Công trình bảo vệ bờ biển và đê chắn sóng - Chương 8

Thiêt kế môn học công trình bảo vệ bờ và chắn sóng
Chương 10: xác định kích thước thing chìm
9.1. Ổn định lật.
Điều kiện kiểm tra ổn định lật:
g
n
ldc
M
k
m
Mmnn ≤...
(3- 0)
Trong đó:
n
c
- Hệ số tổ hợp tải trọng lấy bằng:
1,0 đối với tổ hợp cơ bản;
0,9 đối với tổ hợp đặc biệt;
0,95 đối với tổ hợp tải trọng trong giai đoạn thi công.
n - Hệ số vượt tải, lấy bằng 1,25 đối với các công trình bến cảng biển;
m
d
- Hệ số điều kiện làm việc, xác định theo 22TCN 207- 92;
m - Hệ số điều kiện làm việc, lấy bằng 1,15 đối với các công trình bến cảng biển;
k
n
- Hệ số bảo đảm, xét đến tầm quan trọng và cấp công trình lấy bằng:
1,25 đối với công trình cấp I;
1,20 đối với công trình cấp II;
1,15 đối với công trình cấp III;
1,10 đốivới công trình cấp IV.

gl
MM ,
- Mômen gây lật và mômen giữ đối với mép trước công trình.
9.2. Ổn định trượt
Ổn định trượt được chia thành bốn trường hợp:
- Trượt cung tròn;
- Trượt phẳng của công trình trên mặt đệm đá;
- Trượt phẳng của công trình trên mặt nghiêng của đệm đá;
- Trượt phẳng cùng lớp đệm đá;
- Trượt gẫy khúc khi đệm đá nằm trong đất.
9.2.1. Trượt gãy khúc.
Kiểm tra khả năng chống trượt khi lớp đệm đá nằm ngập trong đất.
9-1
Sv:Hoàng Quốc Bình- CTT46 ĐH2
Thiêt kế môn học công trình bảo vệ bờ và chắn sóng
b1 b'
h
d
a b c m
e
f k
d
Ep
g
3
g
2
g
1
45

45
1
:
m
0
1
:
1
1
:
m
0
σ
max
σ
min
σ
1
σ
2
Hình 3-36. Biểu đồ ứng suất biên ở mặt tiếp xúc
giữa lớp đệm với đất nền khi lớp đệm vùi trong đất nền
a. Trường hợp đệm đá nằm trong đất nền, trượt xảy ra theo các mặt phẳng MK, KE,
EA cần thoả mãn điều kiện:
( )
[ ]
pIrI
n
dc
Efggg

k
m
Emnn
+++≤
....
321
(3- 0)
Trong đó:
g
1
- Phần trọng lượng của công trình truyền áp lực lên nền đất trong mặt phẳng đáy
lớp đệm trên đoạn FK và được xác định theo công thức:
( )
bh
bhb
g
d
d
′
+
+
′
+
′
=
2
5,02
21
2
1

1
σσσ
(3- 0)
g
2
- trọng lượng bản thân của lớp đệm đá trong khối ECDK được xác định theo công
thức:
( )
tc
dadd
hhbbg
γ
5,0
12
−+
′
=
(3- 0)
g
3
- trọng lượng bản thân của đất đắp trong khối BCE , được xác đinh theo công
thức:
tc
datd
hg
γ
2
3
5,0
=

(3- 0)
f
rI
- hệ số ma sát giữa đệm đá và đất nền lấy bằng tgϕ
rI
và có thể lấy bằng phương
pháp thực nghiệm;
E
pI
- lực giữ nằm ngang do đất đắp phía trước đệm đá, được xác định bằng một
trong các biểu thức sau:
- Lực chống của đất đắp trong khối ABE:
rIo
rIo
o
tc
dkpI
fm
fm
mhE
−
+
=
1
5,0
2
γ
(3- 0)
- Hoặc áp lực đất bị động của đất đắp:
pI

tc
kpI
hE
λγ
3
2
5,0=
(3- 0)
9-2
Sv:Hoàng Quốc Bình- CTT46 ĐH2
Thiêt kế môn học công trình bảo vệ bờ và chắn sóng
Giá trị nhỏ nhất của E
pI
được sử dụng để tính toán trong công thức (3-24) b’, h
k
, b
1
xem hình vẽ 3-7a.
21
,
σσ
- Ứng suất pháp trong đất nền nơi tiếp xúc với đệm đá tương ứng cạnh trước
và cạnh sau gây ra bởi trọng lượng bản thân công trình kể cả trọng lượng của đất và
thành phần thẳng đứng của áp lực chủ động đất và tải trọng tạm thời được xác định
theo công thức :
k
hb
b
2'
'

min
max
2
1
+
=
σσ
(3- 0)
tc
k
γ
,
tc
3
γ
- Trọng lượng riêng tương ứng của lớp đệm đá và đất đắp có xét đến lực đẩy
nổi;
m
0
- Mái dốc của hố móng;
pI
λ
- Hệ số thành phần nằm ngang của áp lực đất bị động.
1. Kiểm tra ổn định trượt phẳng của công trình trên bề mặt đệm đá theo điều kiện:
(xem hình vẽ 3-7a)
fG
k
m
Emnn
n

dc
.... ≤
(3- 0)
Trong đó:
E - Tổng hợp các lực đẩy ngang tác động lên công trình;
G- Tổng hợp các lực thẳng đứng tác dụng lên công trình;
f - Hệ số ma sát của mặt đáy công trình tiếp xúc với tầng đệm đá, cho phép lấy
bằng 0,5 và thường được lấy chính xác bằng thực nghiệm.
g
1
σ
1
f
e
h
d
σ
max
c
σ
2
k
d
σ
min
1
:
1
m
1

:
m
0
b
1
g
4
45
Hình 3-37: Biểu đồ ứng suất biên ở mặt tiếp xúc giữa lớp đệm với đất nền
khi lớp đệm nằm trên đất nền
2. Trượt theo mặt phẳng KE xác định như trường hợp trượt gẫy khúc với g
3
= 0, E
pI
=
0;
3. Trượt theo mặt phẳng nghiêng ME được xác định theo công thức:
k
n
dc
fg
K
m
Enmn ''≤
(3- 0)
Trong đó:
9-3
Sv:Hoàng Quốc Bình- CTT46 ĐH2
Thiêt kế môn học công trình bảo vệ bờ và chắn sóng
E’ - Tổng hình chiếu lên mặt phẳng trượt ME của các lực tác dụng cao hơn mặt

phẳng đó được xác định theo công thức:
( )
ψψ
cossin'
41
EggE ++=
(3- 0)
g’- Tổng hình chiếu các lực tác dụng cao hơn mặt phẳng trượt ME lên pháp tuyến
của mặt phẳng đó được xác định theo công thức:
( )
ψψ
sincos'
4
Eggg −+=
(3- 0)
f
k
- hệ số ma sát đá đổ cho phép lấy bằng
0,145
0
== tgtg
k
ϕ
;
g
4
- trọng lượng khối đệm EMC xác định theo công thức:
( )
tc
kk

hbbg
γ
14
'5,0
+=
(3- 0)
ψ
- Góc giữa đáy tường và mặt phẳng trượt ME.
g, E - là các lực thẳng đứng và lực ngang tác dụng lên mặt đệm đá.
9.3. Nội dung tính toán:
Sơ bộ xác định kích thước thùng chìm:
Chiều rộng b = 6m
Chiều dài 10m
Chiều dày bản đáy 40cm
Chiều dày tường ngoài 30cm
Chiều dày vách ngăn 20cm
Các lực tác dụng lên công trình:
Tải trọng sóng tới Pt
Tải trọng sóng nhiễu xạ Pn
Ap lực sóng tại đáy công trình Pz
Trọng lượng bản thân G
9.3.1. kiểm tra ổn định lật.
Điều kiện kiểm tra ổn định lật:
g
n
ldc
M
k
m
Mmnn ≤...

(3- 0)
Trong đó:
n
c
- Hệ số tổ hợp tải trọng lấy bằng:
1,0 đối với tổ hợp cơ bản;
0,9 đối với tổ hợp đặc biệt;
0,95 đối với tổ hợp tải trọng trong giai đoạn thi công.
n - Hệ số vượt tải, lấy bằng 1,25 đối với các công trình bến cảng biển;
m
d
- Hệ số điều kiện làm việc, xác định theo 22TCN 207- 92;
m - Hệ số điều kiện làm việc, lấy bằng 1,15 đối với các công trình bến cảng biển;
9-4
Sv:Hoàng Quốc Bình- CTT46 ĐH2
Thiêt kế môn học công trình bảo vệ bờ và chắn sóng
k
n
- Hệ số bảo đảm, xét đến tầm quan trọng và cấp công trình lấy bằng:
1,25 đối với công trình cấp I;
1,20 đối với công trình cấp II;
1,15 đối với công trình cấp III;
1,10 đốivới công trình cấp IV.
gl
MM ,
- Mômen gây lật và mômen giữ đối với mép trước công trình.
Ta tính cho vị trí đầu đê vì tại đấy tảI trọng sóng lớn nhất
Lực gây lật: Pt,Pz,Pn
Lực giữ: G
xác định M

l
, M
g
đối với tâm lật O.
Kết quả tảI trọng sóng đổ tại đầu đê.( tính toán ở chương 7)
Z
1
= 3,1m p
1
= 0 (kPa)
Z
2
= 1,03m p
2
= 45,61 (kPa)
Z
3
= 5,9m p
1
= 24,83 (kPa)
P
zc
= 0,7.
KN14,52
2
6.83,24
=
9-5
Sv:Hoàng Quốc Bình- CTT46 ĐH2