r

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................................1
PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT – BIẾN
DẠNG TRONG PHẦN MỀM SIGMA/W...............................................................................2
1.1.Khái niệm chung về thiết kế địa kỹ thuật........................................................................2
1.2. Cơ sở lý luận của phần mềm Sigma...............................................................................2
1.3. Mô hình đàn hồi tuyến tính.............................................................................................3
1.4. Lý thuyết sơ lược về độ lún............................................................................................4
1.4.1. Khái niệm.................................................................................................................4
1.4.2. Độ lún cố kết Sc:......................................................................................................4
1.4.3 .Độ lún tức thời Stt:..................................................................................................5
1.4.4. Độ lún tổng cộng S:.................................................................................................5
PHẦN 2: ỨNG DỤNG SIGMA/W ĐỂ TÍNH LÚN CHO ĐÊ................................................6
2.1.Số liệu tính toán...............................................................................................................6
2.1.1. Kích thước hình học................................................................................................6
2.1.2. Các thông số phục vụ tính toán...............................................................................6
2.1.3. Cách xác định các số liệu........................................................................................7
2.2. Các bước thiết lập mô hình.............................................................................................8
2.2.1.Xác định phạm vi và tỷ lệ vùng làm việc.................................................................8
2.2.2.Lấy tọa độ điểm từ acad qua sigma:.........................................................................9
2.2.3.Lưu chương trình:File/save....................................................................................10
2.2.5.Tạo phần tử hữu hạn:..............................................................................................11
2.2.6. Thiết lập điều kiện biên.........................................................................................12
2.2.7.Khai báo trọng lượng đất đắp(fill):........................................................................13
2.2.8.Kiểm tra bài toán(Verify):......................................................................................14
2.2.9.Các kết quả cần xuất...............................................................................................14
2.2.10.Viết text lên mô hình:Sketch/Text:......................................................................16
2.3.So sánh kết quả tính toán với điều kiện cho phép:........................................................16
PHẦN 3: ỨNG DỤNG SIGMA/W ĐỂ TÍNH LÚN CHO ĐẬP..........................................18

3.1.Số liệu tính toán:............................................................................................................18


r

3.1.1.Kích thước hình học...............................................................................................18
3.1.2.Các thông số phục vụ tính toán:.............................................................................18
3.2.Các bước thiết lập mô hình............................................................................................18
3.3. So sánh kết quả tính toán với điều kiện cho phép:.......................................................27
PHẦN 4: ỨNG DỤNG SIGMA/W ĐỂ TÍNH ỨNG SUẤT & LÚN NỀN DƯỚI CỐNG. .28
4.1.Số liệu tính toán:............................................................................................................28
4.1.1.Kích thước hình học:..............................................................................................28
4.1.2.Các thông số phục vụ tính toán:.............................................................................28
4.2.Các bước thiết lập mô hình:...........................................................................................28
4.3.So sánh kết quả với điều kiện cho phép:.......................................................................34
CÁC TIÊU CHUẨN, QUY PHẠM VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................35


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

LỜI MỞ ĐẦU
Geo-Slope Office version 6.02 là bộ chương trình tính toán trong địa kỹ thuật, bao
gồm 6 modules:

CTRAN/W: Chương trình tính khuyếch tán và lan truyền chất bẩn (nước rác, thuốc
trừ sâu, chất phóng xạ, …) trong đất (và khe nứt trong đá), dùng phương pháp phần tử hữu
hạn, kết hợp với SEEP/W để tính lan truyền chất.
QUAKE/W: Chương trình tính ứng suất, biến dạng, áp lực khe rỗng, … thay đổi
trong đất do động đất gây ra, dùng phương pháp phần tử hữu hạn, kết hợp với SLOPE/W để
tính ổn định khi có động đất.
SEEP/W: Chương trình tính chuyển động dòng thấm trong đất (và khe nứt trong đá),
dùng phương pháp phần tử hữu hạn.

SIGMA/W: Chương trình tính ứng suất và biến dạng trong đất, đá, dùng
phương pháp phần tử hữu hạn, kết hợp với SEEP/W để tính khuyếch tán áp lực
khe rỗng
SLOPE/W: Chương trình tính ổn định mái dốc; dùng phương pháp cân bằng lực theo
nhiều giả thiết khác nhau: Bishop, Fellenius, …
TEMP/W: Chương trình tính lan truyền nhiệt trong đất, đá do môi trường thay đổi
hay do công trình (ống dẫn nước nóng, nhà máy nhiệt điện, …), dùng phương pháp phần tử
hữu hạn.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 1


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03


rf

PHẦN 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT –
BIẾN DẠNG TRONG PHẦN MỀM SIGMA/W
1.1.Khái niệm chung về thiết kế địa kỹ thuật
Mục đích chung của thiết kế địa kỹ thuật (ĐKT) là đánh giá các ứng suất và ứng biến
đặt lên khối đất trong kết cấu công trình ở các điều kiện tải trọng giới hạn (ultimate) và tải
trọng làm việc bình thường (serviceable).
Theo phương pháp luận thiết kế ĐKT hiện nay, điều đó tương ứng với hai trạng thái
giới hạn là:
+ Trạng thái giới hạn thứ nhất - Ultimate State
+ Trạng thái giới hạn thứ hai - Serviceable State
SIGMA/W có thể cho dự tính các trạng thái ứng suất và ứng biến trong khối đất dùng
cho việc tính toán nền và công trình theo các trạng thái giới hạn đó.
Phương trình ứng suất:
σ = σ o + ∆σ

Trong đó:
σ - Ưng suất tổng
σ o - Ưng suất bản thân
∆σ - Ưng suất tăng thêm

1.2. Cơ sở lý luận của phần mềm Sigma
Hệ phương trình cân bằng tĩnh:
∂σ x ∂τ xy ∂τ xz
+
+
+ Kx = 0
∂x

∂y
∂z
∂σ y
∂y

+

∂τ xy
∂x

+

∂τ yz
∂z

+ Ky = 0

∂σ z ∂τ xz ∂τ yz
+
+
+ Kz = 0
∂z
∂x
∂y

Các điều kiện biên:
X = σ x l + τ xy m + τ xz n
Y = σ y m + τ xy l + τ yz n
Z = σ z n + τ xz l + τ yz m


Quan hệ chuyển vị – Biến dạng

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 2


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

εz =

∂U z
∂z

εx =

∂U x
∂x

εy =

∂U y

∂y

∂U y 
1  ∂U

ε xy =  x +
2 ∂y
∂ x 
∂U y 
1  ∂U

ε zy =  z +
2  ∂ y
∂ z 
∂U z 
1  ∂U
ε xz =  x +
2 ∂z
∂ y 

Quan hệ ứng suất – Biến dạng
Trong đó:
1
[σ x + µ ( σ x + σ z ) ]
E
1
ε z = σ z + µ (σ y + σ x )
E
1
ε y = σ y + µ (σ x + σ z )

E

εx =

[

]

[

]

τ xy
G
τ
ε xz = xz
G
τ
ε zy = zy
G
ε xy =

σ x , σ y , .......,τ xz - Các thành phần ứng suất

Uj = uj - Các thành phần chuyển vị tại các đầu
mút
X, Y, Z - Các thành phần ngoại lực
L, m, n - Các cosin chỉ phương của pháp tuyến
ngoài


1.3. Mô hình đàn hồi tuyến tính
Mô hình này dùng cho các vật liệu có tính chất hoàn toàn đàn hồi hoặc khi vật liệu
còn nằm trong giới hạn đàn hồi. Trong một số trường hợp, đối với vật liệu khác để đơn giản
có thể làm việc theo mô hình đàn hồi tuyến tính. Nếu vật liệu có kết cấu chặt và chỉ có biến
dạng đàn hồi thể tích (không có biến dạng dài) thì xem vật liệu làm việc đàn hồi tuyến tính
(như đất sét bão hòa nước trong điều kiện không thoát nước, hay các khối đất được đầm
chặt).

Chú ý: Ngoài ra còn có rất nhiều mô hình khác ứng dụng trong sigma như: Mô hình
đàn hồi dị hướng; Mô hình đàn hồi phi tuyến; Mô hình đàn hồi - dẽo hoàn toàn; Mô hình
biến dạng mền; Mô hình đàn hồi - dẽo cứng; ….Tuy nhiên để đơn giản hóa trong tính toán
sigma người viết chỉ giới thiệu sơ lược mô hình đàn hồi tuyến tính (Linear-Elastic).

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 3


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W
rf

1.4. Lý thuyết sơ lược về độ lún
1.4.1. Khái niệm
- Độ lún của nền đất gồm ba phần: đó là lún tức thời (Stt), lún cố kết thấm (Sc) và

lún từ biến (St), nghĩa là: S = Stt+Sc+St.
- Độ lún cố kết là do sự giảm thể tích lỗ rỗng khi nước thoát dần ra ngoài.
- Độ lún từ biến là do biến dạng của bản thân hạt đất.
- Việc phân biệt rõ ràng ba độ lún nêu trên là điều khó khăn, tùy theo loại đất và tính
chất của nó mà người ta có thể phân biệt được như sau:
- Đối với đất sét: Ba độ lún nêu trên là rõ ràng và có thể tách biệt được
- Độ lún tức thời nhỏ, có khi không phải là quá nhỏ mà có thể bỏ qua. Trong một số
trường hợp chúng có thể chiếm tới 10% tổng độ lún.
- Độ lún cố kết (thấm) là phần chủ yếu, thường chiếm trên 90% độ lún tổng.
- Độ lún từ biến là không nhỏ, nhất là đối với đất sét yếu và rất yếu.

1.4.2. Độ lún cố kết Sc:
n

n

i =1

i =1

Sc = ∑ si = ∑

e1i − e2 i
hi
1 + e1i

+ Áp lực đáy móng đủ nhỏ để vùng biến dạng dẻo trong nền không phát triển quá
lớn (Coi nền làm việc trong giới hạn đàn hồi).
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM


Trang 4


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

+ Tính áp lực gây lún: pgl= p – γ’.Df
+ Xác định chiều dày vùng nén lún Ha:
σ’p ≤ 0.2 σ’bt – với đất có Module biến dạng E≥ 5MPa
σ’p ≤ 0.1 σ’bt – với đất có Module biến dạng E≤ 5MPa
+ Chia vùng nén lún thành các phân tố có chiều dày nhỏ hơn 0.25 bề rộng móng (coi
ƯS trong các phân tố thay đổi không đáng kể).
+ Nền nhiều lớp: Mặt phân chia các lớp đất trùng mặt chia các phân tố.
+ Tính toán và vẽ biểu đồ ƯS hữu hiệu do trọng lượng bản thân và tải trọng gây lún
gây ra tại giữa các lớp phân tố:
+ σ’bt(i)= Σ γi.hi = p1i ( hệ số rỗng e1i của các phân tố đất ở trạng thái ban đầu, khi
chưa gánh chịu công trình.
+ σp(i)= k.(p – γ’.Df ) – ƯS do tải trọng ngoài gây ra.
+ p2i = σ’bt + σp – ƯS trong đất sau khi gánh đỡ công trình ( hệ số rỗng e 2i của các
phân tố đất).
+ Sử dụng các công thức tính lún của bài toán 1 chiều tính biến dạng đứng của các
phân tố (Sử dụng biểu đồ e – p, e – logp).
1.4.3 .Độ lún tức thời Stt:

Stt = (m -1)Sc
1.4.4. Độ lún tổng cộng S:
S = m . Sc
Với m = 1,1 ÷1,4: nếu có các biện pháp hạn chế đất yếu bị đẩy trồi ngang dưới tải
trọng đắp (như có đắp phản áp hoặc rải vải địa kỹ thuật...) thì sử dụng trị số m = 1,1.
Ngoài ra chiều cao đắp càng lớn và đất càng yếu thì sử dụng trị số m càng lớn.
Phần mềm Sigma tính ra độ lún cố kết: Sc.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 5


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W
rf

PHẦN 2: ỨNG DỤNG SIGMA/W ĐỂ TÍNH LÚN CHO ĐÊ
2.1.Số liệu tính toán
2.1.1. Kích thước hình học
Chiều cao đắp đê h=3m, bề rộng mặt đê b=8m, mái đê m=2. Chiều sâu khảo sát 15m,
bề dày lớp 1(sâu 8m), bề dày lớp 2(sâu 7m) như hình vẽ sau:
Thông thường chia lớp đất dưới nền đê z i = 2m. Để kết quả tính toán được chính xác
hơn ta có thể chia zi =1m (hoặc có thể chia mịn hơn zi ≤ 1m)
Ở bài toán này ta chia lớp đất nền dưới đê có độ dày từng lớp zi =1m

Hình vẽ:

Lưu ý: Lớp đất đầu tiên tính từ cao trình đáy đê.
2.1.2. Các thông số phục vụ tính toán
+ Thông số đất đắp
E
C
φ
µ
‫ﻻ‬

15000
30
28o
0,25
18

Môđun biến dạng(kN/m²)
Lực dính(kN/m²)
Góc ma sát trong
Hệ số poát xông(hệ số nở hông)
Dung trọng(kN/m²)

+ Thông số đất nền
- Lớp 1: Sét dẽo nhão
C

7

φ

µ

5o30'
0,35
Độ sâu(m)

E

Lực dính (kN/m²)
Góc ma sát trong
Hệ số poát xông(hệ số nở hông)
Môđun biến dạng(kN/m²)

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 6


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W
rf

500
590
680

770
860
950
1040
1130

1
2
3
4
5
6
7
8

- Lớp 2: Sét dẽo
C
φ
µ
E
550
640
730
820
910
1000
1090

9
70

0,35
Độ sâu(m)
1
2
3
4
5
6
7

Lực dính (kN/m²)
Góc ma sát trong
Hệ số poát xông(hệ số nở hông)
Môđun biến dạng(kN/m²)

2.1.3. Cách xác định các số liệu
a.Xác định môđun biến dạng E i của lớp đất thứ i:(Theo phụ lục 7 –TCVN 42532012):
Ei = Ei .β .mo
Ei =

σ 2i − σ1i
(1 + ε1i )
ε1i − ε 2i

2µ 2
β =1−
1− µ

Trong đó:
Ei: Môđun biến dạng của lớp đất thứ i(kN/m²)

σ 1i (P1i): Ứng suất do trọng lượng bản thân ở giữa lớp thứ i(kN/m²)
σ 2i (P2i): Ứng suất do trọng lượng bản thân và công trình ở giữa lớp thứ i(kN/m²)
ε 1i: Hệ số rỗng do trọng lượng bản thân giữa lớp thứ i(kN/m²)
ε 2i : Hệ số rỗng do trọng lượng bản thân và công trình ở giữa lớp thứ i(kN/m²)
β : Hệ số nén hông của lớp đất thứ i
µ : Hệ số nở hông (hệ số poatxong) của lớp đất thứ i

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 7


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W
rf

mo: Hệ số, lấy bằng 1 đối với công trình có chiều rộng nhỏ hơn 20m, hoặc diện tích
trong mặt bằng nhỏ hơn 500m², và bằng 1,5 đối với công trình có kích thước lớn hơn.
Ví Dụ: Cách xác định Ei của đất nền là á sét
Từ số liệu thí nghiệm nén nở hông của đất á sét như sau:
σ (kN / m²)

0

50


100

150

200

ε

0,760

0,708

0,667

0,635

0,602

Tính mô đun biến dạng của nền đất theo TCVN 4253-2012 :
Ei = Ei .β .mo
Ei =

σ 2i − σ1i
(1 + ε1i )
ε1i − ε 2i

β =1−

2µ 2

1− µ

(1)
(2)
(3)

Với:
σ 2i = 150kN / m² ⇒ ε 2i = 0,635
σ 1i = 100kN / m² ⇒ ε 1i = 0,667
Thay vào công thức (2), ta được:
Ei =

150 − 100
(1 + 0,667) = 2604,7 kN / m²
0,667 − 0,635

Đất nền á sét : µ = 0,40 => β = 0,47
Giả sử công trình có chiều rộng nhỏ hơn 20m, hoặc diện tích trong mặt bằng nhỏ hơn
500m² => Chọn m0 = 1
Nên: Ei = Ei .β .mo = 2604, 7 × 0, 47 ×1 = 1244kN / m²
b.Các thông số C, φ, ‫ﻻ‬,...: Lấy theo tài liệu địa chất từng công trình do phòng địa
chất cung cấp.
2.2. Các bước thiết lập mô hình
2.2.1.Xác định phạm vi và tỷ lệ vùng làm việc.
Với kích thước hình học của công trình và kích thước vùng làm việc đã nhập ở mục
Set/Page, có thể chọn tỷ lệ theo như sau ( Nên chọn tỉ lệ ngang và đứng bằng nhau):

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM


Trang 8


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

2.2.2.Lấy tọa độ điểm từ acad qua sigma:
Có thể vẽ trực tiếp trên hình hoặc lấy tọa độ điểm từ acad sang sigma:
- Scale hình vẽ về tỉ lệ 1-1000
- Dùng lệnh polyline tô lại các điểm cần chuyển, tô các điểm này không được trùng
lên nhau.
- Chuyển về tọa độ gốc: Vào trình đơn Tool/New UCS/Origin => Kích tại vị trí cao
độ cần xác lập(thường là chọn 0(0;0) tại cao độ mặt đất tự nhiên).
- Dùng lệnh List(li) => Select object => Chọn đường polyline mới tô, copy các tọa
độ => mở notepad dán vào => trong notepad bấm Ctrl+H => Lặp bỏ chỉ để lại tọa độ điểm
(X;Y).
- Mở chương trình sigma lên chọn trình đơn Keyin/Points => copy tọa độ từ notepad
vào trình đơn này.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 9



QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

2.2.3.Lưu chương trình:File/save

2.2.4. Khai báo thông số vật liệu
Chọn trình đơn KeyIn/Material properties:

Trong đó:
#: Số thứ tự lớp đất gán
Model : Có rất nhiều mô hình đất nền dùng trong tính toán. Trong tính toán để đơn
giản thông thường chọn Linear-Elastic (Đàn hồi tuyến tính).
Parameter Type: Loại ứng suất nền dùng trong tính toán.
P.W.P. Coef. Fns: Các hàm số của hệ số áp lực khe rỗng. Trong tính toán để đơn giản
thông thường chọn B-Fn# = 0, A-Fn# = 0.
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 10


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ


Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

Nhập lần lượt các thông số địa chất thứ tự lớp đất, số 1 gán cho đất đắp, từ số 2 =>10
gán theo thông số nền là lớp 1, từ số 10 =>16 gán thông số nền là lớp 2 => copy => OK.
2.2.5.Tạo phần tử hữu hạn:
Chọn trình đơn Draw/Regions hoặc ký hiệu bên dưới => dùng chuột để vẽ phần tử
=>vùng phần tử phát sinh là cùng khép kín tối thiểu là 3 điểm.

=>Phát sinh phần tử: Material Type: 1 (lớp đất đắp có số thứ tự 1) => tương tự tiếp
tục lần lượt 2=>16. Có nhiều lưới phát sinh, ta chọn cái nào tiện và thích hợp thì lấy, máy
tính sẽ tự xác lập ô lưới theo yêu cầu người sử dụng.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 11


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03


rf

Cứ làm tương tự => ta hoàn thành viêc phát sinh phần tử như hình sau:

2.2.6. Thiết lập điều kiện biên
Chọn trình đơn Draw/ node boundary conditions (hoặc biểu tượng
công cụ) ⇒ Hiện ra bảng chọn điều kiện biên để chọn:

trên thanh

Nếu có chuyển vị đứng, không có chuyển vị ngang (biên 2 bên của vùng tính toán):
X-Boundary: Chọn ‘Type: X-Disp’, ‘Action: 0.000’
Y-Boundary: Chọn ‘Type: None’
⇒ Click vào các biên tương ứng. Nếu có chuyển vị đứng, có chuyển vị ngang (biên
đáy của vùng tính toán):
X-Boundary: Chọn ‘Type: X-Disp’, ‘Action: 0.000’
Y-Boundary: Chọn ‘Type: Y-Disp’, ‘Action: 0.000’
⇒ Click vào các biên tương ứng.
⇒ Click Done để kết thúc.
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 12


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT

Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

2.2.7.Khai báo trọng lượng đất đắp(fill):
Vào trình đơn KeyIn/Body load khai báo dung trọng đất đắp theo phương đứng
Vertical=> Chọn tiếp trình đơn Draw/Fill/excavation elements => chọn fill (Element type:
chọn fill, time stpe: chọn 1=> kích chuột chọn trên vùng đất đắp.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 13


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

2.2.8.Kiểm tra bài toán(Verify):
Chọn trình đơn verify

2.2.9.Các kết quả cần xuất
Chuyển vị đứng (Y-Displacement):
Vào trình đơn Tool/Slove (hoặc biểu tượng


)

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 14


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

Vào Window/contours (hoặc biểu tượng
tượng

) =>Vào tiếp draw/contours (hoặc biểu

) => Để xuất chuyển vị Y-Displacement

Vào draw/contours labels (hoặc biểu tượng
=> cho ra giá trị chuyển vị

) => kích chọn vào đường đồng mức


Vào View/Preferences Fonts => kích bỏ số nút, số phần tử

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 15


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

2.2.10.Viết text lên mô hình:Sketch/Text:
Vào Sketch/Axes(hoặc biểu tượng

)=> vẽ thước so sánh

Vào Sketch/Text (hoặc biểu tượng

)=> để ghi chú vật liệu, thông số tải trọng,…,

2.3.So sánh kết quả tính toán với điều kiện cho phép:
Chuyển vị theo phương đứng
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM


Trang 16


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

Cách chọn độ lún ta lấy Y là trung bình của các đường đồng mức lún nằm trong
phạm vi đáy móng. VD: Ytb = (0.52 + 0.42 + 0.37+ 0.32 + 0.27 + 0.22)/6 = 0.35m =35cm
Để an toàn thì ta thường lấy độ lún lớn nhất Y= 52cm để so sánh.
=>Kết luận : Y≤[Y] : Đạt =>OK
Y>[Y] : Không đạt => Hướng giải quyết: Đắp bù lún,...
Lưu ý: Trường hợp đê kết hợp làm đường thi công thì việc tính lún có thể xác định
theo toán đồ Otterberg. Các thông số cần xác định theo 22TCN 262-2000.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 17


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W


TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

PHẦN 3: ỨNG DỤNG SIGMA/W ĐỂ TÍNH LÚN CHO ĐẬP
3.1.Số liệu tính toán:
3.1.1.Kích thước hình học
Đập đất đồng chất, đập có chiều cao Hđ = 30m ,mặt đập B=5m, đặt trên nền đất có
chiều dày Hn = 40m, hệ số mái đập thượng lưu m=4, mái hạ lưu m=3,5. Cứ chiều cao 10m
giật cơ 1 lần, bề rộng cơ b=2m. Mực nước ngầm ở cao trình ngang mặt đất tự nhiên.
Để mô phỏng gần đúng quá trình làm việc của đất nền, đập đất sẽ được đắp theo từng
lớp với chiều dày mỗi lớp là 10m. Mỗi lớp đất được giả thiết thi công liên tục trong thời
gian 50 ngày.
Lưu ý: Để tính lún chính xác hơn ta có thể chưa lớp đất dưới nền đập z i = 1m như
bài toán tính lún đê. Cách xác định Ei cũng tương tự như trên.

3.1.2.Các thông số phục vụ tính toán:
Đất đắp:
ɣunsat = 17 kN/m3; ɣsat = 20 kN/m3
φ = 28o; C = 20 kN/m2
E = 10000 kN/m2; ʋ = 0,30
kx = ky = 0,0001 m/ngày

Đất nền:
γunsat = 16,5 kN/m3; γsat = 17 kN/m3
φ = 20o; C = 20 kN/m2
E = 15000 kN/m2; ʋ= 0,35
kx = ky = 0,001m/ngày


Cách xác định các số liệu: Tương tự như bài toán 2
3.2.Các bước thiết lập mô hình
Bước 1: Xác định phạm vi và tỷ lệ vùng làm việc: Làm tương tự bài toán 2
Bước 2: Lấy tọa độ điểm từ acad qua sigma: Làm tương tự bài toán 2
Bước 3: Lưu chương trình:File/save
Bước 4: Khai báo thông số vật liệu

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 18


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

Trong đó:
#: Số thứ tự lớp đất gán
Model : Có rất nhiều mô hình đất nền dùng trong tính toán. Trong tính toán để đơn
giản thông thường chọn Linear-Elastic (Đàn hồi tuyến tính).
Parameter Type: Loại ứng suất nền dùng trong tính toán.
P.W.P. Coef. Fns: Các hàm số của hệ số áp lực khe rỗng. Trong tính toán để đơn
giản thông thường chọn B-Fn# = 0, A-Fn# = 0). Nhập lần lượt các thông số địa chất thứ tự

lớp đất, số 1=>3 gán cho đất đắp, số 4 gán theo thông số nền đập copy => OK.
Bước 5: Tạo phần tử hữu hạn. Chọn trình đơn Draw/Regions hoặc ký hiệu bên dưới
=> dùng chuột để vẽ phần tử =>vùng phần tử phát sinh là cùng khép kín tối thiểu là 3
điểm.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 19


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

Làm tương tự, ta được mô hình phát sinh hoàn thiện

Bước 6: Thiết lập điều kiện biên: Chọn trình đơn Draw/ node boundary conditions
(hoặc biểu tượng

trên thanh công cụ)⇒ Hiện ra bảng chọn điều kiện biên để chọn:

- Nếu có chuyển vị đứng, không có chuyển vị ngang (biên 2 bên của vùng tính toán):
X-Boundary: Chọn ‘Type: X-Disp’, ‘Action: 0.000’
Y-Boundary: Chọn ‘Type: None’

⇒ Click vào các biên tương ứng.
- Nếu có chuyển vị đứng, có chuyển vị ngang (biên đáy của vùng tính toán):
X-Boundary: Chọn ‘Type: X-Disp’, ‘Action: 0.000’
Y-Boundary: Chọn ‘Type: Y-Disp’, ‘Action: 0.000’
⇒ Click vào các biên tương ứng.
⇒ Click Done để kết thúc.

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 20


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 21


QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ


Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

Bước 7: Khai báo trọng lượng đất đắp(fill): Vào trình đơn KeyIn/Body load khai báo
dung trọng đất đắp theo phương đứng Vertical

Chọn tiếp trình đơn Keyin/Analysis settting/time

Trong mục time steps gán thời đoạn đắp đất từng
Trong đó:
#: Số thứ tự lớp đất gán
Increment size : Thời đoạn đắp từng cấp.
Elapsed time: thời đoạn cộng dồn.
Save: Yes (lưu tiến trính)
Nhập lần lượt số 1=>3 gán cho đất đắp từng thời đoạn, copy => OK.
Chọn tiếp trình đơn Draw/Fill/excavation elements hoặc
type: chọn fill

=> chọn fill (Element

+Time stpe: chọn 1=> kích chuột chọn trên vùng đất đắp đợt 1.
CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 22



QUI TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ

Hướng dẫn sử dụng phần mềm SIGMA/W

TẬP 5: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN ĐỊA KỸ THUẬT
Số hiệu: HD – 17 – 05 - 03

rf

+Time stpe: chọn 2=> kích chuột chọn trên vùng đất đắp đợt 2.
+Time stpe: chọn 3=> kích chuột chọn trên vùng đất đắp đợt 3.
Ta đựợc mô hình sau:

CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM

Trang 23