Bài giảng Công trình thủy nâng cao - Chương 3: Đập vật liệu địa phương

Nội dung text: Bài giảng Công trình thủy nâng cao - Chương 3: Đập vật liệu địa phương

1. TR ƯNG ðI H C BÁCH KHOA TP. HCM CơNG TRìNH TH Y NâNG CA O Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng - BM KTTNN NI DUNG MƠN H C Ch ươ ng 1: Th m qua cơng trình. Ch ươ ng 2: Áp lc khe rng. Ch ươ ng 3: ðp vt li u đa ph ươ ng. Ch ươ ng 3a: Mơ ph ng Monte Carlo áp dng trong đánh giá n đnh PGS. TS. NGUY N TH NG mái dc. Email: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr Ch ươ ng 4: ðp bê tơng tr ng lc Web : Ch ươ ng 4a: ðp bê tơng đm lăng (RCC) 10/25/2010 1 10/25/2010 2 Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 PGS. Dr. Nguy?n Th?ng CơNG TRìNH TH Y NâNG CA O CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO NI DUNG TH C HÀNH NI DUNG MƠN H C 1. Hưng dn s dng ph n mm tính Ch ươ ng 4b: Bài tốn to nhi t 3D. nưc va trong đưng ng áp lc Ch ươ ng 5: Phân tích ng su t trong đp WaterHammer_BK . bê tơng khi xy ra đng đt. 2. Hưng dn s dng ph n mm tính khu ch tán nhi t 3D trong bê tơng th y Ch ươ ng 6: ðưng hm th y cơng - cơng. Gi ng điu áp. 3. Hưng dn s dng ph n mm mơ Ch ươ ng 7: ðưng ng áp lc – Nưc va ph ng Monte Carlo ng dng trong tính trong đưng ng. n đnh mái dc đp vt li u đa ph ươ ng. 10/25/2010 3 10/25/2010 4 PGS. Dr. Nguy?n Th?ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương TÀI LIỆU THAM KHẢO NỘI DUNG 1. Thủy công – Tập 1. Trường ĐHXD. T/g. 1. Giới thiệu. Nguyễn Xuân Đặng. 2. Cơ học đất – Trường ĐHTL. 2. Ứng suất & biến dạng. 3. Ph n mm SIGMA. 3. Các phương pháp tính ổn định mái dốc đất, đất đá hỗn hợp. 4. Ph n mm SLOPE. 4. Ví dụ tính với phần mềm Sigma. 5. Ph n mm SEEP. 5. Công nghệ & vật liệu liệu mới trong 6. Phần mềm Crystal Ball. xây dựng đập VLĐP. Tài li u download ti đa ch Web: Web:10/25/2010 10/25/2010 6 PGS. Dr. Nguy n Th ng 1
2. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương GIỚI THIỆU - Đập vật liệu địa phương (VLĐP) dùng để chỉ đập được xây dựng bằng vật liệu có sẵn tại nơi xây dựng (đất cát, á cát, á sét, sét, ). - Ưu điểm: PHÂN LOẠI THEO * Sử dụng vật liệu tại chổ
   
   
   phong phú
   
   
   MẶT CẮT ĐẬP rẽ tiền. * Kết cấu đơn giản. * Độ bền vững ngày càng cao (nhờ tính chất cố kết tự nhiên của đất đá dưới tác dụng của tải trọng). 10/25/2010 7 10/25/2010 8 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương 10/25/2010 9 10/25/2010 10 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Tr ng hp tng nn Tr ưng hp tng th m th m nưc DÀY nưc KHƠNG QUÁ DÀY 10/25/2010 11 10/25/2010 12 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 2
3. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương ĐẬP ĐẤT ĐÁ ĐỔ HOÀ BÌNH MỘT SỐ ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG 10/25/2010 13 10/25/2010 14 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Hmax >(40-50)m ĐẬP ĐÁ ĐỖ 10/25/2010 15 10/25/2010 16 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương ĐẬP ĐẤT ĐÁ HỖN HỢP NỘI DUNG TÍNH TOÁN ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG - Tính ổn định thấm. -Tính ổn định mái dốc.
   
   
   thượng và hạ lưu trong các trường hợp khai thác khác nhau (bình thường, có không có thấm, động đất, sự cố các bộ phận kết cấu đập: vật thoát nước, màng chống thấm ). 10/25/2010 17 10/25/2010 18 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 3
4. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH MÁI DỐC ĐẤT - Phương pháp cân bằng giới hạn. 10/25/2010 19 10/25/2010 20 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH MÁI ĐẤT RỜI m m 2 mi i j Đây là loại đất ở đó lực dính c(N/m ) xem như bằng 0. Mặt trượt dạng mặt phẳng. * Mái đất rời khô hoặc ngập nước: Mt tr ươ t cong T = W sin β N = W cos β βββ N T Tng nn cĩ tính cơ lý TT βββ W 10/25/2010 21 10/25/2010 22 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương T lực gây trượt * Mái đất rời có lực thấm: N.tg(ϕϕϕ) lực chống trượt. Lực thấm Fth tại vị trí Hệ số ổn định chống trượt k: đường dòng đi ra Fn Ntg ϕ W cos β.tg ϕ tg ϕ th k = = = khỏi mái dốc: T W sin β tg β = γ θθθ βββ N Fth n J T Khi ϕϕϕ > βββ
   
   
   k > 1 γγγ W=V đn
   
   
   mái dốc ổn định βββ N J độ dốc thủy lực tại vị trí ∆L βββ ∆h & ngược lại. T ra khỏi mái dốc dòng thấm βββ W 10/25/2010 23 10/25/2010 24 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng V thể tích phân tố đất 4
5. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương θ Góc hợp bởi phương đường dòng ra Hệ số ổn định mái dốc k trong trường hợp khỏi mái dốc và phương ngang. này: Luc chong truot k = F n Lực thấm F sẽ cùng phương đường dòng. th th N Luc gay truot Xét thể tích V, hình chiếu của tổng lực []γ β − γ β − θ ϕ = V dn cos V n J sin( ) tg thấm xuống phương thẳng góc mái dốc γ β + γ β − θ V dn sin V n J cos( ) là: T []γ cos β − γ J sin( β − θ) tg ϕ = dn n Fn = F Vsin( β −θ ) = γ JV sin( β −θ ). γ β + γ β − θ th tn n dn sin n J cos( ) 10/25/2010 25 10/25/2010 26 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Xét trường hợp đường dòng thấm đi ra men Nhận xét: Khi có dòng thấm thì mái dốc kém ổn theo mặt dốc thì θθθ = βββ và: định hơn. Một cách gần đúng ta thấy k chỉ còn khoảng 1/2 so với trường hợp không có dòng ∆h γγγ J = = sin β thấm ( dn =1). ∆L Tóm lại, khi có dòng thấm để mái dốc của đất rời ổn ∆h chỉ độ chênh cột nước áp lực, ∆L độ dài định thì góc βββ phải thỏa điều kiện sau: tg ϕ đường thấm. ⇒ k ≈ 5.0 β γ cos β.tg ϕ γ tg ϕ tg ⇒ k = dn = dn
   
   
   βββ =1 γ + γ β γ + γ β 0 0 dn n sin dn n tg Ví dụ ϕϕϕ=24
   
   
   βββ < 12.55 . 10/25/2010 27 10/25/2010 28 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Hê sơ n đnh PHÂN T ÍCH má i dc ỔÅN ĐỊNH MA ÙÙI ĐẤÁT DÍNH ĐỒÀNG CHA ÁÁT 10/25/2010 29 10/25/2010 30 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 5
6. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương CÁC PHƯƠNG PHÁP CÁC PHƯƠNG PHÁP P/pháp M/trượt tròn M/trượt không P/pháp C/bằng C/bằng G/thiết lực hông Moment lực tròn (Z L,R ) Fellenius X Fellenius X Hợp lực//cột đất Bishop X (X) Bishop X Nằm ngang Janbu đ/giản (x) X Janbu đ/giản X Nằm ngang Spencer X (X) Spencer X X Độ nghiêng k.đổi λλλ Morgenstern & X X Morgenstern X X X/E= .f(x) Price & Price Janbu c/xác X X Janbu10/25/2010 c/xác X X 31 10/25/2010 X/định đường áp32 lực PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương ĐỊNH NGHĨA HỆ SỐ AN TOÀN ỔN ĐỊNH k PHƯƠNG PHÁP FELLENIUS Khi phân tích sự ổn định mái dốc, độ bền cắt Còn gọi là p/p thông thường (ordinary method) phát triển dưới những đ/kiện bằng NHỎ hay p/p Thụy điển (Swedish method). HƠN độ bền cắt có thể chịu lớn nhất của ααα R mái dốc. Ta định nghĩa hệ số an toàn k: Sơ đồ & kí hiệu Z dùng trong p/p k = độ bền cắt giới hạn (tối đa)/ độ bền cắt L W Fellenius cần cho sự ổn định Z Với mái dốc xác định
   
   
   Khảo sát một số mặt T R trượt
   
   
   xác định k
   
   
   ta gọi đây là hệ l min P 10/25/2010số an toàn của mái dốc xét. 33 10/25/2010 Cung trượt 34 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Các tính chất của đất: c ’, φφφ’, γγγ. CHÚ Ý Tại đáy cột đất có: Hệ số an toàn k
   
   
   kF trong trường hợp - Ứng suất pháp σσσ dùng phương trình cân bằng lực để - Ứng suất cắt (tiếp tuyến) τττ xét ổn định khối đất. - Aùp lực lỗ rỗng u Khi dùng phương trình cân bằng Hệ số án toàn k: moment để xác định cân bằng khối s s đất k
   
   
   kM chỉ hệ số ổn định. k = ⇒ τ = với s = c′ + (σ − u)tg ϕ′ τ 10/25/2010 k 35 10/25/2010 36 PGS. Dr. Nguy n Th ng s sức chống cắt giới hạn PGS. Dr. Nguy n Th ng 6
7. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Xét cho 1 đ/v chiều rộng: PHƯƠNG PHÁP FELLENIUS (TERZAGHI ?) P=Wcos(ααα)
   
   
   σσσl = Wcos(ααα) Thay vào ta có: T = τl = sl / k = [c′ + (σ − u)tg ϕ′]l / k α = [ ′ + α − ϕ′] ∑W sin ∑ lc (W cos ul )tg / kM T = [ ′lc + (P − ul )tg ϕ′]/ k i i Cân bằng moment tổng thể quanh điểm o & chú ∑[ ′lc + (W cos α − ul )tg ϕ′] ý rằng các lực hông là những nội lực và do k = i đó moment thực sự của chúng bằng 0. M ∑W sin α ∑WR sin α = ∑TR i 10/25/2010 i i 37 10/25/2010 38 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương NHẬN XÉT VỀ CÁC P/P CỘT ĐẤT TRƯỢT - kM không chứa ở vế phải nên không tính thử Với các p/p này, khối đất trượt được chia thành dần
   
   
   đơn giản (một số phương pháp khác, một số cột đất với các kí hiệu lực tác dụng kM sẽ xuất hiện trong vế phải của p/t xác như sau: định kM). ZL - Giả thiết lực hông không thỏa mãn đ/kiện cân θθθ W bằng tĩnh học
   
   
   có thể làm hệ số ổn định k L uR uL θθθ giảm nhỏ đến 60%
   
   
   ít được sử dụng hiện hL R hR nay. T ZR a 10/25/2010 39 10/25/2010 uB 40 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng P CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương
   
   
   ZL, Z R áp lực hông bên trái & phải. NHẬN XÉT
   
   
   hL, hR vị trí áp lực hông bên trái & phải. Giả sử khối đất trượt chia thành n cột đất: θθθ θθθ
   
   
   L, R góc nghiêng áp lực hông bên trái & Số ẩn số: phải. 1 hệ số k liên kết lực cắt T & lực pháp tuyến P.
   
   
   uL, uR, uB áp lực kẻ rỗng bên trái & phải và n lực pháp tuyến P đáy. n vị trí a của lực P
   
   
   P phản lực tại đáy. n-1 lực hông θ
   
   
   T lực tiếp tuyến tại đáy n-1 góc nghiêng θθ
   
   
   a vị trí lực P n-1 vị trí các áp lực hông.
   
   
   Tổng các ẩn số: (5n-2) 10/25/2010 41 10/25/2010 42 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 7
8. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Số phương trình: Bằng cách xét riêng lẽ phương trình cân bằng 3n số phương trình cân bằng lực phương ngang, Moment hoặc cân bằng lực ta sẽ có hệ số an đứng và moment. toàn km hoặc kf.
   Cần có bổ sung (2n-2) phương trình từ các Nói chung, 2 giá trị này là khác nhau, tuy nhiên giả thiết. ta có thể tìm được giá trị θθθ để 2 giá trị k này Các giả thiết phổ biến: bằng nhau. n vị trí phản lực đáy (thường là điểm giữa đáy)
   
   
   Tổng quát, các phương pháp đều phải giải (n-1) góc nghiêng θθθ hay vị trí các áp lực hông đúng dần để xác định k (vì phương trình giải hL,R không phải là pt. tường minh theo k).
   
   
   BÀI TOÁN THỪA 1 PHƯƠNG TRÌNH 10/25/2010 43 10/25/2010 44 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG TỔNG QUÁT Hình chiếu lực theo phương thẳng đứng : ααα ααα f Pcos( )+Tsin ( ) = W-(X R-XL) d Với: T = [ ′lc + (P − ul )tg ϕ′]/ k Ta có: b Tâm quay = − − − R tưởng tượng mα P W (X R X L ) W hoặc thực ′ − ϕ′ α EL XR ( lc ultg )sin / k E XL R ′ mα = cos α 1( + tg α.tg ϕ / k ) l Với: T 10/25/2010 ααα 45 10/25/2010 46 PGS. Dr. Nguy n Th ng P PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương ααα ααα Hình chiếu lực theo phương nằm ngang :
   
   
   (E R-EL) = [W-(X R-XL)]tg( ) - Tsin ( ) ααα ααα tg(ααα) -Tcos (ααα) -Psin( )+Tcos ( ) + (E R-EL) = 0 ααα ααα
   (E -E ) = [W-(X -X )]tg(ααα) - Tsec(ααα)
   (E R-EL) = Psin( ) -Tcos ( ) R L R L Ngoài ra, từ p/t theo phương thẳng đứng: Với sec (ααα) = 1/ cos (ααα) ααα ααα P = [W-(X R-XL) - Tsin ( ) ]/cos ( ) Thay vào trên ta có: Thay giá trị T vào ta có: ααα ααα
   (E -E ) = [W-(X -X )]tg(ααα) – (E R-EL) = [W-(X R-XL) - Tsin ( ) ]tg( ) – R L R L Tcos (ααα) [c’l+(P-ul)tg ϕϕϕ’ ]sec(ααα)/k 10/25/2010 47 10/25/2010 48 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 8
9. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Xét cân bằng lực tổng thể khi không có tải Do đó: ∑[ ′lc + (P − ul )tg ϕ′]sec α trọng trên mái dốc, hệ số ổn định kí hiệu kF : k = i (1) (E − E ) = ;0 (X − X ) = 0 F []− − α ∑ R L ∑ R L ∑ W (X R X L ) tg Do đó: i i i [ − − ] α − ⇒ ∑ W (X R X L ) tg i []′ + − ϕ′ α = ∑ lc (P ul )tg sec / kF 0 i 10/25/2010 49 10/25/2010 50 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương CÂN BẰNG MOMENT QUANH O Xét mặt trượt tròn: f=0, d=Rsin ααα, R hằng số: Hệ số an toàn về moment kí hiệu k : M ∑[ ′lc + (P − ul )tg ϕ′] Wd = TR + Pf ∑ ∑ ∑ k = i (2) i i i M W sin α Thay T vào và sắp xếp lại: ∑ i [ ′lc + (P − ul )tg ϕ′]R ∑ Để tính kF hoặc kM theo (1) hoặc (2) cần phải k = i tính P (phương trình chiếu lực theo M ∑Wd − ∑ Pf phương đứng): 10/25/2010 i i 51 10/25/2010 52 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Với: = − − − mα P W (X R X L ) CHÚ Ý ( ′lc − u l tgϕ′)sin α / k E  ch lc pháp tuy n Điều này đòi hỏi phải ước tính XR và XL. Vì bài toán không khép kín nên cần phải ra giả thiết cho các bên hơng ct đt lực hông
   
   
   Đây là nguồn gốc của các phương pháp khác nhau. X  Ch lc ti p tuy n bên XR=X L=0 (Bishop, 1955), (Janbu, 1956) [hình chiếu xuống phương đứng của áp lực hông]. hơng ct đt X / E = hằng số (Spencer, 1967). X / E = λλλ.f(X) (Morgenstern và Price, 1965). 10/25/2010 53 10/25/2010 54 PGS. Dr. Nguy n Th ng (kí hi u X,E  xem sau) PGS. Dr. Nguy n Th ng 9
10. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương CÁC PHƯƠNG PHÁP PHƯƠNG PHÁP TERZAGHI Trên cơ sở các phương trình lập nêu trên, Theo p/pháp này, hệ số an toàn được tính từ cân bằng Moment k và giả thiết là: nhiều tác giả đã đưa ra các giả thiết khác M nhau để từ đó xác định hệ số an toàn P = Wcos ααα chống trượt của mái dốc: Phương trình xác định hệ số an toàn là: - Phương pháp Terzaghi (1936) ∑[ ′lc + (W cos α − ul )tg ϕ′] - Phương pháp Bishop (1955) k = i M α - Phương pháp Spencer (1967) ∑W sin i - Phương pháp Morgenstern & Price (1965) Kinh nghiệm cho thấy kết quả theo Terzaghi thiên 10/25/2010 55 10/25/2010 56 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng về an toàn (kM tính ra thiên nhỏ) CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương PHƯƠNG PHÁP BISHOP ĐƠN GIẢN PHƯƠNG PHÁP BISHOP ĐƠN GIẢN Với giả thiết XR=X L=0 (lực hông thẳng góc với cột đất), p/t lực theo phương đứng trở Vì vế 2 của p/t khi tính P cần phải có thành: kF, giả thiết kF=kM và giải thử dần. = [ − ′ − ϕ′ α ]
    Như đả nói trên, p/pháp này thừa P W lc( ultg )sin k/ F / mα
    
    phương trình và sự cân bằng lực Theo p/pháp này, hệ số an toàn được tính từ theo phương ngang không thoả. cân bằng Moment∑ : [kcM′l +từ(P p/t− (2).ul )tg ϕ′] k = i M α 10/25/2010 ∑ W sin 57 10/25/2010 58 PGS. Dr. Nguy n Th ng i PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương PHƯƠNG PHÁP JANBU ĐƠN GIẢN Để kể đến ảnh hưởng thành phần tiếp tuyến lực Tương tự như Bishop vừa rồi, với giả thiết XR=X L=0, hông, tác giả kiến nghị hệ số hiệu chỉnh f0 và p/t lực theo phương đứng trở thành: hệ số ổn định là: = 0 = [ − ′ − ϕ′ α ] f0 kF f0.kF P W ( lc ultg )sin / kF / mα 1.15 ϕϕϕ  Theo p/pháp này, hệ số an toàn được tính từ L =0 C>0, ϕϕϕ>0 phương trình cân bằng lực tổng thể kF từ p/t (1): 1.10 d [ ′ + − ϕ′] α ∑ lc (P ul )tg sec 1.05 C=0 k 0 = i F α Cung trượt 1.00 d/L 10/25/2010 ∑W.tg 59 10/25/2010 60 PGS. Dr. Nguy n Th ng i PGS. Dr. Nguy n Th ng 0 0.2 0.4 10
11. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Cũng giống như p/p Bishop, phương PHƯƠNG PHÁP SPENCER pháp này thừa 1 p/trình và không Với giả thiết X/E=tg θθθ với θθθ là góc nghiêng của lực hông so với phương ngang. có sự cân bằng về moment. [ ′ + − ϕ′] α kF được tính theo (1) ∑ lc (P ul )tg sec
    
    
    So với k thì k tìm được nhạy hơn k = i M F F []W − (X − X ) tg α kM được tính theo (2) ∑ R L nhiều đối với giả thiết lực hông. i
    Phân tích dựa vào cân bằng
    
    ∑[ ′lc + (P − ul )tg ϕ′] Moment có vẻ thích hợp hơn. k = i M ∑W sin α 10/25/2010 61 10/25/2010 62 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng i CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Dùng cách tính thử dần: đầu tiên giả sử XR-XL=0, PHƯƠNG PHÁP MORGENSTERN & PRICE sau đó tính E và X nhờ vào các p/t: Với giả thiết X/E= λλλf(x), f là hàm biến đổi liên * X/E=tg θθθ tục qua mặt trượt (một số dạng hàm f xem * (E -E ) = [W-(X -X )]tg(ααα) – R L R L sau) và λλλ là hệ số tỉ lệ. [c’l+(P-ul)tg ϕϕϕ’]sec(ααα)/k F λλλ θθθ Khi cho trước hàm f, tìm được giá trị để thoả Góc nghiêng sẽ được hiệu chỉnh sao cho kF=kM. mãn kF = kM Spencer đã khảo sát quan hệ giữa kF và kM cho 1 bài Cách giải cũng thử dần như p/p Spencer. toán cụ thể. Kết quả cho thấy kM ít nhạy đối với thành phần tiếp tuyến lực hông. Điều này phù hợp với nhận định của Bishop. 10/25/2010 63 10/25/2010 64 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP - Các phương pháp theo lý thuyết cân bằng giới hạn nói trên được sử dụng rộng rãi để tính ổn định mái dốc. - Ngoại trừ p/p Fellenius , kinh nghiệm cho thấy các p/p còn lại đều tin cậy và sự khác biệt kết quả là không lớn. - Chú ý là không có p/p nào “vượt trội”. 10/25/2010 65 10/25/2010 66 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 11
12. CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương THỰC TẬP TÍNH H S Sử dụng phần mềm GEO-SLOPE để tính ổn định mái dốc. N ðNH K Xem ví dụ trong: \Geo-Studio\Slope\ THEO QUAN ðIM 1. OnDinh_1.gsz : Không có nước THEO QUAN ðIM 2. OnDinh_2.gsz : Có nước (đường bão TH NG KÊ hòa)
    
    
    Seep
    
    
    giải bài toán thấm trước
    
    
    sau đó là Slope. 10/25/2010 67 10/25/2010 68 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương ðt vn đ: Xác đnh quy lu t K t K =f( γγγ,ϕϕϕ,c) các quy lu t đã bi t ca γγγ,ϕϕϕ,c  là các đi lưng th ng kê γγγ,ϕϕϕ,c bng k thu t mơ (ng u nhiên), tuân theo các quy lu t xác đnh nào đĩ. ph ng Monte Carlo.  K cũng là mt đa lưng ng u nhiên và tuân theo mt quy lu t 10/25/2010xác su t. 69 10/25/2010 70 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO CÔNG TRÌNH THỦY NÂNG CAO Chương 3: Đập vật liệu địa phương Chương 3: Đập vật liệu địa phương Xem lý thuy n mơ ph ng Monte HẾT CHƯƠNG 3 Carlo trong: Lap & T Dinh Du an \ Chuong7Bis Rui ro voi ly thuyet Monte Carlo.ppt Lap & T Dinh Du an \ Chuong10- PhanTichDiAn_HD Crystal Ball.ppt 10/25/2010 71 10/25/2010 72 PGS. Dr. Nguy n Th ng PGS. Dr. Nguy n Th ng 12