Tải bản đầy đủ

Luận văn thạc sĩ cầu đường Nghiên cứu các phần mềm tính toán nền đất để đề xuất các ứng dụng hữu ích cho tính toán thiết kế nền đường trong điều kiện Việt Nam

L I C M N
Để hoàn thành được luận án này, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ
của các thầy cô giáo hướng dẫn, các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp, và các cơ
quan liên quan.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo
Đại học và Sau Đại học – Trường Đại học Giao thông Vận tải đã giúp đỡ tôi trong
qúa trình học tập và nghiên cứu.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô giáo hướng dẫn TS. Trần Thị
Kim Đăng – Bộ môn Đường bộ Trường Đại học Giao thông Vận tải, là cô giáo đã
tận tình giúp đỡ tôi trong qúa trình học tập và nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Trong khuôn khổ một luận án Thạc sỹ khoa học kỹ thuật, chắc chắn chưa
đáp ứng được một cách đầy đủ những vấn đề đã đặt ra, mặt khác do trình độ bản
thân còn nhiều hạn chế. Tác giả xin chân thành cảm ơn và tiếp thu nghiêm túc
những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp.

Hà Nội, ngày 12 tháng 10 năm 2008
Tác giả






MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ CÁC PHẦN MỀM
ĐƯỢC SỬ DỤNG HIỆN NAY ĐỂ TÍNH TOÁN NỀN ĐƯỜNG
1.1 - Tổng quan về nền đường ô tô và thiết kế nền đường
1.2 - Các bài toán điển hình trong tính toán thiết kế nền đường ô tô
1.3 - Đánh giá việc sử dụng các phần mềm tính toán nền đường trong thực tế công
tác thiết kế đường ô tô ở Việt Nam hiện nay
1.4 - Kết luận về các phần mềm được chọn lựa trong nghiên cứu đề tài.
CHƯƠNG 2: CHƯƠNG TRÌNH SLOPE TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH BỜ DỐC
2.1 - Sơ lược cơ sở lý thuyết & phạm vi áp dụng chương trình
2.2 – Trình tự mô hình hóa tính toán
2.3 – Trình tự thực hiện phần mềm Slope
2.4 – Đề xuất việc áp dụng Slope trong tính toán thiết kế nền đường.
CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH SIGMA TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT – BIẾN
DẠNG CỦA NỀN ĐƯỜNG.
3.1 - Sơ lược cơ sở lý thuyết & phạm vi áp dụng chương trình
3.2 – Trình tự mô hình hóa tính toán
3.3 – Trình tự thực hiện phần mềm Sigma
3.4 – Đề xuất việc áp dụng Sigma trong tính toán thiết kế nền đường.
CHƯƠNG 4: MỘT SỐ CHƯƠNG TRÌNH KHÁC
4.1 – Chương trình Bishop – các ứng dụng trong thiết kế nền đường
4.2 – Chương trình Plaxis – các ứng dụng trong thiết kế nền đường
CHƯƠNG 5: ĐỀ XUẤT CÁC ỨNG DỤNG VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA
CÁC PHẦN MỀM TRONG MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP BÀI TOÁN ĐIỂN HÌNH
THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
1

T V N NGHIÊN C U

Nền đường là bộ phận chủ yếu của công trình đường, có tác dụng khắc phục
địa hình thiên nhiên, nhằm tạo nên một tuyến đường có các tiêu chuẩn kỹ thuật phù
hợp với một cấp hạng đường nhất định. Nhiệm vụ của nó là đảm bảo cường độ và
độ ổn định của bản thân và của kết cấu áo đường. Nó là nền tảng của áo đường,
tham gia chịu lực cùng kết cấu áo đường. Cường độ, tuổi thọ và chất lượng sử


dụng đường và của kết cấu áo đường phụ thuộc rất lớn vào cường độ và độ ổn định
của nền đường.
Nền đường yếu, áo đường sẽ rạn nứt và hư hỏng nhanh chóng. Do đó nền
đường cần phải được thiết kế đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo ổn định toàn khối, nghĩa là kích thước hình học và hình dạng của
nền đường không bị phá hoại hoặc biến dạng gây bất lợi cho việc thông xe.
- Nền đường phải đảm bảo cường độ nhất định, tức là đủ độ bền khi chịu cắt
trượt và không được biến dạng quá nhiều( hay không được tích lũy biến dạng)
dưới tác dụng của tải trọng bánh xe.
- Đảm bảo ổn định cường độ trong suốt thời kỳ khai thác, nghĩa là cường độ
của nền đường không được thay đổi theo thời gian, theo điều kiện khí hậu, thời tiết
một cách bất lợi.
Trong từng điều kiện cụ thể, có thể xảy ra các điều kiện hư hỏng sau đối với
nền đường như: Nền đường bị lún, nền đường bị trượt, nền đường bị nứt, sụt lở
mái ta luy
Trong xây dựng đường, chờ đợi quá trình nén chặt tự nhiên của đất nền
đường là không hợp lý. Trong khi đó lại không được phép để nền đường biến dạng
trong quá trình khai thác để đảm bảo độ bằng phẳng của mặt đường. Khi đắp nền
đường đất phải được nén chặt thì cường độ và độ ổn định nước càng cao. Độ nén
chặt cần thiết để đảm bảo nền đường không tiếp tục biến dạng sau khi thi công là
phụ thuộc vào ứng suất phát sinh trong nền đường. Ứng suất ấy bao gồm ứng suất
do trọng lượng bản thân của áo đường và nền đường phía trên và ứng suất do tải
trọng giao thông. Trong các trường hợp thiết kế nền đường ứng với cấp đường, với
mỗi dự án cụ thể, việc tính toán phải đảm bảo cho trong đất nền chỉ xuất hiện biến
dạng đàn hồi mà không có biến dạng dẻo, hoặc có thể cho phép có biến dạng dẻo
nhưng vẫn phải đảm bảo sự ổn định toàn khối của nền. Hiện nay có rất nhiều tuyến
đường đã hoàn thành mà giải pháp kỹ thuật và quản lý cho vấn đề biến dạng lún
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
2

của nền đường vẫn còn rất nan giải như tuyến đường Pháp Vân – Cầu Giẽ, Láng -
Hòa Lạc, một số đoạn đường đắp cao đầu cầu trên các tuyến quốc lộ. Ngoài ra hiện
tượng sụt trượt ta luy nền đường cũngg là một vấn đề luôn mang tính thời sự do
tính bất ngờ cùng với những hậu quả nghiêm trọng khi nó xảy ra như tuyến đường
Hồ Chí Minh và một số tuyến quốc lộ ở vùng nói phía Bắc. Việc nghiên cứu các
giải pháp trong thiết kế và các phương pháp tính toán để đảm bảo các yêu cầu của
nền đường luôn là việc hết sức cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao.
Hiện nay, khi máy tính là công cụ tính toán hữu hiệu thì việc sử dụng các
phần mềm tính toán trở nên phổ biến hơn. Đã có một số phần mềm để tính toán
nền đường đã được sử dụng ở nước ta. Phổ biến nhất thời điểm hiện nay là bộ phần
mềm Geo – Office ( Canada) bao gồm một số phần mềm khác nhau, giải quyết
nhiều bài toán ứng dụng trong các ngành xây dựng dân dụng, giao thông thủy lợi.
Bộ phần mềm này có nhiều chức năng và trong lĩnh vực đường bộ được ứng dụng
để giải quyết được các bài toán phân tích ứng suất và biến dạng của nền, kiểm toán
ổn định mái ta luy…Từ mục đích khai thác bộ phần mềm một cách hiệu quả, để
đưa ra những giải pháp hợp lý, thỏa mãn các yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế ứng
dụng cho các bài toán cụ thể tính toán nền đường của ngành đường bộ, tác giả đã
lựa chọn đề tài: “ Nghiên cứu các phần mềm tính toán nền đất để đề xuất các
ứng dụng hữu ích cho tính toán thiết kế nền đường trong điều kiện Việt Nam”

LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
3

CH NG 1:
T NG QUAN V N N NG Ô TÔ VÀ CÁC PH N M M C S D NG HI N NAY
TÍNH TOÁN N N NG
1.1 - Tổng quan về nền đường ô tô và thiết kế nền đường
1.1.1 Những yêu cầu chung đối với nền đường.
Nền đường ô tô là một công trình bằng đất (đá) có tác dụng:
- Khắc phục địa hình thiên nhiên nhằm tạo nên một dải đất đủ rộng dọc theo
tuyến đường có các tiêu chuẩn về bình đồ, trắc dọc, trắc ngang đáp ứng được
điều kiện chạy xe an toàn, êm thuận và kinh tế.
- Làm cơ sở cho áo đường: lớp phía trên của nền đường cùng với áo đường chịu
tác dụng của tải trọng xe cộ và của các nhân tố thiên nhiên do đó có ảnh hưởng
rất lớn đến cường độ và tình trạng khai thác của cả công trình đường.
Để đảm bảo các yêu cầu nói trên, khi thiết kế và xây dựng nền đường cần phải đáp
ứng được các yêu cầu sau đây:
1. Nền đường phải đảm bảo luôn ổn định toàn khối, nghĩa là kích thước hình học
và hình dạng của nền đường không bị phá hoại hoặc biến dạng gây bất lợi cho việc
thông xe.
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
4

a)
b)
f)
d)
c)
e)

Hình 1.1 Các hiện tượng nền đường mất ổn định toàn khối.
a) Trượt ta luy đắp; b) Trượt nền đường đắp trên sườn dốc; c) Lún sụt trên đất yếu
d) Trượt trồi trên đất yếu. e) Sụt lở ta luy đào; f) Trượt ta luy đào
Các hiện tượng mất ổn định toàn khối đối với nền đường thường là: trượt lở mái ta
luy nền đường đào hoặc đắp, trượt nền đường đắp trên sườn dốc, trượt trồi và lún
nền đất đắp trên đất yếu,… (Hình 1.1).
2. Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ nhất định, tức là đủ độ bền khi chịu
cắt trượt và không được biến dạng quá nhiều (hay không được tích luỹ biến dạng)
dưới tác dụng của tải trọng bánh xe.
3. Nền đường phải luôn đảm bảo ổn định về mặt cường độ, nghĩa là cường độ của
nền đường không được thay đổi theo thời gian, theo điều kiện khí hậu, thời tiết một
cách bất lợi.
Nền đường thường bị phá hoại do các nguyên nhân sau đây:
- Sự phá hoại của thiên nhiên như mưa làm tích nước hai bên đường, làm giảm
cường độ của đất nền đường, gây sạt lở mái dốc ta luy.
- Điều kiện địa chất thủy văn tại chỗ không tốt về cấu tạo tầng lớp và mức độ
phong hoá đất đá, đặc biệt là sự phá hoại của nước ngầm (nước ngầm chảy lôi
theo đất gây hiện tượng xói ngầm và giảm cường độ của đất).
- Do tác dụng của tải trọng xe chạy.
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
5

- Do tác dụng của tải trọng bản thân nền đường khi nền đường đắp quá cao hoặc
đào quá sâu, ta luy quá dốc thường hay bị sạt lở.
- Do thi công không đảm bảo chất lượng: đắp không đóng quy cách, loại đất đắp,
lu lèn không chặt,…
Trong số các nguyên nhân nói trên, tác dụng phá hoại của nước đối với nền đường
là chủ yếu nhất (gồm nước mặt, nước ngầm và cả hơi nước).
1.1.2 Chiều sâu hoạt động của đất nền đường
Cường độ và độ ổn định của nền đường chủ yếu là do các lớp đất tầng trên quyết
định, như vậy cần phải xác định chiều sâu hoạt động của tải trọng.
0
z
σγ+σz
σγ
σz
za
p
P
Z
M
r

Hình 1.2 Sơ đồ xác định chiều sâu khu vực tác dụng của nền đường
Chiều sâu hoạt động của đất nền đường hay phạm vi hoạt động của đất nền đường
là khu vực chịu tác dụng của tải trọng động (tải trọng xe cộ đi trên đường truyền
xuống). Phạm vi này được xác định bằng chiều sâu z
a
ở hình 1.2.
Trên hình vẽ, ứng suất tại mỗi điểm trong đất do trọng lượng bản thân nền đắp gây
nên là: (xét trường hợp đất đồng nhất)
σ
γ
= γ.z
γ - dung trọng của đất đắp (t/m
3
); z – chiều sâu tính ứng suất, m.
Ứng suất thẳng đứng do tải trọng động của bánh xe P gây ra sẽ phân bố tắt dần
theo chiều sâu theo công thức của Bussinet:
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
6

2
z
z
P
.k=σ
k – hệ số Bussinet
2
5
2
1
1
.
2
3














+
=
Z
r
k
π
( Điểm nằm trên trục Z thì r=0 và k≈0,5)
Giả thiết khi σ
γ
= nσ
z
là có thể bỏ qua ảnh hưởng của tải trọng động thì ta có thể
xác định được chiều sâu z
a
của khu vực tác dụng theo quan hệ:
σ
γ
= nσ
z

3
a
2
a
a
P.n.k
z
z
P
nkz
γ
=⇒=γ
Thường giả thiết n = 5 – 10 và với các tải trọng bánh xe thông thường sẽ tính được
z
a
= 0,9 – 1,5m.
Như vậy, để nền đường có cường độ và độ ổn định nhất định cần đầm nén chặt đất
nền đường bằng các phương tiện đầm nén.
Đầm nén chặt đất nền đường: là một biện pháp tăng được cường độ và cải thiện
được chế độ thủy nhiệt của nền đường tương đối đơn giản, phổ biến và có hiệu quả
cao.
Hiện nay người ta thường dùng đại lượng dung trọng khô γ (g/cm
3
) của đất để đặc
trưng cho độ chặt của đất được đầm nén thông qua hệ số đầm nén:
K = γ/γ
0
Trong đó γ - là dung trọng khô của đất sau khi được nén chặt trên thực tế và γ
0

dung trọng khô của loại đất đó nhưng được nén chặt trong điều kiện tiêu chuẩn (độ
chặt lớn nhất – xác định bằng cối Proctor).
1.1.3 Nguyên tắc thiết kế nền đường
1. Phải đảm bảo khu vực tác dụng của nền đường (khi không có tính toán đặc biệt,
khu vực này có thể lấy tới 80 cm kể từ dưới đáy áo đường trở xuống ) luôn đạt
được các yêu cầu sau:
ÿ Không bị quá ẩm (độ ẩm không lớn hơn 0,6 giới hạn nhão) và không chịu ảnh
hưởng các nguồn ẩm bên ngoài (nước mưa, nước ngầm, nước bên cạnh nền
đường)
ÿ 30 cm trên cùng phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu bằng 8 đối với đường
cấp I, cấp II và bằng 6 đối với đường các cấp khác.
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
7

ÿ 50 cm tiếp theo phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu bằng 5 đối với đường
cấp I, cấp II và bằng 4 với đường các cấp khác.
Ghi chú: CBR xác định theo điều kiện mẫu đất ở độ chặt đầm nén thiết kế và được ngâm bão hòa
4 ngày đêm.
2. Để hạn chế tác hại xấu đến môi trường và cảnh quan, cần chú trọng các nguyên
tắc:
- Hạn chế phá hoại thảm thực vật. Khi có thể nên gom đất hữu cơ trong nền đào
để phủ xanh lại các hố đất mượn, các sườn taluy.
- Hạn chế phá hoại cân bằng tự nhiên. Đào đắp vừa phải. Chú ý cân bằng đào
đắp. Gặp địa hình hiểm trở nên so sánh nền đường với các phương án cầu cạn,
hầm, nền ban công. Chiều cao mái dốc nền đường không nên cao quá 20 m.
- Trên sườn dốc quá 50% nên xét phương án tách thành hai nền đường độc lập.
- Nền đào và nền đắp thấp nên có phương án làm thoải (1:3 ~ 1:6) và gọt tròn để
phù hợp địa hình và an toàn giao thông.
- Hạn chế các tác dụng xấu đến đời sống kinh tế và xã hội của cư dân như gây
ngập lụt ruộng đất, nhà cửa. Các vị trí và khẩu độ công trình thoát nước phải đủ
để không chặn dòng lũ và gây phá nền ở chỗ khác, tránh cản trở lưu thông nội
bộ của địa phương, tôn trọng quy hoạch thoát nước của địa phương.

1.2 - Các bài toán điển hình trong tính toán thiết kế nền đường
+ Tính toán ổn định nền đắp
- Tính ổn định của nền đường
- Tính ổn định tổng thể của nền đường và nền tự nhiên
+ Tính lún của nền đắp thông thường

1.3 - Đánh giá việc sử dụng các phần mềm tính toán nền đường trong thực tế
công tác thiết kế đường ô tô ở Việt Nam hiện nay
Hiện nay, khi máy tính là công cụ tính toán hữu hiệu thì việc sử dụng các phần
mềm tính toán trở nên phổ biến hơn. Đã có một số phần mềm để tính toán nền
đường đã được sử dụng ở nước ta. Phổ biến nhất thời điểm hiện nay là bộ phần
mềm Geo – Office ( Canada) bao gồm một số phần mềm khác nhau, giải quyết
nhiều bài toán ứng dụng trong các ngành xây dựng dân dụng, giao thông thủy lợi.
Bộ phần mềm này có nhiều chức năng và trong lĩnh vực đường bộ được ứng dụng
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
8

để giải quyết được các bài toán phân tích ứng suất và biến dạng của nền, kiểm toán
ổn định mái ta luy…
1.4 - Kết luận về các phần mềm được chọn lựa trong nghiên cứu đề tài.
Qua quá trính nghiên cứu thực tế, tác giả đã lựa chọn một số phần mềm đặc
trưng cho công tác thiết kế nền đường như:
- Phần mềm Slope: ứng dụng trong các bài toán phân tínc ổn định mái dốc,
ổn định chống trượt sâu….
- Phần mềm Sigma: ứng dụng trong các bài toán phân tínc ứng suất và biến
dạng của nền móng.
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
8

CHƯƠNG 2:
CH NG TRÌNH SLOPE TÍNH TOÁN N NH B D C

2.1 - Sơ lược cơ sở lý thuyết & phạm vi áp dụng chương trình
2.1.1 Đặc điểm chương trình Slope/W.
- Slope/W là phần mềm phân tích ổn định mái dốc theo phương pháp cân
bằng giới hạn (cân bằng lực và cân bằng mômen) đối với cả đất bão hòa và không
bão hòa theo 9 lý thuyết tính toán khác nhau: Bishop, Ordinary, Jabu, Spencer,
Morgenstern-Price…
- Giải quyết được cho bài toán đất đỏ không đồng nhất và mặt trượt là bất
kỳ.
- Có xét đến tác dụng của tải trọng ngoài cũngg như các loại cốt trong nền
đất (neo, vải địa kỹ thuật).
- Có xét đến ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng phức tạp (kết hợp với
SEEP/W)
- Có thể giải bài toán ổn định thông qua phương pháp phần tử hữu hạn (kết
hợp với SIGMA/W)
- Phân tích ổn định có xét tới lực động đất (kết hợp với QUAKE/W)
- Cụ thể tính toán ổn định mái dốc theo lý thuyết xác suất – sử dụng lý
thuyết xác suất Monte Carlo.
Các giả thiết sử dụng:
+ Đất được xem như vật liệu tuân theo nguyên lý Mohr-Coulomb.
+ Hệ số an toàn đối với lực dính và ma sát là như nhau cho mọi loại đất.
+ Hệ số an toàn là như nhau cho tất cả các mảnh.
2.1.2 Sơ đồ tính toán
Sơ đồ tính toán cho trường hợp mặt trượt trụ tròn, mặt trượt hỗn hợp.
Trong đó:
- W: tổng trọng lượng mảnh trượt với bề rộng b và chiều cao h.
- N: tổng lực pháp tuyến tại đáy mảnh trượt.
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
9

Líp®¸cøngLíp®¸cøng
Vïng
nøt do
kÐo



Hình 2.2



Các l
ực tác dụng l
ên

kh
ối tr
ư
ợt


m
ặt tr
ư
ợt phức tạp

- S: Tổng lực cắt tại đáy mảnh trượt.
- E: Lực tương tác theo phương ngang giữa các mảnh trượt. (L chỉ bên trái,
R chỉ bên phải)
- X: Lực tương tác theo phương thẳng đứng giữa các mảnh trượt.
- D: Ngoại lực tác dụng.
- kW: tải trọng động đất theo phương ngang tác dụng đi qua trọng tâm mỗi
mảnh trượt.
- R: bỏn kớnh của mặt trượt trụ tròn hay cỏnh tay đũn của lực cắt S.
- f: khoảng cách từ tâm quay đến phương của pháp tuyến N.
N íc
o
o
N íc
o
o
Vïng nøt
do kÐo
Hình

2
.
1



Các l
ực tácdụng l
ên kh
ối tr
ư
ợt


m
ặt tr
ư
ợt tr
òn

LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
10
- x: khoảng cách theo phương ngang từ đường thẳng đứng đi qua trọng tâm
mảnh trượt đến tâm quay hay tâm mômen.
- e: khoảng cách theo phương đứng từ tâm mảnh trượt đến tâm quay hay tâm
mômen.
- d: khoảng cách vuông góc từ đường tải trọng tới tâm quay hay tâm mômen.
- A: Hợp lực của nước bên ngoài.
- a: khoảng cách theo phương vuông góc từ hợp lực nước bên ngoài tới tâm
quay hay tâm mômen.
- ω: góc nghiêng của đường ngoại lực so với phương nằm ngang
- α: góc hợp giữa tiếp tuyến của đáy mặt trượt so với phương nằm ngang.
2.1.3 Phương pháp cân bằng giới hạn.
Đối với bài toán phẳng Có thể sử dụng các phương trình cân bằng tĩnh học
sau đây để tìm hệ số an toàn:
(1) ∑ X = 0 : Tổng các lực theo phương ngang
(2) ∑Y = 0 : Tổng các lực theo phương đứng
(3) ∑M = 0 : Tổng mômen của các lực đối với một điểm.
(4) Sm= S = C′+ (σ
n
- u )tgϕ’ : Tiờu chuẩn phỏ hủy của Mohr-Coulomb.
Trong đó:
u: áp lực nước lỗ rỗng
'
ϕ
và C’ : góc ma sát trong và lực dính đơn vị của đất khi chịu tác dụng của
nước.
σ
n
: ứng suất pháp tổng
Tổng số phương trình cân bằng là 4 trong khi đó số ẩn cần tìm là 5 gồm: Ni;
Si; E; Fi; F
Tất cả các phương pháp đều giả thiết điểm tác dụng của lực pháp tuyến tại
đáy của mặt trượt là điểm giữa của mặt trượt tại đáy mỗi mảnh. Ngoài ra các
phương pháp tính toán cũng giả thiết vị trí điểm đặt lực nằm ngang giữa các mảnh
(Janbu cho rằng điểm đặt của các lực nằm ngang tương tác giữa các mảnh nằm
cách đáy mảnh trượt một khoảng bằng 1/3 chiều cao mỗi mảnh)
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
11
=> Số ẩn nhiều hơn số phương trình nên bài toán là bất định.
Việc tính toán vẫn chưa được xác định nên cần thêm một giả thiết nữa đối
với phương của hợp lực trong lực cắt. Phương này được môtả bằng một hàm lực
trong lực cắt.
Đặt:

Trong đó:
λ: tỷ lệ phần trăm
f(x): hàm nội lực giả định, dạng của nó biểu thị phương của hợp lực giữa
mảnh (việc lựa chọn hàm lực do người dựng tự chọn)






1: hàm hằng số 2: hàm nửa sin 3: hàm đường sin bị chặn 4: hàm hình thang

Phương pháp cân bằng giới hạn tổng quát (General Limit Equilibrium –
GLE) sử dụng những phương trình cân bằng tĩnh học sau đây để tìm hệ số an toàn.
- Tổng các lực theo phương đứng đối với mỗi lực cắt được giả định để tìm
lực pháp tuyến tại đáy của mặt trượt N.
- Tổng các lực theo phương ngang đối với mỗi mặt trượt được sử dụng để
tính toán lực pháp tuyến giữa các mảnh E. Phương trình này được áp dụng khi
phân tích toàn bộ khối trượt (từ trái sang phải)
- Tổng mômen đối với một điểm chung cho tất cả các lực cắt. Phương trình
này được thực hiện để tính hệ số an toàn cân bằng mômen F
m
.
1

2

3

4

f(x)
f(x)
f(x)
βλ tgxf
E
X
== )(
0

1

L

R
L

0

1

R

L

0

1

R

R

1

0

L

Các dạng hàm f(x): biểu thị phương lực giữa mảnh
f(x)
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
12
- Tổng các lực theo phương ngang đối với tất cả các lực cắt để tìm hệ số an
toàn cân bằng lực F
f
.
Hệ số an toàn thỏa món cả cân bằng lực và cân bằng mômen được xem là hệ
số an toàn hội tụ của phương pháp GLE.
2.1.4 Các bước tính toán hệ số an toàn.
2.1.4.1 Đối với đất bão hòa
1. Độ lớn lực chống cắt tại mặt đáy mảnh được huy động để thỏa mãn điều
kiện cân bằng giới hạn:




Trong đó:



F: hệ số an toàn (F>1)
β: chiều dài đáy mặt trượt
s: lực cắt đơn vị.
2. Trên mỗi mảnh xét ∑Y = 0, kết hợp với (4) sẽ suy ra:






3. Lấy tổng mômen của tất cả các lực đối với 1 điểm ∑M = 0, kết hợp với (4)
sẽ suy ra hệ số ổn định Fm phụ thuộc vào N. Tuy nhiờn theo (5) N lại phụ thuộc
vào F.




4. Cũngg Có thể xét ∑X = 0 với điều kiện ∑(E
L
-E
R
)=0 và kết hợp với (4) Có
thể suy ra F
f
phụ thuộc vào N.
(
)
[
]
)4(
F
tguc
F
.s
S
,
n
,
m
ϕ−σ+β
=
β
=
β

N
n
: ứng suất phỏp trung bình tại đáy mặt trượt
( )
[ ]
()
5
F
tgsin
cos
sinD
F
tgsinusin.c
XXW
N
,
,,
LR
ϕα

ω+
ϕαβ+αβ
−−+
=
(
)
[
]
[ ]
)6(
AaDdkWeNfWx
'RtguNR'c
F
m
∑ ∑ ∑

±±+−
ϕβ−+β
=
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
13

5. Khi thay N vào các công thức của F
m
và F
f
ta xét các trường hợp sau:
- Bỏ qua lực tương tác giữa các mảnh lấy cân bằng lực theo phương vuông góc
với đáy mỗi mảnh sẽ suy ra N. Thay N vào công thức xác định F
m
ta sẽ tìm được
F
m
tương ứng với phương pháp của Fellenius hay phương pháp thông thường.
- Giả thiết X
R
-X
L
=0 trong biểu thức (5) ta được:






Thay N từ (6) vào các công thức xác định hệ số an toàn F
m
và F
f
ta sẽ tính được
các hệ số an toàn tương ứng với phương pháp Bishop và phương pháp Janbu đơn
giản húa (chưa Có hệ số hiệu chỉnh f
0
).
- Nếu đặt β=λ= tg)x(f
E
X

Lựa chọn các dạng của hàm f(x) và giá trị của hệ số tỷ lệ λ rồi tính hệ số an
toàn F
m
và F
f
. Thực tế giả thiết dạng của hàm nội lực f(x) chính là giả thiết hướng
của hợp nội lực (góc β).
+ Theo phương pháp của Corps of Engineers hướng của hợp nội lực Có thể là:
đường nối điểm đầu và điểm cuối của mặt trượt hoặc chính là hướng của mái dốc
tự nhiờn.
+ Theo phương pháp Lowe-Karafiath hướng của hợp nội lực được giả thiết
bằng giá trị trung bình của góc nghiêng mái dốc và góc nghiêng của mặt trượt.
+ Kỹ thuật giải nhanh được sử dụng để tính các hệ số an toàn như sau: Cho giá
trị khởi đầu của λ thường bằng 2/3 độ dốc dõy cung (độ dốc của đường nối từ điểm
đầu đến điểm cuối của mặt trượt). Sau đó lặp đi lặp lại việc ước lượng giá trị của λ
cho tới khi các hệ số an toàn cân bằng lực và mômen nằm trong sai số cho phép F
m

≈ F
f
. (Tính các hệ số an toàn F
m
và F
f
theo các giá trị của λ cho tới khi F
m
≈ F
f
).
Có thể dựng bất kỳ một hàm nội lực nào để tìm hệ số an toàn. Cách giải này tương
ứng với phương pháp của Spencer, Morgenstern-Price.
[ ]
()
8
F
tgsin
cos
sinD
F
tgsinusin.c
W
N
,
,,
ϕα

ω+
ϕαβ+αβ

=
(
)
(
)
[ ]
)7(
A cos D - kW + sin N
cos ' tg u - N + cos 'c
= F
f
±ωα
αϕβαβ




LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
14
+ Sử dụng các giá trị khác nhau của λ để tính các hệ số an toàn F
m
và F
f
. Giá trị
F
m
≈ F
f
(ứng với trị số λ nào đó) thu được tương ứng với phương pháp Corps of
Engineers 1&2, Lowe-Karafiath.
2.1.4.2 Đối với đất không bão hòa
Khác với đất bão hòa chỉ có 2 pha (nước và hạt đất), đất không bão hòa Có
thêm pha khí (trong một số trường hợp có xét thêm pha thứ tư là mặt phân cách
giữa khí và nước. Ngoài áp lực nước lỗ rỗng trong đất cũng có thêm áp lực khí lỗ
rỗng. Phớa trờn mặt nước ngầm áp lực nước lỗ rỗng trong một vài lớp đất Có thể là
âm và đất có thể không bão hòa. Khi đất bị ẩm áp lực nước lỗ rỗng tăng, Có xu
hướng về giá trị dương. Điều này làm thay đổi thể tích và độ bền chống cắt của đất
(giảm độ bền chống cắt)
Trong thực tế, cường độ chống cắt cho lớp đất không bão hòa (đất có áp lực
nước lỗ rỗng âm) được mô tả bằng phương trình Mohr-Coulomb sau đây:

Trong đó:
u
a
: áp lực khí lỗ rỗng
u
w
: áp lực nước lỗ rỗng
ϕ
b
: góc của cường độ lực cắt khi sức hạt tăng (u
a
-u
w
)
Như vậy khác với đất bão hòa, sức chống cắt của đất không bão hòa được
xem gồm 3 thành phần: thành phần lực dính c’; thành phần ma sát ϕ’; thành phần
hạt do ϕ
b
.
Lực cắt tại đáy mỗi lực cắt S
m
, Có thể được viết:



Trờn mỗi mảnh xét ∑Y = 0, kết hợp với (10) sẽ suy ra:




Khi áp lực khí lỗ rỗng bộ có thể xem bằng 0 thớ phương trình (11) trở thành:




)9(tg)uu('tg)u('cs
b
waan
ϕ−+ϕ−σ+=
)10()tg)uu('tg)u('c(
F
S
b
waanm
ϕ−+ϕ−σ+
β
=
( )
( )
11
F
tgsin
cos
F
tgsinu
F
)tgtg(sinu
F
sin.c
XXW
N
,
b
w
b,
a
,
LR
ϕα

ϕαβ
+
ϕ−ϕαβ
+
αβ
−−+
=
( )
( )
12
F
tgsin
cos
F
tgsinu
F
sin.c
XXW
N
,
b
w
,
LR
ϕα

ϕαβ
+
αβ
−−+
=
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
15

Khi lớp đất bão hòa thớ ϕ
b
Có thể bằng ϕ
,
, lỳc này cựng một phương trình
(12) Có thể dựng cho cả đất bão hòa và không bão hòa. Slope/W dựng ϕ
b
bất cứ
khi nào áp lực nước lỗ rỗng âm và dựng ϕ
,
bất cứ khi nào áp lực nước lỗ rỗng
dương. Từ đó Có thể suy ra các hệ số an toàn.
Lấy tổng mômen của tất cả các lực đối với 1 điểm ∑M = 0, kết hợp với (10)
sẽ suy ra hệ số ổn định Fm phụ thuộc vào N





Cũngg Có thể xét ∑X = 0 với điều kiện và kết hợp với (10) Có thể suy ra F
f

phụ thuộc vào N.





2.1.5 Các phương pháp tính ổn định mái dốc sử dụng trong Slope/W
Có thể dựng Slope/W để tính ổn định mái dốc theo nhiều phương pháp khác
nhau. Có thể tóm tắt các phương pháp tính toán theo các bảng sau:
Các giả thiết dựng trong các phương pháp khác nhau

Phương pháp Giả thiết
Thông thường
hay Fellenius
Bishop đơn giản hóa


Janbu đơn giản hóa

Janbu tổng quát hóa


Spencer

Bỏ qua lực tương tác giữa các mảnh

Tổng lực giữa các mảnh nằm ngang (Không có lực
cắt giữa mảnh)
Tổng lực giữa các mảnh nằm ngang. Dựng hệ số
hiệu chỉnh kinh nghiệm f
0
để xét tới các lực cắt giữa
mảnh
Giả thiết một đường tác dụng để xác định vị trí lực
pháp giữa mảnh
Giả thiết tổng lực giữa mảnh có góc nghiêng không
)13(
Nf - Wx
' tg R
' tg
tg
- 1
a
u -
' tg
tg

w
u - N + R'c
=
m
F
bb











ϕ














ϕ
ϕ
β
ϕ
ϕ
ββ

)14(
sin N
cos ' tg
' tg
tg
- 1
a
u -
' tg
tg

w
u - N + cos 'c
=
f
F
bb


α








αϕ














ϕ
ϕ
β
ϕ
ϕ
βαβ
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
16
Morgenstern- Price


GLE



Corps of Engineers


Lowe-Karafiath

đổi trờn toàn khối trượt ( tương tự PP SNiP 2.06.05-
84)
Dựng một hàm tuỳ ý để xác định tổng lực giữa mảnh.
Hệ số của hàm đó, λ, thoả món cân bằng momen và
cân bằng lực, được tính nhanh nhờ SOLVE.
Dựng một hàm tuỳ ý để xác định phương của tổng
lực giữa mảnh. Hệ số của hàm đó, λ, cần thoả món
cân bằng. momen và cân bằng lực, được tính bằng
cách tìm giao điểm của đường lambda với hệ số an
toàn.
Phương của tổng lực giữa mảnh phải:
- bằng độ dốc từ đỉnh đến chân mặt trượt
- song song với mặt đất.
Phương của tổng lực giữa mảnh bằng đường trung
bình giữa mặt đất và mặt trượt tại đáy mỗi mảnh.

Các điều kiện cân bằng tĩnh sử dụng trong các phương pháp.
Phương pháp
Cân bằng lực
Cân bằng
mômen
Phương thẳng
đứng
Phương nằm
ngang
Thông thường
hay Fellenius
Bishop đơn giản hóa
Janbu đơn giản hóa
Janbu tổng quát hóa
Spencer
Morgenstern- Price
GLE
Corps of Engineers
Lowe-Karafiath










Không

Không










Không
*



Không
Không
(* Cân bằng mômen được dựng để tính nội lực cắt)
2.1.6. Phạm vi áp dụng của chương trình
Chúng ta biết rằng phần mềm Slope tính cho cả trường hợp đất bão hòa và
đất không bão hòa.
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
17
Theo Slope nếu tính toán ổn định tương ứng với đất không bão hòa (đất có
áp lực nước lỗ rỗng âm) thì phải thực hiện những bước sau:
- Đo đạc mặt cắt tự nhiên của mái dốc.
- Khoan một số lỗ khoan để biết được địa tầng và lấy mẫu nguyên dạng.
- Thí nghiệm các mẫu đất trong phòng thí nghiệm để có các thông số cần
thiết: C’; ϕ’; ϕ
b

- Đo áp lực nước lỗ rỗng âm trên mực nước ngầm.
Đây là các bước cung cấp dữ liệu đầu vào để tính toán ổn định mái dốc.
Ở Việt Nam, để tính toán ổn định mái dốc chúng ta cũng phải có được các
dữ liệu làm thông số đầu vào để chạy chương trình. Tuy nhiên điều kiện thí
nghiệm ở nước ta còn hạn chế chủ yếu chỉ xác định được các giá trị C và ϕ của đất
trong điều kiện không quan tâm đến áp lực nước lỗ rỗng u (chỉ quan tâm tới ứng
suất tổng σ).
Chính vì điều này chúng ta không có điều kiện để giải bài toán ổn định mái
dốc theo lý thuyết của “ cơ học đất bão hòa”. Chính vì vậy chúng ta chỉ sử dụng
phần mềm Slope để giải quyết bài toán theo lý thuyết của “ cơ học đất bão hòa”.
Khi không có các thông số để giải bài toán ổn định theo lý thuyết của “ cơ học đất
không bão hòa”, chương trình Slope tự động giải bài toán theo lý thuyết của “ cơ
học đất bão hòa”.
Nếu xem đất tuân theo lý thuyết “ cơ học đất bão hòa” thì việc tính toán ổn
định trở nên an toàn hơn do bỏ qua thành phần hút dính trong sức chống cắt của
đất. Chúng ta trở lại với 2 phương trình độ bền chống cắt:
- Với đất không bão hòa:




- Với đất bão hòa:



Khi đất chuyển dần từ không bão hòa sang bão hòa áp lực nước lỗ rỗng u
w

tiến dần đến áp lực khí lỗ rỗng u
a
, và độ hút dính (u
a
– u
w
) tiến tới 0. Thành phần
độ hút dính biến mất phương trình (15) trở về phương trình (16) của đất bão hòa.
Như vậy khi sử dụng Slope để tính toán ổn định, các thông số về cường độ
chống cắt của đất được đưa vào như sau:
)15(tg)uu('tg)u('cs
b
waan
ϕ−+ϕ−σ+=

(
)
)16('tgu'cS
n
ϕ−σ+=

LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
18
+ Đất nằm trên đường áp lực nước: nhập giá trị C và ϕ của đất ở trạng thái
tự nhiên.
+ Đất nằm dưới đường áp lực nước: nhập giá trị C và ϕ của đất ở trạng thái
bão hòa nước.
+ Nếu đường áp lực nước nằm giữa một lớp đất thì chúng ta có thể chia lớp
đất thành 2 lớp đất có C và ϕ khác nhau.
Trong tất cả các phương pháp được sử dụng trong Slope, phương pháp
Spencer và Morgenstern – Price là 2 phương pháp thỏa mãn cả điều kiện cân bằng
mô men và cân bằng lực nên sử dụng để tính toán. Không nên dùng phương pháp
Fellenius do bỏ qua lực tương tác giữa các mảnh.
Tuy nhiên thực tế tính toán thường thấy hệ số an toàn tính theo phương pháp
Fellenius là nhỏ nhất rồi đến phương pháp Janbu, Bishop, Spencer…Như vậy nếu
chọn phương pháp Fellenius cho kết quả an toàn nhất nhưng quy mô công trình sẽ
lớn và tốn kém hơn các phương pháp khác. Quy trình nước ta lại không quy định
rõ ràng việc phải tính theo phương pháp nào do đó tùy từng trường hợp cụ thể mà
lựa chọn phương pháp cho phù hợp.
2.2 – Trình tự mô hình hóa tính toán
Slope/W được chia thành 3 module:
- Chương trình nhập số liệu (Define),
- Chương trình tính toán (Solve)
- Chương trình biểu thị kết quả tính (Contour)
Thông thường khi giải một bài toán chúng ta sẽ bắt đầu với module Define
sau đó dùng module Solve để tính toán và module Contour để kiểm tra và in kết
quả.
2.3 – Trình tự thực hiện phần mềm Slope
2.3.1 Nhập số liệu - Define.
Đây là bước đầu tiên khi sử dụng chương trình Slope. Khi khởi động define
xong màn hình thể hiện như sau:
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
19
Những nội dung cần thực hiện trong bước này bao gồm:
- Xác định phạm vi làm việc
- Lựa chọn tỷ lệ
- Xác định khoảng cách lưới
- Hiển thị trục tọa độ
- Lưu giữ bài toán
- Phác hoạ bài toán
- Xác định phương pháp phân tích
- Xác định các lựa chọn khác
- Xác định các tính chất của đất
- Vẽ các đường phân cách lớp đất
- Vẽ các đường đo áp, đường tải trọng…
- Vẽ các bán kính mặt trượt
- Vẽ lưới các tâm mặt trượt
- Ghi các thông số lên bản vẽ
- Hiệu chỉnh các đối tượng.
- Kiểm tra bài toán
Thứ tự các bước thực hiện trong phần này có thể tóm tắt như sau:

(Hình 2-3 – Khởi động Slope)
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
20
1) Để xác định phạm vi làm việc: menu : Set >Page : Trong phần này
người dùng sẽ lựa chọn đơn vị là mm hay inch, lựa chọn kích thước vùng làm việc
tùy theo độ lớn mặt cắt và khổ giâý in.
2) Để chọn tỷ lệ bản vẽ ta thực hiện: menu : Set > Scale: Người dùng tự
đặt tỷ lệ vẽ (thông thường là 1/200)
3) Để tiện cho quá trình nhập số liệu hay mô tả bài toán ta nên thiết lập hệ
thống lưới trợ giúp vẽ (Grid), nó tương tự như ta kẻ ô vuông khi vẽ tay. Cách thực
hiện như sau : menu : Set > Grid > Trong phần này chúng ta nhập khoảng cách
giữa các nút lưới, đây chính là đơn vị thật còn khoảng cách thể hiện trên màn hình
do Slope tự tính ra tùy theo tỷ lệ. Ta cũng nên chọn phần hiển thị lưới (Display
Grid) và bắt dính nút lưới (Snap to Grid).
4) Hiển thị trục tọa độ sẽ làm cho bài toán dễ nhìn hơn: menu : Set > Axes
> Hệ tọa độ ở đây là vuông góc XOY. Thông thường ta đặt trục Y theo chiều
đứng còn trục X theo chiều nằm ngang. Để tiện cho việc theo dõi chúng ta cũng
nên đặt tên cho các trục.
Hình dưới thể hiện màn hình làm việc của Slope sau khi đã trải qua các bước
thiết lập ở trên.
5) Lưu giữ bài toán: menu : File > Save as > Đặt tên cho file và lưu giữ
vào máy tính.
6) Phác họa bài toán: menu: Sketch > Lines > Một bài toán tính ổn định
mái dốc bao giờ cũng gắn liền với hình dạng mặt cắt của nó. Hình dạng này thể

(Hình 2-4 – Màn hình làm việc sau khi thiết lập)
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
21
hiện cấu tạo địa chất và các điều kiện tác dụng khác nhau của bên ngoài. Trong
Slope thì phần này được gọi là vẽ phác hoạ (Sketch) và cách thực hiện là ta sẽ làm
việc với các lệnh trong menu : Sketch.
Do phần trước ta đã đặt chế độ bắt dính nút lưới nên việc phác thảo bài toán
chủ yếu dựa vào các nút lưới hiển thị. Các mặt cắt thực tế sẽ được thể hiện cụ thể
thông qua phần phác thảo. Lưu ý ở trong Slope việc thể hiện hình dáng mặt cắt chỉ
bằng các đường thẳng do vậy để thể hiện chính xác bài toán có thể chọn khoảng
cách giữa các nút lưới nhỏ hơn.
7) Xác định phương pháp phân tích: Sau khi thiết lập các thông số liên quan
đến hình học của bài toán ta cần phải chỉ ra phương pháp tính phù hợp cho bài toán
này. Mỗi phương pháp khác nhau sẽ cho các kết quả khác nhau chút ít, tùy vào
từng bài toán cụ thể mà người dùng có thể lựa chọn các phương pháp khác nhau:
Cách chọn: menu : KeyIn > Analysis Settings > Method > Slope đưa
ra 9 phương pháp tính theo cân bằng giới hạn khác nhau và 3 phương pháp tính
theo phần tử hữu hạn cho người dùng lựa chọn.
8) Xác định các lựa chọn khác: menu : KeyIn > Analysis Settings > Có
rất nhiều thông số đòi hỏi người dùng phải lựa chọn trong phần này:
- Project ID: Các vấn đề về dự án
- PWB: Các thông số liên quan đến áp lực nước lỗ rỗng.
- Slip Surface: Các thông số liên quan đến mặt trượt.
- FOS Distribution: Lựa chọn cách tính hệ số an toàn theo xác suất hay
không.
- Advanced: Một số lựa chọn khác.
9) Đây là những số liệu rất quan trọng của bài toán, nó được thu thập từ quá
trình khảo sát địa chất. Slope sẽ quản lý các lớp đất theo thứ tự đánh số từ 1. Đơn
vị tính của các đặc trưng của đất cần phải được xác định rõ từ trước, thường trong
Slope lấy đơn vị áp lực là KN/m
2
, đơn vị của trọng lượng là KN/m
3
.
Thực hiện menu : KeyIn > Material Properties > Mỗi lớp đất cần phải
nhập các thông số chủ yếu như: trọng lượng thể tích γ; lực dính đơn vị C; góc ma
sát trong ϕ và một số thông số khác dùng trong trường hợp tính cho đất không bão
hòa.
LUẬN ÁN THẠC SỸ KHKT NGUYỄN THỊ THU NGÀ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
22
10) Vẽ đường phân chia các lớp đất và gán loại đất cho các vùng khác nhau:
menu : Draw > Regions > Mỗi lớp đất được giới hạn trong một vùng khép kín.
Tiếp tục thực hiện gán các loại đất cho mỗi vùng vừa vẽ: menu : KeyIn >
Region Properties > Sau khi thực hiện xong bước này chúng ta có một mô hình
mô tả bài toán thực tế: Một mặt cắt gồm các lớp đất với những thông số cụ thể.
11) Khai báo các thông số về đường đo áp, đường tác dụng của lực, các
thông số về neo…
Thực hiện: menu : Draw > Pore-Water Pressure >
menu : Draw > Line Loads >
menu : Draw > Reinforcement Loads >
menu : Draw > Pressure Lines >
Những khai báo này tùy thuộc vào từng bài toán cụ thể mà có thể khác nhau.
Việc thực hiện các khai báo này phức tạp, đòi hỏi phải chính xác thì mô hình bài
toán mới đúng với thực tế.

(Hình 2
-
5



Các l
ựa chọn phân tích)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×