CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC SỬ DỤNG CS-FEM
4.2 Ổn định không thoát nước của móng nông đặt trên mái dốc
4.2.4.2 Xét ảnh hưởng của góc dốc β
Độ dốc có ảnh hưởng lớn đến sự ổn định mái dốc, do đó cũng ảnh hưởng đến sức chịu tải của móng đặt trên mái dốc. Để xét ảnh hưởng của góc dốc β đến sức chịu tải của móng (p/B) khi đặt trên mái dốc, ta phân tích cho các góc dốc β là 300, 600, và 900, với điều kiện L/B = 0, q/B= 0, cu/B = 5. Mô hình sử dụng 8000 phần tử và kết quả được trình bày trong Bảng 4.5 và Hình 4.19. Kết quả này được so sánh với kết quả của các tác giả khác được phân tích trong cùng một điều kiện: Nguyễn Chánh Hoàng [5] với ES – FEM, J.S.Shiau[3] với FEM T3, và kết quả phân tích bằng phần mềm Plaxis (γsat = 10kN/m3, cu = 50 kN/m2, B =1m, H=3m, q = 0 kN/m2 )
50
của tác giả. Hình ảnh đường chảy dẻo ứng với các góc β khác nhau theo CS – FEM thể hiện ở Hình 4.20
Từ kết quả trong Bảng 4.5 và Hình 4.19 ta thấy khi góc dốc β tăng thì sức chịu tải cực hạn của móng giảm. Điều này là do khi góc dốc β nhỏ độ ổn định của mái dốc lớn hơn, sức kháng cắt mà đất huy động để giữ ổn định mái dốc nhỏ hơn, do vậy phần sức kháng còn lại được sử dụng để đỡ móng lớn hơn. Dựa vào đường chảy dẻo trên Hình 4.20, ta thấy khi β lớn thì đường chảy dẻo càng dốc, chứng tỏ móng càng dễ trượt, nên sức chịu tải nhỏ.
Bảng 4.5 Khả năng chịu tải cực hạn (p/B) với các góc β khác nhau Góc mái dốc β (0)
30 60 90
p/B
CS-FEM 21.41 14.92 9.61 ES-FEM[5] 38.5 16.3 9.8 J.S.Shiau[3] 20.69 15.16 9.5 Plaxis 23.2 16.5 8.7
0 10 20 30 40 50
20 30 40 50 60 70 80 90 100
p/γB
Góc mái dốc β
CS-FEM ES-FEM J.S.Shiau Plaxis
Hình 4.19 Sức chịu tải cực hạn (p/B) theo góc dốc β
51
Hình 4.20 Cơ chế trượt ứng với góc mái dốc β khác nhau (cu/γB =5)
So sánh kết quả sức chịu tải theo CS-FEM với kết quả của các tác giả khác như trong Bảng 4.5 ta thấy: với kết quả theo ES-FEM của tác giả Nguyễn Chánh Hoàng thì với góc 300 sai khác rất lớn (80%), với góc dốc 600, 900 thì sai số giảm dần. Với kết quả của J.S.Shiau sai số khảng (3%), và với kết quả phân tích bằng Plaxis khoảng 10%.
4.2.4.3 Xét ảnh hưởng của cu/B đến sức chịu tải cực hạn của móng (p/γB) Để xét ảnh hưởng của cu/B, ta phân tích cho các trường hợp với cu/B khác nhau, với điều kiện L/B = 0, q/B= 0, β=300. Kết quả được trình bày trong Bảng 4.6, và Hình 4.21. Để kiểm tra sự chính xác của phương pháp ta so sánh với kết quả đạt được bởi J. S. Shiau[3], và kết quả mô phỏng bằng phần mềm Plaxis trong cùng một điều kiện (γsat = 10kN/m3, B =1m, H=3m). Đường chảy dẻo ứng với các giá trị cu/B khác nhau theo CS – FEM như Hình 4.22, theo Plaxis như Hình 4.23.
Từ Bảng 4.6 và Hình 4.21, ta thấy sức chịu tải tăng tuyến tính với sự gia tăng của cu/γB. Từ hình ảnh đường chảy dẻo trên Hình 4.22 ta thấy khi cu/γB tăng đường chảy dẻo thu hẹp dần, độ dốc giảm dần. Do khi đất càng yếu, hay (cu/γB) nhỏ thì
β=300 β=600
β=900
52
mặt trượt sâu. Kết quả phân tích từ CS-FEM lớn hơn so với kết quả phân tích của J.S.Shiau khoảng 3.5%, và nhỏ hơn kết quả phân tích Plaxis khoảng 10%.
Bảng 4.6 Khả năng chịu tải cực hạn (p/B) với cu/B khác nhau cu/γB
0.75 1 5 25
p/B
CS-FEM 2.81 4.02 21.41 108.17 J.S.Shiau[3] 2.85 3.93 20.69 104.33 Plaxis 3.3 4.6 23.2 112
Hình 4.21 Sức chịu tải cực hạn (p/B) ứng với các giá trị cu/B khác nhau
Theo CS-FEM 0 20 40 60 80 100 120
0 5 10 15 20 25 30
p/γB
cu/γB
CS-FEM J.S.Shiau Plaxis
cu/γB=25
cu/γB=25 cu/γB=5
53 Theo Plaxis
Hình 4.23 Cơ chế trượt ứng với các giá trị cu/γB khác nhau cho mái dốc β =300 4.2.4.4 Xét ảnh hưởng độ nhám của móng đến sức chịu tải của móng (p/γB) Độ nhám của móng ảnh hưởng đến sự chuyển dịch tương đối giữa đất và móng. Với móng trơn, có xu hướng trượt, vì vậy trường chuyển vị giữa đất và móng không liên tục. Trái lại, đối với móng nhám hoàn toàn, móng và đất chuyển dịch cùng nhau. Để xét độ ảnh hưởng của độ nhám của móng đến sức chịu tải, ta phân tích cho các trường hợp với điều kiện β =900, q/B= 0, cu/γB=5, và L/B=0÷3. Kết
cu/γB=5 cu/γB=25
cu/γB=1 cu/γB=0.75
cu/γB=1 cu/γB=0.75
Hình 4.22. Đường chảy dẻo ứng với các giá trị cu/γB khác nhau
54
quả được trình bày trong bảng 4.7. Để kiểm tra sự chính xác của kết quả ta so sánh với kết quả phân tích của J. S. Shiau[3].
Bảng 4.7 Sức chịu tải cực hạn (p/B) cho móng trơn và móng nhám (CS-FEM) L/B
0 1 2 3
trơn nhám trơn nhám trơn nhám trơn nhám p/B CS-FEM 9.61 9.85 15.85 16.36 19.36 19.83 22.36 23.02 J.S. Shiau[3] 9.5 9.5 16.12 16.17 19.64 19.65 22.73 22.74 Từ bảng 4.8 ta thấy khi móng nhám sức chịu tải lớn hơn khi móng trơn, đồng thời chêch lệch sức chịu tải giữa hai loại móng này khoảng 1÷2%. Điều này là dễ hiểu bởi móng nhám, móng và đất làm việc đồng thời do đó khả năng huy động sức kháng của đất tốt hơn.
So sánh với kết của J.S.Shiau cho thấy kết quả thu được từ phân tích CS-FEM khoảng 1÷3%. Cho thấy kết quả phân tích của CS-FEM khá chính xác.