BÀI TẬP LỚN TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG ĐỊA KỸ THUẬT

Câu 3: Anh chị liệt kê tóm tắt các tài liệu cần thiết khi giải bài toán tính ổn định mái dốc dùng SLOPE/W và các bước để thực hiện một bài toán tính ổn định mái dốc dùng SLOPE/W.. Anh c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT

BÀI TẬP LỚN

TIN HỌC ỨNG DỤNG TRONG ĐỊA KỸ THUẬT

GV :

SV :

Đề số:

Nhóm:

Hà nội, 07 - 2018

BÀI TẬP LỚN Tin học ứng dụng trong địa kỹ thuật

Mục đích

Giúp sinh viên có điều kiện ôn lại kiến thức đã học và hiểu rõ hơn về nguyên lý các modul SEEP/W; SIGMA/W; và SLOPE/W trong bộ phần mềm GeoStudio V8 Cụ thể:

+ Học cách sử dụng kết quả tính toán áp lực nước lỗ rỗng bằng PP PTHH trong tính toán ổn định mái dốc

+ Học cách sử dụng kết quả tính ứng suất bằng PP PTHH rồi từ đó tính ổn định mái dốc Thành thục các thao tác khi ứng dụng Geo-Studio V8 vào giải quyết các bài toán Địa Kỹ Thuật

Yêu cầu

Mỗi sinh viên làm đúng đề tương ứng với số thứ tự của mình Các kết quả xuất ra yêu cầu phải đẹp, rõ ràng, bố trí khoa học Sinh viên nộp bài theo thời hạn giáo viên quy định trên lớp

ĐỀ BÀI

Câu 1:

Anh (chị) hãy tóm tắt chi tiết các bước cần thiết khi thực hiện một bài toán tính thấm ổn định dùng SEEP/W? Liệt kê tóm tắt các tài liệu cần thiết khi giải bài toán tính thấm ổn định dùng

SEEP/W?

Câu 2:

Anh (chị) hãy tóm tắt chi tiết các bước cần thiết để thực hiện một bài toán tính lún và ứng suất dùng SIGMA/W? Liệt kê tóm tắt các tài liệu cần thiết khi giải bài toán tính ứng suất và biến

dạng dùng SIGMA/W

Câu 3:

Anh (chị) liệt kê tóm tắt các tài liệu cần thiết khi giải bài toán tính ổn định mái dốc dùng SLOPE/W và các bước để thực hiện một bài toán tính ổn định mái dốc dùng SLOPE/W

Anh (chị) hãy tóm tắt chi tiết các bước cần thiết để thực hiện một bài toán tính ổn định mái dốc dùng SLOPE/W khi:

+ Tích hợp với SEEP/W

+ Tích hợp với SIGMA/W

Câu 4:

Mặt cắt ngang của một con đường có hình vẽ như hình dưới Các số liệu về kích thước và chỉ tiêu cơ lý của đất làm đường cho như trong Bảng 1

Hình 1: Mặt cắt ngang tính toán

Yêu cầu:

1 Trường hợp mực nước thượng lưu ở cao trình d, mực nước hạ lưu ngang mặt đất tự nhiên (cao trình b) Tính thấm qua đường gồm: xuất kết quả đường đẳng tổng cột nước thấm (total head), đường đẳng áp lực nước lỗ rỗng (pressure), đường đẳng gradient thấm

(XY-m=2

Gradient), kết quả tính lưu lượng thấm qua thân và nền đường, đồ thị quan hệ giữa Gradient thấm và độ sâu tại mặt cắt thẳng đứng qua tim (XY-Gradient vs Y)

2 Trong thời gian vận hành, người ta cần đặt một khối gia tải có chiều rộng 5m; đặt cách mép dốc hạ lưu 2m trên mặt đỉnh dốc Coi khối gia tải như 1 hệ lực phân bố đều Xác định cường độ lớn nhất trên một đơn vị diện tích của khối gia tải đó đảm bảo mái dốc hạ lưu ổn định về trượt Hiển thị kết quả hệ số ổn định mái dốc tính được ứng với cường độ khối gia tải lớn nhất ở trên theo phương pháp Bishop

Chú ý: Tính ổn định mái dốc có xét đến ảnh hưởng đường bão hòa (dùng kết quả tính áp lực nước lỗ rỗng từ SEEP/W)

3 Từ kết quả cường độ lớn nhất của khối gia tải xác định được trong Câu 2, kết hợp với kết quả tính áp lực nước lỗ rỗng từ SEEP/W, tính ứng suất biến dạng của đường gồm: biến dạng theo phương ngang (X-Deformation), đường đẳng ứng suất tổng (Y-Total Stress), vòng tròn Mohr ứng suất tại một điểm bất kỳ trong nền đường

Bài 5 - Đập lõi giữa - Phân tích độ nhạy của hệ số thấm

Số liệu: Cho 1 đập đất có cấu tạo gồm các khối đắp (Fill); lõi giữa (Core); và vật thoát nước (Free flowing blanket drain) (Hình 2) Mực nước thượng lưu thấp hơn cao trình đỉnh đập 2m, mực nước hạ lưu ngang cao trình đáy đập

• Hình 2 nêu kích thước của đập Lưu ý bao gồm cả vật thoát nước

• Bảng 2-1 cho biết hệ số thấm K cho đất đắp đập và đất đắp lõi trong ba trường hợp tính (Chỉ thay đổi tỷ số hệ số thấm bão hoà giữa hai loại đất để có được sự khác biệt về tính thấm qua thân đập khi dùng đất lõi khác nhau)

• Bảng 2-2 nêu kích thước đập

Hình 2 Mặt cắt đển phân tích thấm qua đập có lõi

Yêu cầu

1) Hiển thị các đường phân bố đẳng thế khi hệ số thấm của lõi giảm so với đất xung quanh

2) Lưu lượng thấm qua đập giảm như thế nào khi hệ số thấm của lõi giảm? So sánh trên

đồ thị quan hệ giữa lưu lượng thấm và độ giảm hệ số thấm

Bài 6 – Đập đất-phân tích tổng hợp

Số liệu: Cho 1 đập đất có mặt cắt ngang tính toán như hình 3

Các kích thước và chỉ tiêu cơ lý đất đắp của đập được cho theo bảng 3

Hình 3: Mặt cắt ngang tính toán

Với mthượng lưu=3, mhạ lưu=2, hãy:

1 Tính thấm qua đập (Hiển thị: lưu lượng thấm, đường bão hòa, các đường đẳng, gradient thấm lớn nhất, biểu đồ quan hệ giữa gradient thấm và trục X tại vùng hạ lưu)

thấm (Hiển thị: lưới chuyển vị, các đường đẳng, vòng Mohr ứng suất tại một số điểm mép thân đập, biểu đồ quan hệ giữa ứng suất tổng theo phương đứng và

độ sâu tại trục giữa đập, biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị đứng/chuyển vị ngang

và trục Y qua mép đỉnh đập phía thượng lưu, giải thích kết quả)

theo phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) có xét ảnh hưởng của ứng suất – biến dạng trong thân và nền đập tính toán được ở câu 2

chuyển sang SLOPE/W tính ổn định mái dốc hạ lưu theo phương pháp Bishop, Ordinary and Janbu, so sánh kết quả tính với câu 3

Bảng 1: Bảng kích thước và chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đường

Stt a(m) b(m) c(m) d(m) e(m) f(m) g(m) h(m) E (kN/m2) µ K(m/s) γ(kN/m3) c (kN/m2) φ (độ)

12 12.5 16.5 24.5 25.5 26 5 16 10 15000 0.35 4*10-6 17.5 13 15

16 18.5 22.5 31 32 32.5 5 17.5 10 15000 0.35 9*10-5 17.5 13 15

17 20 24 32.5 33.5 34 5 17.5 10 15000 0.35 8*10-5 17.5 13.5 14

18 21.5 25.5 34 35 35.5 6 17.5 10 16000 0.35 7*10-5 17.5 13.5 14

19 23 27 35.5 36.5 37 6 17.5 10 16000 0.35 6*10-5 17.5 13.5 14

20 24.5 28.5 37 38 39 6 17.5 10 16000 0.37 6*10-6 17.5 13.5 14

22 27.5 32 40.5 41.5 42.5 6 17.5 12 16000 0.37 4*10-6 17.5 13.5 14

24 30.5 35 43.5 44.5 45.5 6 17.5 12 16000 0.37 2*10-6 18.0 13.5 14

26 33.5 38 46.5 47.5 48.5 6 17.5 12 16000 0.37 9*10-5 18.0 13.5 14

28 36.5 41 49.5 50.5 51.5 6 17.5 12 16000 0.37 7*10-5 18.0 13.5 14

31 41 45.5 54.5 56 57 6 17.5 12 16000 0.37 5*10-6 18.0 13.5 14

32 42.5 47 56 57.5 58.5 6 17.5 12 16000 0.37 4*10-6 18.0 13.5 14

33 44 48.5 57.5 59 60 6 17.5 12 16000 0.37 3*10-6 18.0 13.5 14

34 45.5 50 59 60.5 61.5 6 17.5 12 16000 0.37 2*10-6 18.0 13.5 14

38 51.5 56 65 66.5 67.5 6.5 19 12 17000 0.37 7*10-5 18.0 14 13

40 54.5 59.5 68.5 70 71 6.5 19 12 17000 0.39 6*10-6 18.0 14 13

42 57.5 62.5 71.5 73 74 6.5 19 12 17000 0.39 4*10-6 18.0 14 13

43 59 64 73 74.5 75.5 6.5 19 12 17000 0.39 3*10 18.0 14 13

44 60.5 65.5 75.5 77 78 6.5 19 12 17000 0.39 2*10-6 18.0 14 13

46 63.5 68.5 78.5 80 81 6.5 19 12 17000 0.39 9*10-5 18.0 14 13

48 66.5 71.5 81.5 83 84 6.5 19 12 17000 0.39 7*10-5 18.0 14 13

50 69.5 74.5 84.5 86 87 6.5 19 12 17000 0.39 6*10-6 18.0 14 13

Bảng 2-1: Hệ số thấm của đất đắp và đất lõi đập

Lần tính Lực hút dính

(kPa)

Hệ số thấm đất đắp đập (m/sec)

Hệ số thấm đất lõi đập (m/sec) Tỷ số giảm hệ số thấm (lần)

Bảng 2-2: Kích thước đập

Lưu ý: + Sinh viên tự tính toán các kích thước chưa biết từ cao trình và hệ số mái, cho biết mặt cắt đập đối xứng

+ Mực nước thượng lưu ở thấp hơn cao trình đỉnh đập 2m

+ Mực nước hạ lưu ở cao trình a

Bảng 3: Thông số đập

Stt a(m) b(m) c(m) d(m) e(m) f(m) g(m) E

(kN/m3) c (kN/m

2

) 𝛷(độ)

42 41 51 59.5 58 24 5 23 17000 0.39 0.45 18.0 14 13