Tính toán ổn định tường tràn

Tớnh toỏn n nh tng trn Trường Đại học thuỷ lợi Khoa công trình CHUYÊN Đề TíNH TOáN ổN ĐịNH tường TRàN Hà nội 02-20 TH: Page Tớnh toỏn n nh tng trn Mc Lc I TNH TON N NH TRN I.1 Mc ớch I.2 Tớnh toỏn n nh tng cỏnh thng lu I.2.1 Ti liu tớnh toỏn I.2.2 Yờu cu tớnh toỏn : I.2.3 Trng hp tớnh toỏn : Trng hp : Thi cụng t p ngang cao trỡnh nh tng Trng hp : Cụng trỡnh hnh bỡnh thng, h MNDBT, ỏp lc t tỏc dng vi t hp lc c bn hoc cú lc ng t tỏc dng (t hp lc c bit) Trng hp : Trng hp sa cha (hoc trng hp nc rỳt nhanh mỏi thng lu) I.2.4 Tớnh toỏn n nh trng hp mi thi cụng xong a) S tớnh toỏn: b.Cỏc lc tỏc dng lờn tng c) Kim tra n nh ca tng: I.2.5 Tớnh toỏn n nh trng hp MNTL rỳt xung t ngt: a) S tớnh toỏn: b)Cỏc lc tỏc dng lờn tng: 10 c) Kim tra n nh ca tng: 13 TH: Page Tớnh toỏn n nh tng trn I TNH TON N NH TRN I.1 Mc ớch Cụng trỡnh trn x l l mt nhng hng mc ch yu h thng cụng trỡnh u mi õy l loi cụng trỡnh va lm nhim v ngn nc, va lm nhim v thỏo nc t h cha Do ú, s n nh ca cụng trỡnh trn cú ý ngha ht sc to ln i vi s lm vic v an ton ca h thng cụng trỡnh núi chung T nhng yờu cu trờn, cn tớnh toỏn n nh trn nhm m bo cho cỏc b phn ca trn: tng cỏnh thng lu, ngng trn, tng bờn dc nc, dc nc, v.v lm vic bỡnh thng mi trng hp T ú, xỏc nh c kt cu v kớch thc cỏc b phn ca trn hp lý c v k thut v kinh t Trong phm vi ỏn ny thi gian cú hn v c s ng ý ca giỏo viờn hng dn, nờn ch kim tra n nh cho tng cỏnh thng lu I.2 Tớnh toỏn n nh tng cỏnh thng lu I.2.1 Ti liu tớnh toỏn Ti v trớ tng cú chiu cao ln nht thỡ kh nng mt n nh l ln nht Do ú, tin hnh tớnh toỏn kim tra n nh v trt , lt v ng sut nn cho mt ct ti u ngng trn Kớch thc s b ca tng cỏnh ti mt ct u trn l tng sn cú bn chng nh sau: Cao trỡnh nh tng : Znh tng = 58 m Chiu rng bn ỏy trc tng : b1 = 2m Chiu rng bn ỏy tng Chiu dy bn chng : b2 =6,5m : tbn chng = 0,5m Khong 5m thỡ b trớ mt bn chng Chiu dy tm ỏy tng : tỏy tng = 0.6m Vt liu tng bng bờ tụng ct thộp M200, bt = 2.5 T/m3 TH: Page Tớnh toỏn n nh tng trn Lng tng phớa t p nghiờng gúc tg 10 Mt tng trn nhn Ti liu v a cht nn: Ton b tng cỏnh t trờn nn ỏ.H s ma sỏt gia ỏy tng v nn ỏ f = 0,7 (S tay KTTL 3) Ti liu t p sau lng tng: t p p cú cỏc ch tiờu c lý nh sau: Lc dớnh n v : Ctn = 2.4T/m2 ; Cbh = 2T/m2 Gúc ni ma sỏt : tn = 23o ; bh = 20o Dung trng t nhiờn : tn = 1,995T/m3 Dung trng bóo ho : bh = 2,31T/m3 Cỏc ch tiờu v h s an ton : Vi cụng trỡnh cp III theo bng (4-6) trang 39 14TCN 157-2005, h s an ton n nh nh sau : K = 1,3 : T hp ti trng v lc tỏc dng ch yu K = 1,0: T hp ti trng v lc tỏc dng c bit I.2.2 Yờu cu tớnh toỏn : Tớnh toỏn n nh tng chn t c da trờn bi toỏn phng (tớnh cho 1m chiu di tng) Trong phm vi ỏn tt nghip, c s ng ý ca giỏo viờn hng dn nờn ch tớnh toỏn da trờn hai iu kin sau : iu kin n nh trt theo mt ỏy múng tng iu kin n nh lt quanh g phớa trc I.2.3 Trng hp tớnh toỏn : Tng cỏnh cn phi c kim tra n nh cỏc trng hp sau : Trng hp : Thi cụng t p ngang cao trỡnh nh tng Trng hp : Cụng trỡnh hnh bỡnh thng, h MNDBT, ỏp lc t tỏc dng vi t hp lc c bn hoc cú lc ng t tỏc dng (t hp lc c bit) TH: Page Tớnh toỏn n nh tng trn Trng hp : Trng hp sa cha (hoc trng hp nc rỳt nhanh mỏi thng lu) Thụng thng, i vi tng cỏnh thng lu thỡ ch cú trng hp v trng hp l gõy nguy him cho cụng trỡnh I.2.4 Tớnh toỏn n nh trng hp mi thi cụng xong a) S tớnh toỏn: d dng tớnh toỏn, s dng s tớnh toỏn nh hỡnh (10-13), xột cho 1m chiu di ca tng Zdinh=58m q = 3T/m 0.50 Z0= 9.50 P3 P 4.78 P1 2.62 hp E cd hc 1.25 0.60 A 2.00 P2 B 6.50 tn.H.Kc-2.Ctn Hỡnh 10.13 S cỏc lc tỏc dng lờn tng b.Cỏc lc tỏc dng lờn tng Cỏc lc tỏc dng thng ng: - Trng lng bn thõn tng + Bn mt tng : Giỏ tr: P1=F1.1 bt vi F1 :Din tớch bn mt tng ng,F1= 0,5 1, 25 9,5 8,31 m im t: Cỏch A (A mộp di cựng bờn trỏi tng) mt on x1=2,62 TH: Page Tớnh toỏn n nh tng trn + Bn ỏy tng : P2=F2.1 bt vi F2 :Din tớch bn ỏy tng ngang,F2= 0, 6.6, 3,9 m2 Giỏ tr: im t: Cỏch A (A mộp di cựng bờn trỏi tng) mt on x2=3,25m - Trng lng t p sau lng tng Giỏ tr : P3=F3.1 tn vi F3 :Din tớch t p sau lng tng, F3= 3, 63 3, 25 9,5 32, 68 m2 im t: Cỏch A (A mộp di cựng bờn trỏi tng) mt on x3=4,73m Cỏc lc tỏc dng nm ngang: -Biu ỏp lc t ch ng c v s tớnh toỏn: Kc=tg2(450- Z0 2.Ctn Kcd tn = )=tg2(450- 230 )=0,438 2.2, =3,64m 1,995 0, 438 Tng ỏp lc t ch ng tỏc dng lờn tng chn t: Ec= ( tn H K cd 2.Ctn K cd ).( H Z0 ) = (1,995.10,1.0, 438 2.2, 0, 438)(10,1 3, 64) =18,23T im t:cỏch ỏy on hc= H Z 10,1 3, 64 2,15m 3 -Trng lng phõn b ca ca ngi v mỏy thi cụng q=3T/m Giỏ tr:P=q.H.Kc=3.10,1.0,438=65,2T Bng 10.17 Bng tớnh toỏn ti trng tỏc dng lờn tng bờn TH: Page Tớnh toỏn n nh tng trn Lc tỏc dng Tay toỏn ũn Tr s lc h s tt Tr s lc tớnh ng MA kớ ti MCl MGL hiu trng m (T.m) (T.m) P1 0.95 20.78 19.74 2.62 51.72 P2 0.95 9.75 9.26 3.25 30.10 P3 0.9 65.20 58.68 4.78 280.48 P 1.2 13.26 15.91 5.05 80.34 E c 0.8 18.23 14.58 2.12 30.91 ng(T) ngang(T) (T) ngang(T) Trng lng BT tm ng Trng lng BT tm ngang Trng lng t p mang trn Ti trng ngi,mỏy thi cụng p lc t ngang Tng K lt 3.26 K trt 2.52 87.68 30.49 362.30 Chỳ ý: Cỏc giỏ tr mụmen u tớnh vi im gúc A phớa trc ca tng c) Kim tra n nh ca tng: n nh v lt: KL M M CL KL GL Trong ú: MCL: Tng momen chng lt ly i vi im A, MGL: Tng momen gõy lt ly i vi im A [KL] : H s an ton cho phộp v lt i vi t hp ti trng c bn : [KL] = 1.3 i vi t hp ti trng c bit : [KL] = 1.1 TH: Page 111.25 Tớnh toỏn n nh tng trn Thay vo cụng thc: K L 1.3 K L M M CL GL 362,3 3, 26 111, 25 Vy tng m bo n nh v lt n nh v trt: KT P f B.C K Q C Trong ú: P : Tng cỏc lc tỏc dng theo phng ng, P = 87,68T Q : Tng cỏc lc tỏc dng theo phng ngang, Q = 30,49T f : H s ma sỏt gia tng v nn, f = 0,7 B : Chiu rng ỏy tng, B = 6,5 m C : Lc dớnh n v ca nn (h s khỏng ct), Ctn=2.4T/m2 Kc : H s an ton n nh cho phộp, K c nc K n 1.15 1.15 m nc : h s t hp ti trng i vi t hp ti trng c bn : nc = 1.0 i vi t hp ti trng c bit : nc = 0.9 Kn : H s tin cy ph thuc vo cp cụng trỡnh v t hp ti trng Cụng trỡnh cp III, Kn = 1.15 m : H s iu kin lm vic ph thuc vo loi cụng trỡnh v loi nn i vi cụng trỡnh bờtụng v bờtụng ct thộp trờn nn ỏ, m = Thay vo cụng thc, ta c: KT 87, 68 6,5.2, 2.52 KC 1.15 30, 49 Vy tng m bo n nh v trt Kim tra ng sut nn: TH: Page Tớnh toỏn n nh tng trn Vỡ tng c xõy dng trờn nn ỏ tng i vng chc nờn õy khụng cn kim tra iu kin ng sut nn I.2.5 Tớnh toỏn n nh trng hp MNTL rỳt xung t ngt: õy l trng hp c bit thng xut hin cú yờu cu sa cha trn, nc h c thỏo ti mc nc yờu cu Khi ú phớa thng lu tng (tc phớa ngng trn) nc rỳt n cao trỡnh ngng trn(+51,5), phớa h lu tng thỡ mc nc ngm (MNN) cha rỳt ht Trng hp ny l rt nguy him gõy mt n nh ln nht MNN xỏc nh t vic tớnh toỏn ng bóo hũa cho mt ct tớnh toỏn, thiờn v an ton ta chn trng hp bt li nht MNN = MNLTK = 56,37m Khi ú,on trờn MNN: h1 =58-546,37=1,63m Ct nc h lu tng l:h2=56,37-(48,5-0,6)=8,47m Ct nc thng lu tng l :h3=51,5-(48,5-0,6)=3,6m a) S tớnh toỏn: d dng tớnh toỏn, s dng s tớnh toỏn nh hỡnh (10-14), xột cho 1m chiu di ca tng TH: Page Tớnh toỏn n nh tng trn Zdinh=58m 0.50 MNLTK=56.37 T1 4.70 h1 P3 9.50 4.80 Znguong=51.5 y1 P1 W2 h2 T3 W1 P4 h3 T2 y2 Zday=48.5m y3 1.25 0.60 A P2 2.00 B 6.50 n.h3 3.73 n.h2 W dn Hỡnh 10.14 S cỏc lc tỏc dng lờn tng MNTL rỳt t ngt b)Cỏc lc tỏc dng lờn tng: Cỏc lc tỏc dng thng ng: - Trng lng bn thõn tng:P1,P2 tng t nh mc 10.5.2.4 khụng cú mc nc ngm - Trng lng t p sau lng tng +on trờn mc nc ngm : Giỏ tr : P3=F3.1 tn vi F3 :Din tớch t p sau lng tng trờn mc nc ngm,F3=6,64 m2 im t : Cỏch A (A mộp di cựng bờn trỏi tng) mt on x3=4,7m +on di mc nc ngm : TH: Page 10 Tớnh toỏn n nh tng trn Giỏ tr : P4=F4.1 bh vi F4 :Din tớch t p sau lng tng trờn mc nc ngm,F4=29,05 m2 im t : Cỏch A (A mộp di cựng bờn trỏi tng) mt on x4=4,8m -p lc y ni :Wn= ( n h2 n h3 ).LAB (1.8, 47 1.3,6).6,5 = =39,23T 2 im t : A (A mộp di cựng bờn trỏi tng) mt on x5=3,37m Cỏc lc tỏc dng theo phng ngang: Xỏc nh ỏp lc ch ng ca t Ec lờn tng chn vi trng hp lng tng nghiờng v mt t p nm ngang theo phng phỏp Rankine m bo an ton, tớnh gn ỳng bng cỏch tớnh ỏp lc t lờn mt phng thng ng ( ) i qua gúc chõn tng chn, ng thi trng lng t phớa trờn bn ỏy tng l thnh phn thng ng ca ỏp lc t ( ) v b qua phn lc dớnh gõy ỏp lc õm ( 2.Ctn K c ) cú tỏc dng nớu tng, tc l lm gim ỏp lc t lờn tng - Biu ỏp lc t ch ng c v s tớnh toỏn - p lc t ch ng tỏc dng lờn tng chn: T1, T2, T3 + p lc t ch ng trờn ng bóo hũa: tn 1 230 2 2 T h tg (45 ) 1.995 1, 63 tg 45 Giỏ tr T1: 1,16T tn 2 2 im t: y1 h1 8, 47 1, 63 8, 47 9, 01m + p lc t ch ng trng lng lp t trờn ng bóo hũa phõn b u liờn tc trờn mt lp t di ng bóo hũa : Giỏ tr : T2 tn h1 tg (450 im t : y2 TH: 230 ).h2 1,995 1, 63 tg 450 8, 47 12, 05T 2 tn h2 8, 47 4, 235m 2 Page 11 Tớnh toỏn n nh tng trn + p lc t ch ng lp t di ng bóo hũa gõy : Giỏ tr : 1 200 T3 dn h22 tg (450 bh ) 1,31 8, 47 tg 450 23, 01T 2 2 im t : y3 = y3 h2 8, 47 2,82m 3 Trong ú: tn : Dung trng t nhiờn ca t p sau tng, tn = 1,995T/m3 bh : Dung trng bóo hũa ca t p sau tng, bh = 2,31T/m3 dn : Dung trng bóo hũa ca t p sau tng, dn =bh -n=1,31 T/m3 tn : Gúc ma sỏt ca t nn trờn MNN , tn = 230 bh : Gúc ma sỏt ca t nn di MNN , bh = 200 - p lc thy tnh : +Phớa thng lu tng :W2 Giỏ tr : W2= n h32 =0,5.1.3,62=6,48 T im t :Cỏch ỏy on y4=h3/3=1,2m +Phớa h lu tng :W1 Giỏ tr : W1= n h22 =0,5.1.8,472=35,87 T im t :Cỏch ỏy on y5=h3/3=1,2m Bng 10.18: Kt qu tớnh ngoi lc tỏc dng lờn tng chn, TH nc rỳt t ngt h s tt TH: Lc tỏc dng kớ ti hiu trng Tr s lc tớnh Tay toỏn ũn Tr s lc ng ng(T) ngang(T) (T) ngang(T) m MA MCl MGL (T.m) (T.m) Page 12 Tớnh toỏn n nh tng trn Trng lng BT tm ng P1 0.95 20.78 19.74 2.62 51.72 P2 0.95 9.75 9.26 3.25 30.10 P3 0.9 13.25 11.92 4.7 56.03 P4 0.9 67.11 60.39 4.8 289.90 W1 35.87 35.87 2.823 6.48 6.48 1.2 Trng lng BT tm ngang Trng lng t p mang trn trờn ng MNN Trng lng t p mang trn di ng MNN p lc thy tnh phớa thng lu 101.3 p lc thy tnh phớa h lu W2 p lc y ni Wn T1 1.2 1.16 T2 1.2 T3 1.2 39.23 39.23 7.776 3.73 146.3 1.16 9.01 10.5 12.05 12.05 4.24 51.0 23.01 27.61 2.82 78.0 10 p lc t ngang 11 Tng 12 K lt 1.13 13 K trt 1.34 140.55 83.17 435.53 c) Kim tra n nh ca tng: n nh v lt: KL M M CL KL GL Trong ú: Cỏc i lng gii thớch tng t mc trờn 10.5.2.4 i vi t hp ti trng c bit : [KL] = 1.1 KL TH: M M CL GL 435,53 1.13 K L 1.1 Tng m bo n nh v lt 387 Page 13 387.0 Tớnh toỏn n nh tng trn n nh v trt: KT P f B.C K Q C Trong ú: Cỏc i lng gii thớch tng t mc trờn 10.5.2.4 Kc : H s an ton n nh cho phộp, K c nc nc K n 0,9 1,15 1, 035 m : h s t hp ti trng i vi t hp ti trng c bn : nc = 1.0 i vi t hp ti trng c bit : nc = 0.9 Thay vo cụng thc, ta c: KT 140,55.0, 6,5.2 1.34 KC 1.035 83,17 Vy tng m bo n nh v trt Kim tra ng sut nn: Vỡ tng c xõy dng trờn nn ỏ tng i vng chc nờn õy khụng cn kim tra iu kin ng sut nn TH: Page 14 Tớnh toỏn n nh tng trn TH: Page 15 [...]... với tổ hợp tải trọng đặc biệt : [KL] = 1.1 → KL  TH: M M CL GL  435,53  1.13   K L   1.1 → Tường đảm bảo ổn định về lật 387 Page 13 387.0 Tính toán ổn định tường tràn Ổn định về trượt: KT   P f  B.C  K Q C Trong đó: Các đại lượng giải thích tương tự mục trên 10.5.2.4 Kc : Hệ số an toàn ổn định cho phép, K c  nc nc  K n 0,9 1,15   1, 035 m 1 : hệ số tổ hợp tải trọng Đối với tổ hợp tải... h22 =0,5.1.8,472=35,87 T Điểm đặt :Cách đáy 1 đoạn y5=h3/3=1,2m Bảng 10.18: Kết quả tính ngoại lực tác dụng lên tường chắn, TH nước rút đột ngột hệ số tt TH: Lực tác dụng kí tải hiệu trọng Trị số lực tính Tay toán đòn Trị số lực Đứng Đứng(T) ngang(T) (T) ngang(T) m MA MCl MGL (T.m) (T.m) Page 12 Tính toán ổn định tường tràn Trọng lượng BT 1 tấm đứng P1 0.95 20.78 19.74 2.62 51.72 P2 0.95 9.75 9.26 3.25.. .Tính toán ổn định tường tràn Giá trị : P4=F4.1 bh với F4 :Diện tích khối đất đắp sau lưng tường trên mức nước ngầm,F4=29,05 m2 Điểm đặt : Cách A (A ở mép dưới cùng bên trái tường) một đoạn x4=4,8m -Áp lực đẩy nổi :Wđn= ( n h2   n h3 ).LAB (1.8, 47  1.3,6).6,5 = =39,23T 2 2 Điểm đặt : A (A ở mép dưới cùng bên trái tường) một đoạn x5=3,37m Các lực tác dụng theo phương ngang: Xác định áp... đặc biệt : nc = 0.9 Thay vào công thức, ta được: KT  140,55.0, 7  6,5.2  1.34  KC  1.035 83,17 →Vậy tường đảm bảo ổn định về trượt Kiểm tra ứng suất nền: Vì tường được xây dựng trên nền đá tương đối vững chắc nên ở đây không cần kiểm tra điều kiện ứng suất nền TH: Page 14 Tính toán ổn định tường tràn TH: Page 15 ... 4, 235m 2 2 Page 11 Tính toán ổn định tường tràn + Áp lực đất chủ động do lớp đất dưới đường bão hòa gây ra : Giá trị :   1 1 200  T3   dn h22 tg 2 (450  bh )  1,31 8, 47 2  tg 2  450    23, 01T 2 2 2 2   Điểm đặt : y3 = y3  h2 8, 47   2,82m 3 3 Trong đó: tn : Dung trọng tự nhiên của đất đắp sau tường, tn = 1,995T/m3 bh : Dung trọng bão hòa của đất đắp sau tường, bh = 2,31T/m3... mang tràn 3 trên đường MNN Trọng lượng đất đắp mang tràn 4 dưới đường MNN Áp lực thủy tĩnh 5 phía thượng lưu 101.3 Áp lực thủy tĩnh 6 phía hạ lưu W2 1 7 Áp lực đậy nổi Wđn 1 8 T1 1.2 1.16 9 T2 1.2 T3 1.2 39.23 39.23 7.776 3.73 146.3 1.16 9.01 10.5 12.05 12.05 4.24 51.0 23.01 27.61 2.82 78.0 10 Áp lực đất ngang 11 Tổng 12 K lật 1.13 13 K trượt 1.34 140.55 83.17 435.53 c) Kiểm tra ổn định của tường: Ổn định. .. lên tường chắn với trường hợp lưng tường nghiêng và mặt đất đắp nằm ngang theo phương pháp Rankine Để đảm bảo an toàn, tính gần đúng bằng cách tính áp lực đất lên mặt phẳng thẳng đứng (   0 ) đi qua góc chân tường chắn, đồng thời trọng lượng khối đất phía trên bản đáy tường là thành phần thẳng đứng của áp lực đất (   0 ) và bỏ qua phần do lực dính gây ra áp lực âm (– 2.Ctn K c ) có tác dụng níu tường, ... phần thẳng đứng của áp lực đất (   0 ) và bỏ qua phần do lực dính gây ra áp lực âm (– 2.Ctn K c ) có tác dụng níu tường, tức là làm giảm áp lực đất lên tường - Biểu đồ áp lực đất chủ động được vẽ ở sơ đồ tính toán - Áp lực đất chủ động tác dụng lên tường chắn: T1, T2, T3 + Áp lực đất chủ động trên đường bão hòa: tn 1 1 230  2 2 0 2 2 0 T   h tg (45  )   1.995  1, 63  tg 45  Giá trị T1:... bh = 2,31T/m3 dn : Dung trọng bão hòa của đất đắp sau tường, dn =bh -n=1,31 T/m3  tn : Góc ma sát trong của đất nền trên MNN ,  tn = 230  bh : Góc ma sát trong của đất nền dưới MNN ,  bh = 200 - Áp lực thủy tĩnh : +Phía thượng lưu tường :W2 Giá trị : 1 2 W2=  n h32 =0,5.1.3,62=6,48 T Điểm đặt :Cách đáy 1 đoạn y4=h3/3=1,2m +Phía hạ lưu tường :W1 Giá trị : 1 2 W1=  n h22 =0,5.1.8,472=35,87 .. .Tính toán ổn định tường tràn Mục Lục I TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRÀN I.1 Mục đích I.2 Tính toán ổn định tường cánh thượng lưu I.2.1 Tài liệu tính toán ... a) Sơ đồ tính toán: b)Các lực tác dụng lên tường: 10 c) Kiểm tra ổn định tường: 13 TH: Page Tính toán ổn định tường tràn I TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRÀN I.1 Mục... I.2.4 Tính toán ổn định trường hợp thi công xong a) Sơ đồ tính toán: b.Các lực tác dụng lên tường c) Kiểm tra ổn định tường: I.2.5 Tính toán ổn định trường