Tiểu luận môn tường chắn đất thiết kế tường trọng lực dạng khối

GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối NHÓM THIẾT KẾ TƯỜNG TRỌNG LỰC DẠNG KHỐI - Hình thể loại áp lực tác dụng lên tường trọng lực dạng khối, giả sử phụ tải đặt bề mặt khối đất đắp mực nước ngầm nằm phía chân tường Vì lưng tường hợp với phương đứng góc θ, áp lực đất chủ động tác dụng lên lưng tường nghiêng góc θ so với phương ngang - Thành phần theo phương ngang σ’ah tổng áp lực đất σ’ a tác dụng lên mặt lưng tường độ sâu z tính từ mặt đất : σ ' ah Trong z  = K aγ  ∫ γ dz − u ÷÷+ K aq q − K acc ' 0  Kaγ, Kaq, Kac - hệ số áp lực đất chủ động khối lượng đất, phụ tải lực dính γ - trọng lượng riêng đất Page GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối - c’ - lực dính q - phụ tải NHÓM Áp lực nước lỗ rỗng u tác dụng lên lưng tường độ sâu z : u = γ w ( z − dw ) ≥ Trong - γw - trọng lượng riêng nước dw - độ sâu mực nước ngầm Thành phần theo phương ngang σ ah tổng áp lực σa tác dụng lên mặt lưng tường độ sâu z tính từ mặt đất : σah = σ’ah + u - Theo phụ lục C – EN1999-1: K aγ = K n × cosβ × cos ( β − θ ) K aq = K n × cos β K ac = ( K n − 1) × cot ϕ Trong Kn - phụ thuộc vào góc chống cắt φ, góc đất tường δ, độ dốc đất β góc nghiêng lưng tường θ - Thành phần theo phương ngang (P’ah Uah) áp lực đất nước (P’ a Ua) tác dụng lên lưng tường (2 thành phần gây ổn định, trượt lật) : H Pah' = ∫ σ ah' dz H U ah = ∫ udz Trong - H - chiều cao tường Thành phần theo phương đứng (P’av Uav) áp lực đất nước (P’a Ua) tác dụng lên lưng tường xác định dựa vào thành phần theo phương ngang (các thành phần gây ổn định, đồng thời chống trượt lật cho tường) : Page GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối NHÓM Pav' = Pah' × tan(θ + δ ) U av = U ah × tan(θ + δ ) - Việc tính toán sức chống trượt, lật ổn định tường chắn dạng khối tương tự tường chắn dạng chữ T, trọng lượng tường chắn dạng khối không bao gồm trọng lượng đất đắp Thay vào đó, thành phần lực theo phương đứng khối đất tác dụng lên tường thay tổng hợp lực theo phương đứng P’av KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẤT NỀN (BEARING) - Việc tính toán chống ổn định cho tường chắn dạng khối tương tự tường chắn dạng chữ T - Tổng áp lực gây ổn định chân tường q Ed Trong '  WGk + Pav,Gk + Uav,Gk = γG   A'  WGk  ÷+ ∑ γ Q,iψ iq Qk,i ÷ i  - trọng lượng thân tường P’av,Gk - thành phần theo phương đứng áp lực đất Uav,Gk - thành phần theo phương đứng áp lực nước qQk - hoạt tải tác dụng lên đất phía sau tường A’ - diện tích hữu hiệu γG, γQ - hệ số tĩnh tải hoạt tải ψi - - hệ số tổ hợp hoạt tải thứ i Do trọng lượng thân tường đất đắp có tác dụng gây ổn định, trọng lượng riêng đất tường lấy với giá trị lớn cách nhân với hệ số bất lợi - Ứng suất gây ổn định hữu hiệu chân tường :  U Gk  ' ÷  A  q 'Ed = q Ed − γ G  Page GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối Trong UGk NHÓM - ứng suất đẩy lên đáy tường KIỂM TRA ỔN ĐỊNH TRƯỢT (SLIDING) - Việc tính toán chống trượt cho tường chắn dạng khối tương tự tường chắn dạng chữ T - Ứng suất hữu hiệu đất (P’a) ứng suất gây trượt (bất lợi) Do thành phần theo phương đứng phương ngang (P’ a,h P’a,v) xem bất lợi giá trị thiết kế kế nhân với hệ số γG - Áp lực nước Ua ứng suất gây trượt (bất lợi) Do thành phần theo phương đứng phương ngang (Ua,h Ua,v) xem bất lợi giá trị thiết kế nhân với hệ số γG Áp lực nước đẩy (Uv) thành phần bất lợi KIỂM TRA ỔN ĐỊNH LẬT (SLOPING) - Việc tính toán chống lật cho tường chắn dạng khối tương tự tường chắn dạng chữ T VÍ DỤ TÍNH TOÁN 4.1 ĐỀ BÀI Tường trọng lượng dạng khối bê tông với đất đắp khô Xác định cường độ (theo trạng thái giới hạn CEO) Page GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối NHÓM Cho tường chắn trọng lực dạng khối bê tông, bề rộng B = 2m, chiều cao H = 4m đặt đá cứng (bỏ qua việc tính toán ổn định nền) Đỉnh tường (đối xứng) có bề rộng b = 1m Trọng lượng riêng khối bê tông γck = 24 kN/m3 (bảng A.1 tiêu chuẩn EN 1991-1-1) Lớp đất sau tường có thông số cường độ thoát nước φk = 36º, c'k = kPa, trọng lượng riêng γk = 19 kN/m3 Đất sau tường có góc chống cắt không thay đổi φcv,k = 30º Đặc trưng góc chống cắt đá phía tường φk,fdn = 40º Đất đắp phía sau tường có độ dốc theo tỉ lệ 1:4, tức góc β = tan-1(1/4) = 14º Phụ tải mặt đất qQk = 10 kPa tường hợp dài hạn ngắn hạn Tóm tắt Chiều cao H m Bề rộng đáy tường B m Bề rộng đỉnh tường b m Trọng lượng riêng bê tông γck 24 kN/m3 Góc ma sát φk 36 º Lực dính c'k kPa Trọng lượng riêng đất đắp γk 19 kN/m3 Góc chống cắt đất đắp φcv,k 30 º Góc chống cắt đá đáy φk,fdn 40 º Độ dốc đất đắp β 14 º Phụ tải qQk 10 kPa 4.2 TÍNH TOÁN 4.2.1 Thiết kế tiệm cận (DA1) - Kích thước hình học Độ nghiêng lưng tường so với phương thẳng đứng 7.125 º Page GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối NHÓM Phần mở rộng chân tường 0.5 m - Tác động Trọng lượng tường 144 kN/m Moment chân tường 144 kNm/ m - Tính chất vật liệu Hệ số tổ hợp M1 M2 γφ = γc = 1.25 Góc chống cắt thiết kế đất đắp 36 30.17 Lực dính thiết kế hữu hiệu đất đắp Page º 1.25 GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối NHÓM kPa Tiêu chuẩn UK NA BS EN 1997-1 cho phép φcv,d chọn theo công thức 30 º 30 Đối với bê tông đổ chỗ k = Góc ma sát đất tường 30 º 30 Góc chống cắt thiết kế đá đáy tường 40 º 33.87 Góc ma sát đá tường 40 º 33.87 - Ảnh hưởng tác động Hệ số áp lực đất chủ động (dành cho thành phần ứng suất theo phương ngang) (được tính toán theo phụ lục C - EN1997-1 chương 12) 0.30 0.297 Kaγ = Kaq = Kac = 0.38 0.377 Hệ số tổ hợp Page 0.942 1.032 GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối A1 γG = A2 Thông số đất 1.35 NHÓM γG,fav = 1 đắp Lực đẩy thiết kế 62.38 kN/m 58.52 Lực đẩy theo phương đứng 47.22 kN/m 44.3 Moment điểm chân tường 83.17 kNm/ m 78.03 Thông số phụ tải Lực đẩy thiết kế 17.82 kN/m 19.6 Lực đẩy theo phương đứng 13.49 14.84 Page kN/m γQ = 1.5 1.3 GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối NHÓM Moment điểm chân tường 35.64 kNm/ m 39.21 Tổng lực đẩy theo phương ngang (giá trị thiết kế) 80.2 kN/m 78.12 Tổng lực đẩy theo phương dọc (giá trị thiết kế) 60.71 kN/m 59.14 Tổng moment gây ổn định (giá trị thiết kế) 118.8 kNm/ m 117.2 Tác động bất lợi theo phương đứng 255.1 kN/m 203.1 Tác động có lợi theo phương đứng 204.7 Page kN/m GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối NHÓM 203.1 - Sức chống trượt Hệ số tổ hợp R1 R1 γRh = γRv = 1 Sức chống cắt thoát nước (g.trị thiết kế) (bỏ qua lực dính, theo EN 1997-1 exp 6.3a) 171.8 kN/m 136.4 - Sức chống lật Moment chống lật thiết kế (quanh chân tường) Do đất đắp 86.57 kNm/ m 81.21 Do phụ tải 23.61 25.97 Do tường 144 Page 10 kNm/ kNm/ m GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối 144 NHÓM m Tổng giá trị thiết kế moment chống lật 254.2 kNm/ m 251.2 Độ lệch tâm tải 0.469 m 0.341 Tải phải nằm giới giạn 1/3 bề rộng đáy tường, eB không lớn giá trị B/6 = 0.333 m - Kiểm tra Đối với trượt thoát nước HEd = 80.2 78.1 171.8 kN/m H'Rd = 136.4 kN/m Góc sử dụng 46.69 % 57.29 Đối với lật MEd,dst = 118.8 kNm/m Page 11 MEd,stb 254.2 kNm/m GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối 117.2 NHÓM = 251.2 Góc sử dụng 46.74 % 46.67 Bài toán không chấp nhận giá trị góc sử dụng > 100% 4.2.2 Thiết kế tiệm cận (DA2) - Kiểm tra Đối với trượt thoát nước HEd = 80.2 kN/m H'Rd = 156.2 kN/m MEd,stb = 254.3 kNm/m Góc sử dụng 51.34 % Đối với lật MEd,dst = 118.7 kNm/m Góc sử dụng 46.68 % Bài toán không chấp nhận giá trị góc sử dụng > 100% 4.2.3 Thiết kế tiệm cận (DA3) - Kiểm tra Đối với trượt thoát nước Page 12 GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối HEd = 78.2 kN/m NHÓM H'Rd = 136.4 kN/m MEd,stb = 251.4 kNm/m Góc sử dụng 57.33 % Đối với lật MEd,dst = 117.3 kNm/m Góc sử dụng 46.66 % Bài toán không chấp nhận giá trị góc sử dụng > 100% TÀI LIỆU THAM KHẢO:    EuroCode7_Geotechnical; PGS TS Châu Ngọc Ẩn- Cơ Học Đất PGS TS Bùi Trường Sơn- Địa chất công trình Page 13 [...]...GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối 144 NHÓM 2 m Tổng giá trị thiết kế moment chống lật 254.2 kNm/ m 251.2 Độ lệch tâm của tải 0.469 m 0.341 Tải phải nằm trong giới giạn 1/3 bề rộng ở giữa đáy tường, do đó eB không được lớn hơn giá trị B/6 = 0.333 m - Kiểm tra Đối với trượt thoát... kN/m Góc sử dụng 46.69 % 57.29 Đối với lật MEd,dst = 118.8 kNm/m Page 11 MEd,stb 254.2 kNm/m GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối 117.2 NHÓM 2 = 251.2 Góc sử dụng 46.74 % 46.67 Bài toán không được chấp nhận nếu giá trị góc sử dụng > 100% 4.2.2 Thiết kế tiệm cận 2 (DA2) - Kiểm tra Đối với trượt thoát nước HEd = 80.2 kN/m H'Rd = 156.2 kN/m MEd,stb = 254.3... 51.34 % Đối với lật MEd,dst = 118.7 kNm/m Góc sử dụng 46.68 % Bài toán không được chấp nhận nếu giá trị góc sử dụng > 100% 4.2.3 Thiết kế tiệm cận 3 (DA3) - Kiểm tra Đối với trượt thoát nước Page 12 GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA TIỂU LUẬN: EuroCode7_Geotechnical – Tường trọng lực dang khối HEd = 78.2 kN/m NHÓM 2 H'Rd = 136.4 kN/m MEd,stb = 251.4 kNm/m Góc sử dụng 57.33 % Đối với lật MEd,dst = 117.3 kNm/m Góc... 57.33 % Đối với lật MEd,dst = 117.3 kNm/m Góc sử dụng 46.66 % Bài toán không được chấp nhận nếu giá trị góc sử dụng > 100% TÀI LIỆU THAM KHẢO:    EuroCode7_Geotechnical; PGS TS Châu Ngọc Ẩn- Cơ Học Đất PGS TS Bùi Trường Sơn- Địa chất công trình Page 13