tù ®éng ho¸ tÝnh to¸n ®é lón tæng céng cña nÒn ®−êng « t« ®¾p trªn ®Êt yÕu vµ ®é cè kÕt theo thêi gian cña nÒn ®Êt yÕu d−íi t¸c dông cña t¶i träng nÒn ®¾p
(theo quy tr×nh kh¶o s¸t thiÕt kÕ nÒn ®−êng « t« ®¾p trªn ®Êt yÕu: 22tcn - 262 - 2000)
ThS. vò ®øc sü
Bé m«n §−êng bé - §H GTVT
Tãm t¾t: Bμi viÕt giíi thiÖu néi dung phÇn mÒm: Tù ®éng ho¸ tÝnh to¸n ®é lón tæng céng cña nÒn ®−êng « t« ®¾p trªn ®Êt yÕu vμ ®é cè kÕt theo thêi gian cña nÒn ®Êt yÕu d−íi t¸c dông cña t¶i träng nÒn ®−êng ®¾p.
Summary: The article presents software for calculating total embankment settlement on
soft soil and consolidation by time of soft soil under the work of embankment load.
1. §Æt vÊn ®Ò
Theo quy tr×nh kh¶o s¸t thiÕt kÕ nÒn ®−êng « t« ®¾p trªn ®Êt yÕu: 22TCN - 262 - 2000.
Khi tÝnh to¸n ®é lón tæng céng cña nÒn ®−êng « t« ®¾p trªn ®Êt yÕu:
(1)
S = m.SC
trong ®ã:
S - ®é lón tæng céng; m: hÖ sè (m = 1,1 ÷ 1,4); SC - ®é lón cè kÕt:
n
σ
h
i pz
i vz
i z
+
(2)
SC =
i lg.C c
∑
σ
σ
i + e1
1i =
i 0
i vz
σ+σ i pz
⎡ i ⎢ lg.C r ⎢ ⎣
⎤ ⎥ ⎥ ⎦
hi - bÒ dµy líp ®Êt tÝnh lón thø i (ph©n thµnh n líp cã c¸c ®Æc tr−ng biÕn d¹ng kh¸c
nhau), i tõ 1 ®Õn n líp; hi ≤ 2 m;
i - hÖ sè rçng cña líp ®Êt i ë tr¹ng th¸i tù nhiªn ban ®Çu (ch−a ®¾p nÒn bªn trªn);
e0
i - chØ sè nÐn lón hay ®é dèc cña ®o¹n ®−êng cong nÐn lón (biÓu diÔn d−íi d¹ng e ~
Cc
i cña líp ®Êt i;
lgσ) trong ph¹m vi σi > σpz
i - chØ sè nÐn lón hay ®é dèc cña ®o¹n ®−êng cong nÐn lón nãi trªn trong ph¹m vi i (cßn gäi lµ chØ sè nÐn lón håi phôc øng víi qu¸ tr×nh dì t¶i);
Cr σi < σpz
σvz
i, σz
i, σpz
i - øng suÊt nÐn th¼ng ®øng do träng l−îng b¶n th©n c¸c líp ®Êt tù nhiªn n»m trªn líp i, ¸p lùc tiÒn cè kÕt ë líp i vµ ¸p lùc do t¶i träng ®¾p g©y ra ë líp i (x¸c ®Þnh c¸c trÞ sè ¸p lùc nµy t−¬ng øng víi ®é s©u z ë chÝnh gi÷a líp ®Êt yÕu thø i).
Chó ý:
i (®Êt ë tr¹ng th¸i qu¸ cè kÕt) th× c«ng thøc (2) chØ cã mét sè h¹ng tr−íc
- Khi σvz
i)
i < σpz (kh«ng tån t¹i sè h¹ng cã mÆt Cc
i > σpz i (®Êt ë tr¹ng th¸i ch−a cè kÕt xong d−íi t¸c dông cña träng l−îng b¶n th©n vµ i (®Êt ë tr¹ng th¸i cè kÕt b×nh th−êng) th× c«ng thøc (2) chØ cßn mét sè h¹ng sau
- Khi σvz i = σpz
i).
khi σvz (kh«ng tån t¹i sè h¹ng cã mÆt Cr
ViÖc tÝnh to¸n ®é lón tæng céng S nh− trªn cã thÓ ®−îc tù ®éng hãa theo s¬ ®å thuËt to¸n
d−íi ®©y:
S¬ ®å khèi ch−¬ng tr×nh
Begin
NhËp: C¸c th«ng sè nÒn ®Êt yÕu, NÒn ®¾p
TÝnh Za, m =1.1, Sgt = 0.1 Za, Sc = 0, = 0.01
S
Δ
§óng
Sc = (Sgt/m)
Sai
§óng
Sai
Sc > (Sgt/m)
Sgt = Sgt +
Sgt = Sgt -
S
S
Δ
Δ
S = Sgt
Hgt = Htk + Sgt
i
TÝnh:
σz
i ; σ vz
tb v
v
TÝnh: HÖ sè cè kÕt: C TÝnh: Nh©n tè thêi gian: T Tù ®éng tra b¶ng t×m: U
Sc = 0 ; i = 0
i = i +1
End
§óng
Sai
i
i σpz
>=σvz
i
i
i
i
.
.
lg
[
]
lg
c
[
]
c
i C c
c
c
i C r
σvz i +σz _______ i σpz
S = S + _____h 1 + e
σvz i +σz _______ i σpz
S = S + _____h 1 + e
i 0
i 0
Sai
i = Sè líp_Za
§óng
Gi¶i thÝch s¬ ®å:
B−íc 1. Gi¶ thiÕt ®é lón tæng céng Sgt (th−êng gi¶ thiÕt Sgt = 5 ÷ 10 % bÒ dµy ®Êt yÕu hoÆc chiÒu s©u vïng ®Êt yÕu chÞu lón za; nÕu lµ than bïn lón nhiÒu th× cã thÓ gi¶ thiÕt Sgt = 20 ÷ 30% bÒ dÇy nãi trªn).
B−íc 2. TÝnh ®é lón cè kÕt SC: * TÝnh to¸n ph©n bè øng suÊt σz
i theo to¸n ®å Osterberg víi chiÒu cao nÒn ®¾p cã dù phßng lón Hgt = Htk + Sgt (Htk lµ chiÒu cao nÒn ®¾p thiÕt kÕ: nÕu ®¾p trùc tiÕp th× kÓ tõ mÆt ®Êt thiªn nhiªn khi ch−a ®¾p ®Õn mÐp vai ®−êng; nÕu cã ®µo bít ®Êt yÕu th× kÓ tõ cao ®é mÆt ®Êt yÕu sau khi ®µo);
* Víi σz
i võa x¸c ®Þnh ®−îc, tÝnh ®é lón cè kÕt SC theo c«ng thøc (2) tuú tr−êng hîp.
S
S
B−íc 3. KiÓm tra ®iÒu kiÖn
:
C =
gt m
* NÕu tháa m·n th× chÊp nhËn kÕt qu¶ ®· gi¶ thiÕt, nh− vËy ®ång thêi x¸c ®Þnh ®−îc SC vµ S = Sgt. * NÕu kh«ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn nãi trªn th× ph¶i gi¶ thiÕt l¹i S vµ lÆp l¹i qu¸ tr×nh tÝnh to¸n...
3 KÕt Qu¶
- Víi c¸ch lµm nh− trªn, t¸c gi¶ ®· lËp ch−¬ng tr×nh vµ ®· ch¹y th«ng ch−¬ng tr×nh trªn
m¸y tÝnh.
- T¸c gi¶ ®· dïng ch−¬ng tr×nh nµy tiÕn hµnh ch¹y thö nghiÖm trªn nhiÒu vÝ dô tÝnh to¸n, so
s¸nh víi ph−¬ng ph¸p tÝnh to¸n kh¸c (ph−¬ng ph¸p sai ph©n h÷u h¹n víi bµi to¸n cè kÕt 1 chiÒu trong tr−êng hîp nÒn ®Êt gåm nhiÒu líp, vµ chØ tÝnh cho vÞ trÝ t¹i tim ®−êng) thÊy kÕt qu¶ tÝnh to¸n chªnh lÖch kh«ng ®¸ng kÓ.
- T¸c gi¶ còng ®· ®¹t ®−îc mét sè kÕt qu¶ nhÊt ®Þnh trong viÖc kh¶o s¸t møc ®é ¶nh h−ëng cña tõng th«ng sè cña nÒn ®Êt yÕu (nh−: γ, e0, σp, Cv, Cr, Cc, H®y) tíi ®é lón cè kÕt vµ tèc ®é lón cè kÕt b»ng c¸ch cho gi¸ trÞ cña th«ng sè cÇn kh¶o s¸t thay ®æi, cè ®Þnh gi¸ trÞ c¸c th«ng sè kh¸c cßn l¹i vµ ch¹y ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n.
- NÕu ®éc gi¶ nµo quan t©m cã thÓ liªn hÖ víi t¸c gi¶ theo ®Þa chØ: Vò §øc Sü,
Bé m«n §−êng bé, Tr−êng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i Hµ néi; §TNR: 04 - 7664786; di ®éng: 0913.550 549.
Sau ®©y lµ kÕt qu¶ ch¹y ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n tõ mét vÝ dô cô thÓ (xem trang sau).
Tµi liÖu tham kh¶o [1] 22TCN - 262 - 2001. Quy tr×nh kh¶o s¸t thiÕt kÕ nÒn ®−êng « t« ®¾p trªn ®Êt yÕu - Tiªu chuÈn thiÕt kÕ:
Nhµ xuÊt b¶n Giao th«ng vËn t¶i - 2001
[2] 22TCN - 263 - 2000 - Quy tr×nh kh¶o s¸t ®−êng « t«. Nhµ xuÊt b¶n Giao th«ng vËn t¶i - 2001.
[3] Pierre LarÐal, NguyÔn Thμnh Long, NguyÔn Quang Chiªu, Vò §øc Lôc, Lª B¸ L−¬ng. NÒn ®−êng ®¾p
trªn ®Êt yÕu trong ®iÒu kiÖn ViÖt Nam. Ch−¬ng tr×nh hîp t¸c ViÖt Ph¸p, 1986 - 1989.
[4] N. A. X−tovich. C¬ häc ®Êt - B¶n dÞch cña §ç B»ng, NguyÔn C«ng MÉn. Nhµ xuÊt b¶n N«ng nghiÖp
Hµ néi, 1987.
[5] Lª QuÝ An, NguyÔn C«ng MÉn, NguyÔn V¨n Quý. C¬ häc ®Êt. Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc vµ Trung häc
chuyªn nghiÖp, 1977.
[6] D−¬ng Quang ThiÖn. H−íng dÉn lËp tr×nh VISUAL BASIC for Windows tËp 1 + 2 + 3. V¨n phßng dÞch
vô ®iÖn to¸n SAMIS, 1995.
[7] Florin V. A., MEXAHИKA ГRYHTOB, Mockba, 1960 (cid:161)
KÕt qu¶ ch¹y ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n tõ mét vÝ dô cô thÓ
KÝch th−íc nÒn ®¾p:
ChiÒu Cao ChiÒu Réng §é Dèc Dung Träng Ta Luy: TL §Êt §¾p: γ d §¾p: Htk (m) NÒn: Bn (m) (g/cm3) 8.00 12.00 1/1.5 2.00
ChØ tiªu c¬ lý cña nÒn ®Êt yÕu:
STT ChiÒu Dµy Dung HÖ Sè HÖ Sè ChØ sè ChØ Sè HÖ Sè C¸c Líp Mét líp Rçng Cè KÕt NÐn NÐn NÐn Lón ei Cci Cri Hi (m) Träng γi (g/cm3) Cvi (10^-4cm2/s) ¸p Lùc TiÒn Cè KÕt σpzi (kg/cm2) ai (cm2/kg)
2.20 2.00 2.00 2.00 1.80 2.00 2.00 1.90 1 2 3 4 5 6 7 8 1.79 1.58 1.58 1.58 1.58 1.89 1.89 1.89 1.08 1.14 1.14 1.14 1.14 0.08 0.08 0.08 5.810 8.039 8.039 8.039 8.039 8.940 8.940 8.940 0.025 0.451 0.451 0.451 0.451 0.280 0.280 0.280 0.130 0.409 0.409 0.409 0.409 0.250 0.250 0.250 1.05 0.70 0.40 0.70 0.70 0.68 0.68 0.68 0.05 0.136 0.136 0.136 0.136 0.08 0.08 0.08
KÕt Qu¶ TÝnh §é Lón Theo Thêi Gian
0.236
2.362
2.550
8.000
10.550
§é Lón Tøc Thêi Si (m) §é Lón Cè KÕt Sc (m) §é Lón Tæng Céng S (m) ChiÒu Cao ThiÕt KÕ Htk (m) ChiÒu Cao Dù Phßng Hdp (m)
KÕt Qu¶ TÝnh §é Cè KÕt Theo Thêi Gian
Thêi Gian Nh©n Tè t (ngµy)
TG: T
§é Cè KÕt U (%)
Thêi Gian Nh©n Tè t (ngµy)
TG: T
§é Cè KÕt U (%)
Thêi Gian Nh©n Tè t (ngµy)
TG: T
§é Cè KÕt U (%)
Thêi Gian Nh©n Tè t (ngµy)
TG: T
§é Cè KÕt U (%)
Thêi Gian Nh©n Tè t (ngµy)
TG: T
§é Cè KÕt U (%)
60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 960 1020 1080 1140 1200 1260 1320 1380 1440 1500 1560 1620 1680 1740 1800 1860 1920 1980 2040 2100 2160 2220 2280 2340 2400
0.002 0.003 0.005 0.007 0.008 0.01 0.011 0.013 0.015 0.016 0.018 0.02 0.021 0.023 0.024 0.026 0.028 0.029 0.031 0.033 0.034 0.036 0.038 0.039 0.041 0.042 0.044 0.046 0.047 0.049 0.051 0.052 0.054 0.055 0.057 0.059 0.06 0.062 0.064 0.065
2 2 9 10 10 11 12 13 14 14 15 16 16 17 17 18 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 24 25 25 26 26 26 27 27 28 28 29 29
2460 2520 2580 2640 2700 2760 2820 2880 2940 3000 3060 3120 3180 3240 3300 3360 3420 3480 3540 3600 3660 3720 3780 3840 3900 3960 4020 4080 4140 4200 4260 4320 4380 4440 4500 4560 4620 4680 4740 4800
0.067 0.069 0.07 0.072 0.073 0.075 0.077 0.078 0.08 0.082 0.083 0.085 0.086 0.088 0.09 0.091 0.093 0.095 0.096 0.098 0.1 0.101 0.103 0.104 0.106 0.108 0.109 0.111 0.113 0.114 0.116 0.117 0.119 0.121 0.122 0.124 0.126 0.127 0.129 0.131
29 30 30 30 30 31 31 31 32 32 32 33 33 33 34 34 34 35 35 35 36 36 36 36 37 37 37 38 38 38 38 39 39 39 39 40 40 40 40 41
4860 4920 4980 5040 5100 5160 5220 5280 5340 5400 5460 5520 5580 5640 5700 5760 5820 5880 5940 6000 6060 6120 6180 6240 6300 6360 6420 6480 6540 6600 6660 6720 6780 6840 6900 6960 7020 7080 7140 7200
0.132 0.134 0.135 0.137 0.139 0.14 0.142 0.144 0.145 0.147 0.148 0.15 0.152 0.153 0.155 0.157 0.158 0.16 0.162 0.163 0.165 0.166 0.168 0.17 0.171 0.173 0.175 0.176 0.178 0.179 0.181 0.183 0.184 0.186 0.188 0.189 0.191 0.193 0.194 0.196
41 41 41 42 42 42 42 43 43 43 43 44 44 44 44 45 45 45 45 46 46 46 46 46 47 47 47 47 48 48 48 48 48 49 49 49 49 49 50 50
7260 7320 7380 7440 7500 7560 7620 7680 7740 7800 7860 7920 7980 8040 8100 8160 8220 8280 8340 8400 8460 8520 8580 8640 8700 8760 8820 8880 8940 9000 9060 9120 9180 9240 9300 9360 9420 9480 9540 9600
0.197 0.199 0.201 0.202 0.204 0.206 0.207 0.209 0.21 0.212 0.214 0.215 0.217 0.219 0.22 0.222 0.224 0.225 0.227 0.228 0.23 0.232 0.233 0.235 0.237 0.238 0.24 0.241 0.243 0.245 0.246 0.248 0.25 0.251 0.253 0.255 0.256 0.258 0.259 0.261
50 50 51 51 51 51 51 51 52 52 52 52 52 53 53 53 53 53 54 54 54 54 54 54 55 55 55 55 55 56 56 56 56 56 57 57 57 57 57 58
9660 9720 9780 9840 9900 9960 10020 10080 10140 10200 10260 10320 10380 10440 10500 10560 10620 10680 10740 10800 10860 10920 10980 11040 11100 11160 11220 11280 11340 11400 11460 11520 11580 11640 11700 11760 11820 11880 11940 12000
0.263 0.264 0.266 0.268 0.269 0.271 0.272 0.274 0.276 0.277 0.279 0.281 0.282 0.284 0.286 0.287 0.289 0.29 0.292 0.294 0.295 0.297 0.299 0.3 0.302 0.303 0.305 0.307 0.308 0.31 0.312 0.313 0.315 0.316 0.318 0.32 0.321 0.323 0.325 0.326
58 58 58 59 59 59 59 60 60 60 60 60 61 61 61 61 62 62 62 62 62 63 63 63 63 63 63 63 63 63 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64
