On dinh bo doc va tuong chan chuong 2

Bờ dốc vô hạn – trượt phẳng song song-Dung trọng của đất trên mực nước ɣ, dưới mực nước ɣ sat -Lực dính kết đơn vị US hiệu quả c’ -Góc ma sát trong US hiệu quả φ’ bờ dốc... Phân tích ổn

CHƯƠNG II PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH BỜ DỐC

Hà Nội 2015

MÆt truît lµ cung trßn MÆt truît kh«ng ph¶i lµ cung trßn

a) MÆt truît lµ ®uêng cong

b) MÆt truît lµ ph¼ng

c) MÆt truît tæ hîp

Các dạng mặt trượt thường gặp

Lý thuyết cơ bản

Lịch sử phát triển:

-1776 Coulomb đưa ra PT SCC: f = tg+cc

- 1850-1870 Collin (Pháp) – Mặt trượt gần dạng trụ tròn

- 1862 Rankine – Sức kháng mặt trượt do ma sát và lực dính kết đơn vị

- 1916 Petlerson và Hultin (T.Điển) – Phương pháp cung trong ma sát

- 1918 Fellenius – PP Su – PP PT cường độ chống cắt không thoát nước

- 1920 Terzaghi – Cường độ CC hiệu quả: f = (utg’+cc’

- 1930 – 1935 Jurgenson và Casagrande XD và HT nén 3 trục UU, CU,CD

- 1936 Terzaghi – Đề nghị dùng US hiệu quả ’,c’ hay US tổng để PT Ô Đ

- 1952 Bishop đưa ra PTrình và PP tính ổn định bờ dốc đơn giản

- 1952 – 1953 Taylor có PP gần giống PP Bishop đơn giản và xét lực TT

- 1953 Skempton nhấn mạnh khác nhau ÔĐ lâu dài và ổn định tức thời

- 1957 Skempton đưa PP tính ổn định lâu dài

- …

Lý thuyết cơ bản

Cân bằng giới hạn

Dựa trên điều kiện cân bằng giới hạn Coulomb, phát triển trên một mặt trượt tới hạn của khối trượt

Là phương pháp sử dụng phổ biến

Phân tích giới hạn

Dựa trên lý thuyết dẻo và xem trạng thái giới hạn trên mặt trượt nằm giữa trạng thái giới hạn trên theo công sinh ra do chuyển vị và trạng thái giới hạn dưới theo ứng suất.

PTHH Xét TT CB GH tại từng điểm trên mặt trượt thỏa mãn các phương trình thành phần trong lý thuyết đàn

hồi và ĐK CB GH Mohr – Coulomb nhờ các phần mềm chuyên dụng trên công cụ máy tính điện tử

PT ổn định

bờ dốc đá

- Đường ô tô cao tốc: Fstc = 1,30

- Đường ô tô cấp I, II: Fstc = 1,25

- Đường ô tô cấp III - VI: Fstc = 1,20

- Đường ô tô cấp tỉnh: Fstc = 1,15

- Đường GTNT: Fstc = 1,10

Lý thuyết cơ bản

Bờ dốc vô hạn – trượt phẳng song song

-Dung trọng của đất trên mực nước (ɣ), dưới mực nước (ɣ sat )

-Lực dính kết đơn vị US hiệu quả (c’)

-Góc ma sát trong US hiệu quả (φ’)

bờ dốc

* Tứ giác ABCD có bề rộng b xem là cân bằng khi:

W = ((z-h w )+c sat. h w ).b = b ∑.h

* W phân ra lực pháp tuyến N (lực chống trượt) và tiếp tuyến T (lực gây trượt):

T = b.sinβ.∑.h

* Lực nước (hướng theo chiếu vuông góc lên mặt AB) U =  w. h w. b.cosβ

Lực chống trượt theo lý thuyết Coulomb trên mặt AB:

1- Bờ dốc cấu tạo đất rời (c’=0)

' tg ) h h

.

( h

cos

sin

' tg cos ) h h

(

'

c T

R Fs

it lim

w w

2 w

w

Phân tích ổn định bờ dốc cho bài toán đơn giản

c Fs

L – chiều dài cung AB, tỷ lệ với H

T- lực gây trượt tỷ lệ với W

H

H )

h

'

c ( f

H

.



Toán đồ tra Ns

14

Phân tích ổn định bờ dốc cho bài toán đơn giản

R R

R L

c M

M Fs

SL Wd

R

SL truot

gay Momen

truot chong

) (

) (

)

(

Giá trị hệ số ổn định ở trên được tính toán với một mặt trượt đã xác định, hoặc đã xảy ra

Tuy nhiên, trong lý thuyết tính toán ổn định bờ dốc thì mặt trượt chưa được xác định cụ thể mà chỉ dựa vào mặt trượt có hệ số ổn định nhỏ nhất.

Phân tích ổn định bờ dốc trượt cung tròn

Phân tích ổn định bờ dốc bằng phần mềm Geostudio - Slope/W theo PP CBGH

Phân tích ổn định bờ dốc bằng phần mềm Geostudio - Slope/W theo PP CBGH

Các góc 1, 2 thay đổi theo góc mái

dốc , theo bảng (7-1) d ới đây:

 Phương pháp phân mảnh Fellenius

Giả thiết 1cung tròn có tâm trượt O, bán kính R, cần xác định hệ số an toàn Fs.

i b h

W  

Trong đó: b - chiều rộng của phân mảnh (i)

h i - chiều cao của mảnh thức (i).

 i - dung trọng của đất

i i

i i

i

i i

i i

i

sin ).

h b ( sin

W T

cos ).

h b ( cos

W N

i là góc tạo bởi đường thẳng đứng đi qua tâm trượt O và đường thẳng nối O

với điểm đặt lực Wi (điểm giữa cung trượt thứ (i))

Xét tất cả các lực tác dụng lên mảnh thứ (i):

(1) Wi : Trọng lượng của mảnh thứ (i):

(2) Ci : Lực dính tác dụng trên mặt trượt của mảnh thứ (i):

i i

n i

n i

i i

i n

i i

n i

n i

i i i

T

tg N C

R T

R tg

N

C Fs

Hệ số an toàn: Fs = M chống trượt / M gây trượt

Nếu có dòng ngầm, thay phản lực N i bằng N’ i =N i -U i với lực nước U i =u i l i

i i

n 1 i

n 1 i

i

' i

i i

T

tg ).

U N

(

C Fs

24

Phân tích ổn định bờ dốc trượt cung tròn

Phương pháp phân mảnh Fellenius ( không xét đến

'

W

uL W

tg L

2.5m 3.15m

6m

(1) (2) (3)

(4) (5) (6) (7)

(8) 1

1

(w u b) tan sin

C b ma

động đáy cung trượt;

w- Trọng lượng của phân tố;

α- Góc nghiêng tại đáy cung

trượt so với phương ngang.

Phân tích ổn định bờ dốc trượt cung tròn

Phân tích ổn định bờ dốc bằng phần mềm Geostudio - Slope/W theo PP CBGH/ PP Bishop

Phân tích ổn định bờ dốc bằng phần mềm Geostudio - Slope/W theo PP CBGH/ PP Bishop

Thoát nước cho

BD Ngăn nước mặt không thấm vào khu vực BD, hướng nước

ngầm chảy ra xa BD

• Thoát nước mặt: làm mương rãnh,

lấp chặt các khe nứt, che phủ BD…

• Thoát nước ngầm: khoan giếng hút

nước, lỗ khoan nghiêng +c ống lọc thoát nước…

Chống phong

hóa, xói lở BD Nhằm giữ cho các đặc trưng cơ học của đất đá trên BD

không bị giảm, không bị phong hóa, xói lở

• Trồng cỏ kết hợp khung BTCT,

lưới ĐKT.

• Che phủ bằng bitum hay xi măng

Làm chắc đất đá Tăng sức chống cắt của đất đá • Lấp kín lỗ rỗng, khe nứt bằng vật

liệu liên kết: hỗn hợp bitum, silicat,

Thiết kế lại bờ dốc, giảm chiều cao mái dốc – đơn giản hiệu quả

Ổn định bờ dốc

Thiết kế lại bờ dốc, giảm chiều cao mái dốc – đơn giản hiệu quả

Ổn định bờ dốc

Gia cố, trong cỏ chống xói, thoát nước

Gia cố, trong cỏ chống xói, thoát nước

Ổn định bờ dốc

Gia cố, trong cỏ chống xói, thoát nước

Tường chắn kiên cố ổn định bờ dốc

Ổn định bờ dốc

Tường chắn kiên cố ổn định bờ dốc

Ưu và nhược điểm

chọn giải pháp ổn định bờ dốc? Tạm thời? Bền vững?