- Kiểu 2 tầng (với tràn xả mặt và lỗ xả sõu H2c)
3.2.1Phương phỏp tớnh toỏn theo trạng thỏi giới hạn (Việt Nam-Liờn bang Nga, Trung Quốc)
b. Hỡnh thức mất ổn định cục bộ
3.2.1Phương phỏp tớnh toỏn theo trạng thỏi giới hạn (Việt Nam-Liờn bang Nga, Trung Quốc)
bang Nga, Trung Quốc)
3.2.1.1.Những luận điểm cơ bản
Nột đặc thự của phương phỏp tớnh theo trạng thỏi giới hạn là việc sử dụng một nhúm cỏc hệ số an toàn mang đặc trưng thống kờ: hệ số tổ hợp tải
an toàn vật liệu KRVLR. Nhúm cỏc hệ số này thay thế cho một hệ số an toàn chung.
Đối với cụng trỡnh và nền cụng trỡnh được gọi là đạt đến trạng thỏi giới hạn khi chỳng mất khả năng chống lại cỏc tải trọng và tỏc động từ bờn ngoài, hoặc khi chỳng bị hư hỏng hay biến dạng quỏ mức cho phộp, khụng cũn thỏa món được cỏc yờu cầu khai thỏc bỡnh thường.
Cú 2 nhúm trạng thỏi giới hạn:
- Trạng thỏi giới hạn thứ nhất: Cụng trỡnh, kết cấu và nền của chỳng làm việc trong điều kiện khai thỏc bất lợi nhất, gồm: cỏc tớnh toỏn về độ bền và ổn định chung của hệ cụng trỡnh-nền; độ bền chung của nền và cụng trỡnh đất; độ bền chung của cỏc bộ phận mà sự hư hỏng của chỳng sẽ làm cho việc khai thỏc cụng trỡnh bị ngừng trệ; cỏc tớnh toỏn về ứng suất, chuyển vị của kết cấu bộ phận mà độ bền hoặc độ ổn định của cụng trỡnh chung phụ thuộc vào chỳng v.v.
- Trạng thỏi giới hạn thứ hai: Cụng trỡnh, kết cấu và nền của chỳng làm việc bất lợi trong điều kiện khai thỏc bỡnh thường, gồm: cỏc tớnh toỏn độ bền cục bộ của nền; cỏc tớnh toỏn về hạn chế chuyển vị và biến dạng, về sự tạo thành hoặc mở rộng vết nứt và mối nối thi cụng; về sự phỏ hoại độ bền thấm cục bộ hoặc độ bền của kết cấu bộ phận mà chỳng chưa được xem xột ở trạng thỏi giới hạn thứ nhất.
3.2.1.2.Biểu thức tớnh toỏn
Việc đỏnh giỏ sự xuất hiện cỏc trạng thỏi giới hạn được thực hiện bằng cỏch so sỏnh cỏc trị số tớnh toỏn của ứng lực, ứng suất, biến dạng, chuyển vị, sự mở rộng khe nứt... với khả năng chịu tải tương ứng của cụng trỡnh, độ bền của vật liệu, trị số cho phộp của bề rộng khe nứt, biến dạng... cỏc trị số này được quy định trong cỏc quy phạm.
. .c tt c tt n R n N m K ≤ (3-1) Trong đú: nRcR - hệ số tổ hợp tải trọng
NRttR - trị số tớnh toỏn của tải trọng tổng hợp; m - hệ số điều kiện làm việc
KRnR - hệ số tin cậy.
R - trị số tớnh toỏn của sức chịu tổng hợp của cụng trỡnh hay nền.
( cos sin ) . R= f ∑P α +∑G α +C F (3-2) f : hệ số ma sỏt giữa bờ tụng và đỏ nền ΣP : tổng cỏc lực tỏc dụng thẳng đứng ΣG : tổng cỏc lực tỏc dụng nằm ngang. C : lực dớnh của nền.
F : diện tớch tiếp xỳc giữa đỏy tràn với nền.
α : gúc trượt.
Khi kiểm tra theo (3-1), để đảm bảo điều kiện kinh tế, thường yờu cầu đại lượng ở vế phải khụng vượt quỏ (10 ữ15)% so với đại lượng ở vế trỏi ứng với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất.
Khi tớnh toỏn độ bền của đập thuộc tất cả cỏc cấp cú chiều cao tới 60m chịu tải trọng của tổ hợp lực cơ bản phải thoả món điều kiện độ bền.
- Ở tất cả cỏc điểm của thõn đập phải thoả món cỏc điều kiện sau:
1 0σ ≤ (3-3) σ ≤ (3-3) 3 / / c bt m n R K σ ≤ (3-4) - Ở những điểm trờn bề mặt thượng lưu (mặt chịu ỏp):
- Ở mặt tiếp giỏp giữa đập và nền, sỏt mặt chịu ỏp: 0
T
σ ≤ (3-6)
Trong đú:
σ1, σ3 lần lượt là ứng suất chớnh lớn nhất và nhỏ nhất trong thõn đập.
σyt là ứng suất phỏp theo phương thẳng đứng ở mặt thượng lưu đập.
σt là ứng suất phỏp ở bề mặt của mặt cắt tiếp giỏp với nền đỏ sỏt mặt thượng lưu đập.
γ, h, RRbtRlần lượt là dung trọng của nước, cột nước trờn mặt cắt tớnh toỏn và cường độ lăng trụ của bờ tụng.
3.2.1.3.Xỏc định cỏc đại lượng và hệ số
a) Tải trọng tớnh toỏn: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tải trọng tớnh toỏn được xỏc định bằng cỏch lấy tải trọng tiờu chuẩn nhõn với hệ số lệch tải n:
.
tt tc
N =n N (3-7)
Trong đú:
NRtcR - tải trọng tiờu chuẩn;
n - hệ số lệch tải, xỏc định theo bảng cho sẵn b) Độ bền tớnh toỏn của vật liệu cụng trỡnh hay nền: Trong trường hợp chung R được xỏc định như sau:
tc vl R R K = (3-8) Trong đú:
RRtcR - cường độ tiờu chuẩn của vật liệu;
KRvlR - hệ số an toàn về vật liệu, xột đến khả năng giảm nhỏ độ bền so với trị số tiờu chuẩn do sự thay đổi tớnh chất vật liệu và ảnh hưởng của cỏc yếu tố khỏc (phương phỏp thớ nghiệm, dung sai, dạng của trạng thỏi ứng
kim loại, KRvlR = 1,5. Khi tớnh toỏn theo trạng thỏi giới hạn thứ hai, lấy KRvlR = 1,0.
3.2.1.4.Phõn tớch ổn định lật của đập cú xột đến sự suy giảm cường độ cục bộ của nền
Cỏc cụng trỡnh thủy cụng bằng bờ tụng như đập bờ tụng trọng lực xõy trờn nền đỏ khụng đồng nhất, cục bộ nền đập cú thể hỡnh thành khu vực cú cường độ suy giảm. Trong trường hợp này ngoài việc kiểm tra lật của đập quanh trục qua mộp chõn hạ lưu của đập cũn phải xột đến ảnh hưởng của vựng suy giảm cường độ, kiểm tra ổn định như sơ đồ hỡnh 3 –5. theo sơ đồ này điều kiện an toàn chống lật của đập viết như sau:
cl n gl c M k m M n ⋅ ≤ (3-9) Trong đú: Mglvà Mcl là tổng mụ men gõy lật và chống lật với tõm quay. Cỏc hệ số trong cụng thức tương tự như cụng thức 3 – 1.
Trong sơ đồ hỡnh 3 – 7, mụ men chống lật được lấy đối với trục quay qua điểm Oc gồm cú mụ men do trọng lượng cụng trỡnh G, do ỏp lực nước hạ lưu w2; mụ men gõy lật lấy với điểm
c
O gồm mụ men do ỏp lực nước thượng lưu w1, ỏp lực đẩy nổi w3, ỏp lực bựn cỏt E1, lực động đất Peq.
Vị trớ Oc được xỏc định từ điểm B với cỏc tham số hỡnh học dc,ac, w và là điểm giữa của BC (hỡnh 3 -7).
Hỡnh 3-7: Sơ đồ tớnh ổn định trượt ngang
(Sơ đồ tính ổn định trượt ngang, Oc là điểm giữa của BC, O’c là điểm giữa của DC’) c d = (0,5h−accosω)2+ac(l−ac)−(0,5h−accosω). (3-10) tt c bR p a 2 = (3-11) Trong đú: P là tổng hợp lực. b là chiều rộng đỏy đập.
h là cỏnh tay đũn của tổng hợp lực T lấy đối với điểm B. l là cỏnh tay đũn của hợp lực P lấy đối với điểm B. w là gúc giữa dc và ac bằng gúc giữa hợp lực P và T tt R là cường độ đỏ nền tớnh toỏn 2 2 2 b h l R gh gh tt ⋅ − + = τ σ τ σ (3-12) Trong đú: A P = σ là ứng suất phỏp trung bỡnh. A Tgh gh =
τ là ứng suất tiếp, a là diện tớch đỏy múng. l, h là cỏnh tay đũn của lực p và Tgh lấy với điểm B, b là chiều rộng đỏy đập.
Khi cường độ đỏ nền tớnh toỏn lớn hơn 20 lần giỏ trị trung bỡnh, theo CHu 2.02.02.85 chỉ cần xột ổn định lật với điểm B.
3.2.2. Phương phỏp tớnh ổn định trượt ở mặt cắt sỏt nền 3.2.2.1.Phương phỏp xột đến lực chống cắt: