GIỚI THIỆU TỔNG QUAN GEOSTUDIO 2007

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN GEOSTUDIO 2007 STEEP VÀ SLOPE Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của các phương pháp số và các công cụ máy tính nói chung có thể giải được các bài toán thấm với biên bất kì cho bài toán phẳng và không gian, thấm ổn định và không ổn định… chính vì thế nên đã ứng dụng phần mền Geostudio 2007 với 2 modul STEEPW và SLOPEW để đưa vào tính thấm và ổn định cho đật đất.

Trang 1

CHƯƠNG I : GIƠI THIẸU TONG QUAN

GEOSTUDIO 2007

1 ĐẠT VAN ĐE :

- Ơ nước ta hau het các đập ngăn nước đeu làm bang vật liệu là đat đong chat Khi mực nước

ho dâng lên, hạ xuong xuong that thường thı̀ sẽ làm mat on định mái đập gây ra trượt, lún, xói mòn cục bộ…Chı́nh vı̀ vậy mà việc tı́nh toán che độ on định cho đập đat là rat quan trọng và can thiêt

- Trong thực te thường gặp các loại đập đat trên nen tham nước, đat nen và đat đap đập cũng gom nhieu lớp khác nhau Những bài toán thược loại này khá phức tạp, vı̀ phải đe cập tới môi trường nhieu lớp và các đieu kiện biên phức tạp

- Ngày nay với sự phát trien mạnh mẽ của các phương pháp so và các công cụ máy tı́nh nói chung có the giải được các bài toán tham với biên bat kı̀ cho bài toán phang và không gian, tham on định và không on định… chı́nh vı̀ the nên đã ứng dụng phan men Geostudio 2007 với 2 modul STEEP/W và SLOPE/W đe đưa vào tı́nh tham và on định cho đật đat

MỤC ĐICH BAI BAO CAO

2 van đe chı́nh được quan tâm

- Sử dụng 2 modul SLEEP/W VA SLOPE/W của GEOSTUDIO 2007

-Ưng dụng tı́nh toán tham và on định cho đập đat

Trang 2

CHƯƠNG II : PHAN MEM GEOSTUDIO 2007

Công ty GEO-SLOPE International (Canada) sản xuat bộ phan mem Địa kỹ thuật GeoStudio, đây là bộ phan mem noi tieng ở Việt Nam và the giới ve địa kỹ thuật

GeoStudio bao gom 6 phan mem độc lập:

- SLOPE /W - tı́nh on định mái doc,

- SEEP /W – tı́nh tham theo phương pháp phan tử hữu hạn (FEM),

- SIGMA /W – tı́nh ứng suat bien dạng theo FEM,

- TEMP /W – tı́nh truyen nhiệt theo FEM,

- CTRAN /W – tı́nh truyen chat,

- QUAKE/W – tı́nh toán động đat

1 MODUL I : SLEEP

1.1 KHÁI QUÁT CHUNG:

STEEP/W là 1 trong 6 phan men địa kỹ thuật trong bộ GEOSTUDIO của công ty GEO-SLOPE International- Canada

STEEP/W là phan mem giao diện đo họa 32bit có the chạy trong hệ đieu hành

Windows95/98/NT/2000/XP/ và windows7 32-64bit Windows8-32-64bit chı̉ từ phiên bản7.23 trở lên Dùng mô hı̀nh chuyen động của nước và phân bo áp lực nước lo rong trong môi trường đat đã theo phương pháp phan tử hữu hạn

1.2 KHẢ NĂNG CỦA STEPP/W

1.2.1 TỔNG QUÁT

- STEPP/W có the phân tı́ch bài toán: dòng tham có áp không áp ngam do mư, tham từ bon chứa nước ảnh hưởng tới mực nước ngam, áp lực nước lo rong dư và tham on định và không

Trang 3

Q vào Q ra

Ngoài ra, SLEEP/W còn sử dụng hàm tham the hiện moi quan hệ giữa hệ so tham và áp lực nước lo rong trong đat

1.2.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THẤM TRONG MÔ HÌNH

1.2.2.1 MỤC ĐICH VA NHIẸM VỤ CUA VIẸC TINH TOAN THAM

Mục đı́ch : Can phải tı́nh toán tham qua thân đập, nen đập đe làm cơ sở tı́nh toán on định mái, ket cau chong tham, ket cau các bộ phận tiêu nước hợp lý và kinh te nhat

Trong tı́nh toán tham, can xác định các thông so của dòng tham ở thân đập, nen đập và bờ đập sau đây:

- Xác định lưu lượng tham qua thân đập và nen trên cơ sở đó tı̀m lượng nước ton than của ho

do tham gây ra và có biện pháp phòng chong tham thı́ch hợp

- Xác định vị trı́ đường bão hòa, từ đó sẽ tı̀m được áp lực tham dung trọng tı́nh toán on định mái đập

- Xác định gradient tham ( hoặc lưu toc tham) của dòng chảy trong thân đập, nen đập nhat là cho dòng tham thoát ra ở lạ lưu đe kiem tra xói ngam, đay trôi đat và xác định kı́ch thước cau tạo của tang lọc ngược

b.2 PHƯƠNG PHAP TINH TOAN THAM

a Cơ sở lý luận của STEEP/W

Dòng tham trong đat bão hòa và không bão hòa tuân theo quy định luật tham Darcy

Q=K.J. hoặc có the viet dưới dạng v=K.J

Trong đó:

- Q : lưu lượng tham đơn vị

- v: lưu toc tham trung bı̀nh

- K là hệ so tham

- J: gradient của dòng tham

- Lưu lượng vào ra khỏi phân to đat bien thiên theo độ am the tı́ch Δθ

- Trường hợp tham on định Qvào – Qra = Δθ=0

Phân to

Trang 4

1.2.2.2 PHƯƠNG TRINH THAM

Tı́nh toán tham theo phương pháp phan tử hữu hạn dựa trên phan mem SLEEP/W của hãng GEOSLOPE International Ltd của Canada, Các phương trı̀nh cơ bản sau đây được sử dụng tı́nh toánt ham trong SLEEP/W như sau:

Phương trı̀nh vi phân tong quát:

- Trường hợp dòng on định k x H k y H Q

H: tong cột nước

kx: hệ so tham theo phương x

ky: hệ so tham theo phương y

Q: lưu lượng biên áp đặt cho phan tử

Q: lượng chứa nước the tı́ch

t: thời gian/

n

 : trọng lượng đơn vị của nước

w

m : hệ so góc của đường cong lượng chứa nước với áp lực lo rong

Ngoài ra, SLEEP/W còn sử dụng hàm tham, the hiện moi quan hệ giữa hệ so thâm và áp lực nước lo rong, hàm lượng chưa nước the tı́ch với áp lực nước lo rong trong đat Lưu lượng tham qua đập tı́nh gan đúng theo công thức sau: Q=q.Ltb

1.2.3 DỮ LIỆU TÍNH TOÁN

Các tı́nh toán ve tham được tien hành với mực nước đặc trưng ở và hạ lưu sau:

Trang 5

Lớp đat nen – Lớp 2: K=3x10-4cm/s

Lớp đat nen – Lớp 3: K=4x10-5 cm/s

2 MODUL SLOPE/W:

2.2 KHÁI QUÁT CHUNG:

SLOPE/W là 1 trong 6 phan men địa kỹ thuật trong bộ GEOSTUDIO của công ty GEO-SLOPE International- Canada

SLOPE/W là phan mem giao diện đo họa 32bit có the chạy trong hệ đieu hành

Windows95/98/NT/2000/XP/ và windows7 32-64bit Windows8-32-64bit chı̉ từ phiên bản7.23 trở lên

2.3 KHẢ NĂNG CỦA SLOPE

SLOPE phân tı́ch on định mái đat – đá theo phương pháp cân bang giới hạn khoi trong đat bão hòa và không bão hòa như:

- Mái doc đong nhat, không đong nhat trên nen đá

- Mái doc chịu tải trong ngoài và có cot gia co

- Tı́ch hợp với STEEP/W phân tı́ch on định mái doc trong đieu kiện áp lực nước lo rong phức tạp

- Tı́ch hợp với SIGMA/W phân tı́ch on định mái doc trong đieu kiện áp lực nước lo rong phức tạp

- Tı́ch hợp với SIGMA/W phân tı́ch on định theo phan tử hữu hạ

- Phân tı́ch on định mái doc theo xác suat

2.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRONG MÔ HÌNH

2.4.1 MỤC ĐICH VA NHIẸM VỤ CUA VIẸC TINH ON ĐỊNH

Xác định hệ so on định nhỏ nhát của mái đập, từ đó chọn hệ so mái, kı́ch thước đập hợp lý ve kỹ thuật và thi công

2.4.2 PHƯƠNG PHAP TINH TOAN ON ĐỊNH

Phan mem SLOPE/W của hãng GEO-SLOPE International Ltd của Canada cho phép tı́nh toán theo nhieu phương pháp khác nhau như :

1) Phương pháp Ordinary: Xem cả lực pháp tuyen và lực cat của mảnh trượt bang 0

2) Phương pháp Bishop: Đơn giản hoá chı̉ quan tâm đen lực pháp tuyen mà không đe ý đen lực tiep tuyen giữa các dải, và chı̉ can thoả mãn phương trı̀nh cân bang momen

Trang 6

3) Phương pháp Janbu: Đơn giản hoá cũng chı̉ dùng lực pháp tuyen mà không sử dụng lực tiep tuyen giữa các dải, nhưng chı̉ dựa trên đieu kiện cân bang lực

4) Phương pháp Spencer: Xét cả đieu kiện cân bang lực và cân bang momen, nó hạn che coi lực trượt là hang so

5) Phương pháp Morgenstern-Price và Gle: Dùng cả lực pháp tuyen và tiep tuyen giữa các dải và phải thoả mãn cả phương trı̀nh cân bang lực và phương trı̀nh cân bang mômen

Ơ ĐAY TA CHỌN PHƯƠNG PHAP Morgenstern-Price và Gle:

2.5 TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN

Tı́nh toán on định mái đập tien hành đoi với một mặt cat ngang lớn nhat ở giữa lòng song cho trường hợp sau đây:

- Ơ thượng lưu là mực nước dâng bı̀nh thường MNTLBT +2.00m ở hạ lưu là MNHLBT -1.00m

- Qua thı́ nghiệm đat đap, đat nen và gia co ,kinh nghiệm đap đập, chọn các chı̉ tiêu kháng cat dùng trong tı́nh toán on định mái đập theo bảng sau:

Thông so đat dùng trong phân tı́ch on định

Lớp vật liệu

Chı̉ tiêu kháng cat Dung trọng khô

(kN/m³)

Dung trọng bão hòa (kN/m³) C(kPa) φ( )0

Trang 7

3 CẤU TRÚC CHƯƠNG TRÌNH

a Khung giao diện:

b Cấu trúc lệnh DEFINE

STEEP/W dùng thanh và các thanh công cụ đe đieu khien:

Thanh thực đơn buông (Menu Bar) File Edit Set, View, KeyIn, Draw, Set,View, KeyIn, Draw,

Sketch, Modifily, Tool, Help;

Thanh công cụ ( Tool bar) gom 5 loại:

Thanh công cụ chı́nh

Thanh công cụ che độ ( Mode Toolbar) : Gom các nút nập các che độ thao tác đe hien thị và

soạn thảo đoi với đoi tượng văn bản và đo thị

Thanh công cụ xem ưu tiên (View Preferences Toolbar)

Thanh công cụ lưới ( Gird Toolbar-Zoom ) : Đieu khien, hien thị ô lưới

Trang 8

CHƯƠNG III: ƯNG DỤNG MO HINH ĐE TINH ON ĐỊNH CHO ĐẠP ĐAT

1 ĐỊA CHAT CONG TRINH KHAO SAT

a Tuyen đập cat qua các lớp đat khác nhau: Khảo sát 3 lớp đat

b So liệu đập được thiet ke

- Cao trı̀nh đı̉nh đập +3.00m

- Hệ so mái trước

- Tường chan sóng 0.5 m

- Gờ giao thông 0.2 m

- Chieu rộng đı̉nh đập 5m

- Cao trı̀nh đáy đập -3 m

- Chieu dài sân phủ 2 m

- Đập gom 3 khoi :

+ Khoi 1 : Thượng lưu, K=3.E-4 cm/s, mái trước m=1.5 và mái sau m=1.5, cơ rộng 1m + Khoi 2 Lõi chong tham, K=3.E-6cm/s, mái trước m=1, mái sau m=0.5

+ Khoi 3 Hạ lưu K=5.E-4cm/s, mái trước m=1.25, mái sau m=2 và cơ rộng 1 m

- Khoi đá thoát nước: K=10.E3 cm/s

- Đat nen :

o Lớp 1 dày 5 m từ -3 đen -7m, k1=5E-5 cm/s

o Lớp 2 dày 5 m từ -7 đen -12m, k2=3xE-4 cm/s

o Lớp 3 dày 5 m từ -12 đen -20m, k3=4xE-5 cm/s

3 NHẠP PHẠM VI LAM VIẸC

Vào set chọn đoi tượng can cài đặt

- Chọn kho giay A4 và nhập các giá trị kho giay

Trang 9

- Lập trục:

Trang 10

- Phác thảo bài toán

Để phát triển một mạng phần tử hữu hạn, trước hết nên chuẩn bị phát họa các kích thước bài toán Phác đồ này là một hướng dẫn hữu ích để vẽ lưới phần tử hữu hạn và xác định các điều kiện biên

- Phác họa nen đập Có nhieu cách đe phát thảo nen đập:

1 Cách 1 : Ta có the dùng cách nhập các điem can phác thảo roi dùng Draw Regions đe vẽ vùng

2 Cách 2 : Ta có the dùng Sketch/Lines đe vẽ phác thảo đập Roi dùng Draw Regions đe vẽ vùng

- Neu có sai ve kı́ch thước hay muon đieu chı̉nh thı̀ ta vào

Modify/Objects chọn đoi tượng và chı̉nh sửa theo cách kéo/

xóa di chuyen

- Khi bat không đúng điem của mı̀nh can vẽ ta có the chı̉nh lưới

to nhỏ bang cách chı̉nh lại lưới

Trang 11

- XAC ĐỊNH BAI TOAN

o Đặt tên và xác định bài toán

 Chọn Analysis Settings từ KeyIn

XAC ĐỊNH LOẠI PHAN TICH:

Ơ đây thuộc loại phân tı́ch trạng thái on định nên ta chọn Staedy – State

- XAC ĐỊNH HAM THAM

Vật liệu nen có hệ so tham độc lập với cao trı̀nh áp suat nước lo rong Vı̀ sự tham phải được xác định như 1 hàm, nên hang tham có the xác định bở 1 hàm ngang hai điem

- Moi loại đat có 1 hàm tham khác nhau phụ thuộc quá trı̀nh quang trac khảo sát địa chat Nhưng vı̀ lý do giới hạn ve đieu kiện nên ta sử dụng các hàm tham có san cho từng loại đat

Trang 12

qua hệ so tham K Vào KeyIn/Hydraulic Functions/ Hydraulic Conductivity… Chọn Import chọn hàm tham có san đieu chı̉nh bang hệ so K

Thiet lập thông so lớp đat KeyIn/Hydraulic Functions/Materials

Trang 13

- Nhieu loại đieu kiện Lưu lượng Q(Total Flux),Lưu lượng đơn vị(Unit Flux) q, Mực nước (Head) H,Unit Gradient (i)…

Chọn Draw Boundary Condition đe tạo đieu kiện biên cho đập

Trang 14

Chia lưới phần tử : Vào Draw chọn Draw Mesh Properties

Nhập Approx Global Element size(Kı́ch thước phan tử) đơn vị m

Chọn vùng chia lưới phan tử

Trang 15

Kiem tra loi cho các thông so Tool/Verify Optimize Data

Tien hành chạy chương trı̀nh và kiem tra ket quả Vào Tool/

Solve Analyses Chọn yes đe lưu file Xuat hiện hộp thoại

chọn Start chương trı̀nh sẽ truy xuat đen Modul Sleep tı́nh

toán

Chọn công cụ Switches the Contour view to display

computed results trên thanh công cụ đe the hiện ket quả

Trang 16

Total Head- Pressure Head

Ta có the lay nhieu thông tin và the hiện bang bieu đo bang cách vào Draw Contour

Pressure Head

MNHL -1 00 MNTL +2.0 0

0

5

Trang 17

Total Head- J Gradien XY

Đường tham

Vẽ bieu đo bang cách vào

Draw chọn Graph và thiet lập các thông so đo thị can vẽ:

Lưu lượng tham đơn vị qua đập và nen đat (m3/s.m) 1,65.E-6 Lưu lương tham qua thân và nen đập trong ngày đêm

3 PHAN TICH ĐANH GIA KET QUA:

.2

0.4

0.6 0.

0 sec MNHL -1.00 MNTL +2 0 0

MNHL -1.00 MNTL +2.00

Trang 18

Tra tiêu chuan là công trı̀nh cap 4

Bảng 7 - Trị số građient trung bình tới hạn ở các bộ phận chống thấm

Loại vật liệu chống thấm

Giá trị građient cột nước cho phép trung bình đối với hình thức

chống thấm

Theo vật liệu chong tham đạt chı̉ tiêu cho phép

4 TINH ON ĐỊNH

Đưa các thông so vật liệu và nen đat:Vào KeyIn /Materials

Vẽ lưới tâm trượt và lưới : Draw slip surface Gid

Trang 19

Và vẽ bán kı́nh tâm trượt vào Draw slip surface Radius

Trang 20

- Sử dụng phan men cho phép thay ket quả nhanh

- Cùng 1 lúc tı̀nh cho nhieu phương án chong tham khác nhau ve đơn giản

Trang 21

Các tài liệu tham khảo:

1 HƯƠNG DAN SƯ DỤNG PHAN MEM RIVER2D-Võ Nguyễn Đức Phước-Huỳnh Thị Thùy Trâm

2 User's Manual-University of Alberta

3 Stability Modeling with SLOPE/W 2007 Version-GEO-SLOPE International Ltd

4 Seepage Modeling with SEEP/W 2007-GEO-SLOPE International Ltd

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	3,42 MB