Áp dụng phương pháp xác suất để tính tóan bến tường cừ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  ĐỖ NGUYÊN CHI ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT ĐỂ TÍNH TOÁN BẾN TƯỜNG CỪ CHUYÊN NGÀNH: CẢNG VÀ CÔNG TRÌNH THỀM LỤC ĐỊA Mã số: 2.14.14, 2.14.15 LUẬN VĂN THẠC SĨ LUẬN VĂN ĐƯC BẢO VỆ TẠI HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tài liệu tham khảo tại: Thư viện trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh Thư viện Khoa học Tổng hợp Tp Hồ Chí Minh TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 09 -2003 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  ĐỖ NGUYÊN CHI ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT ĐỂ TÍNH TOÁN BẾN TƯỜNG CỪ CHUYÊN NGÀNH: CẢNG VÀ CÔNG TRÌNH THỀM LỤC ĐỊA Mã số: 2.14.14, 2.14.15 LUẬN VĂN THẠC SĨ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TIẾN SĨ PHAN DŨNG CHẤM NHẬN XÉT 1: TIẾN SĨ NGÔ NHẬT HƯNG CHẤM NHẬN XÉT 2: TIẾN SĨ TRƯƠNG NGỌC TƯỜNG LUẬN VĂN ĐƯC BẢO VỆ TẠI HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Tài liệu tham khảo tại: Thư viện trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh Thư viện Khoa học Tổng hợp Tp Hồ Chí Minh TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 09 -2003 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT Độc lập – Tự – Hạnh phúc oOo NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐỖ NGUYÊN CHI Phái: NAM Ngày tháng năm sinh: 24 – 04 -1959 Nơi sinh: PHÚ YÊN Chuyên ngành: CẢNG & CÔNG TRÌNH THỀM LỤC ĐỊA Mã số ngành:2.14.14, 2.14.15 Khoá 12 I – TÊN ĐỀ TÀI: “ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT ĐỂ TÍNH TOÁN BẾN TƯỜNG CỪ” II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệmvụ: Dùng phương pháp xác suất để tính toán công trình bến tường cừ Nội dung: Chương 1: Mở đầu Chương 2: Cấu tạo bến tường cừ & Cách xác định áp lực đất lên tường cừ Chương 3: Các phương pháp học để tính toán bến tường cừ 01 tầng neo Chương 4: Tính toán tường cừ thép tầng neo theo trạng thái giới hạn Chương 5: p dụng phương pháp xác xuất để tính toán tường cừ thép 01 tầng neo Chương 6: Kết luận & Kiến nghị III – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/ 02/ 2003 IV – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/09/ 2003 V - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHAN DŨNG VI - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT: - CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: TS NGÔ NHẬT HƯNG - CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: TS TRƯƠNG NGỌC TƯỜNG Cán hướng dẫn Cán chấm nhận xét Cán chấm nhận xét TS PHAN DŨNG TS NGÔ NHẬT HƯNG TS TRƯƠNG NGỌC TƯỜNG Nội dung đề cương Luận văn thạc só thông qua Hội đồng chuyên ngành TRƯỞNG PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Ngày tháng năm 2003 CHỦ NHIỆM NGÀNH LỜI CẢM ƠN Xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô Ban giảng huấn khóa Cao học 12 – Ngành Xây dựng công trình biển – Trường Đại học Bách khoa thuộc Trường Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Xin chân thành cảm ơn Tiến sỹ PHAN DŨNG Thầy hướng dẫn Luận văn này, cảm ơn giúp đỡ động viên Tiến sỹ NGÔ NHẬT HƯNG, Tiến sỹ TRƯƠNG NGỌC TƯỜNG, Thạc sỹ BÙI VĂN CHÚNG Xin cảm ơn Giám đốc Xí nghiệp Tư vấn thiết kế – Kỹ thuật biển (PORTCOAST): TRẦN TẤN PHÚC, đồng nghiệp Kỹ sư PHẠM DUY ĐÔNG, Kỹ sư BÙI AN LỘC, Kỹ sư TRƯƠNG TRỌNG QUÝ, Kỹ sư MAI THỊ HỒNG THẢO, Kỹ sư NGUYỄN THỊ KIỀU DIỄM, Kỹ sư LÊ NGỌC TUẤN, Kỹ sư THÁI DUY LI số bạn hữu giúp đỡ Tôi thời gian vừa qua Xin cảm ơn động viên quý báu bạn đời NGUYỄN QUỲNH GIAO MỤC LỤC CHƯƠNG 1.1 1.2 1.3 CHƯƠNG 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 CHƯƠNG MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN PHẠM VI CỦA LUẬN VĂN 1 1 CẤU TẠO BẾN TƯỜNG CỪ THÉP & CÁCH XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CỪ CẤU TẠO BẾN TƯỜNG CỪ THÉP MỘT TẦNG NEO CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐÁT LÊN TƯỜNG MẶT CỦA BẾN TƯỜNG CỪ CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰA THEO LÝ THUYẾT COULOMB Phương pháp Coulomb Nhóm công thức kỹ sư Đan Mạch CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN XÂY DỰNG THỰC NGHIỆM BIỂU ĐỒ ÁP LỰC ĐẤT CÁC PHƯƠPNG PHÁP DỰA THEO XU HƯỚNG ĂNG MẠNH SỨC CHỐNG CẮT ĐẤT Ở GẦN ĐÁY BẾN CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰA THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN Phương pháp Durova Phương pháp Gurevich Phương pháp Khansen Phương pháp Goriounov Phương pháp Shikhiev PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN TÍNH ĐÀN HỒI CỦA ĐẤT KẾT LUẬN 6 10 11 12 12 13 16 17 18 19 19 CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC ĐỂ TÍNH TOÁN TƯỜNG CỪ THÉP 01 TẦNG NEO 21 3.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TƯỜNG MẶT CỦA CÔNG TRÌNH BẾN TƯỜNG CỪ KHI XEM ĐẤT NỀN LÀ MÔI TRƯỜNG BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI CỤC BỘ 25 3.1.1 Sơ đồ kết cấu 25 3.1.2 Các giả thiết 26 3.1.3 Sơ đồ tính 26 3.1.4 Phương pháp giải toán 26 3.1.5 Qui luật phân bố hệ số phạm vi ứng dụng 26 3.1.6 Trình tự tính 27 3.1.7 Ví dụ minh họa 27 3.2 TÍNH TOÁN TƯỜNG MẶT CỦA CÔNG TRÌNH BẾN TƯỜNG CỪ MỘT TẦNG NEO THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỒ GIẢI BLUM – LOMER 3.2.1 Cơ sở tính toán 3.2.2 Các giả thiết 3.2.3 Sơ đồ tính 3.2.4 Phương pháp giải toán 32 32 33 33 33 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.2.9 3.3 3.4 3.5 CHƯƠNG Ví dụ minh họa số Ví dụ minh họa sồ Chương trình PROSHEET Ví dụ minh họa số 1- Dùng Prosheet Ví dụ minh họa số 2- Dùng Prosheet KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐỒ GIẢI & PROSHEET PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN – CHƯƠNG TRÌNH PLAXIS KẾT LUẬN 34 40 44 48 57 65 66 68 TÍNH TOÁN TƯỜNG CỪ THÉP 01 TẦNG NEO THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 70 4.1 4.2 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH BẾN THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN QUI ĐỊNH CHUNG VỀ TÍNH TOÁN BẾN TƯỜNG CỪ 01 TẦNG NEO 4.2.1 Độ bền tường cừ 4.2.2 Thanh neo 4.2.3 n định neo 4.2.4 Đai liên kết 4.2.5 n định công trình phương pháp mặt trượt cung tròn 4.2.6 n định khối đất neo giữ kết cấu bến tường cừ 4.3 VÍ DỤ TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH BẾN TƯỜNG CỪ THÉP 01 TẦNG NEO THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 80 4.3.1 Số liệu đầu vào 80 4.3.2 p lực đất 81 4.3.3 Kết tính toán nội lực theo phương pháp đồ giải 83 4.3.4 Tính độ bền tường mặt 83 4.3.5 Xác định đường kính neo 84 4.3.6 Tính chiều dài neo 84 4.3.7 Tính đai liên kết 85 4.3.8 Bản neo 86 4.3.9 Độ bền neo 87 4.3.10 Đai liên kết cho neo 88 4.3.11 Kiểm tra ổn định cung tròn phương pháp mặt trượt cung tròn 88 4.3.12 Kiểm tra ổn định khối đất neo giữ kết cấu bến tường cừ 89 4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 5.1 5.2 70 72 73 74 75 77 78 79 92 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT ĐỂ TÍNH TOÁN TƯỜNG CỪ THÉP 01 TẦNG NEO 93 KHÁI QUÁT VỀ LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY 93 5.1.1 Định nghóa độ tin cậy kết cấu 93 5.1.2 Phân loại 94 5.1.3 Trạng thái giới hạn xác suất phá hỏng 94 5.1.4 Chỉ số độ tin cậy 96 5.1.5 Các phương pháp xác suất để xác định số độ tin cậy 97 ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG SỐ ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY 5.3 5.4 5.5 5.6 CHƯƠNG 6.1 6.2 6.3 CÔNG TRÌNH BẾN TƯỜNG CỪ MỘT TẦNG NEO 102 VÍ DỤ TÍNH TOÁN CHỈ SỐ ĐỘ TIN CẬY CÔNG TRÌNH BẾN TƯỜNG CỪ 01 TẦNG NEO BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG SỐ 102 5.3.1 Số liệu đầu vào 102 5.3.2 Mô số giai đoạn 103 5.3.3 Mô số giai đoạn 117 PHƯƠNG PHÁP RACKWITZ – FISSELER 152 TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY CHO TOÀN HỆ (BẾN TƯỜNG CỪ) 154 KẾT LUẬN 156 KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐƯC KẾT LUẬN CHUNG NHỮNG HẠN CHẾ VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO 157 157 157 158 159 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Tường cừ dạng kết cấu phổ biến công trình Cảng nước ta toàn giới Việc xác định áp lực đất tác dụng lên tường cừ nhà khoa học đặc biệt quan tâm có nhiều khuynh hướng tính toán khác Về phương pháp tính toán nội lực chuyển vị cho công trình đa dạng: Phương pháp xem đất môi trường đàn hồi cục bộ, phương pháp đồ giải Blum, phương pháp phần tử hữu hạn… Trong luận văn với số liệu đầu vào tất định dùng phương pháp đồ giải Blum để làm công cụ tính toán nội lực trạng thái giới hạn để tính toán thiết kế công trình bến tường cừ cụ thể Ngoài dùng phương pháp đồ giải Blum để giải cho số liệu đầu vào sau dùng phương pháp xác suất thống kê để xử lý kết vừ a tính Tương ứng với trường hợp phá hỏng đơn phận công trình lập hàm trạng thái dùng phương pháp mô số để tính xác suất phá hỏng phận công trình tính cho toàn công trình Đây tham số dùng để chọn lựa phương án kết cấu cách kinh tế hợp lý mà trước chưa xem xét đến Luận văn thac sỹ CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Tường cừ dạng kết cấu công trình bến, dạng kết cấu áp dụng nhiều việc xây dựng công trình Việt Nam giới Trong lãnh vực tính toán thiết kế có nhiều tài liệu giới thiệu phương pháp học xem sở để tính toán thiết kế tường cừ theo trạng thái giới hạn Mục đích luận văn nghiên cứu áp dụng phương pháp xác suất để tính toán công trình bến tường cừ, qua đánh giá xác suất phá hỏng công trình thông tin quan trọng thiết kế khai thác công trình bến 1.2 MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN Dựa mô hình tiền định tính toán chuyển vị nội lực tường cừ 01 tầng neo, áp dụng phương pháp mô số phương pháp khác để đánh giá xác suất phá hỏng công trình bến tường cừ 1.3 PHẠM VI CỦA LUẬN VĂN Đối tượng nghiên cứu công trình bến tường cừ thép tầng neo Không sâu vào nghiên cứu cách tính áp lực đất lên tường cừ không sâu phương pháp học để tính chuyển vị nội lực công trình Chấp nhận mô hình tính Blum phương pháp dùng nhiều tiêu chuẩn thiết kế công trình bến tường cừ tầng neo để làm mô hình tiền định luận văn Với số liệu đầu vào biến ngẫu nhiên biết, dùng phương pháp xác suất để đánh giá xác suất phá hỏng đơn từ tìm xác suất phá hỏng toàn công trình Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Luận văn thac syõ q1 q2 q2 2.4 100 G1 710.81 697.21 704.81 705.11 712.61 705.60 716.11 713.81 707.83 711.48 710.61 703.47 711.33 700.98 717.62 706.91 710.09 704.94 708.95 714.40 700.29 709.58 715.91 713.70 711.68 699.63 718.57 697.59 694.41 709.94 708.49 719.66 712.04 710.86 710.79 710.56 702.78 708.66 716.33 703.74 709.16 G2 1694.14 1660.06 1671.07 1670.93 1696.60 1674.21 1706.82 1703.13 1686.68 1695.82 1691.89 1669.27 1689.10 1666.64 1708.72 1681.82 1688.69 1680.35 1685.29 1700.43 1661.02 1684.69 1700.72 1699.42 1696.97 1657.63 1712.39 1659.23 1648.11 1692.52 1681.71 1713.95 1696.81 1696.42 1690.32 1686.45 1671.43 1682.37 1703.35 1674.70 1682.87 G3 893.98 867.38 870.51 870.50 897.03 864.06 888.53 898.52 887.91 887.62 886.45 867.91 876.32 864.14 896.33 878.89 882.50 876.56 882.13 896.72 865.99 880.26 894.19 892.09 894.99 860.09 898.80 868.71 858.49 896.00 868.65 895.90 890.22 892.82 879.84 865.93 878.78 881.83 892.78 873.49 878.95 sa 15.27 14.33 13.32 13.74 15.13 14.19 14.02 14.35 13.66 15.38 14.25 13.85 13.72 13.88 13.63 13.69 14.20 14.73 14.16 14.08 14.42 13.40 14.83 13.67 14.90 13.29 14.92 14.19 13.68 14.83 14.26 15.36 13.57 15.13 15.27 15.12 14.76 13.40 13.17 13.58 13.44 sa 22.55 21.56 22.64 23.21 20.94 23.01 23.16 22.40 22.62 21.73 21.68 21.32 20.88 21.38 21.04 22.42 23.17 23.01 21.98 21.34 21.59 21.82 22.75 21.42 21.37 22.79 21.59 22.07 22.97 21.63 22.99 22.30 22.01 21.32 21.68 21.45 21.25 22.21 22.62 21.58 21.80 q2.Ka3 29.86 28.80 26.98 27.21 30.83 28.33 26.71 27.70 26.75 29.78 28.58 27.03 27.15 28.16 27.67 26.11 28.87 29.76 28.48 27.16 29.83 26.28 30.20 28.13 29.72 27.54 28.53 28.08 27.54 30.06 28.38 30.29 27.54 30.56 30.07 29.60 30.22 27.25 26.46 27.76 26.34 Ea 186.55 179.06 173.28 175.97 186.49 180.42 174.22 176.71 172.73 184.48 178.38 171.01 170.33 175.64 172.66 169.77 182.92 186.67 178.60 171.81 183.27 168.73 187.88 175.40 182.90 175.82 178.72 177.25 176.65 184.71 180.63 187.79 174.33 186.30 185.35 182.83 184.43 173.45 171.02 174.20 168.96 E 987.54 1085.41 965.41 1024.13 1094.15 1091.34 1060.49 986.49 1041.84 1058.21 980.53 976.53 947.99 982.88 1081.12 993.78 1045.66 1064.52 1033.04 1087.52 1001.01 959.81 1077.01 1052.63 988.96 993.57 1043.15 983.75 1003.61 1050.41 1023.12 1097.00 1077.38 974.52 1034.69 992.31 1018.53 1055.58 1046.38 1096.55 1094.40 A -10.44 15.17 -4.56 12.81 17.60 -2.64 -4.25 -8.37 20.49 -8.35 -10.05 15.48 -7.99 -3.66 6.56 0.73 -9.33 9.61 22.12 22.37 5.26 -1.42 21.65 -11.71 4.39 19.69 20.83 18.35 12.01 18.20 3.55 1.28 -1.45 -10.08 8.00 10.48 -1.96 -0.30 0.53 20.99 16.96 B 333.97 497.35 311.57 356.80 505.17 478.44 408.95 328.39 392.80 456.63 358.24 335.00 311.90 350.38 506.56 339.88 390.26 432.48 407.76 494.78 368.55 315.88 427.21 450.86 341.34 321.93 418.86 340.54 355.47 447.06 357.44 491.01 477.57 333.66 410.76 361.40 423.35 440.73 396.12 491.57 501.67 C -2.08 -8.88 5.10 13.67 -27.27 8.92 4.92 -6.62 -0.64 -16.55 -17.15 -16.10 -25.80 -13.67 -28.61 -4.15 11.10 7.28 -9.28 -25.17 -8.26 -9.80 7.73 -17.61 -15.93 11.31 -21.26 -2.05 15.99 -17.30 10.01 -8.10 -10.99 -20.52 -14.60 -19.01 -15.87 -3.45 4.02 -8.69 -9.63 D 146.79 136.93 148.51 133.83 131.92 137.85 133.43 143.12 133.87 138.80 148.83 137.29 141.16 135.00 141.55 133.24 131.56 144.39 145.05 133.66 133.34 148.30 143.26 133.14 143.62 136.61 145.72 148.20 147.09 147.51 137.41 146.39 136.78 142.50 141.20 149.26 146.25 132.94 134.18 130.74 136.39 Rkd pi-Ra 626.33 0.38 539.64 0.10 628.53 0.60 598.71 0.90 544.07 0.88 564.05 0.96 610.07 0.01 639.50 0.41 590.33 0.86 580.80 0.14 619.94 0.25 608.42 0.05 640.72 0.03 609.18 0.16 565.50 0.22 620.79 0.02 602.28 0.29 572.87 0.34 578.89 0.55 557.39 0.36 585.53 0.37 634.71 0.36 575.79 0.91 588.85 0.47 619.88 0.43 601.45 0.30 591.72 0.98 597.85 0.81 590.57 0.99 565.26 0.26 608.91 0.95 571.41 0.05 574.69 0.71 627.66 0.82 586.37 0.97 605.88 0.47 574.84 0.30 578.10 0.75 608.85 0.35 549.23 0.78 552.84 0.07 Ra 301.52 287.80 312.41 328.46 327.67 331.70 283.72 302.79 326.51 289.61 294.76 285.18 284.56 290.84 293.52 283.85 296.72 299.58 310.20 300.29 301.01 300.20 329.07 305.74 303.73 297.64 332.65 323.47 333.50 295.31 331.33 285.56 318.07 324.00 332.47 305.75 297.46 320.46 300.00 321.81 286.55 g=Rkd -1.5Ra 174.06 107.94 159.91 106.03 52.56 66.51 184.48 185.32 100.56 146.39 177.80 180.65 213.87 172.93 125.22 195.02 157.21 123.50 113.58 106.96 134.02 184.41 82.20 130.24 164.29 154.98 92.75 112.65 90.31 122.30 111.92 143.07 97.58 141.66 87.67 147.25 128.64 97.41 158.86 66.51 123.01 g->nhỏ ->lớn 37.34 39.05 40.91 41.06 42.22 43.10 43.32 43.98 44.13 44.50 44.95 45.27 45.37 46.67 47.22 47.65 48.21 48.67 48.71 48.94 49.02 49.34 49.38 49.51 49.91 49.93 50.45 50.95 50.97 51.00 51.08 51.13 51.36 51.64 51.88 52.07 52.16 52.26 52.56 52.65 52.71 720.95 705.68 1715.23 1679.57 895.87 878.06 15.09 13.75 22.30 23.29 28.82 26.83 181.70 174.70 1085.30 1060.41 25.54 -9.24 451.06 426.01 -8.48 12.97 141.79 136.15 577.27 592.12 300.34 306.80 126.76 131.92 53.07 53.12  Ngaønh xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC lnRa lnRa 5.6456 0.1655 147 0.36 0.49 Luận văn thac sỹ Kết tính toán 10000 trường hợp có giá trị hàm gi < Xác suất phá hỏng (mất ổn định trượt phẳng) 0/10000 = h) Xác suất phá hỏng đai liên kết tường mặt Ta xét hàm trạng thái độ bền đai liên kết mặt bến tường cừ: g ( , Rs) = Rs - , Q S  = lực cắt đai liên kết, Q1 lực cắt tác dụng lên đai liên kết I t lực căng neo Ra, S momen tónh 2[No30, I momen quán tính 2[No30, t chiều dày bụng 2[No30, Rs = Ry cường độ thép đai liên kết Các tham số sau: Tham số S (cm3) I (cm4) t (cm) Ry (KN/cm2) Ra(KN/m) Giá trị  S= 224 I= 5810 t= 0.65 Ry= 27.5 lnRa= 5.6456 Giá trị  S = 4.48 I = 174.3 t = 0.0065 Ry = 1.84 lnRa = 0.1655 Daïng phân phối Chuẩn Chuẩn Chuẩn Chuẩn Loga chuẩn HÀM MẬT ĐỘ XÁC SUẤT CHUẨN - S 0.1 0.09 0.08 0.07 f(S) 0.06 Series1 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 209 214 219 224 229 234 239 S Hình 5-51 Hàm mật độ xác suất phân phối chuẩn – Momen tónh S Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC 148 Luận văn thac sỹ HÀM MẬT ĐỘ XÁC SUẤT CHUẨN I 0.0025 0.002 f(I) 0.0015 Series1 0.001 0.0005 5210 5410 5610 5810 6010 6210 6410 I Hình 5-52 Hàm mật độ xác suất phân phối chuẩn – Momen quán tính I HÀM MẬT ĐỘ XÁC SUẤT CHUẨN t 70 60 50 f(t) 40 30 Series1 20 10 0.55 -10 0.6 0.65 0.7 0.75 t Hình 5-53 Hàm mật độ xác suất phân phối chuẩn – Chiều dày thép hình 2[No 30 Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC 149 Luận văn thac sỹ HÀM MẬT ĐỘ XÁC SÚÂT CHUẨN - Ry 0.25 0.2 f(Ry) 0.15 0.1 Series1 0.05 17.5 22.5 27.5 32.5 37.5 -0.05 Ry Hình 5-54 Hàm mật độ xác suất phân phối chuẩn – Cường độ thép Ry HÀM MẬT ĐỘ XÁC SUẤT LOGA CHUAÅN Ra 0.00025 f(Ra) 0.0002 0.00015 Series1 0.0001 0.00005 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 Ra Hình 5-55 Hàm mật độ xác suất phân phối Loga chuẩn – Lực căng neo Ra Lấy ngẫu nhiên 50.000 số cho biến ngẫu nhiên I, t, S, Ry, Ra (mỗi biến ngẫu nhiên 10000 số) ta 10000 giá trị hàm trạng thái: gi = g (, Rs) = Rs -  Ta có: số ngẫu nhiên pi tính Zi tạo sinh ra: I = I + Zi.I, Rai = exp(lnRai + Zi.lnRai) Keát tính toán trình bày bảng số 12 Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC 150 Luận văn thac sỹ TÍNH XÁC SUẤT PHÁ HỎNG ĐAI LIÊN KẾT TØNG MẶT Bảng số 12 STT pi-S pi-Ra pi-Ry  t t S S Ry Ry lnRa lnRa Pf = 0.65 0.0065 224 4.48 27.5 1.84 5.6456 0.1655  S Ry  Rs g=Rs pi-I pi-t Zi-I Zi-t Zi-S Ra Q1 0.3820 0.1007 0.5965 0.8991 0.8846 0.9585 0.0145 0.4074 0.8632 0.1386 0.2450 0.0455 0.0324 0.1641 0.2196 0.0171 0.2850 0.3431 0.5536 0.3574 0.3718 0.3556 0.9103 0.4660 0.4262 0.3039 0.9757 0.8067 0.9912 0.2563 0.9517 0.0534 0.7050 0.8165 0.9725 0.4663 0.3002 0.7502 0.3515 0.7757 0.0743 0.1984 0.0641 0.3583 0.4870 0.5112 0.3961 0.6626 0.0532 0.7343 0.3627 0.2728 0.2263 0.6048 0.3805 0.9344 0.2856 0.7262 0.8233 0.0699 0.8334 0.1830 0.2642 0.9797 0.4085 0.5386 0.9723 0.4783 0.2025 0.8127 0.6058 0.9391 0.5508 0.1321 0.8842 0.4032 0.2309 0.9621 0.5200 0.9094 0.0979 0.3233 0.1917 0.7004 0.0900 0.9023 0.8384 0.4632 0.1332 0.4600 0.0585 0.2579 0.3131 0.6629 0.1916 0.7247 0.7085 0.6846 0.4417 0.2100 0.0008 0.1981 0.8260 0.9958 0.6887 0.4147 0.0876 0.2203 0.7546 0.6959 0.7152 0.1994 0.4054 0.4570 0.8558 0.8126 0.5410 0.8855 0.7852 0.2174 0.2329 0.6304 0.4653 0.3027 0.9943 0.1180 0.2208 0.7813 0.1213 0.6514 0.0670 0.3348 0.8890 0.9489 0.7186 0.7106 0.8813 0.2787 0.3487 0.6261 0.5367 0.6486 0.0665 0.1980 0.2098 0.7700 0.3608 0.0996 0.8722 0.5188 0.3921 0.7133 0.2857 0.3842 0.8716 0.8707 0.5593 0.7267 0.1532 0.7019 0.2267 0.6720 0.1789 0.9245 0.0056 0.9589 0.5591 0.7273 0.7687 0.1488 0.5687 0.9074 0.7604 0.1034 0.3404 0.4143 0.5875 0.1350 0.0372 0.9592 0.0177 0.7379 0.2838 0.8443 0.9339 0.1140 0.0004 0.0016 0.6944 0.9954 0.0490 0.2329 0.5042 0.1511 0.5401 0.7465 0.4192 0.7902 0.2142 0.7174 0.2238 0.1327 0.1931 0.9353 0.5843 0.5728 0.6149 0.5239 0.0173 0.3989 0.5993 0.6688 0.8290 0.6012 0.9498 0.1381 0.6811 0.7985 0.4978 0.8735 0.9401 0.8155 0.4959 0.4361 0.4659 0.9422 0.9661 0.5867 0.9966 0.4047 -0.3002 -1.2777 0.2443 1.2765 1.1984 1.7331 -2.1836 -0.2342 1.0950 -1.0867 -0.6902 -1.6904 -1.8469 -0.9776 -0.7735 -2.1179 -0.5679 -0.4040 0.1349 -0.3655 -0.3270 -0.3702 1.3426 -0.0853 -0.1862 -0.5132 1.9722 0.8657 2.3757 -0.6549 1.6615 -1.6124 0.5389 0.9022 1.9189 -0.0845 -0.5238 0.6751 -0.3813 0.7576 -1.4442 -0.8472 -1.5216 -0.3629 -0.0325 0.0281 -0.2634 0.4197 -1.6144 0.6259 -0.3513 -0.6044 -0.7511 0.2659 -0.3041 1.5095 -0.5662 0.6015 0.9281 -1.4766 0.9677 -0.9040 -0.6304 2.0471 -0.2314 0.0968 1.9160 -0.0545 -0.8328 0.8878 0.2683 1.5471 0.1278 -1.1165 1.1962 -0.2450 -0.7360 1.7755 0.0502 1.3372 -1.2934 -0.4585 -0.8716 0.5256 -1.3409 1.2950 0.9878 -0.0924 -1.1115 -0.1005 -1.5672 -0.6500 -0.4870 0.4203 -0.8721 0.5968 0.5491 0.4806 -0.1467 -0.8065 -3.1473 -0.8486 0.9384 2.6346 0.4920 -0.2154 -1.3558 -0.7712 0.6890 0.5128 0.5686 -0.8436 -0.2394 -0.1080 1.0618 0.8874 0.1030 1.2029 0.7900 -0.7809 -0.7292 0.3328 -0.0872 -0.5168 2.5316 -1.1851 -0.7696 0.7767 -1.1686 0.3891 -1.4981 -0.4267 1.2211 1.6344 0.5788 0.5552 1.1814 -0.5868 -0.3887 0.3216 0.0922 0.3816 -1.5021 -0.8489 -0.8073 0.7388 -0.3563 -1.2839 1.1369 0.0472 -0.2738 0.5630 -0.5661 -0.2946 1.1340 1.1295 0.1491 0.6028 -1.0229 0.5299 -0.7497 0.4454 -0.9196 1.4358 -2.5373 1.7380 0.1488 0.6046 0.7347 -1.0414 0.1730 1.3250 0.7075 -1.2623 -0.4114 -0.2164 0.2210 -1.1033 -1.7837 1.7411 -2.1044 0.6370 -0.5716 1.0121 1.5055 -1.2053 -3.3347 -2.9564 0.5085 2.6062 -1.6545 -0.7295 0.0104 -1.0316 0.1006 0.6635 -0.2039 0.8073 -0.7919 0.5751 -0.7593 -1.1137 -0.8665 1.5167 0.2129 0.1836 0.2921 0.0598 -2.1136 -0.2561 0.2515 0.4366 0.9501 0.2564 1.6429 -1.0891 0.4706 0.8361 -0.0055 1.1430 1.5553 0.8985 -0.0102 -0.1609 -0.0855 1.5732 1.8267 0.2191 2.7047 -0.2412 5757.67 5587.30 5852.57 6032.49 6018.87 6112.09 5429.40 5769.18 6000.86 5620.59 5689.70 5515.36 5488.08 5639.60 5675.18 5440.84 5711.01 5739.57 5833.50 5746.29 5753.01 5745.47 6044.02 5795.13 5777.55 5720.55 6153.76 5960.89 6224.08 5695.85 6099.59 5528.96 5903.94 5967.25 6144.47 5795.27 5718.70 5927.68 5743.54 5942.05 5558.28 5662.33 5544.79 5746.75 5804.34 5814.90 0.6483 0.6527 0.6395 0.6541 0.6477 0.6461 0.6451 0.6517 0.6480 0.6598 0.6463 0.6539 0.6560 0.6404 0.6563 0.6441 0.6459 0.6633 0.6485 0.6506 0.6625 0.6496 0.6446 0.6558 0.6517 0.6601 0.6508 0.6427 0.6578 0.6484 0.6452 0.6615 0.6503 0.6587 0.6416 0.6470 0.6443 0.6534 0.6413 0.6584 0.6564 0.6494 0.6428 0.6493 0.6398 0.6458 221.82 225.88 220.09 226.67 226.46 226.15 223.34 220.39 209.90 220.20 228.20 235.80 226.20 223.03 217.93 220.54 227.09 226.30 226.55 220.22 222.93 223.52 228.76 227.98 224.46 229.39 227.54 220.50 220.73 225.49 223.61 221.68 235.34 218.69 220.55 227.48 218.76 225.74 217.29 222.09 229.47 231.32 226.59 226.49 229.29 221.37 30.27 25.28 21.36 22.06 28.44 32.30 24.46 26.16 27.52 25.60 27.69 28.72 27.12 28.99 26.04 28.56 26.10 25.45 25.91 30.29 27.89 27.84 28.04 27.61 23.61 27.03 27.96 28.30 29.25 27.97 30.52 25.50 28.37 29.04 27.49 29.60 30.36 29.15 27.48 27.20 27.34 30.39 30.86 27.90 32.48 27.06 265.41 298.52 287.40 301.49 220.74 245.95 247.64 319.86 266.84 228.86 341.64 285.26 270.50 310.68 257.73 269.58 341.48 341.22 290.11 312.74 238.96 308.99 250.02 304.70 243.09 358.96 185.99 377.37 290.10 312.83 319.64 238.23 291.27 352.44 318.20 229.68 264.41 273.08 293.59 235.81 210.69 377.57 199.80 314.51 257.49 334.66 175.17 197.02 189.68 198.99 145.69 162.32 163.45 211.10 176.11 151.05 225.48 188.27 178.53 205.05 170.10 177.92 225.38 225.21 191.47 206.41 157.72 203.93 165.01 201.10 160.44 236.92 122.75 249.07 191.46 206.47 210.96 157.23 192.24 232.61 210.01 151.59 174.51 180.24 193.77 155.63 139.06 249.19 131.87 207.58 169.95 220.87 10.41 12.20 11.15 11.43 8.46 9.30 10.42 12.37 9.51 8.97 13.99 12.31 11.22 12.66 9.95 11.20 13.87 13.39 11.47 12.16 9.23 12.21 9.69 12.06 9.56 14.39 6.97 14.33 10.32 12.61 11.99 9.53 11.78 12.94 11.75 9.20 10.36 10.50 11.43 8.83 8.75 15.68 8.38 12.60 10.49 13.02 17.56 14.66 12.39 12.79 16.49 18.73 14.18 15.17 15.96 14.85 16.06 16.66 15.73 16.81 15.10 16.56 15.14 14.76 15.03 17.57 16.18 16.15 16.26 16.01 13.69 15.68 16.22 16.42 16.96 16.22 17.70 14.79 16.45 16.84 15.94 17.17 17.61 16.91 15.94 15.78 15.86 17.63 17.90 16.18 18.84 15.69 7.15 2.46 1.24 1.36 8.03 9.43 3.76 2.80 6.46 5.88 2.06 4.35 4.52 4.15 5.15 5.37 1.27 1.37 3.56 5.41 6.95 3.93 6.57 3.95 4.13 1.28 9.24 2.08 6.64 3.62 5.72 5.26 4.67 3.90 4.19 7.97 7.25 6.40 4.51 6.94 7.11 1.95 9.52 3.59 8.34 2.67 -7.41 -5.07 -4.28 -4.21 -4.11 -3.56 -3.39 -3.22 -3.17 -3.16 -2.99 -2.95 -2.69 -2.66 -2.65 -2.65 -2.62 -2.56 -2.54 -2.54 -2.53 -2.52 -2.48 -2.39 -2.38 -2.36 -2.29 -2.26 -2.26 -2.18 -2.09 -2.05 -2.05 -2.01 -1.97 -1.95 -1.93 -1.91 -1.91 -1.90 -1.88 -1.88 -1.86 -1.82 -1.80 -1.77 9999 10000 0.0407 0.2307 0.8936 0.2931 0.2373 0.8449 0.6393 0.6698 0.7840 0.0822 -1.7425 -0.7365 1.2460 -0.5444 -0.7149 1.0150 0.3565 0.4394 0.7857 -1.3903 5506.29 5681.63 0.6581 0.6465 220.80 228.55 28.95 24.94 300.25 304.39 198.16 200.90 12.07 12.50 16.79 14.47 4.71 1.97 1.68 1.65 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Zi-Ry I 174.3 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 Ngành xây dựng công trình bieån Zi-Ra I 5810 151 I t g->nho->lon Stt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 Luận văn thac sỹ Kết tính toán 10000 trường hợp có 195 giá trị hàm gi < Xác suất phá hỏng đai liên kết tường mặt Pf = 195/10000 = 0.02, tương ứng số độ tin cậy  = 2.05 Hệ số biến sai:  0.02 V= = 0.0014 10000 0.02 5.4 PHƯƠNG PHÁP RACKWITZ-FIESSLER Để so sánh kết tính toán phương pháp Monter – Carlo, tính toán số độ tin cậy phương pháp giải tính nêu phần trước, cụ thể phương pháp Rackwitz – Fiessler Xét hàm trạng thái độ bền tường mặt bến tường cừ: g (W,Ry, M) = W.Ry – 0.75M, W momen chống uốn tường cừ , Ry cường độ thép tường cừ M momen tính toán yêu cầu tường cừ Các tham số sau: Tham số W Ry M Gia trị  W= 3600 cm3 Ry= 43 KN/cm2 lnM= 11.5016 KNcm Giá trị  W = 72 cm3 Ry = 4.3 KN/cm2 lnM = 0.2766 Dạng phân phối Chuẩn Chuẩn Loga chuẩn Trình tự tính sau: Đặt X1 = W, X2 = Ry vaø X3 =M g(X1, X2, X3) = X1.X2 – 0.75.X3 tương ứng ta có giá trị  x1,  x2, lnx3, x1, x2, lnx3 Cho trước giá trị X1 = Xt1 = 3600, X2 = Xt2 = 43 ta tính đïc X3 = Xt3 = 206400 cách giá trị biến vào g(X1,X2,X3) = Tính thông số chuẩn tương đương: Ta có X1, X2 phân phối chuẩn có  x1 = 3600,  x2 = 43, x1 = 72, x2 = 4.3, X3 phân phối Loga chuẩn có lnx3 = 11.5016 lnx3 = 0.2766 cần phải chuyển chuẩn tương đương Ta có công thức:  ln2 X  ln(1  V X23 )  0.2766  ln(1  V X23 ) VX3 = x3/x3 Lấy mũ e cho vế ta có: e0.0765 = (1+ V2X3) = 1.0795 lnx3 = ln(x3) – 0.5 (lnx3)2 ln(x3) = 11.5105 + 0.5 x 0.0765 x3 = 28966.66 KNcm VX3= 0.28 x3 = 102734.16 KNcm Các thông số chuẩn tương đương X3 giá trị Xt3 là: Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC 152 Luận văn thac sỹ t = Xt3 lnx3 = 206400 x 0.2766 = 57090.24 KNcm t = Xt3 [1-ln(Xt3) + lnx3] = 206400.[1- ln(206400) + 11.5016] = 54495.52KNcm Tính toán giá trị Z Z1  Xt1  x1 x1 Z1 = Z2  Z2 = Xt2  x x Z3 = Z3  206400  54495.52  2.6608 57090.24 Xác định {G} G1 = - Xt2 x1 = -43x 72 = -3096.00 G2 = - Xt1 x2 = -3600 x 4.3 = -15480.00 G3 = 0.75.t = 0.75x 57090.24 = 42817.68 Tính  = GT Z  GT G Xt3  t t = 2.4965 Tính   0.0678. = G   0.3392    GT G 0.9383   1 = - 0.0678 Tính giá trị Z mới:  2 = - 0.3392 Z1 = 1 x  = -0.0678 x 2.4965 = - 0.1693 Z2 = 2 x  = -0.3392 x 2.4965 = - 0.8468 Tính giá trị X1 X2 theo Z1, Z2 X1 = x1 + x1 Z1 = 3600 + 72 x (-0.1693) = X2 = x2 + x2 Z2 = 43 + 4.3 x (-0.8468) = 10 3587.81 39.36 Xaùc định X3 từ phương trình g(X1,X2,X3) = X1.X2 –0.75X3 = Vaäy X3 = X1.X2 = (3587.81 x 39.36)/ 0.75 = 188282.21 0.75 Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC 153 Luận văn thac sỹ 11 Tính lặp cách gán Xt1 = X1, Xt2 = X2, X3 = Xt3 tính tiếp ta có giá trị  hội tụ Kết tính lặp sau: Lần tính X1 X2 X3 3600 43 206400  2.4965 X1 X2 X3 3587.81 39.36 188282.21 3587.97 39.09 186993.61 3587.97 39.06 186882.70 3587.95 39.14 187269.99 2.4824 2.4828 2.4827 2.4825 3587.81 39.36 188282.21 Kết quả: STT 3587.97 3587.97 39.09 39.06 186993.61 186882.70 3587.95 39.14 187269.99 PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHỈ SỐ  GIẢI TÍCH MONTER CARLO (N=10000) 2.48 2.46 3587.95 39.07 186898.99 SAI SỐ SO VỚI PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH 0.8% Như với phương pháp Monter Carlo số lần tính lớn (N = 10000) số độ tin cậy gần với phương pháp giải tích Để ước lượng mô có sai số 1% (10-2) hệ số biến sai V = 10% số  10 2 lượng mô cần số lượng tính laø N =  9900 0.102 102  5.5  TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY CHO TOÀN HỆ (BẾN TƯỜNG CỪ) Kết cấu công trình gồm nhiều phận tham gia vào, bến tường cừ tầng neo phận là: Tường mặt, neo, phận liên kết neo, neo, đất (ổn định trượt), tình trạng phá hỏng phận phá hỏng đơn Đối với bến tường cừ phận bị phá hỏng kéo theo phá hỏng toàn hệ nên gọi hệ nối tiếp Xác suất phá hỏng cho toàn hệ nối tiếp Pfhệ: Pf hệ = – Pshệ Pshệ – xác suất an toàn cho toàn hệ Pshệ = n  P(sj ) với P(sj) xác suất an toàn phận j 1 Để tính toán xác suất phá hỏng toàn hệ cần lập bảng sau: Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC 154 Luận văn thac sỹ Các hàng ngang phận công trình bến tường cừ tầng neo hàng dọc trạng thái phá hỏng (theo TTGH) Các ô giao kết phương pháp xác súât tính cho trường hợp hư hỏng phận tương ứng Bộ phận T.T hư hỏng Độ bền (gãy) (1) Biến dạng (2) Độ bền (Đứt) (3) Độ bền (hỏng) (3b) Tường mặt (1) Thanh neo + liên kết (2) Bản neo (3) Trượt toàn hệ (4) Ps11=10.007 = 0.993 Ps21= 10.10=0.90 Ps32= 10.002=0.998 Ps3b2=10.02=0.98 (ñai liên kết) n định (4) Độ bền (gãy) (5) Trượt cung tròn (6) Trượt phẳng (7) Ps43=1-0=1 Ps53=10.007=0.993 Ps64=1-0=1 Ps74=1-0=1 Pfij: xác suất phá hỏng cho phận Psij: xác suất an toàn cho phận Psij = - Pfij Xác suất an toàn cho tường mặt: Ps1 = Ps21+Ps11 –1 = 0.90 + 0.993 –1 = 0.893 Xác suất an toàn cho neo liên kết neo: Ps2 = Ps32 + Ps3b2 –1 = 0.998 + 0.98 –1 = 0.978 Xác suất an toàn cho neo: Ps3 = Ps43 + Ps 53 –1 = + 0.993 –1 = 0.993 Xaùc suất an toàn cho trượt công trình: Ps4 = Ps64 + Ps74 –1 = + –1 = Xác suất an toàn cho toàn hệ: Ps = Ps1.Ps2.Ps3.Ps4 = 0.893 x 0.978 x 0.993 x = 0.87 Xác suất phá hỏng (gãy) tường mặt Pf11 = 0.007 Xác suất biến dạng tường mặt qui định cho phép Pf21 = 0.10 Xác suất phá hỏng (đứt) neo Pf32 = 0.003 Xác suất phá hỏng đai liên kết Pf3b2 = 0.02 Xác suất ổn định neo Pf43 = Xác suất phá hỏng (gãy) neo Pf53 = 0.007 Xác suất ổn định trượt cung tròn toàn CT Pf64 = Xác suất ổn định trượt phẳng toàn CT Pf74 = Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC 155 Luận văn thac sỹ Như vậy: Xác suất an toàn cho toàn hệ Pshệ = 0.87 = 87% Xác suất phá hỏng cho toàn hệ Pfhệ = – 0.87 = 0.13 = 13% Chỉ số độ tin cậy cho toàn hệ  = 1.13 5.6 KẾT LUẬN Với pháp xác suất tính toán xác suất phá hỏng phận công trình bến toàn công trình bến tường cừ thép tầng neo Trong chừng mực phương pháp tính toán số độ tin cậy theo Rackwitz Fiessler tính toán số độ tin cậy cho phận công trình cách nhanh chóng với độ xác thấp khối lượng tính toán phương pháp Monte Carlo Với việc áp dụng phương pháp xác suất để tính toán công trình bến tường cừ thép cho thấy trạng thái giới hạn (bài toán học tiền định) thỏa mãn dùng phương pháp xác suất xảy hư hỏng trình vận hành tính xác suất phá hỏng cho toàn hệ khoảng 0.13 Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC 156 Luận văn thac sỹ CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 6.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐƯC: Luận văn “p dụng phương pháp xác suất vào việc tính toán tường cừ thép tầng neo” thực số kết sau: Tìm hiểu chương trình Prosheet tính toán theo kết giải đồ giải Blum, dùng chương trình ProSheet làm phương pháp học tiền định để giải khối lượng lớn việc tính tónh lực tường cừ mà trước phải giải công cụ vẽ máy tính tốn nhiều thời gian mực độ xác không cao Việc tính toán tường cừ theo trạng thái giới hạn ta nhận thấy phương pháp bán xác suất thông số tính toán đất, đất đắp, tải trọng tác dụng bến, hệ số xuất phát từ phương pháp xác suất mà ra, việc tính toán theo trạng thái giới hạn dừng lại bước thỏa mãn bất đẳng thức Việc sử dụng chương trình Microsoft Excel làm công cụ tính toán xác suất phá hỏng, tự động hóa phần việc tính toán theo phương pháp mô số cách chia giai đoạn, mà trước với khối lượng tính toán phải tốn nhiều thời gian thực Việc tính toán số độ tin cậy phương pháp giải tích Rackwitz Fisseler có khối lượng tính toán đơn giản cho kết tương đối xấp xỉ với phương pháp mô số Monte Carlo p dụng phương pháp mô số tính xác suất phá hỏng phận sau tính xác suất phá hỏng cho toàn công trình, cho phép ta đánh giá số độ tin cậy công trình tính toán trước phương pháp khác 6.2 KẾT LUẬN CHUNG Việc tính toán độ tin cậy so sánh kết quả, luận văn đưa số kết luận: Tính toán công trình bến tường cừ thép tầng neo theo phương pháp đồ giải Blum phương pháp tiền định hợp lý làm sở cho trình tính độ tin cậy theo quan điểm xác suất Việc áp dụng phương pháp mô số theo cách chia giai đoạn vận dụng việc tính toán độ tin cậy cho công trình bến tường cừ cho kết chấp nhận Với cách tính toán cho biết độ tin cậy công trình mà trước tính theo trạng thái giới hạn làm Khi thiết kế công trình bến theo trạng thái giới hạn, việc tính toán xác suất phá hỏng cho ta thêm tiêu quan trọng, giúp người thiết kế đưa định hợp lý Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC 157 Luận văn thac sỹ 6.1 NHỮNG HẠN CHẾ & KIẾN NGHỊ Do chương trình Prosheet có sẵn nên việc thực tính toán theo phương pháp mô số (Monte Carlo) phải nhập số liệu riêng lẻ toán chưa thể tự động hóa toàn phần Để khắc phục tình trạng cần phải lập chương trình tính toán hoàn chỉnh từ lúc tạo sinh số liệu đầu vào nhập vào chương trình tính xuất kết ứng với hàm trạng thái mà ta dự định trước Nếu thời gian tính toán rút ngắn vận dụng tốt thực tế Tính đắn đại lượng ngẫu nhiên đầu vào cần nghiên cứu, tích luỹ thêm nâng cao chất lượng việc đánh giá độ tin cậy công trình bến Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC 158 Luận văn thac sỹ TÀI LIỆU THAM KHẢO Reliability of structures – Andrzej S Nowak; Kevin R.Collins 2000 Tính toán loại công trình thuỷ lợi theo trạng thái giới hạn – Phan Trường Phiệt 1976 Recommendations of the committee for waterfront structures EAU 1985 Thiết kế thi công hố móng sâu – PGS.TS Nguyễn Bá Kế 2002 Design of sheet pile walls – Department of the Army – US Army Corps of Engineers 1994 Tải trọng tác động - TCVN 2737-1995 Tiêu chuẩn thieát keá 1995 Technical standards and commentaries for Port and Harbour facilities in Japan 2002 Foundation analysis and design – Joseph E Bowles Tính toán móng cọc xây dựng giao thông – TS Phan Dũng –1987 10 Hướng dẫn sử dụng Sap 2000 – Thạc sỹ Bùi Văn Chúng- Trần Trọng Hải 2000 11 Công trình bến cảng – Hồ Ngọc Luyện – Phan Bạch Châu – Phạm Văn Giáp – Phan Dũng – 1996 12 Chiều sâu chôn cừ vừa đủ toán giải cừ Blum – Lomer – PGS.TS Phạm Văn Giáp; đăng tạp chí Giao thông vận tải 9/2002 13 Đánh giá phương pháp giải cừ Blum hướng xây dựng phương pháp giải cừ tổng quát PGS.TS Phạm Văn Giáp – KS Nguyễn Thanh Hoàng; đăng Thông tin Khảo sát thiết kế số 02/2002 - TEDI 14 Cơ sở Lý thuyết độ tin cậy – Bài giảng – TS Phan Dũng 15 Excel toàn tập – Nhà xuất Trẻ –1998 16 Mathcad 7.0 – Trần Thanh Liêm – 1999 17 Tiêu chuẩn xây dựng – Nền công trình thủy CNIP 2.02.02-85 18 Tuổi thọ mỏi kết cấu thép biển - Phan Văn Khôi – 1996 19 Thiết kế tính toán móng nông – Vũ Công Ngữ - 1998 Ngành xây dựng công trình biển TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC 159 PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT (SỐ LIỆU & KẾT QUẢ) SỐ LIỆU ĐẦU VAO KẾT QUẢ TÍNH TỪ µ σ γ1 (KN/cm3) φ1(độ) µγ1 = 11 σγ1 = 0.55 µφ1= 16.41 σφ1 = 6.66 µC = 18 σC = 2.7 CHUẨN CHUẨN µγ2= 11.5 σγ2 = 0.58 CHUẨN µφ2= 32 σφ2 = 3.1 γ3 (KN/cm3) φ3(độ) µγ3 = 18 σγ3 = 0.9 CHUẨN CHUẨN µφ3= 33 σφ3 = 3.1 γ4 (KN/cm3) φ4 (độ) µγ4 = 11 σγ4 = 0.55 µφ4 = 33 σφ4 = 3.1 µq1 = 40 σq1 = 2.4 q1 (KN/m2) q2 (KN/m2) µq2 = 100 σq2 = 6.0 PHÂN PHỐI LOGA CHUẨN M (KNcm/m) Ra (KN/m) Do (m) CHUẨN CHUẨN CHUẨN CHUẨN µln(X) σln(X) 11.50155 0.2766 LOGA CHUAÅN 5.6456 0.1655 LOGA CHUAÅN -2.9088 0.3537 HÀM MẬT ĐỘ XÁC SUẤT LOGA CHUẨN - Do HÀM MẬT ĐỘ XÁC SUẤT CHUẨN Φ2 CHUẨN 0.14 25 0.12 20 0.1 f(Φ2) C (KN/cm2) γ2 (KN/cm3) φ2(độ) TÊN BIẾN X DẠNG PHÂN BỐ CHUẨN 0.08 Series1 0.06 0.04 f(DO) THAM SỐ PHẦN MỀM PROSHEET 15 Series1 10 0.02 0.03 17 22 27 32 Φ2 37 42 47 0.05 0.07 0.09 0.11 Do 0.13 0.15 0.17 KEÁT QUẢ TÍNH TOÁN Bộ phận T.T hư hỏng Độ bền (gãy) (1) Biến dạng (2) Độ bền (Đứt) (3) Độ bền (hỏng) (3b) n định (4) Độ bền (gãy) (5) Trượt cung tròn (6) Trượt phẳng (7) Tường mặt (1) Thanh neo + liên kết (2) Bản neo (3) Trượt toàn hệ (4) Ps11=1- 0.007 = 0.993 Ps21= - 0.10 = 0.90 Ps32= 1-0.002 = 0.998 Ps3b2=1-0.02=0.98 (đai liên kết) Ps43=1-0=1 STT CHỈ TIÊU CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐỘ BỀN TƯỜNG MẶT kn nc n.md M ≤ Ry γ c ĐẠT W BIẾN DẠNG TƯỜNG MẶT ĐƯỜNG KÍNH THANH NEO ĐAI LIÊN KẾT TƯỜNG MẶT ỔN ĐỊNH BẢN NEO ĐỘ BỀN BẢN NEO Ps53=1-0.007=0.993 Ps64=1-0=1 Ps74=1-0=1 PfIJ: LÀ XÁC SUẤT PHÁ HỎNG CHO TỪNG BỘ PHẬN PSIJ: LÀ XÁC SUẤT AN TOÀN CHO TỪNG BỘ PHẬN PSIJ = - PfIJ XÁC SUẤT AN TOÀN CHO TƯỜNG MẶT: PS1 = PS21+PS11 –1 = 0.90 + 0.993 –1 = 0.893 XÁC SUẤT AN TOÀN CHO THANH NEO VÀ LIÊN KẾT THANH NEO: PS2 = PS32 + PS3B2 –1 = 0.998 + 0.98 –1 = 0.978 XÁC SUẤT AN TOÀN CHO BẢN NEO: PS3 = PS43 + PS 53 –1 = + 0.993 –1 = 0.993 XÁC SUẤT AN TOÀN CHO TRƯT CÔNG TRÌNH: PS4 = PS64 + PS74 –1 = + –1 = XÁC SUẤT AN TOÀN CHO TOÀN HỆ: PS = PS1.PS2.PS3.PS4 = 0.893 x 0.978 x 0.993 x = 0.87 BIẾN DẠNG < 0.08M da= 1.13 k n nc n.md Ra′ cosα Ry γ c ĐẠT da = 7.5 CM Q1.S 0.5 x 251.47 x 224 = = 7.46 I t 5810 x0.65 2[ N030 Q1 = 0.33.kn.nc.n.md.ma.Ra.la τ < RS = 15.1 ĐẠT m nc n md Ra < ( Ep − Ea) ĐẠT kn τ= k n n.nC md M W < Rs ỔN ĐỊNH TRƯT CUNG TRÒN nc.n.md.Mt < m Mg kn ỔN ĐỊNH TRƯT PHẲNG nc n.md Ra < m Rkd kn ĐẠT ĐẠT ĐẠT PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT XÁC SUẤT PHÁ HỎNG Pf=0.7% β = 2.46 XÁC SUẤT PHÁ HỎNG Pf=10% β = 1.28 XÁC SUẤT PHÁ HỎNG Pf=0.2% β = 2.88 XÁC SUẤT PHÁ HỎNG Pf=2.0% β = 2.05 XÁC SUẤT PHÁ HỎNG Pf=0% XÁC SUẤT PHÁ HỎNG Pf=0.7% β = 2.46 XÁC SUẤT PHÁ HỎNG Pf=0.0% XÁC SUẤT PHÁ HỎNG Pf=0.0% ... 12 I – TÊN ĐỀ TÀI: ? ?ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP XÁC SUẤT ĐỂ TÍNH TOÁN BẾN TƯỜNG CỪ” II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệmvụ: Dùng phương pháp xác suất để tính toán công trình bến tường cừ Nội dung: Chương... CẤU TẠO BẾN TƯỜNG CỪ THÉP & CÁCH XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CỪ CẤU TẠO BẾN TƯỜNG CỪ THÉP MỘT TẦNG NEO CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ÁP LỰC ĐÁT LÊN TƯỜNG MẶT CỦA BẾN TƯỜNG CỪ CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰA... GẦN ĐÁY BẾN CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰA THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN Phương pháp Durova Phương pháp Gurevich Phương pháp Khansen Phương pháp Goriounov Phương pháp Shikhiev PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN TÍNH ĐÀN HỒI