Xác định giá trị độ cứng vải địa kỹ thuật cường độ cao gia cường ảnh hưởng đến hệ số an toàn ổn định nền đường đắp cao tốc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (845.89 KB, 14 trang )
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Số 1/2017
Information of Science and Technology
No. 1/2017
XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ ĐỘ CỨNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬTCƯỜNG ĐỘ
CAO GIA CƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ SỐ AN TOÀN ỔN ĐỊNH
NỀN ĐƯỜNG ĐẮP CAO TỐC
TS. Huỳnh Ngọc Hào
Khoa cầu đường, Trường Đại học Xây dựng Miền Trung
Tóm tắt:
Ở nước ta hiện nay, đường cao tốc đang
được xây dựng trên quy mô lớn. Tuy nhiên, khi tính
toán ổn định đường đắp cao tốc có gia cường vải
địa kỹ thuật (VĐKT), người ta thường quan tâm đến
thông số cường độ của vải mà chưa có quan tâm
nhiều đến độ cứng của VĐKT. Trong bài viết này,
tác giả trình bày về độ cứng của VĐKT, cách xác
định độ cứng thông qua cường độ của vải địa với
mô đun đàn hồi đất nền và các kết quả phân tích
phần tử hữu hạn trên phần mềm ứng dụng.
Abstract
In our country today, highways are being
built on a large scale. However, when calculating
the stabilization of embankment with geotextile
reinforcement, people are likely to be interested in
the strength parameters of geotextile rather than
pay attention to its stiffness. In this paper, the
author presents the stiffness of geotextile, how to
determine the stiffness of geotextile through
intensity with elastic modulus of soil and the results
of finite element analysis on the application
software.
KM03+617.38
12.631
Hệ thống giao thông đường bộ trong cả
nước ngày càng phát triển và hoàn thiện, đòi
hỏi ngành giao thông cần có nhiều nghiên cứu
sâu rộng đến lĩnh vực này một cách hiệu quả
nhằm tăng cường tính an toàn ổn định, bền
trong sử dụng, và hiệu quả về mặt kinh tế,
giảm giá thành xây dựng công trình. Trong đó
công trình đường cao tốc hiện nay đang được
xây dựng khắp cả nước với quy mô lớn đang
được nhà nước và các nhà đầu tư đặc biệt
quan tâm.
Các đường cao tốc đang xây dựng hiện
nay có khối lượng thi công rất lớn, như cao
tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi có cao độ chiều
cao đắp có đoạn trên 12m, với bề rộng mặt
đường đến 25m; bề rộng đáy đường đắp lên
đến 50m chưa kể phần bệ phản áp hai
bên.Trong cao tốc này, thiết kế có sử dụng
loại vật liệu mềm - vải địa kỹ thuật cường độ
cao (T = 400 kN/m) để gia cường nền đắp,
có đoạn dùng đến 5 lớp, dài 55m, đặt cách
nhau 1,2m trong nền đắp.
12.705
KM03+646.83
KM03+676.28
10.0
5.25
0.0
DL=-4.0
GIA CUONG 5 LOP VDKT
CUONG DO CAO, CHIEU DAI 55M
Hình 1: Mặt đứng đường dẫn hai bên cầu tại KM003+661,086, sử dụng 5 lớp VĐKT cường độ
400kN/m ở mỗi bên, cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi
13
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Số 1/2017
Information of Science and Technology
No. 1/2017
Thông thường, trong tính toán thiết kế
người ta quan tâm đến cường độ VĐKT
(Tmax) mà chưa có quan tâm nhiều đến độ
cứng của VĐKT (EA g). Phần sau đây, bài
viết này trình bày cách xác định độ cứng
của VĐKT và các kết quả phân tích sự ảnh
hưởng của độ cứng VĐKT đến hệ số an toàn
ổn định nền đường đắp:
Độ cứng (Stiffness) của VĐKT được
hiểu như sau:
Một cách khái niệm độ cứng của VĐKT
là độ cứng uốn: là một thước đo của sự tương
tác giữa khối VĐKT và độ cứng uốn của nó,
được thể hiện thông qua cách mà VĐKT bị uốn
cong dưới trọng lượng bản thân; phương pháp
thí nghiệm là ASTM D1388. Độ cứng uốn còn
được gọi là độ cứng linh hoạt. Phương pháp
này lấy một mẫu VĐKT rộng 25 mm và trải
theo chiều dọc trên các biên của một bề mặt
ngang. Chiều dài của phần lồi ra được đo khi
đầu của tấm VĐKT uốn cong dưới trọng lượng
bản thân và chỉ cần chạm vào một mặt phẳng
nghiêng tạo thành một góc 41,5 ° so với bề
mặt ngang. Một nửa chiều dài này là chiều dài
uốn của mẫu vật. Lập phương của số lượng
này nhân với khối lượng trên đơn vị diện tích
của VĐKT chính là độ cứng uốn của nó, đơn vị
mg - cm.
Trong phạm vi bài viết này, độ cứng
không sử dụng theo khái niệm độ cứng uốn, ở
đây khái niệm độ cứng được hiểu là: (EAg /L)
là độ cứng đơn vị của phần tử thanh chịu lực
dọc trục, mô hình hóa phần tử VĐKT trong bài
toán phần tử hữu hạn. Và như vậy EAg được
gọi là độ cứng của phần tử VĐKT. Trong đó A
là diện tích tiết diện VĐKT xác định theo chiều
dày vải. (EAg - đơn vị tính kN); E là mô đun
đàn hồi của VĐKT hiểu như sau: Mô đun đàn
hồi (Modulus of elasticity): là độ dốc đoạn đầu
của đường cong quan hệ ứng suất – biến dạng
VĐKT. Tùy theo phương pháp chế tạo khác
nhau, độ dốc của mỗi loại vải địa sẽ khác
nhau.Một số khái niệm mô đun ở các giai đoạn
quan hệ ứng suất – biến dạng khác nhau của
VĐKT như sau:
Mô đun tiếp tuyến ban đầu (Initial
tangent modulus): Mô đun này đơn giản đối
với nhiều loại VĐKT dệt theo cả chiều dọc,
chiều ngang và kể cả đối với loại VĐKT không
dệt, chế tạo phương pháp nhiệt hóa. Ở đây,
độ dốc ban đầu là xấp xỉ tuyến tính (giống như
trong thí nghiệm đất thông thường) và sẽ cho
một giá trị mô đun khá chính xác.
Mô đun tiếp tuyến trục tung dời ngang
(Offset tangent modulus): Khái niệm này
thường được sử dụng khi độ dốc ban đầu của
đường cong là rất thấp và điển hình là loại
VĐKT không dệt khâu lỗ kim.
Mô đun cát tuyến (Secant modulus): ví
dụ một mô đun cát tuyến cong ở mức 10%,
ở đây người ta vẽ một đường từ gốc của trục
đến đường cong định ở mức 10% và đo độ
dốc của nó từ gốc trục không kể đường cong
đến điểm này, gọi đó là độ dốc 10% và xác
định được mô đun cát tuyến ES10.
Xác định sự ảnh hưởng của độ cứng VĐKT (EAg) đến hệ số an toàn ổn định nền đắp
1- Xây dựng biểu thức xác định độ cứng VĐKT (EAg):
Mức biến dạng cực hạn để VĐKT đạt tới phá hoại là:
f
f
Eg
fA
EAg
Tmax
EAg
(1)
trong đó f là biến dạng của VĐKT khi phá hoại; Tmax là lực căng của VĐKT;
14
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Số 1/2017
Information of Science and Technology
No. 1/2017
Để đảm bảo VĐKT cùng tham gia chịu tải hay VĐKT huy động hết khả năng chịu lực thì đất nền
và VĐKT phải phá hoại tại cùng mức biến dạng. Từ biểu thức (1) có thể nhận thấy mức biến
dạng để đạt tới trạng thái phá hoại càng nhỏ khi độ cứng
EAg
của VĐKT càng lớn.
Biến dạng của đất nền khi phá hoại tại vị trí cần xem xét để so sánh với biến dạng giới
hạn của VĐKT phụ thuộc vào mô đun đàn hồi và hệ số Poisson của đất nền.
Khi phá hoại, quan hệ giữa các thành phần ứng suất trong đất là:
1
1
1 f 3 f 1 f 3 f sin c cos
2
2
(2)
trong đó 1 f và 3 f là các thành phần ứng suất chính khi phá hoại.
Từ đó xác định được quan hệ giữa hai thành phần ứng suất chính trong đất khi phá hoại:
1 sin
cos
2c
1 sin
1 sin
3 f 1 f
(3)
Khi có mặt của VĐKT, khả năng chịu lực của hệ tăng lên tương đương với việc tăng lực
dính đơn vị tương đương nên biểu thức (3) được viết lại là:
3 f 3RC 1 f
1 sin
cos
2cR
1 sin
1 sin
(4)
Lực dính đơn vị tương đương của đất nền và VĐKT xác định từ quan hệ (3) và (4) có giá
trị như sau:
cR c
Ka
trong đó:
cos
;
1 sin
3 RC
c
2 Ka
Kp
3 RC K p
2
(5)
cos
; 3RC là độ tăng ứng suất lệch khi có VĐKT.
1 sin
Độ tăng của ứng suất lệch chính là độ tăng ứng suất trong VĐKT. Ứng suất tương đương
của VĐKT liên hệ với độ tăng ứng suất lệch như sau:
3RC
trong đó
T
và
S
T
S
(6)
tương ứng là lực căng và khoảng cách giữa các lớp VĐKT.
Thay biểu thức (6) vào biểu thức (5) ta có:
cR c
3 RC
2 Ka
c
T Kp
2S
(7)
Viết lại biểu thức (4) như sau:
1 f 3 f
1 sin
cos
1 sin
2cR
3 RC
1 sin
1 sin
1 sin
(8)
Thay biểu thức (6) và (7) vào biểu thức (8) ta có:
TK
1 f 3 f 3 RC K p 2 c K p p
2S
(9)
Từ đó xác định được lực T trong VĐKT:
15
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Số 1/2017
T
1f
Information of Science and Technology
No. 1/2017
3 RCf K p 2c K p S
(10)
Kp
Trong đó 3RCf 3 f 3RC là ứng suất theo phương ngang khi có VĐKT.
Biến dạng ngang của đất nền khi có VĐKT là:
3
1
3 f 1 f 2 f
Es
E1
3f
1 f 1 f 3 f
s
(11)
Hay:
3
1
3 f 1 2 1 f 1
Es
(12)
Trong đó Es và tương ứng là mô đun đàn hồi và hệ số Poisson của đất nền.
Biến dạng cực hạn của VĐKT phải nhỏ hơn giá trị biến dạng của đất nền để đảm bảo đất
nền bị phá hoại đồng thời cùng với VĐKT:
f
.Tmax
EAg
1
3 f 1 2 1 f 1
Es
(13)
Từ đó xác định được giá trị của độ cứng của VĐKT như sau:
EAg
.Tmax Es
1 f 1 3 f 1 2
(14)
trong đó là hệ số kể đến mức độ biến dạng mà toàn bộ đất nền bị phá hoại và sự xoay
ứng suất chính. Các phân tích phần tử hữu hạn cho thấy giá trị lấy bằng 0.024.Do đó giá trị
tối thiểu của độ cứng của VĐKT xác định bằng cách thay biểu thức (10) vào biểu thức (14) ta có
độ cứng VĐKT được xác định như sau:
EAg
1 f 3 RCf K p 2c K p SEs
K p 1 f 1 3 f 1 2
(15)
1- Một số kết quả phân tích PTHH cho thấy sự ảnh hưởng của độ cứng VĐKT EAg(15)đến hệ số an toàn ổn định (Fs) đối với loại đất thông thường:
2.1 Ảnh hưởng của độ cứng EAg kể đến cường độ Tmax(=12; 14; 16 kN/m) của VĐKT
đến Fs:
16
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Số 1/2017
Information of Science and Technology
No. 1/2017
Bảng 1: Ảnh hưởng của EAg ứng với loại có T = 12kN/m đến Fs
Chiều cao đắp (m)
Hệ số mái dốc
Số lớp VĐKT
EAg (kN)
Fs
12
1/1,5
10
201
1,15
12
1/1,5
10
402
1,20
12
1/1,5
10
804
1,20
12
1/1,5
10
1607
1,20
12
1/1,5
10
3214
1,20
Bảng 2: Ảnh hưởng của EAg ứng với loại có T = 14kN/m đến Fs
Chiều cao đắp (m)
Hệ số mái dốc
Số lớp VĐKT
EAg (kN)
Fs
12
1/1,5
9
234,5
1,15
12
1/1,5
9
469
1,20
12
1/1,5
9
938
1,20
12
1/1,5
9
1876
1,20
12
1/1,5
9
3752
1,20
Bảng 3: Ảnh hưởng của EAg ứng với loại có T = 16kN/m đến Fs
Chiều cao đắp (m)
Hệ số mái dốc
Số lớp vải địa
EAg (kN)
Fs
12
1/1,5
9
268
1,16
12
1/1,5
9
536
1,20
12
1/1,5
9
1072
1,20
12
1/1,5
9
2144
1,20
12
1/1,5
9
4288
1,20
2.2 Ảnh hưởng của độ cứng EAg kể đến cường độ Tmax của VĐKT và mô đun đàn hồi đất
(Es) đến Fs:
17
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Information of Science and Technology
Số 1/2017
No. 1/2017
Bảng 4: Ảnh hưởng của độ cứng (EAg), cường độTmax = 50 ÷ 450 kN/m VĐKT và mô đun đàn hồi của đất Es đến an toàn ổn định Fs = 1,2
Tmax
50
.=
kN/m
Tmax
100
.=
kN/m
Tmax
150
.=
kN/m
Tmax
200
.=
kN/m
Tmax
250
.=
kN/m
Tmax
300
.=
kN/m
Tmax
350
.=
kN/m
Tmax
400
.=
kN/m
Tmax
450
.=
kN/m
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
1000
206.3
1000
412.7
1000
619.0
1000
825.4
1000
1031.7
1000
1238.1
1000
1444.4
1000
1650.8
1000
1857.1
1200
247.6
1200
495.2
1200
742.9
1200
990.5
1200
1238.1
1200
1485.7
1200
1733.3
1200
1981.0
1200
2228.6
1400
288.9
1400
577.8
1400
866.7
1400
1155.6
1400
1444.4
1400
1733.3
1400
2022.2
1400
2311.1
1400
2600.0
1600
330.2
1600
660.3
1600
990.5
1600
1320.6
1600
1650.8
1600
1981.0
1600
2311.1
1600
2641.3
1600
2971.4
1800
371.4
1800
742.9
1800
1114.3
1800
1485.7
1800
1857.1
1800
2228.6
1800
2600.0
1800
2971.4
1800
3342.9
2000
412.7
2000
825.4
2000
1238.1
2000
1650.8
2000
2063.5
2000
2476.2
2000
2888.9
2000
3301.6
2000
3714.3
2200
454.0
2200
907.9
2200
1361.9
2200
1815.9
2200
2269.8
2200
2723.8
2200
3177.8
2200
3631.8
2200
4085.7
2400
495.2
2400
990.5
2400
1485.7
2400
1981.0
2400
2476.2
2400
2971.4
2400
3466.7
2400
3961.9
2400
4457.2
2600
536.5
2600
1073.0
2600
1609.5
2600
2146.0
2600
2682.5
2600
3219.1
2600
3755.6
2600
4292.1
2600
4828.6
2800
577.8
2800
1155.6
2800
1733.3
2800
2311.1
2800
2888.9
2800
3466.7
2800
4044.5
2800
4622.2
2800
5200.0
3000
619.0
3000
1238.1
3000
1857.1
3000
2476.2
3000
3095.2
3000
3714.3
3000
4333.3
3000
4952.4
3000
5571.4
3200
660.3
3200
1320.6
3200
1981.0
3200
2641.3
3200
3301.6
3200
3961.9
3200
4622.2
3200
5282.6
3200
5942.9
3400
701.6
3400
1403.2
3400
2104.8
3400
2806.4
3400
3507.9
3400
4209.5
3400
4911.1
3400
5612.7
3400
6314.3
3600
742.9
3600
1485.7
3600
2228.6
3600
2971.4
3600
3714.3
3600
4457.2
3600
5200.0
3600
5942.9
3600
6685.7
3800
784.1
3800
1568.3
3800
2352.4
3800
3136.5
3800
3920.6
3800
4704.8
3800
5488.9
3800
6273.0
3800
7057.2
4000
825.4
4000
1650.8
4000
2476.2
4000
3301.6
4000
4127.0
4000
4952.4
4000
5777.8
4000
6603.2
4000
7428.6
4200
866.7
4200
1733.3
4200
2600.0
4200
3466.7
4200
4333.3
4200
5200.0
4200
6066.7
4200
6933.4
4200
7800.0
18
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Information of Science and Technology
Số 1/2017
No. 1/2017
4400
907.9
4400
1815.9
4400
2723.8
4400
3631.8
4400
4539.7
4400
5447.6
4400
6355.6
4400
7263.5
4400
8171.5
4600
949.2
4600
1898.4
4600
2847.6
4600
3796.8
4600
4746.0
4600
5695.3
4600
6644.5
4600
7593.7
4600
8542.9
4800
990.5
4800
1981.0
4800
2971.4
4800
3961.9
4800
4952.4
4800
5942.9
4800
6933.4
4800
7923.8
4800
8914.3
5000
1031.7
5000
2063.5
5000
3095.2
5000
4127.0
5000
5158.7
5000
6190.5
5000
7222.2
5000
8254.0
5000
9285.7
5200
1073.0
5200
2146.0
5200
3219.1
5200
4292.1
5200
5365.1
5200
6438.1
5200
7511.1
5200
8584.2
5200
9657.2
5400
1114.3
5400
2228.6
5400
3342.9
5400
4457.2
5400
5571.4
5400
6685.7
5400
7800.0
5400
8914.3
5400
10028.6
5600
1155.6
5600
2311.1
5600
3466.7
5600
4622.2
5600
5777.8
5600
6933.4
5600
8088.9
5600
9244.5
5600
10400.0
5800
1196.8
5800
2393.7
5800
3590.5
5800
4787.3
5800
5984.1
5800
7181.0
5800
8377.8
5800
9574.6
5800
10771.5
6000
1238.1
6000
2476.2
6000
3714.3
6000
4952.4
6000
6190.5
6000
7428.6
6000
8666.7
6000
9904.8
6000
11142.9
6200
1279.4
6200
2558.7
6200
3838.1
6200
5117.5
6200
6396.8
6200
7676.2
6200
8955.6
6200
10235.0
6200
11514.3
6400
1320.6
6400
2641.3
6400
3961.9
6400
5282.6
6400
6603.2
6400
7923.8
6400
9244.5
6400
10565.1
6400
11885.7
6600
1361.9
6600
2723.8
6600
4085.7
6600
5447.6
6600
6809.5
6600
8171.5
6600
9533.4
6600
10895.3
6600
12257.2
6800
1403.2
6800
2806.4
6800
4209.5
6800
5612.7
6800
7015.9
6800
8419.1
6800
9822.3
6800
11225.4
6800
12628.6
7000
1444.4
7000
2888.9
7000
4333.3
7000
5777.8
7000
7222.2
7000
8666.7
7000
10111.1
7000
11555.6
7000
13000.0
7200
1485.7
7200
2971.4
7200
4457.2
7200
5942.9
7200
7428.6
7200
8914.3
7200
10400.0
7200
11885.7
7200
13371.5
7400
1527.0
7400
3054.0
7400
4581.0
7400
6108.0
7400
7634.9
7400
9161.9
7400
10688.9
7400
12215.9
7400
13742.9
7600
1568.3
7600
3136.5
7600
4704.8
7600
6273.0
7600
7841.3
7600
9409.6
7600
10977.8
7600
12546.1
7600
14114.3
7800
1609.5
7800
3219.1
7800
4828.6
7800
6438.1
7800
8047.6
7800
9657.2
7800
11266.7
7800
12876.2
7800
14485.8
8000
1650.8
8000
3301.6
8000
4952.4
8000
6603.2
8000
8254.0
8000
9904.8
8000
11555.6
8000
13206.4
8000
14857.2
8200
1692.1
8200
3384.1
8200
5076.2
8200
6768.3
8200
8460.3
8200
10152.4
8200
11844.5
8200
13536.5
8200
15228.6
8400
1733.3
8400
3466.7
8400
5200.0
8400
6933.4
8400
8666.7
8400
10400.0
8400
12133.4
8400
13866.7
8400
15600.0
8600
1774.6
8600
3549.2
8600
5323.8
8600
7098.4
8600
8873.0
8600
10647.7
8600
12422.3
8600
14196.9
8600
15971.5
8800
1815.9
8800
3631.8
8800
5447.6
8800
7263.5
8800
9079.4
8800
10895.3
8800
12711.1
8800
14527.0
8800
16342.9
19
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Information of Science and Technology
Số 1/2017
No. 1/2017
9000
1857.1
9000
3714.3
9000
5571.4
9000
7428.6
9000
9285.7
9000
11142.9
9000
13000.0
9000
14857.2
9000
16714.3
9200
1898.4
9200
3796.8
9200
5695.3
9200
7593.7
9200
9492.1
9200
11390.5
9200
13288.9
9200
15187.3
9200
17085.8
9400
1939.7
9400
3879.4
9400
5819.1
9400
7758.8
9400
9698.4
9400
11638.1
9400
13577.8
9400
15517.5
9400
17457.2
9600
1981.0
9600
3961.9
9600
5942.9
9600
7923.8
9600
9904.8
9600
11885.7
9600
13866.7
9600
15847.7
9600
17828.6
9800
2022.2
9800
4044.5
9800
6066.7
9800
8088.9
9800
10111.1
9800
12133.4
9800
14155.6
9800
16177.8
9800
18200.1
10000
2063.5
10000
4127.0
10000
6190.5
10000
8254.0
10000
10317.5
10000
12381.0
10000
14444.5
10000
16508.0
10000
18571.5
10200
2104.8
10200
4209.5
10200
6314.3
10200
8419.1
10200
10523.8
10200
12628.6
10200
14733.4
10200
16838.1
10200
18942.9
10400
2146.0
10400
4292.1
10400
6438.1
10400
8584.2
10400
10730.2
10400
12876.2
10400
15022.3
10400
17168.3
10400
19314.3
10600
2187.3
10600
4374.6
10600
6561.9
10600
8749.2
10600
10936.5
10600
13123.8
10600
15311.2
10600
17498.5
10600
19685.8
10800
2228.6
10800
4457.2
10800
6685.7
10800
8914.3
10800
11142.9
10800
13371.5
10800
15600.0
10800
17828.6
10800
20057.2
11000
2269.8
11000
4539.7
11000
6809.5
11000
9079.4
11000
11349.2
11000
13619.1
11000
15888.9
11000
18158.8
11000
20428.6
11200
2311.1
11200
4622.2
11200
6933.4
11200
9244.5
11200
11555.6
11200
13866.7
11200
16177.8
11200
18488.9
11200
20800.1
11400
2352.4
11400
4704.8
11400
7057.2
11400
9409.6
11400
11761.9
11400
14114.3
11400
16466.7
11400
18819.1
11400
21171.5
11600
2393.7
11600
4787.3
11600
7181.0
11600
9574.6
11600
11968.3
11600
14361.9
11600
16755.6
11600
19149.3
11600
21542.9
11800
2434.9
11800
4869.9
11800
7304.8
11800
9739.7
11800
12174.6
11800
14609.6
11800
17044.5
11800
19479.4
11800
21914.4
12000
2476.2
12000
4952.4
12000
7428.6
12000
9904.8
12000
12381.0
12000
14857.2
12000
17333.4
12000
19809.6
12000
22285.8
12200
2517.5
12200
5034.9
12200
7552.4
12200
10069.9
12200
12587.3
12200
15104.8
12200
17622.3
12200
20139.7
12200
22657.2
12400
2558.7
12400
5117.5
12400
7676.2
12400
10235.0
12400
12793.7
12400
15352.4
12400
17911.2
12400
20469.9
12400
23028.6
12600
2600.0
12600
5200.0
12600
7800.0
12600
10400.0
12600
13000.0
12600
15600.0
12600
18200.1
12600
20800.1
12600
23400.1
12800
2641.3
12800
5282.6
12800
7923.8
12800
10565.1
12800
13206.4
12800
15847.7
12800
18488.9
12800
21130.2
12800
23771.5
13000
2682.5
13000
5365.1
13000
8047.6
13000
10730.2
13000
13412.7
13000
16095.3
13000
18777.8
13000
21460.4
13000
24142.9
13200
2723.8
13200
5447.6
13200
8171.5
13200
10895.3
13200
13619.1
13200
16342.9
13200
19066.7
13200
21790.5
13200
24514.4
13400
2765.1
13400
5530.2
13400
8295.3
13400
11060.4
13400
13825.4
13400
16590.5
13400
19355.6
13400
22120.7
13400
24885.8
20
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Information of Science and Technology
Số 1/2017
No. 1/2017
13600
2806.4
13600
5612.7
13600
8419.1
13600
11225.4
13600
14031.8
13600
16838.1
13600
19644.5
13600
22450.9
13600
25257.2
13800
2847.6
13800
5695.3
13800
8542.9
13800
11390.5
13800
14238.1
13800
17085.8
13800
19933.4
13800
22781.0
13800
25628.6
14000
2888.9
14000
5777.8
14000
8666.7
14000
11555.6
14000
14444.5
14000
17333.4
14000
20222.3
14000
23111.2
14000
26000.1
14200
2930.2
14200
5860.3
14200
8790.5
14200
11720.7
14200
14650.8
14200
17581.0
14200
20511.2
14200
23441.3
14200
26371.5
14400
2971.4
14400
5942.9
14400
8914.3
14400
11885.7
14400
14857.2
14400
17828.6
14400
20800.1
14400
23771.5
14400
26742.9
14600
3012.7
14600
6025.4
14600
9038.1
14600
12050.8
14600
15063.5
14600
18076.2
14600
21089.0
14600
24101.7
14600
27114.4
14800
3054.0
14800
6108.0
14800
9161.9
14800
12215.9
14800
15269.9
14800
18323.9
14800
21377.8
14800
24431.8
14800
27485.8
15000
3095.2
15000
6190.5
15000
9285.7
15000
12381.0
15000
15476.2
15000
18571.5
15000
21666.7
15000
24762.0
15000
27857.2
Bảng 5: Ảnh hưởng độ cứng (EAg), cường độTmax = 500 ÷ 900 kN/m VĐKT và mô đun đàn hồi của đất Es đến an toàn ổn định Fs =1.2
Tmax
500
.=
kN/m
Tmax
550
.=
kN/m
Tmax
600
.=
kN/m
Tmax
650
.=
kN/m
Tmax
700
.=
kN/m
Tmax
750
.=
kN/m
Tmax
800
.=
kN/m
Tmax
850
.=
kN/m
Tmax
900
.=
kN/m
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
Es
EAg
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
kN/m2
(kN)
1000
2063.5
1000
2269.8
1000
2476.2
1000
2682.5
1000
2888.9
1000
3095.2
1000
3301.6
1000
3507.9
1000
3714.3
1200
2476.2
1200
2723.8
1200
2971.4
1200
3219.1
1200
3466.7
1200
3714.3
1200
3961.9
1200
4209.5
1200
4457.2
1400
2888.9
1400
3177.8
1400
3466.7
1400
3755.6
1400
4044.5
1400
4333.3
1400
4622.2
1400
4911.1
1400
5200.0
1600
3301.6
1600
3631.8
1600
3961.9
1600
4292.1
1600
4622.2
1600
4952.4
1600
5282.6
1600
5612.7
1600
5942.9
1800
3714.3
1800
4085.7
1800
4457.2
1800
4828.6
1800
5200.0
1800
5571.4
1800
5942.9
1800
6314.3
1800
6685.7
2000
4127.0
2000
4539.7
2000
4952.4
2000
5365.1
2000
5777.8
2000
6190.5
2000
6603.2
2000
7015.9
2000
7428.6
2200
4539.7
2200
4993.7
2200
5447.6
2200
5901.6
2200
6355.6
2200
6809.5
2200
7263.5
2200
7717.5
2200
8171.5
2400
4952.4
2400
5447.6
2400
5942.9
2400
6438.1
2400
6933.4
2400
7428.6
2400
7923.8
2400
8419.1
2400
8914.3
2600
5365.1
2600
5901.6
2600
6438.1
2600
6974.6
2600
7511.1
2600
8047.6
2600
8584.2
2600
9120.7
2600
9657.2
21
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Information of Science and Technology
Số 1/2017
No. 1/2017
2800
5777.8
2800
6355.6
2800
6933.4
2800
7511.1
2800
8088.9
2800
8666.7
2800
9244.5
2800
9822.3
2800
10400.0
3000
6190.5
3000
6809.5
3000
7428.6
3000
8047.6
3000
8666.7
3000
9285.7
3000
9904.8
3000
10523.8
3000
11142.9
3200
6603.2
3200
7263.5
3200
7923.8
3200
8584.2
3200
9244.5
3200
9904.8
3200
10565.1
3200
11225.4
3200
11885.7
3400
7015.9
3400
7717.5
3400
8419.1
3400
9120.7
3400
9822.3
3400
10523.8
3400
11225.4
3400
11927.0
3400
12628.6
3600
7428.6
3600
8171.5
3600
8914.3
3600
9657.2
3600
10400.0
3600
11142.9
3600
11885.7
3600
12628.6
3600
13371.5
3800
7841.3
3800
8625.4
3800
9409.6
3800
10193.7
3800
10977.8
3800
11761.9
3800
12546.1
3800
13330.2
3800
14114.3
4000
8254.0
4000
9079.4
4000
9904.8
4000
10730.2
4000
11555.6
4000
12381.0
4000
13206.4
4000
14031.8
4000
14857.2
4200
8666.7
4200
9533.4
4200
10400.0
4200
11266.7
4200
12133.4
4200
13000.0
4200
13866.7
4200
14733.4
4200
15600.0
4400
9079.4
4400
9987.3
4400
10895.3
4400
11803.2
4400
12711.1
4400
13619.1
4400
14527.0
4400
15435.0
4400
16342.9
4600
9492.1
4600
10441.3
4600
11390.5
4600
12339.7
4600
13288.9
4600
14238.1
4600
15187.3
4600
16136.6
4600
17085.8
4800
9904.8
4800
10895.3
4800
11885.7
4800
12876.2
4800
13866.7
4800
14857.2
4800
15847.7
4800
16838.1
4800
17828.6
5000
10317.5
5000
11349.2
5000
12381.0
5000
13412.7
5000
14444.5
5000
15476.2
5000
16508.0
5000
17539.7
5000
18571.5
5200
10730.2
5200
11803.2
5200
12876.2
5200
13949.2
5200
15022.3
5200
16095.3
5200
17168.3
5200
18241.3
5200
19314.3
5400
11142.9
5400
12257.2
5400
13371.5
5400
14485.8
5400
15600.0
5400
16714.3
5400
17828.6
5400
18942.9
5400
20057.2
5600
11555.6
5600
12711.1
5600
13866.7
5600
15022.3
5600
16177.8
5600
17333.4
5600
18488.9
5600
19644.5
5600
20800.1
5800
11968.3
5800
13165.1
5800
14361.9
5800
15558.8
5800
16755.6
5800
17952.4
5800
19149.3
5800
20346.1
5800
21542.9
6000
12381.0
6000
13619.1
6000
14857.2
6000
16095.3
6000
17333.4
6000
18571.5
6000
19809.6
6000
21047.7
6000
22285.8
6200
12793.7
6200
14073.1
6200
15352.4
6200
16631.8
6200
17911.2
6200
19190.5
6200
20469.9
6200
21749.3
6200
23028.6
6400
13206.4
6400
14527.0
6400
15847.7
6400
17168.3
6400
18488.9
6400
19809.6
6400
21130.2
6400
22450.9
6400
23771.5
6600
13619.1
6600
14981.0
6600
16342.9
6600
17704.8
6600
19066.7
6600
20428.6
6600
21790.5
6600
23152.5
6600
24514.4
6800
14031.8
6800
15435.0
6800
16838.1
6800
18241.3
6800
19644.5
6800
21047.7
6800
22450.9
6800
23854.0
6800
25257.2
7000
14444.5
7000
15888.9
7000
17333.4
7000
18777.8
7000
20222.3
7000
21666.7
7000
23111.2
7000
24555.6
7000
26000.1
7200
14857.2
7200
16342.9
7200
17828.6
7200
19314.3
7200
20800.1
7200
22285.8
7200
23771.5
7200
25257.2
7200
26742.9
22
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Information of Science and Technology
Số 1/2017
No. 1/2017
7400
15269.9
7400
16796.9
7400
18323.9
7400
19850.9
7400
21377.8
7400
22904.8
7400
24431.8
7400
25958.8
7400
27485.8
7600
15682.6
7600
17250.8
7600
18819.1
7600
20387.4
7600
21955.6
7600
23523.9
7600
25092.1
7600
26660.4
7600
28228.7
7800
16095.3
7800
17704.8
7800
19314.3
7800
20923.9
7800
22533.4
7800
24142.9
7800
25752.5
7800
27362.0
7800
28971.5
8000
16508.0
8000
18158.8
8000
19809.6
8000
21460.4
8000
23111.2
8000
24762.0
8000
26412.8
8000
28063.6
8000
29714.4
8200
16920.7
8200
18612.8
8200
20304.8
8200
21996.9
8200
23689.0
8200
25381.0
8200
27073.1
8200
28765.2
8200
30457.2
8400
17333.4
8400
19066.7
8400
20800.1
8400
22533.4
8400
24266.7
8400
26000.1
8400
27733.4
8400
29466.8
8400
31200.1
8600
17746.1
8600
19520.7
8600
21295.3
8600
23069.9
8600
24844.5
8600
26619.1
8600
28393.7
8600
30168.3
8600
31943.0
8800
18158.8
8800
19974.7
8800
21790.5
8800
23606.4
8800
25422.3
8800
27238.2
8800
29054.1
8800
30869.9
8800
32685.8
9000
18571.5
9000
20428.6
9000
22285.8
9000
24142.9
9000
26000.1
9000
27857.2
9000
29714.4
9000
31571.5
9000
33428.7
9200
18984.2
9200
20882.6
9200
22781.0
9200
24679.4
9200
26577.9
9200
28476.3
9200
30374.7
9200
32273.1
9200
34171.5
9400
19396.9
9400
21336.6
9400
23276.3
9400
25215.9
9400
27155.6
9400
29095.3
9400
31035.0
9400
32974.7
9400
34914.4
9600
19809.6
9600
21790.5
9600
23771.5
9600
25752.5
9600
27733.4
9600
29714.4
9600
31695.3
9600
33676.3
9600
35657.2
9800
20222.3
9800
22244.5
9800
24266.7
9800
26289.0
9800
28311.2
9800
30333.4
9800
32355.7
9800
34377.9
9800
36400.1
10000
20635.0
10000
22698.5
10000
24762.0
10000
26825.5
10000
28889.0
10000
30952.5
10000
33016.0
10000
35079.5
10000
37143.0
10200
21047.7
10200
23152.5
10200
25257.2
10200
27362.0
10200
29466.8
10200
31571.5
10200
33676.3
10200
35781.1
10200
37885.8
10400
21460.4
10400
23606.4
10400
25752.5
10400
27898.5
10400
30044.5
10400
32190.6
10400
34336.6
10400
36482.6
10400
38628.7
10600
21873.1
10600
24060.4
10600
26247.7
10600
28435.0
10600
30622.3
10600
32809.6
10600
34996.9
10600
37184.2
10600
39371.5
10800
22285.8
10800
24514.4
10800
26742.9
10800
28971.5
10800
31200.1
10800
33428.7
10800
35657.2
10800
37885.8
10800
40114.4
11000
22698.5
11000
24968.3
11000
27238.2
11000
29508.0
11000
31777.9
11000
34047.7
11000
36317.6
11000
38587.4
11000
40857.3
11200
23111.2
11200
25422.3
11200
27733.4
11200
30044.5
11200
32355.7
11200
34666.8
11200
36977.9
11200
39289.0
11200
41600.1
11400
23523.9
11400
25876.3
11400
28228.7
11400
30581.0
11400
32933.4
11400
35285.8
11400
37638.2
11400
39990.6
11400
42343.0
11600
23936.6
11600
26330.2
11600
28723.9
11600
31117.6
11600
33511.2
11600
35904.9
11600
38298.5
11600
40692.2
11600
43085.8
11800
24349.3
11800
26784.2
11800
29219.1
11800
31654.1
11800
34089.0
11800
36523.9
11800
38958.8
11800
41393.8
11800
43828.7
23
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Information of Science and Technology
Số 1/2017
No. 1/2017
12000
24762.0
12000
27238.2
12000
29714.4
12000
32190.6
12000
34666.8
12000
37143.0
12000
39619.2
12000
42095.4
12000
44571.6
12200
25174.7
12200
27692.1
12200
30209.6
12200
32727.1
12200
35244.6
12200
37762.0
12200
40279.5
12200
42797.0
12200
45314.4
12400
25587.4
12400
28146.1
12400
30704.9
12400
33263.6
12400
35822.3
12400
38381.1
12400
40939.8
12400
43498.5
12400
46057.3
12600
26000.1
12600
28600.1
12600
31200.1
12600
33800.1
12600
36400.1
12600
39000.1
12600
41600.1
12600
44200.1
12600
46800.1
12800
26412.8
12800
29054.1
12800
31695.3
12800
34336.6
12800
36977.9
12800
39619.2
12800
42260.4
12800
44901.7
12800
47543.0
13000
26825.5
13000
29508.0
13000
32190.6
13000
34873.1
13000
37555.7
13000
40238.2
13000
42920.8
13000
45603.3
13000
48285.9
13200
27238.2
13200
29962.0
13200
32685.8
13200
35409.6
13200
38133.4
13200
40857.3
13200
43581.1
13200
46304.9
13200
49028.7
13400
27650.9
13400
30416.0
13400
33181.1
13400
35946.1
13400
38711.2
13400
41476.3
13400
44241.4
13400
47006.5
13400
49771.6
13600
28063.6
13600
30869.9
13600
33676.3
13600
36482.6
13600
39289.0
13600
42095.4
13600
44901.7
13600
47708.1
13600
50514.4
13800
28476.3
13800
31323.9
13800
34171.5
13800
37019.2
13800
39866.8
13800
42714.4
13800
45562.0
13800
48409.7
13800
51257.3
14000
28889.0
14000
31777.9
14000
34666.8
14000
37555.7
14000
40444.6
14000
43333.5
14000
46222.4
14000
49111.3
14000
52000.2
14200
29301.7
14200
32231.8
14200
35162.0
14200
38092.2
14200
41022.3
14200
43952.5
14200
46882.7
14200
49812.8
14200
52743.0
14400
29714.4
14400
32685.8
14400
35657.2
14400
38628.7
14400
41600.1
14400
44571.6
14400
47543.0
14400
50514.4
14400
53485.9
14600
30127.1
14600
33139.8
14600
36152.5
14600
39165.2
14600
42177.9
14600
45190.6
14600
48203.3
14600
51216.0
14600
54228.7
14800
30539.8
14800
33593.8
14800
36647.7
14800
39701.7
14800
42755.7
14800
45809.7
14800
48863.6
14800
51917.6
14800
54971.6
15000
30952.5
15000
34047.7
15000
37143.0
15000
40238.2
15000
43333.5
15000
46428.7
15000
49524.0
15000
52619.2
15000
55714.5
24
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Số 1/2017
Information of Science and Technology
No. 1/2017
2.3 . Biểu đồ quan hệ ảnh hưởng của độ cứng (EAg), cường độ (Tmax) VĐKT và mô đun
đàn hồi của đất (Es) đến an toàn ổn định (Fs=1,2)
Tmax=50 kN
Tmax=100 kN
Tmax=150 kN
EAg (kN)
Tmax=200 kN
Tmax=250 kN
Tmax=300 kN
Tmax=350 kN
Tmax=400 kN
Tmax=450 kN
Es (kN/m2)
Hình 2: Quan hệ của độ cứng VĐKT (EAg) và mô đun đàn hồi đất đắp (Es) đến an toàn ổn định
(Fs = 1,2). Cường độ Tmax = (50 ÷ 450) kN/m
Tmax=500 kN
Tmax=550 kN
Tmax=600 kN
EAg (kN)
Tmax=650 kN
Tmax=700 kN
Tmax=750 kN
Tmax=800 kN
Tmax=850 kN
Tmax=900 kN
Es (kN/m2)
Hình 3: Quan hệ của độ cứng VĐKT (EAg) và mô đun đàn hồi đất đắp (Es) đến an toàn ổn định
(Fs = 1,2). Cường độ Tmax = (500 ÷ 900) kN/m
25
Thông báo Khoa học và Công nghệ
Số 1/2017
Information of Science and Technology
No. 1/2017
Từ các kết quả phân tích trên cho thấy
giá trị độ cứng (EA g ) VĐKT tương ứng mới
độ cứng của VĐKT (EAg) gia cường trong nền
phát huy hiệu quả làm việc, đảm bảo an
đắp có ảnh hưởng đáng kể đến hệ số an toàn
toàn và kinh tế. Việc nghiên cứu độ cứng
ổn định (Fs). Biểu thức (15) đề xuất tính toán
VĐKT trong đường cao tốc có gia cường
độ cứng VĐKT, không những có liên quan đến
VĐKT sẽ hoàn thiện tính toán đối với loại
cường độ của VĐKT mà còn có ảnh hưởng đến
bài toán này đồng thời kiểm soát kỹ thuật,
mô đun đàn hồi đất đắp.Với mỗi loại VĐKT có
sử dụng hiệu quả vật liệu, giảm giá thành
cường độ (Tmax) được gia cường trong nền đất
xây dựng công trình.
có mô đun đàn hồi (E s) bao nhiêu thì cần có
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố (2013), TCVN 98442013 – Yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm thu vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp
trên đất yếu, Tiêu chuẩn Việt Nam.
[2]. Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố (2005), TCVN 4054
: 2005 Đường Ô tô – Yêu cầu thiết kế (Highway - Specifications for design), Tiêu chuẩn Việt
Nam.
[3]. Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố (2012), TCVN 5729:
2012: Đường ô tô cao tốc – yêu cầu thiết kế, Tiêu chuẩn Việt Nam.
[4]. Bộ Giao thông vận tải – Tổng công ty đầu tư phát triển đường cao tốc Việt Nam (2015),
[5]. Hồ sơ thiết kế và thi công cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi. Và các chương trình tính toán.
Chen, W. F. and Mizuno, E. (1990), Nonlinear Analysis in Soil Mechanics. Theory and
Implementation. Developments in Geotechnical Engineering 53, Elsevier.
[6]. Robert M. Koerner, PhD.,P.E (2005), Designing with Geosynthetics – fifth edition, The
Pearson Prentice Hall publisher in the United States of America.
26
