4.3.2. Phân tích ổn định mái dốc
Để nghiên cứu ảnh h−ởng của lực hút dính đến ổn định công trình đắp, luận án đã phân tích dựa trên 3 ph−ơng pháp sau:
Ph−ơng pháp giả thiết không xét đến b: ph−ơng pháp này đ−ợc áp dụng khi
không xét đến ảnh h−ởng của phần đất không bão hòa phía trên đ−ờng bão hòa.
Ph−ơng pháp giả thiết b = 1/2 ’: áp dụng khi không có số liệu thí nghiệm
thực tế cho đất không bão hòa.
Ph−ơng pháp lực dính toàn phần: khi có đủ số liệu thí nghiệm về các thông
số của đất không bão hòa thì ph−ơng pháp lực dính toàn phần sẽ đ−ợc áp dụng để phân tích chính xác trạng thái làm việc thực tế của đập.
áp lực lỗ rỗng, l−ới phần tử mặt cắt hình học của bài toán tính toán ổn định đ−ợc truy nhập trực tiếp từ kết quả tính toán thấm. Các thông số đầu vào cho mô hình tính ổn định mái dốc đ−ợc trình bày trong bảng 4.1.
4.3.2.1. Phân tích ổn định theo phương pháp giả thiết không xét đến b
Khi tính toán ổn định đập đất, để đơn giản ng−ời ta không xét đến ảnh h−ởng của lực hút dính. Khi đó ng−ời ta coi khối đất không bão hòa phía trên đ−ờng bão hòa có giá trị về c−ờng độ chống cắt không đổi và bằng giá trị đất ở trạng thái bão hoà.
Kết quả phân tích ổn định mái hạ l−u theo giả thiết không xét đến b đ−ợc trình bày trong hình V.5 và V.6 của phụ lục V. Kết quả từ hình V.6 cho thấy hệ số ổn định mái hạ l−u nhỏ nhất là: Fs = 1,195.
4.3.2.2. Phân tích ổn định theo phương pháp giả thiết b = 1/2 ’
Trong thực tế, lực hút dính có ảnh h−ởng rất lớn đến trạng thái ổn định của đập đất. Trong thân đập th−ờng tồn tại vùng diện tích đất không bão hoà khá lớn nằm phía trên đ−ờng bão hoà. Tại vùng này, lực hút dính thay đổi và tăng dần từ
đ−ờng bão hoà lên đến mặt đất làm hệ số thấm, k giảm, tăng c−ờng độ chống cắt, t,
lực dính đơn vị, c, của đất. Do việc xác định các thông số về đất bão hòa khá khó khăn và tốn kém, do đó nhiều tr−ờng hợp trên thực tế, khi tính toán ổn định đập có xét đến ảnh h−ởng của lực hút dính, th−ờng đơn giản hoá bằng cách coi khối đất
không bão hoà có b = 1/2 ’. Kết quả tính toán ổn định mái dốc hạ l−u đập đ−ợc thể
hiện ở hình V.7 trong phụ lục V. Kết quả tính toán cho thấy hệ số ổn định nhỏ nhất là Fs = 1,307.
4.3.2.3. Phân tích ổn định theo phương pháp lực dính toàn phần
Từ kết quả tính toán thấm (hình 4.2) cho thấy vùng đất không bão hòa trong đập chủ yếu tập trung ở phần trên của khối th−ợng l−u đập và khối lõi chống thấm thân đập, khối gia tải hạ l−u nằm hoàn toàn trong vùng đất không bão hòa. Do vậy việc xác định giá trị c toàn phần đ−ợc tính toán cho 3 loại đất ở các khối này. Giá trị c toàn phần và góc b đ−ợc xác định từ thí nghiệm.
Để tính toán vùng đất không bão hòa, khối th−ợng l−u và khối lõi chống thấm cùng khối gia tải hạ l−u nằm phía trên đ−ờng bão hòa đ−ợc chia thành các lớp
nhỏ. Mỗi lớp có một giá trị c toàn phần và một giá trị b t−ơng ứng. Sơ đồ mặt cắt
tính toán trong tr−ờng hợp này đ−ợc cho trong hình 4.3.
Giá trị c toàn phần và b cho các lớp đất đ−ợc tính theo công thức (2.16) và
(2.17) với hệ số hiệu chỉnh trong công thức do Fredlund và Vanapalli (2001) đề xuất trên cơ sở thí nghiệm các mẫu đất tại Canada và do tác giả tìm đ−ợc trong nghiên cứu này.
Kết quả tính toán giá trị c toàn phần và b cho các lớp đất không bão hòa thuộc khối th−ợng l−u, khối lõi chống thấm và khối gia tải hạ l−u đ−ợc trình bày t−ơng ứng trong các bảng V.1, V.2 và V.3 trong phụ lục V.
Thượng lưu Lõi chống thấm
Hạ lưu Tiêu nước Đống đá Nền đá gốc 12 34 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 19 20 21 13 22 Khoảng cách (m) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 C a o đ ộ ( m ) 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180