SỔ TAY HƯỚNG dẫn sử DỤNG PHẦN MỀM SLOP-W

LỜI GIỚI THIỆU Bộ chương trình phần mềm GEOSTUDIO của Canada là một bộchương trình phần mềm mạnh trong phân tích các bài toán địa kỹ thuật,với phiên bản GeoStudio 2007 bao gồm các Modul

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TIẾNG VIỆT

-Ứng dụng vào tính toán ổn định trượt sâu công trình Nhà xuất

bản Xây dựng, 2011

trong tính toán ổn định công trình Đề tài nghiên cứu cấp trường,

trường ĐHXD Hà Nội

3 Đỗ Văn Đệ (chủ biên), Nguyễn Quốc Tới, Vũ Minh Tuấn,

Nguyễn Sỹ Han, Nguyễn Khắc Nam, Hoàng Văn Thắng Phần mềm Seep/W ứng dụng vào tính toán cho các công trình thủy và ngầm Nhà xuất bản Xây dựng, 2010.

dựng Nhà xuất bản Xây dựng, 2010.

ôtô đắp trên đất yếu - Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 262-2000 Ban

hành năm 2000

thu vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên đất yếu 22TCN 248-98 Ban hành năm 1998.

NƯỚC NGOÀI

Slope Stability and Stabilization Methods John Wiley & Sons

Inc pp.712

for earth slopes Geotechnique, Vol 10, No 4, pp 164 169

11 Janbu, N 1954 Applications of Composite Slip Surfaces for Stability Analysis In Proceedings of the European Conference on

the Stability of Earth Slopes, Stockholm, Vol 3, p.39-43

MỤC LỤC

Phần 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM SLOPE/W 2

1.1 LỜI GIỚI THIỆU 2

1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TRONG PHẦN MỀM 3

1.2.1 Các giả thiết tính toán 3

1.2.2 Phương pháp cân bằng giới hạn tổng quát 3

1.2.3 Giả thiết của các phương pháp khác nhau 3

1.3 MINH HOẠ CÁC DẠNG BÀI TOÁN TÍNH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG PHẦN MỀM SLOPE/W 7

1.3.1 Ví dụ 1: Dạng mặt trượt theo cung tròn 7

1.3.2 Ví dụ 2: Dạng mặt trượt gẫy khúc 7

1.3.3 Ví dụ 3: Dạng mặt trượt hỗn hợp 8

1.3.4 Ví dụ 4: Dạng mặt trượt tự định nghĩa 9

1.3.5 Ví dụ 5: Bài toán với áp lực nước lỗ rỗng là các điểm rời rạc 9

1.3.6 Ví dụ 6: Bài toán về đê (với áp lực nước lỗ rỗng và có thấm) .10 1.3.7 Ví dụ 7: Dạng mặt trượt lõm 11

1.3.8 Ví dụ 8: Mái dốc có lực neo và tải trọng tập trung 11

1.3.9 Ví dụ 9: Bài toán với neo xiên và tải trọng ngoài 12

1.3.10 Ví dụ 10: Bài toán giải bằng phương pháp PTHH 13

1.3.11 Ví dụ 11: Bài toán ứng suất dị hướng 13

1.3.12 Ví dụ 12: Dùng cách phân tích xác xuất 14

Phần 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM SLOPE/W 15

2.2.1 Thiết lập mô hình của bài toán 18

2.2.2 Qúa trình tính toán 33

2.2.3 Xem và xuất kết quả 35

Phần 3: VÍ DỤ MẪU ĐIỂN HÌNH GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PHẦN MỀM SLOPE/W 41

3.1 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO VÀ YÊU CẦU TÍNH TOÁN 41

3.1.1 Số liệu đầu vào 41

3.1.2 Yêu cầu tính toán 42

3.2 THỰC HIỆN TÍNH TOÁN 42

3.2.1 Thiết lập mô hình của bài toán 42

3.2.2 Qúa trình tính toán 57

3.2.3 Xem và xuất kết quả 58

LỜI KẾT 60

Phần 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM SLOPE/W

1.1 LỜI GIỚI THIỆU

Bộ chương trình phần mềm GEOSTUDIO của Canada là một bộchương trình phần mềm mạnh trong phân tích các bài toán địa kỹ thuật,với phiên bản GeoStudio 2007 bao gồm các Modul sau:

trong đất

không bão hòaSLOPE/W là một trong 8 chương trình phần mềm Địa kỹ thuậttrong bộ GEOSTUDIO, SLOPE/W chuyên dụng về tính ổn định máidốc và công trình đặt trên nền đất yếu Chương trình SLOPE/W đượcxây dựng dựa trên lý thuyết tính ổn định mái dốc như: Bishop, Janbu,Ordinary, Spencer, Finite element stress, … Chương trình SLOPE/Wcho phép tính toán ổn định mái dốc trong mọi điều kiện có thể xảy ratrong thực tế như: xét đến áp lực nước lỗ rỗng, xét đến neo trong đất, tảitrọng ngoài, vải địa kỹ thuật, đất bão hòa và không bão hòa nước, …SLOPE/W ghép nối với SEEP/W để phân tích ổn định mái dốctrong điều kiện có áp lực nước lỗ rỗng phức tạp, với SIGMA/W để phântích ổn định mái dốc theo ứng suất, với QUAKEW để phân tích ổn địnhmái dốc có xét tới tác động động đất và phân tích ổn định mái dốc theo

lý thuyết độ tin cậy Do đó, có thể áp dụng chúng vào việc tính toán thiết kế các công trình xây dựng, địa kỹ thuật và khai thác mỏ, … cóliên quan tới mái dốc (kể cả nền đất yếu)

-1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TRONG PHẦN MỀM

SLOPE/W sử dụng lý thuyết cân bằng các lực và momen để tính

hệ số an toàn chống lại sự phá huỷ Lý thuyết Cân bằng giới hạn tổngquát (General Limit Equilibrium - GLE) được trình bày và sử dụng xemnhư vấn đề liên quan tới các hệ số an toàn của tất cả các phương phápnói chung cho bài toán ổn định trượt

1.2.1 Các giả thiết tính toán

Công thức cân bằng giới hạn giả thiết là:

là bằng nhau cho cả khối trượt

(3) Hệ số an toàn như nhau cho tất cả mặt trượt

1.2.2 Phương pháp cân bằng giới hạn tổng quát

Phương pháp cân bằng giới hạn tổng quát (General LimitEquilibrium - GLE) sử dụng những phương trình cân bằng tĩnh học sauđây để tìm hệ số an toàn:

để tìm lực pháp tuyến tại đáy của mặt trượt N

dụng để tính toán lực pháp tuyến bên trong E Phương trình nàyđược áp dụng khi tính tích phân toàn bộ khối lượng (từ trái sangphải)

(3) Tổng momen đối với một điểm chung cho tất cả các lát cắt.Phương trình này được thực hiện để tính hệ số an toàn cân bằngmomen Fm

(4) Tổng các lực theo phương ngang đối với tất cả lát cắt để tìm hệ số

an toàn cân bằng các lực Ff

Hệ số an toàn thoả mãn cả cân bằng lực và cân bằng momen đượcxem là hệ số an toàn hội tụ của phương pháp GLE

1.2.3 Giả thiết của các phương pháp khác nhau

Theo quan điểm lý thuyết, các phương pháp khác nhau đối vớimặt cắt có thể được phân loại theo cách thoả mãn các điều kiện cânbằng tĩnh Bảng 1.1 thống kê các điều kiện thoả mãn cân bằng tĩnh đượcdùng trong các phương pháp mặt cắt (methods of slices); Bảng 1.2

thống kê các giả thiết dùng trong mỗi phương pháp mặt cắt (methods ofslices)

Bảng 1.1: Các điều kiện cân bằng tĩnh được thoả mãn bởi các phương

pháp cân bằng giới hạn khác nhau

Phương pháp

Cân bằng lựcHướng thứ nhất*

(dọc)

Hướng thứ hai*

(ngang)

Cân bằngmomen

* Bất kỳ một trong hai hướng trực giao có thể được chọn để tổng hợplực

** Cân bằng momen được dùng để tính nội lực cắt (interslice shearforces)

giới hạn khác nhau

Ordinary or Fellenius Nội lực (Interslice forces) bỏ qua

đính thực nghiệm (f0) cho nội lực cắt

Janbu's Generalized Vị trí của nội lực pháp tuyến được giả định là mộtđường xiên.

Morgenstern-Price

Hướng nội lực được xác định qua một hàm tuỳ ý

Hệ số của hàm (λ) phải thoả mãn cân bằng momen) phải thoả mãn cân bằng momen

và lực được tính bằng phép giải nhanh

Phương pháp Giả thiết

GLE

Hướng của nội lực được xác định bằng một hàmtuỳ ý Hệ số của hàm (λ) phải thoả mãn cân bằng momen) phải thoả mãn cân bằngmomen và lực được tính bằng cách tìm điểm giaocủa đường Lambda với hệ số an toàn

Corps of Engineers

Hướng của nội lực là:

i) bằng độ dốc từ đỉnh đến chân mặt trượt, hoặcii) song song với mặt nền

và mặt trượt tại đáy mỗi lát cắt

pháp

Bảng 1.3: Minh họa các phương pháp chủ yếu dùng trong phương pháp

phân chia lớp

* Phải được nhân với hệ số điều chỉnh, f0

** Không mô phỏng được

( J a n b u w i t h o u t c o r r e c t i o n f a c t o r , f )0

Hình 1.1: So sánh hệ số an toàn tính được bằng một vài phương pháp

Hình 1.2: Tóm tắt các giả thiết của

phương pháp Corps of Engineers

xác định phương nội lực

Hình 1.3: Giả thiết của Karafiath về hướng nội lực (mặt trượt tổ hợp)

Lowe-1.3 MINH HOẠ CÁC DẠNG BÀI TOÁN TÍNH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC BẰNG PHẦN MỀM SLOPE/W

Kèm theo phần mềm SLOPE/W là 12 ví dụ minh hoạ cho cáckiểu bài toán mà có thể phân tích bằng SLOPE/W (qua đó giới thiệu khảnăng ứng dụng của phần mềm) Tên tệp, mục đích, phương pháp phântích và các đặc tính khác được liệt kê dưới đây

1.3.1 Ví dụ 1: Dạng mặt trượt theo cung tròn

• Tên tệp: CIRCLE

• Mục đích: Minh hoạ cách phân tích với mặt trượt theo cungtròn

• Phương pháp phân tích: Bishop

• Các đặc điểm: Mặt trượt tròn, lưới tìm kiếm tâm trượt gồm 20điểm, nhiều lớp đất, áp lực nước lỗ rỗng miêu tả bằng đường đo áp

1.211

Upper Silty Clay

Lower Silty Clay

Soft Silty Clay

Sandy Clay Till

• Phương pháp phân tích: Morgenstern-Price

• Các đặc điểm: Chỉ ra khối trượt, vết nứt định nghĩa bằng đườngnứt, mặt nước được miêu tả bằng lớp đất không có độ bền

• Phương pháp phân tích: Morgenstern - Price.

• Các đặc điểm: Mặt trượt tổ hợp,áp lực nước lỗ rỗng miêu tảbằng đường đo áp, dòng nước mặt miêu tả bằng đường biên áp lựcnước

1.3.4 Ví dụ 4: Dạng mặt trượt tự định nghĩa

• Tên tệp: SPECIFY

• Mục đích: Đề xuất một thủ tục để phân tích độ ổn định của mộtbức tường chịu tác động trọng trường và mặt trượt được định nghĩabằng các đường gấp khúc

• Phương pháp phân tích: Spencer

• Các đặc điểm: Mái dốc có tường chắn, không có áp lực nước lỗrỗng,mặt trượt gẫy khúc gồm 2 đoạn

Hình 1.7: Minh họa dạng mặt trượt tự định nghĩa

1.3.5 Ví dụ 5: Bài toán với áp lực nước lỗ rỗng là các điểm rời rạc

• Tên tệp: PNT-PWP

• Mục đích: Minh hoạ trường hợp áp lực nước lỗ rỗng là các điểmrời rạc

• Phương pháp phân tích: GLE

• Các đặc điểm: Có vết nứt định nghĩa bằng góc giới hạn, áp lựcnước lỗ rỗng miêu tả bằng các điểm áp lực rời rạc

Upper Silty Clay

Lower Silty Clay

Soft Silty Clay

Sandy Clay Till

• Phương pháp phân tích: Spencer

• Các đặc điểm: Mặt trượt tròn, 25 điểm để tìm tâm trượt, áp lựcnước lỗ rỗng và có dòng thấm qua thân đê

1.894

Water

Earth Dam Embankment

Distance (m) -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56

1.3.7 Ví dụ 7: Dạng mặt trượt lõm

• Tên tệp: FOOTING

• Mục đích: Minh hoạ việc sử dụng mặt trượt lõm để miêu tả mặttrượt dưới tác động tải trọng của chân cột công trình

• Phương pháp phân tích: Spencer

• Các đặc điểm: Mặt trượt tròn với góc chiếu được định nghĩa,bán kính trượt cố định tại góc dưới trái của chân cột công trình, mặt đấtngang, tải trọng cột miêu tả bằng đường bao áp lực, có áp lực nước lỗrỗng

1.765

Footing Load

Description: Foundation material Soil Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 115 Cohesion: 10 Phi: 30

Hình 1.10: Minh họa dạng mặt trượt lõm

1.3.8 Ví dụ 8: Mái dốc có lực neo và tải trọng tập trung

• Tên tệp: FABRIC

• Mục đích: Minh hoạ cách phân tích bài toán địa kỹ thuật có nộilực neo và tải trọng ngoài (tải tập trung) tác động

• Phương pháp phân tích: GLE

• Đặc điểm: Một mặt trượt tròn, ngoại lực tác động lên đỉnh máidốc, nội lực minh hoạ bằng các lực neo, độ lớn nội lực có thể thay đổi,không có áp lực nước lỗ rỗng

Soil : 2 Description: Silty Clay Soil Model: Mohr-Coulomb Unit Weight: 18 Cohesion: 10 Phi: 25

Hình 1.11: Minh họa mái dốc có lực neo và tải trọng tập trung

1.3.9 Ví dụ 9: Bài toán với neo xiên và tải trọng ngoài

• Tên tệp: ANCHOR

• Mục đích: Minh hoạ cho trường hợp tải trọng neo

• Phương pháp phân tích: Morgenstern-Price

• Các đặc điểm: Một mặt trượt tròn với bán kính trượt cố định tạichân mái dốc, hướng trượt từ phải sang trái, không có áp lực nước lỗrỗng, tải trọng thêm được miêu tả bằng đường bao áp lực, các tải neo cóchiều dài khác nhau và cường độ cố định

1.228

Anchor Pressure Boundary

Anchor

Soil : 3 Sandy Clay

Soil : 2 Clayey Till

Soil : 1 Fine Sand

1.3.10 Ví dụ 10: Bài toán giải bằng phương pháp PTHH

Description: Sandy Clay

Soil Model: Mohr-Coulomb

Hình 1.13: Minh họa bài toán giải bằng phương pháp PTHH

1.3.11 Ví dụ 11: Bài toán ứng suất dị hướng

• Tên tệp: ANISOTRO

• Mục đích: Miêu tả dùng ứng suất dị hướng để phân tích

• Phương pháp phân tích: Spencer

• Các đặc điểm: Một mặt trượt tròn, các lớp đất có độ bền dịhướng, vết nứt miêu tả bằng góc giới hạn trên mặt trượt

Soil : 1 Anisotropic Strength

Soil : 2 Anisotropic Fn.

Soil : 3 S=f(overburden)

Distance (m) -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

• Mục đích: Minh hoạ cách phân tích xác xuất

• Phương pháp phân tích: Morgenstern-Price

• Đặc điểm: Nhiều mặt trượt tròn, các tham số ứng suất cắt thayđổi, có áp lực nước lỗ rỗng, có ngoại lực và lực địa chấn

1.134

Soil: 1 Mohr-Coulomb Line Load

Soil: 2 Shear/Normal Fn.

Soil: 3 Bilinear

Distance (m) -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Phần 2 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM SLOPE/W

2.1 TỔNG QUAN VỀ GIAO DIỆN CỦA PHẦN MỀM

Ngay sau khi chương trình được khởi động, màn hình làm việcsau sẽ xuất hiện:

Hình 2.1: Màn hình làm việc của chương trình

Giống như bất ký chương trình chạy trong môi trường Windowskhác, cửa sổ chính của Slope/W cũng bao gồm các thành phần sau:Thanh tiêu đề chứa tên chương trình và tên tệp đang mở; Các nút điềukhiển (maximize, minimize, close); Menu bar; Các thanh công cụ;Thanh trạng thái; Vùng đồ họa; … có tên là DEFINE Từ cửa sổ chính,

mở đến hai cửa sổ con thể hiện quá trình tính toán có tên là SOLVE vàkết quả tính toán có tên CONTOUR

• Thanh menu bar (Bar menu): chứa tất cả các lệnh có thể thựchiện với Slope/W:

• Thanh công cụ chuẩn (Standard toolbar): cung cấp nhanh cáclệnh cơ bản, thao tác vào/ra, quan sát mô hình, …

Thanh

tiêu đề

VÙNG VẼThanh

trạng thái

Thanh trình đơn

Thanh công cụ

Vị trí con trỏ

• Các thanh công cụ nổi (floalting toolbar): cung cấp nhanh cáclệnh tạo mô hình, thay đổ mô hình, chọn phương pháp phân tích, chỉnhsửa và xem kết quả.

• Cửa sổ hiển thị mô hình (Dislay window): dùng để đồ họa các

sơ đồ hình học, hiển thị kết quả phân tích Gồm có 2 cửa sổ (Define vàContour), ở mỗi thời điểm chỉ có một cửa sổ hoạt động

• Thanh trạng thái (Status bar): thể hiện thông tin hiện thời của

mô hình như vị trí con trỏ chuột trên màn hình hiển thị, lệnh đang thựcthi, …

2.2 TRÌNH TỰ GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PHẦN MỀM SLOPE/W

Slope/W được chia thành 3 module, đó là: chương trình nhập sốliệu (Define), chương trình tính toán (Solve) và chương trình biểu thị kếtquả tính (Contour)

Thông thường, ta sẽ bắt đầu với module Define sau đó dùngmodule Solve để tính toán và module Contour để kiểm tra và in kết quả

Để thuận tiện cho người sử dụng, chúng tôi đề xuất trình tự tínhtoán cho các bài toán tính ổn định công trình bằng phần mềm Slope/Wgồm các bước chi tiết sau:

1) Thiết lập mô hình của bài toán

• Bước 1 : Xác định phạm vi vùng làm việc

• Bước 2 : Xác định tỷ lệ vẽ

• Bước 3 : Xác định lưới vẽ

• Bước 4 : Xác định hệ trục

• Bước 5 : Ghi bài toán

• Bước 6 : Phác thảo bài toán

• Bước 7 : Xác định các tùy chọn khi phân tích

• Bước 8 : Xác định các đặc tính của đất

• Bước 9 : Vẽ vùng phân cách giữa các lớp vật liệu

• Bước 10: Gán đặc tính cho các lớp vật liệu

• Bước 11: Vẽ đường mực nước ngầm

• Bước 12: Khai báo tải

• Bước 13: Khai báo vải địa kỹ thuật, neo ngầm hoặc cọc

• Bước 14: Vẽ bán kính mặt trượt

• Bước 15: Vẽ lưới mặt trượt

• Bước 16: Một số tùy chọn khi phác thảo bài toán

2) Qúa trình tính toán

• Bước 17: Kiểm tra lại dữ liệu đã nhập

• Bước 18: Thực hiện giải bài toán

3) Xem và xuất kết quả

• Bước 19: Xem kết quả hệ số an toàn mặt trượt

• Bước 20: Xem lực tác dụng trên từng phân tố đất

Bảng 2.1: Các đơn vị sử dụng trong phần mềm Slope/W

2.2.1 Thiết lập mô hình của bài toán

• Bước 1: Xác định phạm vi vùng làm việc

Vùng làm việc nên được thiết lập trước để tạo thuận lợi cho việcthao tác với một tỷ lệ quen thuộc Thông thường có thể chọn kích thướcvùng làm việc: rộng 260 mm, cao 200 mm

Các đối tượng hình học thông thường được định nghĩa với đơn vị

m, do đó cần chọn tỷ lệ vẽ thích hợp để phù hợp với nội dung tranggiấy

- Từ thực đơn Set chọn trang Scale Xuất hiện hộp thoại như hình

vẽ:

- Chọn đơn vị dùng để miêu tả tối tượng hình trong nhóm

Engineering Units là Meters.

- Nhập kích thước mở rộng dùng để miêu tả bài toán trong

nhóm Problem Extents (nên chọn kích thước rộng hơn bài toán một

chút để có thể dành lề cho bản vẽ)

- Nhập tỷ lệ vẽ trong hộp Horz 1 và Vert 1 trong nhóm Scale.

- Chọn OK.

Lưu ý: Khi nhập tỷ lệ vẽ mới, kích thước vùng làm việc có thể thay đổi

theo tỷ lệ mới thông qua sự thay đổi của các giá trị Maximem x và

Maximum y trong nhóm Problem Extents.

• Bước 3: Xác định lưới vẽ

Việc xác định nền lưới vẽ trong phạm vi vùng làm việc sẽ tạođiều kiện thuận lợi cho việc tạo điểm, đường chính xác theo tọa độmong muốn thông qua chế độ “bắt dính”

Grid Spacing Sau khi nhập,

khoảng cách thực của mắt lưới

trên màn hình được thể hiện

trong nhóm Actual Grid

Bật chế độ hiển thị lưới bằng cách nhấn nút chuột vào nút Snap

to Grid trên thanh công cụ Grid.

- Từ thực đơn Set, chọn

Axes Hộp thoại Axes xuất hiện

như hình vẽ:

- Để tạo một hệ trục X

nằm ngang bên dưới và Y nằm

dọc bên trái: chọn Left Axis,

Bottom Axis và Axis Numbers

trong nhóm Display.

- Chọn OK Hộp thoại

Axis Size xuất hiện:

- Nhập độ rộng khoảng chia vào ô Increment Size và số khoảng chia vào ô # of Increments

trên các trục X-Axis và Y-Axis

- Nhấn OK.

Lưu ý: Để thay đổi độ rộng

khoảng cách chia trên các trục

và thay đổi nội dung tiêu đề

trên hệ trục, bạn chọn lại Set

→ Axes).

Kết quả thu được như

hình minh họa sau:

• Bước 5: Ghi bài toán

Dữ liệu định nghĩa của bài toán cần được ghi ra tệp, nhằm phục

vụ cho các chương trình giải (SOLVE) và hiển thị kết quả(CONTOUR)

- Nếu dữ liệu được ghi lần đầu và sau mỗi lần thao tác: chọn Save

từ thực đơn File.

- Nếu lưu dữ liệu vào một tệp khác: chọn Save As từ thực đơn

File.

• Bước 6: Phác thảo bài toán

Để phác thảo bài toán, đầu tiên cần làm xuất hiện toàn bộ vùng

làm việc trong cửa sổ màn hình, bằng việc nhấn chuột trái lên nút Zoom

Page trên thanh công cụ Zoom.

Để phác thảo nội dung bài toán: chọn Lines từ thực đơn Sketch,

lúc này con trỏ chuột sẽ biến thành hình dấu “+”, di chuyển con trỏchuột đến tọa độ điểm cần phác thảo và nhấn phím trái, con trỏ chuột sẽđược dịch chuyển đến tọa độ điểm mong muốn nhờ chế độ “bắt dính”.Lúc này, nếu tiếp tục di chuyển, một đường kẻ sẽ xuất hiện tại điểm vừabắt dính đến vị trí hiện tại của chuột Cứ tiếp tục di chuyển chuột và bắtdính các điểm mong muốn theo yêu cầu của bài toán và kết thúc việcphác thảo bằng phím phải chuột

to các đường vừa phác thảo vừa khít với cửa sổ vùng làm việc

• Bước 7: Xác định các tùy chọn khi phân tích

Từ thực đơn KeyIn chọn Analyses…, hộp thoại KeyIn Analyses

xuất hiện

* Trang Settings

- Để phân tích bài toán ổn định mái dốc, hiện nay có rất nhiều

phương pháp Chọn phương pháp phân tích ở mục Analysis Type (Ví dụ chọn: Bishop, Ordinary and Janbu).

- Xác định cách biểu diễn áp lực nước mao dẫn ở mục PWP

Conditions from (Ví dụ chọn: Piezometric Line with Ru).

* Trang Slip Surface

- Lựa chọn ảnh hưởng của sức căng đến việc xuất hiện vết nứt

trong nhóm Tension Crack Option là No tension crack.

* Trang Advanced

Xác định mức độ hội tụ: trong hộp nhóm Convergence Settings:

- Nhập số mảnh của mặt trượt trong mục Number of slices.

- Nhập giá trị sai số cho phép trong mục Factor of safely

tolerance.

• Bước 8: Xác định các đặc tính của đất

Để nhập thông số các lớp đất, từ thực đơn KeyIn chọn Materials,

sẽ xuất hiện hộp thoại như hình vẽ:

- Click nút Add.

- Qúa trình nhập được tiến hành cho từng lớp, bao gồm các thông

số: tên lớp đất (ở ô Name), mô hình tính toán (ở ô Material Model), và chọn màu thể hiện (ở ô Color bấm vào Set ).

- Nhập các đặc trưng cơ lý của lớp đất (trọng lượng riêng γ; góc

ma sát φ; lực dính c) vào trong nhóm Basic.

- Sau khi nhập đầy đủ các đặc tính cho mỗi lớp đất, nhấn nút Add

để khai báo các đặc tính của lớp đất tiếp theo

Sau khi đã nhập đầy đủ các lớp đất vào ô danh sách, nhấp chọn

Close để kết thúc.

• Bước 9: Vẽ vùng phân cách giữa các lớp vật liệu

Từ thực đơn Draw chọn lệnh Regions hoặc Click chọn biểu

cụ Khi đó con trỏ chuột sẽ

Click chọn biểu tượng

trên thanh công cụ Chọn

tên lớp đất định gán trong

danh sách buông xuống ở

mục Assign và nhấn phím trái chuột vào vùng cần gán lớp đất đó trên

hình vẽ

• Bước 11: Vẽ đường mực nước ngầm

Slope/W thể hiện phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong đất bằng mộtđường đo áp

Để vẽ đường đo áp:

chọn Pore Water Pressure

thừ thực đơn Draw hoặc

Click chọn biểu tượng

trên thanh công cụ, hộp

thoại Draw Piezometric

Lines xuất hiện:

- Click nút Add.

- Trong trình đơn

Material, chọn các lớp đất

cần vẽ đường đo áp

điểm khi vẽ, bấm phím trái chuột; để kết thúc lệnh vẽ, bấm phím phải

chuột, lúc này hộp thoại Draw Piezometric Lines lại xuất hiện để vẽ

đường thứ hai

- Để kết thúc quá trình vẽ đường đo áp, nhấn chọn nút Done.

• Bước 12: Khai báo tải

* Tải tập trung

Việc khai báo tải tập trung bao gồm việc xác định vị trí, độ lớn

và hướng của tải trọng

Từ thực đơn Draw, chọn

Point Loads hoặc Click chọn biểu

thoại Draw Point Loads xuất

hiện:

Con trỏ chuột chuyển

sang hình dấu “+” và thanh trạng

thái xuất hiện thông báo “Draw Point Loads”.

- Trong hộp Magnitude: nhập giá trị độ lớn của tải trọng.

- Di chuyển con trỏ đến vị trí cần đặt tải trọng và nhấn phím tráichuột Nếu tiếp tục di chuyển, con trỏ sẽ xuất hiện một đường màu đen

từ vị trí con trỏ Hướng của tải trọng xuất hiện trong ô Direction.

Để chỉ chính xác hướng của

tải trọng, có thể nhập trực tiếp giá trị

góc của tải trọng trong ô Direction

Từ thực đơn Draw, chọn Surcharge Loads hoặc Click chọn biểu

hiện:

- Nhập tên đường bao hình

dạng tải trọng phân bố (mặc định là

1) vào ô nhập Line #, nếu vẽ nhiều

tải trọng khác nhau thì sau mỗi lần

vé, phải đặt tên khác (2, 3, 4, …)

- Nhập giá trị tải trọng phân

bố vào ô nhập Unit Weight.

- Chọn hướng tải trọng tác dụng vào ô Direction: thẳng đứng (Vertical), hoặc thẳng góc nền đất (Normal).

- Nhấn Draw để vẽ.

- Sau khi vẽ xong, nhấn Done để kết thúc.

• Bước 13: Khai báo vải địa kỹ thuật, neo ngầm hoặc cọc

Từ thực đơn Draw trong cửa sổ DEFINE, chọn Reinforcement

Loads hoặc nhấn biểu tượng trên thanh công cụ, hộp thoại Draw

Reinforcement xuất hiện:

Trong hộp Type của nhóm Reinforcement: chọn Fabric để khai báo vải địa kỹ thuật, Pile để khai báo cọc, chọn Anchor để khai báo neo,

…

Khai báo neo:

* Trong Slope/W, neo được định nghĩa gồm 2 phần như hình vẽ:

+ Phần tự do: Thông thường

nằm trong phạm vi mặt trượt gọi là

Free length.

+ Phần ngàm: Là phần tạo ra

ma sát giúp cho khối trượt gắn vào

phần đất không bị trượt, thường bố trí

nằm ngoài phạm vi khối trượt gọi là

Bond Length.

* Có 2 cách để thiết kế neo như sau:

• Cách 1: Khi vẽ neo ta chưa đoán được khối trượt nằm ở đâu nên

ta chọn chiều dài phần Free length và Bond length không phù hợp như: + Cả phần Free length và Bond length đều nằm trong khối trượt:

Neo mất tác dụng

+ Phần Bond Length quá ngắn cũng làm cho lực neo vào đất để

giữ khối trượt quá bé dẫn đến neo hoạt động không hiệu quả

Với cách làm như vậy phải tính đi tính lại nhiều lần rồi từ đó hình

dung ra mặt trượt và vẽ lại neo sao cho phần Free Length và Bond

Length với chiều dài hợp lý để cho neo hoạt động hiệu quả

Với cách khai báo như vậy thì chọn các mục sau:

- Click mục Variable applied load.

- Bond length: Chiều dài phần tạo ra ma sát để giữ khối đất bị

trượt gắn vào khối đất không bị trượt, đơn vị nhập vào là m

- Bond diameter: Đường kính của phần Bond length (đơn vị là

- Anchor spacing: Khoảng cách giữa các neo trên 1 m dài theo

phương vuông góc với mặt phẳng tính toán

Tính toán phần lực do Bond length tạo ra để neo khối đất bị trượt

vào khối đất cố định.

Như vậy trong trường hợp nếu như phần Bond length nằm hoàn

toàn trong đất thì lực tạo ra để giữ phần trượt vào phần không trượt là

lớn nhất gọi là Bond resistance và được tính theo công thức (2.1) sau:

iction BondSkinFr er

BondDiamet ce

sis

tan

Trong trường hợp phần Bond length nằm trong đất bị trượt thì

Bond resistance bằng không.

Như vậy lực Bond Resistance do phần Bond Length tạo ra biến

thiên từ 0 đến giá trị trong biểu thức (2.1)

(Trong phần mềm Slope/W, Bond resistance tính cho 1 m dài nên

không nhân với Bond Length)

Phần lực mà thanh Free length có thể chịu được tính như sau:

- Bar Capacity: Lực thanh neo có thể chịu được.

- Bar safety Factor: Hệ số an toàn về khả năng chịu lực của phần

Free length.

- Shear Capacity: Khả năng chịu lực cắt của phần Free length.

- Shear Safety Factor: Hệ số an toàn về khả năng chịu lực cắt của

phần Free length.

Như vậy lực mà Free length có thể chịu được tính theo công thức

(2.2) sau:

y BarCapacit

.Lực neo vào trong đất giữa khối đất bị trượt và khối đất trượtgọi là APPLIED LOAD và được xác định theo công thức (2.3) sau:

APPLIED LOAD = Min{(2.1); (2.2)}

Chú ý: Nếu chọn mục F of S Dependent là YES thì APPLIED LOAD

phải chịu thêm cho hệ số an toàn chung của mái dốc mà phần mềm tính được.

• Cách 2: Khi vẽ neo ta chỉ cần vẽ đoạn Free Length và Bond Length với chiều dài tượng trưng nhưng các góc nghiêng của neo phải

vẽ đúng Sau đó phần mềm sẽ tự tính ra chiều dài đoạn Bond Length

theo công thức (2.4) sau:

Bond Length = (Applied Load)/Min (Lực mà Free Length; Lực của

Bond Length)Trong đó:

Lực do Bond Length có thể chịu được tính như công thức

(2.1)

Lực do Free Length có thể chịu được tính như công thức (2.2)

Chú ý: Với cách làm này thì hệ số an toàn của mái dốc không phụ

thuộc vào chiều dài đoạn Free Length và đoạn Bond Length

mà ta vẽ.

• Bước 14: Vẽ bán kính mặt trượt

Để xác định bán kính cung trượt và vị trí của mặt trượt thửnghiệm, cần xác định vùng bán kính mặt trượt thông qua việc địnhnghĩa các đường hoặc các điểm sử dụng cho việc tính toán bán kínhcung trượt (Slope/W sẽ định nghĩa cung trượt bằng cách sử dụng cácđường này làm tiếp tuyến)