Bài tập lớn thiết kế nền mặt đường

Các yêu cầu thiết kếKiểm tra ổn định nền đường theo phương pháp mặt trượt trụ tròn có sử dụng phần mềm hỗ trợ tính toán.. Phương pháp tính toán: Ta sử dụng phương pháp mặt trượt trụ tr

BÀI TẬP LỚN

KIỂM TRA ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG

I S

ố li ệ u đ ề bài

I.1 Số liệu hình học

- Quy mô mặt cắt ngang đường:

+ Bề rộng mặt đường: 2x 10 m

+ Lề đường: 2x0,5 m

+ Bề rộng nền đường: 24,0 m

+ Ta luy nền đắp thông thường 1:1,75

Chiều cao nền đắp a= 4,5m

Các thông số về nền đất ( Địa chất dự án đường Lê Quý Đôn – Thái Bình)

S

T

T

Đoạn

tuyến

Tên lớp địa chất

Phân lớp

Chiều dày tính toán (m)

Thông số của đất

γw(kN/cm3) (kN/cmc 2)

φ (độ) 1

I

Ghi chú:

+ Lớp 1: Đất trồng trọt, đất lấp (không xét tới)

+ Lớp 2: Sét pha, sét xám mày nâu, nâu vàng, nâu gụ, xám vàng, trạng thái dẻo mềm, có chỗ dẻo chảy

+ Lớp 3: Cát hạt bụi, có chỗ hạt nhỏ, màu xám tro, lẫn ít hữu cơ xem kẹp sét pha Trạng thái bão hòa nước

+ Lớp 4: Bùn sét pha màu xám nâu, lẫn hữu cơ, vỏ sò, xen kẹp cát pha

I.2 Tải trọng thiết kế:

a/ Tải trọng bản thân nền đắp: Dựa trên kích thước hình học

b/ Tải trọng xe tính toán: Coi qx= 15,15 kN/m2 là tải đều trên mặt đường

II Các yêu cầu thiết kế

Kiểm tra ổn định nền đường theo phương pháp mặt trượt trụ tròn (có sử

dụng phần mềm hỗ trợ tính toán).

III Phương pháp tính toán:

Ta sử dụng phương pháp mặt trượt trụ tròn để tính toán ổn định nền đường

- Khối đất trên ta luy khi mất ổn định sẽ trượt theo mặt trượt trụ tròn

Mỗi mảnh trượt i chịu tác dụng của trọng lượng bản thân Pi; Pi phân làm hai thành phần: Lực tiếp tuyến gây trượt Ti=Pisinαi và lực pháp tuyến Ni=Picosαi gây lực ma sát Nitanφi với tanφi là hệ số ma sát cùng với lực dính cili là thành phần cản trở trượt Bỏ qua tác dụng của động đất

So sánh tổng momen đối với tâm O do các lực gây trượt với tổng momen cnar trở trượt ta sẽ biết được mức độ ổn định của taluy đối với mặt trượt giả thiết

(O;R) cụ thể hệ số ổn định K được xác định theo công thức:

K= ∑

i=1

n

M i giữ

∑

i=1

i=n

M i trượt

=∑

i=1

i=n

¿ ¿ ¿ ¿

Trên đây mới chỉ xác định được trị số K cho một mặt trượt bất kỳ, nhưng chưa chắc mặt trượt này đã là nguy hiểm nhất Tức là mặt trượt gây ra trị số K nhỏ nhất

cậy Dựa theo kinh nghiệm tính toán ổn định vô số các mía ta luy người ta đã tổng kết một số cách tìm ra mặt trượt nguy hiểm nhất nhằm giảm thời gian mò mẫm trong quá trình tìm KminTa dùng cách dựa vào đường quỹ tích tâm trượt kinh nghiệm như hình dưới:

Chọn từ 3-5 điểm trên đường quỹ tích tâm trượt kinh nghiệm làm tâm trượt và xác định được trị số Kmin

IV Kết quả tính toán:

a) Xác định đường quỹ tích tâm trượt kinh nghiệm ứng với chiều cao nền đắp

Quy đổi tải trọn xe thành lớp đất đắp có chiều cao : Hđ = 15,15/18 = 0.84 (m)

b) Xác định trị số Kmin:

Lấy 3 tâm trượt bất kỳ ứng với bán kính bất kỳ nằm trên đường quỹ tích tâm trượt : (O1;R1); (O2;R2) và (O3;R3) Lần lượt tính hệ số Ki ứng với từng mặt trượt tương ứng để xác định trị số Kmin

- Trường hợp 1: Mặt trượt ứng với (O1;R1)=(O1;R1 = 8m )

Tâm trượt O1 Bán kính R = 8.0 m

Mảnh

i

Thể tích mảnh I

Ở đất

2 6.34 0.47 37 2.53 122.35 40.13 73.60

K=∑

i=1

i=n

¿ ¿ ¿ ¿ = 199.61/227.9 = 0.88

Tâm trượt O2 Bán kính R = 11.0 m

Mảnh

i

Thể tích mảnh I (m3) Góc  Li lượng trọng Picositg+ cili Pisini

3 3.04 3.71 1.29 33 2.36 142.87 36.87 77.77

K = 318.61/420.67 = 0.76

Tâm trượt O3 Bán kính R = 14.0 m

Mảnh

i

Thể tích mảnh I

(m3) Góc  Li lượng trọng Picositg+ cili Pisini Ở

đất

đắp

Ở lớp 2

Ở lớp 3

TỔNG 572.30 829.95

K = 572.3/829.95 = 0.70

III KẾT LUẬN

Sau khi tính toán ổn định của nền đường theo phương pháp mặt trượt trụ tròn

thì thấy các hệ số ổn định K đều nhỏ hơn [ Kôđ ] = 1.2 Do vậy nền đường bị mất

ổn định

Một số phương pháp xử lí :

- Gia cố vải địa kĩ thuật

- Vét thay đất, thay đổi kích thước mặt cắt ngang