Nghiên cứu ổn định trượt móng trụ điện trên sườn dốc dự án thủy điện đakmi 4

1

2

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O

Cơng trình đư c hoàn thành t i

Đ I H C ĐÀ N NG

Đ I H C ĐÀ N NG

Ngư i hư ng d n khoa h c: GS.TS. NGUY N TH HÙNG
LÊ MINH C NH

NGHIÊN C U

N Đ NH TRƯ T MÓNG TR ĐI N

TRÊN SƯ N D C - D

Ph n bi n 1: PGS.TS Phan Cao Th

ÁN TH Y ĐI N ĐAKMI 4

Ph n bi n 2: TS. Ph m Kim Sơn
Chun ngành: Xây d ng cơng trình th y
Mã s : 60.58.40
Lu n văn ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p
th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 12 tháng 5
năm 2012.

TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T

Có th tìm hi u lu n văn t i:
Đà N ng - Năm 2012

- Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng
- Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng.


3

M

Đ U

1. LÝ DO CH N Đ TÀI
V trí 50 l a ch n phân tích có đ d c cao nh t trong t t c
các v trí móng trên tuy n ñư ng dây 220kV ñ u n i NMTĐ Đak
Mi 4A- TBA 500/220kV Th nh M ñi qua ñ a ph n huy n Phư c
Sơn và huy n Nam Giang.
2. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U
Đ i tư ng nghiên c u: Hi n tư ng, nguyên nhân gây trư t mái d c
và lý thuy t c a các phương pháp tính n đ nh trư t mái d c; Các
tài li u kh o sát k thu t, thi t k k thu t c a cơng trình.
Ph m vi nghiên c u: Nghiên c u lý thuy t tính tốn n đ nh mái
d c trên n n đ t khơng bão hịa và các y u t b t l i nh hư ng ñ n
n ñ nh trư t móng tr đi n trên sư n d c.
3. M C TIÊU VÀ NHI M V NGHIÊN C U
M c tiêu: Phân tích, đánh giá đ n đ nh c a n n móng cơng trình,
ki n ngh thi t k m t c t h p lý, làm tăng đ n đ nh cho cơng

trình trong m i ch ñ làm vi c.
Nhi m v : Thu th p s li u, l a ch n phương pháp phân tích n
đ nh trư t c a cơng trình và đ xu t các gi i pháp thi t k , thi cơng
móng cơng trình trên cơ s ñ m b o kinh t - k thu t.
4. N I DUNG NGHIÊN C U
- Thu th p h sơ thi t k cơng trình, s li u ñ a hình, ñ a ch t,
ñ a ch t thu văn, khí tư ng th y văn, s li u tính tốn t i tr ng
truy n xu ng móng v trí có kh năng gây s t trư t nh t.
- Tích h p hai mơ đun SEEP/W và mơ đun SLOPE/W đ
tính tốn, l a chon phương pháp phân tích t i ưu c a bài tốn n
ñ nh trên sư n ñ i d c, ñ xu t thi t k m t c t kinh t .
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U
Cách ti p c n: S d ng phương pháp ti p c n l ch s

4

K th a h th ng lý thuy t ñã ñư c xây d ng và phát tri n.
Kinh nghi m s d ng b ph n m m GEOSTUDIO 2004 V6.02 c a
nhi u tác gi trong và ngoài nư c.
Thu th p h sơ thi t k k thu t, báo cáo kh o sát k thu t
c a cơng trình đư ng dây 220kV đ u n i NMTĐ Đak Mi 4A- TBA
500/220kV Th nh M - D án th y ñi n Đak Mi 4.
Phương pháp nghiên c u:
Nghiên c u cơ s lý thuy t các phương pháp tính th m và
tính n ñ nh trong môi trư ng ñ t, ñá và hai mơ đun SEEP/W
SLOPE/W.
6. Ý NGHĨA KHOA H C VÀ TH C TI N C A Đ TÀI
Đ i v i lĩnh v c khoa h c có liên quan: Vi c tính n đ nh cơng
trình trong đó xét ñ n nh hư ng c a th m do mưa là quan ñi m
ñúng ñ n khi gi i bài tốn n đ nh mái d c n n ñ t, ñá.

Đ i v i th c ti n s n xu t: Th ng nh t quan ñi m tính tốn, nh m
cung c p, ph bi n cho các ñ ng nghi p, cán b thi t k hi u đúng và
rõ q trình tính tốn n đ nh n n móng cơng trình trên mái d c.
7. C U TRÚC C A LU N VĂN
Lu n văn ngồi các ph n m đ u, k t lu n và ki n ngh cịn
b n chương chính ñư c biên ch c th như sau:
Chương 1: T ng quan tình hình nghiên c u tính n đ nh mái
d c dư i nh hư ng c a mưa
Chương 2: Đ c ñi m chung tuy n ñư ng dây 220kV th y
ñi n Đak Mi 4.
Chương 3: Lý thuy t tính tốn n đ nh mái d c trên n n đ t
khơng bão hịa.
Chương 4: ng d ng ph n m m Geo studio 2004 V6.02 phân
tích n móng tr đi n trên sư n d c – D án th y ñi n ĐakMi 4.


5

6

CHƯƠNG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U
V TÍNH N Đ NH MÁI D C DƯ I NH HƯ NG
C A MƯA

Hàm này có th đ t đ n m t h ng s khi ñ t ñ t đ n tr ng thái
bão hịa và nó s cân b ng v i h s th m bão hịa c a đ t (ksat).
1.4

1.1 GI I THI U

QUAN NI M TÍNH TỐN

N Đ NH MÁI D C TRÊN

Đ T KHƠNG B O HỊA HI N NAY

Tích h p phân tích th m và phân tích n đ nh ph i ñư c th c
hi n ñ ng th i là r t h p lý trong tính tốn n ñ nh mái d c ñ c bi t
ñ i v i nh ng vùng thư ng xuyên có mưa l n.

1.5

N Đ NH MÁI D C
Y u t quan tr ng gây nên s m t n ñ nh mái d c và d n t i

1.2 HI N TƯ NG VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY TRƯ T MÁI

s phá ho i là: Tr ng l c; L c th m; Xói mịn b m t do dịng ch y;
S h th p ñ t ng t c a m c nư c ngay sát mái d c; Do ñ ng ñ t

D C
1.2.1.

Hi n tư ng trư t mái d c ñ t, ñá và m t s khái ni m

1.5.1 Các phương pháp truy n th ng phân tích n đ nh mái d c

1.2.2.

Ngun nhân trư t mái d c

1.5.2 Phân tích n đ nh mái d c b ng phương pháp xác su t

1.2.3.

Cơ ch c a quá trình mưa gây nên s phá ho i mái d c

1.3 CÁC Đ C TÍNH C A Đ T KHƠNG BÃO HỊA LIÊN
QUAN Đ N PHÂN TÍCH DỊNG TH M
1.3.1

lo i: dịng ch y n đ nh và dịng ch y khơng n đ nh.
Đ b n ch ng c t c a đ t khơng bão hịa
Đư c th hi n qua cơng th c t ng qt cho c đ t bão hịa và
đ t khơng bão hịa

1.3.3

Đư ng cong đ c trưng đ t-nư c (SWCC)

1.3.4

Hàm th m th y l c

thu c vào s phân b c a các thơng s đư c ki m sốt. SLOPE/W
v i mơ ph ng Monte Carlo.

Dịng th m trong đ t khơng bão hịa

τ = c ' + (σ − u a ) tan φ ' + (u a − u w ) tan φ b

n ñ nh c a m t mái d c là m t quá trình ng u nhiên ph

cho phép s d ng k thu t phân tích n đ nh b ng mơ hình xác su t

Dịng ch y trong đ t khơng bão hịa có th phân chia thành hai

1.3.2

S

(1.2)


7

CHƯƠNG 2
Đ C ĐI M CHUNG TUY N ĐƯ NG DÂY 220KV
CƠNG TRÌNH TH Y ĐI N ĐAK MI 4
2.1 .V TRÍ Đ A LÝ
V trí móng tr đư ng dây 220kV s 50 n m trên sư n d c l n
nh t trong tồn tuy n đư ng dây đi.
2.2 . ĐI U KI N Đ A HÌNH, Đ A CH T CƠNG TRÌNH
2.2.1 . Đi u ki n đ a hình cơng trình
Tuy n cơ b n ñi bám theo ñư ng H Chí Minh và ñư ng dây
500kV B c - Nam (m ch 1). Đ a hình ch y u đi qua vùng r ng r m
và ñ i núi d c.

8

2.3.1.2 . Các ñ c trưng khí h u cơ b n
Áp l c gió: Theo b n đ phân vùng áp l c gió TCVN 2737-1995 và quy
ph m trang b đi n 11 TCN-19-2006, áp l c gió trong vùng đư c xác ñ nh
là 60daN/m2.
2.3.2. Đi u ki n ñ a ch t thu văn
Căn c vào k t qu nghiên c u t i hi n trư ng cho th y khu
v c tuy n đư ng dây có m c nư c ng m khá sâu,

ñ sâu 6-7 m

nư c ng m chưa xu t hi n.
2.3.3. Đi u ki n ñ a ch t ñ ng l c
Theo b ng phân vùng gia t c n n và b ng chuy n ñ i t ñ nh
gia t c n n sang c p ñ ng ñ t c a TCXDVN 375:2006 khu v c tuy n

2.2.2 .Đi u ki n đ a ch t cơng trình.

đư ng dây có 2 vùng đ a ch n lan truy n theo thang ñ a ch n MSK -

2.2.2.1 . C u t o ñ a ch t

64, khu v c thu c huy n Nam Giang có c p ñ ng ñ t c p VI, khu

C u t o ñ a ch t g m các l p ñ t ñá như sau: Dư i cùng là l p
đá g c phong hố t m nh đ n nh ; Bên trên là l p sét, á sét, sét có
s i s n, á sét s i s n t ng. Tu i eluvi, deluvi - k Đ T (ed-Q).
2.2.2.2 . Tính ch t cơ lý c a ñ t
2.3 . ĐI U KI N KHÍ TƯ NG THU VĂN, Đ A CH T TH Y
VĂN
2.3.1.

Đi u ki n khí tư ng cơng trình

2.3.1.1 . Đ c đi m chung
Mùa mưa b t ñ u t tháng IX, k t thúc vào tháng XII hàng
năm, t ng lư ng mưa trung bình nhi u năm kho ng 2928 mm

v c thu c huy n Phư c Sơn có c p ñ ng ñ t c p VII.


9

10

CHƯƠNG 3
LÝ THUY T TÍNH TỐN N Đ NH MÁI D C TRÊN
N N Đ T KHƠNG B O HỊA
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ

3.1
3.1.1

(3.5)

N Đ NH MÁI D C

L c pháp tuy n N thư ng ñư c gi i l p, ban ñ u gi thi t b

H s an toàn (FS)

qua l c c t X, và l c pháp tuy n t i m i c t ñ t phân t . Chi u t t c

a. H s an tồn cân b ng mơ men:

các l c tác d ng lên m i c t ñ t phân t theo phương th ng góc v i

b. H s an tồn cân b ng l c:

đáy c t ñ t phân t ta ñư c l c pháp tuy n:

3.1.2

Phương pháp lát c t

3.1.3

Phương pháp cân b ng gi i h n t ng quát (GLE)

(3.6)

Phương pháp GLE d a trên hai phương trình h s an tồn

S d ng (3.6) ñ gi i (3.3) và (3.4) cho giá tr xu t phát c a

theo cân b ng mơ men (Fm) và phương trình khác h s an tồn theo

vi c xác đ nh h s an tồn. H s an tồn thu đư c khi s d ng

cân b ng l c phương ngang (Ff).

phương trình đơn gi n này là phương pháp h s an toàn Fellenius

H s an tồn cân b ng mơ men c a phương pháp GLE như

ho c Ordinary.

sau:

N u ta b qua l c c t bên trong, X, nhưng ta gi l i l c pháp
tuy n bên trong, E, thì phương trình pháp luy n đáy phân t đ t vi t
như sau:
(3.3)
Phương trình h s an tồn cân b ng l c theo phương ngang
(3.7)
(3.4)

Khi s d ng phương trình này cho l c pháp tuy n

đáy thì h

Đ gi i đư c phương trình (3.3) và phương trình (3.4), chi u

s an tồn v phương di n cân b ng mơ men là h s an tồn theo

lên phương ñ ng c a t ng các l c tác d ng lên m i phân t ñ t, l c

phương pháp Bishop’s Simplified, và h s an tồn v phương di n

pháp tuy n t i đáy phân t ñ t ñư c xác ñ nh như sau:

cân b ng l c là h s an toàn theo phương pháp Janbu’s Simplified.
3.1.4

Phương pháp Morgenstern - Price (M-P):


11

12

• L a ch n m t thu t gi i t t ñ nh, ch ng h n là phương pháp

- Xem xét c l c ti p tuy n và pháp tuy n trong n i l c
- Th a mãn c cân b ng l c và cân b ng mơ men, và

Mongestern – Price.
• Quy t đ nh các thơng s đ u vào có th đư c mơ hình hóa

- Cho phép s d ng nhi u hàm n i l c có th l a ch n
Phương pháp M-P cho phép s d ng nhi u hàm n i l c hơn, nh ng

trong phân tích xác su t và th hi n s bi n đ i c a các thơng s này

hàm n i l c có trong SLOPE/W dùng cho phương pháp M-P bao

dư i d ng mơ hình phân b ñư c l a ch n.

g m: Hàm h ng s ; Hàm n a sin; Hàm sin- c t; Hàm hình thang;

• Tính tốn nhi u l n tương ng s lư ng phép th ñ xác

Hàm nh p d li u ñi m. N u l a ch n hàm h ng s thì phương pháp

đ nh các FS t đó xây d ng hàm phân b c a h s an tồn và tính

M-P tr thành phương pháp Spencer.

các thơng s phân tích theo xác su t.

3.1.5

Trong SLOPE/W, m t m t trư t nguy hi m nh t đư c xác

Phương pháp phân tích xác su t

đ nh đ u tiên. Sau đó phân tích xác su t ñư c th c hiên trên nh ng b
SLOPE/W cho phép dùng các hàm phân b chu n thư ng

m t cung trư t gi i h n này, có tính đ n s bi n đ i c a các thơng s

đư c g i là hàm phân ph i Gauss mơ t s bi n đ i c a các thơng s

đ u vào.

nh p trong phân tích xác su t:

3.1.5.2. S bi n đ i c a thơng s

f ( x) =

 (x − µ)2  ,
exp −

2σ 2 
2πσ

1

-∞ < x < ∞

3.1.5.3. S t o thành các s ng u nhiên
3.1.5.4. H s tương quan
(3.8)
3.2

Trong đó:

CÁCH TÍNH TỐN

N Đ NH MÁI D C B NG

SLOPE/W

f(x): t n s tương đ i
Tích h p hai mơ đun SEEP/W và SLOPE/W đ phân tích đánh

σ : ñ l ch chu n (ñ l ch quân phương)
µ : giá tr trung bình.
Ch s đ tin c y, β, mơ t s

giá n đ nh c a cơng trình tr đi n xây d ng trên sư n d c dư i nh

n ñ nh c a mái d c b ng s l n

l ch chu n kh i h s an tồn trung bình t giá tr phá ho i ñư c xác

hư ng c a q trình mưa và đ ng đ t.
3.2.1

SEEP/W
SEEP/W là m t mơ đun trong s

đ nh là 1
β=

b y mơ đun c a GEO

( µ − 1)

STUDIO V6.02, nó có th phân tích các d ng bài tốn: 1.Dịng th m

σ

có áp, khơng áp; 2.Ng m do mưa; th m t b n ch a; 4. áp l c nư c
(3.9)

3.1.5.1 Phân tích xác su t theo phương pháp Monte Carlo
Quá trình th c hi n c a phương pháp bao g m các bư c sau:

l r ng dư; 5. th m n đ nh, khơng n đ nh.

3.2.1.1 Đ nh lu t Darcy


13

14

SEEP/W đư c mơ ph ng d a trên cơ s là dịng ch y qua đ t bão hịa

V i : uw – là áp l c nư c l r ng (kPa).

và khơng bão hịa tn theo đ nh lu t Darcy.

γw – dung tr ng riêng c a nư c (kPa).

3.2.1.2 Phương trình vi phân riêng c a dịng th m

y- cao đ (m).

Phương trình vi phân t ng quát trong trư ng h p th m hai

Phương trình (3.19) có th đư c vi t l i thành
uw = γw (H-y)

chi u có th mơ t như sau:

Th phương trình (3.19) vào phương trình (3.18) ta có phương trình

∂  ∂H  ∂  ∂H 
∂θ

 kx
 + ky
 ∂y  + Q = ∂t

∂x  ∂x  ∂y 


sau:

∂θ = mwγ w ∂ (H − y )

(3.16)
Dư i ñi u ki n tr ng thái n đ nh, dịng ch y vào và dịng
ch y ra trong m t đơn v th tích là gi ng nhau trong m i th i đi m.
Do đó v ph i c a phương trình tri t tiêu và phương trình đơn gi n
cịn:
∂  ∂H  ∂  ∂H 
+Q = 0
 kx
 + ky
∂x  ∂x  ∂y  ∂y 



(3.20)
Bây gi có th th phương trình trên vào phương trình (3.16), d n t i
phương trình sau:
∂  ∂H  ∂  ∂H
 kx
 + ky

∂x  ∂x  ∂y  ∂y



∂ (H − y )
 + Q = m wγ w

∂t


(3.21)
(3.17)

Hàm lư ng nư c th tích ch ph thu c vào s bi n ñ i c a
tr ng thái ng su t (ua-uw), và v i ua khơng đ i thì s bi n đ i hàm
lư ng nư c th tích là m t hàm ch ph thu c vào s bi n ñ i c a áp

Do cao ñ là m t h ng s , ñ o hàm c a y theo thơi gian s b tri t tiêu,
còn l i phương trình vi phân s d ng trong SEEP/W ph n t h u h n.
∂  ∂H  ∂  ∂H 
∂H
 + Q = mwγ w
 kx
 + ky
∂x  ∂x  ∂y  ∂y 
∂t



(3.22)

l c nư c l r ng. Do đó, s thay đ i hàm lư ng nư c th tích có th
liên h v i s thay ñ i áp l c nư c l r ng b i phương trình sau:

Đ gi i m t v n đ trong dịng ch y khơng bão hịa, SEEP/W s

∂θ = mw ∂u w

d ng hai hàm:
(3.18)

T ng c t nư c th y l c H, ñư c ñ nh nghĩa như sau:
u
H= w +y

γw

(3.19)

•

Hàm th m th y l c

•

V i: mw là đ d c c a đư ng cịng tr nư c

Hàm ñ c trưng ñ t - nư c

3.2.1.3 Gi i bài toán th m b ng phương pháp ph n t h u h n

15

16

Trong hình th c vi t tóm t t, phương trình ph n t h u h n th m có

4. Xác đ nh lo i phân tích

th đư c vi t như sau:

5. Ki m tra l i, gi i bài toán và xem k t qu

[K] {H} + [M] {H}, t = {Q}

3.2.2
(3.25)

[K] – ma tr n ñ c trưng c a ph n t ( hay còn g i là ma tr n ñ c ng)

[K ] = t ∫ ([B]T [C ][B ])dA
A

SLOPE/W
SLOPE/W là m t ph n m m đ ng đ u v tính n đ nh mái

d c cho tính tốn h s an toàn mái d c theo phương pháp cân b ng
gi i h n.

(3.26)

SLOPE/W có th tích h p v i SEEP/W đ gi i bài tốn n đ nh có k
đ n l c th m c a dịng ch y ng m và áp l c nư c l r ng.

[M] – ma tr n kh i lư ng c a ph n t

[M ] = τ ∫A (λ 〈 N 〉 T 〈 N 〉 )dA

3.2.2.1 Các thơng s u c u đ phân tích n đ nh trong SLOPE/W
Các bư c thi t l p bài tốn n đ nh trong SLOPE/W c th như

(3.27)
sau:
{Q} – Vector ch lưu lư ng c a ph n t

1. Tích h p tính tốn trong mơ đun SEEP/W sang mơ đun

Phương trình (3.25) là phương trình ph n t h u h n t ng

SLOPE/W.

quát vi t g n cho phân tích th m khơng n đ nh. Đ i v i trư ng h p
th m n ñ nh, thì c t nư c khơng ph i là hàm c a th i gian và do đó
H},t s b tri t tiêu, phương trình ph n t h u h n lúc này gi m đi
cịn l i:

2. Đ nh nghĩa tính ch t v t li u c a các l p ñ t, ñá.
3. Gán t i tr ng
4. V lư i và bán kính cung trư t

[K]{H}={Q}
(3.29)
3.2.1.4 Các bư c thi t l p và gi i bài tốn th m b ng SEEP/W
1. Mơ hình hóa bài tốn
2. Đ nh nghĩa đ c tính v t li u
3. Gán ñi u ki n biên

5. Ki m tra l i, gi i bài toán và xem k t qu .


17

18

CHƯƠNG 4
NG D NG PH N M M GEO STUDIO 2004 V6.02
PHÂN TÍCH N Đ NH MĨNG TR ĐI N TRÊN
SƯ N D C - D ÁN TH Y ĐI N ĐAK MI 4
D

LI U YÊU C U Đ TÍNH TỐN

D

4.1

N Đ NH

li u u c u cho bài tốn phân tích

n đ nh trong

SLOPE/W: đi u ki n áp l c nư c l r ng, dung tr ng, h s th m,
góc n i ma sát, l c dính hi u qu , s li u mưa và t i t ng truy n
xu ng móng.
Hình 4.6 Gán ñi u ki n biên mưa lên b m t mái d c trong SEEP/W
4.1.1

M t c t v trí cơng trình l a ch n

4.1.2

Đ c đi m tính ch t v t li u

Đi u ki n biên:
(i) Biên AB và CD cho cao trình m c nư c ng m;
Đ i đ i v i bài tốn th m trong vùng khơng bão hịa, ngư i ta

(ii) Biên BD cho mưa rơi ho c không cho mưa rơi;

dùng m t hàm s đ mơ t kh năng th m nư c c a ñ t, ñá như sau:

(iii) Biên AC cho lưu lư ng nư c ng m b ng không, Q = 0.

k = f [S , θ , (u a − u w )]

C th ñi u ki n biên ñư c cho
(4.1)

b ng 4.1 sau ñây:

SEEP/W ñã xây d ng m t thư vi n hàm th m mơ t 24 lo i đ t

B ng 4.1. Mơ t cách gán đi u ki n biên cho bài toán th m

khác nhau, m i lo i đ t có m t h s th m K nh t ñ nh.

T

4.1.3

T

Tài li u mưa
Theo TCVN285-2002 tương ng v i t n su t mưa thi t k là

p= 0,5%. V ñư ng t n su t mưa ng v i li t tài li u 28 năm, v i p =
0,5% ta có lư ng mưa tính tốn R = 5866 mm/năm.
4.2

MƠ HÌNH BÀI TỐN TH M TRONG SEEP/W

các trư ng h p tính tốn như

Trư ng h p

Biên AB Biên CD Biên AC
(m)

(m)

Biên BD (m/s)

(m³/s)

1

Trư ng h p 1 H = 0

H=0

Q=0

q=0

2

Trư ng h p 2 H = 0

H=0

Q=0

q = 1,86x10-7

3

Trư ng h p 3 H = 67

H= 20,31

Q=0

q=0

4.2.3

Gi i bài toán th m

4.2.1

Các gi thi t s d ng trong phân tích th m

Ki m tra l i trư c khi ch y chương trình b ng th t c Tools/Verify;

4.2.2

Gán đi u ki n biên mưa trong mơ đun SEEP/W

gi b ng th t c Tools/SOLVE.


19

4.3

TÍNH TỐN

20

N Đ NH B NG SLOPE/W

B ng 4.2. K t qu các phương pháp phân tích theo mơ t t đ nh

Tính n đ nh theo mơ hình t t đ nh

4.3.1
4.3.1.1

Các trư ng h p tính tốn

Trư ng h p 1: Phân tích n đ nh mái d c ch s

Các trư ng h p phân
tích

d ng mơ ñun

SLOPE/W, không xét ñ n nh hư ng áp l c nư c l r ng do mưa, và
gi thi t m c nư c ng m n m

dư i sâu.

FS theo Phương pháp
Morgenstern GLE
Price
Ff
Fm
Ff

Fm

Trư ng h p 1

1,382

1,379

1,386 1,386

Trư ng h p 2: Phân tích n đ nh mái d c s d ng tích h p hai mơ

Trư ng h p 2

1,310

1,314

1,321 1,321

đun SLOPE/W và SEEP/W có xét ñ n nh hư ng c a áp l c nư c l

Trư ng h p 3

1,202

1,197

1,202 1,202

r ng do mưa.

Trư ng h p 4

1,062

1,067

Ghi
chú

TVĐ4

1,062 1,062

Trư ng h p 3: Phân tích n đ nh mái d c s d ng tích h p hai mơ
đun SLOPE/W và SEEP/W có xét ñ n nh hư ng c a áp l c nư c l

4.3.1.6

r ng do mưa và nh hư ng c a ñ ng ñ t.
Trư ng h p 4: Phân tích n đ nh mái d c ch s

So sánh k t qu phương pháp phân tích theo mơ hình
t t đ nh và TCVN285-2002 .

d ng mơ ñun
Theo tiêu chu n TCVN285-2002, ñ ñ m b o k t c u và n n

SLOPE/W và gi thi t mái d c bão hịa hồn tồn và có xét nh

hư ng c a đ ng đ t.

cơng trình an trong tính tốn, h s an tồn nh nh t ph i th a mãn

4.3.1.2

theo bi u th c sau:

D li u cho bài tốn n đ nh

K=

V t li u ñ t, ñá ñư c khai báo theo mơ hình Morh – Colum,
riêng l p đá g c ñư c khai báo là Bedrock.
4.3.1.3

n K
R
≥ c n
N tt
m
(4.3)

T i tr ng tính tốn truy n vào cơng trình

S d ng k t qu tính tốn t h p n i l c b t l i nh t có kh
năng x y ra cho cơng trình trong m i ch ñ làm vi c.
4.3.1.4

Ki m tra và ch y chương trình

4.3.1.5

Hi n th k t qu

.

Mơ hình t t đ nh cho phép phân tích theo nhi u phương pháp

khác nhau, tuy nhiên chưa có câu tr l i chính xác phương pháp nào
t t nh t, vì các thơng s đ u vào là s c đ nh.
4.3.2

Tính n đ nh theo mơ hình phân tích xác su t

SLOPE/W cho phép xem giá FS tương ng v i cung trư t nguy hi m

V i vi c phân tích n đ nh mái d c theo mơ hình xác su t

nh t tương ng các trư ng h p ñư c th hi n trong b ng 4.2 như sau:

cho phép ñánh giá xác su t phá ho i c a mái d c, ch s ñ tin c y,
ñ l ch chu n c a h s an tồn. Q trình th c hi n m t phân tích


21

22

xác su t theo Monte Carlo ñư c th c hi n như sau:

H s an tồn

•

Đ l ch chu n,

Ch n m t l i gi i t t ñ nh, ch ng h n như phương pháp M – P,

ho c GLE.

Xác xu t phá ho i,

•

Ch s ñ tin c y.

Xác ñ nh các thông s bi n đ i c a các thơng s nh p µ và ñ

l ch quân phương δ ñã ñ nh trư c.

Khơng có m i quan h tr c ti p gi a h s an toàn và xác su t phá

•

ho i, có nghĩa là m t mái d c có h s an tồn cao chưa h n ñã n

Tính m t trư t nguy hi m nh t trên cơ s các giá tr trung bình

c a các thơng s đ u.

đ nh hơn m t mái d c có h s an tồn th p hơn (Harr, 1987). Ví d ,

•

Phân tích xác su t đư c th c hi n sau đó, trên m t trư t nguy

k t qu c a tính tốn c a chương trình v i mái d c v i h s an toàn

hi m nh t, s d ng các thơng s đ u vào bi n đ i ñ tính các h s an

b ng FS = 1,2093 và ñ l ch chu n SD = 0,129 s có xác su t phá

tồn tương ng FS1, FS2,…, FSn

ho i P(F) = 4,73 % cao hơn mái d c có h s an tồn FS = 1,2061 và

•

đ l ch chu n SD = 0,086 có xác su t phá ho i 0,84 %.

Th c hi n phân tích xác su t t chu i các h s an tồn FSi tính

Do đó ch s đ tin c y cung c p m t giá tr có ý nghĩa hơn

đư c, t đó tìm đư c hàm m t ñ xác su t, phân b xác su t, xác xu t
phá ho i và ñ tin c y.

h s an tồn. Đó cũng là s t i ưu c a phân tích n đ nh mái d c

4.3.2.1. Thơng s v t li u và t i tr ng tính tốn theo quan đi m xác

theo mơ hình xác su t so v i phân tích theo mơ hình t t đ nh, và đây
cũng chính là s m i m trong nghiên c u c a tác gi .

su t.
Các lo i v t li u và thông s nh p như t i tr ng truy n xu ng
móng, t i tr ng đ ng đ t ñư c gi thi t là hàm phân b chu n v i giá
tr trung bình và đ l ch chu n.
4.3.2.2. K t qu c a phân tích theo mơ hình xác su t
Phân tích xác su t đưa đ n các thơng s có ý nghĩa hơn trong
q trình đánh giá đ

n đ nh mái d c như th nào? Kh năng phá

ho i nó ra sao? Đ tin c y bao nhiêu?
4.3.3

K t qu và bàn lu n

Q trình phân tích n đ nh mái d c theo mơ hình xác su t, s
d ng mơ ph ng Monte Carlo ñã tr l i ñư c b n câu h i mà mơ hình
phân tích theo t t đ nh ho c thi u ho c khơng tr l i chính xác, đó là:

4.3.4

So sánh k t qu c a tác gi v i các tiêu chu n liên quan
Vi t Nam.
V i vi c phân tích n đ nh móng tr đi n xây d ng trên mái

d c có xét đ n các y u t

nh hư ng như: th m do mưa, ñ ng đ t và

phân tích theo hai mơ hình xác xu t và mơ hình t t đ nh tác gi nh n
th y r ng: k t qu tính tốn theo trư ng h p 3 v i h s an toàn theo
c hai phương pháp M – P và phương pháp GLE sát v i giá tr [K]
cho phép theo TCVN285-2002.
V i phân tích theo mơ hình xác su t và có k đ n các y u t
b t l i ñã ñ c p trong lu n văn này đã nói lên đư c s c n thi t c a
ñ tài mà tác gi ñã nghiên c u, nó giúp ích cho các đ ng nghi p, các
k sư, sinh viên và nh ng ai quan tâm đ n bài tốn thi t k , ki m tra


23

24

n đ nh n n móng cơng trình xây d ng trên sư n d c có đ d c l n

K T LU N VÀ KI N NGH

trong ñi u ki n khí h u bi n đ i ph c t p.
Tóm l i đ có k t qu đúng đ n an tồn và kinh t trong thi t

K T LU N

k cơng trình xây d ng trên sư n d c c n xem xét bài toán v i các
y u t gây b t l i như tác gi đã s d ng phân tích trong lu n văn

Vi c s d ng tích h p hai mơ đun SLOPE/W và mơ đun

này: k đ n s th m do mưa m t, k ñ n đ ng đ t, và phân tích theo

SEEP/W vào trong phân tích n đ nh móng c a tr đi n xây d ng

mơ hình xác su t.

trên sư n d c có k đ n các đi u ki n b t l i cho cơng trình theo hai
mơ hình t t đ nh và xác su t mà tác gi ñã s d ng trong lu n văn
này là m t quan ñi m ñúng ñ n cho tính tốn, ki m tra n đ nh mái
d c, nó th hi n quan đi m tính tốn hi n ñ i phù h p v i yêu c u
th c t .
K t qu ph n ánh ñ y ñ tính ch t ng u nhiên c a FS, các thơng s
đ u vào, và c a v t li u ñ t, ñá trong c u t o mái d c, m t khác nó
cũng xét đ n s khơng ch c ch n chính xác c a th c t thi công xây
d ng công trình so v i h sơ b n v thi t k vì q trình thi cơng s
có s sai khác so v i thi t k .
H s an tồn thu đư c thơng qua tính tốn là thơng s ng u nhiên,
v i ñ l ch chu n, xác su t phá ho i, và ñ tin c y. Nó đã tr l i
đư c câu h i mà mơ hình t t đ nh khơng th tr l i ñư c.
M c dù ñã r t c g ng th nhưng lu n văn cịn có m t s h n ch
nh t ñ nh:
S li u kh o sát khơng đ y đ cho phân tích xác su t nên
tác gi ch gi thi t ñ l ch chu n m t cách ch quan;
Trong các phương pháp cân b ng gi i h n s d ng trong
lu n văn ch phân tích theo các công th c cân b ng tĩnh


25

h c, b qua ng su t bi n d ng d n đ n k t qu chính xác

26

-

khơng cao;
Do h n ch v th i gian nghiên c u và không t p trung nên
lu n văn chưa có đi u ki n nghiên c u sâu hơn.
N u có th i gian và s li u nên phân tích bài tốn ph
thu c theo th i gian nhưng mưa ngày, mưa gi .
KI N NGH
N u ñư c nên s d ng k t h p thêm ba mơ đun SEEP/W,
SLOPE/W và SIGMA/W đ phân tích n ñ nh theo phương pháp
ph n t h u h n nh m nâng cao đ chính xác.
Khi thi t k m i cơng trình, ngư i ch nghi m thi t k ho c ch trì
thi t k b môn c n ph i yêu c u l p báo cáo kh o sát m t cách ch t
ch , ñ y ñ và sâu s c ñ cho q trình phân tích tính tốn chính xác
bao g m:1. thí nghi m xác đ nh h s th m c a đ t đá, n u có đi u
ki n nên xác ñ nh hàm th m; 2. Xác ñ nh các thông s kháng c t c a
v t li u theo [5, ph l c A]. Nên s d ng hàm th m thay cho h s
th m đ nâng cao đ chính xác.
Các tiêu chu n [3], [7] c n ñư c hi u ch nh đ phù h p v i u c u
tính tốn v i s

phát tri n c a khoa h c cơng ngh , đ c bi t là

phương pháp s trong cơ h c và kh năng c a máy tính hi n nay.
Đ i v i v n đ thi công c n tuân th m t s n i dung sau ñây ñ

nâng cao n ñ nh cho cơng trình:
-

Nên thi cơng móng cơng trình xong trư c mùa mưa

Thi cơng theo t ng l p đ t dày 20 cm và ñ m k ñ t ñ ch t
thi t k .

-

Tuy t đ i khơng đào ñ t

ta luy âm (chân mái d c) ñ ñ p

làm phá v k t c u ñ t t nhiên.