Bài tập lớn PHẦN MỀM GEO SLOPE/W XÁC ĐỊNH TÂMTRƯỢT VÀ TÍNH TOÁN ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦATƯỜNG CHẮN, ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA MÁI DỐCTALUY NỀN ĐƯỜNG

Trường : Đại Học Ngô Quyền Lớp : CĐ-01 GVHD: NGUYỄN VĂN TỨ BÀI TẬP LỚN MÔN: THIẾT KẾ NỀN – MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ PHẦN MỀM GEO SLOPE/W XÁC ĐỊNH TÂM TRƯỢT VÀ TÍNH TỐN ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA TƯỜNG CHẮN, ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA MÁI DỐC TALUY NỀN ĐƯỜNG SVTH: PHẠM MINH TRIẾT CHƯƠNG I TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ TÍNH TỐN CỦA PHẦN MỀM GEO SLOPE/W I.Tổng quan GEO SLOPE/W SLOPE/W chương trình cơng ty GEO-SLOPE, CANADA, chun tính ổn định mái dốc Chương trình cho phép tính tốn mái dốc điều kiện xảy thực tế như: xét đến áp lực nước lỗ rỗng, neo đất, vải địa kỹ thuật, tải trọng ngồi, tường chắn Chương trình SLOPE/W thiết kế dạng hệ CAD làm cho người dùng dễ sử dụng, hầu hết số liệu nhập vào trực tiếp vẽ SLOPE/W áp dụng tính tốn thiết kế cơng trình mỏ, xây dựng địa kỹ thuật Khơng có giới hạn kích thước toán, SLOPE/W viết sử dụng phân phối nhớ động, khơng có hạn chế kích thước tốn, kích thước lớn tốn phụ thuộc vào kích thước nhớ máy tính II Phương pháp tính tốn Chương trình SLOPE/W xây dựng dựa số lý thuyết tính ổn định mái dốc như: Phương pháp Ordinary (hay gọi phương pháp Fellenius), phương pháp Bishop đơn giản hoá, phương pháp Janbu đơn giản hoá, phương pháp Spencer, phương pháp Morgen-price, phương pháp cân tổng quát Gle, phương pháp ứng suất phần tử hữu hạn Đặc điểm khác biệt phương pháp khác giả thiết liên quan đến lực tiếp tuyến pháp tuyến dải Hơn nhiều hàm số biểu diễn quan hệ lực tác động cạnh dải sử dụng phương pháp Gle phương pháp Morgenstern-price mà phương pháp chặt chẽ mặt toán học SLOPE/W đưa nhiều phương pháp tính tốn khác người dùng lựa chọn phương pháp phù hợp với tốn Ngồi GEO SLOPE/W dựa vào sở phương pháp Mohr-Coulomb, theo quy định quy trình 22TCN 272-05 CHƯƠNG SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang GIẢI BÀI TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC I-Số liệu thiết kế A B C D E Hình vẽ: mặt cắt tính tốn Thơng số đề + A=2,6m + B=3,7m + C=0,3m + D=2,5m + E=17,5m Các lớp đất có thông số C,ϕ,γ sau: +Lớp 1(lớp đất đắp mới): C=5 Kn/m2 , γ=19 Kn/m3 , ϕ=25 độ +lớp 2(lớp đất đắp cũ): C=12 Kn/m2 , γ=19,8 Kn/m3 , ϕ=22,5 độ +Lớp 3(lớp 2): C=15,5 Kn/m2 , γ=18,5 Kn/m3 , ϕ=22,56 độ +Lớp 2a: C=5 Kn/m2 , γ=18,5 Kn/m3, ϕ=26 độ +Lớp 3: C=8,829 Kn/m2 , γ=15,96 Kn/m3 , ϕ=1,78 độ SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang S T T Bảng : Tọa độ điểm chắn Trình tự thực Bước -Khởi động Geo + Click đôi chuột trái / SLOPE/W + Chọn Geo Slope SLOPE/W II- X 40 21 ,2 21 ,5 21 ,5 21 ,9 29 ,6 21 ,5 19 ,9 19 ,6 1 19 ,3 2 19 ,3 20 ,7 SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang Y , , , , , , , , , , 9 , 9 , , , lớp đất tường Slope/W vào biểu tượng GeoStudio 2012 menu star / Hình 1: Biểu tượng phần mềm GEO STUDIO + Hiện lên cửa sổ KeyIn Analyses, mục Name điền on dinh mai doc, mục Analysis Type chọn Bishop Trong hộp Settings mục PWP Conditions from chọn Piezometric Line, sau nhấn Close Hình 2: Cửa sổ KeyIn Analyses Bước 2- Xác định khổ giấy + Khổ giấy phụ thuộc vào kích thước toán + Ở menu Set / page hộp unit chọn đơn vị mm, hộp Working Area điền 260 mục Width 200 mục Height.Sau bấm OK Hình 3: cửa sổ Set Page SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang Bước 3- Thiết lập đơn vị quy mô + vào menu Set / Unit and scale + Tại hộp Scale điền 175 mục Horz 150 mục Vert + Tại hộp Problem Extents điền -5 -20 vào mục Minimum x y + Hộp View bấm chọn 2-Dimensional.Sau bấm OK Hình 4: cửa sổ Set Unit and Scale Bước 4- Tạo khổ giấy + Chọn Axe menu Sketch +Bấm dấu tích chọn mục Elevation bên trái Distance sau đổi tên hai mục (Chieu day lop dat(m)) ( Be rong nen duong(m)) + hộp X-Axis mục Min điền -2, Max điền 40, bỏ dấu tick Auto Inncrement Size sau điền mục Incr, Size 2(khoảng đơn vị liền kề trục) tương tự hộp Y-Axis mục Min:-17,Max:7, Incr, Size Sau bấm Close Hình 5: cửa sổ Sketch Axes SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang Bước 5- Chọn tọa độ điểm lớp đất tường chắn + Ở bước ta tính tốn nhập tọa độ điểm excel sau vào slope/w chọn menu Keyin chọn points paste số tính Excel vào Sau bấm Close Hình 6: Cửa sổ KeyIn Points Bước 6- Vẽ miền kín + Từ nút tạo độ tạo vào menu Draw / regions kéo cửa sổ Draw Regions khỏi phạm vi tốn sau dùng chuột kéo nối nút cho tạo thành hình kín ( bước bước quan trọng cần cẩn thận ) Hình 7: Cửa sổ Draw Regions hình kín Bước 7- Khai báo lớp đất Tường chắn + Tại menu Keyin / Material + Mục Material chọn “ Mohr-CouLumb” + Ở bước số liệu kê khai mục thông số đề SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang Hình Cửa sổ KeyIn Materials Bước 8- Gán lớp đất tường chắn + Vào menu Draw / Material / Assign sau chọn loại đất gán cho lớp đất tốn Hình 9: Cửa sổ Draw Material lớp gán đất Bước 9- Vẽ lưới xác định tâm trượt bán kính trượt +Chọn menu Draw / Slip Surface chọn mục Entry And Exit + Tại hộp Entry Range(Left Side) / Range mục Type điền vào mục Number of Increments over range - Tại mục Left point điền X: 17, Y: 4,79, mục Right point điền X: 21,Y: 4,79 + Tại hộp Exit Range ( Right Side) chọn tương tự thay X,Y mục Left point 29,65,-0,37, mục Right point X: 34, Y:-0,37 + Tại hộp Number of radius Increments điền + Sau bấm Apply Done SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang Hình 10: Cửa sổ Draw slip Surface Entry and Range Bước 10- Vẽ đường mực nước + Ở ta giả sử đường mực nước qua đỉnh lớp 2a ảnh hưởng đến lớp + Vào menu Draw chọn Pore-Water Pressure , click lớp chịu ảnh hưởng mức nước ( nhiều lớp ta bấm giữ phím Shift sau chọn) , bấm Draw đưa chuột toán vẽ đường mực nước từ đỉnh lớp 2a ( kéo từ trái sang phải kéo xuống lớp 3) sau ấn phím Esc để kết thúc vẽ mực nước Hình 11: Cửa sổ Draw piezometric lines Bước 11- Gán tải trọng tác dụng lên đất đắp SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang 10 + Vào menu Draw / Surcharge Loads bấm vào Add mục Unit Weight điền 15 Kn/m^3 bấm vào Draw để vẽ sau bấm chuột phải chọn Done Hình 12: Cửa sổ Draw Surchange Load + Sau menu Keyin chọn Surchange Loads hộp Point click chọn tọa độ X(m) sửa lại tọa độ hai điểm nút hai đầu lực phân bố : 5,79 21,22 : 5,79 Hình 13 Cửa sổ KeyIn Surchange Loads Bấm Close hoàn thiện bước gán tải trọng cho toán Bước 12- Lưu toán + Bấm tổ hợp phím Ctrl+S lưu với tên “ON DINH TUONG CHAN” Bước 13-Chạy thử + Đưa chuột vào công cụ bấm phải chuột chọn Solve Manager Window sau chọn vào tick tốn bấm Start hộp solve Manager phía bên trái hình Kết lên hình : SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang 11 Hình 14: Kết lần chạy thử Ta thấy khung trượt vào lớp đất lớp bùn yếu nên đề xuất giải pháp trải lớp vải đệm kỹ thuật để tăng cường ổn định Bước 14-Trải lớp vải kỹ thuật + Trải lớp đất + Menu Draw chọn Reinforcement Loads hộp Reinforcement mục Type chọn Geosynthetic, + Mục Pullout Ressistance(F/Area): 720 kPa + Mục Tensline Capacity: 500Kn +Mục Reduction Factor: 1,5 +Surface Area Factor : 1,5 + đưa chuột toán vẽ lớp vải kỹ thuật lớp đất tính từ xuống, có chiều ngược lại với chiều khối trượt sau bấm Done Hình 15: Cửa sổ Draw reinforcement Load Lưu Bước 15- Chạy chương trình SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang 12 + Chọn vào ô tick toán bấm Start hộp solve Manager phía bên trái hình Kết lên hình : Hình 16: Kết lần chạy thứ Chương III Giải toán ổn định mái dốc ta luy I- Số liệu thiết kế Hình 17: Mặt cắt tính tốn mái ta luy SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang 13 • II- Các số liệu tính tốn chiều dày lớp đất, khối lượng riêng, độ dính đất góc nội ma sát chọn tùy ý sau: + Lớp 1: C=20 Kn/m2 , γ=30Kn/m3 , ϕ=25 độ + Lớp 2: C=25 Kn/m2 , γ=28 Kn/m3 , ϕ=35 độ +Lớp 3: C=29,54 Kn/m2 , γ=15 Kn/m3 , ϕ=27 độ + Lớp 4: C=35Kn/m2 , γ=40Kn/m3 , ϕ=40 độ + Lớp đá: Bedrock Trình tự thực Bài toán cách làm tương tự ổn định tường chắn , cụ thể là: Bước -Khởi động Geo Slope/W + Click đôi chuột trái vào biểu tượng GeoStudio / SLOPE/W + Chọn Geo Slope 2012 menu star / SLOPE/W Hình 18: Biểu tượng phần mềm GEO STUDIO + Hiện lên cửa sổ KeyIn Analyses, mục Name điền ON DINH MAI DOC, mục Analysis Type chọn Bishop Trong hộp Settings mục PWP Conditions from chọn Piezometric Line Sau nhấn Close Hình 19: Cửa sổ KeyIn Analyses SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang 14 Bước 2- Xác định khổ giấy + Khổ giấy phụ thuộc vào kích thước toán + Ở menu Set / page hộp unit chọn đơn vị mm, hộp Working Area điền 260 mục Width 200 mục Height Sau bấm OK Hình 20: cửa sổ Set Page Bước 3- Thiết lập đơn vị quy mô + vào menu Set / Unit and scale + Tại hộp Scale điền 175 mục Horz 150 mục Vert + Tại hộp Problem Extents điền -5 -20 vào mục Minimum x y + Hộp View bấm chọn 2-Dimensional Sau bấm OK Hình 21: cửa sổ Set Unit and Scale SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang 15 Bước 4- Tạo khổ giấy + Chọn Axe menu Sketch +Bấm dấu tích chọn mục Elevation bên trái Distance sau đổi tên hai mục (Chieu day lop dat(m)) ( Be rong lop dat(m)) + hộp X-Axis mục Min điền -2, Max điền 40, bỏ dấu tick Auto Inncrement Size sau điền mục Incr, Size 2(khoảng đơn vị liền kề trục) tương tự hộp Y-Axis mục Min:-17,Max:7, Incr, Size Sau bấm Close Hình 22: cửa sổ Sketch Axes Bước 5:- Tạo đối tượng cho tốn + Chọn Lines từ menu sketch sau vẽ đường thẳng định hình cho lớp đất Hình 23: Định hình lớp đất SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang 16 Bước 6- Khai báo lớp đất + Tại menu Keyin / Material + Mục Material / “ Mohr-CouLumb” + Ở bước số liệu kê khai mục thông số đề Hình 24 Cửa sổ KeyIn Materials Bước 7- Gán lớp đất tường chắn + Vào menu Draw chọn Material chọn mục Assign sau chọn loại đất gán cho lớp đất tốn Hình 25: Cửa sổ Draw Material lớp gán đất SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang 17 Bước 8- Vẽ lưới xác định tâm trượt bán kính trượt +Chọn menu Draw / Slip Surface /Grid + Sau bấm Apply Done Hình 26: Tâm trượt bán kính trượt Bước 9- Gán tải trọng tác dụng lên đất đắp + Vào menu Draw / Surcharge Loads bấm vào Add mục Unit Weight điền 15 KN/m3và bấm vào Draw để vẽ sau bấm chuột phải chọn Done Hình 27: Cửa sổ Draw Surchange Load tải trọng tác dụng lên đất Bấm Close hoàn thiện bước gán tải trọng cho toán SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang 18 Bước 10-Lưu toán + Bấm tổ hợp phím Ctrl+S lưu với tên “On dinh mai ta luy” mục tài liệu Bước 11-Chạy thử + Đưa chuột vào công cụ bấm phải chuột chọn Solve Manager Window sau chọn vào ô tick toán bấm Start hộp solve Manager phía bên trái hình Kết lên hình : Hình 28: Kết lần chạy thử thứ Bước 12-Căn chỉnh lại toán để xác định giá trị Kminmin + Trở lại hình định nghĩa cách bấm chuột trái vào biểu tượng Define bấm chọn biểu tượng Modify objects chọn lưới tâm trượt chuyển cho giá trị nằm tương đối tâm lưới giá trị Kmin SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang 19 Hình 29: giá trị Kmin Hồn thành tốn Geo SLOPE/W Kết luận: Trên mà em đúc kết học hỏi thời gian qua, có thiếu sót hay khơng đúng, kính mong thầy góp ý để lần sau em hồn thành tốt môn Đồ án Đường! Em xin cảm ơn!:) SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang 20 ... pháp Mohr-Coulomb, theo quy định quy trình 22TCN 272-05 CHƯƠNG SVTH : PHẠM MINH TRIẾT Trang GIẢI BÀI TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC I-Số liệu thiết kế A B C D E Hình vẽ: mặt cắt tính tốn Thơng số đề + A=2,6m... , γ=15 Kn/m3 , ϕ=27 độ + Lớp 4: C=35Kn/m2 , γ=40Kn/m3 , ϕ=40 độ + Lớp đá: Bedrock Trình tự thực Bài tốn cách làm tương tự ổn định tường chắn , cụ thể là: Bước -Khởi động Geo Slope/W + Click đôi