Để xỏc định được mỏi dốc hợp lý ta phải xỏc định được hệ số an toàn nhỏ nhất ứng với cung trượt nguy hiểm nhất.
11.5.6.1. Xỏc định tõm cung trượt nguy hiểm nhất
Để xỏc định vựng giới hạn tõm trượt nguy hiểm nhất ta kết hợp hai phương phỏp sau:
Phương phỏp Filennớt :
Tõm cung trượt nằm lõn cận đường MM1, M và M1 được xỏc định như sau: M : Cỏch chõn đập hạ lưu một khoảng 4,5Hđập = 4,5.(48-25) = 103,5 m
M1: Được xỏc định bởi α và β, ứng với độ dốc trung bỡnh mỏi hạ lưu mh = 3 tra bảng (6-5) trang 146- Giỏo trỡnh thủy cụng 1, cú : ; .
Theo phương phỏp Fanđờộp:
- Tỡm trung đoạn I của mỏi hạ lưu mh. - Dựng 2 đường thẳng :
+ Đường thẳng đứng qua I vuụng gúc với nền. + Đường thẳng qua I tạo với mỏi hạ lưu 1 gúc 850.
- Xỏc định r và R (phụ thuộc vào mh và Hđ). Với hệ số mỏi mh = 3và chiều cao đập Hđ = 23 m tra bảng (6-6) trang 147 - Giỏo trỡnh thủy cụng tập I, ta cú :
-Từ tõm I vẽ cỏc đường trũn bỏn kớnh r và R.
-Diện tớch hỡnh thang cong abcd sẽ chứa tõm cung trượt nguy hiểm.
→Kết hợp cả 2 phương phỏp ta tỡm được phạm vi cú khả năng chứa tõm cung trượt là đoạn AB 3m X 35° 25° Hd 4,5 hd B M M1 85° 5290 2300 A B
Hỡnh 11.5.6.1..1.1.1.Sơ đồ xỏc định vựng tõm cung trượt nguy hiểm nhất
11.5.6.2. Xỏc định hệ số an toàn cho một cung trượt bất kỡ:
Trờn đoạn AB ta giả định cỏc tõm O1, O2, O3... và vạch cỏc cung trượt đi qua một điểm B1 ở chõn đập và mỏi đập. Tiến hành tớnh toỏn hệ số ổn định K1, K2, K3...
tương ứng cho cỏc cung đú. Vẽ được biểu đồ quan hệ tương ứng giữa K ~ O, Xỏc định được giỏ trị Kmin ứng với cỏc tõm O trờn đường MM1.
Từ vị trớ cú Kmin đú kể N – N vuụng gúc với MM1, trờn đú lấy cỏc tõm O’i khỏc, tớnh Kat tương ứng và vẽ được biểu đồ K ~ O’ ta xỏc định được trị số Kmin và cũng là trị số Kmin của điểm B1.
Tớnh toỏn tương tự với cỏc điểm Bi ở chõn đập và ta tỡm ra hệ số Kmin tương ứng. Vẽ biểu đồ quan hệ Kmin ~ Bi, ta xỏc định được hệ số Kmin min.
Do khối lượng tớnh toỏn lớn nờn trong đồ ỏn này em tớnh toỏn ổn định bằng tay cho một điểm B1 của mặt cắt lũng sụng đó tớnh toỏn thấm ở trờn, cũn đối với cỏc mặt cắt thỡ ỏp dụng phần mềm tớnh toỏn Geo-slope để tớnh toỏn giỏ trị Kminmin.
Trỡnh tự xỏc định hệ số an toàn K cho một cung trượt bất kỡ:
Theo phương phỏp mặt trụ trũn, cú 3 cụng thức cơ bản để xỏc định hệ số an toàn K, sự khỏc nhau giữa cỏc cụng thức chủ yếu là xỏc định ỏp lực thấm. Ở đồ ỏn này sẽ tớnh ỏp lực thấm theo cụng thức Ghecxờvanụp, giả thiết xem khối trượt là một vật thể rắn và như thế cú thể chuyển ỏp lực thấm thành ỏp lực thủy tĩnh tỏc dụng lờn mặt trượt và hướng tõm.
Xột một đoạn đập cú độ dài thõn đập 1m gồm: đất nằm trờn, dưới đường bóo hũa và ở trong nền cú cỏc chỉ tiờu cơ lớ lần lượt là:
Gúc ma sỏt trong
Lực dớnh đơn vị C1, C2, C3 Trọng lượng riờng , , .
Trỡnh tự tớnh toỏn
Bước 1: Từ mặt cắt ngang của đập ở phần lũng sụng, vẽ :
-Đường bóo hũa theo tọa độ đó xỏc định ở phần tớnh thấm cho mặt cắt lũng sụng.
-Vẽ 1 cung trượt tõm Oi bỏn kớnh OiB1.
Bước 2: Chia khối đất thành cỏc dải thẳng đứng cú chiều rộng cỏc dải bằng
nhau, bề rộng mỗi dải sơ bộ tớnh như sau: , trong đú: R: Bỏn kớnh của cung trượt (m). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
m: Số nguyờn, nờn chọn m = 10, 20 dải.
Đường OiO chia chiều rộng của dải số 0 ra làm hai phần bằng nhau và được đỏnh số thứ tự như hỡnh vẽ.
Bước 3: Xỏc định trọng lượng đất của cung trượt.
Trọng lượng của 1 dải đất: Gn = b(Σγi.hi)
Trong đú:
i : Dải đất thứ i.
: Trọng lượng riờng của loại đất thứ n tại dải thứ i.
Zn: Chiều dày trung bỡnh của loại đất(đỏ) thứ n tại dải thứ i.(n=1,2,3).
Dời lực Gi xuống đỏy mặt trượt tại Ti rồi phõn tớch thành hai thành phần lực: Theo phương tiếp tuyến :
Theo phương phỏp tuyến :
Với gúc hợp Gi và O1Hi : và
Lực phỏp tuyến gõy nờn lực ma sỏt cú tỏc dụng chống trượt với gúc ma sỏt trong của loại đất n tại mặt trượt.
Lực tiếp tuyến là lực gõy trượt, xột cho cả cung trượt: T= , S= .
Bước 4: Xỏc định lực dớnh, cú tỏc dụng chống trượt.
Tớnh cho 1 dải: với li= . Cn : Lực dớnh đơn vị của loại đất thứ n tại mặt trượt dải thứ i.
li : Chiều dài đoạn cung trượt tại đoạn thứ i.
Tớnh cho cả cung trượt: F= .
Bước 5: Xỏc định ỏp lực thấm tham gia đẩy trượt mỏi dốc sử dụng cụng thức của Ghộcxờvanốp.
Tớnh cho 1 dải: : Trọng lượng riờng của nước.
Tớnh cho cả cung trượt:
Áp lực thấm cựng phương ngược chiều với lực phỏp tuyến N→ ỏp lực thấm gõy nờn lực chống trượt cú giỏ trị là: Wi.
Bước 6: Xỏc định hệ số an toàn K. Ta cú kết quả sau 20 83 -3 500 300 300 MNLTK = +45,83 MNHL MAX = +27 +48 3m H1 L L Y X h2 01 5540 0 -1 -2 1 2 3 4 5 6 7 Sơ đồ tớnh toỏn ổn định tõm 01
Bảng 11.5.6.2..1.1. Bảng tớnh toỏn Kmin ứng với tõm 01
dải γ0 h0 γ1 h1 Gn Sinαn Cosαn Tn Nn hn Wn Cn Cn.ln ϕn tgϕn
(Nn-Wn). tgϕn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 (n) (T/m3) (m) (T/m3) (m) (m) (T/m3) -3 1.8 0.9 4 1.96 0 9.37 -0.3 0.954 -2.81 8.94 0.00 0 2.93 17.02 19.3 0.350 3.13 -2 1.8 1.6 1.96 2.48 42.88 -0.2 0.980 -8.58 42.02 2.48 14 2.2 12.44 17.0 0.306 8.56 -1 1.8 1.0 2 1.96 5.6 70.98 -0.1 0.995 -7.1 70.62 5.60 31.2 2.2 12.25 17.0 0.306 12.06 0 1.8 0.9 9 1.96 7.61 92.50 0 1.000 0 92.50 7.61 42.2 2.2 12.19 17.0 0.306 15.39 1 1.8 1.2 3 1.96 8.81 107.93 0.1 0.995 10.8 107.39 8.81 49.1 2.2 12.25 17.0 0.306 17.83 2 1.8 0.7 2 1.96 9.26 107.73 0.2 0.980 21.5 105.55 9.26 52.4 2.2 12.44 17.0 0.306 16.26 3 1.8 1.4 0 1.96 8.99 111.58 0.3 0.954 33.5 106.44 8.99 52.2 2.2 12.78 17.0 0.306 16.58 4 1.8 2.1 6 1.96 8.00 108.41 0.4 0.917 43.4 99.36 8.00 48.4 2.2 13.30 17.0 0.306 15.59 5 1.8 3.0 1 1.96 6.20 97.34 0.5 0.866 48.7 84.30 6.20 39.7 2.2 14.07 17.0 0.306 13.65 6 1.8 3.9 2 1.96 3.48 76.88 0.6 0.800 46.1 61.50 3.48 24.1 2.2 15.24 17.0 0.306 11.44 7 1.8 4.4 9 1.96 0.00 44.77 0.7 0.714 31.3 31.98 0.00 0 2.93 22.73 19.3 0.350 11.20 Σ 217 810.6 353 156.7 141.7
Cột 1 : Số thứ tự dải
Cột 2 : Dung trọng tự nhiờn của đất đắp đập
Cột 3 : Chiều cao dải đất đắp đập trờn đường bóo hũa Cột 4 : Dung trọng bóo hũa của đất đắp đập
Cột 5 : Chiều cao dải đất đắp đập dưới đường bóo hũa Cột 6 : Trọng lượng của 1 dải đất thứ i : Gn = b(Σγi.hi)
Cột 7 : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cột 8 :
Cột 9 : Thành phần lực theo phương tiếp tuyến của Gi :
Cột 10: Thành phần lực theo phương phỏp tuyến của Gi :
Cột 11: Chiều cao cột nước tớnh từ đường bóo hũa tới điểm đang xột nằm ở mặt trượt.
Cột 12 : Xỏc định ỏp lực thấm tham gia đẩy trượt mỏi dốc sử dụng cụng thức
của Ghộcxờvanốp:
Cột 13 : Lực dớnh đơn vị của loại đất thứ n tại mặt trượt dải thứ i.
Cột 14 : Lực dớnh của dải thứ I,
Cột 15: Gúc ma sỏt trong của loại đất đỏy dải Cột 16 : Hệ số ma sỏt của dải đất thứ i. Cột 17 : Hiệu số (Ni-Wi).tgϕι
Tớnh toỏn theo phương phỏp này khối lượng tớnh rất lớn nờn ta chỉ tớnh được Kmin Cỏc kết quả khỏc được tớnh tại phụ lục 5
500 300 300 300 MNLTK = +45,83 MNHL MAX = +27 +48 3m H1 L L Y X h2 O1
Hỡnh 11.5.6.2..1.1.1.Sơ đồ giỏ trị Kmin1
Số liệu tớnh toỏn và cỏc hỡnh vẽ minh hoạ cho tớnh toỏn được tớnh chi tiết trong
Phụ lục 6
Bảng 11.5.6.2..1.2. Bảng tớnh Kmin theo phương phỏp cung trượt trụ trũn
Thứ tự Tõm Kmin 1 O1 1,38 2 O2 1,47 3 O3 1,42 4 O4 1,59 5 O5 1,41
Kết quả tớnh toỏn bằng theo phương phỏp mặt trượt trụ trũn ta được giỏ trị Kmin của điểm đỉnh lăng trụ thoỏt nước ta được Kmin = 1,38.