Tỏc giả viết chương trỡnh Dtlim6, Dtlim6a và Dtlim6b để giải bài toỏn.
Sau đõy, tỏc giả sẽ trỡnh bày bài toỏn xỏc định tải trọng giới hạn của mỏi dốc
thẳng đứng khụng trọng lượng với cỏc trường hợp khỏc nhau.
Bài toỏn 4.1
Mục đớch: Xột ảnh hưởng của lực dớnh đơn vị đến tải trọng giới hạn
Số liệu tớnh toỏn: Cỏc tớnh chất cơ lý của đất như sau: Đất dớnh lý tưởng cú c1= c0 =c và cho thay đổi, 1=0==00. Kớch thước ụ lưới sai phõn x=y=0,2m.
Kết quả tớnh toỏn được thể hiện ở bảng 4.1 và hỡnh 4.3.
Bảng 4.1. Tải trọng giới hạn khối đất cú mỏi dốc thẳng đứng
c kPa pgh (kPa) c kPa pgh (kPa) 10 20,00 22 44,00 12 24,00 24 48,00 14 28,00 26 52,00 16 32,00 28 56,00 18 36,00 30 60,00 20 40,00 35 70,00 Giải hệ phương trỡnh
Hỡnh 4.3. Biểu đồ cỏc đường đẳng trị khả năng chảy dẻo
Từ bảng 4.1 cú thể thấy khi cho lực dớnh đơn vị thay đổi, tải trọng giới hạn nền đắp ổn định tỡm được luụn đỳng bằng pgh= 2c. Kết quả này phự hợp với cỏc tỏc giả khỏc [33], [34], [47].
Từ hỡnh 4.3 ta thấy ứng với tải trọng giới hạn, cỏc điểm chảy dẻo bắt đầu từ chõn mỏi dốc nối với vị trớ đặt tải tại đỉnh mỏi dốc thành một đường trượt ăn sõu
vào trong thõn mỏi dốc (đường cú giỏ trị bằng khụng). Khi đú, cú thể xem mỏi dốc
đứng đó hỡnh thành một cơ chế phỏ hoại cho phộp.
Bài toỏn 4.2
Mục đớch: Xột ảnh hưởng của gúc nội ma sỏt đến tải trọng giới hạn.
Số liệu tớnh toỏn: Cỏc tớnh chất cơ lý của đất như sau: Đất cú lực dớnh đơn vị c1=c0=c=10kPa, 1=0= và cho thay đổi. Kớch thước ụ lưới sai phõn x=y=0,2m.
Bảng 4.2. Tải trọng giới hạn khối đất cú mỏi dốc thẳng đứng (độ) pgh (kPa) (độ) pgh (kPa) 5 21,83 20 28,56 10 23,84 22 29,65 12 24,70 24 30,80 14 25,60 26 32,01 16 26,54 28 33,29 18 27,53 30 34,64
Hỡnh 4.4. Biểu đồ cỏc đường đẳng trị khả năng chảy dẻo
Từ bảng 4.2 cú thể thấy khi cho gúc nội ma sỏt của đất thay đổi, tải trọng giới hạn nền đắp ổn định tỡm được luụn đỳng bằng pgh= 2c.tg(450+/2). Kết quả này phự hợp với cỏc tỏc giả khỏc [33], [34], [47].
Từ hỡnh 4.4 ta thấy ứng với tải trọng giới hạn, cỏc điểm chảy dẻo bắt đầu từ chõn mỏi dốc nối với vị trớ đặt tải tại đỉnh mỏi dốc thành một đường trượt ăn sõu
vào trong thõn mỏi dốc (đường cú giỏ trị bằng khụng). Như vậy, cơ chế phỏ hoại trong trường hợp đất cú gúc nội ma sỏt này cũng tương tự như trong trường hợp đất
dớnh lý tưởng.
Bài toỏn 4.3
Mục đớch: Xột ảnh hưởng của việc lựi vị trớ đặt tải trọng rải đều vào phớa
trong so với đỉnh mỏi dốc đến tải trọng giới hạn.
Sơ đồ tớnh như hỡnh 4.5. H O x y c , n1 n0 m1 m2 p c , 0 0 1 1 gh
Hỡnh 4.5. Sơ đồ tớnh ổn định của mỏi dốc thẳng đứng
trong trường hợp đặt tải trọng rải đều vào phớa trong
Số liệu tớnh toỏn: Cỏc tớnh chất cơ lý của đất như sau: Đất cú lực dớnh đơn vị c1= c0=c=10kPa, 1=0==200. Kớch thước ụ lưới sai phõn x=y=0,2m.
Kết quả tớnh toỏn như trờn hỡnh 4.6 với tải trọng giới hạn là: pgh=44,47kPa > 2c.tg(450+/2)=28,56kPa.
Hỡnh 4.6. Biểu đồ cỏc đường đẳng trị khả năng chảy dẻo
Từ hỡnh 4.6 ta thấy khi dịch tải trọng rải đều vào một đoạn so với vị trớ đỉnh mỏi dốc thỡ cỏc điểm chảy dẻo bắt đầu từ chõn mỏi dốc nối với vị trớ đầu tiờn đặt tải trọng thành một đường trượt (đường cú giỏ trị bằng khụng) phõn khối đất thành hai phần: phần dưới mặt trượt và khối trượt; đất thuộc khối trượt vẫn ở trạng thỏi cõn bằng bền và ta cú thể xỏc định được trạng thỏi ứng suất của nú.
Nhỡn vào cơ chế phỏ hoại trờn ta cú thể rỳt ra điểm chảy dẻo trờn bề mặt nền
đất khụng trọng lượng sẽ xuất hiện tại vị trớ cú tải trọng thay đổi (vị trớ mộp dải tải
trọng).
Tải trọng giới hạn trong trường hợp này lớn hơn trong trường hợp đặt tại
đỉnh mỏi dốc và càng tăng lờn khi vị trớ đặt lựi vào sõu. Điều này là hoàn toàn hợp
lý vỡ xuống sõu thỡ sự phõn bố ứng suất cú thể rộng ra phớa mỏi dốc đứng và giỏ trị giảm đi.
Bài toỏn 4.4
Mục đớch: Xột ảnh hưởng của nền đất khụng đồng nhất đến tải trọng giới
hạn.
Số liệu tớnh toỏn: Cỏc tớnh chất cơ lý của đất như sau: Đất cú cường độ lực dớnh c1= 10kPa, c0=25kPa, 1=0==200. Kớch thước ụ lưới sai phõn x=y=0,2m.
Kết quả tớnh toỏn như trờn hỡnh 4.7 với tải trọng giới hạn là: pgh = 28,56kPa = 2c1.tg(450+/2)
Hỡnh 4.7. Biểu đồ cỏc đường đẳng trị khả năng chảy dẻo
Khi đất phớa dưới cú cường độ lớn hơn (tức là lớp đất dưới cú c hoặc hoặc
cả hai lớn hơn lớp trờn) thỡ tải trọng giới hạn sẽ phụ thuộc vào tớnh chất cơ lý của lớp đất trờn theo cụng thức như trường hợp nền đồng nhất pgh=2c1.tg(450+/2).
Ứng với tải trọng giới hạn, cỏc điểm chảy dẻo cũng bắt đầu từ chõn mỏi dốc
nối với vị trớ đặt tải tại đỉnh mỏi dốc thành một đường trượt ăn sõu vào trong thõn mỏi dốc (đường cú giỏ trị bằng khụng) tương tự trường hợp nền đất đồng nhất như hỡnh 4.7. Như vậy, khi lớp đất dưới tốt hơn thỡ tải trọng giới hạn chỉ phụ thuộc vào lớp đất trờn.
Trường hợp 2: Lớp trờn cú cường độ lớn hơn lớp dưới
Số liệu tớnh toỏn: Cỏc tớnh chất cơ lý của đất như sau: Đất cú cường độ lực dớnh c1= 25kPa, c0=10kPa, 1=0==200. Kớch thước ụ lưới sai phõn x=y=0,2m.
Kết quả tớnh toỏn như trờn hỡnh 4.8 với tải trọng giới hạn là: pgh = 60,34kPa > 2c0.tg(450+/2)=28,56kPa
Hỡnh 4.8. Biểu đồ cỏc đường đẳng trị khả năng chảy dẻo
Từ kết quả trờn và hỡnh 4.8 ta thấy trường hợp lớp trờn cường độ lớn hơn lớp
dưới thỡ tải trọng giới hạn lớn hơn so với trường hợp khối đất đồng nhất cú cường độ bằng lớp dưới, khi đú mặt trượt ăn sõu vào nền thiờn nhiờn (đường cú giỏ trị
bằng khụng).
4.2. Nghiờn cứu ổn định mỏi dốc thẳng đứng do trọng lượng bản thõn
Xột một mỏi dốc thẳng đứng như hỡnh 4.9. H O x y c , n1 n0 m1 m2 c , 0 0 1 11 0 x (b) y (a)