Mô hình toán học phân tích ổn định mái dốc trong không gian ba chiều dựa trên phần mềm ANSYS

MỤC LỤC

MO DAU

Tính cấp thiết của đề tài

— Đào ngầm vi dụ như đào đường ham, làm thay đổi trường ứng suất mái dốc dẫn đến ứng suất tập trung ở đỉnh dốc và chân dốc, dé phát sinh phá hoại kéo ở đỉnh dốc và phá hoại cắt ở chân dốc, dẫn tới mất ổn định của mái dốc. Ngoài ra, phương pháp phan tử hữu han van có khả năng xét đến tính không liên tục của khối đá, đặc tính phi tuyến trong quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của khối đá và tính không đăng hướng trên phương diện tính chất lực học; đủ khả năng tính toán trạng thái biến dạng đàn hồi của khối đá, cũng đủ khả năng tính toán trạng thái phá hoại của khối đá; cũng có thé xét đến một vài điều kiện tác dụng đặc biệt như vấn đề.

Mục đích của đề tài

Khi tính ồn định mái dốc theo phương pháp cân bằng giới hạn truyền thống, do không kề đến quan hệ ứng suất biến dạng trong nội bộ của khối đất đá vì vậy hệ số an toàn chỉ là độ an toàn trung bình của mặt trượt giải định. Gần đây sự phát triển của kỹ thuật máy tính điện tử đã hoàn thiện lý thuyết phân tích số, ứng dụng phương pháp phần tử hữu han trong tính toán ôn định mái dốc càng ngày càng nhiều.

ANSYS

Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết về 6n định mái dốc và kết hợp sử dụng phần mềm ANSYS tính toán hệ số 6n định mái đốc theo phương pháp huy động cường độ chống cắt, kháng cắt.

TONG QUAN

    Và tri số Mụ (gây trượt được tính theo công thức. + là ứng suất cắt đọc mặt trượt. chi tgu cường độ chống cắt của đất ge và dp lực 1g u, Fellenius để xuất phương pháp phân thôi. Nội dung của phương pháp phân. thoi Fellenius được thể hiện như hình 1.4. Xác định hệ số an toàn theo phương pháp phân thỏi Eellen. Trọng lượng W của thoi đất và tai trong đứng P tic dung vio thỏi đất dang xét được. phân thành 2 thành phần:. ‘Thanh phần vuông góc với mặt trượi, ký hiệu là N:. ‘Thanh phần tiếp tuyến với mặt trượt, ký hiệu là T:. Đối với một thi, lực gây trượt theo mặt đáy thỏi là T, lục gây trượt là Tụ. Vậy có biểu thúc tính tổng momen gây trượt và tổng momen chống trượt ứng với mặt trượt dang xét như sau:. “Tổng momen gây trượt ính như sau. Rfsal-RET-RDOWsP)sina (1s). Vi phân tích 6 định mái dốc sử dụng mô hinh tính đản déo lý tưởng do dé phân tích én định mãi đốc yêu cầu định nghĩa thuộc tinh vật iệu các khối đắt trong mái dốc như: dung trọng, mô dun dan hồi, hệ số Poisson, lự dinh và góc ma ồn định mái dốc, sử dụng phương pháp huy động. (TITTLE, Phan tch on dinh mai dọc 2D (Dinh nghĩa tiéu để công vige) IFILNAM, Mai doe 2D (Định nghĩa tên fie). Giới hạn phạm vi phân tích. loại hình phần tử va lựa chon các thông. inh nghĩa thuộc tinh vật liều MP.EX,. XXây đựng mô hình hình học Kl. Mô hình mặt mai đốc. “Tạo đường thẳng từ hai điểm. Xây dung mô. Cha lưới phần tử /PNUM.AREA.ON LESIZE,ALL, MAT,. Mô hình phân chia mang lưới phin tử mái đốc. Gan ti trong và điều kiện biên NSEL,$,LOC,X,. NSEL.A.LOCX, D,ALL,UX ALLSEL. NSEL,S,LOC,Y, DALLUY D.ALL.UX. Mô hình mái đốc sau khi gan ring buộc chuyển vị và gia tốc trọng trường. Lựa chọn mô hình tính toán ANTYPE.STATIC. NSUBST, PRED.ON NROPT.FULL, NLGEOM,ON LNSRCH.ON. Thiế lập các yêu cầ tính toán. “Tính toán các vin đề có liên quan. oe lấy dữ liệu từ trong kết quả tính toán. Hiển thi loại biếu đổ, bảng biu. đồi với kết quả tính toán. Phân tích kết qua. Phổ chuyển vị mái đốc theo phương X khi. Phổ biển dang tính dẻo mô hình mái đốc khi F=1,2. Biển hình mái dốc khi. Hình 2.10, Phố chuyén vị mái dốc theo phương X khi. Phổ biến dang tinh đèo mô hình mái dc khi F=1.4. Biến hình mái đốc khi. “oom suse ANS. Phổ chuyển vị mái đốc theo phương X khi F=1,8. Pho biến dang tính dẻo mô hình mai. Phổ chu) jn vj mái đốc theo phương X khỉ.

    Hình L2. Hình dang mặt rượt mái dốc 1.3.3, Két luận về mặt trượt phá hoại kh
    Hình L2. Hình dang mặt rượt mái dốc 1.3.3, Két luận về mặt trượt phá hoại kh

    DISPLACEMENT AN

    TÍNH TOÁN ON ĐỊNH MAI DOC VAI TRÁI DAP CÔNG

    TRINH THỦY ĐIỆN BAC HÀ - LAO CAI. Thông tin chung vé công trình:. Tên công tinh Céng trinh thus dig Bắc Hà. Địa điểm xã Cbe Ly - huyện Bắc Ha - tỉnh Lio Cai. Chủ đầu te Công ty Cổ phin Thuỷ điện Bắc Hà. Tư vấn thiế kế Cong ty tw vin xây đựng Điện 1 Tu vấn thẳm tra. : Viện khoa học Năng lượng. Tư vấn thiết kế BVTC: Công ty cổ phần tư vin LICOGL. i xây lip: Công ty Cổ phần đầu tư xây dựng LICOGI 18. Nhiệm vụ công trình: Cung cấp lưới điện 1I0KV khu vực Lio Cai và vùng lân cận,. ‘hoa vào lưới điện Quốc gia. Công trình thuỷ điện Bắc Hà được xây dựng trên sông Chảy thuộc dia bản xã Cóc Ly - huyện Bắc Hà - tinh Lào Cái, cách thành phố Lào Cai khoảng 30km về phía Đông. Công trình được đưa vào sử dụng năm 2012, với các thông số kỹ thuật như sau:. Cấp công trình và tin suất thiết kế. Công trình thuỷ điện Bắc Hà bao gồm các hạng mục chính: Đập ding, tràn xả lũ, cửa. Tẩy nước và nhà máy thủy điện, cụ thể như sau. Mặt hạ lưu đập được. Đập ding cú kết cấu bể tụng trong lực, phần lừi đập. day đập được bọc bằng bê tông. Các thông số kỹ thuật đập ding. “Trong thân đập bổ trí các hành lang kiểm tra và tiêu nước thắm qua đập, hành lang. khoan phụt xi măng. Giữa các hành lang có bố trí các ống thoát nước theo chiều thẳng. đứng dé tập trung nước thắm dẫn ra ha lưu. Các hành lang khoan phụt và thú nước thấm có chiều rộng 2,5 m, chigu cao 3,0m, Các hình lang đều có lỗi thông ra mật hạ. ưu đập đọc theo mặt tiếp giáp giữa đập với vai đập. Dae theo tuyến dip, đập không trần có bổ trí các khe co ngót nhiệt độ, phần đập trăn. được chia thành 3 khối. Khe co ngét nhiệt độ trong phan bê tông thường ở mặt thượng lưu đập có bổ tí các tắm chống thim bằng đồng hoặc cao su đặc biệt, sau các tim chống là ông thu nước thẩm nổi xuống hành lang tigu nước. “Trần xa lũ có hình thức là trần ophixerop có 4 khoang với cửa van cung kích thước. Đỉnh trụ biên dp trần ở cao. Mặt đập trin được thiết theo kiểu đập. không chân không, mũi phông ở dui tràn có bản kính cong mũi hit. BE mặt trần nước của đập trần được thiết kế với bê tông cốt thép M300. Các thông số chỉnh của đập trin được thể hiện. trong bảng su:. Thông số kỹ thuật Đài [KHI Trsế Ghỉ chú. Chiều rộng tràn m Buin 42. Số khoang tràn. “rong thin đập trân bé trí các hành lang khoan phụt xi ming, hành lang khoan thoát. nước, tiêu nước thân đập nổi liền với các hành lang bổ trí ở đập không trin va có cùng kết cầu với các hành lang ở phn đập không tràn. Cita lẫy nước bằng bê tông cốt thép lấy nước vào tude bin qua 4. đường ông áp lực bằng thép đường kính 5,2m. Hai lỗ nảy được đồng mở bằng 2 cữa van phẳng bánh xe, nâng hạ bằng xi lanh thủy lực. phẳng trượt, nâng hạ bằng cần trục chân đê trong mực nước tĩnh. Kích thước cửa vào. ly nước được bổ tí dang đường cong thuỷ lực để giảm tổn thất cửa vào và cao trinh ngường được đặt đảm bảo lấy nước ổn định, không tạo phễu xoáy trước cửa lẤy nước,. cụ thể như trong bảng sau. Các thông số kỹ thuật cia lấy nước. 1) Kida két elu cia ly nước BTCT. La thành phần chính của công trinh nơi lắp dat 2 tổ máy thủy lực, cũng phn lớn thiết bị công nghệ. Gian máy kiều hở, có lắp đặt cầu trục để lấp đặt và sửa chữa tổ máy,.

    “Thiết bị chính nhà máy bao gồm hai tổ máy có công suất lắp máy 9OMW hai tube bin. Mái đốc vai trái đập thủy điện Bắc Hà ~ Lào Cai nằm trên nền đá, tiếp xúc với nền đá. Mat cất địa chất vai trái đập thủy điện Bắc Hà ~ Lào Cai toán én định mái đốc bằng phần mềm ANSYS.

    Lực dinh và góc ma sit trong ứng với các hệ số huy động cường độ chống cất.

    Hình 32. Vai ri đập thủy điện Bắc Hã ~ Lào Cai 3.2. Kết cấu mái dốc.
    Hình 32. Vai ri đập thủy điện Bắc Hã ~ Lào Cai 3.2. Kết cấu mái dốc.

    MPCHG,7,ALL ALLSEL

    ET,2,SOLID45

    (Thuộc tính vật liệu mái đốc khi hệ số huy động cường độ chống cắt F=1,2).

    TBDATA,1,2.22E5,8.889

    (Phân chia mạng lưới mô hình phần tử hữu hạn) (Thiết lập số phần tử mạng lưới).