Nghiên cứu ổn định nền đường đất đắp trên nền thiên nhiên
Nền đường là bộ phận quan trọng của đường ôtô. Bảo đảm ổn định nền
đường là điều kiện tiên quyết để bảo đảm ổn định của kết cấu áo đường. Hai vấn đề
quan trọng nhất đối với nền đường là ổn định và lún. Theo tiêu chuẩn thiết kế nền
đường ôtô hiện hành, nền đường đắp trên nền thiên nhiên phải đảm bảo các yêu cầu
sau đây:
- Nền đường phải đảm bảo ổn định toán khối, không bị sụt trượt mái taluy;
trượt trồi, lún sụt nền đắp trên đất yếu; trượt phần đắp trên sườn dốc,
- Nền đường phải đảm bảo đủ cường độ, không xuất hiện vùng biến dạng dẻo
nguy hiểm có thể gây cho kết cấu mặt đường bị lượn sóng, thậm chí gây phá hoại
kết cấu mặt đường bên trên.
Phương pháp nghiên cứu ổn định nền đường được sử dụng rộng rãi trong
thiết kế hiện nay là phương pháp cân bằng giới hạn. Hệ phương trình cơ bản của
phương pháp này bao gồm hai phương trình cân bằng (bài toán ứng suất phẳng) và
điều kiện chảy dẻo Mohr- Coulomb. Vì không coi đất là vật liệu đàn hồi nên phải
đưa thêm điều kiện chảy dẻo Mohr-Coulomb để có đủ phương trình để xác định
trạng thái ứng suất trong đất. Những điểm trong khối đất thỏa mãn ba phương trình
trên là những điểm ở trạng thái chảy dẻo. Sự xuất hiện một điểm chảy dẻo hoặc
nhiều điểm chảy dẻo cục bộ chưa thể gây phá hoại khối đất. Khối đất chỉ bị phá
hoại khi xuất hiện các lưới đường trượt (lưới các điểm chảy dẻo) cho phép các phần
khối đất trượt tự do tương đối với nhau
Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu ổn định nền đường đất đắp trên nền thiên nhiên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐỖ THẮNG NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG ĐẤT ĐẮP TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô và đường thành phố. Mã số: 62.58.02.05.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS.TSKH. HÀ HUY CƯƠNG 2. TS. VŨ ĐỨC SỸ Hà Nội - 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Đỗ Thắng ii LỜI CẢM ƠN Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới GS.TSKH Hà Huy Cương và TS Vũ Đức Sỹ đã tận tình hướng dẫn về khoa học, tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn các Giáo sư, Phó Giáo sư, Tiến sỹ, các chuyên gia, các nhà khoa học trong và ngoài Trường Đại học Giao thông Vận tải đã có nhiều ý kiến đóng góp và chỉ dẫn quý báu cho luận án. Tác giả xin trân trọng cảm ơn cán bộ, giảng viên của Bộ môn Đường bộ, Khoa Công trình, Phòng Đào tạo Sau đại học - Trường Đại học Giao thông Vận tải đã tạo điều kiện, giúp đỡ cho tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu tại Nhà trường. Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Kiến trúc & Công trình - Trường Đại học Dân lập Phương Đông, nơi tác giả đang công tác, đã tạo điều kiện để tác giả có thể hoàn thành được luận án. Cuối cùng, tác giả muốn bày tỏ lòng biết ơn đối với những người thân trong gia đình đã động viên khích lệ và chia sẻ khó khăn với tác giả trong suốt thời gian thực hiện luận án. Tác giả luận án Đỗ Thắng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... ii MỤC LỤC .............................................................................................................iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ................................................................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................... viii MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 3 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................. 3 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ....................................................... 3 5. Bố cục của luận án ........................................................................................ 4 6. Đóng góp mới của luận án ............................................................................. 5 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG ĐẤT ĐẮP TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN ................................................................................... 7 1.1. Phân tích các nghiên cứu liên quan ở trong và ngoài nước .......................... 7 1.1.1. Các dạng mất ổn định nền đắp trên nền thiên nhiên .......................... 7 1.1.2. Phương pháp nghiên cứu ổn định nền đường .................................... 9 1.1.2.1. Các liên hệ cơ bản của vật liệu đàn dẻo lý tưởng ...................... 9 1.1.2.2. Phương pháp nghiên cứu ổn định khối đất .............................. 16 1.1.2.3. Cường độ giới hạn nền thiên nhiên ......................................... 17 1.1.2.4. Phương pháp nghiên cứu ổn định mái dốc .............................. 27 1.2. Những vấn đề còn tồn tại trong nghiên cứu ổn định nền đường đất đắp trên nền thiên nhiên ......................................................................................... 33 1.3. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án ........................................... 34 Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG ĐẤT ĐẮP TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN ................................................................................. 36 iv 2.1. Lý thuyết min (max) ................................................................................. 36 2.1.1. Trường ứng suất đàn hồi trong đất .................................................. 37 2.1.2. Trường ứng suất dựa trên lý thuyết min (max) ................................. 40 2.2. Xây dựng bài toán xác định trường ứng suất trong đất .............................. 44 2.3. Phương pháp sai phân hữu hạn để giải bài toán ........................................ 46 2.4. Lời giải bài toán Flamant bằng số ............................................................. 48 2.5. Lời giải bài toán phẳng theo lý thuyết min (max) ...................................... 52 2.6. Kết quả và bàn luận .................................................................................. 54 Chương 3 BÀI TOÁN CƠ BẢN VỀ TẢI TRỌNG GIỚI HẠN VÀ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC .... 56 3.1. Trạng thái ứng suất tự nhiên của nền đất trong nửa không gian vô hạn ..... 56 3.2. Bài toán Prandtl ........................................................................................ 57 3.3. Bài toán góc dốc giới hạn của khối cát khô ............................................... 61 3.4. Kết quả và bàn luận .................................................................................. 67 Chương 4 NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH KHỐI ĐẤT CÓ MÁI DỐC THẲNG ĐỨNG .............. 69 4.1. Nghiên cứu ổn định mái dốc thẳng đứng do tải trọng ngoài ...................... 69 4.2. Nghiên cứu ổn định mái dốc thẳng đứng do trọng lượng bản thân ............ 77 4.3. Kết quả và bàn luận .................................................................................. 83 Chương 5 PHƯƠNG PHÁP MỚI NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG ĐẤT ĐẮP TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN ................................................................................. 85 5.1. Nghiên cứu ổn định nền đường đất đắp trên nền thiên nhiên..................... 85 5.1.1. Xây dựng bài toán ........................................................................... 85 5.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của lưới sai phân đến chiều cao giới hạn nền đắp ..................................................................................................... 87 5.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của bề rộng nền đắp đến chiều cao giới hạn nền đắp ..................................................................................................... 87 5.1.4. Khảo sát ảnh hưởng của độ dốc taluy đến chiều cao giới hạn nền đắp............................................................................................................ 88 v 5.1.5. Khảo sát ảnh hưởng của lực dính đơn vị đến chiều cao giới hạn nền đắp ..................................................................................................... 89 5.1.6. Khảo sát ảnh hưởng của góc nội ma sát đến chiều cao giới hạn nền đắp ..................................................................................................... 90 5.1.7. So sánh kết quả tính toán chiều cao giới hạn nền đắp theo phương pháp phân tích giới hạn với phương pháp cân bằng giới hạn ....... 92 5.1.8. Khảo sát ảnh hưởng của nền đất không đồng nhất đến chiều cao giới hạn nền đắp ....................................................................................... 94 5.2. Ứng dụng phương pháp mới nghiên cứu ổn định nền đường trong tính toán thiết kế .................................................................................................... 99 5.3. Kết quả và bàn luận ................................................................................ 100 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 102 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC Đà CÔNG BỐ ....................... 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 105 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU B Bề rộng nền đường c Lực dính đơn vị c0 Lực dính đơn vị của nền thiên nhiên c1 Lực dính đơn vị của nền đắp E Môđun đàn hồi G Môđun trượt H Chiều cao nền đắp Hgh Chiều cao giới hạn nền đắp i, j Thứ tự hàng và cột trong lưới sai phân K0 Hệ số áp lực đất tĩnh m, n Số nút lưới sai phân theo trục y và theo trục x Nc, Nq, N Hệ số tải trọng giới hạn p Tải trọng tác dụng pgh Tải trọng giới hạn x, y Kích thước ô lưới sai phân theo trục x và trục y Góc nội ma sát 0 Góc nội ma sát của nền thiên nhiên 1 Góc nội ma sát của nền đắp Trọng lượng thể tích Biến dạng tương đối Hệ số Poisson Ứng suất nén x, y Ứng suất pháp theo phương x, y 1, 2 Các ứng suất chính Ứng suất tiếp f Ứng suất tiếp giới hạn max Ứng suất tiếp lớn nhất xy, yx Các ứng suất tiếp vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Ứng suất pháp y theo lý thuyết đàn hồi tại vị trí giữa dải tải trọng ....... 50 Bảng 4.1. Tải trọng giới hạn khối đất có mái dốc thẳng đứng ................................ 71 Bảng 4.2. Tải trọng giới hạn khối đất có mái dốc thẳng đứng ................................ 73 Bảng 4.3. Chiều cao giới hạn khối đất có mái dốc thẳng đứng............................... 79 Bảng 4.4. Chiều cao giới hạn khối đất có mái dốc thẳng đứng............................... 80 Bảng 5.1. Chiều cao giới hạn nền đường theo bề rộng ô lưới sai phân ................... 87 Bảng 5.2. Chiều cao giới hạn nền đường theo chiều rộng nền đường .................... 88 Bảng 5.3. Chiều cao giới hạn nền đường theo độ dốc taluy ................................... 88 Bảng 5.4. Chiều cao giới hạn nền đường theo lực dính đơn vị ............................... 89 Bảng 5.5. Chiều cao giới hạn nền đường theo góc nội ma sát ................................ 91 Bảng 5.6. Chiều cao giới hạn nền đường theo phương pháp phân tích giới hạn ..... 92 và phương pháp cân bằng giới hạn đối với trường hợp đất dính lý tưởng (m) ........ 92 Bảng 5.7. Chiều cao giới hạn nền đường theo phương pháp phân tích giới hạn ..... 93 và phương pháp cân bằng giới hạn đối với trường hợp đất thông thường (m) ........ 93 Bảng 5.8. Quan hệ giữa tỷ số Hgh*/c0 với góc nội ma sát và tỷ số lực dính đơn vị .................................................................................................................... 97 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Các hiện tượng mất ổn định nền đường đắp ............................................. 7 Hình 1.2. Mô hình đàn dẻo lý tưởng ..................................................................... 10 Hình 1.3. Vòng tròn Mohr .................................................................................... 11 Hình 1.4. Điều kiện chảy dẻo Mohr-Coulomb ....................................................... 12 Hình 1.5. Mặt chảy dẻo và vectơ tốc độ biến dạng dẻo.......................................... 14 Hình 1.6. Sơ đồ tính toán theo định lý giới hạn dưới ............................................. 17 Hình 1.7. Sơ đồ tính toán theo định lý giới hạn trên .............................................. 19 Hình 1.8. Sơ đồ tải trọng và vùng cân bằng giới hạn ............................................. 19 Hình 1.9. Sơ đồ khả năng chịu tải của nền theo Terzaghi ...................................... 20 Hình 1.10. Sơ đồ khả năng chịu tải của nền theo Berezansev ................................ 21 Hình 1.11. Sơ đồ xác định trạng thái ứng suất trường hợp tải trọng hình băng phân bố đều ........................................................................................................... 22 Hình 1.12. Sơ đồ xác định trạng thái ứng suất trường hợp tải trọng hình băng phân bố dạng tam giác ........................................................................................... 24 Hình 1.13. Đường đẳng Kmin và bề rộng vùng dẻo R ............................................. 26 Hình 1.14. Sơ đồ tính ổn định mái dốc .................................................................. 28 Hình 1.15. Trường ứng suất giả thiết ..................................................................... 31 Hình 1.16. Mặt trượt giả thiết dạng xoắn ốc logarit ............................................... 32 Hình 2.1. Đầm chặt đất ......................................................................................... 36 Hình 2.2. Ứng suất trên phân tố đất ....................................................................... 37 Hình 2.3. Ứng suất tiếp max (max) ........................................................................ 40 Hình 2.4. Sơ đồ tính nền đắp hình thang ............................................................... 44 Hình 2.5. Mặt thoáng nằm ngang .......................................................................... 45 Hình 2.6. Mặt thoáng nghiêng ............................................................................... 45 Hình 2.7. Ô lưới sai phân tính toán ....................................................................... 46 Hình 2.8. Sơ đồ giải bài toán Flamant ................................................................... 48 Hình 2.9. Sơ đồ tính toán theo phương pháp sai phân ........................................... 49 Hình 2.10. Biểu đồ các đường đẳng ứng suất pháp y (kPa) theo lý thuyết đàn hồi .................................................................................................................. 50 ix Hình 2.11. Biểu đồ ứng suất pháp y (kPa) tại vị trí giữa dải tải trọng theo phương pháp sai phân hữu hạn và giải tích ............................................................ 51 Hình 2.12. Biểu đồ các đường đẳng ứng suất pháp y (kPa) theo lý thuyết min (max) .............................................................................................................. 53 Hình 2.13. Biểu đồ ứng suất pháp y (kPa) tại vị trí giữa dải tải trọng theo lý thuyết đàn hồi và lý thuyết min (max) ................................................................ 53 Hình 3.1a. Biểu đồ ứng suất x (kPa) .................................................................... 56 Hình 3.1b. Biểu đồ ứng suất y (kPa) .................................................................... 56 Hình 3.2. Ứng suất tiếp xúc dưới móng cứng ........................................................ 58 Hình 3.3. Sơ đồ giải bài toán Prandtl ..................................................................... 60 Hình 3.4. Biểu đồ các đường đẳng trị khả năng chảy dẻo ...................................... 61 Hình 3.5. Sơ đồ tính toán g ... có cường độ lớn hơn nền đắp thì chiều cao giới hạn của nền đắp như trình bày ở trên bằng trường hợp nền đồng nhất có chỉ tiêu cơ lý của nền đắp. Do đó chiều cao giới hạn nền đắp trong trường hợp này được tra ứng với tỷ số c1/c0=1và thay tỷ số Hgh*/c0 bằng Hgh*/c1. 5.2. Ứng dụng phương pháp mới nghiên cứu ổn định nền đường trong tính toán thiết kế Trong công tác thiết kế đường, việc kẻ đường đỏ ngoài nhiệm vụ đảm bảo các yếu tố hình học của đường còn phải đảm bảo yêu cầu về ổn định nền đường. Cách làm thông thường của người thiết kế hiện nay là sau khi thiết kế xong trắc dọc, trắc ngang mới tiến hành kiểm toán ổn định cho các mặt cắt nguy hiểm. Do đó, người thiết kế sẽ mất nhiều thời gian và công sức. Từ kết quả xác định chiều cao giới hạn của nền đường đảm bảo điều kiện ổn định cho nhiều trường hợp khác nhau (bảng 5.8 và toán đồ hình 5.7), ta có thể nhập vào các phần mềm thiết kế đường để tự động vẽ được đường chiều cao giới hạn như hình 5.8. Đường đỏ thiết kế phải nằm dưới đường chiều cao giới hạn và hệ số ổn định chính là tỷ số giữa chiều cao giới hạn và khoảng chênh cao của đường đỏ với đường đen. Khi thi công nền đường đắp trên đất yếu thường phải chia thành nhiều giai đoạn với chiều cao đắp khác nhau để đảm bảo ổn định. Do vậy, thông qua kết quả xác định chiều cao giới hạn, người kỹ sư có thể lựa chọn chiều cao đắp các giai đoạn nhanh chóng và thuận lợi. Để kiểm toán ổn định các mặt cắt ngang đường đã thiết kế hoặc thi công, ta chỉ cần so sánh chiều cao đắp với chiều cao giới hạn, nếu nhỏ hơn thì nền đường đảm bảo ổn định và ngược lại. Ngoài ra, từ biểu đồ các đường đẳng trị khả năng chảy dẻo sẽ xác định được lưới mặt trượt nên có thể đưa ra được các biện pháp gia cường phù hợp, đúng vị trí để nâng cao ổn định nền đường khi cần. 100 ®êng ChiÒu cao giíi h¹n H gh 1. 91 2. 80 2. 68 2. 68 2. 70 2. 70 2. 50 2. 50 2. 70 2. 55 2. 60 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 50.00 0. 00 50 .0 0 10 0. 00 15 0. 00 20 0. 00 25 0. 00 30 0. 00 35 0. 00 40 0. 00 45 0. 00 50 0. 00 KM8 1 H1 2 H2 3 H3 4 H4 5 H5 H1 H2 H3 H4 H5KM8 3. 39 2. 50 2. 62 2. 62 2. 60 2. 60 2. 80 2. 80 2. 60 2. 75 2. 70 5. 30 5. 30 5. 30 5. 30 5. 30 5. 30 5. 30 5. 30 5. 30 5. 30 5. 30 500.00 0.0% R·nh tr i¸ R·nh ph¶i Dèc däc thiÕt kÕ Cao ®é thiÕt kÕ Cao ®é thiªn nhiªn Cù ly lÎ Cù ly céng dån Tªn cäc Lý tr×nh ®o¹n th¼ng, ®o¹n cong Km 8+0.00 Km8+500.00 Hình 5.8. Trắc dọc thiết kế 5.3. Kết quả và bàn luận 1- Dùng lý thuyết min (max) và phương pháp phân tích giới hạn cho ta đầy đủ phương trình để nghiên cứu ổn định đồng thời nền đắp và nền thiên nhiên. 2- Chương trình tính cho phép giải bài toán ổn định nền đường đắp một cách nhanh chóng và xác định được trạng thái ứng suất xuất hiện trong nền đắp và nền thiên nhiên trong các điều kiện khác nhau về cấu tạo hình học của nền đường, các đặc trưng cơ lý của đất đắp và nền thiên nhiên. Qua khảo sát, tính toán một cách hệ thống cho thấy kết quả nghiên cứu của tác giả phù hợp với thực tế về mặt quy luật. 3- Kết quả xác định chiều cao giới hạn nền đắp theo phương pháp của tác giả xấp xỉ với chiều cao có chiết giảm theo các phương pháp mặt trượt (lấy hệ số an toàn lớn hơn 1) do phương pháp mặt trượt cho ta giới hạn trên của chiều cao nền đắp. 101 4- Từ việc xây dựng một số chương trình tính, lập được bảng tra và toán đồ giúp người kỹ sư nhanh chóng xác định được chiều cao và độ dốc giới hạn của nền đắp. Ngoài ra, từ biểu đồ các đường đẳng trị khả năng chảy dẻo sẽ xác định được lưới mặt trượt nên có thể đưa ra được các biện pháp gia cường phù hợp, đúng vị trí để nâng cao ổn định nền đường khi có yêu cầu. 5- Ngoài ra, hệ số ổn định của nền đắp có thể được xác định bằng tỷ số giữa chiều cao giới hạn và khoảng chênh cao của đường đỏ với đường đen. 102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận chung 1- Khác với các phương pháp truyền thống của cơ học đất, tác giả sử dụng lý thuyết min (max) để có thể áp dụng trực tiếp lý thuyết phân tích giới hạn vào nghiên cứu ổn định nền đất (không cho trước trạng thái ứng suất và hoặc dạng mặt trượt). Sử dụng định lý giới hạn dưới của lý thuyết phân tích giới hạn cho ta biết được phân bố ứng suất trong khối đất trước khi phá hỏng và các mặt trượt xảy ra trong khối đất, từ đó có thể đưa ra các biện pháp phù hợp nâng cao ổn định nền đất khi cần thiết. 2- Khác với phương pháp truyền thống là phương pháp nghiên cứu tách rời ổn định mái dốc với cường độ giới hạn của nền thiên, tác giả xây dựng bài toán ổn định tổng thể của nền đắp trên nền thiên nhiên để có thể xét được ảnh hưởng qua lại giữa chúng. 3- Các bài toán ổn định khối đất trình bày trong luận án là đúng đắn về cơ học, chặt chẽ về toán học và mới. Xét về mặt toán thì đó là các bài toán quy hoạch phi tuyến do có ràng buộc là điều kiện chảy dẻo Mohr- Coulomb. Phương pháp giải số là phương pháp sai phân hữu hạn và để sử dụng các hàm tối ưu có sẵn, tác giả lập trình trên phần mềm Matlab để giải. Sơ đồ sai phân dùng trong luận án cho kết quả với độ chính xác cao, ví dụ như bài toán Flamant bằng số, góc dốc giới hạn của vật liệu có nội ma sát không dính đúng bằng góc nội ma sát của vật liệu, tải trọng giới hạn của mái dốc thẳng đứng trùng với công thức lý thuyết (kết quả này cũng là mới), v.v... 4- Trong luận án trình bày các bài toán ổn định khác nhau: cường độ giới hạn của nền đất nằm ngang dưới tải trọng móng cứng (bài toán Prandtl), mái dốc của khối cát khô, mái dốc thẳng đứng trên nền thiên nhiên dưới tác dụng của tải ngoài và trọng lượng bản thân, nền đắp hình thang trên nền thiên nhiên dưới tác dụng của trọng lượng bản thân. Từ những nghiên cứu đó có thể rút ra các kết luận và nhận xét định tính và định lượng sau đây: 4.1- Điều kiện chảy dẻo Mohr- Coulomb cho biết vật liệu có nội ma sát càng lớn thì sức chịu tải càng lớn. Tuy nhiên đối với vật liệu xây dựng nền đắp như đất, 103 cát các loại, đá dăm vụn... thì vật liệu có lực dính đơn vị lớn mới là vật liệu bảo đảm ổn định mái dốc tốt hơn. Thực tiễn xây dựng nền đường đắp ở nước ta đã chứng thực điều đó. 4.2- Mặt trượt xuất hiện trên mái dốc và mặt nền đắp khi có tải trọng ngoài tác dụng. 4.3- Khi nghiên cứu ổn định nền đường đắp mà chỉ xét trọng lượng bản thân của đất thì không xuất hiện mặt trượt trên mái dốc và mặt nền đắp. 4.4- Tùy theo cường độ (c, ) của vật liệu nền đắp và nền thiên nhiên mà xảy ra các trường hợp phá hoại: cường độ vật liệu đắp càng lớn thì chiều cao giới hạn nền đắp càng lớn, độ dốc taluy càng lớn. Khi nền đắp có cường độ (c, ) bằng hoặc nhỏ hơn cường độ nền thiên nhiên thì mặt trượt chỉ xuất hiện ở chân taluy nền đắp, Khi nền đắp có cường độ lớn hơn nền thiên nhiên thì mặt trượt ăn sâu vào nền thiên nhiên. 4.5- Những tính toán so sánh cho thấy chiều cao giới hạn nền đắp theo phương pháp của tác giả xấp xỉ với chiều cao có chiết giảm theo các phương pháp mặt trượt (lấy hệ số an toàn lớn hơn 1). Điều này giải thích được bởi vì phương pháp mặt trượt cho ta giới hạn trên của chiều cao nền đắp. 5- Phương pháp nghiên cứu ổn định nền đường đất đắp trên nền thiên nhiên trình bày trong luận án là phương pháp mới. Tác giả đã xây dựng một số chương trình tính, lập được bảng tra và toán đồ giúp người kỹ sư nhanh chóng xác định được chiều cao và độ dốc giới hạn của nền đắp. Ngoài ra, từ biểu đồ các đường đẳng trị khả năng chảy dẻo sẽ xác định được lưới mặt trượt nên có thể đưa ra được các biện pháp gia cường phù hợp, đúng vị trí để nâng cao ổn định nền đường. 2. Kiến nghị 1- Dùng lý thuyết min (max) và phương pháp phân tích giới hạn để nghiên cứu ổn định nền đường đất đắp trên nền thiên nhiên. 2- Có thể dùng phương pháp này để nghiên cứu ổn định nền đường đào. 3. Hướng nghiên cứu tiếp theo Kết hợp với lý thuyết cố kết để giải quyết hai vấn đề quan trọng nhất đối với nền đường là ổn định và lún. 104 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC Đà CÔNG BỐ 1. Đỗ Thắng (2013). “Trường ứng suất trong đất theo lý thuyết đàn hồi và lý thuyết min (max)”. Tạp chí Cầu đường Việt Nam. 10/2013. tr. 30 - 33. 2. Đỗ Thắng (2013). “Nghiên cứu ổn định của mái dốc thẳng đứng bằng phương pháp phân tích giới hạn”. Tạp chí Xây dựng. 11/2013. tr. 103 - 104. 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO I. TIẾNG VIỆT 1. N.I. Bêdukhôp (1978) người dịch Phan Ngọc Châu. Cơ sở lý thuyết đàn hồi lý thuyết dẻo lý thuyết từ biến. Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp. Hà Nội. 2. Đào Huy Bích (2004). Lý thuyết dẻo và các ứng dụng. Nhà xuất bản Xây dựng. Hà Nội. 3. Nguyễn Ngọc Bích. Lê Thị Thanh Bình. Vũ Đình Phụng (2005). Đất xây dựng- địa chất công trình và kỹ thuật cải tạo đất trong xây dựng. Nhà xuất bản Xây dựng. Hà Nội. 4. Nguyễn Ngọc Bích (2013). Cơ học đất ứng dụng trong xây dựng. Nhà xuất bản Xây dựng. Hà Nội. 5. Bộ Giao thông Vận tải (1987). Quy trình khảo sát địa chất công trình và thiết kế biện pháp ổn định nền đường vùng có hoạt động trượt. sụt lở 22TCN 171 – 87. Hà Nội. 6. Bộ Giao thông Vận tải (2000). Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ôtô đắp trên đất yếu 22TCN 262 – 2000. Hà Nội. 7. Bộ Khoa học và Công nghệ (2006). Đường ôtô – Yêu cầu thiết kế TCVN 4054 – 2005. Hà Nội. 8. Bộ Khoa học và Công nghệ (2012). Đường ôtô cao tốc – Yêu cầu thiết kế TCVN 5729 – 2012. Hà Nội. 9. Bộ Khoa học và Công nghệ (2012). Nền đường ôtô – Thi công và nghiệm thu TCVN 9436 – 2012. Hà Nội. 10. Cao Văn Chí. Trịnh Văn Cương (2003). Cơ học đất . Nhà xuất bản Xây dựng. Hà Nội. 11. Đỗ Bá Chương (2013). Thiết kế đường ôtô. tập (1). Nhà xuất bản Giáo dục. Hà Nội. 12. Hà Huy Cương (2005). “Phương pháp nguyên lý cực trị Gauss”. Tạp chí Khoa học và kỹ thuật. IV/2005. tr. 112 - 118. 106 13. Nguyễn Văn Đạo (2001). Cơ học giải tích. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội. 14. Bùi Anh Định (2004). Cơ học đất. Nhà xuất bản Xây dựng. Hà Nội. 15. Tạ Văn Đĩnh (2002). Phương pháp sai phân và phương pháp phần tử hữu hạn. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội. 16. L.E. Engôn (1974) người dịch Hoàng Tấn Hưng. Phép tính biến phân. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội. 17. Dương Học Hải. Nguyễn Xuân Trục (2005). Thiết kế đường ôtô. tập (2). Nhà xuất bản Giáo dục. Hà Nội. 18. Dương Học Hải (2005). Thiết kế đường ôtô. tập (4). Nhà xuất bản Giáo dục. Hà Nội. 19. Ngô Thị Thanh Hương (2012). Luận án tiến sỹ kỹ thuật “Nghiên cứu tính toán ứng suất trong nền đất các công trình giao thông”. Học viện Kỹ thuật Quân sự. Hà Nội. 20. Đặng Hữu. Đỗ Bá Chương. Nguyễn Xuân Trục (1976). Sổ tay thiết kế đường ôtô. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội. 21. Pierre Lareal. Nguyễn Thành Long. Lê Bá Lương. Nguyễn Quang Chiêu. Vũ Đức Lục (1994). Nền đường đắp trên đất yếu trong điều kiện Việt Nam. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội. 22. Nguyễn Xuân Lựu (2004). Lý thuyết đàn hồi. Nhà xuất bản Giao thông vận tải. Hà Nội. 23. Vũ Công Ngữ. Nguyễn Văn Dũng (2000). Cơ học đất. Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội. 24. Phan Trường Phiệt (2010). Cơ học đất ứng dụng và tính toán công trình trên nền đất theo trạng thái giới hạn . Nhà xuất bản Xây dựng. Hà Nội. 25. Phan Trường Phiệt. Phan Trường Giang (2011). Tính toán phân tích trượt lở đất đá. giải pháp đề phòng và giảm nhẹ tác hại. Nhà xuất bản Xây dựng. Hà Nội. 107 26. Vũ Đình Phụng. Vũ Quốc Cường (2005). Công nghệ và vật liệu mới trong xây dựng đường. tập (1). Nhà xuất bản Xây dựng. Hà Nội. 27. Nguyễn Xuân Trục. Dương Học Hải (2011). Sổ tay thiết kế đường ô tô. tập (1). Nhà xuất bản Giáo dục. Hà Nội. 28. Nguyễn Xuân Trục. Dương Học Hải. Vũ Đình Phụng (2003). Sổ tay thiết kế đường ô tô. tập (2). Nhà xuất bản Giáo dục. Hà Nội. 29. Hoàng Tụy (2006). Lý thuyết tối ưu. Viện Toán học. Hà Nội. 30. R. Whitlow (1999) người dịch Nguyễn Uyên và Trịnh Văn Cương. Cơ học đất tập (1. 2). Nhà xuất bản Giáo dục. Hà Nội. II. TIẾNG ANH 31. J. H. Atkinson (2007). The mechanics of soil and foundations. Published by Taylor & Francis. Oxford. 32. A. W. Bishop (1955). “The use of slip circle in stability of slopes”. Geotechnique. London. (5). pp 7 - 17. 33. W. F. Chen. Charles R. Scawthorn (1968). Soil mechanics and theories of plasticity: Limit analysis and limit equilibrium solutions in soil. Lehigh University. Pennsylvania. 34. W. F. Chen (2008). Limit analysis and soil plasticity. J. Ross Publishing edition is an unabridged republication of the work originally published by Elsevier Scientific Publishing Co.. Amsterdam. 35. D. C. Drucker (1951). “A more fundamental approach to plastic stress-strain relations”. In Proceedings of the First U. S. National Congress of Applied Mechanics. Chicago. pp. 487 - 491. 36. D. C. Drucker. W. Prager (1952). “Soil mechanics and plasticity analysis or limit design”. Quarterly of Applied Mathematics. Providence. (10). pp. 157 - 165. 37. A. J. M. Ferreira (2009). Matlab codes for finite element analysis. Springer Publishers. Porto. 108 38. W. O. Fellenius (1936). “Calculation of the stability of earth dams”. Transactions. 2nd Congress on Large Dams. Washington (4). pp. 445 - 459. 39. D. G. Fredlund. J. Krahn (1977). “Comparison of slope stability menthods of analysis”. Can. Geotech. J. Ottawa (14). pp. 429 - 439. 40. R. Hill (1950). The mathematical theory of plasticity. Oxford University Press. Oxford. 41. Jan A. König (1987). Shakedown of elastic-plastic structures. PWN – Polish Scientific Publishers. Warszawa. 42. J. Krahn (2003). “The 2001 R.M. Hardy lecture: The limits of limit equilibrium analyses”. Can. Geotech. J. Ottawa (40). pp. 643 - 660. 43. H. T. V. Pham. D. G. Fredlund (2003). “The application of dynamic programming to slope stability analysis”. Can. Geotech. J. Ottawa (40). pp. 830 - 847. 44. D. W. A. Rees (2006). Basic engineering plasticity. Published by Elsevier Ltd. Oxford. 45. Karl Terzaghi (1943). Theoretical soil mechanics. Wiley. New York. 46. Karl Terzaghi. Ralph B. Peck. Golamreza Mersi (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice. Wiley-Interscience. Hoboken. 47. N. Tsytovich (1976). Soil mechanics. Mir Publishers. Moscow. 48. Arnold Verruijt (2010). Soil mechanics. Delft University of Technology. Delft. 49. David Muir Wood (1990). Soil behaviour and critical state soil mechanics. Cambridge University Press. Cambridge. 50. David Muir Wood (2004). Geotechnical modelling. CRC Press. Florida. 51. H. S. Yu. R. Salgado. S. W. Sloan. J. M. Kim (1998). “Limit analysis versus limit equilibrium for slope stability”. J. Geotech. Engng. Reston (124). pp. 1 - 11. 52. O. C. Zienkiewicz. R. L. Taylor. J. Z. Zhu (2005). The finite element method: Its basis and fundamentals. Butterworth-Heinemann Publishers. Oxford.
File đính kèm:
- nghien_cuu_on_dinh_nen_duong_dat_dap_tren_nen_thien_nhien.pdf
- Phu luc LA Thang.pdf
- Thong tin LA TA Thang.doc
- Thong tin LA TV Thang.doc
- Tom tat TA Thang.pdf
- Tom tat TV Thang.pdf