CHƯƠNG 6: CÔNG TRÌNH NỀN đẮP đƯỜNG
6.4.PHÂN TÍCH HỆ SỐ AN TOÀN
Trong thiết kế ựất ựắp, ựiều quan trọng là không những chỉ xét ựến sự ổn ựịnh cuối cùng, mà còn xét ựến sự ổn ựịnh trong suốt quá trình xây dựng. Rõ ràng là từ kết quả ựầu ra có thể tìm ựược một cơ chế phá hoại sau giai ựoạn xây dựng thứ haị Cũng có thể ựánh giá ựược hệ số an toàn chung tại các giai ựoạn.
Xét về mặt kết cấu, hệ số an toàn thường ựược xác ựịnh bằng tỷ lệ giữa tải trọng phá hoại và tải trọng làm việc. Tuy nhiên ựối với cấu trúc của ựất những ựịnh nghĩa trên không phải lúc nào cũng ựược sử dụng. đối với ựất ựắp là một vắ dụ, hầu hết tải trọng gây ra là tải trọng của ựất và sự tăng lên của tải trọng ựất cũng không nhất thiết dẫn ựến sự phá hoạị Thực vậy, một góc dốc của ựất tơi sẽ không phá hoại mẫu khi trọng lượng bản thân tăng (giống như một mẫu ly tâm). Sau ựây là một vài các ựịnh nghĩa thêm về hệ số an toàn :
Hệ số an toàn = Slớn nhất cho phép/Scần thiết ựể cân bằng
S: thể hiện ựộ bền cắt. Tỷ lệ giữa ựộ bền thực tế với ựộ bền nhỏ nhất ựược tắnh cần thiết cho sự cân bằng gọi là hệ số an toàn ựược ựịnh nghĩa trong cơ học ựất. Hệ số an toàn = r n r n tg c tg c ϕ σ ϕ σ − −
c và ϕ:các thông số ựầu vào của ựộ bền và σ và ηlà giá trị ứng suất thực tế. Các lựa chọn tắnh toán của phi-c-hệ số suy giảm có giá trị trong PLAXIS từ hộp Calculation type trên thanh General. Nếu các lựa chọn Phi-c-hệ số suy giảm
ựược lựa chọn trong mục Loading input trên thanh Parameters sẽ tự ựộng thiết lập hệ số gia tăng
Tắnh toán hệ số an toàn chung cho ựường ựất ựắp tại các giai ựoạn khác của công trình, theo các bước sau ựây:
∑= = = Msf tg tg c c r r ϕ ϕ
Ớ Kắch vào nút Go to calculations program trong cửa sổ tắnh toán.
Ớ đầu tiên chúng ta phải tắnh toán hệ số an toàn sau giai ựoạn ựầu tiên của công trình.
Lựa chọn các giai ựoạn tắnh toán từ hộp Start from phase Ớ Trong mục General chọn Phi-c-reduction.
Ớ Trong mục Parameters thời gian ựược thiết lập là 100 thay cho giá trị mặc ựịnh 250. Các mẫu biến dạng có sẵn từ kết quả cơ cấu phá hoại, lựa chọn thiết lập lại biến dạng từ giá trị 0. Mục Incremental multipliers ựã ựược lựa chọn trong hộp thoại ựầu vào Loading. Kắch vào nút Define ựể nhập trình ựơn Multipliers.
Ớ Trong cửa sổ Multipliers, kiểm tra gắá trị ựầu tiên của cấp số nhân mà ựiều chỉnh quá trình giảm cường ựộ, ∑Msf , ựược thiết lập ở 0,1. Bây giờ, việc tắnh toán hệ số an toàn ựầu tiên ựược xác ựịnh.
Do tổng các giai ựoạn ựược giới hạn là 5 trong bản giới thiệu, bây giờ việc tắnh toán ựược tiến hành, trước khi bắt ựầu với phần tắnh toán tiếp theọ Trong bản ựầy ựủ của PLAXIS V8, giai ựoạn tắnh toán tiếp theo có thể ựược thêm vào và hệ số an toàn có thể ựược thực hiện cho tất cả các giai ựoạn xây dựng trong một bài toán.
Chú ý: Giá trị mặc ựịnh của Ađitional steps trong tắnh toán Phi-c-reduction là
100. để rút ngắn tắnh toán Ultimate level, số lượng các bước thêm vào luôn luôn ựược thực hiện ựầy ựủ. Trong hầu hết các việc tắnh toán Phi-c-reduction, 100 bước có thể dẫn ựến một tình trạng lỗị Nếu không, số lượng các bước them vào có thể ựược tăng ựến giá trị lớn nhất là 1000.
Do phần lớn việc tắnh toán phi-c-reduction ∑Msf = 0,1 là một bước ựầu tiên ựể bắt ựầu quá trình. Trong suốt quá trình tắnh toán, sự phát triển của tổng gia tăng của sự giảm cường ựộ, ∑Msf , ựược tự ựộng ựiều chỉnh bởi qui trình gia tăng tải trọng.
Ớ Sau khi tiến hành phân tắch phi-c- hệ số giảm ựầu tiên, bây giờ chúng ta muốn tắnh toán hệ số an toàn sau giai ựoạn xây dựng thứ haị Cho nên, lựa chọn giai ựoạn tắnh toán cuối cùng và lựa chọn giai ựoạn thứ 3 như là giai ựoạn bắt ựầu từ ựó. Có thể ựược thực hiện trong trình ựơn General của chương trình tắnh toán bằng cách kắch vào hộp tổ hợp start from phase và chọn giai ựoạn 3 (Phase 3).
Ớ Trong trình ựơn General, kiểm tra rằng Phi-c-reduction vẫn ựược Loading type chọn.
Ớ Trong trình ựơn Parameters, kiểm tra rằng mục Reset displacements to zero ựược lựa chọn cũng như Incremental multipliers và kắch vào nút <Difine>. Ớ Trong cửa sổ Multipliers, kiểm tra rằng ∑Msf ựược thiết lập là 0,1.
Ớ Cuối cùng, chúng ta muốn biết hệ số an toàn cuối cùng của ựê. Do ựó, sau khi tiến hành bước tắnh toán trước ựó, lại một lần nữa chọn giai ựoạn tắnh toán cuối cùng và ựể nó bắt ựầu từ giai ựoạn tắnh toán thứ tư.
Ớ Trong trình ựơn General, kiểm tra rằng Phi-c-reduction ựược lựa chọn như là một loại tải trọng.
Ớ Trong trình ựơn Parameters, kiểm tra mục Reset displacements to zero. Ngoài ra, lựa chọn mục Ignore undrained behaviour, bởi vì trong trường hợp này, sự tác dụng dài hạn ựược xem xét. Chọn Incremental multipliers và kắch vào nút Definẹ
Ớ Trong cửa sổ Multipliers, kiểm tra rằng ∑Msf ựược thiết lập bằng 0,1.
Trước khi băt ựầu tắnh toán, ựảm bảo rằng chỉ giai ựoạn tắnh toán cuối cùng ựược lựa chọn ựể thực hiện(→); những giai ựoạn khác nên ựược ựánh dấu với kắ hiệu√.
đánh giá các kết quả
Phần chuyển vị thêm vào ựược phát sinh trong suốt quá trình tắnh toán phi-c- reduction. Tổng các chuyển vị không có ý nghĩa về mặt vật lý, nhưng sự gia tăng các chuyển vị trong bước cuối cùng (không thực hiện ựược) chỉ ra một dấu hiệu có khả năng lỗi máy móc. để xem cơ chế trong ba giai ựoạn khác nhau của việc xây dựng ựê, chọn giai ựoạn 5 và kắch vàp nút Output. Chọn tất cả các cửa sổ Total increments từ thực ựơn Deformations và thay ựổi sự trình bày từ Arrows tới Shadings. Biểu ựồ thể hiện kết quả ựưa ra một ấn tượng tốt của lỗi máy móc (xem hình 6.7). độ lớn của chuyển vị gia tăng là không liên quan.
Hình 6.7: Sắc thái của tổng chuyển vị gia tăng cho biết phần lớn có thể ứng dụng lỗi máy móc của ựê trong giai ựoạn cuối cùng.
Hệ số an toàn có thể thu ựược từ mục Calculation info của thực ựơn View. Trình ựơn Multipliers của cửa sổ Calculation information miêu tả giá trị thực tế của tải trọng tăng thêm. Giá trị của ∑Msf tương ứng với hệ số an toàn, quy ựịnh là: giá trị này quả thực ắt hay nhiều không ựổi trong suốt một vài bước trước ựó.
Hình 6.8: đánh giá hệ số an toàn cho giai ựoạn cuối cùng của quá trình xây dựng
Cách tốt nhất ựể ựánh giá hệ số an toàn, tuy nhiên, vẽ một ựường con trong ựó tham số ∑Msf ựược vẽ ngược với các chuyển vị của một nút nào ựó.Mặc dù các chuyển vị không liên quan, chúng cho biết dù có lỗi máy móc hay không thì vẫn ựược phát triển. để ựánh giá hệ số an toàn cho ba trạng thái trong cách này, theo các bước sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ớ Kắch vào nút Go to curves program ựể khởi ựộng chương trình Curves. Ớ Chọn New chart và chộn thu mục ựường ựê từ từ thư mục người yêu cầụ Ớ Trong cửa sổ Curve generation, chọn tổng chuyển vị của chân ựê (điểm A)
cho trục X. Với trục Y, chọn Multipliers và chọn ∑Msf từ hộp thoại tổ hợp Type. Kết quả là, ựường cong của hình 6.8 xuất hiện.