Giáo trình nền đường sắt part 7

Chia sẻ: Asdhdk Dalkjsdhak | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

Thêm vào BST

Báo xấu

124
lượt xem 35
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình nền đường sắt part 7', kỹ thuật - công nghệ, kiến trúc - xây dựng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình nền đường sắt part 7

M t trư t ñi qua n n ñ t y u và có ti p tuy n n m ngang t i ñ sâu h ð dc taluy h = 0,25H h = 0,5 H h=H h = 1,5 H 1:m A B A B A B A B 1:1,00 2,56 6,10 3,17 5,92 4,32 5,80 5,78 5,75 1:1,25 2,66 6,32 3,24 6,02 4,43 5,86 5,36 5,80 1:1,50 2,80 6,53 3,32 6,13 4,54 5,93 5,94 5,85 1:1,75 2,93 6,72 3,41 6,26 4,66 6,00 6,02 5,90 1:2,00 3,10 6,87 3,53 6,40 4,78 6,08 6,10 5,95 1:2,25 3,26 7,23 3,66 6,56 4,90 6,16 6,18 5,98 1:2.50 3,46 7,62 3,82 6,74 5,03 6,26 6,26 6,02 1:2,75 3,68 8,00 4,02 6,95 5,17 6,36 6,34 6,05 1:3,00 3,93 8,40 4,24 7,20 5,31 6,47 6,44 6,09 Ví d 5-1: Ki m toán n ñ nh n n ñư ng cao 7 m, ñ p trên ñ t y u có chi u dày 10 m g m 3 l p, các s li u trên (hình 5-10). N i dung ki m toán như sau: a) Ki m toán n ñ nh ch ng ép tr i b ng phương pháp tra ñ th Hình 5.10. B 16,9 = = 1,69 . Ta có: h 10 N®s.228
B = 1,69 ta ñư c NC=5,21. Tra ñ th hình 5-8, ng v i: h qgh=Cu.NC = 20 x 5,21 = 104,2 kPa ng su t do t i tr ng n n ñ p gây ra ñáy n n ñư ng là: q = γñH = 18 x 7 = 126 kPa q gh 104,2 = = 0,827 < [ F ] = 1,5 H s an toàn F= q 126 V y n n ñư ng có kh năng b ép tr i. b) Ki m toán n ñ nh ch ng trư t c c b b ng phương pháp tra b ng: H s an toàn: Cu F = f . A + B. γdH Trong ñó: ϕu = 0 ; f = tgϕu = 0; l c dính không thoát nư c: l y tr s nh nh t: Cu = 20 kPa; γñ=18 kN/m3; H = 7m; 1: m = 1: 1,5; h 10 = = 1,428 . H 7 h = 1,428 ñư c B = 5,86 Tra b ng 5-2, ng v i H 20 F = 0 + 5,86 =0,930 < [F] = 1,5 18 x7 V y n n ñư ng có kh năng b trư t c c b . 2. Phương pháp c k t ng su t có hi u Do tác d ng c k t thoát nư c, cư ng ñ c a ñ t y u ñư c nâng cao. Tuy nhiên, theo khái ni m v lý thuy t c k t, ngư i ta gi ñ nh t i tr ng ngoài tăng lên t c th i, còn trên th c t , ñ t ñ p không th gia t i t c th i, cũng không th ñ p t ng l p r i ñ i ñ t móng có ñ th i gian c k t m i ñ p ti p. B i v y, khi tính toán, n u ch dùng ch tiêu c t nhanh Cu, ϕu ho c ch tiêu c t nhanh c k t ϕcu, Ccu ñ u không ph n ánh chính xác m c ñ n ñ nh c a n n ñ p trên ñ t y u. ð k t qu tính toán sát v i th c t , ph i nghiên c u k tác d ng c k t trong quá trình ñ p n n ñư ng, ñ c k t, tr s áp l c nư c l r ng t i các ñi m trong ñ t móng. Thông thư ng, ngư i ta d a vào các s li u và các công th c lý thuy t, khi có ñi u ki n, có th chôn các máy c m ng ño áp l c nư c l r ng hi n trư ng ñ tính ñ c k t. Phương pháp c k t ng su t có hi u d a trên cơ s c a phương pháp chia m nh truy n th ng, v i gi thi t d ng m t trư t là m t tr tròn. Tuy nhiên, trong tính toán có xét ñ n s gia tăng cư ng ñ c a ñ t móng, s gia tăng này ph thu c vào m c ñ c k t t i th i ñi m tính toán. N®s.229
Vì n n ñ p có chi u dài di n tích ch u t i l n hơn r t nhi u so v i chi u r ng c a nó, s phân b ng su t trên ñ t coi là bài toán ph ng. B i v y, khi ki m toán n ñ nh, ñ ñưa v bài toán ph ng, ngư i ta l y m t mét dài n n ñư ng làm ñơn v tính toán. Tr ng lư ng m nh i là Qi (qua tr ng tâm m nh i) ñư c d i theo phương th ng ñ ng xu ng m t trư t. Qi ñư c phân thành phân l c ti p tuy n v i m t trư t Ti và pháp tuy n là Ni . Trong ñó: Ni = Qi sin αi Ti = Qi cos αi αi là góc h p b i ñư ng th ng ñ ng qua tâm trư t O và ñư ng n i tâm O v i ñi m ñ t c a Qi. Thành ph n Ni gây ra l c ma sát trên m t trư t, có chi u ngư c v i chi u trư t. Thành ph n Ti thì tuỳ theo v trí c a m nh i so v i ñư ng th ng ñ ng qua tâm trư t O mà nó có th cùng ho c ngư c chi u v i chi u trư t. L c dính Cili tác d ng trên m t trư t m nh i luôn ngư c chi u v i hư ng trư t. ð xét nh hư ng c a t i tr ng n n ñ p t i ñ gia tăng cư ng ñ ñ t móng do c k t, tr ng lư ng các m nh Qi ñư c tách ra thành QIi và QIIi là tr ng lư ng ph n ñ t móng và ph n ñ t ñ p. Tương t trên ta có NIi và NIIi; TIi và TIIi là các thành ph n pháp tuy n và ti p tuy n trên m t trư t c a QIi và QIIi. H s n ñ nh K theo phương pháp c k t ng su t có hi u ñư c tính như sau: ∑ (N tgϕ u + N IIi u tgϕ cu + C cu l i ) + ∑ ( N IIi tgϕ + Cl i ) + ∑ Ti ' Ii AB BC K= ; (5-12). ∑ (T + TIIi ) + ∑ TIIi Ii AB BC Trong ñó: C,ϕ - l c dính ñơn v và góc ma sát trong c a ñ t ñ p. Ccu, ϕcu- l c dính ñơn v và góc ma sát trong c a ñ t móng, xác ñ nh b ng thí nghi m c t nhanh c k t. ϕu- góc ma sát trong c a ñ t móng, xác ñ nh t thí nghi m c t nhanh. l i - chi u dài cung trư t m nh i. T'- phân l c ti p tuy n ngư c chi u v i hư ng trư t. u - ñ c k t bình quân c a ñ t móng. ð ñánh giá m c ñ n ñ nh c a n n ñư ng, ta ph i gi ñ nh nhi u cung trư t và tính h s n ñ nh tương ng c a chúng, cung trư t nào có h s n ñ nh nh nh t là cung trư t nguy hi m nh t. Khi h s n ñ nh Kmin ≥ [K] m i có th nói r ng n n ñư ng n ñ nh. N®s.230
H s n ñ nh [K] thư ng l y t 1,15 ñ n 1,25. Vì có th v vô s cung trư t gi ñ nh, tương ng v i nó ta có th tính ñư c vô s h s n ñ nh K, trong khi ñó ch có m t tr s Kmin c a cung trư t nguy hi m nh t. Vì v y kh i lư ng tính toán r t l n. Hình 5-11. Phương pháp ng su t c k t có hi u ki m toán n ñ nh n n ñư ng ð gi m b t kh i lư ng tính toán, có th áp d ng kinh nghi m thi t k c a Trung Qu c: v trí tâm trư t nguy hi m nh t thư ng n m trong ph m vi hình t giác g ch chéo FHIG (hình 5-12). Trong ñó BF nghiêng 360 so v i m t n n ñư ng, FG và EH là các ñư ng th ng ñ ng qua chân taluy và qua Hình 5-12. Ph m vi vùng ch a tâm ñi m E gi a taluy. trư t nguy hi m nh t theo kinh nghi m T t nhiên, khi tính toán, c n tính b sung vài cung trư t có tâm n m ngoài ph m vi này n a. 3. Phương pháp t ng cư ng ñ Trong phương pháp này, cư ng ñ ch ng c t ñư c dùng là k t qu thí nghi m c t cánh t i hi n trư ng ho c k t qu thí nghi m xuyên, không c n xét t i các ch tiêu C và ϕ c a móng, cũng không c n xét t i ñ c k t c a móng. Phương pháp này thích h p ñ i v i trư ng h p ki m toán n ñ nh n n ñư ng trên móng là ñ t sét y u bão hoà có h s th m r t nh , th i gian thi công r t ng n. Khi ñ t y u có h s th m l n không nên dùng phương pháp này. H s n ñ nh K tính theo công th c sau: ∑M on K= ∑M truot Trong ñó: ∑Mtrư t- mô men c a các l c gây trư t ñ i v i tâm O. ∑Mtrư t = Q.g Q- l c th ng ñ ng c a ph n kh i trư t bên ph i ñư ng th ng ñ ng qua tâm trư t O, bao g m ho t t i và t ng tr ng c a ñ t ñ p. g- kho ng cách t tr ng tâm c a Q ñ n ñư ng th ng ñ ng OF. ∑M n - mô men c a các l c ch ng trư t c a ñ t ñ p ñ i v i tâm O N®s.231
∑M n: M1 + M2 M1- mô men c a các l c ch ng trư t c a ñ t ñ p trên ño n DG M1 = R (Ntgϕ+ C l ); l = DG ϕ, C- ch tiêu c t nhanh c a ñ t ñ p sau khi ñ m ch t (hình 5-13) và (5-14). Hình 5-13. Phương pháp t ng cư ng Hình 5-14.Mô men ch ng trư t M1 c a ñ ki m toán n ñ nh n n ñư ng ñ tñ p N u g i S là t ng cư ng ñ c a ñ t móng, v i gi thi t là m t h ng s , thì mô men ch ng trư t M2 trên ño n cung trư t EFG ñư c tính như sau: M2 = S. L. R L - chi u dài cung trư t EFG Th c t ño ñ c ch ra r ng: t ng cư ng ñ S c a ñ t móng ph thu c vào chi u sâu c a t ng ñ t y u theo t l tăng nh t ñ nh (hình 5-15). S = So + λ h Trong ñó: So- t ng cư ng ñ c a ñ t móng t i ñáy n n ñ p ; λ- t l tăng cư ng ñ c a ñ t móng theo chi u sâu (hình 5- 15). h- Chi u sâu tính t m t ñ t móng ñ n ñi m tính toán. Trên cung trư t EFG, l y m t ño n cung trư t dài dl , trên dl , t ng cư ng ñ ñ t móng gây ra mô men ch ng trư t dM2 (hình 5-16). N®s.232
Hình 5-15. S thay ñ i cư ng ñ không thoát nư c S c a ñ t y u theo ñ sâu Z. Hình 5-16. Mô men ch ng trư t trong ñ t móng M2 dM2 = R.S. dl = R2. S. dθ Chi u sâu h c a dl tính như sau: h = R. cosθ - y Vì v y: S = So + λ (Rcosθ-y) dM2 = R2 [So + λ(Rcosθ-y)] dθ Do ñó, trên ño n cung trư t EFG trong ñ t móng, mômen ch ng trư t M2 tính như sau: θ1 θ1 M 2 = 2 ∫ dM 2 = 2 ∫ R 2 [ S o + λ ( R cosθ − y )]dθ 0 0 N®s.233
x arccos ∫ [ S o + λ ( R cos θ − y )]dθ M 2 = 2R 2 R 0   x M 2 = 2 R 2 (S o − λ y ) arccos  + λ x  R   T ng mô men c a các l c ch ng trư t là:   x =R ( Ntgϕ + Cl ) + 2 R 2 (S o − λ y ) arccos   + λ x  ∑M on R   Khi tính h s n ñ nh, ngoài công th c tính toán thông thư ng như công th c (5-12), c n căn c vào nh ng tình hu ng và nh ng tham s thi t k khác nhau ñ ch n công th c phù h p. 1) Khi tính toán, c n xét qui lu t gia tăng cư ng ñ c a ñ t móng khi có c k t và s bi n ñ i c a nó theo chi u sâu. Có th có các trư ng h p sau: - Trư ng h p 1: Khi ñ t m m l ng ñ ng tương ñ i sâu, cư ng ñ bi n ñ i theo chi u sâu có qui lu t rõ ràng, h s n ñ nh K tính như sau: ∑ (S + λ h )L + ∑ u N II tgϕ cu o K= ∑ (T + TII ) 1 Trong ñó: TI, TII l n lư t là phân l c gây trư t c a tr ng lư ng ñ t móng và ñ t ñ p (kN/m); L- chi u dài cung trư t (m); NII - phân l c pháp tuy n trên cung trư t c a tr ng l c ñ t ñ p (kN/m); h- ñ sâu ñ t móng c a phân mi ng (m); S0 - cư ng ñ ban ñ u c a m t l p ñ t móng (kPa); λ - t l tăng c a cư ng ñ ñ t móng thiên nhiên theo chi u sâu (kPa/m). (hình 5-15 ). - Trư ng h p 2: khi s l ng ñ ng c a ñ t m m có gián ño n, cư ng ñ bi n ñ i theo chi u sâu không có quy lu t rõ ràng , công th c tính h s n ñ nh k như sau: ∑ S l + ∑ uN tgϕ u II cu K= ∑ (T + T ) II 1 Trong ñó: Su- cư ng ñ bình quân c a m i l p ñ t (kPa). Nh ng ký hi u khác ý nghĩa như trư c. N u ñ t móng có l p ñ t tương ñ i dày, cư ng ñ bi n ñ i theo chi u sâu có qui lu t rõ ràng thì có th s d ng c hai phương pháp trên ñ tính toán. 2) Khi ñáy n n ñ p ñư c r i m t l p v i ñ a k thu t, do t m v i ch u l c kéo làm tăng mômen n ñ nh, có th căn c vào tình hình bi n d ng c a nó mà tính theo hai mô hình sau: N®s.234
Mô hình 1: gi s t i v trí m t trư t c t qua t m v i, phương l c kéo c a t m v i ti p tuy n v i m t trư t, ta có công th c tính h s n ñ nh như sau: ∑ (S + λ h )l + ∑ u N II tgϕ cu + P o K= ∑ (T + T ) I II ∑ S l + ∑ uN tgϕ + P u II cu K= Ho c: ∑ (T + T ) I II Trong công th c trên: P là l c kéo t m v i ñ a k thu t (kN/m) Hình 5-17. Mô hình bi n d ng c a t m v i ñ a k thu t Mô hình hai: gi s l c kéo t m v i ñ a k thu t có hư ng như hình 5-17 (b), h s n ñ nh ñư c tính theo công th c sau: ∑ (S o + λ h)l + ∑ uN II tgϕ cu + P(a + btgϕ ) / R K= ∑ (TI + TII ) l + ∑ u N II tgϕ cu + P (a + btgϕ ) / R ∑S u K= Ho c: ∑ (T + TII ) I Ngoài vi c ki m toán n ñ nh khi cung trư t xuyên qua t m v i ñ a k thu t, v n ph i ti n hành tính toán ngoài ph m vi tr i t m v i này, nghĩa là ki m toán kh năng toàn b n n ñ p b trư t. Trư ng h p xây d ng n n ñ p cao trên ñ t y u, khi chưa ñ p ñ n cao ñ thi t k , ñ t móng ñã phát sinh v n ñ , vì v y,vi c ki m toán n ñ nh không ch ti n hành chi u cao thi t k mà còn ph i ki m toán trong c quá trình xây d ng. Khi ñ t móng là nh ng l p ñ t y u dày, do di ñ ng nghiêng c a ñ t móng làm n n ñ p ch u kéo, khi tính toán n ñ nh, có th b qua l c c n ch ng c t bên trong n n ñ p, nhưng ph i ti n hành tính toán chi u sâu v t n t th ng ñ ng trong n n ñư ng. N®s.235