Tính toán ổn định tổng thể với phương pháp cung trượt trụ tròn theo Bishop phần mềm tính toán Geoslope



tải về 1.12 Mb.
trang1/2
Chuyển đổi dữ liệu15.09.2022
Kích1.12 Mb.
#53176
  1   2
thuyet minh tinh on dinh ke BHT


Tính toán ổn định tổng thể với phương pháp cung trượt trụ tròn theo Bishop phần mềm tính toán Geoslope

  1. Giới thiệu sơ lược về phần mềm Geo-slope

Hiện nay, ở nước ta vẫn chưa chuẩn hóa các phần mềm tính toán ổn định mái bờ, ổn định công trình nói chung, trong khi việc tính toán ổn định mái đất bờ để dự báo tình hình sạt lở lại cần tính toán một khối lượng đồ sộ. Rõ ràng những việc này không thể tính bằng tay thô sơ theo phương pháp cổ điển được. Chính vì vậy cần thiết phải tham khảo các phần mềm đã được thương mại hóa trên thế giới để giải các bài toán lớn là hết sức cần thiết, đặc biệt là giải quyết bài toán ổn định công trình bảo vệ mái bờ sông.
Thông thường, tính ổn định tổng thể công trình bảo vệ bờ sông bằng phương pháp cung trượt trụ tròn theo quy chuẩn QCVN 04-05:2012 và sử dụng chỉ tiêu cắt cánh hiện trường (Su). Tuy nhiên, điểm yếu của việc sử dụng tiêu chuẩn này là phải làm thủ công: trình tự tính toán tương tự với phần mềm Geo-Slope của Canada.
Qua thực tế áp dụng nhiều công trình, chúng tôi thấy rằng việc áp dụng quy chuẩn QCVN 04-05:2012 và việc tính toán bằng phần mềm Geo-Slope cho kết quả hoàn toàn phù hợp nhau.
Phần mềm Geo-slope được xây dựng dựa trên cơ sở lý thuyết trạng thái cân bằng tới hạn của các lực và mômen. Hệ số ổn định của tổng thể công trình được xác định từ việc cân bằng giữa các lực gây trượt và lực giữ.
Bước đầu, phần mềm tính toán một cung trượt bất kỳ (trụ tròn hoặc hỗn hợp) ứng với một tâm trượt giả định. Sau đó tiến hành chia cung trượt thành nhiều phần nhỏ có độ rông b1 để phân tích lực tác dụng và khả năng cân bằng của các phần nhỏ đó. Trên Hình 3, Hình 4 thể hiện các lực tác dụng lên một thỏi đất trong cung trượt trụ tròn hay cung trượt hỗn hợp (kết hợp giữa trụ tròn và gẫy khúc). Qúa trình sẽ tiếp tục tính toán lặp lại cho đến khi chương trình tìm ra cung trượt có hệ số an toàn thấp nhất.

Hình 1. Phần mềm xác định cung trượt bằng vị trí tâm và tiếp tuyến đi qua

Hình 2. Sơ họa các lực tác dụng lên một phần nhỏ trong cung trượt

Hình 3. Phân tích các lực tác dụng lên mẫu đất trong cung trượt trụ tròn

Hình 4. Các lực tác dụng lên cung trượt hỗn hợp
Giải thích các thành phần lục trong Hình 3 và Hình 4
+ W: Tổng trọng lực của một thỏi đât trượt có chiều rộng b và chiều cao trung bình h;
+ N: Lực pháp tuyến ở đáy giải tác dụng lên thỏi đất;
+ Sm: Lực ma sát ở đáy giải đất;
+ E: Lực tương tác giữa các thỏi đất theo phương ngang;
+ X: Lực tương tác giữa các thỏi đất theo phương đứng;
+ Các chỉ số L, R đại diện cho phía trái và phía phải của dải đất;
+ D: Ngoại lực;
+ R: Bán kính cung trượt;
+ x: Khoảng cách theo phương ngang từ tâm trượt tới trọng tâm của dải;
+ e: Khoảng cách theo phương đứng từ tâm trượt tới trọng tâm của dải;
+ d: Khoảng cách theo phương vuông góc từ tâm trượt tới ngoại lực.
Trong phân tích ứng suất có hiệu độ bền chống cắt được định nghĩa:
S = c’+(n –u).tg’ (1.1)
Trong đó
S : Độ bền chống cắt
c’: Lực dính
n : Tổng ứng suất pháp
’ : Góc ma sát trong
u : Áp lực nước lỗ rỗng
Qua các Hình 3 và Hình 4 ở trên ta nhận thấy rằng trạng thái cân bằng khối đất trong cung trượt giả định được đảm bảo các điều kiện sau:
+ Tổng mômen đối với tâm trượt bằng không
+ Các lực theo các phương cân bằng nhau
Từ đó ta có các phương trình:
+ Cân bằng mô men:
(1.2)
+ Cân bằng lực theo phương xiên của cung trượt.
(1.3)
Fm : Hệ số ổn định
Thay (1.2) vào (1.3) và giải ra ta được
(1.4)
+ Cân bằng lực theo phương ngang:
=0= (1.5)
Thay công thức (1.5) vào (1.3) và giải ra ta được: Hệ số an toàn khi cân bằng các lực.
(1.6)
Các phương trình (1.6) và (1.4) là phi tuyến vì thành phần pháp tuyến N cũng là hàm của hệ số ổn định mái đất bờ F.


  1. tải về 1.12 Mb.

    Chia sẻ với bạn bè của bạn:
  1   2




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương