Bài giảng Công trình thủy nâng cao - Chương 3: Đập vật liệu địa phương - Nguyễn Thống

110/25/2010 1
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
Khoa Kyõ Thuaät Xaây Döïng - BM KTTNN
PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
Email: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr
Web: 
Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 10/25/2010 2
NỘI DUNG MÔN HỌC
Chương 1: Thấm qua công trình.
Chương 2: Áp lực khe rỗng.
Chương 3: ðập vật liệu ñịa phương.
Chương 3a: Mô phỏng Monte Carlo áp
dụng trong ñánh giá ổn ñịnh
mái dốc.
Chương 4: ðập bê tông trọng lực
Chương 4a: ðập bê tông ñầm lăng (RCC)
CôNG TRìNH THủY NâNG CAO
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng
10/25/2010 3
NỘI DUNG MÔN HỌC
Chương 4b: Bài toán toả nhiệt 3D.
Chương 5: Phân tích ứng suất trong ñập
bê tông khi xảy ra ñộng ñất.
Chương 6: ðường hầm thủy công -
Giếng ñiều áp.
Chương 7: ðường ống áp lực – Nước va
trong ñường ống.
CôNG TRìNH THủY NâNG CAO
PGS. Dr. Nguy?n Th?ng
10/25/2010 4
NỘI DUNG THỰC HÀNH
1. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính
nước va trong ñường ống áp lực
WaterHammer_BK.
2. Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính
khuếch tán nhiệt 3D trong bê tông thủy
công.
3. Hướng dẫn sử dụng phần mềm mô
phỏng Monte Carlo ứng dụng trong tính
ổn ñịnh mái dốc ñập vật liệu ñịa
phương.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
10/25/2010 5
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
1. Thuûy coâng – Taäp 1. Tröôøng ÑHXD. T/g. 
Nguyeãn Xuaân Ñaëng.
2. Cô hoïc ñaát – Tröôøng ÑHTL.
3. Phần mềm SIGMA.
4. Phần mềm SLOPE.
5. Phần mềm SEEP.
6. Phaàn meàm Crystal Ball.
Tài liệu download tại ñịa chỉ Web:
Web: 
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
10/25/2010 6
NOÄI DUNG
1. Giôùi thieäu.
2. ÖÙng suaát & bieán daïng.
3. Caùc phöông phaùp tính oån ñònh maùi doác
ñaát, ñaát ñaù hoãn hôïp.
4. Ví duï tính vôùi phaàn meàm Sigma.
5. Coâng ngheä & vaät lieäu lieäu môùi trong
xaây döïng ñaäp VLÑP.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
210/25/2010 7
GIÔÙI THIEÄU
- Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông (VLÑP) duøng ñeå chæ
ñaäp ñöôïc xaây döïng baèng vaät lieäu coù saün taïi
nôi xaây döïng (ñaát caùt, aù caùt, aù seùt, seùt,).
- Öu ñieåm:
* Söû duïng vaät lieäu taïi choå 
 phong phuù 

reõ tieàn.
* Keát caáu ñôn giaûn.
* Ñoä beàn vöõng ngaøy caøng cao (nhôø tính chaát
coá keát töï nhieân cuûa ñaát ñaù döôùi taùc duïng
cuûa taûi troïng).
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 8
PHAÂN LOAÏI THEO 
MAËT CAÉT ÑAÄP
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 9
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 10
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 11
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Trường hợp tầng thấm
nước KHÔNG QUÁ DÀY
10/25/2010 12
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Trừng hợp tầng nền
thấm nước DÀY
310/25/2010 13
MOÄT SOÁ ÑAÄP 
VAÄT LIEÄU ÑÒA PHÖÔNG
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 14
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
ÑAÄP ÑAÁT ÑAÙ ÑOÅ
HOAØ BÌNH
10/25/2010 15
ÑAÄP ÑAÙ ÑOÃ
Hmax>(40-50)m
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO 
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 16
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 17
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
ÑAÄP ÑAÁT ÑAÙ HOÃN HÔÏP
10/25/2010 18
NOÄI DUNG TÍNH TOAÙN ÑAÄP VAÄT 
LIEÄU ÑÒA PHÖÔNG
- Tính oån ñònh thaám.
-Tính oån ñònh maùi doác.

 thöôïng vaø haï löu trong caùc tröôøng hôïp
khai thaùc khaùc nhau (bình thöôøng, coù
khoâng coù thaám, ñoäng ñaát, söï coá caùc boä
phaän keát caáu ñaäp: vaät thoaùt nöôùc, 
maøng choáng thaám).
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
410/25/2010 19
LYÙ THUYEÁT OÅN ÑÒNH 
MAÙI DOÁC ÑAÁT
- Phöông phaùp caân baèng giôùi haïn.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 20
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 21
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Tầng nền có tính cơ lý TỐT
mi mi mj
Mặt trươt cong
10/25/2010 22
PHAÂN TÍCH OÅN ÑÒNH 
MAÙI ÑAÁT RÔØI
Ñaây laø loaïi ñaát ôû ñoù löïc dính c(N/m2) xem nhö
baèng 0. Maët tröôït daïng maët phaúng.
* Maùi ñaát rôøi khoâ hoaëc ngaäp nöôùc:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
β=
β=
cos
sin
WN
WT
WT
N
β
β
10/25/2010 23
T löïc gaây tröôït
N.tg(ϕ) löïc choáng tröôït.
Heä soá oån ñònh choáng tröôït k:
Khi ϕ > β 
 k > 1 

maùi doác oån ñònh
& ngöôïc laïi.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
β
ϕ
=β
ϕβ
=
ϕ
=
tg
tg
W
tgW
T
Ntgk
sin
.cos
WT
N
β
β
10/25/2010 24
* Maùi ñaát rôøi coù löïc thaám:
Löïc thaám Fth taïi vò trí
ñöôøng doøng ñi ra
khoûi maùi doác:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
JF nth γ=
W=Vγñn
T
Nβθ
∆h∆Lβ
V theå tích phaân toá ñaát
J ñoä doác thuûy löïc taïi vò trí
ra khoûi maùi doác doøng thaám
n
thF
510/25/2010 25
θ Goùc hôïp bôûi phöông ñöôøng doøng ra
khoûi maùi doác vaø phöông ngang.
Löïc thaám Fth seõ cuøng phöông ñöôøng doøng.
Xeùt theå tích V, hình chieáu cuûa toång löïc
thaám xuoáng phöông thaúng goùc maùi doác
laø:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
).sin(JV)sin(VFF ntnnth θβγθβ −=−=
10/25/2010 26
Heä soá oån ñònh maùi doác k trong tröôøng hôïp
naøy:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
[ ]
[ ]
)cos(sin
)sin(cos
)cos(sin
)sin(cos
θ−βγ+βγ
ϕθ−βγ−βγ
=
θ−βγ+βγ
ϕθ−βγ−βγ
=
=
J
tgJ
JVV
tgJVV
truotgayLuc
truotchongLuck
ndn
ndn
ndn
ndn
N
Fthn
T
10/25/2010 27
Xeùt tröôøng hôïp ñöôøng doøng thaám ñi ra men 
theo maët doác thì θ = β vaø:
∆h chæ ñoä cheânh coät nöôùc aùp löïc, ∆L ñoä daøi
ñöôøng thaám.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
β=
∆
∆
= sin
L
hJ
β
ϕ
γ+γ
γ
=β
ϕβ
γ+γ
γ
=⇒
tg
tgtgk
ndn
dn
ndn
dn
sin
.cos
10/25/2010 28
Nhaän xeùt: Khi coù doøng thaám thì maùi doác keùm oån
ñònh hôn. Moät caùch gaàn ñuùng ta thaáy k chæ coøn
khoaûng 1/2 so vôùi tröôøng hôïp khoâng coù doøng
thaám (γdn=1).
Toùm laïi, khi coù doøng thaám ñeå maùi doác cuûa ñaát rôøi oån
ñònh thì goùc β phaûi thoûa ñieàu kieän sau:

 β =1
Ví duï ϕ=240 
 β < 12.550.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
β
ϕ
tg
tg5.0k ≈⇒
10/25/2010 29
PHAÂN TÂ ÍCH 
OÅÅN ÑÒNH 
MAÙÙI ÑAÁÁT DÍNH 
ÑOÀÀNG CHAÁÁT
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 30
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Hê & sô ( ổn ñịnh
mái dốc
610/25/2010 31
CAÙC PHÖÔNG PHAÙP
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
(X)
X
(X)
X
X
X
X
(x)
X
X
X
Fellenius
Bishop
Janbu ñ/giaûn
Spencer
Morgenstern & 
Price
Janbu c/xaùc
M/tröôït khoâng
troøn
M/tröôït troønP/phaùp
10/25/2010 32
CAÙC PHÖÔNG PHAÙP
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
Hôïp löïc//coät ñaát
Naèm ngang
Naèm ngang
Ñoä nghieâng k.ñoåi
X/E=λ.f(x)
X/ñònh ñöôøng aùp löïc
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Fellenius
Bishop
Janbu ñ/giaûn
Spencer
Morgenstern 
& Price
Janbu c/xaùc
G/thieát löïc hoâng
(ZL,R)
C/baèng
löïc
C/baèng
Moment
P/phaùp
10/25/2010 33
ÑÒNH NGHÓA HEÄ SOÁ AN TOAØN OÅN ÑÒNH k
Khi phaân tích söï oån ñònh maùi doác, ñoä beàn caét
phaùt trieån döôùi nhöõng ñ/kieän baèng NHOÛ
HÔN ñoä beàn caét coù theå chòu lôùn nhaát cuûa
maùi doác. Ta ñònh nghóa heä soá an toaøn k:
k = ñoä beàn caét giôùi haïn (toái ña)/ ñoä beàn caét
caàn cho söï oån ñònh
Vôùi maùi doác xaùc ñònh 
 Khaûo saùt moät soá maët
tröôït 
 xaùc ñònh kmin 
 ta goïi ñaây laø heä
soá an toaøn cuûa maùi doác xeùt.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 34
PHÖÔNG PHAÙP FELLENIUS
Coøn goïi laø p/p thoâng thöôøng (ordinary method) 
hay p/p Thuïy ñieån (Swedish method).
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
α
ZR
ZL W
R
P
T l
Sô ñoà & kí hieäu
duøng trong p/p
Fellenius
Cung tröôït
10/25/2010 35
Caùc tính chaát cuûa ñaát: c’, φ’, γ.
Taïi ñaùy coät ñaát coù:
- ÖÙng suaát phaùp σ
- ÖÙng suaát caét (tieáp tuyeán) τ
- Aùp löïc loã roãng u
Heä soá aùn toaøn k:
vôùi
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
k
ssk =τ⇒
τ
= ϕ′−σ+′= tgucs )(
s söùc choáng caét giôùi haïn 10/25/2010 36
CHUÙ YÙ
Heä soá an toaøn k 
 kF trong tröôøng hôïp
duøng phöông trình caân baèng löïc ñeå
xeùt oån ñònh khoái ñaát. 
Khi duøng phöông trình caân baèng
moment ñeå xaùc ñònh caân baèng khoái
ñaát k 
 kM chæ heä soá oån ñònh.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
710/25/2010 37
Xeùt cho 1 ñ/v chieàu roäng:
P=Wcos(α) 
 σl = Wcos(α) 
Caân baèng moment toång theå quanh ñieåm o & chuù
yù raèng caùc löïc hoâng laø nhöõng noäi löïc vaø do 
ñoù moment thöïc söï cuûa chuùng baèng 0.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
[ ] kltgucksllT /)(/ ϕ′−σ+′==τ=
∑ ∑=α
i i
TRWR sin
[ ] ktgulPlcT /)( ϕ′−+′=
10/25/2010 38
PHÖÔNG PHAÙP FELLENIUS (TERZAGHI ?)
Thay vaøo ta coù:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
[ ]∑ ∑ ϕ′−α+′=α
i i
MktgulWlcW /)cos(sin
[ ]
∑
∑
α
ϕ′−α+′
=
i
i
M W
tgulWlc
k
sin
)cos(
10/25/2010 39
NHAÄN XEÙT
- kM khoâng chöùa ôû veá phaûi neân khoâng tính thöû
daàn 
 ñôn giaûn (moät soá phöông phaùp khaùc, 
kM seõ xuaát hieän trong veá phaûi cuûa p/t xaùc
ñònh kM).
- Giaû thieát löïc hoâng khoâng thoûa maõn ñ/kieän caân
baèng tónh hoïc 
 coù theå laøm heä soá oån ñònh k 
giaûm nhoû ñeán 60% 
 ít ñöôïc söû duïng hieän
nay.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 40
VEÀ CAÙC P/P COÄT ÑAÁT TRÖÔÏT
Vôùi caùc p/p naøy, khoái ñaát tröôït ñöôïc chia thaønh
moät soá coät ñaát vôùi caùc kí hieäu löïc taùc duïng
nhö sau:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
W
ZL
θL
uL
uR
θR
ZR
uB P
T
hL
hR
a
10/25/2010 41

 ZL, ZR aùp löïc hoâng beân traùi & phaûi.

 hL, hR vò trí aùp löïc hoâng beân traùi & phaûi.

 θL, θ R goùc nghieâng aùp löïc hoâng beân traùi & 
phaûi.

 uL, uR, uB aùp löïc keû roãng beân traùi & phaûi vaø
ñaùy.

 P phaûn löïc taïi ñaùy.

 T löïc tieáp tuyeán taïi ñaùy

 a vò trí löïc P
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 42
NHAÄN XEÙT
Giaû söû khoái ñaát tröôït chia thaønh n coät ñaát:
Soá aån soá:
1 heä soá k lieân keát löïc caét T & löïc phaùp tuyeán P.
n löïc phaùp tuyeán P
n vò trí a cuûa löïc P
n-1 löïc hoâng
n-1 goùc nghieâng θ
n-1 vò trí caùc aùp löïc hoâng.

 Toång caùc aån soá: (5n-2)
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
810/25/2010 43
Soá phöông trình:
3n soá phöông trình caân baèng löïc phöông ngang, 
ñöùng vaø moment.

 Caàn coù boå sung (2n-2) phöông trình töø caùc
giaû thieát.
Caùc giaû thieát phoå bieán:
n vò trí phaûn löïc ñaùy (thöôøng laø ñieåm giöõa ñaùy)
(n-1) goùc nghieâng θ hay vò trí caùc aùp löïc hoâng
hL,R

 BAØI TOAÙN THÖØA 1 PHÖÔNG TRÌNH
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 44
Baèng caùch xeùt rieâng leõ phöông trình caân baèng
Moment hoaëc caân baèng löïc ta seõ coù heä soá an 
toaøn km hoaëc kf. 
Noùi chung, 2 giaù trò naøy laø khaùc nhau, tuy nhieân
ta coù theå tìm ñöôïc giaù trò θ ñeå 2 giaù trò k naøy
baèng nhau.

 Toång quaùt, caùc phöông phaùp ñeàu phaûi giaûi
ñuùng daàn ñeå xaùc ñònh k (vì phöông trình giaûi
khoâng phaûi laø pt. töôøng minh theo k).
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 45
PHÖÔNG TRÌNH CAÂN BAÈNG TOÅNG QUAÙT
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
WEL
ER
P
T
XL
XR
l
b
R
fd
Taâm quay 
töôûng töôïng
hoaëc thöïc
α 10/25/2010 46
Hình chieáu löïc theo phöông thaúng ñöùng:
Pcos(α)+Tsin (α) = W-(XR-XL)
Vôùi: 
Ta coù:
Vôùi:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
[ ] ktgulPlcT /)( ϕ′−+′=
kultglc
XXWPm LR
/sin)(
)(
αϕ′−′
−−−=α
)/.1(cos ktgtgm ϕ′α+α=α
10/25/2010 47
Hình chieáu löïc theo phöông naèm ngang:
-Psin(α)+Tcos (α) + (ER-EL) = 0 

 (ER-EL) = Psin(α) -Tcos (α) 
Ngoaøi ra, töø p/t theo phöông thaúng ñöùng:
P = [W-(XR-XL) - Tsin (α) ]/cos (α)
Thay vaøo treân ta coù:
(ER-EL) = [W-(XR-XL) - Tsin (α) ]tg(α) –
Tcos (α)
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 48

 (ER-EL) = [W-(XR-XL)]tg(α) - Tsin (α) 
tg(α) -Tcos (α)

 (ER-EL) = [W-(XR-XL)]tg(α) - Tsec(α)
Vôùi sec (α) = 1/ cos (α)
Thay giaù trò T vaøo ta coù:

 (ER-EL) = [W-(XR-XL)]tg(α) –
[c’l+(P-ul)tgϕ’ ]sec(α)/k
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
910/25/2010 49
Xeùt caân baèng löïc toång theå khi khoâng coù taûi
troïng treân maùi doác, heä soá oån ñònh kí hieäu kF :
Do ñoù:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
0)(;0)( =−=− ∑∑ L
i
RL
i
R XXEE
[ ]
[ ] 0/sec)(
)(
=αϕ′−+′
−α−−⇒
∑
∑
F
i
i
LR
ktgulPlc
tgXXW
10/25/2010 50
Do ñoù:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
[ ]
[ ] α−−
αϕ′−+′
=
∑
∑
tgXXW
tgulPlc
k
i
LR
i
F )(
sec)(
(1)
10/25/2010 51
CAÂN BAÈNG MOMENT QUANH O
Heä soá an toaøn veà moment kí hieäu kM:
Thay T vaøo vaø saép xeáp laïi:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
∑∑∑ +=
iii
PfTRWd
[ ]
∑∑
∑
−
ϕ′−+′
=
ii
i
M PfWd
RtgulPlc
k
)(
10/25/2010 52
Xeùt maët tröôït troøn: f=0, d=Rsinα, R haèng soá:
Ñeå tính kF hoaëc kM theo (1) hoaëc (2) caàn phaûi
tính P (phöông trình chieáu löïc theo
phöông ñöùng):
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
[ ]
α
ϕ′−+′
=
∑
∑
i
i
M W
tgulPlc
k
sin
)(
(2)
10/25/2010 53
Vôùi: 
Ñieàu naøy ñoøi hoûi phaûi öôùc tính XR vaø XL. Vì baøi toaùn
khoâng kheùp kín neân caàn phaûi ra giaû thieát cho caùc
löïc hoâng
 Ñaây laø nguoàn goác cuûa caùc phöông phaùp
khaùc nhau.
XR=XL=0 (Bishop, 1955), (Janbu, 1956) [hình chieáu
xuoáng phöông ñöùng cuûa aùp löïc hoâng].
X / E = haèng soá (Spencer, 1967).
X / E =λ.f(X) (Morgenstern vaø Price, 1965).
(kí hiệu X,E  xem sau)
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
ktglulc
XXWPm LR
/sin)..(
)(
αϕ′−′
−−−=α
10/25/2010 54
CHÚ Ý
E  chỉ lực pháp tuyến
bên hông cột ñất
X  Chỉ lực tiếp tuyến bên
hông cột ñất
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10
10/25/2010 55
CAÙC PHÖÔNG PHAÙP
Treân cô sôû caùc phöông trình laäp neâu treân, 
nhieàu taùc giaû ñaõ ñöa ra caùc giaû thieát khaùc
nhau ñeå töø ñoù xaùc ñònh heä soá an toaøn
choáng tröôït cuûa maùi doác:
- Phöông phaùp Terzaghi (1936)
- Phöông phaùp Bishop (1955)
- Phöông phaùp Spencer (1967)
- Phöông phaùp Morgenstern & Price (1965)
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 56
PHÖÔNG PHAÙP TERZAGHI
Theo p/phaùp naøy, heä soá an toaøn ñöôïc tính töø caân
baèng Moment kM vaø giaû thieát laø:
P = Wcosα
Phöông trình xaùc ñònh heä soá an toaøn laø:
Kinh nghieäm cho thaáy keát quaû theo Terzaghi thieân
veà an toaøn (kM tính ra thieân nhoû)
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
[ ]
α
ϕ′−α+′
=
∑
∑
i
i
M W
tgulWlc
k
sin
)cos(
10/25/2010 57
PHÖÔNG PHAÙP BISHOP ÑÔN GIAÛN
Vôùi giaû thieát XR=XL=0 (löïc hoâng thaúng goùc
vôùi coät ñaát), p/t löïc theo phöông ñöùng trôû
thaønh:
Theo p/phaùp naøy, heä soá an toaøn ñöôïc tính töø
caân baèng Moment : kM töø p/t (2).
[ ] ααϕ′−′−= m/k/sin)ultglc(WP F
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
[ ]
α
ϕ′−+′
=
∑
∑
i
i
M W
tgulPlc
k
sin
)(
10/25/2010 58
PHÖÔNG PHAÙP BISHOP ÑÔN GIAÛN
Vì veá 2 cuûa p/t khi tính P caàn phaûi coù
kF, giaû thieát kF=kM vaø giaûi thöû daàn.

 Nhö ñaû noùi treân, p/phaùp naøy thöøa
phöông trình vaø söï caân baèng löïc
theo phöông ngang khoâng thoaû.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 59
PHÖÔNG PHAÙP JANBU ÑÔN GIAÛN
Töông töï nhö Bishop vöøa roài, vôùi giaû thieát XR=XL=0, 
p/t löïc theo phöông ñöùng trôû thaønh:
 Theo p/phaùp naøy, heä soá an toaøn ñöôïc tính töø
phöông trình caân baèng löïc toång theå kF töø p/t (1):
[ ] ααϕ′−′−= mkultglcWP F //sin)(
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
[ ]
α
αϕ′−+′
=
∑
∑
tgW
tgulPlc
k
i
i
F
.
sec)(
0
10/25/2010 60
Ñeå keå ñeán aûnh höôûng thaønh phaàn tieáp tuyeán löïc
hoâng, taùc giaû kieán nghò heä soá hieäu chænh f0 vaø
heä soá oån ñònh laø:
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
0
0. FF kfk =
d/L
f0
1.15
1.00
1.05
1.10
0.40.20
ϕ=0
C>0,ϕ>0
C=0
L
d
Cung tröôït
11
10/25/2010 61
Cuõng gioáng nhö p/p Bishop, phöông
phaùp naøy thöøa 1 p/trình vaø khoâng
coù söï caân baèng veà moment. 

 So vôùi kM thì kF tìm ñöôïc nhaïy hôn
nhieàu ñoái vôùi giaû thieát löïc hoâng. 

 Phaân tích döïa vaøo caân baèng
Moment coù veû thích hôïp hôn.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 62
PHÖÔNG PHAÙP SPENCER
Vôùi giaû thieát X/E=tgθ vôùi θ laø goùc nghieâng cuûa löïc
hoâng so vôùi phöông ngang.
kF ñöôïc tính theo (1)
kM ñöôïc tính theo (2)
[ ]
[ ] α−−
αϕ′−+′
=
∑
∑
tgXXW
tgulPlc
k
i
LR
i
F )(
sec)(
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
[ ]
α
ϕ′−+′
=
∑
∑
i
i
M W
tgulPlc
k
sin
)(
10/25/2010 63
Duøng caùch tính thöû daàn: ñaàu tieân giaû söû XR-XL=0, 
sau ñoù tính E vaø X nhôø vaøo caùc p/t:
* X/E=tgθ
* (ER-EL) = [W-(XR-XL)]tg(α) –
[c’l+(P-ul)tgϕ’]sec(α)/kF
Goùc nghieâng θ seõ ñöôïc hieäu chænh sao cho kF=kM.
Spencer ñaõ khaûo saùt quan heä giöõa kF vaø kM cho 1 baøi
toaùn cuï theå. Keát quaû cho thaáy kM ít nhaïy ñoái vôùi
thaønh phaàn tieáp tuyeán löïc hoâng. Ñieàu naøy phuø
hôïp vôùi nhaän ñònh cuûa Bishop.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 64
PHÖÔNG PHAÙP MORGENSTERN & PRICE
Vôùi giaû thieát X/E=λf(x), f laø haøm bieán ñoåi lieân
tuïc qua maët tröôït (moät soá daïng haøm f xem
sau) vaø λ laø heä soá tæ leä.
Khi cho tröôùc haøm f, tìm ñöôïc giaù trò λ ñeå thoaû
maõn kF = kM
Caùch giaûi cuõng thöû daàn nhö p/p Spencer.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 65
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 66
SO SAÙNH CAÙC PHÖÔNG PHAÙP
- Caùc phöông phaùp theo lyù thuyeát caân
baèng giôùi haïn noùi treân ñöôïc söû duïng
roäng raõi ñeå tính oån ñònh maùi doác.
- Ngoaïi tröø p/p Fellenius, kinh nghieäm cho
thaáy caùc p/p coøn laïi ñeàu tin caäy vaø söï
khaùc bieät keát quaû laø khoâng lôùn.
- Chuù yù laø khoâng coù p/p naøo “vöôït troäi”.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
12
10/25/2010 67
THÖÏC TAÄP
Söû duïng phaàn meàm GEO-SLOPE ñeå tính
oån ñònh maùi doác.
Xem ví duï trong: \Geo-Studio\Slope\...
1. OnDinh_1.gsz : Khoâng coù nöôùc
2. OnDinh_2.gsz : Coù nöôùc (ñöôøng baõo
hoøa) 
 Seep 
 giaûi baøi toaùn thaám
tröôùc
 sau ñoù laø Slope.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 68
TÍNH HỆ SỐ
ỔN ðỊNH K 
THEO QUAN ðIỂM 
THỐNG KÊ
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 69
ðặt vấn ñề:
K =f(γ,ϕ,c)
γ,ϕ,c  là các ñại lượng thống kê
(ngẫu nhiên), tuân theo các quy
luật xác ñịnh nào ñó.
 K cũng là một ñaị lượng ngẫu
nhiên và tuân theo một quy luật
xác suất.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 70
Xác ñịnh quy luật K từ
các quy luật ñã biết của
γ,ϕ,c bằng kỹ thuật mô
phỏng Monte Carlo.
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 71
Xem lý thuyến mô phỏng Monte 
Carlo trong:
Lap & T Dinh Du an \
Chuong7Bis Rui ro voi ly thuyet
Monte Carlo.ppt
Lap & T Dinh Du an \ Chuong10-
PhanTichDiAn_HD Crystal 
Ball.ppt
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống
10/25/2010 72
HEÁT CHÖÔNG 3
COÂNG TRÌNH THUÛY NAÂNG CAO
Chöông 3: Ñaäp vaät lieäu ñòa phöông
PGS. Dr. Nguyễn Thống