Phân tích hóa lỏng đập vật liệu địa phương dưới tác dụng của tải trọng động

Bài viết này trình bày các cơ sở lý thuyết động lực học cũng như cách giải bài toán phi tuyến động lực đối với đập vật liệu địa phương nhằm xác định điều kiện hóa lỏng của đập vật liệu địa phương trên nền không phải là đá. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích hóa lỏng đập vật liệu địa phương dưới tác dụng của tải trọng động KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHÂN TÍCH HÓA LỎNG ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG ĐỘNG Nguyễn Quang Hùng Trường Đại học Thủy lợiTóm tắt: Hiện tượng hóa lỏng thường xảy ra đối với vật liệu rời là hiện tượng mà sức chịu tải củavật liệu bị giảm nhỏ cùng với sự gia tăng đột ngột áp lực nước lỗ rỗng do tác dụng của tải trọngđộng và đặc biệt là tải trọng do động đất gây ra với thời gian xảy ra rất nhanh. Hiện tượng nàylà một trong những hiện tượng phá hoại nguy hiểm nhất đối với đập vật liệu địa phương khi chịutác động của tải trọng động. Bài báo này trình bày các cơ sở lý thuyết động lực học cũng như cáchgiải bài toán phi tuyến động lực đối với đập vật liệu địa phương nhằm xác định điều kiện hóa lỏngcủa đập vật liệu địa phương trên nền không phải là đá.Từ khóa: Đập vật liệu địa phương, ứng suất chính, áp lực nước lỗ rỗng, hóa lỏngSummary: Liquefaction phenomenon often occurs for loose materials is the phenomenon that theload capacity of the material is reduced with the sudden increase in pore water pressure due tothe effect of dynamic loads and especially loads gravity caused by earthquakes with very fast time.This phenomenon is one of the most dangerous destructive phenomena for local dams whensubjected to dynamic loads. This paper presents the dynamical theory bases as well as how tosolve dynamic nonlinear problems for local material dams to determine the liquefaction conditionsof local material dams on non-rock ground.Keywords: Embankment dam, Main stresses, Pore water pressure, Liquefaction1. ĐẶT VẤN ĐỀ* thiểu khả năng xảy ra hóa lỏng. Một số hư hỏngĐối với nền cũng như công trình vật liệu địa đập vật liệu địa phương do hiện tượng hóa lỏngphương có đặc tính vật liệu rời chịu tác động nền và đập có thể kể đến như đập Sheffield xảycủa tải trọng động trong điều kiện không thoát ra năm 1925 với gia tốc nền 0.15g.[3]. Nội dungnước làm cho áp lực nước lỗ rỗng ra tăng dẫn bài báo này trình bày các cơ sở lý thuyết độngtới giảm nhỏ ứng suất hiệu quả. Điều này dẫn lực học cũng như cách giải bài toán phi tuyếntới modul kháng cắt cũng như cường độ kháng động lực đối với đập vật liệu địa phương nhằmcắt của vật liệu giảm nhỏ, nếu quá trình này này xác định điều kiện hóa lỏng của đập vật liệu địaphát triển tới hạn áp lực nước lỗ rỗng phát triển phương trên nền không phải là đá.bằng ứng suất tổng, ứng suất hiệu quả của vật 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUliệu σ’ = 0 sẽ làm cho các hạt vật liệu không còn 2.1. Phương trình cân bằng động và phươngliên kết với các hạt xung quanh, lúc này vật liệu pháp giảihoàn toàn không còn khả năng chịu lực dẫn tớihư hỏng nền cũng như công trình. Hiện tượng (a ) Thiết lập phương trình cân bằng độngnày được gọi là hóa lỏng. [1-2] Từ đó có thể Đối với vấn đề tính toán động, ngoài việc xemthấy rằng việc nâng cao ứng suất hiệu quả trong xét tác động của trọng lực đối với cốt đất, áp lựcvật liệu địa phương đồng nghĩa với việc giảm nước lỗ rỗng cũng như các loại tải trọng ngoàiNgày nhận bài: 08/4/2019 Ngày duyệt đăng: 10/6/2019Ngày thông qua phản biện: 28/5/2019 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019 1 KHOA HỌC CÔNG NGHỆkhác, vấn đề hết sức quan trọng cần được xem t t { }t  { }t  t  { }t  t  { }t (3)xét đến là lực quán tính và lực cản. Khi sử dụng 2 2phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để giải bài 1 1toán động, có thể từ điều kiện cân bằng nút để {}t {}tt {}tt  t2  {}tt  {}tt  t2 (4) 3 6thiết lập nên hệ phương trình cân bằng của toànhệ.từ véc tơ gia tốc động đất theo hai phương Từ hai công thức (3) và (4). Sau khi biến đổi thutrọng lực và phương ngang được: gia tốc tại thời điểm t::{v g (t )}  {u g (t ), wg (t )} , khi đó véc tơ chuyển 6 { }t  { }t  { A}t  t (5)vị của chất điểm được định nghĩa {u (t ), w(t )} , t 2vận tốc và gia tốc được định nghĩa: ...