Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
3- Các bước tính toán

3- Các bước tính toán

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



a. Phương pháp V.V.Fanđêép.

Tâm cung trượt nằm ở lân cận hình thang cong abcd như trong hình vẽ. Xác

định như sau :Từ điểm 0 giữa mái đập(do mái của đập có nhiều độ dốc khác nhau

nên ta lấy hệ số mái trung bình) ta kẻ một đường thẳng đứng và một đường hợp với

mái dốc một góc 850. Cũng từ điểm đó làm tâm quay, quay các cung tròn có bán

kính r và R ta sẽ xác định được vùng có tâm cung trượt nguy hiểm nhất. Trị số R, r

được xác định theo bảng 6-6 “giáo trình Thuỷ cơng – Tập 1”.

Với hệ số mái dốc hạ lưu trung bình m = 3 => R = 2,3H =71,53 m và r = 1H

=31,1m

( Trong đó H = 31.1m là chiều cao đập )





Kết hợp hai phương pháp trên ta được phạm vi có chứa tâm cung trượt nguy



hiểm nhất là lân cận đoạn AB ( như hình vẽ )

B



c



d

A

M

a



Hd



Hd



b



M1



4,5Hd



Hình : Sơ đồ tính toán ổn định mái đập

2. Xác định hệ số an toàn K

a.Cách xác định hệ số ổn định mái đập:

-Trên đoạn AB ta giả định các tâm O 1, O2, O3....Vạch các cung trượt đi qua

điểm Q ( là điểm đầu của vật thốt nước) sau đó tiến hành tính hệ số ổn định K 1,

K2, K3 cho các cung tương ứng, vẽ biểu đồ quan hệ giữa K i và vi trí tâm Oi, ta xác

SVTH: PHẠM HỒNG HẢI



65



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



định được Kcực tiểu ứng với các tâm O trên đường MM 1 . Từ vị trí của tâm O ứng với

Kcực tiểu ta kẻ đường N-N vng góc với MM 1. Trên đường N-N ta lại lấy các tâm O

khác, vạch các cung trượt và tính hệ số K, xác định được hệ số K cực tiểu ứng với điểm

Q.

b.Xác định hệ số an tồn K cho một cung trượt bất kì

Để xác định hệ số an toàn K, ta coi mặt trượt là mặt trụ tròn, áp dụng cơng thức

Ghécxêvanốp với giả thiết xem khối trượt là vật thể rắn, áp lực thấm được chuyển

ra ngoài thành áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên mặt trượt và hướng vào tâm.

Chia phần đất trượt thành nhiều giải đất có chiều rộng b với b =



R

.

m



Trong đó:

+ R: bán kính cung trượt.

+ m : số nguyên tuỳ chọn, ta chọn m = 10.



O



1



(Nn-Wn)tg

nCn ln



h1

h2 =h n



2



Wn  Tn

Nn

Gn

ln



Ta có cơng thức tính ổn định:

K=



(N n  Wn )tg n   C n .l n

 Tn



Trong đó: +  n ,C n :là góc ma sát trong và lực dính đơn vị ở đáy giải thứ n.

+ ln: chiều rộng đáy thứ n: ln = b/cosάn.

+ Wn: áp lực thuỷ tĩnh theo hướng tâm ở giải đáy thứ n.

Wn = γn.hn.ln.

( hn: chiều cao cột nước từ đường bão hoà đến đáy giải đang xét )



SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



66



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



+ Nn, Tn: là thành phần pháp tuyến và tiếp tuyến của trọng lượng

giải Gn..

Ta có : Nn = Gn.cos ά n.

Tn = Gn.sin ά n .

Gn = b.(  i.zi )n.

Với

1 - Dung trọng tự nhiên của đất đắp đập: 1 = k (1+)=1,86 (T/m3)

2 – Dung trọn bão hoà của đất đắp đập : 2 = k+n. n =1,5+1.0,422=1,92

(T/m3)

3 - Dung trọng bãp hoà của đất nên: 3= bhn =k+n. n = 1.5+1.0,422=1,98

(T/m3)

4 – Dung trọn tự nhiên của đống đá tiêu nước : 4 = tnLT = kdá = 2,5 (T/m3)

4 – Dung trọng bão hồ của đống đá thốt nước 4 = bhLT = 2,7 (T/m3)

*Với cách như phần trên ta lấy 3 điểm O 1, O2, O3 vẽ các cung trượt đi qua điểm

Q và xác định được các hệ số K tương ứng. Lập quan hệ giữa K và các vị trí tâm

cung trượt ta xác định được K mịn trên đường MM1. Lấy thêm hai điểm O4, O5 trên

đường N-N xác định các hệ số K tương ứng. Cuối cùng ta xác định được hệ số ổn

định mái đập Kmin.

*Ta lập bảng tính cho từng cung trượt với:

- Cơt 1: Thứ tự giải

- Cột 2: h1 - Chiều cao từ mái đập đến đường bão hoà

- Cột 3: h2 - Chiều cao từ đường bão hoà đến đáy đập

- Cột 4: h3 - Chiều cao từ đáy đập đến đáy cung trượt

- Cột 5: h4 - Chiều cao từ mái lăng trụ đến đường bão hoà

- Cột 6: h5 - Chiều cao từ đường bão hoà trong lăng trụ đến đáy đập

- Cột 7: hn - Cột nước trong giải hn

- Cột 8: Trọng lượng giải Gn = b.(γi.hi)n

- Cột 9: Sin n 



n

m

n



2





- Cột 10: cos  n  1  �

� �

m

� �



SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



67



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



- Cột 11: Tn = Gn.sinn

- Cột 12: Nn = Gn.cosn

- Cột 13: Wn = γn.hn.ln

- Cột 14: Cnln – Lực dính đáy dải

- Cột 15: tgn – hệ số ma sát trong của lớp đất đáy dải

- Cột 16: (Nn – Wn)tgn – lực ma sát trong của lớp đất đáy dải

Kết quả tính tốn ổn định các cung trượt



SVTH: PHẠM HỒNG HẢI



68



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



B

O1

A

M

,29

88



35°



MNLTK=30.70m



25

°

6

4



M1



Q

1



5,66



5



-4

3



2



1



0



-1



-2



-3



H



H=31,10



85°



7



4,5H



Hình 5-1 :Sơ đồ tính tốn ổn định cung trượt tâm O1



SVTH: PHẠM HỒNG HẢI



69



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



Bảng 5-1. TÍNH ỔN ĐỊNH VỚI TÂM O1 - Lũ thiết kế



Dải

(n)

(1)

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7



h1

(m)

(2)

0

0

2.23

2.13

2.4

2.96

2.92

3.92

4.84

5.82

6.81

5.01



h2

(m)

(3)

0

0

5.93

8.74

11.19

13.34

15.31

17.25

19.07

18.14

12.51

8.55



h3

(m)

(4)

2.56

5.66

7.94

9.28

9.73

9.28

7.94

5.66

2.36

0

0

0



1 =



1.86



 4=



2.5



R=



88.29



2 =

3 =

h4

(m)

(5)

1.48

4.5

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0



1.92

1.98

h5

(m)

(6)

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0



5 =



2.7



m=

b=

sinα



10

8.83

cosα



(9)

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7



(10)

0.917

0.954

0.980

0.995

1.000

0.995

0.980

0.954

0.917

0.866

0.800

0.714



hn

(m)

(7)

3.56

6.66

13.87

18.02

20.92

22.62

23.25

22.91

21.43

18.14

12.51

8.55



Gn

(T)

(8)

101.30

222.21

276.19

345.68

399.57

437.37

446.70

456.14

444.39

403.40

324.12

227.36



m

m

Tn

(T)

(11)

-40.52

-66.66

-55.24

-34.57

0.00

43.74

89.34

136.84

177.75

201.70

194.47

159.15

806.01



Nn

(T)

(12)

92.846

211.974

270.612

343.949

399.566

435.179

437.670

435.130

407.286

349.354

259.296

162.369



Wn

(T)

(13)

34.29

61.64

124.98

159.90

184.70

200.72

209.51

212.04

206.44

184.93

138.06

105.70



Cn.Ln



tgφ



(Nn-Wn)tgφ



(14)

26.010

24.989

24.330

23.958

23.838

27.508

27.934

28.691

37.570

39.760

43.041

48.216

375.85



(15)

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3837



(16)

20.15

51.74

50.12

63.34

73.94

80.69

78.52

76.77

69.12

56.58

41.72

21.74

684.43



Kmin

=



SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



70



1.32



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



B



O2

A

M



53

90,



35°



MNLTK=30.70m



25

°



7

6



Q

1



5

4



M1



3



2



1



0



-1



-2



-3



H



H=31,10



85°



8



4,5H



Hình 5-2 :Sơ đồ tính tốn ổn định cung trượt tâm O2



SVTH: PHẠM HỒNG HẢI



71



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



Bảng 5-2. TÍNH ỔN ĐỊNH VỚI TÂM O2 - Lũ thiết kế

1 =

2 =

Dải h1

(n) (m)

(1) (2)

-3

0

-2 4.04

-1 2.01

0 2.26

1 2.69

2 2.52

3 3.55

4 4.54

5 5.47

6 6.75

7

5.1

8 5.11



1.86

1.92

h2

(m)

(3)

0

0

7.57

10.11

12.46

14.54

16.52

18.56

20.12

14.34

7.23

0



3 =



1.98



h3

(m)

(4)

4.06

6.92

8.76

9.64

9.58

8.59

6.63

3.63

0

0

0

0



h4

(m)

(5)

3.58

1.75

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0



 4=

5 =

h5

(m)

(6)

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0



2.5

2.7

hn

(m)

(7)

5.06

7.92

16.33

19.75

22.04

23.13

23.15

22.19

20.12

14.34

7.23

0.00



Gn

(T)

(8)

178.32

256.24

322.74

386.94

433.99

449.56

466.19

464.52

442.19

363.17

211.68

86.05



R = 90.53

m=

10

sinα cosα

(9)

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8



(10)

0.954

0.980

0.995

1.000

0.995

0.980

0.954

0.917

0.866

0.800

0.714

0.600



m



b=



9.053



m



Tn

(T)

(11)

-53.49

-51.25

-32.27

0.00

43.40

89.91

139.86

185.81

221.10

217.90

148.17

68.84

760.96



Nn

(T)

(12)

170.103

251.067

321.126

386.939

431.817

440.475

444.712

425.741

382.950

290.540

151.168

51.627



Wn

(T)

(13)

46.83

71.37

144.90

174.37

195.57

208.43

214.26

213.76

205.12

158.26

89.39

0.00



Cn.Ln



tgφ



(Nn-Wn)tgφ



(14)

25.623

24.947

24.566

24.443

24.566

24.947

29.419

30.621

40.769

44.133

49.439

58.845

402.32



(15)

0.344

0.344

0.344

0.344

0.344

0.344

0.344

0.344

0.344

0.344

0.344

0.384



(16)

42.42

61.84

60.64

73.15

81.30

79.86

79.31

72.95

61.20

45.52

21.26

19.81

699.27

1.448



Kmin =



SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



72



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



B

O3

A

M



,18

86



35°

85°



H=31,10



MNLTK=30.70m



25

°



7

6



Q

1



5

4



M1



2



1



0



-1



-2



-3



-4



H



3



4,5H



Hình 5-3 :Sơ đồ tính tốn ổn định cung trượt tâm O3



SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



73



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



Bảng 5-3 TÍNH ỔN ĐỊNH VỚI TÂM O3 - Lũ thiết kế



SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



74



LỚP SĐ 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



Dải

(n)

(1)

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7



h1

(m)

(2)

0

4.77

2.02

2.25

2.65

2.4

3.38

4.34

5.21

6.31

7.58

3.84



h2

(m)

(3)

0

0

7.64

10.06

12.32

14.3

16.2

18.12

20.1

17.17

13.07

7.58



GVHD: NGUYỄN KHẮC XƯỞNG



h3

(m)

(4)

4.47

7.06

8.8

9.63

9.61

8.75

7.02

4.36

0.67

0

0

0



1 =

2 =



1.86

1.92



3 =



1.98



h4

(m)

(5)

4.14

1.23

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0



h5

(m)

(6)

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0



 4=

5 =

hn

(m)

(7)

5.47

8.06

16.44

19.69

21.93

23.05

23.22

22.48

20.77

17.17

13.07

7.58



2.5

2.7



Gn

(T)

(8)

188.82

246.82

309.24

367.19

410.69

424.79

442.42

444.18

427.89

385.55

337.99

187.11



R = 86.18

m=

10



m



b=



8.618



m



sinα



cosα



(9)

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7



(10)

0.917

0.954

0.980

0.995

1.000

0.995

0.980

0.954

0.917

0.866

0.800

0.714



Tn

(T)

(11)

-75.53

-74.05

-61.85

-36.72

0.00

42.48

88.48

133.25

171.16

192.77

202.80

130.97

713.78



Nn

(T)

(12)

173.05

235.45

302.99

365.35

410.69

422.66

433.48

423.72

392.17

333.89

270.39

133.62



Wn

(T)

(13)

52.69

74.60

148.14

174.72

193.62

204.53

209.24

208.06

200.08

175.05

144.24

93.71



Cn.Ln



tgφ



(Nn-Wn)tgφ



(14)

25.39

24.39

23.75

23.39

23.27

23.39

23.75

24.39

25.39

30.85

33.39

37.41

318.75



(15)

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441

0.3441



(16)

41.42

55.36

53.29

65.60

74.70

75.07

77.17

74.22

66.10

54.67

43.41

13.73

694.74

1.42



Kmin =



SVTH: PHẠM HOÀNG HẢI



75



LỚP SĐ 6



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

3- Các bước tính toán

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×