- Với đập làm bằng vật liệu địa phương thì khi mái dốc và hệ số mái tăng thì đập càng tăng sự ổn định Nhưng nếu đập càng lớn thì chi phí xây dựng đập sẽ càng lớn
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM
r1 0(m) r 2 270 (m)
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM
GEO - SLOPE là một bộ phần mềm chương trình máy tính để giải các bài toán địa kỹ thuật, do công ty GEO-SLOPE International Ltd của Canađa sản xuất. Cho đến thời điểm hiện nay, bộ chương trình này đã được trên 100 nước trên thế giới sử dụng và được đánh giá là bộ chương trình mạnh nhất, nó gồm có 7 MODUL sau: MODUL 1 (SEEP/W) : Phân tích thấm trong môi trường đất.
MODUL 2 (SIGMA/W) : Phân tích ứng suất - Biến dạng. MODUL 3 (SLOPE/W) : Phân tích ổn định mái dốc.
MODUL 4 (STRAN/W) : Phân tích vận chuyển vật ô nhiễm. MODUL 5 (TEMP/W) : Phân tích địa nhiệt.
MODUL 6 (QUAKE/W) : Phân tích bài toán động đất . MODUL 7 (VADOSE/W) : Phân tích bốc hơi
SEEP/W: Là một phần mềm giải bài toán thấm theo phương pháp phần tử hữu hạn, có thể dùng để mô hình hóa phân bố chuyển động của dòng thấm và phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong môi trường đất dưới tác động của cột nước hay tải trọng. Do sử dụng công thức tổng quát, chương trình có thể phân tích được các bài toán thấm từ đơn giản đến phức tạp như thấm ổn định trong môi trường bão hòa, thấm ổn định và không ổn định trong môi trường đất không bão hòa.
Khi ghép nối với các MODUL khác như SLOPE/W, SIGMA/W, CTRAN/W thì hệ MODUL này có thể phân tích tổng hợp hơn ảnh hưởng của áp lực nước lỗ
cố kết một hay hai chiều ghép đôi hoặc phân tích vận chuyển vật ô nhiễm. Do đó có thể áp dụng rất tốt để tính toán - thiết kế hay công tác nghiên cứu những vấn đề liên quan tới thấm và áp lực nước lỗ rỗng.
SLOPE/W là phần mềm dùng lý thuyết cân bằng giới hạn để giải tìm hệ số an toàn ổn định của mái đất đá. Chương trình có thể lựa chọn nhiều phương pháp khác nhau để tính tìm hệ số an toàn, phân tích các bài toán có điều kiện về tải trọng, phân lớp đất với các dạng hình học từ đơn giản đến phức tạp.
Trong phần chuyên đề kỹ thuật này chỉ sử dụng MODUL 3 (SLOPE/W) trong bộ GEO-STUDIO để tính ổn định cho các trường hợp đã chọn.
Các khả năng của SLOPE/W: Mô hình hoá phương pháp phân tích (Bishop, Janbu, ordinary, Spencer, theo lý thuyết xác suất)
Mô hình hoá mặt trượt.
Mô hình hoá các điều kiện áp lực nước lỗ rỗng. Mô hình hoá neo và tải trọng ngoài.
Mô hình hoá đất không bão hoà.
I.Mục đích và các trường hợp tính trong chuyên đề.
- Dùng phần mềm Geo Studio 2004 (SLOPE) tính toán ổn định cho đập, từ phần mềm sau khi nhập các dữ liệu và cho chạy xuất kết quả để có được:Kmin
-Tính toán cho hai trường hợp tại mặt cắt tại giữa lòng sông.
+ Trường hợp thấm qua đập với mực nước dâng bình thường ZDBT = +44,405 m hạ lưu có thiết bị thoát nước lăng trụ và không có nước.
+ Trường hợp nước trong hồ rút đột ngột từ mực nước dâng bình thường về tới mực nước chết theo hàm thời gian.Với ZMNC = 36,5 m.
II.Các dữ liệu đã có và các bước tính toán
-Mô hình kích thước mặt cắt đập MNDBT +49,45 m +38 m +29 m MNC
Cao trình đặt lăng trụ thoát nước hạ lưu +29 m, bên phải lăng trụ hệ số mái m=2,0 bên trái hệ số mái m=1,5.
Cao trình đỉnh đập Zdd = +49,2 m, mái thương lưu có m = 3,5. Cao trình đáy đập Zđay = +23 m
Chiều dày tầng thấm T = 9,5 m
Các chỉ tiêu của đất đắp đập ,đá lăng trụ , đất nền có trong bảng dưới đây: Chỉ tiêu cơ lý Đất đắp đập Đất nền Đá lăng trụ
Dung trọng (T/m3) 1.86 1.76 2.5
Lực dính C(T/m2) 2.5 2.4 0
Góc ma sat trong(độ) 20 22 45
Hệ số thấm k (m/s) 6E-07 1E-06 1E-04
Các bước thiết lập tính toán ổn định trượt bằng SLOPE/W với MNDBT rút xuống MNC
Copy file ảnh từ phần mềm Autocad sang phần mềm Geoslope.
+ Trong phần mềm Autocad 2007 ta chọn đối tượng để tạo file ảnh→ file→ export. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Hộp thoại export data xuất hiện. Trong hộp thoại ở mục file name là tên của ảnh, ở mục file of type ta chọn metafile (*.wmf).
-Xác định vùng làm việc
• Đặt kích thước trang làm việc trong phần mềm Geoslope.
+ Trong phần mềm Geoslope, ta chọn model slope/w bằng cách kích vào mục create a slope/w analysis.
+ Trong model slope/w để đặt kích thước khổ giấy, trên thanh công cụ chọn mục set→ page, xuất hiện hộp thoại page.
+ Trong hộp thoại page mục units ta chọn đơn vị là mm.
+ Trong hộp thoại page mục working area: Chọn khổ giấy A4 với width là 297 mm, height 210 mm.
• Lập tỷ lệ cho bài toán.
+ Trong model slope/w để đặt tỷ lệ, trên thanh công cụ chọn mục set→ scale xuất hiện hộp thoại scale
+ Trong hộp thoại scale mục engineering units chọn đơn vị là meters. + Trong hộp thoại scale mục problem extents ta chọn các kích thước max, min của khổ giấy.
+ Chọn ok.
• Lập khoảng ô lưới.
+ Trên thanh công cụ chọn mục set→ grid, xuất hiện hộp thoại grid + Trong hộp thoại grid chọn các mục display grid, snap to grid. + Chọn ok.
-Lưu bài toán
+ Từ thanh công cụ chọn mục File→ Save, xuất hiện hộp thoại save as + Trong hộp thoại save as trong mục file name ta viết tên file cần lưu và nhấn save.
-Phác họa bài toán
• Phác họa bài toán, xuất ảnh từ file cad đã lưu.
+ Trong model slope/w, trên thanh công cụ chọn mục File→ Import picture, xuất hiện hộp thoại import picture.
+ Trong hộp thoại import picture ở mục file of type chọn windows metafile (*.wmf) + Trong mục file name ta chọn tên file ảnh cần cop từ Autocad sang Geoslope. + Sau đó trên màn hình của phần mềm Geoslope tích điểm cần dán ảnh vào.
-Xác định phương pháp phân tích
+ Trên thanh công cụ chọn mục Keyln→ Analysis settings, xuất hiện hộp thoại Analysis settings
+ Trong hộp thoại Analysis settings, chọn mục Method, chọn tiếp only Bishop, Ordinary and Janbu.
+ Chọn mục Slip Surface, trong đó phần Direction of movement chọn Left to Right. Phần Slip Surface Option chọn Grid and Radius.
-Khai báo vật liệu
+ Trên thanh công cụ chọn mục Keyln→ Material properties, xuất hiện hộp thoại keyln material properties.
+ Trong hộp thoại này ở mục matl ta đánh số thứ tự vật liệu + Trong mục Strength Model chọn Mohr-Coulomb.
+ Trong mục Description viết loại đất, vật liệu. + Trong mục Color chọn màu của vật liệu.
+ Trong mục Unit Weight ta ghi trọng lượng của vật liệu. + Trong mục Cohesion ta ghi lực dính đơn vị của loại vật liệu. + Trong mục Phi ta ghi góc ma sát trong của loại vật liệu.
+ Khi khai báo xong các loại vật liệu ta nhấn OK.
-Vẽ các đường bao vật liệu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Trên thanh công cụ vào Draw→ Region. Sau đó ta vẽ đường bao vật liệu + Sau mỗi lần bao xong một loại vật liệu hộp thoại Region Properties xuất hiện. + Trong hộp thoại Region Properties:
Chọn mục Material→ Material Type ta chọn loại vật liệu tương ứng với vùng vừa bao.
Kết thúc mỗi lần khai báo ta nhấn Close.
-Vẽ đường bão hòa
+ Trên thanh công cụ vào Draw→ Initial Water Table, xuất hiện hộp thoại Draw Initial Water Table. Nhấn nút OK ta sẽ bắt đầu thực hiện thao tác vẽ đường mực nước ngầm, kích chuột phải để kết thúc thao tác.
+ Trong mục Line # ta chọn tải trọng này là thứ tự
+ Trong mục Unit Weight ta ghi trọng lượng của tải trọng.
-Trang trí thêm cho bài tính
+ Vẽ trục tọa độ : Sketch / Axes… + Dán nhãn cho vật liệu : Sketch / Text
-Vẽ lưới chứa tâm cung trượt và vùng bán kính cung trượt
+ Trên thanh công cụ vào Draw→ Slip Surface→ Radius để vẽ vùng bán kính cung trượt.
+ Trên thanh công cụ vào Draw→ Slip Surface→ Grid để vẽ vùng tâm cung trượt. 38 49.2 29 MNDBT MNC 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105
Hình 12.1: Mô hình bài toán hoàn chỉnh -Kiểm tra lỗi bài toán
+ Trên thanh công cụ vào Tool → Verify, hộp thoại Veryfi Data xuất hiện và chọn Verifi. Hộp thoại sẽ thông báo số lỗi và vị trí có lỗi của bài toán để ta biêt. Kết thúc bằng Done.
+ Chạy bài toán: Trên thanh công cụ vào Tool → Solve → Start, phần mềm sẽ cho ta kết quả theo 3 phương pháp Ordinary, Bishop, Janbu. Kết thúc ta đóng hộp thoại.
III.Kết quả:
+ Trên thanh công cụ chọn Window → Contour
+ Để vẽ các vùng tâm cung trượt nguy hiểm quanh tâm trượt trên thanh công cụ vào Draw→ Contours, xuất hiện hộp thoại Draw Contours.Các thông số được thể hiện trong hình sau:
-Tính toán ổn định mái đập 2.833 38 49.2 29 MNDBT MNC 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 Hình 12.2: Tính toán ổn định mái đập IV.Kết luận.
Phần tính ổn định qua phần mềm thấm (SLOPE) giúp chúng ta thấy được: +Với thượng lưu là MNDBT:Kmin=2.090
+Với thượng lưu MNDBT rút đột ngột xuống MNC:Kmin=2.833 Công trình vẫn đảm bảo an toàn.
KẾT LUẬN
Sau 14 tuần làm đồ án với sự nỗ lực của bản thân, sự chỉ bảo tận tình của cô giáo Ths. Nguyễn Mai Chi và sự quan tâm giúp đỡ của trường Đại học Thủy Lợi, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời hạn với đề tài “ Thiết kế hồ chứa nước Khe Thị – Phương án 3” .
Thời gian làm đồ án tốt nghiệp là một dịp tốt để em hệ thống lại kiến thức đã học, đồng thời vận dụng lý thuyết đã học vào thực tế, làm quen với công việc của một kĩ sư thiết kế thủy lợi. Những điều đó đã giúp em có thêm kiến thức và hành trang chuyên ngành để chuẩn bị cho tương lai. Mặc dù, đã cố gắng hết sức nhưng vì nắm bắt thực tế còn hạn chế nên em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến và giúp đỡ của các thầy cô giáo, để cho đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn cô giáo Ths. Nguyễn Mai Chi đã nhiệt tình hướng dẫn giúp em hoàn thành tốt đồ án này. Em xin chân thành cảm ớn các thầy, cô giáo trường Đại học Thủy Lợi đã tận tình giảng dạy, trao đổi kiến thức, tri thức, đạo đức trong suốt những năm học tại trường.
Hà Nội, ngày 05 tháng 1 năm 2014 Sinh viên thực hiện