Ph−ơng pháp cân bằng giới hạn tổng quát (Generalized Limit Equilibrium
Method-GLEM) là sự phát triển của ph−ơng pháp đ−ờng tr−ợt tổng quát đ−ợc
đ−a ra bởi nhóm tác giả Enoki và cộng sự (1990), trong đó tất cả các bài toán trạng thái giới hạn nh−: khả năng chịu tải, ổn định mái dốc và áp lực đất có thể giải quyết [36], (xem hình 3.1).
Mặt tr−ợt giữa khối Mặt tr−ợt đáy V1 H1 Hn+1 Vn+1 1 2 i n 1 2 n+1
Hình 3.1 - Sơ đồ các khối tr−ợt trong GLEM.
Đặc điểm chính của GLEM là:
1). Lăng thể tr−ợt đ−ợc chia thành những khối tr−ợt dạng tứ giác và tam giác. Các khối đ−ợc giới hạn bởi mặt đáy, mặt trong và mặt trên. Mặt tr−ợt chính đ−ợc tạo bởi những mặt phẳng đáy khối liên tiếp nhau, vì vậy mặt tr−ợt chính có thể có hình dạng bất kỳ (mặt tr−ợt tròn hoặc không tròn) với mặt lõm h−ớng vào trong.
2). Khi mái đất bị mất ổn định, trạng thái cân bằng giới hạn có thể xảy ra cả trên mặt phẳng đáy khối và mặt phẳng trong khốị
3). Chỉ điều kiện cân bằng lực đ−ợc sử dụng, không cần điều kiện cân bằng mômen.
Để làm rõ sự khác nhau của ph−ơng pháp cân bằng giới hạn (LEM) và ph−ơng pháp cân bằng giới hạn tổng quát (GLEM), tác giả luận án đk lập bảng so sánh, (xem bảng 3.1).
Bảng 3.1 - So sánh giữa LEM và GLEM
LEM GLEM
- Khối tr−ợt đ−ợc coi nh− một cố thể. Khi tính toán ổn định mái dốc, khối tr−ợt đ−ợc chia thành các khối với mặt đáy của khối là mặt tr−ợt và mặt giữa các khối là thẳng đứng.
- Khối tr−ợt đ−ợc chia thành các khối dạng tam giác và tứ giác với mặt đáy và mặt phẳng trong giữa các khối đều là mặt tr−ợt có độ nghiêng bất kỳ.
- Điều kiện tr−ợt chỉ xảy ra trên mặt phẳng đáy khối tr−ợt.
- Điều kiện tr−ợt xảy ra cả trên mặt phẳng đáy và mặt phẳng giữa khối chiạ - Có đ−a ra phân tích lực t−ơng tác giữa các
khối chia nh−ng khi tính toán lại đ−a ra các giả thiết nhằm đơn giản hóa trong tính toán.
- Có xét sự t−ơng tác giữa các khối chia và xác định đ−ợc các lực t−ơng tác giữa các mảnh.
- Ưu điểm là việc tính toán đơn giản, có thể dùng để giải quyết nhiều tr−ờng hợp phức tạp của mái dốc và khối l−ợng tính toán không lớn.
- Ưu điểm là ph−ơng pháp luận phù hợp với kết quả của ph−ơng pháp đ−ờng tr−ợt.
- Nh−ợc điểm là ph−ơng pháp luận ch−a phù hợp với ph−ơng pháp đ−ờng tr−ợt.
- Nh−ợc điểm là việc tính toán phức tạp, khối l−ợng tính toán lớn.
Ph−ơng pháp cân bằng giới hạn tổng quát có thể áp dụng để giải tất cả các bài toán trạng thái giới hạn của kết cấu địa kỹ thuật trong đó bao gồm tính toán ổn định mái dốc, sức chịu tải của nền đ−ờng và áp lực t−ờng chắn... Các điều kiện biên có thể thay đổi, mái dốc có thể phải xếp tải thêm... Do đó, tác
giả luận án quyết định nghiên cứu ph−ơng pháp cân bằng giới hạn tổng quát và áp dụng vào tính toán ổn định tr−ợt sâu t−ờng chắn đất trọng lực.
3.1.2 Mô hình tính và các ph−ơng trình cơ bản trong ph−ơng pháp cân bằng giới hạn tổng quát