Bảng 4.14: Tính chiều dài nước rơ
5.3. Tính toán ổn định đập
5.3.1. Các trường hợp tính toán
Trong phạm vi đồ án chỉ kiểm tra cho mái hạ lưu, cho một trường hợp bất lợi: Thượng lưu là MNLTK, hạ lưu có nước, các thiết bị làm việc bình thường (tổ hợp cơ bản) và kiểm tra cho cung có Kmin với trường hợp TL là MNLTK.
5.3.2. Phương pháp tính toán
Sử dụng phần mêm Geo Slope 2007, tiến hành nhập số liệu và các điều kiện biên, từ đó xác định được hệ số ổn định nhỏ nhất Kminmin và vị trí tâm cung trượt tương ứng.
Bảng 5.5: Bảng chỉ tiêu cơ lý của đất nền, đất đắp
STT Các chỉ tiêu Đất đắp TL Đất đắpHL Đất nền Cát Dămsạn Đá lăngtrụ 1 γk (T/m3) 1.55 1.57 2.38 2 (T/m3) 1.78 1.83 2.38 1.7 1.95 1.9 3 γbh (T/m3) 1.977 1.908 2.42 4 n (%) 5 Cw (KN/m2) 2 2.5 30 0 0 0 6 140 160 36.10 250 270 300 7 Cbh (KN/m2) 1.9 2.3 25 8 φbh 120 130 360 9 K (cm/s) 5*10-8 1*10-7 1*10-6
Mô hình và tính toán trên phần mềm Geo Slope 2007 ta được kết quả:
1.413MNLTK = 105.98 MNLTK = 105.98 Chieu dai 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 C hie u c ao 80 90 100 110 120 130 Hình 5.8: Kết quả tính ổn định mái HL đập (TL: MNLTK, HL = +88.03m) Ta có: Kminmin = 1.413
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 101 Ngành Kỹ thuật công trình
5.3.3. Kiểm tra lại giá trị Kminmin
Theo phương pháp Filennit: tâm trượt nguy hiểm nằm ở lân cận đường MM1
như hv. Điểm M1 được xác định dựa vào góc α, β. Với hệ số mái HL m = 2.75 tra được α = 350, β = 250
Theo phương pháp Fanđêép: khu vực chứa tâm cung trượt là hình cong abcd như hv. Xác định khu vực này như sau: Từ điểm giữa mái đập O kẻ đường thẳng đứng và 1 đường thẳng hợp với mái dốc 850. Cũng từ tâm O kẻ cung tròn bán kính R, r. Bán kính phụ thuộc vào hệ số mái và chiều cao đập. với Hđ = 24.8m, m = 2.75 tra được: R = 53.63m, r = 23.25m.
Kết hợp cả 2 phương pháp trên được phạm vi có khả năng chứa tâm trượt nguy hiểm là đoạn AB. Trên AB ta giả định các tâm trượt O1, O2,… đi qua mép đỉnh lăng trụ, với mỗi đoạn tâm trượt ta tìm được một số ổn định Ki. Dựa vào trị số K tương ứng với mỗi điểm ta vẽ được đường cong biểu diễn trị số K. Đường cong này sẽ cho ta một trị số Kmin ứng với một điểm O bất kỳ. Qua điểm này ta vẽ đường thẳng góc với Kmin mới. Vẽ biểu đồ quan hệ Kmin ta sẽ tìm được trị số Kminmin cho mái đập.
Theo công thức Ghécxêvanốp với giả thiết xem khối trượt là vặt thể rắn, áp lực thấm chuyển ra ngoài thành áp lực thủy tĩnh tác dụng lên mặt trượt và hướng vào tâm.
Chia khối trượt thành các giải có chiều rộng b = , chọn m = 10. Ta có: K =
+ và Cn: góc ma sát trong và lực dính ở đáy dải thứ n + ln: chiều dài đoạn cung trượt đáy dải thứ n
+ Wn: áp lực thấm đáy giải thứ n: Wn = γn.hn.ln
+ hn: chiều cao cột nước, từ đường bão hòa đến đáy giải thứ n, γn=1.0 T/m3
+ Nn và Tn: thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến của trọng lượng giải Gn
Nn = Gncosαn ; Tn = Gnsinαn
+ trọng lượng giải thứ n: Gn = b(∑γi hi)n
Sinh viên: Nguyễn Anh Tuấn Lớp 50C-TH3
( ) ∑ ∑ − +∑ T l C tg Nn Wn ϕn n n
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 102 Ngành Kỹ thuật công trình
Với hi là chiều cao của phần giải tương ứng có dung trọng là γi, γi lấy theo dung trọng tự nhiên đối với đất nền trên đường bão hòa và lấy theo dung trọng bão hòa nước đối với đất dưới đường bão hòa.
sinαn = m
n
; cosαn = ; ln =
Hình 5.9: Sơ đồ tính ổn định mái đập theo Ghécxêvanốp
Các kết quả tính ghi trong PL3, từ các bảng tính ta thu được: Kmin = 1.474 Mái đập đảm bảo an toàn về trượt nếu thỏa mãn hai điều kiện sau:
- Điều kiện ổn định trượt: Kminmin - Điều kiện về kinh tế: Kminmin 1.15* Trong đó:
– hệ số an toàn cho phép về ổn định của mái đập. Theo ‘tiêu chuẩn thiết kế đập đất đầm nén TCVN8216-2009’, với công trình cấp II ta có: = 1.3
Vậy ta thấy: = 1.3 < Kminmin = 1.474 < 1.15* = 1.495.
Kết luận: Công trình đảm bảo ổn định, kích thước đập chọn là hợp lý.