Sổ tay Kỹ Thuật Thuỷ Lợi -Phần 2-Tập 1 -Mục B-Chương 5

Phần 2: Công trình Thuỷ lợi. Tập 1: Những vấn đề chung trong thiết kế công trình thuỷ lợi & Đập đất đá. Mục B - Chương 5: Ổn định và biến dạng của đập đất. Khi đánh giá ổn định của đập đất đá thì trước hết phải xét ổn định của các mái dốc thượng và hạ lưu đập dưới tác động của các lực và tải trọng trong điều kiện vận hành khai thác bình thường cũng như trường hợp có các lực và tổ hợp lực đặc biệt tác động bất thường. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sổ tay Kỹ Thuật Thuỷ Lợi -Phần 2-Tập 1 -Mục B-Chương 5 B - §Ëp ®Êt ®¸ 363 Ch­¬ng 5 æn ®Þnh vµ biÕn d¹ng cña ®Ëp ®Êt ®¸ Biªn so¹n: GS. TSKH. TrÞnh Träng Hµn 5.1. æn ®Þnh cña m¸i dèc ®Ëp 5.1.1. Tæng qu¸t Khi ®¸nh gi¸ æn ®Þnh cña ®Ëp ®Êt ®¸ th× tr­íc hÕt ph¶i xÐt æn ®Þnh cña c¸c m¸i dèc th­îng vµ h¹ l­u ®Ëp d­íi t¸c ®éng cña c¸c lùc vµ t¶i träng trong ®iÒu kiÖn vËn hµnh khai th¸c b×nh th­êng còng nh­ tr­êng hîp cã c¸c lùc vµ tæ hîp lùc ®Æc biÖt t¸c ®éng bÊt th­êng. V× vËy, tÝnh to¸n æn ®Þnh m¸i dèc lµ néi dung hÕt søc quan träng khi thiÕt kÕ ®Ëp vËt liÖu ®Þa ph­¬ng - ®Ëp ®Êt ®¸. VÒ ph­¬ng diÖn khoa häc, bµi to¸n æn ®Þnh m¸i dèc b»ng ®Êt (®¸) nãi chung vµ m¸i dèc cña ®Ëp ®Êt ®¸ nãi riªng cho ®Õn nay vÉn cßn ch­a ®­îc gi¶i quyÕt triÖt ®Ó vµ ®Çy ®ñ, chøng tá ®ã lµ vÊn ®Ò kh«ng ®¬n gi¶n. æn ®Þnh cña m¸i dèc phô thuéc vµo rÊt nhiÒu yÕu tè néi ngo¹i nh­ tÝnh chÊt c¬ lý ho¸ cña vËt liÖu cÊu thµnh m¸i dèc, c¸c lùc vµ tæ hîp t¸c dông (¸p lùc thñy tÜnh, ¸p lùc ®Èy næi, ¸p lùc thÊm, ¸p lùc sãng giã, ¸p lùc ng­îc, lùc ®éng ®Êt, ¸p lùc kÏ rçng, t¶i träng tÜnh vµ ®éng cña c¸c ph­¬ng tiÖn thiÕt bÞ qu¶n lý vËn hµnh v.v...), sù biÕn ®æi theo thêi gian cña c¸c t¶i träng vµ t¸c ®éng kÓ c¶ t¸c ®éng biÕn ®æi cña m«i tr­êng nh­ nhiÖt ®é, ®é Èm v.v... Môc ®Ých tÝnh to¸n lµ x¸c ®Þnh hÖ sè dù tr÷ nhá nhÊt vÒ æn ®Þnh cña m¸i dèc ®Ëp víi d÷ liÖu cho tr­íc gåm mÆt c¾t ngang cña ®Ëp, c¸c ®Æc tr­ng c¬ lý cña th©n ®Ëp vµ nÒn ®Ëp, vµ t¶i träng tÝnh to¸n kh¸c. §èi víi m¸i dèc c¸c th­îng l­u, æn ®Þnh ®­îc xÐt cho hai tr­êng hîp tÝnh to¸n c¬ b¶n sau ®©y (Quy ph¹m thiÕt kÕ ®Ëp ®Êt): 1) §é h¹ møc n­íc tèi ®a cã thÓ trong hå chøa kÓ tõ mùc n­íc d©ng b×nh th­êng (MNDBT) víi tèc ®é h¹ tèi ®a cã thÓ. T­¬ng øng víi chÕ ®é biÕn ®æi mùc n­íc, xÐt t¸c ®éng cña dßng thÊm xuÊt hiÖn trong nªm tùa phÝa th­îng l­u. 2) Mùc n­íc trong hå ë cao tr×nh khai th¸c thÊp nhÊt nh­ng kh«ng nhá h¬n 0,2H; mùc n­íc trong th©n ®Ëp lÊy b»ng mùc n­íc ë hå chøa. Tæ hîp tÝnh to¸n ®Æc biÖt ®­îc xÐt ®èi víi m¸i dèc th­îng l­u lµ cã thÓ tõ mùc n­íc gia c­êng ë hå chøa víi tèc ®é h¹ lín nhÊt cã thÓ. Trong tÝnh to¸n xÐt ®Õn lùc thÊm xuÊt hiÖn trong nªm tùa th­îng l­u øng víi ®iÒu kiÖn biÕn ®èi mùc n­íc ë hå chøa ®∙ nªu ë trªn. 364 sæ tay KTTL * PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi * TËp 1 §èi m¸i ®èc h¹ l­u, tæ hîp tÝnh to¸n c¬ b¶n lµ : mùc n­íc th­îng l­u t­¬ng øng MNDBT, mùc n­íc h¹ l­u lµ cao nhÊt cã thÓ (nh­ng kh«ng lín h¬n 0,2H), thÊm æn ®Þnh víi sù lµm viÖc b×nh th­êng cña vËt tho¸t n­íc. Tr­êng hîp tÝnh to¸n ®Æc biÖt ®èi víi m¸i dèc h¹ l­u lµ: mùc n­íc th­îng l­u t­¬ng øng mùc n­íc gia c­êng (MNGC), vËt tho¸t n­íc bÞ h­ háng. Ngoµi ra, khi kiÓm tra æn ®Þnh cña m¸i dèc th­îng l­u vµ h¹ l­u cßn xÐt tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt do lùc ®éng ®Êt hoÆc ¸p lùc kÏ rçng qu¸ møc b×nh th­êng trong qu¸ tr×nh ®Êt cè kÕt. Gi¸ trÞ cña hÖ sè æn ®Þnh tèi thiÓu cho phÐp ®èi víi m¸i dèc phô thuéc vµo cÊp c«ng tr×nh, cã thÓ tham kh¶o b¶ng 5-1. B¶ng 5-1. Gi¸ trÞ hÖ sè an toµn cho phÐp vÒ æn ®Þnh m¸i dèc ®Ëp ®Êt ®¸ K a Tæ hîp t¶i träng Gi¸ trÞ Ka øng víi cÊp c«ng tr×nh vµ t¸c ®éng I II III IV C¬ b¶n 1,30 - 1,25 1,2 - 1,15 1,15 - 1,1 1,1 - 1,05 §Æc biÖt 1,10 - 1,05 1,1 - 1,05 1,05 1,05 Ghi chó: 1. TrÞ sè lín (Ka) ®­îc lÊy cho c¸c tr­êng hîp bé phËn chèng thÊm cña ®Ëp (lâi t­êng nghiªng) hoÆc nÒn ®Ëp lµ ®Êt sÐt hoÆc ®Êt kh«ng ®ång chÊt. 2. Gi¸ trÞ hÖ sè an toµn æn ®Þnh cña t­êng nghiªng, líp b¶o vÖ vµ gia cè m¸i còng ph¶i lÊy b»ng hÖ sè an toµn æn ®Þnh cña m¸i dèc ®Ëp. 3. Gi¸ trÞ tÝnh to¸n ®­îc (K at) øng víi tæ hîp c¬ b¶n kh«ng ®­îc lín h¬n trÞ sè (K a) ghi trong b¶ng 5-1 qu¸ 15%, cßn ®èi víi ®Ëp siªu cao kh«ng qu¸ 30%. 4. Trong tÝnh to¸n æn ®Þnh c¸c bé phËn kÕt cÊu cña ®Ëp ph¶i xÐt ®Õn lùc ®éng ®Êt vµ ¸p lùc kÏ rçng d­. Lóc nµy Ka ®­îc lÊy theo tæ hîp ®Æc biÖt. §é æn ®Þnh cña ®Ëp b»ng vËt liÖu ®Þa ph­¬ng (®Êt, ®¸) ph¶i ®­îc ®¶m b¶o trong mäi ®iÒu kiÖn khai th¸c còng nh­ trong giai ®o¹n thi c«ng. V× vËy, ngoµi c¸c tæ hîp tÝnh to¸n c¬ b¶n vµ ®Æc biÖt ®­îc nªu ë trªn, cÇn kiÓm tra æn ®Þnh trong thêi kú thi c«ng ®Ëp, vÝ dô khi ®Ëp míi x©y dùng ®­îc mét phÇn hoÆc míi thi c«ng xong, øng víi tr­êng hîp hå chøa ch­a tÝch n­íc hoÆc míi tÝch n­íc mét phÇn. Kinh nghiÖm thiÕt kÕ ®Ëp ®Êt trªn thÕ giíi cho thÊy gi¸ trÞ hÖ sè æn ®Þnh (Ka) ®èi víi m¸i dèc th­îng l­u th­êng nhá nhÊt khi chiÒu s©u n­íc ë hå chøa b»ng kho¶ng 1/2 ¸ 1/3 chiÒu cao ®Ëp, cßn ®èi víi m¸i dèc h¹ l­u lµ t­¬ng øng víi tr­êng hîp mùc n­íc th­îng l­u cao nhÊt (MNGC). V× r»ng cho ®Õn nay vÉn ch­a cã ®­îc ph­¬ng ph¸p gi¶i chÝnh t¾c vµ tin cËy bµi to¸n æn ®Þnh kh«ng gian, cho nªn trong tÝnh to¸n æn ®Þnh m¸i dèc chØ xÐt bµi to¸n ph¼ng víi gi¶ thiÕt khèi ®Êt cã thÓ tr­ît theo mét mÆt ph¼ng nµo ®ã. MÆt ph¼ng tr­ît hiÖn nay ®­îc sö dông phæ biÕn lµ mÆt cong trßn (gäi lµ mÆt tr­ît h×nh trô trßn) vµ mÆt g∙y khóc gåm mét sè ®o¹n th¼ng hîp l¹i (Ýt ®­îc sö dông h¬n). B - §Ëp ®Êt ®¸ 365 HÖ sè dù tr÷ æn ®Þnh ®­îc x¸c ®Þnh b»ng ph­¬ng ph¸p so s¸nh tr¹ng th¸i lµm viÖc thùc tÕ cña m¸i dèc víi tr¹ng th¸i tíi h¹n, ®Æc tr­ng bëi sù xuÊt hiÖn ®ång thêi øng xuÊt tiÕp tíi h¹n t¹i mäi ®iÓm trªn mÆt tr­ît (kh«ng ph¶i mäi ®iÓm cña m¸i dèc). 5.1.2. TÝnh æn ®Þnh m¸i dèc theo mÆt tr-ît h×nh trô trßn Víi gi¶ thiÕt mÆt tr­ît h×nh trô trßn, hÖ sè æn ®Þnh chèng tr­ît ®­îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së ph­¬ng tr×nh tÜnh häc SM = 0 tgh ...