5.3. Kết quả và bàn luận
1- Dựng lý thuyết min (max) và phương phỏp phõn tớch giới hạn cho ta đầy đủ phương trỡnh để nghiờn cứu ổn định đồng thời nền đắp và nền thiờn nhiờn.
2- Chương trỡnh tớnh cho phộp giải bài toỏn ổn định nền đường đắp một cỏch nhanh chúng và xỏc định được trạng thỏi ứng suất xuất hiện trong nền đắp và nền thiờn nhiờn trong cỏc điều kiện khỏc nhau về cấu tạo hỡnh học của nền đường, cỏc đặc trưng cơ lý của đất đắp và nền thiờn nhiờn. Qua khảo sỏt, tớnh toỏn một cỏch hệ
thống cho thấy kết quả nghiờn cứu của tỏc giả phự hợp với thực tế về mặt quy luật. 3- Kết quả xỏc định chiều cao giới hạn nền đắp theo phương phỏp của tỏc giả
xấp xỉ với chiều cao cú chiết giảm theo cỏc phương phỏp mặt trượt (lấy hệ số an
toàn lớn hơn 1) do phương phỏp mặt trượt cho ta giới hạn trờn của chiều cao nền đắp.
4- Từ việc xõy dựng một số chương trỡnh tớnh, lập được bảng tra và toỏn đồ
giỳp người kỹ sư nhanh chúng xỏc định được chiều cao và độ dốc giới hạn của nền
đắp. Ngoài ra, từ biểu đồ cỏc đường đẳng trị khả năng chảy dẻo sẽ xỏc định được
lưới mặt trượt nờn cú thể đưa ra được cỏc biện phỏp gia cường phự hợp, đỳng vị trớ để nõng cao ổn định nền đường khi cú yờu cầu.
5- Ngoài ra, hệ số ổn định của nền đắp cú thể được xỏc định bằng tỷ số giữa chiều cao giới hạn và khoảng chờnh cao của đường đỏ với đường đen.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận chung
1- Khỏc với cỏc phương phỏp truyền thống của cơ học đất, tỏc giả sử dụng lý
thuyết min (max) để cú thể ỏp dụng trực tiếp lý thuyết phõn tớch giới hạn vào nghiờn cứu ổn định nền đất (khụng cho trước trạng thỏi ứng suất và hoặc dạng mặt trượt). Sử dụng định lý giới hạn dưới của lý thuyết phõn tớch giới hạn cho ta biết được phõn
bố ứng suất trong khối đất trước khi phỏ hỏng và cỏc mặt trượt xảy ra trong khối đất, từ đú cú thể đưa ra cỏc biện phỏp phự hợp nõng cao ổn định nền đất khi cần thiết.
2- Khỏc với phương phỏp truyền thống là phương phỏp nghiờn cứu tỏch rời
ổn định mỏi dốc với cường độ giới hạn của nền thiờn, tỏc giả xõy dựng bài toỏn ổn định tổng thể của nền đắp trờn nền thiờn nhiờn để cú thể xột được ảnh hưởng qua lại
giữa chỳng.
3- Cỏc bài toỏn ổn định khối đất trỡnh bày trong luận ỏn là đỳng đắn về cơ học, chặt chẽ về toỏn học và mới. Xột về mặt toỏn thỡ đú là cỏc bài toỏn quy hoạch phi tuyến do cú ràng buộc là điều kiện chảy dẻo Mohr- Coulomb. Phương phỏp giải số là phương phỏp sai phõn hữu hạn và để sử dụng cỏc hàm tối ưu cú sẵn, tỏc giả lập
trỡnh trờn phần mềm Matlab để giải. Sơ đồ sai phõn dựng trong luận ỏn cho kết quả với độ chớnh xỏc cao, vớ dụ như bài toỏn Flamant bằng số, gúc dốc giới hạn của vật
liệu cú nội ma sỏt khụng dớnh đỳng bằng gúc nội ma sỏt của vật liệu, tải trọng giới hạn của mỏi dốc thẳng đứng trựng với cụng thức lý thuyết (kết quả này cũng là
mới), v.v...
4- Trong luận ỏn trỡnh bày cỏc bài toỏn ổn định khỏc nhau: cường độ giới hạn
của nền đất nằm ngang dưới tải trọng múng cứng (bài toỏn Prandtl), mỏi dốc của
khối cỏt khụ, mỏi dốc thẳng đứng trờn nền thiờn nhiờn dưới tỏc dụng của tải ngoài và trọng lượng bản thõn, nền đắp hỡnh thang trờn nền thiờn nhiờn dưới tỏc dụng của trọng lượng bản thõn. Từ những nghiờn cứu đú cú thể rỳt ra cỏc kết luận và nhận xột định tớnh và định lượng sau đõy:
4.1- Điều kiện chảy dẻo Mohr- Coulomb cho biết vật liệu cú nội ma sỏt càng lớn thỡ sức chịu tải càng lớn. Tuy nhiờn đối với vật liệu xõy dựng nền đắp như đất,
cỏt cỏc loại, đỏ dăm vụn... thỡ vật liệu cú lực dớnh đơn vị lớn mới là vật liệu bảo đảm ổn định mỏi dốc tốt hơn. Thực tiễn xõy dựng nền đường đắp ở nước ta đó chứng
thực điều đú.
4.2- Mặt trượt xuất hiện trờn mỏi dốc và mặt nền đắp khi cú tải trọng ngoài tỏc dụng.
4.3- Khi nghiờn cứu ổn định nền đường đắp mà chỉ xột trọng lượng bản thõn
của đất thỡ khụng xuất hiện mặt trượt trờn mỏi dốc và mặt nền đắp.
4.4- Tựy theo cường độ (c, ) của vật liệu nền đắp và nền thiờn nhiờn mà xảy
ra cỏc trường hợp phỏ hoại: cường độ vật liệu đắp càng lớn thỡ chiều cao giới hạn nền đắp càng lớn, độ dốc taluy càng lớn. Khi nền đắp cú cường độ (c, ) bằng hoặc
nhỏ hơn cường độ nền thiờn nhiờn thỡ mặt trượt chỉ xuất hiện ở chõn taluy nền đắp, Khi nền đắp cú cường độ lớn hơn nền thiờn nhiờn thỡ mặt trượt ăn sõu vào nền thiờn nhiờn.
4.5- Những tớnh toỏn so sỏnh cho thấy chiều cao giới hạn nền đắp theo
phương phỏp của tỏc giả xấp xỉ với chiều cao cú chiết giảm theo cỏc phương phỏp mặt trượt (lấy hệ số an toàn lớn hơn 1). Điều này giải thớch được bởi vỡ phương phỏp mặt trượt cho ta giới hạn trờn của chiều cao nền đắp.
5- Phương phỏp nghiờn cứu ổn định nền đường đất đắp trờn nền thiờn nhiờn
trỡnh bày trong luận ỏn là phương phỏp mới. Tỏc giả đó xõy dựng một số chương
trỡnh tớnh, lập được bảng tra và toỏn đồ giỳp người kỹ sư nhanh chúng xỏc định
được chiều cao và độ dốc giới hạn của nền đắp. Ngoài ra, từ biểu đồ cỏc đường đẳng trị khả năng chảy dẻo sẽ xỏc định được lưới mặt trượt nờn cú thể đưa ra được
cỏc biện phỏp gia cường phự hợp, đỳng vị trớ để nõng cao ổn định nền đường.
2. Kiến nghị
1- Dựng lý thuyết min (max) và phương phỏp phõn tớch giới hạn để nghiờn
cứu ổn định nền đường đất đắp trờn nền thiờn nhiờn.
2- Cú thể dựng phương phỏp này để nghiờn cứu ổn định nền đường đào.
3. Hướng nghiờn cứu tiếp theo
Kết hợp với lý thuyết cố kết để giải quyết hai vấn đề quan trọng nhất đối với nền đường là ổn định và lỳn.
DANH MỤC CÁC CễNG TRèNH KHOA HỌC ĐÃ CễNG BỐ
1. Đỗ Thắng (2013). “Trường ứng suất trong đất theo lý thuyết đàn hồi và lý thuyết min (max)”. Tạp chớ Cầu đường Việt Nam. 10/2013. tr. 30 - 33.
2. Đỗ Thắng (2013). “Nghiờn cứu ổn định của mỏi dốc thẳng đứng bằng phương
TÀI LIỆU THAM KHẢO I. TIẾNG VIỆT
1. N.I. Bờdukhụp (1978) người dịch Phan Ngọc Chõu. Cơ sở lý thuyết đàn hồi lý
thuyết dẻo lý thuyết từ biến. Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyờn
nghiệp. Hà Nội.
2. Đào Huy Bớch (2004). Lý thuyết dẻo và cỏc ứng dụng. Nhà xuất bản Xõy dựng.
Hà Nội.
3. Nguyễn Ngọc Bớch. Lờ Thị Thanh Bỡnh. Vũ Đỡnh Phụng (2005). Đất xõy dựng-
địa chất cụng trỡnh và kỹ thuật cải tạo đất trong xõy dựng. Nhà xuất bản Xõy
dựng. Hà Nội.
4. Nguyễn Ngọc Bớch (2013). Cơ học đất ứng dụng trong xõy dựng. Nhà xuất bản Xõy dựng. Hà Nội.
5. Bộ Giao thụng Vận tải (1987). Quy trỡnh khảo sỏt địa chất cụng trỡnh và thiết kế biện phỏp ổn định nền đường vựng cú hoạt động trượt. sụt lở 22TCN 171 – 87. Hà Nội.
6. Bộ Giao thụng Vận tải (2000). Quy trỡnh khảo sỏt thiết kế nền đường ụtụ đắp trờn đất yếu 22TCN 262 – 2000. Hà Nội.
7. Bộ Khoa học và Cụng nghệ (2006). Đường ụtụ – Yờu cầu thiết kế TCVN 4054
– 2005. Hà Nội.
8. Bộ Khoa học và Cụng nghệ (2012). Đường ụtụ cao tốc – Yờu cầu thiết kế TCVN
5729 – 2012. Hà Nội.
9. Bộ Khoa học và Cụng nghệ (2012). Nền đường ụtụ – Thi cụng và nghiệm thu TCVN 9436 – 2012. Hà Nội.
10. Cao Văn Chớ. Trịnh Văn Cương (2003). Cơ học đất . Nhà xuất bản Xõy dựng.
Hà Nội.
11. Đỗ Bỏ Chương (2013). Thiết kế đường ụtụ. tập (1). Nhà xuất bản Giỏo dục. Hà
Nội.
12. Hà Huy Cương (2005). “Phương phỏp nguyờn lý cực trị Gauss”. Tạp chớ Khoa
13. Nguyễn Văn Đạo (2001). Cơ học giải tớch. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.
14. Bựi Anh Định (2004). Cơ học đất. Nhà xuất bản Xõy dựng. Hà Nội.
15. Tạ Văn Đĩnh (2002). Phương phỏp sai phõn và phương phỏp phần tử hữu hạn. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội.
16. L.E. Engụn (1974) người dịch Hoàng Tấn Hưng. Phộp tớnh biến phõn. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội.
17. Dương Học Hải. Nguyễn Xuõn Trục (2005). Thiết kế đường ụtụ. tập (2). Nhà
xuất bản Giỏo dục. Hà Nội.
18. Dương Học Hải (2005). Thiết kế đường ụtụ. tập (4). Nhà xuất bản Giỏo dục.
Hà Nội.
19. Ngụ Thị Thanh Hương (2012). Luận ỏn tiến sỹ kỹ thuật “Nghiờn cứu tớnh toỏn
ứng suất trong nền đất cỏc cụng trỡnh giao thụng”. Học viện Kỹ thuật Quõn
sự. Hà Nội.
20. Đặng Hữu. Đỗ Bỏ Chương. Nguyễn Xuõn Trục (1976). Sổ tay thiết kế đường ụtụ. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội.
21. Pierre Lareal. Nguyễn Thành Long. Lờ Bỏ Lương. Nguyễn Quang Chiờu. Vũ Đức Lục (1994). Nền đường đắp trờn đất yếu trong điều kiện Việt Nam.
Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội.
22. Nguyễn Xuõn Lựu (2004). Lý thuyết đàn hồi. Nhà xuất bản Giao thụng vận tải. Hà Nội.
23. Vũ Cụng Ngữ. Nguyễn Văn Dũng (2000). Cơ học đất. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội.
24. Phan Trường Phiệt (2010). Cơ học đất ứng dụng và tớnh toỏn cụng trỡnh trờn
nền đất theo trạng thỏi giới hạn . Nhà xuất bản Xõy dựng. Hà Nội.
25. Phan Trường Phiệt. Phan Trường Giang (2011). Tớnh toỏn phõn tớch trượt lở đất đỏ. giải phỏp đề phũng và giảm nhẹ tỏc hại. Nhà xuất bản Xõy dựng. Hà
26. Vũ Đỡnh Phụng. Vũ Quốc Cường (2005). Cụng nghệ và vật liệu mới trong xõy
dựng đường. tập (1). Nhà xuất bản Xõy dựng. Hà Nội.
27. Nguyễn Xuõn Trục. Dương Học Hải (2011). Sổ tay thiết kế đường ụ tụ. tập (1). Nhà xuất bản Giỏo dục. Hà Nội.
28. Nguyễn Xuõn Trục. Dương Học Hải. Vũ Đỡnh Phụng (2003). Sổ tay thiết kế đường ụ tụ. tập (2). Nhà xuất bản Giỏo dục. Hà Nội.
29. Hoàng Tụy (2006). Lý thuyết tối ưu. Viện Toỏn học. Hà Nội.
30. R. Whitlow (1999) người dịch Nguyễn Uyờn và Trịnh Văn Cương. Cơ học đất tập (1. 2). Nhà xuất bản Giỏo dục. Hà Nội.
II. TIẾNG ANH
31. J. H. Atkinson (2007). The mechanics of soil and foundations. Published by
Taylor & Francis. Oxford.
32. A. W. Bishop (1955). “The use of slip circle in stability of slopes”.
Geotechnique. London. (5). pp 7 - 17.
33. W. F. Chen. Charles R. Scawthorn (1968). Soil mechanics and theories of plasticity: Limit analysis and limit equilibrium solutions in soil. Lehigh
University. Pennsylvania.
34. W. F. Chen (2008). Limit analysis and soil plasticity. J. Ross Publishing edition is an unabridged republication of the work originally published by Elsevier Scientific Publishing Co.. Amsterdam.
35. D. C. Drucker (1951). “A more fundamental approach to plastic stress-strain relations”. In Proceedings of the First U. S. National Congress of Applied Mechanics. Chicago. pp. 487 - 491.
36. D. C. Drucker. W. Prager (1952). “Soil mechanics and plasticity analysis or limit design”. Quarterly of Applied Mathematics. Providence. (10). pp. 157 - 165.
37. A. J. M. Ferreira (2009). Matlab codes for finite element analysis. Springer
38. W. O. Fellenius (1936). “Calculation of the stability of earth dams”.
Transactions. 2nd Congress on Large Dams. Washington (4). pp. 445 - 459.
39. D. G. Fredlund. J. Krahn (1977). “Comparison of slope stability menthods of analysis”. Can. Geotech. J. Ottawa (14). pp. 429 - 439.
40. R. Hill (1950). The mathematical theory of plasticity. Oxford University Press. Oxford.
41. Jan A. Kửnig (1987). Shakedown of elastic-plastic structures. PWN – Polish
Scientific Publishers. Warszawa.
42. J. Krahn (2003). “The 2001 R.M. Hardy lecture: The limits of limit equilibrium analyses”. Can. Geotech. J. Ottawa (40). pp. 643 - 660.
43. H. T. V. Pham. D. G. Fredlund (2003). “The application of dynamic programming to slope stability analysis”. Can. Geotech. J. Ottawa (40). pp.
830 - 847.
44. D. W. A. Rees (2006). Basic engineering plasticity. Published by Elsevier Ltd. Oxford.
45. Karl Terzaghi (1943). Theoretical soil mechanics. Wiley. New York.
46. Karl Terzaghi. Ralph B. Peck. Golamreza Mersi (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice. Wiley-Interscience. Hoboken.
47. N. Tsytovich (1976). Soil mechanics. Mir Publishers. Moscow.
48. Arnold Verruijt (2010). Soil mechanics. Delft University of Technology.
Delft.
49. David Muir Wood (1990). Soil behaviour and critical state soil mechanics.
Cambridge University Press. Cambridge.
50. David Muir Wood (2004). Geotechnical modelling. CRC Press. Florida.
51. H. S. Yu. R. Salgado. S. W. Sloan. J. M. Kim (1998). “Limit analysis versus limit equilibrium for slope stability”. J. Geotech. Engng. Reston (124). pp. 1 - 11.
52. O. C. Zienkiewicz. R. L. Taylor. J. Z. Zhu (2005). The finite element method: Its basis and fundamentals. Butterworth-Heinemann Publishers. Oxford.