zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Phương pháp cân bằng giới hạn trong nghiên cứu ổn định nền đường

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

Báo xấu

12
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Phương pháp cân bằng giới hạn trong nghiên cứu ổn định nền đường trình bày phương pháp cân bằng giới hạn trong nghiên cứu ổn định nền đường; Cường độ giới hạn nền thiên nhiên; Phương pháp nghiên cứu ổn định mái dốc.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phương pháp cân bằng giới hạn trong nghiên cứu ổn định nền đường

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG GIỚI HẠN TRONG NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG Đỗ Thắng Trường Đại học Thủy lợi, email: dothang@tlu.edu.vn 1. CƠ SƠ LÝ THUYẾT trong đó: là hệ số tỉ lệ; Đất không phải là vật liệu đàn hồi nên trong ≥ 0 nếu f = k và f = 0 (k là giới hạn bài toán phẳng, hai phương trình cân bằng chảy dẻo); không đủ để xác định được ba thành phần ứng = 0 nếu f < k hoặc f = k và f ' < 0. suất, tức là trạng thái ứng suất tự nhiên của đất Quan hệ (1.1) cho thấy chiều của biến là không xác định. Tuy nhiên, nghiên cứu mẫu dạng dẻo trùng với pháp tuyến của mặt dẻo đất trong phòng thí nghiệm cũng như thí khi xây dựng mặt dẻo trong tọa độ ứng suất. nghiệm tấm ép ở hiện trường cho thấy có thể Trên hình 1.1 trình bày mặt dẻo trong tọa độ coi đất là vật liệu đàn dẻo lý tưởng tuân theo hai chiều. điều kiện chảy dẻo Mohr- Coulomb [2] để có . P f(ij)  thể sử dụng phương pháp cân bằng giới hạn  ij ij hoặc tổng quát hơn là các định lý về phân tích .P a TiÕp tuyÕn  Th¼ng duy nhÊt giới hạn để nghiên cứu ổn định của khối đất. ij .P a E Hệ phương trình cơ bản của phương pháp này  a  ij ij f '(ij) = 0 ij ij .P c bao gồm hai phương trình cân bằng (bài toán  ij c d d ij E phẳng) và đưa thêm điều kiện chảy dẻo Mohr- ij .P ij  ij ij Coulomb để có đủ phương trình để xác định b ij trạng thái ứng suất giới hạn trong đất. Những §μn håi b điểm trong khối đất thỏa mãn ba phương trình f '(ij) < 0 .P  trên là những điểm ở trạng thái chảy dẻo. Sự ij Gãc xuất hiện một điểm chảy dẻo hoặc nhiều điểm chảy dẻo cục bộ chưa thể gây phá hoại khối Hình 1.1. Mặt chảy dẻo đất. Khối đất chỉ bị phá hoại khi xuất hiện các và vectơ tốc độ biến dạng dẻo lưới đường trượt (lưới các điểm chảy dẻo) cho Cho nên công thức (1.1) được gọi là quy phép các phần khối đất trượt tự do tương đối tắc pháp tuyến, còn gọi là quy tắc chảy kết với nhau. Vì vậy, trước khi giới thiệu các hợp, xem chiều của tốc độ biến dạng dẻo phương pháp nghiên cứu ổn định khối đất, tác trùng với gradient của hàm chảy dẻo [1]. giả trình bày các liên hệ cơ bản của vật liệu Các điều kiện chảy dẻo Tresca và Von đàn dẻo lý tưởng. Mises không phụ thuộc vào bất biến ứng suất Có rất nhiều mô hình toán khác nhau nhằm thứ nhất nghĩa là khi biến dạng dẻo thể tích xác lập quan hệ giữa ứng suất và biến dạng khối đất không thay đổi. của vật liệu dẻo. Cho đến nay các nhà nghiên Điều kiện chảy dẻo Mohr- Coulomb phụ cứu đều thống nhất sử dụng mô hình xác định thuộc vào bất biến ứng suất thứ nhất cho nên tốc độ biến dạng dẻo theo phương trình sau: khi biến dạng dẻo thể tích khối đất thay đổi, f (ij ) tức là nó không đảm bảo quy tắc chảy kết ij   p (1.1) ij hợp của lý thuyết đàn - dẻo lý tưởng. 81
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Có thể thấy bài toán dẻo rất phức tạp vì thì không thể dùng giới hạn trên riêng biệt mà tính chất phi tuyến. Tuy nhiên, người thiết kế phải dùng cả giới hạn dưới. Lời giải đúng khi thường quan tâm đến lực giới hạn, hoặc tải giới hạn trên bằng giới hạn dưới. trọng giới hạn của kết cấu, tức là lực gây ra phá hoại kết cấu. Trong trường hợp đó sử 2. PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG GIỚI dụng “phương pháp phân tích giới hạn” là HẠN TRONG NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH phương pháp đơn giản mà người thiết kế rất NỀN ĐƯỜNG quan tâm. Nền tảng của phương pháp này là Phương pháp nghiên cứu ổn định nền hai định nghĩa và định lý sau [3]: đường (cường độ giới hạn nền thiên nhiên và Định nghĩa 1: Trường ứng suất tĩnh học cho ổn định mái dốc) trong bài toán phẳng là phép (hay trường ứng suất cân bằng) là trường phương pháp giải hệ phương trình sau: ứng suất thỏa mãn các điều kiện sau đây:  x  yx a) Điều kiện cân bằng tại mọi điểm của   0 vật thể;  x y   y xy  b) Điều kiện biên ứng suất;    0 (2.1) c) Điều kiện chảy dẻo không bị vượt quá  y x tại bất kỳ điểm nào của vật thể.  x  y max  sin   c.cos  Định lý giới hạn dưới: Trong tất cả các   2 trạng thái cân bằng, tải trọng phá hoại thực trong đó: lớn hơn tải trọng lớn nhất tìm được ở trạng x, y, xy, yx - trạng thái ứng suất tại một thái cân bằng. điểm trong đất; Định nghĩa 2: Trường chuyển vị động học  - góc nội ma sát; cho phép (hay cơ chế phá hoại) là trường c - lực dính đơn vị. chuyển vị và biến dạng thỏa mãn các điều Phương trình thứ ba của hệ (2.1) là điều kiện sau đây: kiện chảy dẻo Mohr- Coulomb viết dưới a) Trường chuyển vị là liên tục, tức là dạng ứng suất thành phần. không có những chỗ đứt đoạn hoặc trùng Giải hệ trên theo ứng suất dùng định lý nhau kéo dài trong vật thể (cho phép trượt giới hạn dưới phải giả thiết trạng thái ứng phần này dọc theo phần khác); suất của từng vùng trong khối đất thỏa mãn b) Điều kiện biên chuyển vị và biến dạng; phương trình cân bằng và điều kiện Mohr- c) Bất kỳ vị trí nào có biến dạng thì ứng Coulomb, do đó đây là cách làm gián tiếp. suất tại đó thỏa mãn điều kiện chảy dẻo. Giải hệ trên theo đường trượt dùng định lý Nhận xét: Từ định nghĩa 2 ta thấy kết cấu giới hạn trên bằng cách viết hệ phương trình hoặc ở trạng thái cứng, hoặc là dẻo (hệ trong tọa độ cực. cứng dẻo). Định lý giới hạn trên: Trong tất cả các 2.1. Cường độ giới hạn nền thiên nhiên trạng thái chuyển vị động học cho phép, tải Prandtl (1920) là người đầu tiên giải bằng trọng phá hoại thực phải nhỏ hơn tải trọng giải tích hệ phương trình trên cho trường hợp nhỏ nhất của cơ chế. Ở đây, tải trọng phá bài toán móng băng khi không xét trọng hoại của cơ chế được xác định theo nguyên lý lượng đất. Tải trọng giới hạn được xác định công ảo. từ định lý giới hạn dưới và định lý giới hạn Từ các định nghĩa và định lý giới hạn trên trên cho kết quả bằng nhau nên có thể coi lời ta thấy: giới hạn dưới - trường ứng suất cân giải của Prandtl là lời giải đúng của phương bằng; giới hạn trên - trường ứng suất chỉ xác pháp phân tích giới hạn. định tại các điểm chảy dẻo. Giới hạn trên chỉ Novotortsev (1938) giải bài toán tổng quát cho ta biết dạng phạm vi chảy dẻo hoặc đường khi cho tải trọng tác dụng xiên góc so với trượt nên để xác định được tải trọng giới hạn phương đứng. 82
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Ngoài ra, còn có nhiều phương pháp tính Mohr tiếp xúc với đường Coulomb) khi tăng tải trọng giới hạn khác mà mặt trượt được xác dần chiều cao mái dốc H. định từ phương pháp cân bằng giới hạn như: O x phương pháp Terzaghi, Berezansev, Vesic, Ebdokimov, Meyerhof, Hansen,… x xy y H Lời giải toán học chính xác cho vấn đề quan trọng là xét trọng lượng của đất nền rất y y I phức tạp. Do vậy, rất nhiều phương pháp giải III II y y gần đúng đã được phát triển. Sokolovski x (y-H)  (1965) đưa ra phương pháp giải số trên cơ sở yx (y-H)  gần đúng bằng sai phân hữu hạn. Hình 2.1. Trường ứng suất giả thiết 2.2. Phương pháp nghiên cứu ổn định mái dốc 3. KẾT LUẬN a) Phương pháp giả định mặt trượt Phương pháp cân bằng giới hạn được sử Trên thực tế thường phổ biến sử dụng dụng rộng rãi trong nghiên cứu ổn định nền phương pháp phân mảnh cổ điển W.Fellenius đường hiện nay với nhiều điều kiện bổ sung và phương pháp Bishop để kiểm toán ổn định nhằm phản ánh sát với thực tế nhất sự làm mái dốc với giả thiết khối đất trên mái dốc việc của khối đất. Tuy nhiên, phương pháp khi mất ổn định sẽ trượt theo mặt trượt hình này chưa phải là ứng dụng đúng đắn của trụ tròn. Phương pháp Bishop có xét đến các phương pháp phân tích giới hạn của lý thuyết lực đẩy ngang tác dụng từ hai phía của mảnh đàn - dẻo lý tưởng vì chưa xét đến hiện tượng trượt (không quan tâm đến điểm đặt của hai thể tích khối đất bị thay đổi khi dùng điều lực ngang đó). kiện chảy dẻo Mohr-Coulomb. Mặt khác, hệ Ngoài hai phương pháp nêu trên còn rất phương trình cơ bản của phương pháp này nhiều các phương pháp theo cách phân mảnh không cho phép xác định trạng thái ứng suất khác như: phương pháp Janbu, Morgenstern- tại những điểm chưa chảy dẻo, tức là không Price, Spencer, hiệp hội kỹ sư Mỹ, hoặc xét được trạng thái ứng suất của toàn khối đất. phương pháp dựa vào lý thuyết cân bằng giới hạn tổng quát GLE (General Limit 4. TÀI LIỆU THAM KHẢO Equilibrium). Các phương pháp này có xét đến [1] N.I. Bêdukhôp, người dịch Phan Ngọc lực tác dụng giữa các mảnh nhằm phản ánh sát Châu. 1978. Cơ sở lý thuyết đàn hồi lý với thực tế nhất sự tương tác giữa chúng. thuyết dẻo lý thuyết từ biến. Nhà xuất bản b) Phương pháp giả thiết trường ứng suất Đại học và trung học chuyên nghiệp. Để xác định chiều cao giới hạn của mái [2] W. F. Chen. 2008. Limit analysis and soil plasticity. J.Ross Publishing edition is an dốc thẳng đứng theo định lý giới hạn dưới, unabridged republication of the work W. F. Chen [2] đã giả thiết trường ứng suất originally published by Elsevier Scientific tại ba vùng thỏa mãn hai phương trình cân Publishing Co., Amsterdam. bằng như hình 2.1. [3] Arnold Verruijt. 2010. Soil mechanics. Tiến hành vẽ vòng tròn Mohr cho mỗi Delft University of Technology. vùng và nhận được điểm chân mái dốc đứng đạt giới hạn chảy dẻo đầu tiên (vòng tròn 83

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.