Khối lượng tổng cộng của viên gia cố (kể cả neo) là 140,2 kg. Với viên gia cố kiểu hai chiều với kích thước 0,4x0,4x0,28 (m) và bố trí neo xoắn với khoảng cách 5 viên gia cố một neo hay c = 5x0,4 = 2 (m)/neo. Thông số thiết kế của neo tổng hợp ở bảng 4.5.
Bảng 4.5: Sức chịu tải kéo của neo xoắn
Đại lượng | Đơn vị | Trị số | |
1 | Đường kính mũi neo | m | 0,14 |
2 | Độ sâu cắm neo H | m | 1,12 |
3 | Góc ma sát trong | Độ | 16,0 |
4 | Lực dính đơn vị C | kN/m2 | 6,0 |
5 | Chiều dài mũi neo L | m | 0,35 |
6 | Trọng lượng riêng đẩy nổi của đê | kN/m3 | 11,9 |
7 | Góc an pha | độ | 8,0 |
8 | Hệ số Nd | - | 3,247 |
9 | Hệ số Nc | - | 0,970 |
10 | Hệ số N | - | 1,624 |
11 | Pgh | kN | 7,06 |
Có thể bạn quan tâm!
-
Sức Kháng Nén Không Hạn Hông Của Các Mẫu - Qu Kn / M -
Nhận Xét Về Kết Quả Thí Nghiệm Đất Gia Cường -
Các Thông Số Cơ Bản Của Đê Biển Giao Thuỷ-Nam Định -
Nghiên cứu các giải pháp tăng cường ổn định bảo vệ mái đê biển tràn nước - 18 -
Nghiên cứu các giải pháp tăng cường ổn định bảo vệ mái đê biển tràn nước - 19
Xem toàn bộ 157 trang tài liệu này.
Như vậy, với 2 cách tính toán đã trình bày đều thấy cần phải bố trí thêm neo gia cố để gia tăng độ an toàn của mảng gia cố bảo vệ mái đê. Thông số neo tính theo cả hai phương án đều gần nhau. Chọn thông số thiết kế neo trình bày ở bảng 4.5.
4.3.4 Xử lý đất đắp vỏ bọc đê biển phía đồng bằng phụ gia CONSOLID
Kết quả thí nghiệm hàm lượng phụ gia 2% với đất thường dùng đắp đê cho thấy rõ sự gia tăng về cường độ, giảm tính thấm nước, chịu được sự xói mòn do dòng chảy. Đất á cát dùng trong thí nghiệm chính là đất được dùng cho giải pháp này.
Vậy với mái phía đồng, sử dụng đất tại chỗ kết hợp phụ gia để gia cường làm vỏ bọc đê biển với các thông số sau:
- Sản phẩm phụ gia: CONSOLID-AG-CH-9467-FRϋSEN- Thuỵ Sỹ.
- Chiều dày lớp đất có phụ gia: 50 cm.
- Tỷ lệ pha trộn phụ gia: 2%.
- Đất đầm nện theo tiêu chuẩn thiết kế đê biển 2012 [6] với K=0,95.
4.4 Xây dựng phần mềm tính toán viên gia cố mái đê biển kết hợp neo
4.4.1 Mục đích
Để thực hiện được các bước tính toán như ví dụ đã nêu ở trên, người thiết kế mất khá nhiều thời gian. Vì vậy nhằm giảm khối lượng tính toán khi lựa chọn phương án tối ưu, việc tính toán neo gia cố cho tấm lát mái được số hoá trên cơ sở lý thuyết tính toán [3] trực tiếp áp lực đẩy ngược lên đáy viên gia cố.
4.4.2 Lựa chọn ngôn ngữ lập trình
Bài toán “Neo gia cố các tấm lát mái bảo vệ đê biển” V1 (NTM-01) viết bằng ngôn ngữ Visual Basic 2005, đây là ngôn ngữ lập trình được dùng để phát triển các ứng dụng của Windows. Bài toán giới hạn ứng dụng cho viên gia cố liên kết kiểu hai chiều, phục vụ trực tiếp cho công tác thiết kế, nâng cấp đê biển hiện tại. Trong tương lai sẽ mở rộng ứng dụng cho các loại gia cố và neo kênh mương, công trình thuỷ.
Visual Basic 2005 là ngôn ngữ lập trình dễ học, dễ dùng, phát triển được nhiều các ứng dụng mà trước đây chỉ có thể thực hiện bởi các ngôn ngữ lập
trình phức tạp ( C , C ). Giao diện của Visual Basic 2005 khá ngăn nắp, gọn
gàng. Sau khi viết một ứng dụng của Windows bằng Visual Basic 2005 và biên dịch chương trình thành mã thực thi, ứng dụng có thể tự chạy được mà không đòi hỏi bất kỳ điều gì khác ngoài hệ điều hành Windows đã được cài sẵn .NET Framework.
4.4.3 Cấu trúc chương trình
Chương trình được thiết lập với các tuỳ chọn sau đây
1. Với cấp độ sóng yêu cầu tính được áp lực đẩy ngược lên mảng cân bằng với các lực trọng lượng bản thân mảng gia cố và neo từ đó tính được mật độ neo gia cố và tính ra lực gia tải neo trên đơn vị diện tích.
2. Với cấp độ sóng yêu cầu, lực gia tải của neo tính được trọng lượng của viên gia cố.
3. Với cấp độ sóng yêu cầu, kích thước viên gia cố đã có, tính được khối lượng yêu cầu ổn định, chọn được kích thước neo và mật độ neo cần dùng gia cường thêm.
Lựa chọn 2
Nhập điều kiện biê n thuỷ lực
Nhập điều kiện biê n địa kỹ thuật và thông số neo
Sai
Đúng
Nhập điều kiện biê n địa kỹ thuật và thông số neo
Lưu File
Kích thướ c viê n gia cố
Nhập biê n địa ki thuật
Thông số neo
Hình 4.1: Cấu trúc sơ đồ tính toán
Hình 4.2 dưới đây là một giao diện điển hình của chương trình NTM-01
Hình 4.2: Giao diện chương trình
Hình 4.3: Giao diện chương trình tính với lựa chọn 1
Hình 4.4: Giao diện chương trình tính với lựa chọn 2
Kết quả tính toán được thể hiện ngay trên giao diện của chương trình hoặc lưu File dữ liệu dưới dạng bảng. Bảng 4.6 là kết quả tính toán bằng chương trình sau khi chuyển kết quả sang bảng Excel.
Bảng 4.6: Kết quả tính toán bằng phần mềm NTM-01
Trị số | Ghi chú | |
Chiều cao sóng H s (m) | 1,69 | |
Chiều dài sóng (m) | 29,49 | |
Chiều cao nước trước công trình (m) | 3,45 | |
Hệ số mái đê m | 4,0 | |
Hệ số kn | 0,8 | |
II. Thông số viên gia cố | ||
Kích thước viên gia cố (m) | 0,4x0,4 | |
Chiều dày viên gia cố (m) | 0,28 | |
Trọng lượng riêng (t/m3) | 2,50 | |
III. Điều kiện biên Địa KT | ||
Góc ma sát trong (độ) | 16,00 | |
Lực dính đơn vị c (kN/m2) | 6,00 | |
Trọng lượng riêng đẩy nổi (kN/m3) | 11,90 | |
Khoảng cách neo (tính theo số viên gia cố) | 5,00 | |
Đường kính mũi neo (m) | 0,14 | |
Chiều dài mũi neo (m) | 0,35 | |
IV. Kết quả tính toán | ||
Hợp lực đẩy nổi lên viên gia cố (kg) | 135,0 | A |
Trọng lượng viên gia cố (kg) | 112,0 | |
Lực cần gia tăng cho viên gia cố (kg) | 23,00 | |
Tải trọng giới hạn của neo (kg) | 706 | |
Tải trọng neo phân bố cho các viên gia cố (kg) | 28 | |
Tổng trọng lượng viên gia cố + neo (kg) | 140 | B |
Kết luận sự ổn định | B>A |
Vậy với viên gia cố hiện tại, kích thước 0,4x0,4x0,28 (m) có khối lượng 112 kg, cần gia cường thêm neo với các thông số sau:
Đường kính mũi neo: 0,14 m; Chiều dài mũi neo: 0,35 m; Độ sâu cắm neo H: 1,12 m;
Khoảng cách bố trí neo n: 5 viên gia cố/neo hay 2 m/neo.
4.5 Kết luận chương IV
(1) Ứng dụng kết quả nghiên cứu, tính cụ thể cho đoạn đê biển Giao Thuỷ- Tỉnh Nam Định. Kết quả tính toán thể hiện cơ sở khoa học và mức độ chính xác của các nghiên cứu thực nghiệm.
(2) Tính toán ứng dụng tăng cường ổn định cho viên gia cố mái đê phía biển được trình bày với hai nội dung: Nội dung 1 là sử dụng tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đê biển [6] kết hợp với giải pháp neo giữ tấm lát mái. Kết quả tính toán khẳng định mức độ gia tăng an toàn rất tin cậy. Nội dung 2 là đề xuất tính toán trực tiếp áp lực đẩy ngược lên viên gia cố, so sánh áp lực này với trọng lượng viên gia cố hiện tại để quyết định gia cường neo. Đây là đề xuất để so sánh đối chứng với cách tính của tiêu chuẩn ngành, kết quả tính cho thấy khá phù hợp. Đề xuất này có thể mở rộng để tính toán với nhiều dạng gia cố khác nhau chẳng hạn gia cố bằng bản bê tông, nhiều dạng cấu kiện bê tông lắp ghép.
(3) Kết quả tính toán cho thấy cần phải sử dụng giải pháp tăng cường ổn định cho đê biển hiện tại. Với mái đê phía biển, sử dụng giải pháp neo gia cố các tấm lát mái, với các thông số của neo gia cường ở bảng 4.5. Với mái phía đồng, sử dụng phụ gia CONSOLID trộn vào đất tại chỗ làm vỏ bọc đê biển dày 50 cm với hàm lượng phụ gia 2%.
(4) Xây dựng được phần mềm tính ổn định tấm lát mái đơn giản, tiện dụng, giảm được khối lượng tính toán đáng kể cho người thiết kế. Cho phép các lựa chọn phương án neo, mật độ neo theo yêu cầu tiêu chuẩn kinh tế, kỹ thuật.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. Kết luận
1. Luận án đã nghiên cứu, phân tích, đánh giá các giải pháp gia cường bảo vệ mái đê biển ở trong và ngoài nước liên quan mật thiết đến đề tài luận án, nêu những vấn đề còn tồn tại và chỉ ra được vấn đề mà luận án tập trung giải quyết. Nêu rõ tính cấp thiết của việc tăng cường ổn định bảo vệ mái đê biển trước hai tồn tại chính là mái đê trong đồng thường bị xói hỏng do nước tràn và kết cấu bảo vệ mái đê phía biển thường chịu tác động trực tiếp của sóng biển nên thường bị bong tróc, lún sụt. Hai tồn tại trên có nguy cơ phá vỡ đê bất cứ lúc nào vì vậy cần phải được gia tăng độ an toàn tránh nguy cơ vỡ đê.
2. Luận án đã làm rõ cơ sở khoa học cho giải pháp dùng neo xoắn gia tăng độ an toàn lớp bảo vệ mái phía biển. Đây là giải pháp khoa học công nghệ mới để tăng cường ổn định bảo vệ mái cho đê biển hiện có, tác giả luận án đã được cấp bằng độc quyền về sáng chế số 10096. Theo quyết định số 9903/QĐ-SHTT, ngày 29.02.2012 của Cục Sở hữu Trí tuệ-Bộ Khoa học Công nghệ.
3. Thiết lập cơ sở lý thuyết khi dùng neo xoắn gia cố tấm lát mái bằng bê tông đúc sẵn kiểu hai chiều và kiểm chứng bằng các nghiên cứu thực nghiệm. Biểu thức (2.26) được tác giả luận án thiết lập theo phương pháp phân tích giới hạn kết hợp lý thuyết chảy dẻo và điều kiện bền Coulomb. Đây là điểm khác biệt cơ bản nhất với các nghiên cứu về neo đất trước đây. Ứng dụng này mở rộng bài toán cân bằng giới hạn tĩnh sang bài toán động thông qua nguyên lý bảo toàn năng lượng giữa công ngoại lực và nội năng tiêu tan khi vật thể đạt trạng thái cân bằng giới hạn. Các thí nghiệm về sức chịu tải của neo xoắn đã chuẩn hoá được biểu thức giải tích (2.26) và điều kiện ứng dụng của biểu thức này.