BÀI TẬP LỚN TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG ĐỊA KỸ THUẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT BÀI TẬP LỚN TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG ĐỊA KỸ THUẬT GV : SV : Đề số: Nhóm: Hà nội, 07 - 2018 BÀI TẬP LỚN Tin học ứng dụng địa kỹ thuật Mục đích Giúp sinh viên có điều kiện ơn lại kiến thức học hiểu rõ nguyên lý modul SEEP/W; SIGMA/W; SLOPE/W phần mềm GeoStudio V8 Cụ thể: + Học cách sử dụng kết tính tốn áp lực nước lỗ rỗng PP PTHH tính tốn ổn định mái dốc + Học cách sử dụng kết tính ứng suất PP PTHH từ tính ổn định mái dốc Thành thục thao tác ứng dụng Geo-Studio V8 vào giải toán Địa Kỹ Thuật Yêu cầu Mỗi sinh viên làm đề tương ứng với số thứ tự Các kết xuất yêu cầu phải đẹp, rõ ràng, bố trí khoa học Sinh viên nộp theo thời hạn giáo viên quy định lớp ĐỀ BÀI Câu 1: Anh (chị) tóm tắt chi tiết bước cần thiết thực toán tính thấm ổn định dùng SEEP/W? Liệt kê tóm tắt tài liệu cần thiết giải tốn tính thấm ổn định dùng SEEP/W? Câu 2: Anh (chị) tóm tắt chi tiết bước cần thiết để thực tốn tính lún ứng suất dùng SIGMA/W? Liệt kê tóm tắt tài liệu cần thiết giải tốn tính ứng suất biến dạng dùng SIGMA/W Câu 3: Anh (chị) liệt kê tóm tắt tài liệu cần thiết giải tốn tính ổn định mái dốc dùng SLOPE/W bước để thực tốn tính ổn định mái dốc dùng SLOPE/W Anh (chị) tóm tắt chi tiết bước cần thiết để thực tốn tính ổn định mái dốc dùng SLOPE/W khi: + Tích hợp với SEEP/W + Tích hợp với SIGMA/W Câu 4: Mặt cắt ngang đường có hình vẽ hình Các số liệu kích thước tiêu lý đất làm đường cho Bảng m=2 Hình 1: Mặt cắt ngang tính tốn Yêu cầu: Trường hợp mực nước thượng lưu cao trình d, mực nước hạ lưu ngang mặt đất tự nhiên (cao trình b) Tính thấm qua đường gồm: xuất kết đường đẳng tổng cột nước thấm (total head), đường đẳng áp lực nước lỗ rỗng (pressure), đường đẳng gradient thấm (XY- Gradient), kết tính lưu lượng thấm qua thân đường, đồ thị quan hệ Gradient thấm độ sâu mặt cắt thẳng đứng qua tim (XY-Gradient vs Y) Trong thời gian vận hành, người ta cần đặt khối gia tải có chiều rộng 5m; đặt cách mép dốc hạ lưu 2m mặt đỉnh dốc Coi khối gia tải hệ lực phân bố Xác định cường độ lớn đơn vị diện tích khối gia tải đảm bảo mái dốc hạ lưu ổn định trượt Hiển thị kết hệ số ổn định mái dốc tính ứng với cường độ khối gia tải lớn theo phương pháp Bishop Chú ý: Tính ổn định mái dốc có xét đến ảnh hưởng đường bão hịa (dùng kết tính áp lực nước lỗ rỗng từ SEEP/W) Từ kết cường độ lớn khối gia tải xác định Câu 2, kết hợp với kết tính áp lực nước lỗ rỗng từ SEEP/W, tính ứng suất biến dạng đường gồm: biến dạng theo phương ngang (X-Deformation), đường đẳng ứng suất tổng (Y-Total Stress), vòng tròn Mohr ứng suất điểm đường Bài - Đập lõi - Phân tích độ nhạy hệ số thấm Số liệu: Cho đập đất có cấu tạo gồm khối đắp (Fill); lõi (Core); vật thoát nước (Free flowing blanket drain) (Hình 2) Mực nước thượng lưu thấp cao trình đỉnh đập 2m, mực nước hạ lưu ngang cao trình đáy đập • Hình nêu kích thước đập Lưu ý bao gồm vật thoát nước • Bảng 2-1 cho biết hệ số thấm K cho đất đắp đập đất đắp lõi ba trường hợp tính (Chỉ thay đổi tỷ số hệ số thấm bão hồ hai loại đất để có khác biệt tính thấm qua thân đập dùng đất lõi khác nhau) • Bảng 2-2 nêu kích thước đập Hình Mặt cắt đển phân tích thấm qua đập có lõi Yêu cầu 1) Hiển thị đường phân bố đẳng hệ số thấm lõi giảm so với đất xung quanh 2) Lưu lượng thấm qua đập giảm hệ số thấm lõi giảm? So sánh đồ thị quan hệ lưu lượng thấm độ giảm hệ số thấm Bài – Đập đất-phân tích tổng hợp Số liệu: Cho đập đất có mặt cắt ngang tính tốn hình Các kích thước tiêu lý đất đắp đập cho theo bảng Hình 3: Mặt cắt ngang tính tốn Với mthượng lưu=3, mhạ lưu=2, hãy: Tính thấm qua đập (Hiển thị: lưu lượng thấm, đường bão hòa, đường đẳng, gradient thấm lớn nhất, biểu đồ quan hệ gradient thấm trục X vùng hạ lưu) Chuyển SEEP/W sang SIGMA/W tính ứng suất có kể đến ảnh hưởng lực thấm (Hiển thị: lưới chuyển vị, đường đẳng, vòng Mohr ứng suất số điểm mép thân đập, biểu đồ quan hệ ứng suất tổng theo phương đứng độ sâu trục đập, biểu đồ quan hệ chuyển vị đứng/chuyển vị ngang trục Y qua mép đỉnh đập phía thượng lưu, giải thích kết quả) Chuyển SIGMA/W sang SLOPE/W, dùng SLOPE/W tính ổn định mái dốc hạ lưu theo phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) có xét ảnh hưởng ứng suất – biến dạng thân đập tính tốn câu Chuyển SEEP/W sang SLOPE/W, lấy kết tính thấm từ SEEP/W câu chuyển sang SLOPE/W tính ổn định mái dốc hạ lưu theo phương pháp Bishop, Ordinary and Janbu, so sánh kết tính với câu Bảng 1: Bảng kích thước tiêu lý đất đắp đường Stt a(m) -4 b(m) c(m) d(m) e(m) 9.5 f(m) g(m) 16 h(m) 10 E (kN/m2) 15000 µ 0.35 γ(kN/m3) c (kN/m2) φ (độ) 5*10 -6 17.5 13 15 -6 K(m/s) -2.5 1.5 9.5 10.5 11 16 10 15000 0.35 4*10 17.5 13 15 -1 11 12 12.5 16 10 15000 0.35 3*10-6 17.5 13 15 0.35 2*10 -6 17.5 13 15 1*10 -6 17.5 13 15 9*10 -5 17.5 13 15 8*10 -5 17.5 13 15 7*10 -5 17.5 13 15 6*10 -5 17.5 13 15 -6 0.5 3.5 6.5 4.5 7.5 10.5 12 12.5 14 15.5 17 18.5 20 13.5 15 16.5 18 19.5 21 14 15.5 17 18.5 20 21.5 5 5 5 16 16 16 16 16 16 10 10 10 10 10 10 15000 15000 15000 15000 15000 15000 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 10 9.5 13.5 21.5 22.5 23 16 10 15000 0.35 6*10 17.5 13 15 11 11 15 23 24 24.5 16 10 15000 0.35 5*10-6 17.5 13 15 0.35 4*10 -6 17.5 13 15 3*10 -6 17.5 13 15 2*10 -6 17.5 13 15 1*10 -6 17.5 13 15 9*10 -5 17.5 13 15 8*10 -5 17.5 13.5 14 -5 12 13 14 15 16 17 12.5 14 15.5 17 18.5 20 16.5 18 19.5 21 22.5 24 24.5 26.5 28 29.5 31 32.5 25.5 27.5 29 30.5 32 33.5 26 28 29.5 31 32.5 34 5 5 5 16 16 16 17.5 17.5 17.5 10 10 10 10 10 10 15000 15000 15000 15000 15000 15000 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 18 21.5 25.5 34 35 35.5 17.5 10 16000 0.35 7*10 17.5 13.5 14 19 23 27 35.5 36.5 37 17.5 10 16000 0.35 6*10-5 17.5 13.5 14 0.37 6*10 -6 17.5 13.5 14 5*10 -6 17.5 13.5 14 4*10 -6 17.5 13.5 14 3*10 -6 18.0 13.5 14 2*10 -6 18.0 13.5 14 1*10 -6 18.0 13.5 14 -5 20 21 22 23 24 25 24.5 26 27.5 29 30.5 32 28.5 30.5 32 33.5 35 36.5 37 39 40.5 42 43.5 45 38 40 41.5 43 44.5 46 39 41 42.5 44 45.5 47 6 6 6 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5 10 12 12 12 12 12 16000 16000 16000 16000 16000 16000 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 26 33.5 38 46.5 47.5 48.5 17.5 12 16000 0.37 9*10 18.0 13.5 14 27 35 39.5 48 49 50 17.5 12 16000 0.37 8*10-5 18.0 13.5 14 0.37 7*10 -5 18.0 13.5 14 6*10 -5 18.0 13.5 14 6*10 -6 18.0 13.5 14 5*10 -6 18.0 13.5 14 4*10 -6 18.0 13.5 14 3*10 -6 18.0 13.5 14 -6 28 29 30 31 32 33 36.5 38 39.5 41 42.5 44 41 42.5 44 45.5 47 48.5 49.5 51 53 54.5 56 57.5 50.5 52 54 56 57.5 59 51.5 53 55 57 58.5 60 6 6 6 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5 12 12 12 12 12 12 16000 16000 16000 16000 16000 16000 0.37 0.37 0.37 0.37 0.37 34 45.5 50 59 60.5 61.5 17.5 12 16000 0.37 2*10 18.0 13.5 14 35 47 51.5 60.5 62 63 19 12 16000 0.37 1*10-6 18.0 14 13 0.37 9*10 -5 18.0 14 13 8*10 -5 18.0 14 13 7*10 -5 18.0 14 13 6*10 -5 18.0 14 13 6*10 -6 18.0 14 13 5*10 -6 18.0 14 13 4*10 -6 18.0 14 13 36 37 38 39 40 41 42 48.5 50 51.5 53 54.5 56 57.5 53 54.5 56 57.5 59.5 61 62.5 62 63.5 65 66.5 68.5 70 71.5 63.5 65 66.5 68 70 71.5 73 64.5 66 67.5 69 71 72.5 74 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 19 19 19 19 19 19 19 12 12 12 12 12 12 12 16000 17000 17000 17000 17000 17000 17000 0.37 0.37 0.37 0.39 0.39 0.39 43 59 64 73 74.5 75.5 6.5 19 12 17000 0.39 3*10-6 18.0 14 13 -6 44 60.5 65.5 75.5 77 78 6.5 19 12 17000 0.39 2*10 18.0 14 13 45 62 67 77 78.5 79.5 6.5 19 12 17000 0.39 1*10-6 18.0 14 13 0.39 9*10 -5 18.0 14 13 8*10 -5 18.0 14 13 7*10 -5 18.0 14 13 6*10 -5 18.0 14 13 18.0 14 13 46 47 48 49 50 63.5 65 66.5 68 69.5 68.5 70 71.5 73 74.5 78.5 80 81.5 83 84.5 80 81.5 83 84.5 86 81 82.5 84 85.5 87 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 19 19 19 19 19 12 12 12 12 12 17000 17000 17000 17000 17000 0.39 0.39 0.39 0.39 6*10- Bảng 2-1: Hệ số thấm đất đắp đất lõi đập Lần tính Lực hút dính (kPa) 10 100 10 100 10 100 Hệ số thấm đất đắp đập (m/sec) 10-5 9.10-12 10-5 9.10-12 10-5 9.10-12 Hệ số thấm đất lõi đập (m/sec) 5.10-6 4,5.10-12 10-6 9.10-13 10-7 9.10-14 Tỷ số giảm hệ số thấm (lần) 2 10 10 100 100 Bảng 2-2: Kích thước đập Lưu ý: + Sinh viên tự tính tốn kích thước chưa biết từ cao trình hệ số mái, cho biết mặt cắt đập đối xứng + Mực nước thượng lưu thấp cao trình đỉnh đập 2m + Mực nước hạ lưu cao trình a Stt a(m) e(m) 24.5 25 f(m) 4.5 g(m) Stt 26 27 a(m) 26 27 e(m) 25 25.5 f(m) 4.5 g(m) 10 3 25.5 10 28 28 26 5.5 11 4 26 5.5 11 29 29 26.5 5 26.5 30 30 27 4.5 6 27 4.5 31 31 27.5 10 7 27.5 10 32 32 28 5.5 11 8 28 5.5 11 33 33 28.5 9 28.5 34 34 29 4.5 10 10 29 4.5 35 35 29.5 10 11 11 29.5 10 36 36 30 5.5 11 12 12 30 5.5 11 37 37 25 13 13 24 38 38 25.5 4.5 14 14 24.5 4.5 39 39 26 10 15 15 25 10 40 40 26.5 5.5 11 16 16 25.5 5.5 11 41 41 27 17 17 26 42 42 27.5 4.5 18 18 26.5 4.5 43 43 28 10 19 19 27 10 44 44 28.5 5.5 11 20 20 27.5 5.5 11 45 45 29 21 21 28 46 46 29.5 4.5 22 22 28.5 4.5 47 47 30 10 23 23 29 10 48 48 25 5.5 11 24 24 29.5 5.5 11 49 49 25.5 25 25 30 50 50 26 4.5 Bảng 3: Thông số đập Stt a(m) b(m) c(m) d(m) e(m) f(m) g(m) E (kN/m2) 𝛍 K0 γ (kN/m3) c (kN/m2) 𝛷(độ) 17 15.5 20 4.5 20 15000 0.35 0.5 17.5 13 15 11 19.5 18 20.5 20 15000 0.35 0.45 17.5 13 15 13 22 20.5 21 5.5 20 15000 0.35 0.4 17.5 13 15 15 24.5 23 21.5 20 15000 0.35 0.35 17.5 13 15 13.5 23.5 22 22 4.5 20 15000 0.35 0.3 17.5 13 15 15.5 23.5 22 22.5 20 15000 0.35 0.5 17.5 13 15 17.5 26 24.5 23 5.5 20 15000 0.35 0.45 17.5 13 15 19.5 28.5 27 23.5 20 15000 0.35 0.4 17.5 13 15 17 26.5 25 24 4.5 20 15000 0.35 0.35 17.5 13 15 10 19 29 27.5 24.5 20 15000 0.35 0.3 17.5 13 15 11 10 21 29 27.5 25 5.5 20 15000 0.35 0.5 17.5 13 15 12 11 23 31.5 30 20 21 15000 0.35 0.45 17.5 13 15 13 12 21.5 30.5 29 20.5 4.5 21 15000 0.35 0.4 17.5 13 15 14 13 23.5 33 31.5 21 21 15000 0.35 0.35 17.5 13 15 15 14 25.5 35.5 34 21.5 5.5 21 15000 0.35 0.3 17.5 13 15 16 15 27.5 35.5 34 22 21 15000 0.35 0.5 17.5 13 15 17 16 25 33.5 32 22.5 4.5 21 15000 0.35 0.45 17.5 13.5 14 18 17 27 36 34.5 23 21 16000 0.35 0.4 17.5 13.5 14 19 18 29 38.5 37 23.5 5.5 21 16000 0.35 0.35 17.5 13.5 14 20 19 31 41 39.5 24 21 16000 0.37 0.3 17.5 13.5 14 21 20 29.5 37.5 36 24.5 4.5 21 16000 0.37 0.5 17.5 13.5 14 22 21 31.5 40 38.5 25 21 16000 0.37 0.45 17.5 13.5 14 23 22 33.5 42.5 41 20 5.5 22 16000 0.37 0.4 18.0 13.5 14 24 23 35.5 45 43.5 20.5 22 16000 0.37 0.35 18.0 13.5 14 25 24 33 43 41.5 21 4.5 22 16000 0.37 0.3 18.0 13.5 14 26 25 35 43 41.5 21.5 22 16000 0.37 0.5 18.0 13.5 14 27 26 37 45.5 44 22 5.5 22 16000 0.37 0.45 18.0 13.5 14 28 27 39 48 46.5 22.5 22 16000 0.37 0.4 18.0 13.5 14 29 28 37.5 47 45.5 23 4.5 22 16000 0.37 0.35 18.0 13.5 14 30 29 39.5 49.5 48 23.5 22 16000 0.37 0.3 18.0 13.5 14 31 30 41.5 49.5 48 24 5.5 22 16000 0.37 0.5 18.0 13.5 14 32 31 43.5 52 50.5 24.5 22 16000 0.37 0.45 18.0 13.5 14 33 32 41 50 48.5 25 4.5 22 16000 0.37 0.4 18.0 13.5 14 34 33 43 52.5 51 20 23 16000 0.37 0.35 18.0 13.5 14 35 34 45 55 53.5 20.5 5.5 23 16000 0.37 0.3 18.0 14 13 36 35 47 55 53.5 21 23 16000 0.37 0.5 18.0 14 13 37 36 45.5 54 52.5 21.5 4.5 23 17000 0.37 0.45 18.0 14 13 38 37 47.5 56.5 55 22 23 17000 0.37 0.4 18.0 14 13 39 38 49.5 59 57.5 22.5 5.5 23 17000 0.37 0.35 18.0 14 13 40 39 51.5 61.5 60 23 23 17000 0.39 0.3 18.0 14 13 41 40 49 57 55.5 23.5 4.5 23 17000 0.39 0.5 18.0 14 13 42 41 51 59.5 58 24 23 17000 0.39 0.45 18.0 14 13 43 42 53 62 60.5 24.5 5.5 23 17000 0.39 0.4 18.0 14 13 44 43 55 64.5 63 25 23 17000 0.39 0.35 18.0 14 13 45 44 53.5 63.5 62 20 4.5 24 17000 0.39 0.3 18.0 14 13 46 45 55.5 63.5 62 20.5 24 17000 0.39 0.5 18.0 14 13 47 46 57.5 66 64.5 21 5.5 24 17000 0.39 0.45 18.0 14 13 48 47 59.5 68.5 67 21.5 24 17000 0.39 0.4 18.0 14 13 49 48 57 66.5 65 22 4.5 24 17000 0.39 0.35 18.0 14 13 50 49 59 69 67.5 22.5 24 17000 0.39 0.3 18.0 14 13 10