Báo cáo khoa học: "ảnh h-ởng lớp móng đến mặt đường cứng dưới tác dụng của tải trọng động"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Nguyễn Phương Hà Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

68
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

ảnh h-ởng của lớp móng đến điều kiện chịu lực của tấm bê tông xi măng mặt đ-ờng d-ới tác dụng của tải trọng tĩnh đã đ-ợc nhiều tác giả nghiên cứu và mô tả trong các quy trình tính toán. Bài viết này tác giả phân tích độ võng của tấm d-ới tác dụng của tải trọng động trong bài toán tấm bê tông trên nền nhiều lớp đàn hồi.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "ảnh h-ởng lớp móng đến mặt đường cứng dưới tác dụng của tải trọng động"

¶nh h−ëng líp mãng ®Õn mÆt ®−êng cøng d−íi t¸c dông cña t¶i träng ®éng ths. ncs l∙ v¨n ch¨m Bé m«n §−êng bé - §H GTVT Tãm t¾t: ¶nh h−ëng cña líp mãng ®Õn ®iÒu kiÖn chÞu lùc cña tÊm bª t«ng xi m¨ng mÆt ®−êng d−íi t¸c dông cña t¶i träng tÜnh ®· ®−îc nhiÒu t¸c gi¶ nghiªn cøu vμ m« t¶ trong c¸c quy tr×nh tÝnh to¸n. Bμi viÕt nμy t¸c gi¶ ph©n tÝch ®é vâng cña tÊm d−íi t¸c dông cña t¶i träng ®éng trong bμi to¸n tÊm bª t«ng trªn nÒn nhiÒu líp ®μn håi. Summary: The influence of base on Rigid pavement bearing conditions due to static load was researched by many scientist and describe in some specifications. In this article, the author analyses the deformation of pavement slab due to dinamic load in problem of Rigid Pavement on elasis ground. §Æt vÊn ®Ò ViÖc tÝnh to¸n mÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng (mÆt ®−êng cøng) tõ tr−íc tíi nay chóng ta vÉn ®ang gi¶i dùa trªn lêi gi¶i cña bµi to¸n hai líp “tÊm trªn nÒn ®µn håi”. MÆt ®−êng bª t«ng hiÖn ®¹i th−êng ®Æt trªn líp mãng cøng, hiÖn t¹i cã nhiÒu quan ®iÓm vµ ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n líp mãng nµy. §Ó x¸c ®Þnh chiÒu dµy líp mãng cho mÆt ®−êng bª t«ng (bµi to¸n ba líp trë lªn) mçi quy tr×nh cho ph−¬ng ph¸p gi¶i quyÕt gÇn ®óng kh¸c nhau ([2], [4]). Cã kh¸ nhiÒu ph−¬ng ph¸p gi¶i sè nh− Sap2000, ALIZE5, hoÆc cña Trung quèc... nh−ng phÇn nhiÒu cho kÕt qu¶ bµi to¸n d−íi t¸c dông cña t¶i träng tÜnh. Thùc tÕ mÆt ®−êng nãi chung chÞu nhiÒu lo¹i t¶i träng kh¸c nhau: xe ch¹y, sù thay ®æi nhiÖt ®é... viÖc xem xÐt ®iÒu kiÖn chÞu lùc cña kÕt cÊu mÆt ®−êng d−íi t¸c dông cña t¶i träng ®éng (xe ch¹y cã tèc ®é, t¶i träng ®iÒu hoµ...) lµ rÊt cÇn thiÕt. Trªn c¬ së phÇn mÒm cña t¸c gi¶ tù lËp ®Ó gi¶i bµi to¸n ba líp d−íi t¸c dông cña nhiÒu lo¹i t¶i träng kh¸c nhau, trong khu«n khæ cña bµi viÕt nµy t¸c gi¶ xÐt ¶nh h−ëng cña mãng d−íi t¸c dông cña t¶i träng ®éng lµ t¶i träng xe ch¹y. C¸c bμi to¸n ®−a vμo tÝnh to¸n: Bµi to¸n ba líp cho mÆt ®−êng cøng d−íi t¸c dông cña t¶i träng trôc tiªu chuÈn (10 T) ®−îc tÝnh to¸n theo s¬ ®å nh− h×nh1. Th«ng sè ®Çu vμo: + T¶i träng t¸c dông: Tr−êng hîp 1: T¶i träng lµ mét vÖt b¸nh 5 T (t−¬ng ®−¬ng ®−êng kÝnh vÖt b¸nh D = 33 cm, ¸p lùc p = 6,0 kG/cm2 – mét nöa trôc tiªu chuÈn) ch¹y däc tim tÊm víi tèc ®é 833 cm/s.
Tr−êng hîp 2: T¶i träng nh− trªn nh−ng ch¹y däc c¹nh tÊm. (h×nh 1) + Gi÷ nguyªn chiÒu dµy líp bª t«ng 24 cm vµ m« ®un ®µn håi cña tÊm lµ 330 000 kG/cm2 + ChiÒu dµy líp mãng thay ®æi hm = 15,20 cm. + M« ®un ®µn håi cña mãng lÇn l−ît mang c¸c gi¸ trÞ: Em = 500; 50000; 100000; 150000; 200000, 250000, 330000, 400000 kG/cm2; + NÒn ®Êt: ®Æc tr−ng b»ng hÖ sè nÒn cña Winkler Cw = 5 kG/cm3; + HÖ sè Poisson cña bª t«ng: μ1 = 0,15, μ2 = 0,20 + §iÒu kiÖn tiÕp xóc líp trªn vµ líp mãng lµ chËp chuyÓn vÞ + §iÒu kiÖn biªn tÊm hoµn toµn tù do p = 6 kG/cm2 E1, μ1, h1 E2, μ2, h2 Cw H−íng t¶i träng 2 H−íng t¶i träng 1 §iÓm ghi chuyÓn vÞ H×nh 1. S¬ ®å tÝnh to¸n vμ ®Æt t¶i trªn mÆt b»ng tÊm. Ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n ®−îc lËp b»ng ng«n ng÷ Visual Basic 6.0 gi¶i b»ng ph−¬ng ph¸p sai ph©n h÷u h¹n, kÕt qu¶ ch−¬ng tr×nh trong tr−êng hîp t¶i träng tÜnh ®· ®−îc so s¸nh víi mét sè ch−¬ng tr×nh hiÖn cã cña c¸c n−íc nh− ALIZE 5, Sap 2000, ®é tin cËy chÊp nhËn ®−îc.
KÕt qu¶ tÝnh to¸n 1) S¬ ®å ®Æt t¶i 1: (h−íng t¶i träng 1) T¶i träng ®−a vµo tÝnh to¸n theo t¶i träng trôc tiªu chuÈn (QT 22TCN 223-95). VËn tèc ®−a vµo tÝnh to¸n lµ 833cm/s (t−¬ng øng víi tr−êng hîp xe ch¹y tèc ®é 30km/h). ChuyÓn vÞ lín nhÊt ghi ®−îc t¹i c¸c vÞ trÝ gi÷a tÊm vµ gi÷a c¹nh ng¾n tÊm cho 16 bµi to¸n víi c¸c th«ng sè vÒ chiÒu dµy vµ m« ®un ®µn håi cña mãng kh¸c nhau nh− b¶ng 1. B¶ng 1 ChuyÓn vÞ (%mm) E2/E1 Gi÷a c¹nh ng¾n Gi÷a tÊm hm = 15cm hm = 20cm hm = 15cm hm = 20cm 0,0015 120,83 117,29 67,48 69,00 0,15 90,74 72,88 65,15 51,62 0,30 87,00 67,01 63,64 47,39 0,45 83,60 62,04 62,35 49,80 0,61 80,46 57,70 55,61 48,43 0,76 77,52 53,88 53,84 46,75 1,00 73,2 48,65 51,78 40,78 1,21 69,76 44,66 52,99 38,28 T¶i träng t¸c dông däc c¹nh biªn tÊm (h−íng t¶i träng 1). §Ó t×m hÖ sè xÐt chuyÓn vÞ khi t¶i träng t¸c dông ë gi÷a, gãc tÊm vµ c¹nh dµi tÊm, xÐt thªm bµi to¸n d−íi t¸c dông cña vÖt t¶i träng 2. Cïng bµi to¸n ®iÒu kiÖn vÒ nÒn vµ mãng, chuyÓn vÞ ghi ®−îc trong hai tr−êng hîp t¶i träng 1 vµ 2 (b¶ng2). B¶ng 2 ChuyÓn vÞ(%mm) HÖ sè chuyÓn ®æi VÞ trÝ hm = 15 cm hm = 20 cm hm = 15 cm hm = 20 cm T¶i träng 1 - Gi÷a c¹nh ng¾n 120,83 117,29 1,79 1,70 - Gi÷a tÊm 67,48 69,00 1,00 1,00 T¶i träng 2 - Gãc tÊm 159,48 150,85 2,36 2,19 - Gi÷a c¹nh dµi 91,88 88,90 1,36 1,29 Ph©n tÝch kÕt qu¶ vμ nhËn xÐt - KÕt qu¶ ghi trªn b¶ng lµ kÕt qu¶ chuyÓn vÞ lín nhÊt t¹i c¸c ®iÓm ®o khi t¶i träng ch¹y hÕt tÊm - ChuyÓn vÞ lín nhÊt khi t¶i träng ch¹y däc c¹nh tÊm lín h¬n tr−êng hîp t¶i träng ch¹y däc tim tÊm.
- ChuyÓn vÞ khi t¶i träng ch¹y qua gãc tÊm (tr−êng hîp nguy hiÓm nhÊt), cã trÞ sè lín gÊp 2,19 - 2,36 lÇn tr−êng hîp t¶i träng ®Æt gi÷a tÊm - ChuyÓn vÞ khi t¶i träng ch¹y qua gi÷a c¹nh ng¾n (tr−êng hîp nguy hiÓm thø nh×), cã trÞ sè lín gÊp 1,70 - 1,79 lÇn tr−êng hîp t¶i träng ®Æt gi÷a tÊm - ChuyÓn vÞ cña tÊm t¹i gi÷a c¹nh dµi (tr−êng hîp nguy hiÓm thø ba), cã trÞ sè lín gÊp 1,29 -1,36 lÇn tr−êng hîp t¶i träng ®Æt gi÷a tÊm - Khi m« ®un ®µn håi cña mãng nhá ¶nh h−ëng cña c−êng ®é líp mãng ®Õn chuyÓn vÞ tÊm kh¸ râ, Khi Em > 150000 daN/cm2 ¶nh h−ëng cña c−êng ®é líp mãng ®Õn chuyÓn vÞ Ýt h¬n (h×nh 2). 140 120 ChuyÓn vÞ (%mm) 100 80 60 40 20 E2/E1 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 C¹nh ng¾n Gi÷a tÊm H×nh 2. ChuyÓn vÞ lín nhÊt trªn mÆt tÊm t¹i vÞ trÝ gi÷a vμ c¹nh ng¾n tÊm. KÕt luËn Nhê kÕt qu¶ cña bµi to¸n nµy cã thÓ x¸c ®Þnh chuyÓn vÞ t¹i ba vi trÝ nguy hiÓm cña tÊm lµ gãc, c¹nh ng¾n vµ c¹nh dµi tÊm. KÕt qu¶ cña bµi to¸n ®éng ®· m« t¶ gÇn víi ®iÒu kiÖn ch¹y xe thùc trªn ®−êng, tr−êng hîp vÖt b¸nh xe ch¹y s¸t c¹nh biªn tÊm lµ tr−êng hîp nguy hiÓm nhÊt, víi kÕt qu¶ b»ng sè vÒ chuyÓn vÞ lín nhÊt ghi ®−îc trong cïng mét bµi to¸n vÒ kÕt cÊu nÒn mãng. HÖ sè tÝnh to¸n vÒ chuyÓn vÞ ®· nªu trªn gióp chóng ta ®¸nh gi¸ tæng quan ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña cña kÕt cÊu d−íi t¸c dông t¶i träng ®éng Quan hÖ gi÷a chuyÓn vÞ víi m« ®un ®µn håi mãng theo quy luËt chung, m« ®un ®µn håi cña mãng cµng lín (tû sè E2/E1) cµng lín chuyÓn vÞ tÊm cµng nhá, søc chÞu t¶i mÆt ®−êng nãi chung lín. Víi kÕt qu¶ cña bµi to¸n ®éng gióp chóng ta h×nh dung tèt h¬n ®iÒu kiÖn lµm viÖc thùc cña tÊm so víi bµi to¸n tÜnh, cã thÓ d−íi t¸c dông cña t¶i träng xe ch¹y däc trôc tÊm, cã thÓ t¶i träng kiÓu bóa r¬i mét ph−¬ng thøc ®¸nh gi¸ c¸c th«ng sè mÆt ®−êng cã hiÖu qu¶ kh¸ phæ biÕn.
Chóng t«i thÊy kÕt qu¶ trªn kh¸ phï hîp víi kÕt qu¶ theo phÇn tö h÷u h¹n cña Trung quèc cho tr−êng hîp t¶i tÜnh [5]. Tuy nhiªn trong khu«n khæ bµi viÕt nµy t¸c gi¶ míi ®−a c¸c sè liÖu vÒ bµi to¸n ba líp, ®iÒu kiÖn biªn cña tÊm lµ tù do, ch−a cã kÕt luËn trong tr−êng hîp c¸c tÊm cã liªn kÕt lµ thanh truyÒn lùc vµ d−íi t¸c dông cña mét sè lo¹i t¶i träng kh¸c nh− qu¶ r¬i hoÆc t¶i träng ®iÒu hoµ. Tµi liÖu tham kh¶o [1] X. P Tim«senk«, X. V«in«pki Krige. TÊm vµ vá - NXB KHKT, 1971. [2] Quy tr×nh thiÕt kÕ ¸o ®−êng cøng 22 TCN 223-95 Bé GTVT, 1995. [3] NguyÔn V¨n V−îng. Lý thuyÕt ®µn håi øng dông, NXB Gi¸o dôc,1999. [4] NguyÔn Quang Chiªu. MÆt ®−êng bª t«ng xi m¨ng - NXB x©y dùng 1985 [5] Lôc §Ønh Trung, Tr×nh Gia C©u. C«ng tr×nh nÒn mÆt ®−êng - §¹i häc §ång TÕ, Th−îng H¶i, Trung Quèc 1991, B¶n dÞch cña PGS NguyÔn Quang Chiªu, GS D−¬ng Häc H¶i, NXB Giao th«ng vËn t¶i, 1995