Bài giảng Geoslope

Bài 1: Giới thiệu phần mềm Slope/W ch-ơng trình Geo-slope Cài đặt ch-ơng trình SLOPE/W (Theo h-ớng dẫn giáo viên lớp) Giới thiệu số phần mềm tính ổn định mái dốc - Phần mềm tổng hợp Plaxis (Hà Lan) : Dựa vào lý thuyết cân giới hạn tuý, giải toán ph-ơng pháp phần tử hữu hạn -mô hình chuyển vị Phần mềm tính toán ổn định mái dốc, t-ờng chắn gia c-ờng neo thép, l-ới vải địa kỹ thuật, l-ới cốt thép, -Bộ phần mềm Geo - Slope (Canada) : đ-ợc nhiều n-ớc giới đánh giá ch-ơng trình mạnh nhất, đ-ợc dùng phổ biến nay, gồm có Modul sau : SEEP/W : Phân tích thấm SIGMA/W : Phân tích ứng suất biến dạng SLOPE/W : Phân tích ổn định mái dốc, mái dốc có gia c-ờng neo CTRAIN/W : Phân tích ô nhiễm giao thông TEMP/W : Phân tích địa nhiệt QUAKE/W : Phân tích đồng thời thành phần Giới thiệu phần mềm SLOPE/W Trong phần giới thiệu số vấn đề phần mềm Slope/w version 4.2, xem thêm h-ớng dẫn chi tiết lệnh menu Help ch-ơng trình 3.1 Màn hình làm việc phần mềm Slope/w -Cửa sổ ( main window ) : Giống nh- ch-ơng trình chạy môi tr-ờng windows khác, cửa sổ Slope/w bao gồm thành phần sau : tiêu đề chứa tên ch-ơng trình tên tệp mở, nút điều khiển maximize, minimize, close, menu bar, công cụ, trạng thái, vùng đồ hoạ, có tên DEFINE Từ cửa sổ mở đến cửa sổ thể kết tính toán có tên CONTOUR SOLVE -Thanh menu bar ( Bar menu ): Chứa tất lệnh thực với Slope/w : công cụ ThS ng Hng Lam Trang Cửa sổ ch-ơng trình Cửa sổ kết ch-ơng trình ThS ng Hng Lam Trang -Thanh công cụ chuẩn ( Standard toolbar ) : Cung cấp nhanh lệnh bản, thao tác vào, ra, quan sát mô hình -Các công cụ ( floalting toolbar ) : Cung cấp nhanh lệnh tạo mô hình, thay đổi mô hình, chọn ph-ơng pháp phân tích, chỉnh sửa xem kết -Cửa sổ hiển thị mô hình ( Dislay window ) : Dùng để đồ hoạ sơ đồ hình học, thị kết phân tích, gồm có cửa sổ Define Contour thời điểm có cửa sổ hoạt động -Thanh trạng thái ( Status bar ) : Thể thông tin thời mô hình nh vị trí trỏ chuột hình hiển thị, lệnh thực thi ThS ng Hng Lam Trang 3.2 Mô tả menu File MENU : Edit MENU Chứa lệnh file, kết xuất liệu, in ấn Set MENU View MENU KeyIn MENU Draw MENU ThS ng Hng Lam Trang Sketch MENU ThS ng Hng Lam Trang ThS ng Hng Lam Trang Bài 2: ứng dụng slope/w để giải toán đơn giản ổn định bờ dốc Các b-ớc sử dụng ch-ơng trình để tính ổn định bờ dốc sau: B-ớc Các b-ớc thiết lập - Xác định phạm vi vùng làm việc : Set\Page - Xác định tỷ lệ vẽ : Set\Scale - Xác định l-ới vẽ : Set\Grid - L-u liệu vào tệp : File\ Save B-ớc 2: Phác thảo toán - Vẽ phác thảo hình dáng bờ dốc: Sketch\Lines - Xác định ph-ơng pháp tính: KeyIn\Analysis Method - Xác định tùy chọn phân tích: KeyIn\Analysis Control - Nhập thông số cho đất: KeyIn\Material properties - Vẽ đ-ờng phân cách lớp đất vẽ phác thảo: Draw\Regions - Vẽ đ-ờng phân bố áp lực n-ớc lỗ rỗng: Draw\Pore water pressure - Xác định bán kính mặt tr-ợt tâm tr-ợt: Draw\Slip surface\Radius Draw\Slip surface\Grid B-ớc 3: Một số tùy chọn phác thảo toán - Khai báo tải trọng tập trung: Draw\Line loads - Khai báo tải trọng phân bố: Draw\Pressure lines - Để tắt điểm số hiệu điểm: View\ Preferences - Vẽ trục tọa độ: Sketch\axis - Hiển thị đặc tính đất: View\Soil properties - Gán nhãn tên gọi cho lớp đất: Sketch\Text - Bổ sung thông tin toán: KeyIn\Project ID ThS ng Hng Lam Trang - Chèn ảnh vào vẽ: File\Import picture - Thay đổi vị trí ảnh đối t-ợng khác: Modify\Objects B-ớc 4: Phân tích toán: - Kiểm tra liệu nhập: Tools\Verify - Phân tích toán: SOLVE B-ớc 5: Xem kết tính - Xem kết phân tích: COUNTOUR - Vẽ mặt tr-ợt bất kỳ: Draw\Slip surfaces - Hiển thị kết theo ph-ơng pháp khác nhau: View\Method - Hiển thị lực tác dụng lên phân tố: View\ Slice information - Vẽ đ-ơng đồng mức hệ số an toàn: Draw\Contours - Biểu diễn kết đồ thị: Draw\Graph - In vẽ: Print ThS ng Hng Lam Trang Bài 3: lý thuyết ổn định bờ dốc vấn đề ý Mở đầu Mái dốc khối đất có mặt giới hạn mặt dốc (hình 3.1) Mái dốc đ-ợc hình thành tác nhân tự nhiên ( s-ờn núi,bờ sông v.v ) tác động nhân tạo ( ví dụ : taluy đ-ờng đào, đắp, hố móng, thân đập đất, đê.v.v ) Hình 3.1: Mặt cắt ngang bờ dốc Tất mái dốc có xu h-ớng giảm độ dốc đến dạng ổn định hơn, cuối chuyển sang nằm ngang bối cảnh này, ổn định đ-ợc quan niệm có xu h-ớng di chuyển phá hoại Đối với đ-ờng đào chọn kích th-uớc, hình dạng mái dốc ch-a hợp lý Các lực gây ổn định liên quan chủ yếu với trọng lực thấm sức chống phá hoại hình dạng mái dốc kết hợp với thân độ bền kháng cắt đất đá tạo nên, tính toán ổn định mái dốc cần phải xét đến đầy đủ nội lực ngoại lực Nh- biết mái dốc thoải độ ổn định cao, nh-ng khối l-ợng công tác đất, diện tích chiếm dụng lớn, điều dẫn đến trái với quan điểm kinh tế Vì vậy, mục tiêu cuối việc tính toán ổn định mái dốc xác định đ-ợc độ dốc mái taluy thoã mãn yêu cầu kinh tế kỹ thuật Để đánh giá ổn định mái dốc, mặt lý thuyết tồn nhiều ph-ơng pháp tính, nh-ng gộp chúng thành hai nhóm ph-ơng pháp nh- sau: + Nhóm ph-ơng pháp theo lý thuyết cân giới hạn khối rắn ( giả thiết tr-ớc hình dạng mặt tr-ợt ) : Đặc điểm nhóm ph-ơng pháp dùng mặt tr-ợt giả định không trực tiếp vào tình hình cụ thể tải trọng tính chất lý đất đắp để quy định mặt tr-ợt cho mái dốc, mà xuất phát từ kết quan trắc lâu dài mặt tr-ợt mái dốc thực tế để đ-a giả thiết đơn giản hoá hình dạng mặt tr-ợt từ nêu lên ph-ơng pháp tính toán, đồng thời xem khối tr-ợt nh- vật thể rắn trạng thái cân giới hạn + Nhóm ph-ơng pháp dựa vào lý thuyết cân giới hạn tuý : Nhóm lý thuyết dựa giả thuyết cho rằng, điểm khối đắp đất thoả mãn điều kiện cân giới hạn Việc điểm ổn định đ-ợc giải thích xuất biến dạng tr-ợt điểm Còn mái đất ổn định phát triển biến dạng tr-ợt vùng rộng lớn giới hạn khối đất đắp ThS ng Hng Lam Trang Trong hai nhóm ph-ơng pháp nêu trên, "nhóm ph-ơng pháp dựa vào lý thuyết cân giới hạn tuý " mô đ-ợc gần trạng thái ứng suất khối đất bị phá hoại, mặt toán học mang tính logic cao, nh-ng điểm hạn chế ch-a xét đ-ợc biến dạng thể tích khối đất, đồng thời giải toán ổn định mái dốc theo ph-ơng pháp ch-a đ-ợc áp dụng rộng rãi thực tế Nhóm ph-ơng pháp "dùng mặt tr-ợt giả định " có nh-ợc điểm xem khối tr-ợt nh- cố thể đ-ợc giới hạn mặt tr-ợt mặt mái dốc, đồng thời xem trạng thái ứng suất giới hạn xảy mặt tr-ợt mà thôi, thực tế mặt tr-ợt xảy phức tạp, phụ thuộc vào tác dụng tải trọng ngoài, vào tính chất địa tầng vào yếu tố khác Tuy tuỳ theo tình hình cụ thể công trình, mà việc giả định tr-ớc mặt tr-ợt cho phù hợp, đồng thời nhóm ph-ơng pháp tính toán đơn giản thiên an toàn so với nhóm ph-ơng pháp lý luận cân giới hạn Chính thực tế sử dụng ph-ơng pháp cân giới hạn khối rắn (giả thiết tr-ớc hình dáng mặt tr-ợt) để tính toán ổn định mái dốc đ-ợc áp dụng rộng rãi Ph-ơng trình cân khối đất tr-ợt Để lập ph-ơng trình cân giới hạn khối đất tr-ợt tác giả nh- K.E.Pettecxơn, W Fellenius, Bishop, Sokolovski, K Terzaghi dựa vào công thức tiếng A.C Coulomb ( Định luật Mohr - Coulomb - xem Cơ học đất ) để xác định ứng suất cắt : s = c +ntg (1.1) Hoặc s = c + (n u)tg (1.2) Trong : s -ứng suất cắt giới hạn điểm mặt tr-ợt trạng thái cân giới hạn n-ứng suất pháp giới hạn ( vuông góc với mặt tr-ợt ) trạng thái cân giới hạn c - Lực dính đơn vị đất trạng thái giới hạn ứng với hệ số ổn định mái dốc - Góc ma sát đất ứng với trạng thái giới hạn đất u - áp lực n-ớc lỗ rỗng Khi tính toán độ ổn định, mặt tr-ợt giả định tr-ớc tròn, hỗn hợp ( tổ hợp cung tr-ợt tròn thẳng ) hình dạng đ-ợc xác định hàng loạt đ-ờng thẳng Chia khối đất tr-ợt thành nhiều cột thẳng đứng, cột đất đ-ợc giới hạn hai mặt phẳng thẳng đứng đ-ợc xem nh- vật rắn nguyên khối tựa lên cung tr-ợt Điểm khác ph-ơng pháp tác giả nêu việc giả thiết ph-ơng, vị trí tác dụng giá trị lực tác dụng t-ơng hỗ các mảnh tr-ợt bao gồm lực cắt lực xô ngang các mảnh 2.1 Các giả thiết tính toán + Đất đ-ợc xem nh- vật liệu tuân theo định luật Mohr - Coulomb + Hệ số ổn định ( hệ số an toàn ) nh- cho tất điểm mặt tr-ợt + Trạng thái cân giới hạn xảy mặt tr-ợt ThS ng Hng Lam Trang 10 Hình 3.2 : Lực tác dụng lên phân tố đất tr-ờng hợp mặt tr-ợt tròn Hình 3.3 : Lực tác dụng lên phân tố đất tr-ờng hợp mặt tr-ợt tổ hợp Hình 3.4 : Lực tác dụng lên phân tố đất tr-ờng hợp mặt tr-ợt gãy khúc Hình (3.2), (3.3) (3.4) thể hình dáng mặt tr-ợt Các giá trị đ-ợc định nghĩa nh- sau : W - Trọng l-ợng mảnh tr-ợt với bề rộng b chiều cao trung bình h ThS ng Hng Lam Trang 11 N - Tổng lực pháp tuyến đáy mặt tr-ợt phân tố đất S - Lực cắt di chuyển ( lực cắt hoạt động ) đáy mặt tr-ợt phân tố đất, Sm mặt tr-ợt có hình dạng EL, ER - Lực pháp tuyến bên trái bên phải phân tố đất XL, XR - Lực cắt bên trái bên phải phân tố đất D - Ngoại lực tác dụng kW - Tải trọng động đất theo ph-ơng ngang tác dụng qua trọng tâm phân tố đất R - Bán kính mặt tr-ợt tròn hay cánh tay đòn lực cắt di chuyển, Sm mặt tr-ợt có hình dạng f - khoảng cách từ tâm quay đến ph-ơng lực pháp tuyến N x - Khoảng cách theo ph-ơng ngang từ đ-ờng trọng tâm phân tố đất đến tâm cung tr-ợt tròn hay tâm mômen ( cung tr-ợt có hình dạng ) e - Khoảng cách theo ph-ơng đứng từ tâm phân tố đất đến tâm cung tr-ợt tròn hay tâm mômen ( cung tr-ợt có hình dạng ) d - Khoảng cách vuông góc từ đ-ờng tác dụng tải trọng đến tâm cung tr-ợt tròn hay tâm mômen h - Chiều cao trung bình phân tố đất b - Chiều rộng theo ph-ơng ngang phân tố đất - Chiều dài đáy mặt tr-ợt a - Khoảng cách từ hợp lực n-ớc bên ( n-ớc ngập hai bên taluy ) tới tâm quay hay tâm mômen AL, AR - Hợp lực tác dụng n-ớc - góc nghiêng đ-ờng tải trọng so với ph-ơng ngang - Góc hợp tiếp tuyến đáy mặt tr-ợt với ph-ơng nằm ngang Hệ số ổn định mái dốc đ-ợc xác định từ điều kiện cân mômen cân lực điều kiện cân giới hạn tổng quát 2.2 Ph-ơng trình cân mômen Điều kiện cân giới hạn mômen tổng mômen lực tâm tr-ợt phải không ( xem hình 3.2, 3.3 3.4 ): 2.3 Ph-ơng trình cân lực Điều kiện cân lực theo ph-ơng ngang cho tất các mảnh tr-ợt ( xem hình 3.2, 3.3 3.4 ): 2.4 Ph-ơng trình cân giới hạn tổng quát (GLE) Trong thực tế, tình hình phân bố địa chất, thuỷ văn phức tạp mái dốc đào, nên mặt tr-ợt th-ờng có hình dạng phức tạp : hỗn hợp cung tròn ThS ng Hng Lam Trang 12 đoạn thẳng đoạn thẳng gãy khúc Do tồn tâm tr-ợt ảo, số l-ợng ẩn lớn số ph-ơng trình đ-ợc lập, toán trở nên vô định Nếu giả thiết tâm tr-ợt để thoả mãn điều kiện cân mômen, không thoả mãn điều kiện cân lực theo ph-ơng đó, ng-ợc lại Do vậy, số tác giả kết hợp điều kiện cân để giải toán - Đ-ợc gọi ph-ơng pháp cân giới hạn tổng quát ( General Limit Equilibrium GLE), sử dụng ph-ơng trình cân tĩnh học sau để tìm hệ số an toàn : 1- Tổng lực theo ph-ơng đứng phân tố đất đ-ợc giả định để tìm lực pháp tuyến N đáy mặt tr-ợt 2- Tổng lực theo ph-ơng ngang mặt tr-ợt đ-ợc sử dụng để tính toán lực t-ơng hỗ E Ph-ơng trình đ-ợc áp dụng tính tích phân toàn khối l-ợng khối tr-ợt từ trái sang phải 3- Tổng momen điểm chung cho tất phân tố đất, dùng để tính hệ số ổn định momen Km 4- Tổng lực theo ph-ơng ngang tất lát cắt, dùng để tính hệ số ổn định Kf Kết hệ số ổn định chung K đ-ợc tính hệ số ổn định Km Kf, tức thoả mãn điều kiện cân lực cân momen, đ-ợc xem hệ số ổn định ( hệ số an toàn ) hội tụ ph-ơng pháp cân giới hạn tổng quát Các giai đoạn phát triển lời giải - Giai đoạn 1: Giả thiết E=X=0, => giải trực tiếp N => Fm - ph-ơng pháp thông th-ờng hay Fellenius - Giai đoạn 2: Chỉ xét E giả thiết =0 (X=0), giải N cách thử dần Cho kết Fm ph-ơng pháp Bishop đơn giản hóa Cho kết Ff ph-ơng pháp Janbu đơn giản hóa - Giai đoạn 3: Xét E, , X khác 0, giải N cách thử dần Cho kết Fm ph-ơng pháp Spencer, Morgenstern Price, giới hạn tổng quát (GLE) Cho kết Ff ph-ơng pháp Corps of Engineers & 2, Low - Karafiath Ph-ơng pháp tiêu chuẩn SNiP 2.06.05-84 t-ơng tự Spencer Các giả thiết dùng ph-ơng pháp khác nhau: Ph-ơng pháp Giả thiết Fellenius thông th-ờng Bỏ qua lực các mảnh Bishop đơn giản hóa Tổng lực mảnh nằm ngang (Không có lực cắt mảnh) Janbu đơn giản hóa Tổng lực mảnh nằm ngang Dùng hệ số hiệu chỉnh kinh nghiệm f để xét tới lực cắt mảnh Janbu tổng quát hóa Spencer Giả thiết tổng lực các mảnh có góc nghiêng không đổi toàn khối tr-ợt (t-ơng tự ph-ơng pháp SNiP 2.06.05-84) ThS ng Hng Lam Trang 13 Morgenstern Price Dùng hàm tùy ý để xác định tổng lực mảnh Phần trăm hàm đó, , thỏa mãn cân moomen cân lực, đ-ợc tính nhờ SOLVE GLE Dùng hàm tùy ý để xác định ph-ơng tổng lực mảnh Phần trăm hàm đó, l, cần thỏa mãn cân mô men cân lực, đ-ợc tính cách tìm giao điểm đ-ờng quan hệ hệ số an toàn Corps of Engineers Ph-ơng tổng lực mảnh phải: - Bằng góc nghiêng trung bình mặt tr-ợt cuối - Song song với mặt đất Lowe- Karafiath Ph-ơng tổng lực mảnh trung bình mặt đất góc nghiêng đáy mảnh Sử dụng vải địa kỹ thuật (Geogrid) gia cố mái đất - Lực tuyến (lệnh Draw reinforcement loads) theo chế làm việc nh- sau: Chiều dài hiệu Lực gia cố ĐKT= x Tổng sức chống lý thuyết Chiều dài liên kết Xem gia cố vải địa kĩ thuật (Geofabric) nh- tải trọng neo, liên kết hoàn toàn, áp lực n-ớc lỗ rỗng, tính theo ph-ơng pháp GLE Tổng sức chống lý thuyết đ-ợc xác định theo tiêu kỹ thuật vải địa kỹ thuật (Theo Catalog) Theo công thức trên, với ví dụ ta có: 5.08m Lực gia cố ĐKT= x 50kN/m = 21.2 kN/m 12,0m ThS ng Hng Lam Trang 14 Bảng tham khảo lực kéo lý thuyết số loại vải địa kỹ thuật (Nguồn: Bài giảng thiết kế T-ờng chắn đất có cốt l-ới địa kỹ thuật GV Nguyễn Thanh Danh- Tr-ờng Cao đẳng Xây dựng số 3) Ch tiờu TG15-15 TG20-20 dc (KN/m) bn kộo theo phng ngang (KN/m) TG35-35 TG40-40 15 20 25 30 35 40 15 20 25 30 35 40 T l dón di ti hn dc (%) 13 T l dón di ti hn ngang 16 ThS ng Hng Lam TG30-30 5,0 +0,2 hoc 4,0+0,2 Kh rng cun (m) bn kộo theo phng TG25-25 Trang 15 (%) bn kộo ti 2% ng sut kộo dc (KN/m) bn kộo ti 2% ng sut kộo ngang (KN/m) bn kộo ti 5% ng sut kộo dc (KN/m) bn kộo ti 5% ng sut kộo ngang (KN/m) 11 13 10 13 15 10 15 16 10 13 15 20 (Nguồn: công ty ANA Industries & trading) Sử dụng neo ứng suất tr-ớc việc nâng cao ổn định bờ dốc Sức chịu tải neo tiêu quan trọng tính toán thiết kế neo Đây để định độ lớn lực căng neo - yếu tố có vai trò định đến việc ổn định bờ dốc Sức chịu tải neo đ-ợc xác định dựa theo trạng thái phá hoại sau đây: - Dây neo bị đứt, gãy biến dạng v-ợt giới hạn cho phép - Dây neo bị kéo tụt khỏi vữa neo hay neo bám chỗ tiếp xúc vữa neo dây neo bầu neo - Dây neo bầu neo bị nhổ khỏi đất hay dính bám bầu neo đất đá xung quanh Hiện nay, giới có nhiều tiêu chuẩn để tính toán sức chịu tải neo, nh-ng chủ yếu tính theo ph-ơng pháp thực nghiệm Có thể tham khảo cách tính Anh, Mỹ Trung Quốc phần d-ới nêu cách tính toán neo theo tiêu chuẩn BS 8081-1989 Anh Sức chịu tải neo chủ yếu dựa hai chế truyền tải trọng, cản trở đất hình thành cục bầu neo chịu nhổ, bao gồm sức chịu tải đầu bầu neo sức chịu cắt thành bên xung quanh neo Tùy theo loại neo đất đá xung quanh mà sức chịu tải neo đ-ợc tính toán theo công thức khác 5.1 Tính toán sức chịu tải neo đá Neo kiểu A: Đối với neo kiều này, thiết kế dựa giả thiết phân bố dính bám Theo đó, khả chịu nhổ neo T đ-ợc xác định qua biểu thức: T = .D.L. Trong đó: dính bám giới hạn hay ma sát bên giao diện đá/vữa, kN/m2 D đ-ờng kính bầu neo, m L chiều dài bầu neo, m Công thức tính có đ-ợc dựa giả thiết quan trọng sau: ThS ng Hng Lam Trang 16 - Sự truyền tải trọng từ bầu neo sang đá xảy ứng suất phân bố tác động toàn chu vi bầu neo - Các đ-ờng kính lỗ khoan bầu neo nh- - Các phá hoại xẩy theo kiểu tr-ợt giao diện đá/vữa (lỗ khoan nhẵn) theo kiểu cắt sát bên giao diện đá/vữa môi tr-ờng yếu (lỗ khoan không nhẵn) - Không có không liên tục mặt phẳng bị yếu gây phá hoại - Không có không dính bám cục giao diện đất/vữa Neo kiểu B: chủ yếu đ-ợc dùng để cải thiện liên kết đá/vữa tăng diện tích giao diện đá/vữa đá yếu nứt nẻ Khi dùng liên kết tăng c-ờng cần có thí nghiệm tr-ờng thích hợp để xác định ph-ơng pháp thiết kế Neo kiểu C: cần thí nghiệm thích hợp tr-ờng xác định khả chịu tải giới hạn để thiết lập hệ số giới hạn thích hợp an toàn Neo kiểu D: dùng mở rộng bầu để tăng đ-ờng kính bầu neo đá yếu, cần có thí nghiệm tr-ờng thích hợp để xác định ph-ơng pháp thiết kế phù hợp 5.2 Tính toán sức chịu tải neo đất rời: Neo kiểu A: Nhìn chung neo kiểu A không dùng đất rời trừ đ-ợc phun xi măng Neo kiểu B: Đối với neo kiều B phun vữa áp lực thấp, biểu thức thiết kế dự báo khả chị tải chủ yếu dựa công nghệ thiết kế cọc Để tham khảo dùng công thức: T=L.n tg đây: L chiều dài bầu neo tính theo mét góc có hiệu sức kháng cắt tính theo độ n hệ số kể đến kỹ thuật khoan, độ sâu chôn, đ-ờng kính bầu neo, áp lực vữa phun Khi khả chịu tải trọng giới hạn liên quan đến kích th-ớc neo đặc tr-ng đất dùng công thức sau: T= A...D.L.tg +B.h./4.(D - d) Trong đó: A tỷ số áp lực tiếp xúc giao diện bầu neo/đất áp lực đất phủ có hiệu trung bình trọng l-ợng riêng đất bên (trọng l-ợng đơn vị ngập n-ớc bên d-ới mực n-ớc, kN/m3) h độ sâu chôn đến đỉnh bầu neo, m L chiều dài bầu neo, m áp lực v-ợt có hiệu trung bình tiếp giáp với bầu neo (kN/m2) t-ơng đ-ơng với (h+L/2) với neo thẳng đứng D đ-ờng kính bầu neo ThS ng Hng Lam Trang 17 góc có hiệu sức kháng cắt tính theo độ B hệ số chịu tải t-ơng đ-ơng Nq/1,4 d đ-ờng kính thân vữa bên bầu neo Các neo kiểu C: Đặc tính neo kiểu C tính toán dựa đ-ơng cong thiết kế đ-ợc lập từ thí nghiệm tr-ờng Trong năm gần đây, đ-ờng cong thiết kế cho neo kiểu C đ-ợc mở rộng nhờ thí nghiệm Đức Với cuội sỏi lẫn cát, tải trọng giới hạn tăng theo độ chặt hệ số đồng Các neo kiểu D: Rất đ-ợc sử dụng đất rời 5.3 Tính toán sức chịu tải neo đất dính Neo kiểu A: Tính toán sức chịu tải neo kiểu A theo nguyên tắc t-ơng tự thiết kế cọc khoan nhồi, sức chịu tải neo loại áp dụng công thức sau: T=.D.L..Cu đây: Cu độ bền cắt không thoát n-ớc trung bình toàn chiều dài bầu neo, tính theo kN/m2 hệ số dính bám D đ-ờng kính bầu neo, m L chiều dài bầu neo, m Neo kiểu B: Hầu nh- không sử dụng đất dính Neo kiểu C: Cũng đ-ợc sử dụng đất dính, việc tạo t-ợng phá vỡ thủy lực tron đất dính gặp khó khăn Neo kiểu D: Có thể dự báo khả chịu tải neo kiêu D đất dính nh- sau: T= .D.L.Cu + /4.(D - d).Nc.Cub + .d.l.Ca Trong đó: D đ-ờng kính bầu mở rộng, m L la chiều dài bầu neo,m Cu c-ờng độ kháng cắt không thoát n-ớc trung bình toàn bầu neo, tính kN/m2 d đ-ờng kính thân, m Nc hệ số sức chịu tải (phổ biến giả thiết trị số 9) Cub độ bền cắt không thoát n-ớc khoảng cuối bầu neo, kN/m2 l chiều dài thân, m Ca độ dính bám thân (giả thiết phổ biến từ 0.3Cu đến 0.35Cu), kN/m2 Phân tích theo xác suất Khi muốn phân tích xác suất cần nhập thông số độ lêch chuẩn (SD- Standard Deviration) Giá trị SD đ-ợc định nghĩa nh- sau: Trang 18 ThS ng Hng Lam Trong đó: SD = độ lệch chuẩn Xi2 = tổng bình ph-ơng giá trị đo đ-ợc Xi = tổng giá trị đo đ-ợc n = số l-ợng lần đo Các loại thông số đất Slope - Mohr-coloumb (dùng cho đất bình th-ờng - đ-ợc lấy , c từ thí nghiệm cắt đất trực tiếp cắt máy nén trục chế độ cắt nhanh cố kết cắt chậm cố kết) - Undrained strength (dùng cho đất dính bão hòa n-ớc, đất yếu c đ-ợc lấy từ thí nghiệm cắt máy nén trục chế độ cắt nhanh không cố kết) - No strength (ở loại c==0, nên đ-ợc dùng để định nghĩa cho n-ớc) - Impenetrable (bedrock) (impenetrable: có nghĩa chắn hay xuyên qua, bedrock: có nghĩa đáy lớp đá) - Bilinear: (có nghĩa đ-ờng thẳng, loại đất có đoạn quan hệ sức chống cắt ứng suất pháp) - S=f(depth): c-ờng độ chống cắt có quan hệ với độ sâu thông qua thông số nhập vào: + Unit weight + Rate of increase + C- top of layer + C- Maximun - S=f(datum): c-ờng độ chống cắt có quan hệ với cao độ thông qua thông số nhập vào: + Unit weight + Rate of increase + C- top of layer + C- Maximun +Datum (elevation) - Anisotropic strength: áp dụng cho đất không đẳng h-ớng - Shear/ Normal Fn: - Anisotropic Fn: - Combined, S=f(depth): cho phép định nghĩa c-ờng độ chống cắt theo độ sâu theo chê độ bình th-ờng theo chế độ không thoát n-ớc - Combined, S=f(datum): cho phép định nghĩa c-ờng độ chống cắt theo cao độ theo chê độ bình th-ờng theo chế độ không thoát n-ớc - S=f(overburden): (overburden: có nghĩa nặng) Các cách để nhập thông số n-ớc Slope ThS ng Hng Lam Trang 19 Bài 4: ứng dụng slope/w để giải toán phức tạp ổn định bờ dốc I Phân tích xác suất - Chọn phân tích xác suất theo: KeyIn\Analysis Control - Nhập độ lệch chuẩn (SD) cho thông số đất: KeyIn\Soil properties - Phân tích kết : SOLVE - Xem kết CONTOUR - Vẽ đồ thị kết phân tích xác suất: Draw\Probabiliy *) Ví dụ phân tích theo xác suất + Bảng tiêu lý nh- sau: project : bio- fuel Ethanol plant in the nother project ( geotechnical investigation) No Bore Hole Symbol location : Co tiet Commune -tam nong - phu tho province Depth of Soil Unconsolidated Unit Consolidated Undrained CU Sample Undrained Weight Samples 'u u From To Cuu Cu C'u m m g/cm3 kpa độ kpa độ kpa Layer 3: Lean clay, brownish yellow, medium plastic to stiff condition BH 8.45 31 BH 2.8 3.3 UU BH 4.45 34 BH 5.5 CU 1.90 BH 8.5 UU 1.90 BH 6.45 35 BH 4 4.45 94 BH 6.2 6.65 38 BH 10 10.45 39 10 BH 3.45 40 11 BH 8.45 12 BH 6.0 6.5 CU 13 BH 8.0 8.5 UU 14 BH 9.0 9.5 CU 15 BH 3.45 80 16 BH 10 6.0 6.5 17 BH 10 9.0 18 BH 11 3.0 ThS ng Hng Lam 1.88 45.20 14.01 20.48 24.22 14.81 15.03 17.59 25.29 14.21 1.93 17.32 25.13 27.25 17.58 CU 1.83 19.26 25.13 27.25 17.58 9.5 UU 1.88 60.50 3.5 UU 1.90 37.99 39.60 1.92 3.35 Trang 20 19 BH 11 6.0 6.5 CU 1.91 20 BH 11 9.0 9.5 UU 1.90 39.78 21 BH 12 6.45 100 22 BH 12 9.45 101 23 BH 13 6.45 105 24 BH 14 4.2 4.7 UU 1.89 25.23 25 BH 14 6.5 CU 1.88 26 BH 14 2.2 2.65 27 BH 15 4.45 28 BH 16 5.45 29 BH 17 3.8 4.3 1.90 30 BH 17 9.5 1.86 31 BH 18 4.0 4.5 UU 1.91 32 BH 18 7.0 7.5 CU-UU 1.88 33 BH 18 7.5 8.0 34 BH 20 6.45 35 BH 21 2.0 2.5 36 BH 21 2.5 3.0 37 BH 21 6.0 6.5 38 BH 21 6.5 7.0 39 BH 22 3.2 106 40 BH 22 6.2 107 41 BH 24 3.45 42 BH 24 6.45 43 BH 24 14 14.45 44 BH 25 4.8 5.3 UU 1.80 45 BH 25 6.7 7.2 CU 46 BH 26 5.8 6.25 47 BH 27 5.45 48 BH 28 2.5 3.0 CU-UU 49 BH 28 3.0 3.5 50 BH 28 9.0 9.5 51 BH 28 9.5 10.0 52 BH 28 6.2 102 53 BH 29 2.8 97 54 BH 29 6.8 98 55 BH 30 2.3 2.8 56 BH 30 2.8 3.3 ThS ng Hng Lam 17.15 19.22 23.09 14.71 18.59 25.18 27.07 16.74 19.22 26.81 27.43 19.54 16.21 22.07 24.26 16.83 18.23 23.13 26.31 16.89 1.82 23.15 29.60 27.55 11.20 1.90 17.44 23.26 25.24 17.25 18.52 26.16 26.29 17.25 15.19 20.86 21.54 14.31 26.47 36.28 CU-UU 1.90 26.40 CU -CU 1.92 47.51 24.68 26.32 CU -UU 1.94 44.61 23.58 CU-UU 1.95 Trang 21 57 BH 30 6.8 7.3 CU -UU 1.93 58 BH 30 7.3 7.8 59 BH 30 9.8 10.25 60 BH 31 5.45 61 BH 31 10 10.45 62 BH 32 2.8 3.3 UU 1.89 63 BH 32 5.8 6.3 CU 1.96 64 BH 32 7.8 8.3 UU 1.95 65 BH 32 4.45 66 BH 32 10 10.45 67 BH 33 4.8 68 BH 34 2.5 3.0 69 BH 34 3.0 3.5 70 BH 34 8.5 9.0 71 BH 34 9.0 9.5 CU -UU 72 BH 34 12 12.2 86 73 BH 34 18 18.2 87 74 BH 36 2.5 3.0 75 BH 36 5.3 76 BH 37 77 BH 78 14.40 21.76 24.20 15.81 22.41 29.00 27.55 12.90 23.28 26.80 28.11 16.90 25.27 1.87 22.96 27.54 1.90 108 46.82 CU-UU 1.92 21.20 1.96 104.50 UU 1.92 51.50 5.8 CU 1.94 21.49 24.40 27.33 11.90 2.8 103 37 5.8 104 BH 38 2.8 3.3 CU-UU 1.92 22.16 28.00 27.45 10.50 79 BH 38 3.3 3.8 80 BH 38 8.8 9.3 CU -UU 81 BH 38 9.3 9.8 CU 21.46 28.20 25.53 12.50 82 BH 39 4.45 83 BH 39 9.45 84 BH 40 2.8 3.3 UU 1.82 85 BH 40 5.8 6.3 CU 1.82 22.39 27.70 27.41 10.50 86 BH 40 8.8 9.3 UU 1.85 87 BH 40 10.8 11.3 CU 1.93 32.28 21.90 29.20 1.40 88 BH 41 5.45 89 BH 41 9.45 90 BH 42 5.8 6.3 UU 1.90 91 BH 42 9.8 10.3 CU 1.94 2119 20.90 26.42 0.09 92 BH 42 3.45 93 BH 42 7.45 94 BH 43 2.5 2.95 ThS ng Hng Lam 24.00 1.92 78.10 22.40 31.22 1.96 29.28 109 Trang 22 95 BH 43 8.5 8.95 110 96 BH 45 2.8 3.3 UU 1.95 97 BH 45 7.8 8.3 CU 1.96 98 BH 46 2.8 U 99 BH 47 2.3 2.8 100 BH 47 2.8 3.3 U 1.88 101 BH 47 5.8 6.3 U 1.86 102 BH 47 6.3 6.8 103 BH 49 3.8 81 104 BH 49 7.8 82 105 BH 50 2.3 2.8 106 BH 50 2.8 3.3 107 BH 50 3.0 3.5 108 BH 50 3.5 4.0 109 BH 50 15.8 16 88 110 BH 50 20.8 21 89 111 BH 51 2.8 112 BH 52 8.8 83 113 BH 102 2.8 84 114 BH 102 10.8 11 85 115 BH 103 5.8 90 116 BH 103 10.8 11 91 29.58 23.22 23.60 28.03 10.40 21.26 43.80 27.18 28.30 22.30 29.70 28.29 15.60 1.85 22.50 29.00 27.29 19.20 1.85 23.23 29.80 29.28 15.20 35.69 38.00 34.15 36.99 Maximum 1.96 104.50 32.28 43.80 29.28 28.30 Minimum 1.80 3.35 14.01 17.59 21.54 0.09 Average 1.90 36.46 20.07 25.53 26.52 14.45 + Khi phân tích với giá trị trung bình Cuu (cắt nhanh máy nén trục không thoát n-ớc), kết nh- sau: ThS ng Hng Lam Trang 23 + Khi phân tích theo xác suất, kết nh- sau: ThS ng Hng Lam Trang 24 Với xác suất 50% (t-ơng đ-ơng với phân tích với giá trị trung bình) hệ số an toàn 1.00 + Khi phân tích với giá trị trung bình Ccu (cắt nhanh máy nén trục thoát n-ớc), kết nh- sau: II Bờ dốc có tăng c-ờng neo Draw\ reinforcement loads Chọn type: Anchor - Nhập giá trị vào tải ứng suất tr-ớc vào ô Constant applied load thông số vào Varible applied load - Chú ý: Tải ứng suất không lớn sức chống nhổ đất cốt (Xem BS 8081-1989) III Bờ dốc có tăng c-ờng vải địa kỹ thuật Draw\ reinforcement loads Chọn type: Fabric IV Bờ dốc có tăng c-ờng t-ờng chắn ThS ng Hng Lam Trang 25 [...]... chống cắt theo cao độ cả theo chê độ bình th-ờng và theo chế độ không thoát n-ớc - S=f(overburden): (overburden: có nghĩa là quá nặng) 7 Các cách để nhập thông số về n-ớc trong Slope ThS ng Hng Lam Trang 19 Bài 4: ứng dụng slope/ w để giải quyết bài toán phức tạp về ổn định bờ dốc I Phân tích xác suất - Chọn phân tích xác suất theo: KeyIn\Analysis Control - Nhập độ lệch chuẩn (SD) cho các thông số của... nghĩa nh- sau: Trang 18 ThS ng Hng Lam Trong đó: SD = độ lệch chuẩn Xi2 = tổng bình ph-ơng của các giá trị đo đ-ợc Xi = tổng các giá trị đo đ-ợc n = số l-ợng các lần đo 6 Các loại thông số của đất trong Slope - Mohr-coloumb (dùng cho đất bình th-ờng - đ-ợc lấy , c từ thí nghiệm cắt đất trực tiếp hoặc cắt bằng máy nén 3 trục ở chế độ cắt nhanh cố kết hoặc cắt chậm cố kết) - Undrained strength (dùng cho