a) Số liệu tính toán:
Cấp công trình: Theo TCXD VN 285: 2002
- Mái dốc khu vực tháp điều áp thuộc công trình cấp II Hệ số ổn định cho phép: Công trình cấp II:
- Trường hợp 1 (Tổ hợp cơ bản): [K] = 1,20 - Trường hợp 2 (Tổ hợp đặc biệt): [K] = 1,08
Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2
Bảng 2.2: Chỉ tiêu cơ lý đất, đá nền (theo báo cáo địa chất)
TT Loại đất đá Ký hiệu Dung trọng γ (g/cm3) Góc ma sát trong ϕ (độ) Lực dính C (Kg/cm2) Tự nhiên Bão hoà Tự nhiên Bão hoà Tự nhiên Bão hoà 1 Sét lẫn dăm phát triển
trên đá phun trào edQ 1.8 1.91 21 18 0.29 0.22 2 Đới phong hoá mãnh liệt IA1 1.85 1.97 22 19 0.24 0.20 3 Đới phong hoá mãnh liệt IA2 2.50 2.56 28 27 0.50 0.30 4 Đới phong hoá IB 2.60 30 2.50
5 Nứt nẻ IIA 2.67 40 5.70
6 Nứt nẻ IIB 2.67 45 9.00
b) Các trường hợp tính toán:
- Trường hợp 1 (tổ hợp lực cơ bản): Vận hành bình thường
Chỉ tiêu địa chất đất đá nền phần dưới đường bão hoà lấy theo chỉ tiêu bão hoà, phần trên đường bão hoà lấy theo chỉ tiêu tự nhiên.
- Trường hợp 2 (tổ hợp lực đặc biệt 1): Tổ hợp lực cơ bản + động đất cấp 8.
Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2
Xảy ra hiện tượng mưa dài ngày, lớp đất đá bề mặt bị bão hoà, các chỉ tiêu địa chất của các lớp bão hoà lấy theo chỉ tiêu bão hoà, của các lớp tự nhiên lấy theo chỉ tiêu tự nhiên.
c) Mặt cắt tính toán:
- Mặt cắt TĐA1. - Mặt cắt TĐA3. - Mặt cắt TĐA10.
d) Chương trình và phương pháp tính toán:
+ Chương trình sử dụng để tính toán ổn định:Chương trình Geo- Slope của Canada, các phương pháp phân tích: Ordinary, Bishop, Janbu.
+ Thiết kế neo:
Neo trong đất có nhiều ứng dụng trong ổn định mái dốc, chống sạt lở. Phần này giới thiệu các bước thiết kế neo trong đất gồm: (1) những nguyên tắc chung, (2) tính toán tải trọng làm việc của neo, (3) xác định chiều dài bầu neo, (4) chọn khoảng cách neo theo phương ngang và phương đứng, góc nghiêng của neo.
d.1)Những nguyên tắc chung:
Bầu neo phải nằm ngoài cung trượt. Phải đảm bảo sự ổn định của mái dốc.
d.2)Tính tải trọng làm việc của neo:
42 2 ^ * * * ) 1 / 1 ( Φ = FOS σult π Tw Trong đó:
- FOS1: hệ số an toàn với thép neo. - σult: Độ bền kéo đứt của thép.
Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2
d.3)Xác định chiều dài bầu neo:
2* * * τ π D Tw L= Trong đó:
- D: Đường kính bầu neo. - τ2: Độ bền dính tính toán.
d.4)Xác định khoảng cách giữa các neo:
Mỗi neo được thiết kế để chịu tải trọng của phần diện tích xung quanh, dựa vào khoảng cách theo phương ngang và đứng giữa các neo. Kích thước, cường độ của neo, phương pháp khoan và phun vữa, đường kính và chiều dài lỗ khoan được lựa chọn để đảm bảo rằng neo có thể mang được tải trọng trong suốt thời gian khai thác, bước neo 1,5m x 1,5m theo phương mái dốc,.
e) Kết luận:
Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2
Bảng 2.3: Các thông số về neo cáp
TT Thông số Ký
hiệu Đơn vị Giá trị
1 Tải trọng làm việc Tw kN 459.25
2 Lực khóa neo Tlo kN 505.18
3 Lực thử tải Tt kN 688.88
4 Đường kính sợi cáp D mm 12.70
5 Số sợi cáp n 5.0
6 Chiều sâu ngàm của thanh anke L m 5.0
7 Đường kính hố khoan Dh mm 130.00
3.3)1. Sơ đồ và kết quả tính toán:
Sơ đồ tính toán xem kèm theo bản vẽ mặt bằng và mặt cắt khu vực tháp điều áp
Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2
Bảng2.4: Kết quả tính toán
Mặt cắt tính toán Trường hợp tính toán
Hệ số ổn định tính toán Ordinary Bishop Janbu
Mặt cắt TĐA 1 Trường hợp 1 1.91 1.95 1.84 Trường hợp 2 1.74 1.78 1.67 Trường hợp 3 1.55 1.58 1.49 Mặt cắt TĐA 3 Trường hợp 1 1.26 1.38 1.24 Trường hợp 2 1.12 1.24 1.11 Trường hợp 3 1.15 1.17 1.14 Mặt cắt TĐA 10 Trường hợp 1 1.45 1.31 1.29 Trường hợp 2 1.63 1.48 1.32 Trường hợp 3 1.40 1.26 1.28
Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2
2.3. Phân tích kết quả tính toán:
Dựa vào kết quả tính toán ta nhận thấy: Hệ số ổn định chênh nhau khá lớn ở các mặt cắt khác nhau. Như vậy, nếu thay đổi một trong các yếu tố như:
Góc nghiêng của neo, khoảng cách của hàng neo, hoặc giá trị độ lớn các lực neo thì kết quả sẽ thay đổi tương ứng với các yếu tố đó. Căn cứ vào nhận xét như đã nêu trên, tiến hành xét các bài toán sau:
Hướng nghiên cứu tiếp theo:
Bài toán 1: Xác định góc nghiêng của thanh neo hợp lý (so với phương nằm ngang) để đảm bảo hệ số ổn định tổng thể của công trình lớn nhất.
Bài toán 2: So sánh trường hợp tường có bố trí và không có bố trí neo để chứng minh tác dụng của neo trong đất có ảnh hưởng tới ổn định mái dốc.
Bài toán 3: Thay đổi khoảng cách của hàng neo để nghiên cứu sự ảnh hưởng của khoảng cách neo đến ổn định của mái dốc.
Bài toán 4: Thay đổi các giá trị lực neo để nghiên cứu sự ảnh hưởng của lực neo đến ổn định của mái dốc.
2.4. Lựa chọn giải pháp kết cấu bảo vệ mái dốc kết hợp neo trong đất:
Neo trong đất có tác dụng giữ ổn mái dốc. Phá hoại trượt trong đất là do xuất hiện những điểm chảy dẻo Mohr-Coulomb. Nếu bố trí neo hợp lý sẽ không còn xuất hiện các điểm chảy dẻo và mái dốc được giữ ổn định.
Nghiên cứu tính toán gia cố mái dốc bằng neo ứng suất trước và từ đề xuất, lựa chọn góc nghiêng hợp lý so với phương ngang để công trình có được hệ số an toàn cao nhất mà vẫn có ý nghĩa về mặt kinh tế.
Khoảng cách bố trí neo có ảnh hưởng rất lớn đến nội lực và chuyển vị lớn nhất của mái dốc. Khoảng cách neo quá nhỏ hoặc quá lớn đều gây mô men uốn và chuyển vị ngang của mái dốc lớn. Do đó, khi thiết kế hệ thống
Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2
neo gia cố mái dốc cần tìm khoảng cách bố trí neo tối ưu nhất để giảm nội lực, chuyển vị trong mái dốc và hạ được giá thành công trình.
Mạc Quang Kiên - Lớp 17C2
CHƯƠNG 3: