Ảnh hưởng của chuyển vị thõn tường đối với ỏp lực- 123docz.net

b. Xỏc định ma trận độ cứng của mỗi phần tử

3.2.1. Ảnh hưởng của chuyển vị thõn tường đối với ỏp lực đất

Khi tường chắn đṍt dịch chuyờ̉n vờ̀ phía trước, áp lực đṍt dõ̀n dõ̀n giảm nhỏ đi đờ́n trị sụ́ nhỏ nhṍt – áp lực đṍt chủ đụ̣ng, còn khi tường ép vờ̀ phía đṍt lṍp thì áp lực đṍt dõ̀n dõ̀n tăng lờn cho đờ́n trị sụ́ lớn nhṍt – áp lực đṍt bị đụ̣ng. Vọ̃y thì, áp lực đṍt biờ́n đụ̉i theo chuyờ̉n vị của tường chắn đṍt, suy cho cùng sẽ là như thờ́ nào ? Thí nghiợ̀m cho thṍy: khi chuyờ̉n vị ở phõ̀n đỉnh của tường bằng 0,1% -0,5% đụ̣ cao của tường, áp lực đṍt của đṍt có tính cát sẽ giảm thṍp tới áp lực đṍt chủ đụ̣ng; Đṍt lṍp tính cát muụ́n đạt đờ́n áp lực đṍt bị đụ̣ng thì chuyờ̉n vị ở phõ̀n đỉnh của tường chắn đṍt sẽ phải lớn hơn nhiờ̀u, ước đờ́n bằng 5% chiờ̀u cao của tường hoặc lớn hơn nữa.

Ảnh hưởng của chuyờ̉n vị tường chắn đụ́i với áp lực đṍt đại thờ̉ có mṍy loại tình huụ́ng sau đõy:

- Khi đỉnh tường cụ́ định, đõ̀u dưới tường dịch chuyờ̉n ra phía ngoài, áp lực đṍt có hình parabol (hình 3.9a).

- Khi hai đõ̀u trờn và dưới tường cụ́ định nhưng phõ̀n giữa tường thì vụ̀ng ra phía ngoài, áp lực đṍt có hình yờn ngựa (hình 3.9b).

- Khi tường dịch chuyờ̉n song song ra ngoài, áp lực đṍt có hình parabol (hình 3.9c).

- Khi tường nghiờng ra phía ngoài, quay theo trung tõm của đoạn dưới tường sẽ gõy ra áp lực đṍt chủ đụ̣ng bình thường (hình 3.9d).

- Chỉ khi tường chắn hoàn toàn khụng dịch chuyờ̉n mới có thờ̉ sinh ra áp lực đṍt tĩnh (hình 3.9e).

P a ra b o l P a ra b o l a) b) c) d) e)

Hỡnh 3.24 Biến đổi khỏc nhau của thõn tường gõy ra sự khỏc nhau về ỏp lực đất

Mụ̣t sụ́ kỹ sư Nhọ̃t Bản kiờ́n nghị: nờn căn cứ vào biờ́n dạng của thõn tường đờ̉ tiờ́n hành điờ̀u chỉnh tăng giảm áp lực đṍt tác đụ̣ng lờn thõn tường. Giả định là đṍt 2 bờn của tường ở trạng thái biờ́n dạng đàn hụ̀i, rụ̀i dùng phương pháp hợ̀ sụ́ nờ̀n của Winkler đờ̉ tính áp lực đṍt lờn tường.

Khi xem nờ̀n đṍt là hoàn toàn khụng dịch chuyờ̉n vị hình 3.10a, hai bờn tường tính là áp lực đṍt tĩnh p0. . . a) b) p0α p0β pm< pa pm> pa pm< pp pβ pα ppα ppβ δ -k δ k

Khi tường chịu ngoại lực và sinh ra biờ́n dạng, nờ́u lượng chuyờ̉n vị ngang của bṍt cứ mụ̣t điờ̉m nào đó của tường là δ thì áp lực đṍt p tác đụ̣ng vào m, cạnh α bị chèn ép như trong hình 3.10b ( tức cạnh bị đụ̣ng), sẽ tăng thờm trị sụ́ là Khδ, Kh là hợ̀ sụ́ nờ̀n nằm ngang của nờ̀n đṍt của tường, vọ̃y thì áp lực đṍt của cạnh này là:

0 h

pα = +p K δ (Cụng thức 3.49)

Trong đó:

pa – cường đụ̣ áp lực đṍt hướng ngang ở vị trí tính toán tác đụ̣ng vào tường p0 – cường đụ̣ áp lực đṍt tĩnh ở cùng mụ̣t vị trí tính

Kh – hợ̀ sụ́ nờ̀n nằm ngang của nờ̀n đṍt của tường δ – lượng chuyờ̉n vị ngang của tường ở vị trí tính toán.

Ở phía cạnh, đṍt tơi xụ́p ra, tức cạnh β trong hình ( cạnh chủ đụ̣ng), áp lực đṍt sẽ giảm đi với trị sụ́ là Khδ, vọ̃y thì áp lực đṍt ở cạnh này là:

0 h

pβ = −p K δ (Cụng thức 3.50)

Trong đó:

pβ – cường đụ̣ áp lực đṍt nằm ngang chủ đụ̣ng tác đụ̣ng ở vị trí tính toán trờn tường.

Tuỳ thuụ̣c vào sự tăng của chuyờ̉n vị, áp lực đṍt bị đụ̣ng cũng tăng lờn dõ̀n, nhưng khi đạt đờ́n trạng thái nào đó, trị δ tăng thờm nhưng áp lực đṍt khụng tăng thờm nữa, thì áp lực đṍt ở trị sụ́ giới hạn này được gọi là áp lực đṍt bị đụ̣ng. Tương tự, áp lực đṍt nằm ngang chủ đụ̣ng cũng giảm nhỏ dõ̀n tuỳ thuụ̣c vào sự tăng thờm của chuyờ̉n vị, cho đờ́n mụ̣t trị giới hạn nào đó, trị δ tuy tăng lờn nhưng áp lực đṍt lại khụng giảm nhỏ đi, thì trị giới hạn này được gọi là áp lực đṍt chủ đụ̣ng, dùng cụng thức đờ̉ thức hiợ̀n là:

Cạnh bị đụ̣ng: 0 h p pα = +p K δ < p (Cụng thức 3.51) Cạnh chủ đụ̣ng: 0 h a pβ = −p K δ > p Trong đó:

pp – cường đụ̣ áp lực đṍt bị đụ̣ng của tường ở vị trí tính toán. pa- cường đụ̣ áp lực đṍt chủ đụ̣ng của tường ở vị trí tính toán.

Áp dụng phương pháp này đờ̉ hiợ̀u chỉnh áp lực đṍt, thường phải tính đi tính lại nhiờ̀u lõ̀n mới có thờ̉ dõ̀n dõ̀n thu được kờ́t quả tương đụ́i hợp lí.

Áp lực đṍt tĩnh giảm dõ̀n cho đờ́n áp lực đṍt chủ đụ̣ng hoặc tăng lờn cho đờ́n áp lực đṍt bị đụ̣ng cõ̀n thiờ́t phải có tường cứng dịch sang ngang hoặc là quay. Brich – Hansen đã kiờ́n nghị đờ̉ định lượng δ của loại chuyờ̉n vị này là:

Với áp lực đṍt chủ đụ̣ng:

δa = 0,001H (Cụng thức 3.52)

Với áp lực đṍt bị đụ̣ng:

δp = 0,01H

Trong đó:

H – chiờ̀u cao của tường.

Chu dong Bi dong

Bi dong Chu dong

Hỡnh 3.26 Biến dạng của thõn tường khi xuất hiện ỏp lực chủ động và bị động a) Trạng thỏi ứng suất chủ động và bị động do chuyển vị ngang của thõn tường gõy ra

b) Khi thõn tường quay quanh chõn tường

Chuyờ̉n vị cõ̀n thiờ́t ở đỉnh tường đờ̉ sinh ra áp lực đṍt chủ đụ̣ng và bị đụ̣ng trong đṍt cát và đṍt sét cho ở bảng

Loại đṍt Trạng thái ứng suṍt Hình thức chuyờ̉n dịch Chuyờ̉n vị cõ̀n thiờ́t Đṍt cát Chủ đụ̣ng

Chủ đụ̣ng Bị đụ̣ng Bị đụ̣ng

Song song với thõn tường Quay quanh chõn tường Song song với thõn tường Quay quanh thõn tường

0,001H 0,001H 0,05H >0,01H Đṍt sét Chủ đụ̣ng Song song với thõn tường 0,004H

Chủ đụ̣ng Bị đụ̣ng

Quay quanh chõn tường 0,004H

Bảng 3.8 Chuyờ̉n vị cõ̀n thiờ́t ở đỉnh tường sinh ra áp lực đṍt chủ đụ̣ng và bị đụ̣ng

Căn cứ vào sụ́ liợ̀u trờn, với các kờ́t cṍu chắn giữ hụ́ móng thụng thường, chuyờ̉n vị thõn tường cõ̀n có đờ̉ đủ sinh ra áp lực đṍt chủ đụ̣ng tương đụ́i dờ̃ xuṍt hiợ̀n, còn sụ́ lượng chuyờ̉n vị đờ̉ đủ sinh ra áp lực đṍt bị đụ̣ng thì tương đụ́i lớn, thường thường là thiờ́t kờ́ khụng cho phép. Do đó, trước khi lựa chọn phương án tính toán, rṍt cõ̀n thiờ́t phải tính đờ́n tình huụ́ng vờ̀ mặt biờ́n dạng này, khi trong tính toán có tính đờ́n cõn bằng giới hạn thì điờ̀u này là cực kì quan trọng.

Ảnh hưởng của chuyển vị thõn tường đối với ỏp lực đất

phương phỏp ỏp lực nước đất tớnh chung

Biểu đồ điều ỏp lực đất điều chỉnh