Chơng V: thiết kế đập đất
5.2.4 tính toán cụ thể cho từng trờng hợp.
Nh dẫ trình bày ở trên, nhiệm vụ của tính toán ổn định là tìm đợc hệ số ổn định nhỏ nhất Kmim vì vậy ta phải giả thiết nhiều cung trợt đi qua các điểm khác nhau, có bán kính khác nhau và tìm ra cung trợt có hệ số ổn định nhỏ nhất Kmimmim.
1. Tìm vùng cung trợt nguy hiểm nhất(tìm sơ bộ). a.phơng pháp Filenit.
Tâm trợt nguy hiểm nhất nằm ở lân cận đơng MM1 nh trên hình vẽ các trị số α,β phụ thuộc vào độ dốc mái.
Với m =2.5⇒tra bảng 4.1 giáo trình thuỷ công tập 1 ta có α= 35o,β =25o.
b.Phơng pháp phendeep:
tâm trợt nguy hiểm nhất nằm ở lân cận hình thang cong abcd nh hình vẽ cách xác định nh sau:
với m =2.5, Hđ=15.7m.
tra bảng 4.2 giáo trình thuỷ công tập 1 ta có:
d H R =2.025 ⇒ R =31.79m. d H r = 0.875 ⇒ r = 13.74m.
T ừ điểm giửa của mái ta kẻ một đờng thẳng đứng và một đờng hợp với mái dốc một góc 85o cũng từ đó làm tâm quay các cung tròn có bán kính R và r theo phơng pháp này tâm cung trợt nguy hiểm nhất là vùng abcd .
Kết hợp cả hai phơng pháp ta tìm đợc phạm vi có khả năng chứa ciung trợt nguy hiểm nhất là đoạn AB.
2. Cách xác định hệ số ổn định kmimmim.
Trên đoạn AB ta giả định các tâm O1, O2, O3 … vạch các cung trợt đi qua điểm B1 ở chân đập, tiến hành tính hệ số an toàn ổn định K1, K2, K3 … cho các cung trợt tơng ứng. Vẽ biểu đồ quan hệ giữa Ki và vị trí tâm Oi ta xác định đợc hệ số Kmim ứng với tâm O trên đờng MM1. Trên đờng NN ta lại lấy các tâm O khác vạch các cung qua điểm B1 ở chân đập tính K ứng với các cung này. vẽ biểu đò K theo tâm O ta xác định đợc trị số Kmim ứng với điểm B1 ở chân đập.
Với các điểm B2, B3 ở mặt nền hạ lu đập bằng cách tơng tự ta cũng tìm đợc hệ số Kmim tơng ứng. Vẽ biểu đồ quan hệ Kmim với các điểm ra của cung Oi ta tìm đợc hệ số an toàn nhỏ nhất Kmimmim cho mái đập.
Ngoài ra ta cũng tính hệ số Kmim cho các điểm trên mái hạ lu.
3.Xác định hệ số Kmim cho điểm B1 ở chân đập.
Các bớc xác định hệ số K1.
Trên đoạn AB lấy điểm O1, R1⇒xác định đợc cung trợt (1)theo phơng pháp Ghecxevanop với giả thiết khối trợt là vật thể rắn cung trợt là một lăng trụ tròn, áp lực thấm đợc truyền ra ngoài thành áp lực thuỷ tỉnh tác dụng lên mặt trợt và hớng vào tâm.
Chia khối trợt thành n dải có hệ số là b(m) b = R/m. Trong đó: R bán kính cung trợt. m số nguyên 10, 20… Ta có công thức tính nh sau: K = n i i i n n T l C tg ) W N ( Σ Σ + ϕ − Σ . Trong đó:
ϕi,Ci là góc ma sát trong, lực dính đơn vị ở đấy của dải thứ n. Nn = Gncosαn.
Tn = Gnsinαn. Gn = b(ΣγiZi).
γi: dung trọng tự nhiên hoạc dung trọng bảo hoà của đất thuộc dải. Zi: chiều cao phần đất thuộc dải ứng với γi.
để thuận tiện ta lập thành bảng tính cho các cung trợt từ bảng 4.9 ữ4.20 t- ơng ứng với các sơ đồ tính từ 4.9 ữ4.20.
các bảng tính và sơ đồ tính trình bày từ trang 86 đến trang 109.
a.trờng hợp 1: thợng lu là MNDBT, hạ lu là MNHLmax = 0.6m Kmim =
a. trong phạm vi đồ án này vì thời gian có hạn và đợc sự đồng ý của giáo viên hớng dẫn ta chỉ tìm cho phạm vi điểm B1 ở chân đập và lấy Kmimmin = Kmim.
4.Đánh giá tính hợp lý của mái.
Mái đập đảm bảo an toàn về trợt sâu nếu thoả mãn điều kiện : Kmim>[K]. [K]: phụ thuộc vào cấp công trình và tổ hợp tải trọng, tra theo bảng P1-7 giáo trình đồ án môn học thuỷ công ).
- Voí tổ hợp cơ bản [K] = 1.15.
- Với tổ hợp đặc biệt [K] = 1.05.
để đảm bảo điều kiện kinh tế thì phải thoã mãn điều kiện K < 1.15[K]. với cả hai trờng hợp ta đều có [K]<K<1.15[K].
vậy mái hạ lu chọn nh trên là hợp lý.
⇓ 5.3 Chọn cấu tạo chi tiết .
Đỉnh đập .
Vì mặt đập không sử dụng làn đờng giao thông vì vậy chỉ phủ một lớp đá dăm dày 20 cm , để đảm bảo cho việc đi lại trong quá trình khai thác , và mĩ quan của công trình mặt đập làm dốc về hai phía với độ dốc i = 2% để nớc trên mặt đập do ma hoặc sóng có thể dễ dàng chảy suống .