bài tập lớn môn thiết kế tối ưu: Sáng chế

Bảng số liệu đầu vào
STT

Tên tham số
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

Đường kính vệt bánh xe tính toán
Mô đun đàn hồi yêu cầu, Eyc

Mô đun đàn hồi tính độ võng của lớp BTN 1
Mô đun đàn hồi tính độ võng của lớp BTN 2
Mô đun đàn hồi của lớp móng 1
Môđun đàn hồi của lớp móng 2
Môđun đàn hồi của đất nền
Chiều dày của lớp BTN hạt mịn
Chiều dày của lớp BTN hạt thô
Chiều dày của lớp CPĐD loại I
Chiều dày của lớp CPĐD loại II
áp lực bánh xe tính toán lên mặt đường, p
Góc ma sát trong của đất nền, f
Lực dính đơn vị, c
Hệ số điều kiện tiếp xúc, m
Hệ số làm việc, K2
Hệ số khai thác, Kkt
Mô đun đàn hồi kéo uốn của lớp BTN 1
Mô đun đàn hồi kéo uốn của lớp BTN 2
Cường độ chịu kéo uốn cho phép
Mô đun đàn hồi tính trượt của lớp BTN 1
Mô đun đàn hồi tính trượt của lớp BTN 2
Lực dính của bê tông nhựa, c
Hệ số tổng hợp, K'

Giá trị
33,00
1400,00
2700,00
3500,00
3500,00
2500,00

400,00
5,00
7,00
15,00
20,00
6,00
21,00
0,51
0,65
0,80
1,00
14000,00
8500,00
14,00
2000,00
2500,00
3,00
1,60

Hình vẽ minh hoạ
h4 = 5,00

Lớp BTN1

h3 = 7,00

Lớp BTN2

h2 = 15,00

lớp móng 1

h1 = 20,00

lớp móng 2

Đơn vị
cm
daN/cm2
daN/cm2
daN/cm2
daN/cm2
daN/cm2
daN/cm2
cm
cm
cm
cm
daN/cm2
độ
daN/cm2

daN/cm2
daN/cm2
daN/cm2
daN/cm3
daN/cm4
daN/cm5

kIểM TOáN kết cấu mặt đường mềm (theo 22tcn 211-93)
A. kiểm tra kết cấu áo đường theo tiêu chuẩn độ võng đàn hồi
Các số liệu ban đầu
+ Đường kính vệt bánh xe tính toán
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+

33 cm

Mô đun đàn hồi yêu cầu, Eyc
Mô đun đàn hồi của lớp BTN hạt mịn
Mô đun đàn hồi của lớp BTN hạt thô
Mô đun đàn hồi của lớp CPĐD loại I
Môđun đàn hồi của lớp CPĐD lọai II
Môđun đàn hồi của đất nền
Chiều dày của lớp BTN hạt mịn
Chiều dày của lớp BTN hạt thô
Chiều dày của lớp CPĐD loại I
Chiều dày của lớp CPĐD loại II

1.400
2.700

3.500
3.500
2.500
400
5,00
7,00
15,00
20,00

daN/cm2
daN/cm2
daN/cm2
daN/cm2
daN/cm2
daN/cm2
cm
cm
cm
cm

Tổng chiều dày

Các kết quả tính toán
Lớp
4
3
2
1

Ei

2700
3500
3500
2500

t
0,901
1,206
1,400

hi
5
7
15
20

Hệ số H/D
1,42

Trị số b
1,165

E tb
3.453

tt

K
0,119
0,200

0,750

htb
47
42
35

Eo/E1
0,116

Ech/E1
0,440

Mô đun đàn hồi chung của kết cấu áo đường
Có Ech= 1519 daN/cm2

> E yc 1400 daN/cm2

Vậy kết cấu đã chọn đảm bảo tiêu chuẩn về độ võng đàn hồi cho phép

Etb
2963
2996
2901

Ech
1519
(Tra toán đồ H3-3)

47 cm

b. kiểm tra nền đất theo tiêu chuẩn bảo đảm không trượt
Các số liệu ban đầu
+ Đường kính vệt bánh xe tính toán
+ áp lực bánh xe tính toán lên mặt đường, p

33 cm
6 daN/cm2

tt

+ Mô đun đàn hồi, E tb
+ Môđun đàn hồi của đất nền
+ Tổng chiều dày kết cấu áo đường
+ Góc ma sát trong của đất nền, f
+ Lực dính đơn vị, c
+ Hệ số điều kiện tiếp xúc, m
+ Hệ số làm việc, K2
+ Hệ số khai thác, Kkt

3453 daN/cm2
400 daN/cm2
47 cm
21 độ
0,51 daN/cm2
0,65
0,8
1

Các kết quả tính toán
H/D
1,42

tt

tax/p
0,023
(Tra toán đồ H3-7)

E tb/Eo
8,633

t K '.c K1.K 2 .
n.m

t t ax
Có t = ,130000daN/cm2

1

K kt
t

tax

H
47

0,14

tav
-0,008
(Tra toán đồ H3-9)

,327492daN/cm2

av

,130000daN/cm2

<

,327492daN/cm2

Nền đất đảm bảo chống trượt
c. kiểm tra các lớp vật liệu toàn khối theo đk chịu kéo khi uốn
Các số liệu ban đầu
+ Mô đun đàn hồi của lớp BTN hạt mịn
+ Mô đun đàn hồi của lớp BTN hạt thô
+ Cường độ chịu kéo uốn cho phép

14.000 daN/cm2
8.500 daN/cm2
14 daN/cm2

Kiểm tra lớp bê tông nhựa
+ Đổi 2 lớp bê tông nhựa về một lớp tương đương
K=h4/h3
0,714

t=E4/E3
1,647

Etbn
17412

+ Đổi lớp cấp phối đá dăm về một lớp tương đương
K=h2/h1
0,750

t=E2/E1
1,400

Etbdd
2901

+ Xác định Echm trên mặt lớp cấp phối đá dăm
h/D
1,061

b
1,114

Etb
3232

Eo/Etb
0,124

Echm/Etb
0,370
(Toán đồ H3-3)

Etbn/Echm
14,560

jku
1,78
(Toán đồ H3-11)

+ ứng suất kéo uốn xuất hiện dưới đáy lớp BTN hạt thô
Hbtn
12

Hbtn/D
0,364

_ s
s u 1.15 * p * s ku
Có sku =12,282000daN/cm2

<

Bê tông nhựa đảm bảo điều kiện chịu kéo khi uốn

14,000daN/cm2
12,282000daN/cm2
14,0000daN/cm2

Echm
1196


d. kiểm tra điều kiện chống trượt giữa hai lớp bê tông nhựa

+
+
+
+
+
+

Các số liệu ban đầu
Mô đun đàn hồi của lớp BTN hạt mịn
Mô đun đàn hồi của lớp BTN hạt thô
Chiều dày của lớp BTN hạt mịn
Chiều dày của lớp BTN hạt thô
Lực dính của bê tông nhựa, c
Hệ số tổng hợp, K'

2000daN/cm2
2500daN/cm2
5,000cm
7,000cm
3,00daN/cm2
1,6

Các kết quả tính toán
+ Đổi 2 lớp bê tông nhựa về một lớp tương đương

K=h4/h3
0,714

t=E4/E3
0,800

Etbn
2283

+ Xác đinh Echm trên lớp cấp phối đá dăm như trên
Echm= 1196daN/cm2
H
12

t ax

H/D
0,364

2,220daN/cm2

Etb/Echm
1,909

tax/p
0,37
(Tra toán đồ H3-13)

< t 4,800daN/cm2

Vậy 2 lớp bê tông nhựa đảm bảo điều kiện chống trượt

tax
2,22