zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Đánh giá ổn định mái dốc trong không gian ba chiều phương pháp tải trọng xiên mở rộng

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

Báo xấu

8
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Đánh giá ổn định mái dốc trong không gian ba chiều phương pháp tải trọng xiên mở rộng giới thiệu một phương pháp đánh gía ổn định mái dốc theo sơ đồ không gian được phát triển từ phương pháp tải trọng xiên của Spencer.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Đánh giá ổn định mái dốc trong không gian ba chiều phương pháp tải trọng xiên mở rộng

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC TRONG KHÔNG GIAN BA CHIỀU PHƯƠNG PHÁP TẢI TRỌNG XIÊN MỞ RỘNG Nguyễn Thái Hoàng Trường Đại học Thủy lợi, email: hoangnt@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG gian sẽ khắc phục được các nhược điểm trên của bài toán phẳng. Quá trình mất ổn định và bị phá hoại của Trong bài báo này tác giả giới thiệu một mái dốc rất phức tạp, việc hình thành vùng phương pháp đánh gía ổn định mái dốc theo biến dạng dẻo và mặt trượt diễn ra từ từ kèm sơ đồ không gian được phát triển từ phương theo sự biến đổi đáng kể về thể tích và hình pháp tải trọng xiên của Spencer [1]. Phương dáng của khối đất. Các phương pháp đánh giá pháp này có thể áp dụng cho mặt trượt có hình ổn định mái dốc hiện nay có thể được chia dạng bất kỳ, có xét đến lực tương tác giữa các làm ba nhóm dựa vào các giả thiết được sử phân tố và thỏa mãn tất cả các phương trình dụng. Phổ biến nhất là nhóm các phương cân bằng tĩnh học của khối đất trượt. pháp sử dụng giả thiết khi mái đất bị phá hỏng, mặt trượt hình thành thì chỉ các điểm 2. NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU trên mặt trượt đạt đến trạng thái cân bằng giới hạn theo thuyết bền Morh-Coulomb. Tính toán hệ số an toàn của mái đất theo Theo quan điểm do Fellenius khởi xướng sơ đồ không gian với mặt trượt bất kỳ được khi tính toán thường sử dụng các giá trị tới thể hiện trong hình 1,2. Khối đất trượt được hạn của các chỉ tiêu cường độ chống cắt chia thành các thỏi thẳng đứng bằng hệ các tương ứng với trạng thái tới hạn của khối đất mặt phẳng vuông góc với nhau và song song và được xác định theo công thức sau: với hai mặt phẳng tọa độ x0z và y0z. τ gh f(σ - u)  c τk    f k 'c k , (1) k k trong đó: k - là hệ số an toàn ổn định ; fk, ck - là các giá trị tới hạn của các chỉ tiêu cường độ chống cắt. Hiện nay có rất nhiều phương pháp khác Hình 1. Mái dốc và mặt trượt nhau thuộc nhóm này để giải quyết bài toán phẳng. Có thể kể đến các phương pháp như: Fellenius, Terzaghi, Bishop, Janbu, Spencer, Morgenster - Price… Các phương pháp giải bài toán phẳng được sử dụng rộng rãi vì sự đơn giản trong tính toán, tuy nhiên nhược điểm của các phương pháp này là chưa xét được ảnh hưởng của các điều kiện biên của Hình 2. Các lực tác dụng lên thỏi khối trượt cũng như sự thay đổi trong không Hệ phương trình cân bằng lực viết cho thỏi gian của các chỉ tiêu cơ lý của đất và của áp thẳng đứng được kí hiệu trong hình 2 có dạng lực nước lỗ rỗng [2,3]. Ngoài ra hướng trượt như sau: được giả định là song song với mặt cắt dọc Ex Tyx (fk' ck )cos(,x) 'cos(n,x) của khối đất, điều này không phải lúc nào - -   qx  0, (2) cũng đúng. Giải bài toán theo sơ đồ không x y cos(n,x) 75
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Ey Txy (fk' ck )cos(,y) 'cos(n,y)   - -   qy  0, (3) cos( , y)  tg(  ) cos( , x) ,    (x ) ; (10) y x cos(n,y)  Txy  a xy T xy T Tyz (fk' ck )cos(,z) 'cos(n,z)  0;  0. (11) - xz -   qz  0, (4) x x x y cos(n,z) Tất cả các điều kiện biên sẽ thỏa mãn nếu Các phương trình cân bằng mô men đối lực tương tác giữa các phân tố và mô men với các trục song song với trục x, y, z và đi của chúng nhận giá trị bằng 0 tại mọi điểm qua điểm giữa của đáy phân tố (hình 2,a,b): biên của mặt trượt. z (Txyaxy ) z (Eya y ) -Txy   Ey   Tyz  qyby  0, (5) x x y y z (Tyxa yx ) z (Exax ) Tyx   Ex   Txz  qxbx  0, (6) y y x x Tyx  Txy , (7) trong đó: Ex, Ey – thành phần pháp tuyến của Hình 3. Sơ đồ xác định các điều kiện biên lực tương tác giữa các phân tố trên các mặt Các điều kiện biên có thể được biễu diễn có phương pháp tuyến song song với trục x dưới dạng như sau: và y; Txz, Tyz, Txy, Tyx – thành phần tiếp tuyến với giá trị bất kỳ y  const  c, d  : của lực tương tác giữa các phân tố trên các x x1 1 mặt tương ứng; ax, ay, axy, ayx – cao độ của E x Txz x1  dx  0 ;  dx  0 ;   (E x a x )dx  0 ; điểm đặt lần lượt các lực Ex, Ey, Txy, Tyx so x0 x x x x 0 x 0 với đáy; qx, qy, qz - các thành phần hợp lực của các ngoại lực (tải trọng phân bố mặt và với giá trị bất kỳ x  const  a, b : y1 y1 thể tích) tác dụng lên phân tố theo phương x,y E y  Tyz y1  (E y a y ) và z; bx, by – cánh tay đòn đối với trung điểm  y dy  0 ;  y dy  0 ;  y dy  0 y0 y0 y0 đáy của qx và qy ; σ’– ứng suất pháp hiệu quả tác dụng lên hạt đất nằm trên mặt trượt. Từ (2), (3), (4) kết hợp với các giả thiết Trong hệ phương trình từ (2) đến (7) có (8), (9), (11) sau khi biến đổi thu được: mười hai ẩn hàm số chưa biết, gồm có: sáu ẩn 1 '   A z  A x tg 1  A y tg  2  cos(n, z) (12) là các lực tương tác giữa các phân tố Ex, Ey,   Txy, Tyx, Txz, Tyz; bốn ẩn là vị trí điểm đặt của E x 1   B z A x  B x A z  (B x A y  B y A x )tg 2  (13) các lực Ex, Ey, Txy, Tyx; ứng suất pháp hiệu x   quả tác dụng lên hạt đất dưới mặt trượt và E y 1   B z A y  B y A z  (B x A y  B y A x )tg1  (14) phương tác dụng của thành phần ứng suất y   tiếp . với: cos( , ) ; A   q   ck Theo định luật đối ứng của ứng suất tiếp ta cos(n, z) có: τxy = τyx. Từ đó có thể suy ra: axy=ayx.   Bz  Bx tg1  By tg2 ; Để giải quyết bài toán đặt ra phải bổ sung năm giả thiết miêu tả mối liên hệ giữa các ẩn B  cos(n, )  f k cos(, ) ,   một trong x,y,z. hàm số chưa biết. Các giả thiết này không Từ giả thiết (10) ta có: 1/2 được trái với các tính chất cơ lý của đất và  z z  các điều kiện biên. cos(, x)   1  tg 2  ( c  tg c )2  ;  x y  Phát triển từ phương pháp tải trọng xiên của Spencer [1], tác giả đề xuất phương án sử cos(, y)  tg cos(, x) ; dụng các giả thiết như sau: z c cos(n, x)   cos(n, z) ; Txz E x  tg1 x , 1  1 (y) ; (8) z z x x cos(, z)  ( c  tg c ) cos(, x) ; x y Tyz E y z c  tg2 , 2  2 (x) ; (9) cos(n, y)   cos(n, z) ; y y y 76
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2  z z  1/2 Chọn hệ trục tọa độ ban đầu Oxyz với gốc O cos(n, z)  1  ( c ) 2  ( c ) 2  . (15)  x y  bất kì, trục z hướng xuống dưới, trục x theo Phương trình (12) xác định ứng suất pháp phương giả định trượt của khối đất. Khối đất hiệu quả tại một điểm bất kỳ thuộc mặt trượt. trượt được chia thành các thỏi thẳng đứng bằng hệ các mặt phẳng vuông góc với nhau Từ (13) và (14) xác định được Ex và và song song với hai mặt phẳng tọa độ x0z và Ey theo công thức sau: y0z. Cho trước các gía trị của β1 và β2, dựa y x E x E y vào phương trình điều kiện biên thứ nhất và ; Ey  . (16) Ex   x dx  y dy phương trình (18) xác định giá trị của α và hệ x0 y0 Từ (5), (6) kết hợp với điều kiện biên thứ số an toàn k. Thay các giá trị vừa tìm được ba và thứ sáu ta thu được hai phương trình để của α và k vào (17) xác định các giá trị mới xác định tgβ1, tgβ2: của β1 và β2. Với các giá trị mới này của β1 x1 và β2 ta tìm được các giá trị mới của α và hệ z c  (E x  q x b x )dx số an toàn k. Quá trình tiếp tục khi đạt được x tg 1  x0 ; độ chính xác theo yêu cầu. x1  E x dx (17) 3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ x0 y1 Từ các kết quả nghiên cứu trên có thể nêu z một số kết luận sau:  (E y c  q y b y )dy y 1. Đánh giá ổn định mái dốc bằng sơ đồ y0 tg  2  . y1 không gian khắc phục được các nhược điểm  E y dy của phương pháp đánh giá ổn định mái dốc y0 bằng bài toán phẳng như: xét được ảnh Từ điều kiện biên thứ tư kết hợp với (14), hưởng của các yếu tố địa hình, sự biến đổi (15) ta thu được phương trình để xác định tgα: không gian của các chỉ tiêu cơ lý của đất, 1 tg  y  phương trượt được xác định nhờ tính toán. 1 cos(,x)  z z z    fk (qz  qxtg1)  ck (1 tg1 xc  (fkqy  ck yc ) yc  dy   2. Phương pháp tải trọng xiên mở rộng có y0 thể sử dụng để đánh giá ổn định mái dốc chịu  y1 1  z z     (qz  qxtg1) c  qy (1 tg1 c ) cos(n,z)  tác dụng của tải trọng bất kì. Trong phương  y   y x    0  (18) pháp này tất cả các điều kiện cân bằng tĩnh  zc zc   học của khối đất trượt cũng như các điều kiện (fkqy  ck )(  tg1)cos(,x)dy  y x    biên đều thỏa mãn và có thể áp dụng cho mặt Điều kiện biên thứ tư và thứ năm liên hệ trượt có hình dáng bất kì. với nhau bởi (9) nên khi điều kiện biên thứ tư 3. Có thể nghiên cứu hoàn thiện phương thỏa mãn thì điều kiện biên thứ năm cũng pháp này để ứng dụng. thỏa mãn. Điều kiện biên thứ nhất dùng để xác định 4. TÀI LIỆU THAM KHẢO hệ số an toàn k. Điều kiện biên thứ nhất và [1] Spencer, E. (1967) “A Method of Analysis thứ hai liên hệ với nhau bởi (8) nên khi điều of the Stability of Embankments kiện biên thứ nhất thỏa mãn thì điều kiện Assuming Parallel Inter-Slice Forces,” biên thứ hai cũng thỏa mãn. Geotechnique, 17(1), 11-26. Như vậy nhờ việc xác định các hàm số [2] Nazri Ali (2013) “A review of three- tgβ1, tgβ2 và tgα theo phương pháp trên tất cả dimensional slope stability analyses based các điều kiện biên và các phương trình cân on limit equilibrium method”, Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 18 A . bằng tĩnh học của khối đất trượt đều được pp. 119-134. thỏa mãn. [3] Dennhardt, M. and W. Forster (1985) Các bước đánh giá ổn định mái dốc theo “Problems of Three Dimensional Slope sơ đồ không gian bằng phương pháp tải trọng Stability,” Proceeding of the 11th xiên mở rộng có thể tiến hành như sau : giả International Conference in Soil Mechanics định trước mặt trượt bằng công thức giải tích and Foundation Engineering, Part 2, San hoặc hình học có xét đến điều kiện địa chất. Francisco, 427-431. 77

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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

65 tài liệu

2431 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 © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.