Bài tập lớn PHẦN MỀM GEO SLOPE/W XÁC ĐỊNH TÂMTRƯỢT VÀ TÍNH TOÁN ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦATƯỜNG CHẮN, ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA MÁI DỐCTALUY NỀN ĐƯỜNG

Trong hộp Settings mục PWP Conditions from chọn Piezometric Line, sau đó nhấn Close Hình 2: Cửa sổ KeyIn Analyses Bước 2- Xác định khổ giấy + Khổ giấy phụ thuộc vào kích thước của bài to

Trường : Đại Học Ngô Quyền GVHD: NGUYỄN VĂN TỨ Lớp : CĐ-01

BÀI TẬP LỚN MÔN: THIẾT KẾ NỀN – MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ

PHẦN MỀM GEO SLOPE/W XÁC ĐỊNH TÂM TRƯỢT VÀ TÍNH TOÁN ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA TƯỜNG CHẮN, ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA MÁI DỐC

TALUY NỀN ĐƯỜNG.

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ TÍNH TOÁN CỦA PHẦN MỀM

GEO SLOPE/W

I.Tổng quan về GEO SLOPE/W

SLOPE/W là một trong những chương trình của công ty GEO-SLOPE, CANADA, chuyên về tính ổn định của mái dốc Chương trình cho phép tính toán mái dốc trong mọi điều kiện có thể xảy ra trong thực tế như: xét đến áp lực nước lỗ rỗng, neo trong đất, vải địa kỹ thuật, tải trọng ngoài, tường chắn

Chương trình SLOPE/W được thiết kế dưới dạng hệ CAD làm cho người dùng dễ sử dụng, hầu hết các số liệu được nhập vào trực tiếp ngay trên bản

vẽ SLOPE/W được áp dụng trong tính toán và thiết kế những công trình

mỏ, xây dựng và địa kỹ thuật Không có giới hạn về kích thước bài toán, SLOPE/W đã được viết sử dụng phân phối bộ nhớ động, vì vậy không có hạn chế nào về kích thước bài toán, do đó kích thước lớn nhất của bài toán chỉ phụ thuộc vào kích thước bộ nhớ của máy tính

II Phương pháp tính toán

Chương trình SLOPE/W được xây dựng dựa trên một số lý thuyết tính ổn định mái dốc như: Phương pháp Ordinary (hay còn gọi là phương pháp Fellenius), phương pháp Bishop đơn giản hoá, phương pháp Janbu đơn giản hoá, phương pháp Spencer, phương pháp Morgen-price, phương pháp cân bằng tổng quát Gle, phương pháp ứng suất phần tử hữu hạn Đặc điểm khác biệt cơ bản giữa các phương pháp khác nhau là giả thiết liên quan đến lực tiếp tuyến và pháp tuyến giữa các dải

Hơn nữa rất nhiều hàm số biểu diễn quan hệ giữa các lực tác động giữa các cạnh của các dải cũng được sử dụng đối với các phương pháp Gle và phương pháp Morgenstern-price mà các phương pháp này rất chặt chẽ về mặt toán học SLOPE/W đưa ra rất nhiều các phương pháp tính toán khác nhau để cho người dùng có thể lựa chọn phương pháp phù hợp nhất với bài toán của mình

Ngoài ra GEO SLOPE/W dựa vào cơ sở phương pháp Mohr-Coulomb, theo quy định của quy trình 22TCN 272-05

GIẢI BÀI TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

I-Số liệu thiết kế

Hình vẽ: mặt cắt tính toán

Thông số đề bài

+ A=2,6m

+ B=3,7m

+ C=0,3m

+ D=2,5m

+ E=17,5m

Các lớp đất có các thông số C,, như sau:

+Lớp 1(lớp đất đắp mới): C=5 Kn/m 2 , =19 Kn/m 3 , =25 độ +lớp 2(lớp đất đắp cũ): C=12Kn/m2 , =19,8Kn/m3 , =22,5 độ +Lớp 3(lớp 2): C=15,5Kn/m2 , =18,5Kn/m3 , =22,56 độ +Lớp 2a: C=5Kn/m2 , =18,5 Kn/m3, =26 độ

+Lớp 3: C=8,829Kn/m2 , =15,96Kn/m3 , =1,78 độ

Bảng : Tọa độ điểm của các lớp đất và tường chắn

II- Trình tự thực hiện

+ Click đôi chuột trái vào biểu tượng

+ Chọn Geo Slope 2012 ở menu star / SLOPE/W

S T T

-0 , 3 7

4 , 7 9

3 21,2

2

4 , 7 9 4

21 ,5 2

4 , 7 9

5 21,5

2

2 , 7 9 6

21 ,9 4

2 , 7 9 7

29 ,6 5

-0 , 3 7 8

21 ,5 2

2 , 2 9

9 19,9

2

2 , 2 9

1 0

19 ,6 2

1 , 9 9

1 1

19 ,3 2

1 , 9 9

1 2

19 ,3 2

2 , 8 9

,7

2 ,

Hình 1: Biểu tượng phần mềm GEO STUDIO

+ Hiện lên cửa sổ KeyIn Analyses, tại mục Name điền là on dinh mai doc, tại mục Analysis Type chọn là Bishop Trong hộp Settings mục PWP Conditions from chọn Piezometric Line, sau đó nhấn Close

Hình 2: Cửa sổ KeyIn Analyses

Bước 2- Xác định khổ giấy

+ Khổ giấy phụ thuộc vào kích thước của bài toán

+ Ở menu Set / page tại hộp unit chọn đơn vị là mm, ở hộp Working Area điền 260 tại mục Width và 200 ở mục Height.Sau đó bấm OK

Hình 3: cửa sổ Set Page

Bước 3- Thiết lập đơn vị và quy mô của bài

+ vào menu Set / Unit and scale

+ Tại hộp Scale điền 175 tại mục Horz và 150 tại mục Vert

+ Tại hộp Problem Extents điền lần lượt -5 và -20 vào mục Minimum x và y

+ Hộp View bấm chọn 2-Dimensional.Sau đó bấm OK

Hình 4: cửa sổ Set Unit and Scale

Bước 4- Tạo khổ giấy

+ Chọn Axe trong menu Sketch

+Bấm dấu tích chọn mục Elevation bên trái và Distance ở dưới sau đó đổi tên hai mục này lần lượt là (Chieu day lop dat(m)) và ( Be rong nen

duong(m))

+ tại hộp X-Axis mục Min điền -2, Max điền là 40, bỏ dấu tick tại Auto Inncrement Size sau đó điền mục Incr, Size là 2(khoảng đơn vị liền kề nhau trên 1 trục) và tương tự hộp Y-Axis mục Min:-17,Max:7, Incr, Size sẽ

là 2 Sau đó bấm Close

Hình 5: cửa sổ Sketch Axes Bước 5- Chọn các tọa độ điểm của các lớp đất và tường chắn

+ Ở bước này ta có thể tính toán và nhập các tọa độ điểm trên excel sau đó vào slope/w chọn menu Keyin chọn points và paste các số tính được trên Excel vào

Sau đó bấm Close

Hình 6: Cửa sổ KeyIn Points Bước 6- Vẽ các miền kín

+ Từ các nút tạo độ đã được tạo ra vào menu Draw / regions kéo cửa sổ

Draw Regions ra khỏi phạm vi bài toán sau đó dùng chuột kéo và nối các nút sao cho tạo thành các hình kín ( bước này là bước quan trọng cần cẩn thận )

Hình 7: Cửa sổ Draw Regions và các hình kín

Bước 7- Khai báo các lớp đất và Tường chắn.

+ Tại menu Keyin / Material

+ Mục Material chọn “ Mohr-CouLumb”

+ Ở bước này số liệu đã được kê khai trên mục thông số đề bài

Hình 8 Cửa sổ KeyIn Materials Bước 8- Gán lớp đất và tường chắn

+ Vào menu Draw / Material / Assign sau đó chọn loại đất và gán cho từng lớp đất trên bài toán

Hình 9: Cửa sổ Draw Material và các lớp gán đất Bước 9- Vẽ lưới xác định tâm trượt và bán kính trượt

+Chọn menu Draw / Slip Surface và chọn mục Entry And Exit

+ Tại hộp Entry Range(Left Side) / Range ở mục Type điền 4 vào mục

Number of Increments over range

- Tại mục Left point điền X: 17, Y: 4,79, mục Right point điền X: 21,Y:

4,79

+ Tại hộp Exit Range ( Right Side) chọn tương tự và thay X,Y tại mục Left

point là 29,65,-0,37, mục Right point X: 34, Y:-0,37

+ Tại hộp Number of radius Increments điền là 4.

+ Sau đó bấm Apply và Done

Hình 10: Cửa sổ Draw slip Surface Entry and Range Bước 10- Vẽ đường mực nước

+ Ở đây ta giả sử đường mực nước đi qua đỉnh của lớp 2a và ảnh hưởng đến lớp 3

+ Vào menu Draw chọn Pore-Water Pressure , click và lớp chịu ảnh

hưởng của mức nước ( nếu nhiều hơn 1 lớp thì ta bấm và giữ phím Shift sau đó chọn) , bấm Draw đưa chuột ra bài toán vẽ đường mực nước từ đỉnh của lớp 2a ( kéo từ trái sang phải và kéo xuống lớp 3) sau đó ấn phím Esc

để kết thúc vẽ mực nước

Hình 11: Cửa sổ Draw piezometric lines Bước 11- Gán tải trọng tác dụng lên nền đất đắp

+ Vào menu Draw / Surcharge Loads bấm vào Add tại mục Unit Weight điền 15 Kn/m^3 và bấm vào Draw để vẽ sau đó bấm chuột phải chọn Done

Hình 12: Cửa sổ Draw Surchange Load

+ Sau đó tại menu Keyin chọn Surchange Loads tại hộp Point click chọn tọa độ dưới X(m) sửa lại tọa độ hai điểm nút của hai đầu lực phân bố lần lượt là 0 : 5,79 và 21,22 : 5,79

Hình 13 Cửa sổ KeyIn Surchange Loads

Bấm Close hoàn thiện bước gán tải trọng cho bài toán

Bước 12- Lưu bài toán

+ Bấm tổ hợp phím Ctrl+S lưu bài với tên “ON DINH TUONG CHAN”

Bước 13-Chạy thử bài

+ Đưa chuột vào các thanh công cụ bấm phải chuột chọn Solve Manager Window sau đó chọn vào ô tick bài toán bấm Start ở hộp solve Manager phía bên trái màn hình

Kết quả hiện lên như hình :

Hình 14: Kết quả lần chạy thử đầu tiên

Ta thấy khung trượt đi vào lớp đất 3 lớp bùn yếu nên đề xuất giải pháp trải

1 lớp vải đệm kỹ thuật để tăng cường ổn định

Bước 14-Trải lớp vải kỹ thuật

+ Trải giữa lớp đất 1 và 2

+ Menu Draw chọn Reinforcement Loads tại hộp Reinforcement mục Type chọn Geosynthetic,

+ Mục Pullout Ressistance(F/Area): 720 kPa

+ Mục Tensline Capacity: 500Kn

+Mục Reduction Factor: 1,5

+Surface Area Factor : 1,5

+ đưa chuột ra bài toán vẽ lớp vải kỹ thuật ở giữa lớp đất 1 và 2 tính từ trên xuống, có chiều ngược lại với chiều của khối trượt sau đó bấm Done

+ Chọn vào ô tick bài toán bấm Start ở hộp solve Manager phía bên trái

màn hình

Kết quả hiện lên như hình :

Hình 16: Kết quả lần chạy thứ 2

Chương III

Giải bài toán ổn định mái dốc ta luy

I- Số liệu thiết kế

Hình 17: Mặt cắt tính toán mái ta luy

Các số liệu tính toán như chiều dày lớp đất, khối lượng riêng, độ dính của đất và góc nội ma sát ở đây được chọn tùy ý như sau:

+ Lớp 1: C=20 Kn/m 2 , =30Kn/m 3 , =25 độ

+ Lớp 2: C=25 Kn/m 2 , =28 Kn/m 3 , =35 độ

+Lớp 3: C=29,54 Kn/m 2 , =15 Kn/m 3 , =27 độ

+ Lớp 4: C=35Kn/m 2 , =40Kn/m 3 , =40 độ

+ Lớp đá: Bedrock

Bài toán này cách làm tương tự như ổn định tường chắn , cụ thể là: Bước 1 -Khởi động Geo Slope/W

+ Click đôi chuột trái vào biểu tượng GeoStudio / SLOPE/W

+ Chọn Geo Slope 2012 ở menu star / SLOPE/W

Hình 18: Biểu tượng phần mềm GEO STUDIO

+ Hiện lên cửa sổ KeyIn Analyses, tại mục Name điền là ON DINH MAI DOC, tại mục Analysis Type chọn là Bishop Trong hộp Settings mục PWP Conditions from chọn Piezometric Line

Sau đó nhấn Close

Bước 2- Xác định khổ giấy

+ Khổ giấy phụ thuộc vào kích thước của bài toán

+ Ở menu Set / page tại hộp unit chọn đơn vị là mm, ở hộp Working Area điền 260 tại mục Width và 200 ở mục Height

Sau đó bấm OK

Hình 20: cửa sổ Set Page Bước 3- Thiết lập đơn vị và quy mô của bài

+ vào menu Set / Unit and scale

+ Tại hộp Scale điền 175 tại mục Horz và 150 tại mục Vert

+ Tại hộp Problem Extents điền lần lượt -5 và -20 vào mục Minimum x và y

+ Hộp View bấm chọn 2-Dimensional

Sau đó bấm OK

Hình 21: cửa sổ Set Unit and Scale

Bước 4- Tạo khổ giấy

+ Chọn Axe trong menu Sketch

+Bấm dấu tích chọn mục Elevation bên trái và Distance ở dưới sau đó đổi tên hai mục này lần lượt là (Chieu day lop dat(m)) và ( Be rong lop dat(m)) + tại hộp X-Axis mục Min điền -2, Max điền là 40, bỏ dấu tick tại Auto Inncrement Size sau đó điền mục Incr, Size là 2(khoảng đơn vị liền kề nhau trên 1 trục) và tương tự hộp Y-Axis mục Min:-17,Max:7, Incr, Size sẽ

là 2

Sau đó bấm Close

Hình 22: cửa sổ Sketch Axes Bước 5:- Tạo đối tượng cho bài toán

+ Chọn Lines từ menu sketch sau đó vẽ các đường thẳng định hình cho các lớp đất

Hình 23: Định hình các lớp đất

Bước 6- Khai báo các lớp đất

+ Tại menu Keyin / Material

+ Mục Material / “ Mohr-CouLumb”

+ Ở bước này số liệu đã được kê khai trên mục thông số đề bài

Hình 24 Cửa sổ KeyIn Materials

Bước 7- Gán lớp đất và tường chắn

+ Vào menu Draw chọn Material chọn mục Assign sau đó chọn loại đất

và gán cho từng lớp đất trên bài toán

Hình 25: Cửa sổ Draw Material và các lớp gán đất

Bước 8- Vẽ lưới xác định tâm trượt và bán kính trượt +Chọn menu Draw / Slip Surface /Grid

+ Sau đó bấm Apply và Done

Hình 26: Tâm trượt và bán kính trượt

Bước 9- Gán tải trọng tác dụng lên nền đất đắp

+ Vào menu Draw / Surcharge Loads bấm vào Add tại mục Unit Weight điền 15 KN/m3và bấm vào Draw để vẽ sau đó bấm chuột phải chọn Done

Hình 27: Cửa sổ Draw Surchange Load và tải trọng tác dụng lên nền

đất

Bấm Close hoàn thiện bước gán tải trọng cho bài toán

Bước 10-Lưu bài toán

+ Bấm tổ hợp phím Ctrl+S lưu bài với tên “On dinh mai ta luy” trong mục tài liệu

Bước 11-Chạy thử bài

+ Đưa chuột vào các thanh công cụ bấm phải chuột chọn Solve Manager Window sau đó chọn vào ô tick bài toán bấm Start ở hộp solve Manager phía bên trái màn hình

Kết quả hiện lên như hình :

Hình 28: Kết quả lần chạy thử thứ nhất

Bước 12-Căn chỉnh lại bài toán để xác định giá trị Kminmin

+ Trở lại màn hình định nghĩa bằng cách bấm chuột trái vào biểu tượng Define tiếp theo bấm chọn biểu tượng Modify objects chọn lưới tâm trượt

đi chuyển sao cho giá trị nằm tương đối giữa tâm lưới đó là giá trị Kmin

Hình 29: giá trị Kmin

Hoàn thành bài toán trên Geo SLOPE/W

Kết luận: Trên đây là những gì mà em đã đúc kết và học hỏi được trong thời gian qua, nếu có gì thiếu sót hay không đúng, kính mong thầy góp ý để lần sau em có thể hoàn thành tốt môn Đồ án Đường! Em xin cảm ơn!:)