7. Xét áp lực nước lỗ rỗng khi tính ổn định mái dốc
33T Mặt cắt mái dốc theo hình 2.19.
Mặt cắt mái dốc theo hình 2.19. Cường độ mưa là l,30.10P 5 P m/s kéo dài trong 480 phút. Hệ số an toàn biến thiên trong thời gian mưa theo tỉ số ϕb/ϕ'
khác nhau, như thấy ở hình 2.20 và 2.21. Hệ số an toàn giảm cho đến khi mưa tạnh. Khi tỉ số ϕb/ϕ' tăng thì mức độ giảm nhiều hơn do mặt trượt tới hạn nông hơn và lực chống cắt giảm đáng kể do phát sinh áp lực nước lỗ rỗng âm.
33T
Khi mưa tạnh, nước dịch chuyển sâu vào trong mái dốc, hệ số an toàn tăng lên với tốc độ tăng chậm so với tốc độ giảm hệ số an toàn trong khi mưa.
26T
Độ dốc của mái
33T
Một mái dốc thoải, góc dốc 30°, cao 20m có 2/3 mặt trượt nằm dưới mặt nước ngầm (hình 2.22a). Đất có dung trọng 33Tγ 33T= 18,5kN/mP 3 P , c = 20kN/mP 2 P , ϕ' = 24°. Khi không xét áp lực nước lỗ rỗng âm, hệ số an toàn tối thiểu là 1,278. Khi lấy ϕb = 15°, Fs = 1,319 (tăng 2,9%), mặt trượt sâu hơn l,5m; còn khi lấy ϕb
= 25° thì Fs = 1,353 (tăng 5,3%) như vậy hệ số an toàn tăng không nhiều. Một mái dốc đứng, góc dốc 50° có mực nước nằm sâu dưới mặt đất 8m, hầu hết
Hình 2-18. Lực hút dính đo ở hiện trường trong năm 1980 (theo Sweeny 1982)
các mặt trượt nằm trên mặt nước ngầm. Đất có dung trọng 33Tγ 33T = 18,0kN/m3, c = 10,0kN/m2, ϕ' = 34°.
33T
Khi không xét áp lực nước lỗ rỗng âm, hệ số an toàn Fs = 0,901; khi có lực hút dính với
33T
b
ϕ = 15° thì Fs = 1,088 (tăng 20,3%), còn khi ϕb= 25° thì hệ số an toàn Fs = 1,170 (tăng 29,6%) như thấy ở hình 2.22b. Như vậy, với mái khá dốc thì khi xét áp lực nước lỗ rỗng âm, cả hệ số an toàn lẫn vị trí mặt trượt giới hạn đều có sự thay đổi khá lớn.
33T
Kết luận:
33T
Cường độ chống cắt của đất không bão hòa có khác đất bão hòa ở chỗ có thêm lực dính do lực hút dính gây ra. Lực dính thêm này phụ thuộc vào (ua-
w
u ), giá trị ϕb. Khi xét đến áp lực nước lỗ rỗng âm trong tính ổn định mái dốc các kết luận là: các mặt trượt giới hạn thường ở sâu hơn, hệ số an toàn tăng lên nhất là khi mái dốc có góc nghiêng lòn (trên 20%). Khi mưa to, hệ số an toàn giảm khá nhanh dẫn tới sạt lở nghiêm trọng vì đất không còn lực hút dính nữa.
Hình 2-20. Hệ số an toàn theo tỉ số ϕb, ϕ'
trong các điêu kiện thấm khác nhau
Hình 2-21. Hệ số an toàn tương ứng với thời gian trôi qua kể từ khi bắt đầu mưa
Hình 2-22. Các dạng mặt trượt giới hạn của mái dốc