nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng

LỜI CẢM ƠN Tác giả xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến TS Lê Xuân Khâm, người đã hướng dẫn trực tiếp và vạch ra những định hướng khoa học cho luận văn. Qua luận văn, tác giả xin trân trọng cảm ơn đến ThS Hoàng Việt Hùng, người đã có rất nhiều giúp đỡ, hướng dẫn tác giả trong quá trình hoàn thành luận văn, cũng như trong thời gian học tập, làm việc gần 10 năm qua từ khi tác giả còn đang là sinh viên Đại học Thủy lợi. Tác giả xin cảm ơn các thầy, cô giáo ở Trường Đại học Thủy lợi, khoa Công trình, khoa Sau đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập và nghiên cứu. Tác giả xin cảm ơn Lãnh đạo cùng các đồng nghiệp trong Chi cục Đê điều và Phòng chống lụt bão Thanh Hóa đã tạo điều kiện, giúp đỡ và động viên tác giả trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn. Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Gia đình và những người thân. Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả Nguyễn Trọng Đại Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng BẢN CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các thông tin, tài liệu trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc. Kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào trước đây. Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả Nguyễn Trọng Đại Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng MỤC LỤC 34TTHỐNG KÊ HÌNH VẼ34T 0 34TTHỐNG KÊ BẢNG BIỂU34T 0 34TMỞ ĐẦU34T 1 34TI. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI34T 1 34TII. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI34T 2 34T1. Mục tiêu:34T 2 34T2. Nhiệm vụ:34T 2 34TIII. CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU34T 2 34T1. Cách tiếp cận34T 2 34T2. Phương pháp nghiên cứu34T 3 34T3. Phạm vi nghiên cứu34T 3 34TIV. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI34T 3 34TCHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP GIA CƯỜNG MÁI DỐC CÔNG TRÌNH ĐẤT 34T 4 34T1.1. LỊCH SỬ HÌNH THÀNH34T 4 34T1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP, KẾT CẤU GIA CƯỜNG MÁI DỐC ĐẤT VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG34T 6 34T1.2.1. Phương pháp bệ phản áp34T 6 34T1.2.2. Phương pháp thoát nước34T 7 34T1.2.3. Phương pháp cọc bản34T 7 34T1.2.4. Phương pháp cân chỉnh mái taluy34T 8 34T1.2.5. Phương pháp ổn định mái dốc bằng cọc34T 9 34T1.2.6. Phương pháp neo trong đất34T 9 34T1.2.7. Phương pháp trồng cỏ trên mái dốc34T 10 34T1.2.8. Phương pháp sử dụng kết cấu chắn giữ34T 10 34T1.2.9. Phương pháp dùng vải địa kỹ thuật34T 11 34T1.2.10. Phương pháp tổ hợp34T 11 34T1.2.11. Đánh giá chung về các giải pháp gia cường và đề xuất, lựa chọn giải pháp gia cường cho mái dốc đứng. 34T 12 34T1.3. VẤN ĐỀ ỨNG DỤNG CÁC GIẢI PHÁP GIA CƯỜNG ỔN ĐỊNH MÁI DỐC VÀ MÁI DỐC ĐỨNG Ở VIỆT NAM34T 14 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng 34T1.3.1. Một số ứng dụng vải địa kỹ thuật tiêu biểu trên thế giới34T 16 34T1.3.2. Các ứng dụng vải địa kỹ thuật ở Việt Nam34T 17 34T1.3.3. Đánh giá việc sử dụng vải địa kỹ thuật ở Việt nam34T 17 34T1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 134T 19 34TCHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT34T 21 34T2.1 TIÊU CHUẨN BỀN CỦA CỐT ĐỊA KỸ THUẬT ĐỂ GIA CƯỜNG MÁI DỐC.34T 21 34T2.1.1. Độ bền kéo của vải địa kỹ thuật34T 21 34T2.1.2. Độ bền chọc thủng của vải địa kỹ thuật34T 22 34T2.1.3. Độ bền lâu dài của vải địa kỹ thuật34T 22 34T2.2. NGUYÊN TẮC TÍNH TOÁN34T 25 34T2.2.1. Các cơ chế tương tác giữa đất và cốt34T 25 34T2.2.2. Cơ chế gia cường đất trong tường chắn và mái dốc34T 27 34T2.2.3. Cơ chế gia cường đất trong nền đắp trên đất yếu34T 28 34T2.2.4. Tương tác giữa đất và cốt34T 29 34T2.2.5. Ảnh hưởng của độ cứng dọc trục của cốt mềm đối với tải trọng34T . 30 34T2.2.6. Các nhân tố ảnh hưởng đến tính chất chịu kéo của cốt34T 31 34T2.3. CƠ CHẾ PHÁ HOẠI KHỐI ĐẤT MÁI DỐC ĐỨNG CÓ GIA CƯỜNG TRÊN NỀN34T 34 34T2.3.1. Các trạng thái giới hạn về ổn định mái dốc có cốt34T 34 34T2.3.2. Tính toán sơ bộ chiều cao ổn định của mái dốc khi chưa bố trí cốt34T 36 34T2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH ỔN ĐỊNH KHỐI ĐẤT MÁI DỐC ĐỨNG CÓ GIA CƯỜNG34T 37 34T2.4.1. Bài toán về lực neo lớn nhất và nguyên tắc bố trí cốt34T 37 34T2.4.2 Phương pháp phân mảnh để tính toán mặt trượt tròn trong mái dốc đắp có cốt 34T 41 34T2.5 NGUYÊN TẮC BỐ TRÍ CỐT VẢI ĐỊA KỸ THUẬT34T 50 34T2.5.1. Tiêu chuẩn để chọn khoảng cách đứng giữa các lớp cốt34T 50 34T2.5.2. Khoảng cách đứng hợp lý giữa các lớp cốt và điều kiện không đứt cốt 34T 51 34T2.5.3. Chiều dài neo (lneo) và lực neo TR neo R34T 51 34T2.5.4. Điều kiện không tụt cốt neo34T 52 34T2.6. NHỮNG QUI ĐỊNH DO BS8006: 1995 ĐỀ XUẤT34T 53 34T2.6.1. Xác định số lớp lưới tối thiểu cần thiết bố trí trong mái dốc:34T 53 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng 34T2.6.2. Tính khoảng cách thẳng đứng giữa các lớp cốt.34T 54 34T2.6.3. Tính toán chiều dài neo của cốt34T 56 34T2.6.4. Các hệ số riêng phần trong thiết kế mái dốc34T 59 34T2.7. TÍNH TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH MÁI DỐC34T 60 34T2.7.1. Kiểm tra đứt cốt trong mái dốc34T 60 34T2.7.2. Kiểm tra tuột cốt trong mái dốc.34T 62 34T2.8. KẾT LUẬN CHƯƠNG 234T 64 34TCHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN, KẾT CẤU ĐỊNH HÌNH GIA CƯỜNG MÁI DỐC ĐỨNG 34T 65 34T3.1. MỤC ĐÍCH34T 65 34T3.2. GIỚI THIỆU VỀ PHÂN MỀM RESLOPE (4.0)34T 65 34T3.3. NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU34T 70 34T3.3.1. Phân tích lựa chọn các thông số34T 70 34T3.3.2. Bài toán và phạm vi nghiên cứu34T 75 34T3.4 . PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TÍNH TOÁN34T 78 34T3.4.1 Kết quả tính với các trường hợp sử dụng loại vải HS100/5034T 78 34T3.4.2. Nhận xét kết quả tính toán34T 85 34T3.5. ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN CHO CÔNG TRÌNH THỰC TẾ34T 85 34T3.5.1. Giới thiệu công trình thực tế và các trường hợp tính toán34T 85 34T3.5.2. Kết quả tính toán công trình thực tế34T 90 34T3.5.3. Nhận xét kết quả và kết luận34T 92 34TCHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ THI CÔNG MÁI DỐC CÓ CỐT34T 93 34T4.1. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ34T 93 34T4.2. THI CÔNG NỀN MÓNG34T 93 34T4.3. CỐT VÀ CÁC YÊU CẦU VỀ RẢI CỐT ĐỊA KỸ THUẬT34T 93 34T4.3.1. Cốt địa kỹ thuật34T 93 34T4.3.2. Cốt kim loại34T 93 34T4.3.3. Cốt Polime34T 95 34T4.4. THI CÔNG TẠO VỎ MẶT MÁI DỐC34T 98 34T4.4.1. Vỏ mặt mái dốc bằng cốt bọc cuộn34T 98 34T4.4.2. Mặt mái dốc kiểu rọ đá hoặc túi bọc đá34T 100 34T4.4.3. Vỏ bọc mặt34T 101 34T4.5. ĐẮP VÀ ĐẦM NÉN VÂT LIỆU ĐẮP34T 101 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng 34T4.5.1. Yêu cầu vật liệu đắp34T 101 34T4.5.2. Đắp và đầm nén34T 101 34TKẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ34T 103 34T1. CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN34T 103 34T2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ TỒN TẠI34T 104 34T3. KIẾN NGHỊ34T 104 34TTÀI LIỆU THAM KHẢO34T 105 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng THỐNG KÊ HÌNH VẼ Tên hình vẽ Trang Hình 1.1: Phương pháp đắp đất ở chân mái dốc 6 Hình 1.2: Các dạng thi công thường gặp trong phương pháp thoát nước 7 Hình 1.3: Phương pháp cọc bản Sheet Piling 7 Hình 1.4: Phương pháp cân chỉnh mái dốc 8 Hình 1.5: Phương pháp giảm chiều cao mái 8 Hình 1.6: Phương pháp gia cường mái dốc bằng hàng cọc 9 Hình 1.7: Phương pháp neo trong đất 10 Hình 1.8: Phương pháp sử dụng tường chắn 10 Hình 1.9: Mô hình của phương pháp vải địa kỹ thuật với 3 lớp vải 11 Hình 1.10: Mặt cắt ngang nền đắp tiêu chuẩn sau khi sửa chữa 13 Hình 1.11: Mái dốc đứng của một bãi đỗ trực thăng 15 Hình 1.12: Một số hình ảnh công trình có sử dụng vải địa kỹ thuật 20 Hình 2.1: Tác dụng của cốt đối với đất 26 Hình 2.2: Cơ chế gia cường tường và mái dốc bằng cốt 27 Hình 2.3. Mái đắp có cốt trên nền đất yếu 28 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng Hình 2.4: Các trạng thái giới hạn phá hoại về ổn định ngoài 35 Hình 2.5: Các trạng thái giới hạn phá hoại về ổn định nội bộ 35 Hình 2.6: Các trạng thái giới hạn phá hoại về ổn định hỗn hợp 36 Hình 2.7: Sơ đồ lực tác dụng lên khối trượt ABC theo mô hình tính toán hệ thống neo 37 Hình 2.8: Sơ đồ xác định lực kéo neo T R kéo 40 Hình 2.9: Phươ ng pháp phân mảnh với mặt trượt tròn để tính ổn định mái dốc trong đất có cốt 41 Hình 2.10: Phương pháp phân mảnh với mặt trượt tròn của Bishop 47 Hình 2.11: Cơ chế gia cường tường và mái dốc bằng cốt 52 Hình 2.12: Sơ đồ tính toán khoảng cách thẳng đứng giữa các lớp cốt 54 Hình 2.13: Sơ đồ tính toán kiểm tra đứt cốt 61 Hình 2.14: Sơ đồ tính toán kiểm tra tuột cốt 63 Hình 3.1: Giao diện phần mềm ReSlope (4.0) 66 Hình 3.2: Menu chính của ReSlope (4.0) 66 Hình 3.3: Nhập dữ liệu cho bài toán 67 Hình 3.4: Giao diện nhập thông số mặt cắt hình học và tải trọng 67 Hình 3.5: Giao diện nhập dữ liệu đất đắp 68 Hình 3.6: Giao diện nhập các thông số thiết kế 68 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng Hình 3.7: Giao diện nhập các thông số của cốt 69 Hình 3.8: Mặt cắt định hình mái đất dốc 70 Hình 3.9: Vị trí có gradient đẩy trồi lớn 72 Hình 3.10: Mối quan hệ giữa C, φ và số lớp cốt ứng, chiều dài cốt với H=7m vải HS100/50 80 Hình 3.11: Mối quan hệ giữa C, φ và số lớp cốt ứng, chiều dài cốt vải HS150/50 84 Hình 3.12: Mối quan hệ giữa C, φ và số lớp cốt ứng, chiều dài cốt vải HS150/50 84 Hình 3.13: Một vị trí sạt trượt trên tuyến đường Tam Văn – Lâm phú 87 Hình 3.14: Mặt cắt địa chất khu vực xử lý công trình 89 Hình 3.15: Mặt cắt dự kiến bố trí công trình 89 Hình 3.16: Chi tiết dự kiến bố trí công trình 90 Hình 3.17: Kết quả tính toán bố trí cốt 91 Hình 4.1: Minh họa vỏ mặt mái dốc bọc cuộn 99 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng THỐNG KÊ BẢNG BIỂU Tên bảng biểu Trang Bảng 2.1: Tính chất của vải địa kỹ thuật 23 Bảng 2.2: Trị số góc θ để xác định mặt trượt khả dĩ trong các trường hợp góc mái dốc khác nhau 39 Bảng 2.3: Xác định trị số K R K R với các trường hợp góc dốc 41 Bảng 2.4: Các hệ số riêng phần dùng trong thiết kế mái dốc 59 Bảng 3.1. Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý của đất tàn – sườn tích 70 Bảng 3.2 Bảng tổng hợp các trường hợp tính trường hợp sử dụng vải HS 100/50 76 Bảng 3.3 Bảng tổng hợp các trường hợp tính trường hợp sử dụng vải HS 150/50 77 Bảng 3.4. Kết quả tính toán với đất trong phạm vi cốt có φ=15 P 0 P; 78 Bảng 3.5. Kết quả tính toán với đất trong phạm vi cốt có φ=15 P 0 P; vải HS 150/50 81 Bảng 3.6: Các chỉ tiêu cơ lý đất dùng trong tính toán 88 Bảng 3.7: Tổng hợp kết quả tính toán thông số cốt 91 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng [...]... l phng phỏp khỏ hp lý khi ng dng n nh trt cho khu vc rng ln Vn c bn ca phng phỏp ny l dựng cc hoc cỏc cu kin gia cng gia c thnh hng ngn chn nh hng trt ca mỏi dc Phng phỏp ny tit kim c nhiu chi phớ v mang li hiu qu cao vỡ cỏc cu kin gia cng m c th l cc c t vo t thnh hng vi nhng khong cỏch nht nh ph thuc vo thit k Cọc gia cường mái dốc Hỡnh 1.6: Phng phỏp gia cng mỏi dc bng hng cc 1.2.6 Phng phỏp neo... dng 3 Phm vi nghiờn cu - Nghiờn cu gii phỏp gia cng cho mỏi dc cú gúc dc 450 900 bng P P P P ct vi a k thut - Tớnh cho mỏi dc cú chiu cao H 9m IV NI DUNG NGHIấN CU CA TI - Nghiờn cu tng quan v vt liu v kt cu gia cng mỏi dc ng, phõn loi v ng dng - C s lý thuyt khi tớnh toỏn gii phỏp gia cng cho khi t p cú mỏi dc ng - ng dng phn mm ReSlope (4.0) tớnh toỏn cho cụng trỡnh mỏi dc nh hỡnh trong trng hp... cỏc gii phỏp gia cng n nh cho khi t cú mỏi dc ng - xut cỏc dng kt cu nh hỡnh gia cng cho mỏi dc ng 2 Nhim v: - Phõn tớch tng quan v cỏc dng mỏi t - Nghiờn cu c ch phỏ hu khi t mỏi nghiờng v khi t cú mỏi dc ng - Nghiờn cu cỏc gii phỏp gia cng n nh mỏi dc - Nghiờn cu cỏc loi vt liu v kt cu bo v b mt hoc gia cng khi t mỏi dc ng - Nguyờn tc tớnh toỏn, b trớ cỏc loi vt liu v kt cu bo v b mt hoc gia cng khi... phng phỏp chớnh sao cho vic gi n nh cú hiu qu nht ngay lp tc cú th lm trit tiờu hot ng ca mt trt Trong phm vi lun vn tp trung nghiờn cu gii phỏp dựng ct a k thut (cụng ngh t cú ct) gia cung mỏi dc ng nhm t c mc tiờu k thut, m thut v mụi trng Lun vn thc s Nghiờn cu xut cỏc dng kt cu gia cng cho mỏi dc ng 12 1.2.11 ỏnh giỏ chung v cỏc gii phỏp gia cng v xut, la chn gii phỏp gia cng cho mỏi dc ng Trong... cụng o p t) thỡ phng phỏp h cao mỏi dc rt hu dng, nhng thng thỡ khụng th thc hin vỡ phi tuõn theo yờu cu thit k Chiều cao đỉnh mái dốc ban đầu Chiều cao đỉnh mái dốc đã bớt đi Mặt trượt Hỡnh 1.5: Phng phỏp gim chiu cao mỏi Lun vn thc s Nghiờn cu xut cỏc dng kt cu gia cng cho mỏi dc ng 9 Vi mỏi dc t nhiờn phng phỏp ny cú th c xem xột Tuy nhiờn, vic gim s n nh theo phng phỏp ny thu c kt qu khụng cao... hi, thm chớ nguy him n tớnh mng con ngi Vic nghiờn cu gii phỏp gia cng cho mỏi dc ng s em li nhiu li ớch ln V k thut, s lm tng cng cho khi t (c bit l i vi khi t phi gia c li sau khi b st l) dn n m bo mỏi dc n nh trong cỏc iu kin tớnh toỏn V kinh t, mỏi dc ng s gim tit din mt ct dn n gim khi lng o p cho cỏc cụng trỡnh, tit kim c khụng gian xõy dng, tit kim c vt liu bo v b mt mỏi v tiờu thoỏt nc b mt... a k thut l loi vt liu gia cng t nhõn to Trong vựng n nh ca mỏi dc, vi a k thut, vỡ chc nng gia cng chu kộo ca nú s giỳp gia tng cỏc c tớnh c hc ca cụng trỡnh t thụng qua s tng tỏc vi t ti b mt chu ct, vớ d trong nn p li a k thut gia cng cú tỏc dng gim mụmem phỏt sinh do khi trt Loi ny rt thng c dựng nh mt loi neo, nú to mt phn lc chng li mụmen gõy trt Lưới vải địa kỹ thuật gia cường Mặt trượt Hỡnh... liu tra cu s b khi gia c mỏi dc ng bng vi a k thut thỡ cn thit phi xõy dng c cỏc quan h gia cỏc ch tiờu c lý ca t vi chiu cao ca mỏi dc, khong cỏch v chiu di hp lý ca cỏc lp ct vi a k thut ti Nghiờn cu xut cỏc dng kt cu gia cng cho mỏi dc ng l mt trong nhng vn khoa hc ln v rt cp thit, gúp phn gii quyt cỏc vn cú ý ngha thc tin to ln Lun vn thc s Nghiờn cu xut cỏc dng kt cu gia cng cho mỏi dc ng 2... m bo mỏi ờ n nh trong thi gian ngn, khụng cho t mi p lỳn xung nn bựn, ng thi tit kim t p ngi ta ó s dng vi a k thut vi 3 chc nng: bo v, phõn cỏch v gia c t yu; - Tng chn Prapoutel les sept laux (Phỏp) di 170m, cao 2 ữ 9,6m c gia c bng vi a k thut to mỏi dc ng 1/4 tit kim t v tng cng h s n nh; - D ỏn xõy dng tng chn t v ng giao thụng ti nhiu ngó t ca i l Tanque Verde (M) c gia c bng li a k thut n... trỡnh cú mỏi dc ú cú c s chc chn cho vic thit k mỏi dc hoc phng oỏn din bin st l t Nhiu lý thuyt tớnh toỏn n nh mỏi dc ó ra i, kt tinh theo thi gian cng ngy h thng lý thuyt cng hon thin Lý thuyt c s kt hp cụng ngh vt liu mi cho phộp gia cng mỏi dc n nh hn v kinh t hn Trong phn tng quan ny, tỏc gi gii thiu s lc lch s phỏt trin lý thuyt phõn tớch n nh mỏi dc v nhng gii phỏp gia cng mỏi dc ng lm c s la chn . pháp gia cường cho mái dốc đứng. 34T 12 34T1.3. VẤN ĐỀ ỨNG DỤNG CÁC GIẢI PHÁP GIA CƯỜNG ỔN ĐỊNH MÁI DỐC VÀ MÁI DỐC ĐỨNG Ở VIỆT NAM34T 14 Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia. cấu gia cường cho mái dốc đứng 2 II. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 1. Mục tiêu: - Nghiên cứu ứng dụng các giải pháp gia cường ổn định cho khối đất có mái dốc đứng. - Đề xuất các dạng. các tài liệu liên quan đến thiết kế về mái đất, mái đất gia cường và mái đất có cốt. - Nghiên cứu đề xuất các dạng, kết cấu định hình ổn định cho mái dốc đứng Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề