do các ứng suât pháp

Ø „.Ø „.Ø„sØ;,Ø,,, của lớp dat phan tô thứ i.- M;: Hệ số hiệu chỉnh từ sơ đồ nén đất không nở hông sang sơđồ nén đất có nở hông hạn chế, được xác định theo biểu thức Maslov:

Quá trình cô kết của đât nên, được biêu diễn qua sơ đồ sau:

Ww& Wđ

Hình 2.13 So đô quá trình cô kết theo thời gian của nên dat yếu, ở 2 giai đoạn: cô

kêt thứ 1 và cô kêt thứ 2a) Biến dạng từ biến do ứng suất pháp ơ:

e Phương trình tong quát của biên dang từ biến do ứng suất pháp o:- Xuất phát từ phương trình độ lún tương đôi do bién dang từ biến (hay biếndạng từ bién tương đối ©n)

đồ, (2-23)

e, = _

"dz

Shay e,= (2-24)

- Đông thời từ phương trình tốc độ biến dạng từ biến tỷ đối theo thời gian:

de

Ta được: de, = e, dt (2-27)

- Tim c, theo ova hệ số nhớt n:+ Từ thí nghiệm về từ biên, ta có biêu do thí nghiệm sau:

_—

Ï]—| eat

| || |

Trong đó: 7 là thông số nhớt của đất sét, được xác định theo kết quả nghiêncuu sau:

Trong đó: R va ry là các thông số xác định băng thí nghiệm trong phòng.® Lời giải cơ bản của phương trình tích phân tổng quát (2-29):

e Trong trường hợp bài toán nén ép một chiếu:

+ Từ biểu thức (2-29), thay é, =— từ (2-33) và r từ (2-34), ta được:

- Hị; Chiêu dày tính toán về từ biên do o của đất nên.- Tịa, Ne: Hệ sô nhớt dau và cudi xác định theo thí nghiệm.- u: Thông số lưu biến của đất, xác định theo (2-35)