Đồ Án Tốt Nghiệp Hầm Xuyên Núi

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP-2010 f c = 30Mpa - GVHD-GS:ĐỖ NHƯ TRÁNG Cường độ chịu nén đơn trục của bêtông vỏ hầm. Ta được: Kc = 29440, 087 × (4.947 2 − 4.597 2 ) 4.937 × (1 − 0, 2) ( 1 − 2 × 0, 2 ) × 4.947 2 + 4.597 2    K c = 693.655 - Tính góc của đường thẳng so với trục biến dạng: tgβ c = K c = 693.655 Ta được: β c = 89o 55’3” c Dựa vào đường cong quan hệ P i – Ui , từ Pa dóng thẳng sang ta được điểm B là điểm giao cắt với đường cong. Từ B kẻ một đường thẳng tạo với trục biến dạng UR một góc β c ta sẽ được đường thẳng biến dạng của vỏ bêtông. Dạng đường tổng quát như sau: LÊ BÁ DŨNG 102 ĐƯỜNG HẦM MÊTRO K46 BỘ MÔN CẦU HẦM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP-2010 GVHD-GS:ĐỖ NHƯ TRÁNG Pa (Mpa) 1.383 1.383 0.100 C B 0.432 0.4 0.35 0.3 0.25 0.20 0.15 0.1 0 0.456 0.877 1.00 U Omax=0.696 U R (mm) b) Xác định chuyển vị của vách hang khi lớp vỏ bêtông bắt đầu phát huy khả năng mang tải: Chuyển vị của vách hang, tương ứng với điểm B, sẽ là: B U R = R0 (1 + µ ) ( σ E z  σ z + c cot ϕ  sin ϕ + c cos ϕ ) (1 − sin ϕ ) c  p a + c cot ϕ   ( 1 + 0,35 ) U B = 5.022 R 1− sin ϕ sin ϕ 1,383 + 0,3 × 1, 732   ( 1.383 × 0,5 + 0,3 × 0,866 ) ( 1 − 0,5 ) 16790 0,173 + 0, 2 ×1, 732    1− 0,5 0,5 B U R = 0,00055699m = 0.55699mm Dựa vào đường thẳng biến dạng của lớp vỏ bêtông ta xác định được chuyển vị của vách hang khi áp lực lên lớp vỏ BT = 0, cũng là thời điểm lớp vỏ BT bắt đầu phát huy khả năng mang tải: LÊ BÁ DŨNG 103 ĐƯỜNG HẦM MÊTRO K46 BỘ MÔN CẦU HẦM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP-2010 B U R − U 0B = ⇒ GVHD-GS:ĐỖ NHƯ TRÁNG PaC PC 0.130 = a = = 0,00019mm tg β c K c 693.655 U 0B = 0.55699 - 0,00019 = 0.5568 mm Kết luận: “ Trong quá trình thi công, căn cứ vào các giá trị chuyển vị đo được bằng các thiết bị trắc đạc, so sánh với U 0B , để từ đó đưa ra được thời điểm đổ bêtông lớp vỏ hợp lý, sao cho giá trị chuyển vị đo được ( có B tính đến thời gian bêtông ninh kết) gần với giá trị U 0 nhất, vì thời điểm sau khi ninh kết của bêtông được coi là thời điểm lớp này bắt đầu phát huy khả năng mang tải. Làm như vậy thì áp lực vách hang tác dụng lên vỏ bêtông trong quá trình chịu tải sẽ gần với giá trị giả thiết nhất là 30% Pa , max “. 3.4.KIỂM TOÁN LỚP BÊTÔNG PHUN VÀ VỎ BÊTÔNG 3.1. Kiểm toán về chuyển vị của lớp bêtông phun: Điều kiện kiểm toán: U sc ≥ ∆U Trong đó: Usc - Chuyển dịch của lớp vỏ bêtông phun, xác định theo công thức: U sc = ( 2 Psc × 1 − µ sc E sc × h ) Trong đó: Psc - Sức kháng của lớp vỏ bêtông phun, Psc = 0,390 Mpa µ sc - Hệ số nở hông của bêtông phun, µ = 0,2 Esc - Môđuyn đàn hồi của bêtông phun, Mpa E sc = 0,043 × ρ 1,5 × f sc = 0,043 × ( 2500)1,5 × 28 = 28441,827 Mpa ρ = 2500kg / m3 - LÊ BÁ DŨNG Khối lượng riêng của BTP 104 ĐƯỜNG HẦM MÊTRO K46 BỘ MÔN CẦU HẦM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP-2010 h- GVHD-GS:ĐỖ NHƯ TRÁNG Chiều dày lớp bêtông phun, theo lựa chọn h = 0,07m Ta được: U SC = 2 Psc × ( 1 − µ sc ) Esc × h 0,39 × (1 − 0, 22 ) = = 0,1882.10-3 m 28441,827 × 0, 07 Usc = 0,1882mm ∆U - Chuyển dịch của vách hang từ thời điểm lớp bêtông phun bắt đầu lực. tham gia chịu lực đến thời điểm lớp vỏ bêtông tham gia chịu C ∆U = U 0B − U 0 = 0.56297 - 0.40086 = 0.1605 mm Nhận xét: U sc = 0,1882mm > ∆U = 0,1605mm , do đó điều kiện về chuyển vị lớp bêtông phun thoả mãn, hay : “ Chiều dày lớp BTP đủ mỏng để có thể cùng biến dạng cùng với vách hang, phù hợp với giá trị áp lực vách hang tác dụng lên vỏ bêtông là 40%Pa,max mà người thiết kế đưa ra ” 3.2. Kiểm toán về cường độ của lớp vỏ bêtông: Điều kiện kiểm toán: Pv 0 ≥ PaC = 30% Pa ,max Trong đó: Pv0 - Sức kháng của lớp vỏ bêtông, xác định theo công thức: Pv 0 = 2 2 Rng − Rtr 2 2 Rng + Rtr × fC Trong đó: Rng - Bán kính qui đổi của mặt trong đường hang Rng = R0 - h = 5.022 – 0,07 – 0,005 = 4.947 m. Rtr - Bán kính qui đổi của khuôn hầm Rtr = Rng - t = 4.937 – 0,35 = 4.597 m LÊ BÁ DŨNG 105 ĐƯỜNG HẦM MÊTRO K46 BỘ MÔN CẦU HẦM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP-2010 GVHD-GS:ĐỖ NHƯ TRÁNG fc - Cường độ nén đơn trục của bêtông vỏ hầm chọn bê tông mác 300, fc = 30 Mpa Ta được: 2 2 Rng − Rtr 4,947 2 − 4.597 2 Pv 0 = 2 × fC = × 30 = 2 Rng + Rtr 4,9472 + 4.597 2 2.197 Mpa. PaC - áp lực vách hang tác dụng lên vỏ bêtông trong quá trình chịu lực. PaC = 30% Pa ,max = 0,130 Mpa Nhận xét: Pv 0 = 2.197 Mpa > PcC = 0,130MPa Do đó điều kiện về cường độ bêtông vỏ hầm thoả mãn. 4.4.TÍNH TOÁN NEO 4.1. Tính toán khả năng chịu lực của một neo: a) Theo lực dính bám : s a = .l a .τ Trong đó: d - Đường kính neo, ta sử dụng loại neo nở Swellex có đường kính làm việc là: d = 41mm = 0,041m la - Chiều dài phần neo ngàm vào nền, nằm ngoài bán kính dẻo. Chiều dài này được xác định như sau: neo l a = l neo − ( R P − R0 ) Trong đó: lneo - Là chiều dài neo, theo lựa chọn, lneo = 2,5m RPneo- Là bán kính vùng dẻo tại thời điểm cắm neo, ta có: 1 neo RP LÊ BÁ DŨNG  2 σ z ( ξ − 1) + qu  ξ −1 = R0  × camneo ( ξ − 1) + qu  1 + ξ p a  106 ĐƯỜNG HẦM MÊTRO K46 BỘ MÔN CẦU HẦM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP-2010 GVHD-GS:ĐỖ NHƯ TRÁNG Pacamneo – Là áp lực đường hang tại thời điểm cắm neo. Như ta đã biết, áp lực đường hang tại thời điểm lớp BTP bắt đầu phát huy khả năng mang tải là 90,27%Pa,max, còn tại tời điểm lớp vỏ BT bắt đầu mang tải là 30%Pa,max . Thời điểm cắm neo, là thời điểm lớp BTP đã biến dạng được cùng với vách hang, và giải phóng được thêm một phần áp lực nhất định. Ta chọn: Pacamneo = 40% Pa,max = 0,40*0,432 = 0,173 MPa ⇒  2 1,383.(3 − 1) + 1.0392  neo RP = 5.022 ×  ×  1 + 3 0,173. ( 3 − 1) + 1.0392   1 3−1 = 5.888 m neo R P = 5.888 m Ta được: la = 2,5 - ( 5.888 – 5.022) = 1,635m τ - Cường độ dính bám của neo với nền, vì loại đá trong đồ án này là đá trung bình, ta có: τ = 130 KN/m Cuối cùng ta được: Sa = 1.635*130 = 212.510KN Chú ý: Thời điểm cắm neo được xác định như sau: - Tính chuyển vị vách hang tại thời điểm cắm neo: camneo UR = R0 (1 + µ ) ( σ E z  σ z + c cot ϕ  sin ϕ + c cos ϕ ) (1 − sin ϕ ) camneo  pa + c cot ϕ   1− sin ϕ sin ϕ camneo ⇒UR = 0.52803 mm LÊ BÁ DŨNG 107 ĐƯỜNG HẦM MÊTRO K46 BỘ MÔN CẦU HẦM