- Đối sánh kết quả thiết kế MD giữa các phơng pháp nghiên cứu
5.4.4.5. Tóm tắt quy trình thực hiện Phơng pháp xác định góc MD ổn định trợt trong đất đá không đồng nhất
- Chọn điều kiện bất lợi nhất khi đất đá tầng phủ cấu tạo SD, MD bị bão hoà n- ớc;
- Chọn chiều cao MD (H);
- Xác định các thông số về tính chất cơ lý của đất đá cấu tạo tầng phủ: khối l- ợng thể tích (γbh), góc nội ma sát (ϕbh), lực dính kết (Cbh) ở điều kiện bão hoà nớc;
- Từ đỉnh của MD (A), theo phơng thẳng đứng chọn các điểm (Bi) có chiều sâu AB = h'i ; theo mặt trợt C-B-D, tơng ứng với chiều sâu h’i = AB, chiều dày tầng phủ lớn nhất tại điểm A (nguy cơ trợt lớn nhất) là AD = hi = h’i .cosβi ;
- Qua (Bi) kẻ đờng thẳng hợp với phơng nằm ngang một góc βi cắt chân SD tại (C); trong đó quan hệ cân bằng giới hạn (hi - βi)thoả mãn điều kiện:
( ) 2. .cos .sin bh bh i bh i bh C h ϕ γ β ϕ = −
- Nối điểm (C) với điểm (A) tạo với phơng nằm ngang một góc (αi)tơng ứng chiều sâu (h'i) hay tơng ứng với chiều dày tâng phủ lơn nhất AD = hi ;
Góc (αi)đợc xác định theo công thức: . ' i i i H tg arctg H h β α = − tức là . 2. .cos [ ] cos . .sin( ) i i bh bh i bh i bh H tg arctg C H β α ϕ β γ β ϕ = − −
Tơng ứng với một MD có chiều cao H, cho βi biến thiên từ giá trị lớn hơn góc nội ma sát ở điều kiện bão hoà đến 90o
, kết hợp sử dụng chơng trình phần mềm Microsoft Excel với điều kiện biên mẫu số lớn hơn 0; βi > ϕbh và chọn αi nhỏ nhất.
Giá trị (αi) nhỏ nhất là góc MD ổn định cần tìm (α) đợc xác định cho MD có chiều cao (H): α = Min(αi).
Cho chiều cao MD (H) biến thiên (có thể từ 6 m đến 100 m), sẽ xác định đợc các góc α tơng ứng với chiều cao H đó.
5.4.3.6. áp dụng "Phơng pháp xác định góc MD ổn định trợt trong đất đákhông đồng nhất" vào việc thiết kế MD bậc thang hợp lý, ổn định trợt trong đất không đồng nhất" vào việc thiết kế MD bậc thang hợp lý, ổn định trợt trong đất đá không đồng nhất đờng giao thông và công trình xây dựng vùng miền núi
Trong quá trình thi công đờng giao thông qua vùng miền núi, biện pháp giảm tải và giảm độ dốc SD, MD bằng cách cắt xén, bạt thoải SD, MD ở các đoạn đờng quá dốc tạo nhiều MD phụ bậc thang trên SD, MD có ý nghĩa quan trọng nhằm giảm thiểu tai biến DCTLĐĐ trên SD, MD.
Tuy nhiên, nếu việc cắt xén, bạt thoải SD, MD tạo ra các góc MD, góc MD phụ bậc thang, góc trung bình chung của MD bậc thang không phù hợp thì DCTLĐĐ
vẫn có thể xảy ra ngay trong bản thân tầng phủ, đặc biệt là sụt, trợt đất đá trên từng MD hoặc MD phụ bậc thang (hình 5.11).
Vì vậy, việc thiết kế MD bậc thang, cụ thể là xác định góc MD bậc thang (góc phụ bậc thang và góc trung bình chung của MD bậc thang) hợp lý và ổn định là rất cần thiết.
Khi thiết kế MD bậc thang, thông thờng MD đợc phân chia thành nhiều MD phụ bậc thang có độ cao Hi (có thể bằng nhau hoặc khác nhau), góc dốc của mỗi MD tơng ứng với độ cao Hi cần đợc thiết kế là αi .
Khi thiết kế MD bậc thang trong đất đá tầng phủ có khối lợng thể tích, các thông số kháng cắt ít thay đổi, chúng ta nên chọn chiều cao các phụ bậc thang bằng nhau, nh vậy chiều rộng bậc thềm (B1 , B2 , B3 ,...Bn-1 ) cần đợc xác định sao cho các góc giới hạn bình quân ∝1 , ∝2 , ∝3 , ∝4 ,...∝n phải tơng ứng với các độ cao MD H, 2H, 3H và 4H,...nH theo các phơng pháp khác nhau (hình 5.17).
α3α2 α2 α1 α1 α1 I II III B B 3H 2H H
Hình 5.17: Các góc dốc giới hạn bình quân khi thiết kế MD bậc thang.
Theo hình 5.17, khi các góc α1 của 3 phụ bậc thang (hoặc n phụ bậc thang) và góc trung bình chung α2 của MD bậc thang có chiều cao 2H, α3 của MD bậc thang có chiều cao 3H và αn của MD bậc thang có chiều cao nH đợc xác định đảm bảo ổn định theo các phơng pháp nói trên thì MD bậc thang nói trên sẽ đảm bảo ổn định.
Trong điều kiện khối đất đá tơng đối thống nhất về tính chất cơ lý, có thể chọn chiều cao các phụ bậc thang giống nhau (H), tơng ứng có các góc của mỗi phụ bậc
thang cũng giống nhau (α1). Gọi chiều rộng các bậc thềm B1 , B2 , B3 ,...Bn-1 tơng ứng ở độ cao H, 2H, 3H,...(n-1)H, thì chiều rộng các bậc thềm đợc xác định nh sau:
B1 = 2HxCotgα2 - HxCotgα1 - HxCotgα1 B2 = 3HxCotgα3 - 2HxCotgα2 - HxCotgα1 B3 = 4HxCotgα4 - 3HxCotgα3 - HxCotgα1 B4 = 5HxCotgα5 - 4HxCotgα4 - HxCotgα1
...
Bn-1 = nHxCotgαn - (n-1)HxCotgαn-1 - HxCotgα1 (5.8) Trên cơ sở công thức (5.8), chơng trình phần mềm “XAC DINH CHIEU RONG BAC THEM MAI DOC BAC THANG” đã đợc xác lập (hình 5.18).
Hình 5.18: Màn hình hiển thị chơng trình phần mềm
“XAC DINH CHIEU RONG BAC THEM MAI DOC BAC THANG”
áp dụng kết quả xác định góc MD αi ở bảng 5.3, chọn chiều cao các phụ bậc thang bằng nhau H=6m, số phụ bậc thang n=6, thực hiện chơng trình phần mềm đã đ- ợc thiết lập, kết quả chiều rộng 05 bậc thềm B1 - B5 đợc hiển thị (hình 5.18 và bảng 5.5)
Bảng 5.5: Kết quả xác định chiều rộng bậc thềm MD bậc thang theo chơng trình phần mềm “XAC DINH CHIEU RONG BAC THEM MAI DOC BAC THANG”
đối với hệ tầng Rào chắn
Chiều cao các phụ bậc thang bằng nhau H = 5m Số phụ bậc thang n = 6
Góc phụ bậc thang αi (độ)
α1= 81,40 α2= 57,36 α3= 47,30 α4= 41,72 α5= 38,14 α6= 35,62 Chiều rộng bậc thềm MD bậc thang (m)
B1= 5,87 B2= 8,01 B3= 9,40 B4= 10,37 B5= 11,13
Từ những nội dung đã đợc trình bày trong chơng 5, tác giả rút ra một số kết luận cơ bản nh sau:
- Từ sự phân tích, đánh giá thực tế về thành bại của các giải pháp phòng chống các QTDCTLĐĐ trên SD, MD vùng đồi núi nớc ta cũng nh khu vực nghiên cứu, hệ thống giải pháp giảm thiểu tác hại của QTDCTLĐĐ trên SD, MD đợc lựa chọn, đề xuất trên cơ sở xem xét đầy đủ mức độ phá hoại MD công trình, loại hình DCTLĐĐ và cung đờng giao thông với điều kiện địa chất, địa hình cụ thể là hệ thống giải pháp phòng chống DCTLĐĐ hợp lý, khả thi và hiệu quả đối với vùng đồi núi lãnh thổ nghiên cứu;
- Vận dụng lý thuyết "phân tích điểm trợt xung yếu", nhờ sự trợ giúp của ch- ơng trình phần mềm Microsoft Excel với các điều kiện biên nhất định, tác giả đã xây dựng phơng pháp và chơng trình phần mềm xác định góc MD ổn định trợt phục vụ cho việc thiết kế, thi công MD bậc thang ổn định trong phòng chống DCTLĐĐ trên các taluy đờng giao thông.
Kết Luận và kiến nghị
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, đánh giá và dự báo độ ổn định SD, MD đờng giao thông vùng đồi núi Tây Quảng Bình, có thể rút ra một số kết luận và kiến nghị chủ yếu nh sau: