ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ THU THỦY PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC NỀN ĐƯỜNG ĐẮP CAO ĐƯC XỬ LÝ BẰNG LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH : CẦU, TUYNEN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG KHÁC TRÊN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG SẮT MÃ SỐ NGÀNH : 2.15.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 01 NĂM 2007 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS TRẦN XUÂN THỌ Cán chấm nhận xét : GS TSKH NGUYỄN VĂN THƠ Cán chấm nhận xét : PGS TS TRẦN THỊ THANH Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp HCM, ngày tháng năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thị Thu Thủy Phái: Nữ Ngày, tháng, năm Sinh: 15 – 06 – 1977 Nơi Sinh: Quảng Ngãi I TÊN ĐỀ TÀI : PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng 01 năm 2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC -Tp.HCM, ngày 06 tháng 10 năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : Nguyễn Thị Thu Thủy Phái : nữ Ngày, tháng, năm sinh : 15/06/1977 Nơi sinh : Quảng Ngãi Chuyên ngành : Cầu, Tuynen công trình xây dựng khác đường ô tô đường sắt MSHV : 00104033 I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC NỀN ĐƯỜNG ĐẮP CAO ĐƯC XỬ LÝ BẰNG LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : Nhiệm vụ: Ứng dụng lưới địa kỹ thuật để tăng cường ổn định mái dốc đường đắp cao Nội dung luận văn : Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan ổn định mái dốc đường đắp cao khu vực miền núi kết cấu đất có gia cường (đất có cốt) Chương 3: Phương pháp tính toán ổn định mái dốc có cốt Chương 4: Nghiên cứu thiết kế cấu tạo mái dốc đường đắp cao xử lý lưới địa kỹ thuật Chương 5: Phân tích ổn định mái dốc đường đắp cao khu vực miền núi xử lý lưới địa kỹ thuật Chương 6: Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06 / 02 / 2006 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06 / 10 / 2006 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS TRẦN XUÂN THỌ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS TRẦN XUÂN THỌ TS LÊ THỊ BÍCH THỦY Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày 06 tháng 10 năm 2006 TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành với giúp đỡ tận tình Tiến Só Trần Xuân Thọ _ người thầy thường xuyên theo dõi, hướng dẫn thời gian qua để hoàn thành luận văn Qua tác giả bày tỏ lời cảm ơn Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, khoa Sau Đại Học, khoa Xây Dựng, môn Cầu Đường, môn Địa Cơ Nền Móng Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy cô truyền đạt kiến thức năm qua Xin chân thành cảm ơn công ty cổ phần Tư Vấn Thiết Kế Giao Thông Vận Tải phía Nam đồng nghiệp, bạn bè tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ trình học tập thu thập tài liệu để hoàn thành luận văn Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình động viên, khuyến khích tạo điều kiện để tác giả học tập hoàn thành luận văn Tp HCM ngày tháng 01 năm 2007 Học viên cao học Nguyễn Thị Thu Thủy MỤC LỤC TÓM TẮT LUẬN VĂN Với luận văn này, tác giả tập trung nghiên cứu ổn định mái dốc đường đắp cao có gia cường lưới địa kỹ thuật Trên sở lý thuyết phương pháp khối nêm hai phần, tác giả phân tích toán tổng quát ổn định mái dốc đắp có gia cường lưới địa kỹ thuật theo trạng thái giới hạn rút số kết luận cách bố trí lưới mái dốc đắp Một số kết luận rút từ luận văn: - Chiều dài lưới không bị ảnh hưởng loại lưới sử dụng mà phụ thuộc chiều cao mái dốc, tiêu lý đất đắp tải trọng - Chiều dài lưới đáy mái dốc LB phụ thuộc chế trượt đáy kết cấu Chiều dài lưới đỉnh mái dốc LT phụ thuộc vị trí mặt trượt tới hạn - Khoảng cách lớp lưới phụ thuộc loại lưới sử dụng - Tùy thuộc chiều cao mái dốc H số lớp lưới N mà chia mái dốc thành vùng để bố trí lưới, cụ thể : +H 4m, N lớp: vùng + 4m < H 8m, < N + 8m < H 11m, < N < 16 lớp: vùng + H > 11m, N lớp: vùng 16 lớp: vùng Trên vùng, bố trí lưới với khoảng cách khoảng cách lưới vùng tăng dần từ đáy mái doác ABSTRACT In this thesis, the author focused on studying the solutions to improve the stability of slopes reinforced by geogrids Based on the theory of the two – part wedge mechanism, the author analysed the general problem about stabling of slopes reinforced by geogrids in limit status It is concluded the methods to arrange geogrid in slope as following: - The geogrid lengths is not affected by its material but affected by the height of slope, uniform soil properties and surchage load - The geogrid lengths at base of slope LB depend on the critical base – sliding mechanism The geogrid lengths at top of slope LT depend on the position of critical failure surfares - The spacing between geogrids depends on the kind of geogrids - Based on the slope height H and the number of geogrid layers N, it can be divided the zones to install the geogrids +H 4m, N layers: zone + 4m < H 8m, < N + 8m < H 11m, < N < 16 layers: zones + H > 11m, N layers: zones 16 layers: zones Geogrids must be arranged with regular spacing and increased from the bottom in each zones MUÏC LỤC Chương 1: Giới Thiệu trang 1.1 Đặt vấn đề trang 1.2 Vai trò quan trọng đường ý nghóa việc phân tích ổn trang định mái dốc đường đắp cao xử lý lưới địa kỹ thuật 1.3 Các nội dung nghiên cứu trang 1.4 Giới hạn phạm vi nghiên cứu trang 1.5 Hạn chế luận văn trang Chương 2: Tổng quan ổn định mái dốc đường đắp cao khu trang vực miền núi kết cấu đất có gia cường (đất có cốt) 2.1 Các dạng ổn định mái dốc đường đắp cao khu vực miền trang núi 2.2 Các giải pháp tăng cường ổn định mái dốc đường đắp cao khu trang vực miền núi 2.3 Tổng quan kết cấu đất có gia cường ( đất có cốt) trang 15 2.4 Nhận xét trang 33 Chương 3: Phương pháp tính toán ổn định mái dốc có cốt trang 35 3.1 Các trạng thái giới hạn trang 35 3.2 Cơ sở thiết kế, tính toán mái dốc có cốt trang 37 3.3 Các phương pháp tính toán ổn định mái dốc có cốt trang 37 3.4 Nhận xét trang 50 Chương 4: Nghiên cứu thiết kế cấu tạo mái dốc đường đắp cao trang 51 xử lý lưới địa kỹ thuật 4.1 Giới thiệu chung lưới địa kỹ thuật trang 51 4.2 Thiết kế lưới địa kỹ thuật mái dốc đường đắp trang 52 4.3 Tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu trang 56 4.4 Các yêu cầu thi công trang 58 Chương 5: Phân tích ổn định mái dốc đường đắp cao khu vực trang 67 miền núi xử lý lưới địa kỹ thuật 5.1 Mục đích phân tích trang 67 5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định mái dốc đường đắp cao trang 67 xử lý lưới địa kỹ thuật mối liên hệ chúng 5.3 Ứng dụng tính toán ổn định mái dốc đường đắp cao khu vực trang 84 miền núi gia cường lưới địa kỹ thuật cho công trình thực tế so sánh với giải pháp đắp thông thường Chương 6: Kết luận kiến nghị trang 94 6.1 Kết luận trang 94 6.2 Kiến nghị trang 96 6.3 Hướng nghiên cứu trang 96 Tài liệu tham khảo trang 97 Phụ lục BẢNG KÝ HIỆU B – bề rộng cốt m c – Lực dính đơn vị kN/m2 c’– Lực dính hữu hiệu vật liệu đắp kN/m2 e – Độ lệch tâm hợp lực thẳng đứng m eo – Hệ số rỗng tự nhiên H – chiều cao mái dốc m Hj – chiều cao đắp mức j mái dốc m H’– chiều cao qui đổi mái dốc m IL – Chỉ số nhão % Ip – Chỉ số dẻo % K – tỉ số ứng suất nằm ngang ứng suất thẳng đứng Kmh – Hệ số mềm hóa đá Laj – chiều dài cốt vùng chủ động m Le1 – chiều dài neo lớp lưới m LB – Chiều dài lưới địa kỹ thuật đáy kết cấu m LT – Chiều dài lớp lưới đỉnh m Lej – chiều dài neo bám cốt tối thiểu mức j mái dốc m n – Độ rỗng N – số lớp lưới yêu cầu Pdes– độ bền thiết kế lưới kN/m Pc – độ bền giới hạn lưới nhà sản xuất cung cấp kN/m q – tải trọng phân bố đỉnh mái dốc kN/m2 qult – Khả chịu tải cực hạn đất móng kN/m2 Rv – Hợp lực thành phần tải trọng thẳng đứng kN/m Rh – Lực gây trượt ngang kN/m Rd – Cường độ kháng nén trạng thái khô đá kN/m2 Rs – Cường độ kháng nén trạng thái bão hòa kN/m2 Sr – Độ bão hòa % Svj – Khoảng cách lớn lớp lưới m Tj – lực kéo lớn cốt cho 1m dài mức j mái dốc kN/m w – Độ ẩm tự nhiên % wL – Giới hạn chảy % wp – Giới hạn dẻo % z – độ sâu điểm lớp đất m ’ – hệ số tương tác sức neo bám cốt đất với tg p’ bc’– hệ số dính bám sức neo bám đất/cốt với c’ – Dung trọng tự nhiên đất – Góc nội ma sát p’– góc kháng cắt hữu hiệu lớn vật liệu đắp – hệ số ma sát vật liệu đắp với cốt kN/m3 độ độ Nhập tiêu lý đất đắp Nhập thông số liên quan đến cường độ thiết kế lưới - Nhấp nút design temperature, maximum particle size, grid class để chọn nhiệt độ thiết kế lưới, kích thước lớn lỗ mắt lưới, loại lưới thiết kế - Nhấp vào trỏ chuột kéo xuống design life để chọn tuổi thọ thiết kế công trình - Nhấp nút non-standard partial factors để chôn hệ số riêng phần - Sau chọn thông số trên, chương trình tính cường độ thiết kế ứng với loại lưới chọn Nhập giá trị hệ số tương tác đất lưới - Nhập hệ số tương tác trượt (sliding) - Nhập hệ số tương tác kéo tuột cốt (pull-out) Nhập cao độ loại lưới lớp lưới Cửa sổ tổng hợp thông số chọn lưới, tải trọng, kích thước hình học mái dốc… 10 Tính toán mái dốc thiết kế - Nhấp nút design/check, chương trình tính toán mái dốc thiết kế - Kết thiết kế mô tả cửa sổ sau - Để đảm bảo thiết kế an toàn, trình tính chương trình vẽ đường cong khoảng cách lưới để người thiết kế kiểm tra việc bố trí lưới 10 CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT Các tiêu Đơn vị Loại lưới 120RE 80RE 55RE 40RE SS20 HDPE HDPE HDPE HDPE PP % 2 2 Chiều rộng cuộn m 1.0,1.3 1.0, 1.3 1.0, 1.3 1.0, 1.3 4.0, 3.8 Chiều dài cuộn m 50 50 50 50 50 Trọng lượng đơn vị kg/m2 0.94 0.60 0.42 0.34 0.22 Trọng lượng cuộn kg 49, 63 32, 41 23, 29 19, 24 46, 48 Cường độ chịu kéo kN/m 136 88 64.5 52.5 20 kN/m 38 23.7 16.1 12.7 7.0 kN/m 75.5 45.2 30.9 24.7 14.0 11.5 11.5 11.5 11 Polymer Hàm lượng than hoạt tính tối thiểu (2) cực hạn (3) Cường độ kéo 2% độ dãn dài (3) Cường độ kéo 5% độ dãn dài (3) 10 Biến dạng ứng với cường độ kéo cực hạn + Dọc lưới % + Ngang lưới % 11 Cường độ chỗ nối 11.5 10 % 100 100 100 100 kN/m 48.7 34.0 25.5 20.7 (4) 12 Cường độ chịu kéo thiết kế 20oC, tuổi thọ 120 năm (5) 95 * Phương pháp thí nghiệm (2): BS 2782, (3): BS EN ISO 10319 : 1996, (4): GRI GG2-87, (5): BS EN ISO 13431 : 1999 CHI TIẾT KÍCH THƯỚC LỖ CỦA LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT a Lưới hai trục SS20 b Lưới trục 120RE c Lưới trục 80RE d Lưới trục 55RE e Lưới trục 40RE KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THỰC TẾ (TÍNH THEO CHƯƠNG TRÌNH TENSARWALL) 11 12 13 14 15 16 17 TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN I Tóm tắt: - Họ tên: Nguyễn Thị Thu Thủy Phái: Nữ - Sinh ngày: 15/65/1977 Nơi sinh: Quảng Ngãi II Địa liên lạc: - Nhà riêng: 42/22Q Ung Văn Khiêm, Phường 25, Quận Bình Thạnh, Tp.HCM - Điện thoại liên lạc: 0913692523 - Cơ quan công tác: Công Ty Cổ Phần TVTK GTVT Phía Nam III Quá trình đào tạo : Năm 1995 – 2000: Sinh viên trường Đại Học Giao Thông Vận Tải sở Tốt nghiệp đại học: năm 2000 Hệ: Chính quy Trường: Đại học Giao Thông Vận Tải sở – Quận – TP.HCM Chuyên ngành: Xây dựng Cầu đường Năm 2004: Học viên cao học Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Cầu, Tuynen công trình khác đường ôtô đường sắt Mã số học viên: 00104033 IV Quá trình công tác : Từ năm 2000 – đến nay: công ty cổ phần Tư Vấn Thiết Kế GTVT phía Nam ... trang định mái dốc đường đắp cao xử lý lưới địa kỹ thuật 1.3 Các nội dung nghiên cứu trang 1.4 Giới hạn phạm vi nghiên cứu trang 1.5 Hạn chế luận văn trang Chương 2: Tổng quan ổn định mái dốc đường... dốc đắp có gia cường lưới địa kỹ thuật theo trạng thái giới hạn rút số kết luận cách bố trí lưới mái dốc đắp Một số kết luận rút từ luận văn: - Chiều dài lưới không bị ảnh hưởng loại lưới sử dụng... 3.1 Các trạng thái giới hạn trang 35 3.2 Cơ sở thiết kế, tính toán mái dốc có cốt trang 37 3.3 Các phương pháp tính toán ổn định mái dốc có cốt trang 37 3.4 Nhận xét trang 50 Chương 4: Nghiên cứu