Luận án Nghiên cứu các giải pháp tính toán nền đắp có gia cường bằng vải địa kỹ thuật trong các công trình xây dựng đường ô tô ở Việt Nam

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ trong ứng dụng công nghệ vật liệu mới trên thế giới, Việt Nam cũng rất quan tâm nghiên cứu sử dụng vật liệu địa kỹ thuật trong gia cường nền đắp công trình đường, đê, đập. Từ đó đặt ra việc nghiên cứu hoàn thiện phương pháp tính toán cho kết quả đạt độ tin cậy cao đối với bài toán nền đắp gia cường bằng vải địa kỹ thuật (V ) trong các công trình xây dựng đường ô tô ở Việt Nam trở nên cần thiết. Trong phạm vi công trình nghiên cứu này, tác giả sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn – phương pháp số có nhiều ưu điểm ở thời điểm hiện nay để áp dụng xây dựng thuật toán, lập chương trình tính trên phần mềm phù hợp với điều kiện Việt Nam và cho một số kết quả nghiên cứu của bài toán ổn định, trạng thái ứng suất – biến dạng nền đắp cao, đề xuất tính toán và đưa ra các biểu đồ tiện ích sử dụng trong thiết kế.

pdf131 trang | Chia sẻ: oanh_nt | Ngày: 21/09/2014 | Lượt xem: 1160 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận án Nghiên cứu các giải pháp tính toán nền đắp có gia cường bằng vải địa kỹ thuật trong các công trình xây dựng đường ô tô ở Việt Nam, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
i BÔ Ề ẮP Ó NG BẰNG V ỊA KỸ THU T TRONG CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰ NG Ô TÔ Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: XÂY DỰN ƯỜN Ô Ô V ƯỜNG THÀNH PHỐ Mã số: 62.58.30.01 LU N ÁN TIẾN SỸ KỸ THU T N ƯỜI Ư N ẪN 1. V N N 2. V ỨC SỸ 2014 ii L M ôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học do chính tôi thực hiện. Các kết quả, số liệu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Huỳnh Ngọc Hào iii L I C M Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến iáo sư, iến sỹ Vũ ình hụng – Người Thầy hướng dẫn đã tận tâm, tận tình giúp cho tác giả hoàn thành luận án đúng thời gian. Tác giả xin trân trọng biết ơn iến sỹ Vũ ức Sỹ - Thầy hướng dẫn đã giúp đỡ tận tình, tạo mọi thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tác giả xin trân trọng cảm ơn Bùi Xuân ậy, Lã Văn hăm; rần Thị im ăng và tập thể Bộ môn ường Bộ đã có những đóng góp quý báu và quan tâm, giúp đỡ, tạo thuận lợi cho tác giả trong quá trình làm nghiên cứu sinh. Tác giả xin trân trọng cảm ơn hầy Hiệu rưởng, Ban Giám Hiệu - rường ại học Giao thông Vận tải, hòng ào tạo au đại học đã giúp tác giả hoàn thiện các thủ tục, tổ chức báo cáo luận án đúng thời gian. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các iáo sư, hó iáo sư, iến sỹ và các nhà khoa học từ rường ại học Giao thông Vận tải, ại học Xây Dựng, ại học Thủy lợi, Học viện Kỹ thuật Quân sự, ại học Kiến trúc Hà Nội, ại học Duy Tân, ại học Bách Khoa à Nẵng, ại học Kiến rúc à Nẵng, ại học Bách Khoa Tp.HCM, Viện Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải, Hội Cầu đường Việt Nam, ại học Bang California-Fullerton đã có những đóng góp, giúp đỡ quý báu cho tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận án. Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ba, Mẹ, gia đình, người thân và xin chân thành cảm ơn thầy, cô, bạn đồng nghiệp đã chia sẻ, động viên, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án nghiên cứu này. Tác giả luận án iv MỤC LỤC MỞ ẦU…………………………………………………… 1 1. Giới thiệu công trình nghiên cứu…………………………… 1 2. Lý do lựa chọn đề tài………………………………………… 1 3. Mục đích……………………………………………………… 1 4. ối tượng nghiên cứu……………………………………… 1 5. Phạm vi nghiên cứu………………………………………… 2 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài…………………… 2 ƯƠN 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ D N V ƯƠN PHÁP TÍNH TOÁN NỀN Ắ ƯỜNG VẢ ỊA KỸ THUẬT 3 1.1 Các nghiên cứu sử dụng và tính toán nền đắp gia cường vải địa kỹ thuật trong và ngoài nước…………………………… 3 1.1.1 Lịch sử phát triển và sử dụng vải địa kỹ thuật……………… 3 1.1.1.1 Giới thiệu chung……………………………………………… 3 1.1.1.2 Phân loại vải địa kỹ thuật…………………………………… 4 1.1.1.3 Một số tiêu chí đánh giá vải địa kỹ thuật…………………… 5 1.1.1.4 Các chức năng của vải địa kỹ thuật………………………… 5 1.1.1.5 Một số công trình xây dựng sử dụng vải địa kỹ thuật ở V.Nam 9 1.1.2 ác phương pháp tính toán nền đắp gia cường vải địa kỹ thuật ở trong và ngoài nước hiện nay 12 1.1.2.1 hương pháp giải tích tính nền đắp có cốt trên nền đất yếu 12 Nhận xét phương pháp giải tích tính nền đắp gia cường trên đất yếu 15 1.1.2.2 hương pháp giải tích tính nền đắp có cốt trên đất tự nhiên tốt 16 Nhận xét các phương pháp giải tích 23 1.1.2.3 hương pháp số và các phần mềm tính toán 24 Nhận xét các phương pháp tính toán 27 1.2 Những vấn đề tồn tại mà luận án sẽ tập trung nghiên cứu…… 28 1.3 Mục tiêu của đề tài…………………………………………… 28 1.4 Nội dung nghiên cứu………………………………………… 29 1.5 hương pháp nghiên cứu…………………………………… 29 ƯƠN 2 MÔ N ÍN B N NỀN Ấ Ắ ƯỜNG BẰNG CỐT MỀM VẢ ỊA KỸ THUẬT 30 v 2.1 Mục đích và yêu cầu………………………………………… 30 2.1.1 Mục đích…………………………………………………… 30 2.1.2 Yêu cầu……………………………………………………… 30 2.2 Các tính chất của vải địa kỹ thuật…………………………… 31 2.2.1 Một số khái niệm về thuộc tính của vải địa kỹ thuật 31 2.2.2 ường quan hệ ứng suất – biến dạng của vải địa kỹ thuật… 33 2.2.3 Một số ví dụ xác định tính cơ lý của vải địa kỹ thuật……… 34 2.3 Xây dựng mô hình bài toán………………………………… 36 2.3.1 Một số giả thiết……………………………………………… 37 2.3.2 Xây dựng mô hình tính toán bài toán ổn định của nền đường đắp có cốt mềm theo phương pháp phần tử hữu hạn… 37 2.3.2.1 ác phương trình cơ bản của lý thuyết đàn hồi……………… 38 2.3.2.2 hương trình cơ bản của phương pháp phần tử hữu hạn…… 39 2.3.2.3 Hệ số an toàn theo phương pháp giảm c-φ………………… 42 Nhận xét 42 ƯƠN 3 XÂY ỰN UẬ N V ƯƠN R N TÍNH B N NỀN Ấ Ắ ƯỜN VẢ Ị Ỹ UẬ BẰN ƯƠN PTHH 43 3.1 Xây dựng thuật toán………………………………………… 43 3.1.1 hần tử tấm tam giác……………………………………… 43 3.1.2 hần tử tấm tam giác đẳng tham số………………………… 44 3.1.3 Mô hình Mohr- oulomb…………………………………… 46 3.1.4 hần tử tiếp xúc……………………………………………… 50 3.1.4.1 Lý thuyết phần tử tiếp xúc…………………………………… 50 3.1.4.2 Mô hình phi tuyến tiếp xúc giữa vải địa kỹ thuật và đất nền… 52 3.1.5 hần tử vải địa kỹ thuật……………………………………… 52 3.1.5.1 Lý thuyết tính toán phần tử vải địa kỹ thuật………………… 52 3.1.5.2 Mô hình phi tuyến của phần tử vải địa kỹ thuật…………… 53 3.1.6 hân tích phi tuyến…………………………………………… 53 3.1.6.1 hương pháp Newton-Raphson (N-R)……………………… 54 3.1.6.2 hương pháp Newton-Raphson cải tiến……………………… 55 3.1.7 ơ đồ khối tổng quát chương trình…………………………… 55 3.2 Xây dựng chương trình tính ………………………………… 55 vi 3.2.1 Giới thiệu giao diện chương trình tính hnh_ress V1 00……… 55 3.2.2 Giới thiệu chương trình tính hnh_ress V1 00………………… 57 Kết luận chương 3 59 ƯƠN 4 Ự N ỆM ÍN N NỀN Ắ ƯỜN V R N XÂY ỰN ƯỜN Ô Ô 60 4.1 Nền đường đắp trên đất tự nhiên tốt………………………… 60 4.1.1 Dữ liệu chung tính toán……………………………………… 60 4.1.2 Phân tích ổn định của nền đường đắp……………………… 62 4.1.2.1 Nền đắp cao 6m……………………………………………… 63 4.1.2.2 Nền đắp cao 8m……………………………………………… 64 4.1.2.3 Nền đắp cao 10m…………………………………………… 68 4.1.2.4 Nền đắp cao 12m…………………………………………… 72 4.1.3 Xây dựng biểu đồ tra V sử dụng trong nền đắp cao…… 75 4.2 Nền đường đắp trên đất yếu………………………………… 77 4.3 Xác định dạng cung trượt mái dốc theo phương pháp xấp xỉ mặt trượt mái dốc …………………… 80 4.3.1 hương pháp xấp xỉ mặt trượt 80 4.3.2 Một số ví dụ vẽ đường biến dạng trượt và tính xấp xỉ mặttrượt 81 4.3.2.1 rường hợp nền đắp có gia cường vải địa kỹ thuật 81 4.3.22 rường hợp nền đắp không gia cường vải địa kỹ thuật 85 4.4 Xây dựng công thức tính toán lực căng ( max) các lớp V trong nền đắp……………………………………… 88 4.4.1 Lực căng V trong phân mảnh cho mặt trượt trụ tròn 88 4.4.2 Xây dựng công thức tính toán lực căng vải địa kỹ thuật (Tmax) bằng phương pháp phần tử hữu hạn theo mặt trượt Ellipse… 89 4.5 Xác định ảnh hưởng của độ cứng vđkt (EA) đến hệ số an toàn ổn định nền đắp…………………………………… 96 4.5.1 Xây dựng biểu thức xác định độ cứng vđkt (EA) ảnh hưởng đến hệ số an toàn ổn định……………………… 96 4.5.2 Ảnh hưởng của độ cứng vđkt đến hệ số an toàn ổn định…… 99 4.5.3 Biểu đồ quan hệ ảnh hưởng của độ cứng (EAg), cường độ Tmax vđkt và mô đun đàn hồi đất nền (Es) đến an toàn ổn định 104 4.6 o sánh khảnăng đứt và tuột cốt V ảnh hưởng đến antoàn ổn định nền đắp gia cường 105 4.7 o sánh kết quả chạy trên chương trình hnh_ress và plaxis 106 4.8 Kết quả nghiên cứu chương 4……………………………… 110 Ế LUẬN V ẾN N Ị 112 vii MỤC LỤC HÌNH VẼ Ồ THỊ ƯƠN 1 Hình 1.1 V gia cường, đoạn qua cầu Xương iang – Bắc Giang 4 ình 1 2 V trong mái dốc Bukit Panggal Mosque, Tutong, Brunei Quốc……………………………………………………… 6 ình 1 3 V tường chắn Arca Budaya, Kuala Lumpur, Malaysia. 6 ình 1 4 V trong đường đê unarbhava, West Bengal, Ấn ộ 6 ình 1 5 V gia cường nền nhà dân dụng 6 ình 1 6 V làm tường chắn, hánh ương, ỉnh Cam Túc, TQ 7 ình 1 7 V với chức năng làm tường chắn đất 7 ình 1 8 V ường chắn Novotel Hotel, Patong, Phuket, Thailand 7 ình 1 9 V tiêu, thoát nước đường cao tốc Nam Carolina, Hoa Kỳ 7 ình 1 10 V sử dụng ở hào bố trí ống dẫn nước (Australia) 8 ình 1 11 V sử dụng với chức năng vật liệu thấm ( ảo Solomon) 8 Hình 1.12 V làm chức năng phân cách 9 ình 1 13 V gia cố mái dốc 9 ình 1 14 V làm chức năng lọc 9 Hình 1.15 V làm lớp phân cách và bảo vệ 9 ình 1 16 V chức năng tiêu thoát nước 9 Hình 1.17 Mặt cắt ngang mở rộng QL5, V làm lớp ngăn cách 10 Hình 1.18 V được dùng ở bãi rác Tam Tân, Củ Chi, TP.HCM 10 ình 1 19 V sử dụng ở bãi rác Bố Trạch, Quảng Bình 10 Hình 1.20 hương pháp phân tích mặt trượt tròn để xác định lực kéo lớn nhất yêu cầu đối với cốt tăng cường ở đáy nền đắp 14 Hình 1.21 Chiều dài neo bám của cốt tại vị trí j dọc theo đáy nền đắp 14 ình 1 22 hương pháp khối nêm hai phần cho mái dốc có cốt 16 Hình 1.23 Sự phân bố gần đúng ứng suất xáo động với mỗi lớp cốt 18 Hình 1.24 ính toán trượt tròn theo phương pháp phân mảnh 19 Hình 1.25 Tính toán theo mặt trượt xoắn ốc logarit 22 ình 1 26 ính toán theo phương pháp trọng lực dính kết 23 viii Hình 1.27 Quan hệ ứng xử đất - vải địa kỹ thuật theo tiêu chuẩn phá hoại Mohr-Coulomb 26 ƯƠN 2 Hình 2.1 Ứng xử kéo của vđkt theo mô hình Robert M.Koerner 33 Hình 2.2 Quan hệ ứng suất – biến dạng của tiếp xúc vải địa kỹ thuật và đất nền theo Robert M.Koerner 34 Hình 2.3 ơ đồ tính không bố trí cốt (a) và có bố trí cốt (b) 37 ƯƠN 3 Hình 3.1 ình dạng của phần tử tam giác………………………… 43 Hình 3.2 hần tử tam giác 3 nút trong hệ tọa độ tổng thể và địa phương 44 Hình 3.3 hần tử tam giác 6 nút trong hệ tọa độ tổng thể và địa phương 45 Hình 3.4 iêu chuẩn phá hoại Mohr-Coulomb trong k gian Ư chính 47 Hình 3.5 Xác định góc ma sát trong và lực dính đơn vị…………… 49 ình 3 6 Xác định góc giãn nở…………………………………… 50 Hình 3.7 hần tử tiếp xúc…………………………………………… 51 Hình 3.8 àm dạng của phần tử thanh chịu lực dọc trục………… 53 ình 3 9 hương pháp Newton-Raphson và Newton-Raphson cải tiến 54 ình 3 10 ơ đồ khối tổng quát chương trình tính bằng … 55 Hình 3.11 ên và biểu tượng chương trình………………………… 56 Hình 3.12 hai báo quan hệ ứng suất – biến dạng của vải địa kỹ thuật 56 Hình 3.13 hai báo độ cứng(E g) theo đường ứng suất- biến dạng của vải địa kỹ thuật 56 Hình 3.14 Vẽ đường xấp xỉ mặt trượt 57 Hình 3.15 Xác định sai số đường xấp xỉ mặt trượt Ellipse và trượt tròn 57 Hình 3.16 Xác định độ cứng cát tuyến theo ứng xử kéo của V 58 ƯƠN 4 Hình 4.1 ơ đồ xếp xe để xác định tải trọng xe cộ………………… 61 Hình 4.2 Mô hình tải trọng xe tính toán…………………………… 62 Hình 4.3 Vị trí mặt trượt (nền đắp cao 6 m)……………………… 62 Hình 4.4 Vị trí mặt trượt khi có vải địa kỹ thuật (nền đắp cao 8 m) 63 Hình 4.5 ơ đồ biến dạng (4 lớp V , khoảng cách 0 5m)…… 67 Hình 4.6 Mặt trượt (4 lớp vải địa kỹ thuật, khoảng cách 0 5m)…… 67 ix Hình 4.7 ơ đồ biến dạng (4 lớp V , khoảng cách 1 5m)…… 68 Hình 4.8 Mặt trượt (4 lớp vải địa kỹ thuật, khoảng cách 1 5m)…… 68 Hình 4.9 Quan hệ giữa cường độ vải địa kỹ thuật và số lớp vải địa kỹ thuật trong nền đắp cao có 6m dưới đắp hệ số mái dốc 1/1 76 Hìn 4.10 Qua hệ giữa ường độ vải địa kỹ thuật và số lớp vải địa kỹ thuật trong nền đắp cao có 6m dưới đắp hệ số mái dốc 1/1 25 76 Hìn 4.11 Qua hệ giữa ường độ vải địa kỹ thuật và số lớp vải địa kỹ thuật trong nền đắp cao có 6m dưới đắp hệ số mái dốc 1/1 5, 77 Hìn 4.12 ơ đồ hình họ khi có vải ịa kỹ thuật………………… 79 Hình 4.13 Mặt biến dạng trượt khi không có vải địa kỹ………… 79 Hình 4.14 Mặt biến dạng trượt khi có vải địa kỹ thuật…………… 79 Hình 4.15 ung trượt hình elipse nền đắp trên đất yếu……… … 79 ình 4 16 hương pháp xấp xỉ mặt trượt…………………………… 81 Hình 4.17 ết quả tính xấp xỉ mặt trượt nền đắp cao 8m, cóV 82 Hình 4.18 ết quả tính xấp xỉ mặt trượt nền đắp cao 10m, cóV 83 Hình 4.19 ết quả tính xấp xỉ mặt trượt nền đắp cao 12m, cóV 84 Hình 4.20 ết quả tính xấp xỉ mặt trượt nền đắp cao 12m, cóV 82 Hình 4.21 ết quả tính xấp xỉ mặt trượt đắp cao 8m, không cóV 85 Hình 4.22 ết quả tính xấp xỉ mặt trượt đắp cao 10m,không cóV 86 Hình 4.23 ết quả tính xấp xỉ mặt trượt đắp cao 12m,không cóV 87 Hình 4.24 hương pháp phân mảnh cổ điển cho mặt trượt trụ tròn… 89 Hình 4.25 ung trượt hình ellipse, xây dựng công thức tính max… 90 Hình 4.26 ơ đồ tính lực căng trong V theo cung trượt ellipse 92 Hình 4.27 ết quả phân tích lực căng max các lớp V ………… 96 Hình 4.28 Quan hệ của độ cứng vđkt (E g) và mô đun đàn hồi đất đắp (Es) đến an toàn ổn định Fs = 1.2. Tmax = 12; 14; 16 kN/m kN…………………………………………………………… 104 ình 4 29 Quan hệ của độ cứng vđkt (E g) và mô đun đàn hồi đất đắp (Es) đến an toàn ổn định Fs = 1.2. Tmax = 18; 20; 22 kN/m 104 ình 4 30 Quan hệ của độ cứng vđkt (E g) và mô đun đàn hồi đất đắp (Es) đến an toàn ổn định Fs = 1.2. Tmax = 24; 26; 28 kN/m 105 ình 4 31 ơ đồ tính ổn định nền đắp cao 6m bằng phần mềm laxis 106 Hình4.32 Biến dạng nền đắp cao 6m tính bằng phần mềm laxis 106 ình4 33 ệ số an toàn nền đắp cao 6m tính bằng phần mềm laxis 106 ình 4 34 ơ đồ tính ổn định nền đắp cao 8m bằng phần mềm laxis 107 ình4 35 Biến dạng nền đắp cao 8m tính bằng phần mềm laxis 107 ình4 36 ệ số an toàn nền đắp cao 8m tính bằng phần mềm laxis 107 x MỤ LỤ B B Ể Bảng 3 1 ọa độ và trọng số của tích phân số trên miền tam giác… 46 Bảng 3 2 ác tham số của mô hình Mohr- oulomb……………… 49 Bảng 4.1 ặc trưng của nền đường đắp trên đất tốt……………… 60 Bảng 4.2 ặc trưng vải địa kỹ thuật theo 1m chiều rộng………… 60 Bảng 4 3 ải trọng xe cộ………………………………………… 61 Bảng 4 4 ệ số an toàn ổn định mái dốc………………………… 64 Bảng 4 5 Ảnh hưởng của số lớp và khoảng cách giữa các lớp vđkt 64 Bảng 4 6 Lực căng trong vải địa kỹ thuật khi mái dốc bị phá hoại 65 Bảng 4 7 Ảnh hưởng của hệ số mái dốc, nền 8m………………… 66 Bảng 4 8 Ảnh hưởng của cường độ V và số lớp V …… 67 Bảng 4 9 Ảnh hưởng của số lớp và khoảng cách giữa các lớp vđkt 68 Bảng 4 10 Lực căng trong vải địa kỹ thuật khi mái dốc bị phá hoại… 69 Bảng 4 11 Ảnh hưởng của hệ số mái dốc, nền đắp 10m……… 70 Bảng 4 12 Ảnh hưởng của cường độ và số lớp vải địa kỹ thuật… 71 Bảng 4 13 Ảnh hưởng của số lớp và khoảng cách giữa các lớp vđkt 72 Bảng 4 14 Lực căng trong vđkt khi mái dốc bị phá hoại, nền 12m 73 Bảng 4 15 Ảnh hưởng của hệ số mái dốc, nền 12m ……… …… 74 Bảng 4 16 Ảnh hưởng của cường độ và số lớp vải địa kỹ thuật… 74 Bảng 4 17 Ảnh hưởng của cường độ và số lớp vải địa kỹ thuật 75 Bảng 4 18 ặc trưng nền đất yếu…………………………………… 77 Bảng 4 19 ệ số an toàn khi chiều cao đắp 6 m…………………… 78 Bảng 4 20 ệ số an toàn khi chiều cao đắp 8 m…………………… 78 Bảng 4 21 ệ số an toàn khi chiều cao đắp 10 m………………… 78 Bảng 4 22 ệ số an toàn khi chiều cao đắp 12 m………………… 78 Bảng 4.23 Một số kết quả tính xấp xỉ mặt trượt 87 Bảng 4.24 Ảnh hưởng của độ cứng vđkt đến hệ số antoàn, T=12kN/m 99 Bảng 4.25 Ảnh hưởng của độ cứng vđkt đến hệ số antoàn,T= 14kN/m 99 Bảng 4.26 Ảnh hưởng của độ cứng vđkt đến hệ số antoàn,T= 16kN/m 100 Bảng 4.27 Ảnh hưởng của EAg, Tmax vđkt và Es đến hệ số an toàn Fs 100 Bảng 4.28 ết quả hệ số an toàn tính bằng nhress và laxis 108 xi B KÝ Ệ Ữ Ế Ắ V Vải địa kỹ thuật ( eotextile) PTHH hần tử hữu hạn (FEM _ Finite Element Method) HNH_RESS hần mềm tính ổn định nền đắp gia cường (Reinforced Embankment Stability Software) K hệ số an toàn tính toán (giải tích) Kbh hệ số an toàn nền đắp ngập nước bão hòa Kk hệ số an toàn nền đắp không ngập nước Kmin hệ số an toàn tối thiểu MD mô men gây trượt do đất nền và tải trọng MRS mô men giữ do đất MRR mô men giữ do cốt tăng cường H chiều cao nền đắp Ls chiều dài cạnh nằm ngang mái dốc (bề rộng chân mái dốc) φ’cv góc ma sát của vật liệu nền đắp lúc có biến dạng lớn trong điều kiện ứng suất hữu hiệu fms hệ số vật liệu riêng phần áp dụng cho tg φ’cv (fms = 1) fn là hệ số phá hoại riêng phần; fp hệ số chịu kéo tuột riêng phần đối với cốt tăng cường; Troj lực yêu cầu cốt tăng cường phải có trong phạm vi 1m dài nền đắp tại j; ɣ trọng lượng đơn vị của vật liệu đắp nền; h chiều cao trung bình vật liệu đắp trong phạm vi chiều dài cốt tăng cường Lj; α’ hệ số tương tác biểu thị liên hệ giữa góc neo bám cốt – đất với tgφ’cv; fms hệ số vật liệu riêng phần; Lj chiều dài neo bám cần thiết của cốt tăng cường trong phạm vi cung trượt cho 1m dài nền đắp; xii αbc’ hệ số tương tác biểu thị liên hệ giữa lực dính bám giữa đất và cốt tăng cường với cu. Rh lực gây xáo động tổng hợp đối với 1m dài dọc theo mặt mái dốc ffs hệ số riêng phần áp dụng cho trọng lượng đơn vị của đất K tỉ số giữa ứng suất (áp lực) nằm ngang và ứng suất thẳng đứng ɣ trọng lượng đơn vị của đất H chiều cao nền đắp ffs hệ số riêng phần cho trọng lượng đơn vị của đất fq hệ số riêng phần cho ngoại tải wsi ngoại tải tác dụng lên mảnh i ui áp lực nước lỗ rỗng tác dụng trên mặt trượt mảnh thứ i hệ số hiệu chỉnh momen i , ic và ,u is là các góc ma sát trong, lực dính đơn vị và lực dính không thoát nước của đất nền; r , rc và ,u rs là các góc ma sát trong, lực dính đơn vị và lực dính không thoát nước đã suy giảm của đất nền Fs Hệ số an toàn ổn định Es Mô đun đàn hồi của đất Eg Mô đun đàn hồi vải địa kỹ thuật  Hệ số Poisson Góc dãn nở EAg ộ cứng vải địa kỹ thuật  1 MỞ ẦU 1- Giới thiệu công trình nghiên cứu: Cùng với sự phát triển mạnh mẽ trong ứng dụng công nghệ vật liệu mới trên thế giới, Việt Nam cũng rất quan tâm nghiên cứu sử dụng vật liệu địa kỹ thuật trong gia cường nền đắp công trình đường, đê, đập. Từ đó đặt ra việc nghiên cứu hoàn thiện phương pháp tính toán cho kết quả đạt độ tin cậy cao đối với bài toán nền đắp gia cường bằng vải địa kỹ thuật (V ) trong các công trình xây dựng đường ô tô ở Việt Nam trở nên cần thiết. Trong phạm vi công trình nghiên cứu này, tác giả sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn – phương pháp số có nhiều ưu điểm ở thời điểm hiện nay để áp dụng xây dựng thuật toán, lập chương trình tính trên phần mềm phù hợp với điều kiện Việt Nam và cho một số kết quả nghiên cứu của bài toán ổn định, trạng thái ứng suất – biến dạng nền đắp cao, đề xuất tính toán và đưa ra các biểu đồ tiện ích sử dụng trong thiết kế. 2- Lý do lựa chọn đề tài: ề tài được chọn nhằm hoàn thiện phương pháp tính toán cho bài toán nền đắp có sử dụng V trong các công trình xây dựng đường ô tô. 3- Mục đích: Xây dựng mô hình tính toán nền đường đất đắp có gia cường bằng V , góp phần hoàn thiện phương pháp tính toán sát với thực tế làm việc của vật liệu và dự báo khả năng mất ổn định một cách chính xác nhằm đem lại hiệu quả cao trong công tác đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thiết kế nền đắp gia cường V . 4- ố tượng nghiên cứu: Nền đất đắp có sử dụng V trong các công trình xây dựng nền đường. 2 5- Phạm vi nghiên cứu: Lựa chọn, xây dựng mô hình tính bài toán nền đắp gia cường V . Xây dựng thuật toán và chương trình tính bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Nghiên cứu bài toán ổn định nền đường đắp cao có gia cường bằng V . 6- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: V (Geotextiles) là loại vật liệu mới được chế tạo từ vật liệu polyme tổng hợp hoặc các sản phẩm có liên quan đến polyme nhờ các công nghệ chế tạo khác nhau. Từ những năm 70 của thế kỷ trước V đã ra đời ở các nước phương tây o có những đặc tính ưu việt nên V đã nhanh chóng được dùng để gia cường nâng cao sức chịu tải và tính năng ổn định cho các công trình xây dựng, đặc biệt là các công trình đất đắp trong xây dựng cầu đường, thủy lợi... Những năm đầu của thập niên 90 - thế kỷ trước, V được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước như háp, à Lan, Mỹ, Nhật, đặc biệt ở các nước ông Nam như hái Lan, hilippin, nđônêxia, Malaysia, Ở nước ta, V được đưa vào sử dụng công trình xây dựng đường từ năm 1993 và ngày càng được sử dụng rộng rãi. Theo kết quả nghiên cứu của nhiều chuyên gia trong và ngoài nước cho thấy V dùng trong các công trình xây dựng nền đường đắp cao bằng đất, hay nền đắp trên đất yếu đều đạt hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao, dễ dàng trong thi công, giảm giá thành từ 15 - 20%, tăng chất lượng sử dụng, tăng tuổi thọ của công trình. Do vậy việc nghiên cứu hoàn thiện phương pháp tính toán, thiết
Luận văn liên quan