= − ϕϕ sin 3 cos C 3 2 Cok
Điều kiện bền Mize – Botkin thường được các cơ quan thiết kế ở CHLB Nga sử dụng để tính tốn đập cao. Tuy vậy nĩ vẫn cịn nhược điểm là chưa tính đến đường chất tải, dạng ứng suất và trạng thái làm việc của vật liệu.
4. 2. 3 ĐIỀU KIỆN BỀN CỦA GUBE
Điều kiện bển của Gube được phát biểu như sau: sự phá hoại của vật liệu sẽ xảy ra khi mà năng lượng biến đổi hình dạng đạt được trị số giới hạn:
∫σidei =U0 (4.27) Khi mối liên hệ giữa ứng suất và biến dạng là tuyến tính ta cĩ:
iei U0
2 1
= σ
Ở đây: σi và ei – Là cường độ ứng suất trượt và cường độ biến dạng trượt, biểu thức của σi và ei đã được trình bày trong cơng thức (4.15).
Nếu biểu diễn biến dạng qua ứng suất bằng định luật Huck ta sẽ cĩ: [( ) ( ) ( ) ] 0 2 1 3 2 3 2 2 2 1 U E 6 1+µ σ −σ + σ −σ + σ −σ = (4.28)
Năng lượng Uo được xác định tương tự như lực dính của vật liệu và được xác định từ điều kiện kéo dọc trục (kéo một hướng):
2 R E 6 1 U 2 0 = +µ σ (4.29)
Nhược điểm cơ bản của điều kiện Gube là đã bỏ qua năng lượng biến dạng khối, nên nĩ hầu như chưa được ứng dụng trong tính tốn thực tế, tuy vậy nĩ lại là điểm xuất phát cho điều kiện bền mà ta xem xét dưới đây.
4.2. 4 ĐIỀU KIỆN BỀN NĂNG LƯỢNG
Giống như điều kiện bền của Gube, nhưng cĩ tính đến năng lượng biến dạng khối là năng lượng dẫn đến sự bền vững hơn của vật liệu, Rasskadov L. N kiến nghị điều kiện bền cĩ dạng sau:
Ở đây,
U0 – Là năng lượng làm chặt ban đầu của đất, tương tự như lực dính
σ, e – Là ứng suất trung bình và năng lượng trung bình: σ = (σ1 + σ2 + σ3) /3
e = e1 + e2 + e3
σi và e1 – Là cường độ ứng suất trượt và biến dạng trượt như đã dẫn ở trên L1, L2 – Là quỹ đạo đường chất tải.
Như vậy, điều kiện bền năng lượng của Rasskadov cĩ thể phát biểu như sau: Vật liệu sẽ bị phá hoại khi mà năng lượng thay đổi hình dạng bằng năng lượng làm chặt ban đầu cộng với năng lượng biến dạng khối (năng lượng nén thể tích).
Ưu điểm cơ bản của điều kiện bền này là:
- Nĩ thể hiện được quan hệ phi tuyến của ứng suất và biến dạng.
- Nĩ tính đến đường chất tải (tức là quá trình chất tải) một yếu tố rất quan trọng trong xây dựng đập vật liệu địa phương.
Chính vì những ưu điểm trên, nên những năm qua ở CHLB Nga điều kiện bền năng lượng đã được sử dụng để tính tốn phục vụ cho các đập cao như Nurek (H = 300m), Ragun (H = 300 m),… và năm 1988 điều kiện bền năng lượng đã được đưa vào giáo trình giảng dạy cho sinh viên chuyên ngành cơng trình thủy (trang 45 giáo trình: Đập vật liệu địa phương, Nhà xuất bản Năng lượng Matscơva năm 1987, Tiếng Nga).
CHƯƠNG V
ỨNG DỤNG QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM ĐỂ
LỰA CHỌN HỢP LÝ KẾT CẤU ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG
5. 1. PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM