zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Đánh giá hệ số an toàn ổn định mái dốc lồi

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

4
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là xác định mối quan hệ giữa hai tỷ số không thứ nguyên FS3D/FS2D và r/H. Từ đó, nghiên cứu đề xuất các phương pháp xác định [FS3D] đối với phân tích ổn định mái dốc lồi 3D, nhằm đảm bảo mức độ an toàn tương đương với [FS2D] quy định trong các tiêu chuẩn hiện hành.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đánh giá hệ số an toàn ổn định mái dốc lồi

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 ĐÁNH GIÁ HỆ SỐ AN TOÀN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC LỒI Lê Hồng Phương, Đỗ Quang Huy Trường Đại học Thủy lợi, email: phuongle@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG thông số hình học như bán kính cong (r) (bán kính ở phần đỉnh của mái dốc lồi - Hình 1a) Phân tích ổn định mái dốc là một trong và chiều cao mái dốc (H) với sự chênh lệch những vấn đề quan trọng trong xây dựng, đặc giữa FS3D và FS2D. Việc hiểu rõ mối quan hệ biệt là khi tính an toàn và kinh tế của các này là then chốt để nâng cao độ chính xác công trình phụ thuộc lớn vào sự ổn định của trong phân tích ổn định và đảm bảo an toàn mái dốc. Trong nhiều thập kỷ qua, phương cho các công trình trên mái dốc lồi. pháp phân tích hai chiều (2D) đã được ứng Hơn nữa, việc sử dụng các giá trị hệ số an dụng rộng rãi do tính đơn giản và hiệu quả toàn tối thiểu hay cho phép [FS3D] được quy của nó [2]. Tuy nhiên, khi đối mặt với các cấu hình mái dốc phức tạp và điều kiện tải định cho phân tích 3D cũng nên được quan không tuân theo giả định biến dạng phẳng, tâm. Ví dụ, trong thiết kế các công trình chứa phân tích 2D có thể dẫn đến kết quả không chất thải, việc tối ưu hóa thể tích chứa chính xác [3]. thường dẫn đến việc tăng độ dốc và chiều cao Đặc biệt, đối với mái dốc lồi, hình dạng ba của mái dốc. Điều này có thể đạt được thông chiều (3D) có ảnh hưởng đáng kể đến ổn qua phân tích 3D, nhưng việc so sánh kết quả định tổng thể [6]. Trong những trường hợp với hệ số an toàn cho phép [FS2D] dành cho này, phân tích 3D trở thành phương pháp phân tích 2D tiềm ẩn nguy cơ rủi ro cao nếu thích hợp để đánh giá chính xác độ ổn định không sử dụng [FS3D] một cách chính xác. của mái dốc. Sự phát triển của công nghệ tính Tương tự, khi gặp khó khăn trong việc đạt toán đã thúc đẩy việc áp dụng phân tích ổn được FS yêu cầu bằng phân tích 2D, các kỹ định mái dốc 3D, cho phép mô phỏng chính sư có thể chuyển sang phân tích 3D để đạt xác hơn các điều kiện thực tế [4]. được FS lớn hơn. Trong cả hai trường hợp, Arellano và Stark (2000) đã chứng minh việc so sánh giá trị FS tính toán bằng phân rằng phân tích 3D thường cho giá trị hệ số an tích 3D với giá trị [FS2D] quy định cho phân toàn (FS) cao hơn so với phân tích 2D. Điều tích 2D có thể dẫn đến sự không chắc chắn và này là do phân tích 3D có khả năng tính toán nguy cơ rủi ro cao hơn. thêm sức kháng cắt dọc theo các bên của khối Do đó, mục tiêu chính của nghiên cứu này trượt, một yếu tố không được xem xét trong là xác định mối quan hệ giữa hai tỷ số không phân tích 2D. Sự khác biệt này đặc biệt quan thứ nguyên FS3D/FS2D và r/H. Từ đó, nghiên trọng đối với mái dốc lồi, nơi mà hiệu ứng cứu đề xuất các phương pháp xác định [FS3D] kháng cắt bổ sung có thể rất đáng kể [1]. đối với phân tích ổn định mái dốc lồi 3D, Mặc dù đã có nhiều tiến bộ trong phân tích nhằm đảm bảo mức độ an toàn tương đương ổn định mái dốc 3D, vẫn còn tồn tại những với [FS2D] quy định trong các tiêu chuẩn hiện thách thức trong việc hiểu rõ ảnh hưởng của hành. Kết quả của nghiên cứu này không chỉ hình dạng mái dốc lồi đến hệ số an toàn. Cụ làm sáng tỏ các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định thể, mối quan hệ định lượng giữa FS3D và của mái dốc lồi mà còn cung cấp nền tảng cho FS2D cho mái dốc lồi vẫn chưa được làm rõ việc phát triển các tiêu chuẩn và phương pháp hoàn toàn, đặc biệt là mối liên hệ giữa các thiết kế an toàn hơn trong tương lai. 145
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU đảm bảo cân bằng lực và mômen, với module Slope3D còn tính toán thêm lực kháng cắt Ba loại mô hình được sử dụng trong dọc theo các mặt bên của khối trượt. Thuật nghiên cứu bao gồm mô hình 3D, 2D và 2.5D toán Cuckoo search được sử dụng để xác (Hình 1a,b,c), với các thông số hình học như định mặt trượt nguy hiểm nhất, đây là một hệ số mái dốc m là 1.5 và 2.0, bán kính cong phương pháp được đánh giá cao về tính hiệu đỉnh mái dốc r là 5m, 10m, 15m, và chiều quả và tiện dụng [5]. Các thông số vật liệu sử cao mái dốc H là 10m, 15m, 20m. Mô hình dụng trong tính toán được trình bày trong 3D mô phỏng toàn bộ mái dốc lồi trong Bảng 1. Kết quả tính toán sẽ được sử dụng để không gian ba chiều, thể hiện chính xác các xây dựng mối quan hệ giữa FS3D/FS2D, điều kiện thực tế (Hình 1a). Mô hình 2D FS2.5D/FS2D và r/H. được trích xuất từ mô hình 3D, biểu diễn mái dốc qua một mặt cắt ngang phẳng (Hình 1b). Bảng 1. Chỉ tiêu cơ lý đất mái và đất nền Mô hình 2.5D, còn gọi là mô hình giả 3D, được tạo bằng cách kéo dài mô hình 2D theo Loại đất  (kN/m3)  (độ) c (kPa) chiều rộng trung bình mái dốc lồi của mô Đất mái 18 20 15 hình 3D (Hình 1c). Đất nền 19 15 5 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Ảnh hưởng của r/H tới hệ số an toàn Kết quả tính toán cho thấy tỷ số FS3D/FS2D và FS2.5D/FS2D luôn lớn hơn 1, a) Mô hình mái dốc 3D với chênh lệch lên đến khoảng 15% khi r/H nhỏ, khẳng định rằng phân tích 3D và 2.5D (giả 3D) cho kết quả FS cao hơn so với 2D. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Arellano và Stark (2000) và Zhang và những b) Mô hình mái dốc 2D người khác (2013) [1], [6]. Từ mối quan hệ giữa r/H và FS3D/FS2D, FS2.5D/FS2D với các hệ số mái dốc m = 1.0, 1.5 và 2.0 xây dựng được một biểu đồ quan hệ như Hình 2. Biểu đồ này cho thấy khi r/H tăng, cả FS3D/FS2D và FS2.5D/FS2D đều giảm cho tất cả các giá trị m. Sự khác biệt giữa FS3D/FS2D và FS2.5D/FS2D cũng giảm dần khi m c) Mô hình mái dốc 2.5D giảm, cho thấy hiệu quả của phân tích 2.5D Hình 1. Mô hình tính toán mái dốc lồi trong việc mô phỏng hiệu ứng 3D đối với các mái dốc có m nhỏ. Như vậy, đối với mái có độ Để xác định hệ số an toàn, nghiên cứu áp dốc lớn (m nhỏ), phân tích 2.5D có thể là một dụng phương pháp cân bằng giới hạn (LEM) phương pháp hiệu quả, cân bằng giữa độ chính thông qua phần mềm Geostudio 2024. Theo xác và chi phí tính toán. Ngược lại, đối với LEM mái dốc được chia thành các dải/cột đất mái thoải (m lớn), đặc biệt khi r/H nhỏ, phân nhỏ và tính toán cân bằng lực cũng như tích 3D đầy đủ có thể cần thiết để đánh giá mômen. Phân tích 2D được thực hiện bằng chính xác hệ số an toàn. Biểu đồ quan hệ này module Slope/W, trong khi phân tích 3D và còn có thể được sử dụng để ước tính nhanh 2.5D sử dụng module Slope3D. Cả hai module FS3D hoặc FS2.5D từ kết quả phân tích 2D, đặc đều áp dụng phương pháp Morgenstern-Price, biệt hữu ích trong giai đoạn thiết kế sơ bộ. 146
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 3.2. Xác định hệ số an toàn cho phép với các tỷ số này giảm cho mọi giá trị m. Phân phân tích 3D tích 3D và 2.5D luôn cho hệ số an toàn cao hơn so với phân tích 2D, với mức chênh lệch lên đến 15% khi r/H nhỏ. Đồng thời, nghiên cứu cũng đề xuất ba phương trình để xác định [FS3D] ứng với các mức độ bảo thủ khác nhau, phản ánh sự phức tạp của phân tích 3D và đáp ứng các yêu cầu an toàn khác nhau. Nghiên cứu này nâng cao độ chính xác của đánh giá ổn định mái dốc lồi và cung cấp công cụ cho các kỹ sư để ước tính nhanh FS3D hoặc FS2.5D từ kết quả phân tích 2D, giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực trong quá trình thiết kế. Tuy nhiên, nghiên cứu giới hạn ở điều kiện Hình 2. Biểu đồ quan hệ FS3D/FS2D địa chất đơn giản và không xét đến ảnh và FS2.5D/FS2D với r/H hưởng của nước ngầm. Hướng nghiên cứu tiếp theo nên mở rộng phân tích cho các điều Dựa trên kết quả phân tích, ba phương kiện địa chất phức tạp hơn, bao gồm mái dốc trình được đề xuất để xác định hệ số an toàn nhiều lớp, xét đến ảnh hưởng của áp lực nước tối thiểu cho phép [FS3D] trong phân tích 3D: lỗ rỗng, và phổ quát hóa kết quả cho nhiều  FS3D    FS2 D R3D / 2 D (1) loại đất khác nhau vào biểu đồ quan hệ. FS   FS 2 D   FS3D    FS2 D   3D   FS 2 D   R3 D / 2 D  1 (2) 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO  FS2 D  FS   FS 2 D  R3D / 2 D  1 [1] Arellano, D., & Stark, T. D. 2000.  FS3D    FS2 D   3D   FS 2 D   (3) FS3D R3D / 2 D Importance of three dimensional slope trong đó R3D/2D là tỷ số FS3D/FS2D được tra từ stability analysis in practice. ASCE, biểu đồ trong Hình 2. Geotechnical Special Technical Publication Phương trình (1) áp dụng cách tiếp cận No. 101, 18-32. đơn giản và thiên an toàn nhất, phù hợp cho [2] Duncan, J. M. 1996. State of the art: limit equilibrium and finite-element analysis of các công trình có yêu cầu an toàn cao. Các slopes. Journal of Geotechnical phương trình (2) và (3) chi tiết hơn, cho phép Engineering, 122(7), 577-596. tính đến sự phức tạp bổ sung của phân tích [3] Griffiths, D. V., & Lane, P. A. 1999. Slope 3D mà không làm giảm mức độ an toàn tổng stability analysis by finite elements. thể. Các phương trình này cung cấp các cách Geotechnique, 49(3), 387-403. tiếp cận khác nhau để xác định [FS3D], phản [4] Hungr, O., Salgado, F. M., & Byrne, P. M. ánh sự phức tạp và chi tiết của phân tích 3D, 1989. Evaluation of a three-dimensional giúp đảm bảo mức độ an toàn tổng thể trong method of slope stability analysis. Canadian phân tích ổn định mái dốc. Geotechnical Journal, 26(4), 679-686. [5] Phương, Lê Hồng. 2023. Ứng dụng phương 4. KẾT LUẬN pháp Cuckoo Search và Monte Carlo xác định mặt trượt nguy hiểm. Tuyển tập Hội Nghiên cứu này đã đánh giá ảnh hưởng nghị Khoa học thường niên đại học Thủy của hình dạng mái dốc lồi đến hệ số an toàn lợi, 137-139. trong phân tích ổn định 3D. Mối quan hệ [6] Zhang, Y., Chen, G., Zheng, L., Li, Y., & giữa r/H và FS3D/FS2D, FS2.5D/FS2D đối với Zhuang, X. 2013. Effects of geometries on các hệ số mái m khác nhau được xác lập three-dimensional slope stability. Canadian thông qua 1 biểu đồ quan hệ. Khi r/H tăng, Geotechnical Journal, 50(3), 233-249. 147

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2438 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.