Tính ổn định mái dốc của nền đường đắp cao chịu tải trong động khi có và không có vải địa kỹ thuật gia cường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM NHẤT VIỆT TÍNH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC CỦA NỀN ĐƯỜNG ĐẮP CAO CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG KHI CĨ VÀ KHƠNG CĨ VẢI ĐỊA KỸ THUẬT GIA CƯỜNG Chuyên ngành: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ Mã số ngành : 60.58.30 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS Trà Thanh Phương Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ngày tháng năm 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC - Tp HCM, ngày tháng năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên Ngày, tháng, năm sinh Chuyên ngành MSHV Phạm Nhất Việt Phái : Nam 10-04-1981 Nơi sinh : Bình Định Xây dựng đường ôtô đường thành phố 00107515 I – TÊN ĐỀ TÀI Tính ổn định mái dốc đường đắp cao chịu tải trọng động có vải địa kỹ thuật gia cường II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Nhiệm vụ: Nghiên cứu xác định thay đổi độ ổn định đường đắp cao suốt trình xảy động đất có khơng có vải địa kỹ thuật gia cường Nội dung Chương 1: Khả động đất việt nam khu vực trung Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết tính tốn động lực đất yếu Chương 3: Ảnh hưởng động đất lên độ ổn định cơng trình đắp điều kiện Chương Vải địa kỹ thuật liệu phục vụ tính tốn Chương 5: Khảo sát ổn định chuyển vị đất III – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ IV – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : / /2009 V – HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS Trà Thanh Phương CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Trà Thanh Phương CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Con xin cám ơn cha mẹ nuôi nấng, dạy dỗ, tạo điều kiện thuận lợi để học tập, trưởng thành ngày hơm Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy T.S Trà Thanh Phương tận tình hướng dẫn, mở hướng đường nghiên cứu khoa học em Thầy hết lòng giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn thời hạn Lời cảm ơn sâu sắc xin gửi tới: Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh; khoa Kỹ Thuật Xây Dựng; Phịng Đào Tạo Sau Đại Học; thầy giáo giảng dạy, giúp đỡ em suốt năm học cao học hồn thành luận văn Tơi chân thành cảm ơn quan tâm, động viên, giúp đỡ bạn, anh, chị khóa cao học khoá 2007 suốt thời gian học thực luận văn Thạc sĩ Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2009 Phạm Nhất Việt TÓM TẮT Tính tốn ổn định mái dốc phần quan trọng thiết kế đường đắp cao Vấn đề trượt mái dốc xảy nhiều nguyên nhân: • Do nước mưa lũ thấm vào đất làm thay đổi trạng thái vật lý đất dẫn đến giảm sức chịu tải • Do tác động gió, dịng nước chảy làm thay đổi hình dạng mái dốc dẫn đến trạng thái cân học • Đơi ngun nhân gián tiếp độ ẩm khơng khí thay đổi xây dựng cơng trình hồ chứa nước khu vực gây ra,… Tuy nhiên có nguyên nhân quan mà gần bắt đầu quan tâm thực đến : tải trọng động yếu tố xem xét đề tài động đất Nó xảy thời gian ngắn khoảng 10 giây, diễn biến phức tạp để lại hậu nặng nề Để xét đến yếu tố động đất có phương pháp : phương pháp tính tốn tĩnh phương pháp tính tốn động Ưu điểm phương pháp tĩnh tính tốn đơn giản, áp dụng cho cơng trình có hình dạng Tuy nhiên, có nhược điểm khơng ý đến biến dạng cơng trình đặc biệt không phản ảnh trạng thái chịu lực thực cơng trình động đất xảy Chính vậy, vào năm 40 kỷ XX, phương pháp tính tốn tĩnh nhanh chóng nhường chỗ cho phương pháp tính tốn động lực Đề tài sâu tính tốn ổn định mái dốc theo phương pháp tính tốn động thấy biến đổi hệ số ổn định mái dốc thay đổi theo thời gian suốt trình xảy động đất LÝ LỊCH TRÍCH NGANG I TĨM TẮT - Họ tên: Phạm Nhất Việt - Giới tính: Nam - Sinh ngày : 10/04/1981 - Nơi sinh : Tỉnh Bình Định II ĐỊA CHỈ LIÊN LẠC - Cơ quan : Công ty CP TV- ĐT – Xây dựng Việt (VIET CIC) - Địa liên lạc: Số 57 lô B, Trường Sơn, P 15, Quận 10, Tp.HCM - Điện thoại: 0988.651.793 - Email: vietnhatpham@yahoo.com III QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - Năm 1999 – 2004 : Sinh viên trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM + Tốt nghiệp đại học : năm 2004 + Hệ: Chính quy + Chuyên ngành : Xây dựng cầu đường - Năm 2007 : Trúng tuyển cao học Niên Khóa 2007-2008 trường Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh + Mã số học viên : 00107515 IV Q TRÌNH CƠNG TÁC - Từ đầu năm 2004 – 2008: công tác công ty CP TV – DT xây dựng TDN - Từ năm 2008 – : Công tác Công ty CP TV- ĐT – Xây dựng Việt (VIET CIC) MỤC LỤC Chương 1: Khả động đất việt nam khu vực trung 1.1 Cấu trúc kiến tạo Việt Nam vùng lân cận 1.2 Một số vấn đề địa động lực Việt Nam thời đoạn Đệ tứ (Q) đến đại 1.3 Các đứt gãy lãnh thổ Việt Nam 10 1.4 Các trận động đất xảy lãnh thổ Việt Nam 15 1.5 Tần suất hoạt động động đất Việt Nam 17 1.6 Một số kết nghiên cứu động đất đạt 18 1.7 Phân vùng gia tốc lãnh thổ Việt Nam 20 Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết tính tốn động lực đất yếu 2.1 Lý thuyết dao động đường chịu tác dụng tải trọng động xe chạy 23 2.1.1 Tổng quan sóng dao động đất 23 2.1.2 Phương trình chuyển động sóng ứng suất 25 2.1.3 Sự tắt dần sóng theo khoảng cách 37 2.1.4 Các nhận xét 39 Chương 3: Ảnh hưởng động đất lên độ ổn định cơng trình đắp 3.1 Đặc trưng động đất 41 3.1.1 Các khái niệm 41 3.1.2 Sự lan truyền sóng địa chấn 42 3.1.3 Ảnh hưởng gia tốc động đất lên ổn định đất 45 3.1.4 Cường độ động đất chấn cấp động đất 48 3.2 Các đặc trưng đất chịu tải trọng động 52 3.2.1 Độ bền chống cắt đất tải trọng tức thời 52 3.2.2 Đặc trưng cường độ biến dạng đất tác dụng tải trọng động tức thời 56 3.2.3 Sự gia tăng biến dạng – Các chế biến dạng 56 3.2.4 Ảnh hưởng động đất lên độ ổn định mái dốc đất đắp 58 3.3 Đặc điểm phương pháp tính lực động đất 60 3.4 Nhận xét 62 Chương Vải địa kỹ thuật liệu phục vụ tính tốn gia cường 4.1 Vải địa kỹ thuật 63 4.1.1 Cấu tạo 63 4.1.2 Ứng dụng 63 4.1.2.1 Chức phân cách 63 4.1.2.2 Chức gia cường 64 4.1.2.3 Chức tiêu thoát/ lọc ngược 65 4.1.3 Vải địa kỹ thuật ổn định đường 66 4.1.3.1 Khái niệm 66 4.1.3.2 Đặc trưng vật liệu 66 4.1.3.3 Cơ sơ lý luận cho cơng trình đất có cốt 66 4.1.3.3.1 Ma sát bề mặt vải đất 67 4.1.3.3.2 Sức kháng cắt trực tiếp 69 4.1.3.3.3 Sức kháng kéo 70 4.1.3.4 Mo đun biến dạng dài sợi vải 71 4.1.3.4.1 Mô đun tiếp tuyến (tagent modulus) 71 4.1.3.4.2 Mô đun cát tuyến (secant modulus) 72 4.1.3 Đặc tính vải địa kỹ thuật dệt- gia cường 73 4.2 Tải trọng xe cộ đưa vào toán 73 4.2.1 Tính đổi tải trọng xe cộ 73 4.2.2 Quy đổi thành phần động tải trọng tĩnh tương đương 75 4.3 Điều kiện địa chất kết cấu đắp 76 4.3.1 Điều kiện địa chất cơng trình tính tốn 76 4.3.2 Kết cấu vật liệu đắp 78 4.4 Tính tốn động đất 79 4.4.1 Phương pháp tính tốn tĩnh 80 4.4.2 Phương pháp tính tốn động 80 4.4.2.1Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) 80 4.4.2.1.1 Phương trình tốn động đất chương trình Plaxis 81 4.4.2.1.2 Phân tích theo thời gian 82 4.4.3 Phân tích toán phần mềm PLAXIS 84 4.4.4 Nhận xét 89 Chương Phân tích ổn định, chuyển vị, ứng suất đường đắp cao… 5.1 Khảo sát ổn định 90 5.1.1 Ổn định mái dốc( Msf) 90 5.1.1.1 Trường hợp có vải địa kỹ thuật 90 5.1.1.2 Trường hợp khơng có vải địa kỹ thuật gia cường 98 5.1.2 Khảo sát ổn định đất 100 5.2 Khảo sát chuyển vị đất đất đắp đường 106 5.2.1 Kết luận 113 5.3 Khảo sát ứng suất đất 114 5.4 Khaûo sát thay đổi áp lực nước lỗ rỗng 117 5.5 Kết luận 119 Chương KIẾN NGHỊ 120 -1- MỞ ĐẦU Đặt vấn đề nghiên cứu Trên toàn lãnh thổ Việt Nam, có 30 khu vực phát sinh động đất Mức chấn động mạnh lên tới 6,8 độ Richter, đủ để đánh sập nhà cửa cơng trình khác Tại hội thảo nguy động đất Việt Nam tổ chức Hà Nội ngày (12-13/3/2009), nhiều nhà khoa học nước bày tỏ mối lo ngại hiểm họa động đất sóng thần khu vực Đơng Nam Á, có Việt Nam Theo thống kê, từ Bắc chí Nam Việt Nam có tất 30 khu vực phát sinh động đất Mức chấn động nằm khoảng 5,5 - 6,8 độ Richter (đủ để nhà cửa, cơng trình khác bị hư hại phá hủy) Trong hai thành phố lớn Hà Nội TP HCM nằm cận khu vực Theo giáo sư Cao Đình Triều, Viện Vật lý địa cầu, Việt Nam nằm khu vực có hoạt động địa chất đứt gãy mạnh Động đất nước ta xuất với cường độ mạnh Điện Biên năm 1935 (6,7 độ Richter), Tuần Giáo - Lai Châu năm 1983 (6,8 độ Richter) : "Động đất Việt Nam xảy diễn biến phức tạp Hà Nội nằm vùng đứt gãy sông Hồng - sông Chảy cận vùng khác sông Lô, Đông Triều, Sơn La nên nguy xảy không loại trừ" Đối với TP HCM, không nằm vùng đứt gãy nên rủi ro địa chấn lớn có khả phát sinh từ lan truyền chấn động từ trận động đất mạnh phạm vi khu vực khuếch đại rung động hiệu ứng địa phương gây tải trọng động đất Nền đất yếu thành phố yếu tố góp phần khơng nhỏ vào khuếch đại rung động địa chấn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Áp dụng lý thuyết dao động đất đặc biệt đất yếu để xem xét ổn định, biến dạng đất yếu -7- To prevent the reflection of propagating waves back inside the model the boundary of the geometry can be modeled as absorbent • Absorbent boundary parameters: C1 and C2 • C1 = Relaxation coefficient on 'normal' waves • C2 = Relaxation coefficient on shear waves 5.2 Activating dynamic loads • User-defined loads • Time-multiplier series from ASCII file • Accelerograms • SMC-files (available from USGS) • Used with prescribed displacements 5.3 Prescribed velocities and accelerations The boundary condition for prescribed displacements in static calculations has been extended such that it can be used for prescribed velocities and prescribed accelerations in case it concerns dynamic loading 5.4 Standard earthquake boundaries Quadratic 6-node and 4th order 15-node triangular elements are available to model the deformations and stresses in the soil 5.5 Soil behaviour 5.5.1 Wave velocities For Mohr-Coulomb and linear elastic models the wave velocities Vp and Vs can be entered as alternatives for the stiffness parameters -8- Hình 5.5.2 Rayleigh damping Material damping in a soil is generally caused by its viscous properties, friction and the development of plasticity However, in Plaxis the soil models not include viscosity as such Instead a Rayleigh damping term is assumed that is proportional to the mass and stiffness of the soil material Separate damping coefficients can be assigned to different material sets for both soil and structural elements 5.6 Dynamic time The duration of most geotechnical processes like excavations or consolidation are measured in terms of days Dynamic processes however are usually measured in terms of seconds Therefore dynamic calculations are always performed in seconds and its output as a function of time can be viewed in what is referred to as “dynamic time”, that is the total time of all dynamic processes in seconds while long term process are discarded from the output plots The dynamic time is, however, part of the total calculation time -9- 5.7 Time stepping Time step: δ t = Δt m.n Δt = time interval (for full calculation phase) n = number of additional steps m = number of dynamic sub-steps (automatically determined) - 10 - PHỤ LỤC 2 Các định nghĩa đất yếu Có nhiều tài liệu ngồi nước nói đất yếu, xin nêu số tiêu chuẩn, dẫn kỹ thuât nói định nghĩa đất yếu Việt Nam 2.1 Theo Qui trình khảo sát địa chất cơng trình thuỷ (22TCN 260-2000), mục c “Khảo sát địa chất cơng trình khu vực đất yếu”: 2.1.1 ”Điều 64 Tại khu vực đát yếu thường gặp: Đất có trạng thái dẻo chảy trở lên, khơng thể trực tiếp xây dựng cơng trình lên chúng • Bùn than bùn • Đất lún ướt trương nở 2.1.2 Đất có trạng thái dẻo chảy trở lên xác định theo độ sệt Il , phụ lục qui trình là: • Dẻo chảy: 0,75 < Il ≤ 1,00 • Chảy : Il > 1,00 2.2 Theo 22TCN 207-92: Cơng trình bến cảng biển – Tiêu chuẩn thiết kế Điều 13.36 có đề cập đến loại đất có thời gian cố kết dài (độ ép lún lớn) thuộc loại đất yếu, với tiêu chí sau: • Độ no (bảo hồ) nước G ≥ 0,85 • Mơdun biến dạng Eo ≤ 50 kg/cm2 - 11 - • Hệ số cấp độ cố kết Cvo < 4,0 • Hệ số cố kết Cv ≤ 1.107 cm2/ năm • Độ sệt Il ≥ 0,75 2.3 Theo “Nền đường đắp đất yếu điều kiện Việt Nam” NXB Khoa học kỹ thuật năm 1994 • Đất có khả chịu tải nhỏ: 0,5-1,0 daN/cm2.~ 1,02kg/cm2 • Có tính nén lún lớn • Hầu bảo hồ nước • Hệ số độ rỗng lớn: e >1 • Mơdun biến dạng thấp: Eo< 50 daN/cm2 • Lực chống cắt nhỏ 2.4 Theo Tiêu chuẩn Thiết kế Cảng Nhật Bản • Đất yếu cát: Giá trị N theo SPT nhỏ • Đất yếu đất dính: Cường độ nén nở hơng tự nhỏ 20kN/m2 • Trong thực tế xây dựng đất yếu thường gặp đất sét yếu bảo hịa nước 2.5 Tổng hợp đăc tính đất sét yếu - 12 - Bảng Các tiêu chí Ký hiệu (đơn vị) Trị số Độ sệt Il Hệ số độ rỗng e Độ no (bảo hồ) nước G 0,85 Mơduyn biến dạng Eo (kg/cm2) 50 Hệ số cấp độ cố kết C vo Hệ số cố kết Cv (cm2/ năm) Khả chịu tải daN/cm2 0,5-1,0 Cường độ nén nở hông tự kN/m2 < 20 0,75 > < 4,0 1.107 2.5 Ổn định cơng trình mái dốc đất yếu Về nguyên tắc, đất yếu không dùng làm móng cơng trình, mà phải thay phần hay hồn tồn chúng loại đất tốt hơn, phải có biện pháp để cải thiện đất yếu nhiều phương pháp khác Tuy nhiên, nhiều thập kỷ qua, Việt Nam xây dựng số công trình mái dốc (kè bờ) vần giữ nguyên đất yếu cho tiến hành xây dựng cơng trình lên chúng - 13 - Đánh giá ổn định kè xuất phát từ nguyên lý bản: Sức chống cắt đất mặt trựơt (trượt vòng cung, phẳng hay gãy khúc) phải lớn lực gây trượt Thơng qua cơng trình xây dựng, có trường hợp xây ra: 2.5.1.Theo tính tốn, mái dốc ổn định thực tế cơng trình sau hồn cơng khai thác cơng trình ổn đinh: Kè cảng Hà Nội, Kè cảng VO3 Quân cảng cảng Đà Nằng (TEDI thiết kế) Gần kè cảng khu cảng Đình Vũ (trừơng Đại học Hàng hải thiết kế) Để lý giả cho định này, người ta dựa vào sau: • Các nhà thiết kế dùng quan điểm lấy mái dốc tự nhiên tồn dốc mái dốc tính tốn để định mái dốc thiết kế tính tốn khơng ổn định • Kết thí nghiệm phịng sức chống cắt đất thấp thực tế phương pháp thí nghiệm tính khơng ngun dạng mẫu thí nghiệm • Trong qúa trình thi cơng, đất dã cải thiện việc đắp đất tạo bãi bước làm tăng độ cố kết giảm áp lực lỗ rỗng nên khả chống trượt đất tăng lên • Đưa tính tốn khơng nằm tiêu chuẩn kỹ thuật vể đánh giá ổn đinh Độ dự trữ an toàn thấp 2.5.2 Ngược lại với trường hợp trên, tính tốn cơng trình ổn định, bị sư cố thi công hay sau thời gian khai thác Ba cơng trình kè bị trượt gần cách năm: Trượt mái dốc kè cảng nhập than cảng Phả Lại tiến hành nạo vét thi công kè (khoảng 1984) Cảng Xăng dầu Nhà Bè (1993), kè cảng Năm Căn (2002) Về trường hợp lý giải sau: - 14 - • Đánh giá sức chịu cắt thiết kế thấp với thực tế, trường hợp dùng tiêu kháng cắt lấy từ kết thí nghiệm phịng • Phương pháp thí nghiệm không phù hợp với điều kiện làm việc đất nền: Ví dụ: Đất chưa cố kết chịu tải cắt, lúc lại sử dụng kết thí nghiệm cắt nước cố kết • Phương pháp thí nghiệm phịng trường phù hợp với điều kiên thiết kế, cơng trình ổn đình Trong trường hợp có tăng áp lực lỗ rỗng trình thi cơng khai thác Đây ngun nhân chủ yếu gây cố cho cơng trình mái dốc • Áp lực lỗ rỗng tăng cao, dẫn đến áp suất pháp có hiệu khơng (q -u) = 0, đó, khơng sức kháng theo ma sát khơng mà sức kháng dính cu khơng tồn tại; trạng thái đất lúc gần dung dịch nước đặc • Dưới dẫn tiêu chuẩn nước ngồi nói nguyên nhân gây vệc tăng áp lực lỗ rỗng 2.5.3 Các nguyên nhân gây tăng áp lực loã roãng Tăng áp lực lỗ rỗng đất sét yếu xuất nhóm nguyên nhân chủ yếu với 19 trường hợp sau 2.5.3.1 Khách quan Khi tiến hành nghiên cứu đánh giá điều kiện đất yếu, khơng có điều kiện thời gian kinh phí chưa hình dung hết khả tăng áp lực lỗ rỗng thời gian thi cơng khai thác cơng trình, thể qua lý sau: 2.5.3.1.1 Thay đổi mực nước do: - 15 - 1- Biến đổi thủy triều gây ngập phần: Các tiêu thí nghiệm phịng trường chưa phản ánh biến đổi chúng trường hơp thủy triều thấp cao đất khơng có ngập nước Áp lực lỗ rỗng trường hợp sau lớn trường hợp đầu 2- Độ chênh mực nước ngầm nguồn nước từ phía bờ đất: Dưới tác động độ chênh này, hình thành dịng nước ngầm chảy từ phía khu đất phía khu nước Ven biển vùng chịu ảnh hưởng triều miền Bắc miền Nam có biên độ lớn, khơng cơng trình kè bờ mà cơng trình cầu đường đặt đát yếu phải cẩn thận đánh giá khả tăng áp lực lỗ rông tác động ảnh hưởng 2.5.3.1.2 Giao đông tần số cao truyền tới đất nền: Những giao động hình thành tác động: 3- Phương tiện qua lai thường xuyên gây tạo rung, truyền vào đất yếu q trình thi cơng khai thác 4- Động đất: Tạo sóng địa chấn truyền đến cơng trình đất 5- Sóng (do gió bão, tàu): - Sóng làm tăng áp lực lỗ rỗng phía sau sâu xuống đất mái dốc thay đổi thất thường nhanh chóng sóng mực nước thay đổi - Trong trường hợp mái dốc ngập nước, tác động sóng gây tăng áp lực lỗ rỗng 2.5.3.1.2 Cấu trúc đất tạo chổ để nước thâm nhập như: 6- Xuất khe nứt - 16 - 7- Xuất lớp thấu kính đất thấm nằm kẹp lớp đất không thấm (Đất bùn cát mịn) Biến đổi mực nước tác động sóng làm tăng áp lực lỗ rỗng phía sau sâu xuống đất mái dốc bị ảnh hường thay đổi thất thường nhanh chóng sóng 8- Trong trường hợp mái dốc ngập nước, cần xem xét tác động sóng gây tăng áp lực lỗ rỗng 2.5.3.1.3 Các ảnh hưởng khác gây ổn đinh mái dốc: 9- Chân mái dốc sâu so với chân mái dốc thiết kế làm cho mái dốc trở nên dốc Nó xẩy khi: - Xói chân tác động dịng chảy, thủy triều, sóng tàu - Sóng vỗ bờ gây moi nơi chân kè có vật liệu xấu - Do đổ vật liệu bồi tích tự nhiên lên mái dốc 10- Tác động vận chuyển dòng bùn cát ven bờ, đặc biệt lũ quét 2.5.3.2 Chủ quan: Chủ yếu biện pháp thi công không phù hợp Các thao tác thi công không hợp lý dẫn đến tăng áp lực lỗ rỗng: 11- Nạo vét mái dốc gầm bến trước đóng cọc: nên q trình đóng gây dịch chuyển xáo trộn, tạo điều kiện nhập nước vào đất 12- Đổ vật liệu lên đỉnh phía sau mái dốc cách ạt 13- Đổ vật liệu theo lớp qúa dày hẹp gây biến dạng dẻo - 17 - 14- Nạo vét chân mái dốc sâu thiết kế 15- Naọ vét tạo thành dốc đứng, để tự đổ xuống theo góc nghỉ tự nhiên, tạo máí dốc thiết kế Đất tạo mái dốc bị mềm hóa nên có tiêu lý thấp tính tốn 16- Trình tự thi cơng khơng hợp lý, tạo sóng bùn lõi vật liệu đắp 17- Khơng có biện pháp nước thích hợp, gây tích tụ nước 18- Nổ mìn hay đóng cọc gây rung đất yếu 19- Thiết bị nạo vét: Dùng tàu xén thổi tăng độ bảo hòa nước nhiều sử dùng tàu cuốc Như 19 trường hợp làm tăng áp lực lỗ rỗng đất sét yếu, có đến 10 trường hợp khách quan trường hợp chủ quan Do đánh giá ngun nhân ổn định cơng trình đất yếu cần phải xem xét yếu tố nêu - 18 - PHỤ LỤC (Sự tương quan hai phương pháp tính tốn ổn định mái dốc) Bài toán ổn định mái đất khảo sát từ lâu Tuy vậy, hai phương pháp dùng phổ biến là: - Phương pháp Fellenius với giả thiết tổng lực tương tác không trục vuông góc với đường bán kính - Phương pháp Bishop (đơn giản) với giả thiết tổng lực tương tác khơng trục nằm ngang Các tính tốn cho thấy là: điều kiện, hệ số an ổn định Fs tính tốn theo Bishop (simplified) ln lớn Fs tính tốn theo Fellenius khoảng 8-10% Trong tiêu chuẩn thiết kế, cho phép, đánh giá ổn định mái đất, dùng hai phương pháp Chỗ khác hệ số an toàn ổn định u cầu [Fs] lấy 1.101.15 tính tốn theo Fellenius lấy 1.25->1.30 tính tốn theo Bishop (simplified) Dùng phần mềm GeoSlope tìm tâm cung trượt nguy hiểm cho ta giá trị nhỏ Fs Trong khoảng thập kỷ gần đây, mơ hình số phát triển, máy tính mạnh lên nhiều, người ta phân tích trạng thái ứng suất biến dạng môi trường đàn hồi - dẻo (MTĐHD) Các điểm (phân tố) môi trường ứng suất biến dạng (đủ nhỏ) vật thể đàn hồi, đến trạng thái ứng suất biến dạng (thỏa mãn điều kiện Prandtl điều kiện Mohr Rankine Coulomb; dùng mơ hình dẻo khác nhau) điểm (phần tử đó) trở thành vật thể dẻo Dùng Plaxis phân tích mái dốc đất ta khơng cần giả định mặt trượt mà tính tốn ứng suất - biến dạng với c - ϕgiảm dần (bằng cách chia c-ϕ cho k) thấy - 19 - phần tử biến dạng dẻo phát triển dần dẫn tới chỗ mái đất dốc ổn định chuyển vị điểm mặt mái dốc tăng mạnh (hình 5) Hệ số an tồn ổn định mái đất hệ số Msf làm cho chuyển vị mặt mái đất tăng vô lớn Tuy nhiên quy phạm thiết kế ta thấy hệ số ổn định yêu cầu theo phương pháp giả định mặt trượt Để thấy khác hai phương pháp này, sử dụng chương trình GeoSlope (với phương pháp Bishop simplified) chương trình Plaxis để phân tích ổn định cho ví dụ cụ thể mái dốc với số trường hợp đất khác (c-ϕ khác nhau) Sử dụng dự liệu đề tài Dùng phần mềm Geoslope plaxis tiến hành khảo sát thay đổi hệ số ổn định mái dốc theo góc ma sát ϕ (đối với đất đắp vật liệu rời) Từ rút tương quan hệ số ổn định mái dốc tính théo phương pháp mặt trượt giả định (dùng phần mềm Geoslope để tính ) phương pháp phần tử hữu hạn (dùng phần mềm Plaxis để tính) vật liệu rời Hình : Mơ hình tính plaxis - 20 20 0.892 16 17 19 10 12 15 13 14 Hình : Mơ hình tính ổn định mái dốc slope Biểu đồ quan hệ Msf - ϕ Mfs 1.5 Bishop PTHH 0.5 31 32 33 34 35 ϕ Hình 36 37 38 39 - 21 - Nhận xét: Qua tính tốn cho thấy: • Sự sai khác hai phương pháp không lớn Trong trường hợp chênh lệch nhất, sai số hai phương pháp gần 20% (c=1.37; ϕ=32) • Kết so sánh rằng: tăng góc ma sát đất, hệ số an tồn tính theo phương pháp truyền thống có xu hướng tăng cách tương đối so với hệ số an tồn phân tích theo phương pháp đàn hồi dẻo • Với đất rời (cuội sỏi) Fs theo mặt trượt giới hạn lại nhỏ Mfs theo lý thuyết đàn hồi dẻo Sự chênh lệch khoảng 20% • Khi phân tích ổn định mái đất theo phương pháp đàn hồi - dẻo, tiêu chuẩn phá hoại mái dốc xác định chuyển vị ngang lớn DX=1-2%H (H chiều cao mái dốc) ... Nơi sinh : Bình Định Xây dựng đường ôtô đường thành phố 00107515 I – TÊN ĐỀ TÀI Tính ổn định mái dốc đường đắp cao chịu tải trọng động có vải địa kỹ thuật gia cường II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Nhiệm... xác định thay đổi độ ổn định đường đắp cao suốt trình xảy động đất có khơng có vải địa kỹ thuật gia cường Nội dung Chương 1: Khả động đất việt nam khu vực trung Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết tính. .. 89 Chương Phân tích ổn định, chuyển vị, ứng suất đường đắp cao? ?? 5.1 Khảo sát ổn định 90 5.1.1 Ổn định mái dốc( Msf) 90 5.1.1.1 Trường hợp có vải địa kỹ thuật 90 5.1.1.2