Đang tải... (xem toàn văn)
Kỹ thuật xử lý trên nền đất yếu
Bài tập chuyên đềMôn học: Thiết kế tối uBộ giáo dục và đào tạoTrờng đại học giao thông vận tảiKhoa Sau đại học------------000-----------bài tập chuyên đềmôn học: thiết kế tối uHọc viên: Đỗ Duy ThiệnLớp cao học: Công trình giao thông K10 hà nội, 8 2003Cơ quan: Tổng công ty XD CTGT 1 Trang 1Công ty cổ phần t vấn đầu t & xây dựng Việt NAm (VINACICO)Điện thoại: 048723237 Fax: 84 - 4 8723237Địa chỉ : Lâm du - bồ đề - gia lâm Hà Nội Bài tập chuyên đềMôn học: Thiết kế tối ubài toán tối u hoá giải pháp thiết kế xử lý nền đờng đắp trên đất yếuĐặt vấn đề:Yêu cầu thiết kế tối u hoá giải pháp thiết kế xử lý nền đờng đắp trên đất yếu là bài toán tối u hoá thờng gặp khi thiết kế đờng.một cách đầy đủ, bài toán tối u hoá giải pháp xử lý nền đất yếu phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nh: chủng loại vật liệu, điều kiện thi công và cung cấp vật liệu, giá thành, sự ổn định của công trình Trong phạm vi môn học thiết kế tối u, chúng ta đặt vấn đề nghiên cứu thiết kế tối u giải pháp xử lý nền đất yếu trong phạm vi hẹp hơn, cụ thể:Thiết kế tối u giải pháp xử lý nền đất yếu với các thông số và điều kiện giới hạn nh sau:- Giải pháp xử lý: Thoát nớc thẳng đứng bằng giếng cát và Bấc thấm.- Xử lý nền đất yếu trong toàn bộ các lớp đất yếu.- Không xem xét đến vấn đề ổn định của nền đờng.Tuy nhiên ở một bài toán cụ thể, chơng trình này cũng cung cấp đầy đủ các thông số để kiểm toán ổn định nền đờng bằng phần mềm tơng ứng: Slope.Nội dung kỹ thuật của bài toán:Bài toán đặt ra là phải xác định đợc khoảng cách bố trí tối u bấc thấm hoặc giếng cát từ các thông số đầu vào. Khoảng cách bố trí tối u phải thoả mãn các điều kiện kỹ thuật (thời gian chờ cố kết ) và đáp ứng mục tiêu giá thành nhỏ nhất.Sau đay chúng ta xem xét từng vấn đề kỹ thuật của bài toán.II.1. Các thông số đầu vào, đầu raII.1.1. Thông số đầu vào:- Kích thớc hình học của nền đờng đắp, các cao độ, chiều sâu đào lầy.- Các thông số địa chất: chiều dày các lớp địa chất, các chỉ tiêu cơ lý, cao độ n-ớc ngầm- Độ cố kết yêu cầu, thời gian cố kết tối đa.- Các thông số bố trí bấc thấm, cọc cát, đơn gíaII.1.2. Thông số đầu ra:- Khoảng cách bố trí tối u, giải pháp xử lý.II.2. Các điều kiện kỹ thuật (Điều kiện ràng buộc Hàm ràng buộc)II.2.1. Điều kiện về khoảng cách bố trí kinh tế của bấc thấm và giếng cát:1.3m <= Lbt <= 2.2m (HRB 01)5 x D <= Lgc <= 10 x D (HRB 02)Trong đó:+ Lbt : Khoảng cách bố trí bấc thấm.+ Lgc : Khoảng cách bố trí giếng cát.+ D: Đờng kính giếng cát.Cơ quan: Tổng công ty XD CTGT 1 Trang 2Công ty cổ phần t vấn đầu t & xây dựng Việt NAm (VINACICO)Điện thoại: 048723237 Fax: 84 - 4 8723237Địa chỉ : Lâm du - bồ đề - gia lâm Hà Nội Bài tập chuyên đềMôn học: Thiết kế tối uChú ý: Bấc thấm và giếng cát đợc bố trí theo sơ đồ hình vuông hoặc tam giác.II.2.2. Điều kiện về thời gian chờ cố kết.Điều kiện: tck <= t yêu cầu (HRB 03)Trong đó: + t yêu cầu: là thời gian cố kết yêu cầu.+ tck : là thời gian cố kết tơng ứng với khoảng cách bố trí bấc thấm hoặc giếng cát.II.3. Mục tiêu về giá thành giải phápGiá thành xử lý nền đất yếu tính cho 100m2 nền đ ờng, chiều sâu xử lý 1m:GT = 100 / L^2 x ĐGTrong đó:GT: Giá thành xử lý nền đất yếu tính cho 100m2 nền đờng, chiều sâu xử lý 1m.L: Khoảng cách bố trí giếng cát hoặc bấc thấm.ĐG: Đơn giá xây dựng 1m dài bấc thấm hoặc giếng cát.Mục tiêu bài toán là giá thành xử lý nhỏ nhất.Mô hình hoá bài toán.III.1. Mục tiêu:Xác định giải pháp xử lý nền đất yếu (Bấc thấm hay giếng cát), khoảng cách bố trí với giá thành xây dựng nhỏ nhất.Hàm mục tiêu:F = GT (giải pháp, khoảng cách L) (HMT 01)Nghiệm tối u của bài toán làm cho hàm mục tiêu đạt giá trị nhỏ nhất.III.2. Các tham số vào:- Các thông số hình học của nền đờng, cao độ tự nhiên, chiều sâu đào lầy.- Các thông số địa chất: Số lớp địa chất, chiều dày từng lớp, loại địa chất, các chỉ tiêu cơ lý, chỉ tiêu nén cố kết, chiều sâu nớc ngầm, .- Các chỉ tiêu của vật liệu đắp.- Độ cố kết yêu cầu, thời gian cố kết yêu cầu, các thông số của bấc thấm, giếng cát.Ghi chú: Xem chi tiết các thông số đầu vào trong bảng tính (chơng trình).III.3. Các tham số gia:- ứng suất do trọng lợng bản thân, do tải trọng nền đất gây ra trong nền đất ở các chiều sâu khác nhau.- Độ lún cố kết của các lớp đất, tổng độ lún cố kết của nền đờng- Thời gian cố kết, độ cố kết, giá thành xây dựng.Ghi chú: Xem chi tiết trong bảng tính (chơng trình).Cơ quan: Tổng công ty XD CTGT 1 Trang 3Công ty cổ phần t vấn đầu t & xây dựng Việt NAm (VINACICO)Điện thoại: 048723237 Fax: 84 - 4 8723237Địa chỉ : Lâm du - bồ đề - gia lâm Hà NộiĐK lặp tham số chạy Kết thúc Bài tập chuyên đềMôn học: Thiết kế tối uIII.4. Các điều kiện ràng buộc:Gồm có các điều kiện ràng buộc từ HRB 01 đến 03. Xem phần 2.Lựa chọn phơng pháp giảiĐể giải bài toán tối u hoá trên ta có rất nhiều phơng pháp. ở đây ta chọn phơng pháp thử nghiệm độc lập. Đây là một phơng pháp đơn giản, rễ thực hành và thuận tiện khi tính toán trên máy tính. Mặc dù phơng pháp này cho kết quả có độ chính xác không cao và khối lợng thực hiện lớn, nhng với sự hỗ trợ của máy tính hiện đại, tốc độ cao, chúng ta có thể giải quyết bài toán một cách rễ ràng với độ chính xác chấp nhận đợc.Lựa chọn thuật toán giải bài toán.- Phơng pháp sử dụng ở đây là phơng pháp thử nghiệm độc lập, thuật toán sử dụng sẽ là tính lặp với các vòng For và lệnh kiểm tra điều kiện If.- Đối với các công thức tính toán (tính hàm ràng buộc) sử dụng bảng tra, có thể xây dựng các ma trận , sau đó cũng sử dụng vòng For, lệnh If để tra theo ph-ơng pháp nội suy. (Lu ý: nên xây dựng ma trận bởi các chơng trình con modul của Visual Basic để tăng tốc độ tính toán của chơng trình, tuy nhiên cũng có thể xây dựng ma trận theo bảng của Microsoft excel nhng tốc độ chậm hơn).Lựa chọn công cụ lập trình.Đây là một bài toán đòi hỏi đợc trình bày một cách tờng minh, rễ hiểu, rễ kiểm tra, cùng với các điều kiện làm giảm khá nhiều trong việc tìm nghiệm tối u, ngoài ra thuật toán giải bài toán này không quá phức tạp. Vì vậy ta chọn môi trờng lập trình trên phần mềm Microsoft Excel có kết hợp viết các Macro trên nền Visual Basic để thực hiện các vòng lặp và việc trình bày kết quả.Lập hệ thống chơng trình.Cơ quan: Tổng công ty XD CTGT 1 Trang 4Công ty cổ phần t vấn đầu t & xây dựng Việt NAm (VINACICO)Điện thoại: 048723237 Fax: 84 - 4 8723237Địa chỉ : Lâm du - bồ đề - gia lâm Hà NộiĐK lặp tham số chạy Kết thúc Bài tập chuyên đềMôn học: Thiết kế tối uSơ đồ khốiCơ quan: Tổng công ty XD CTGT 1 Trang 5Công ty cổ phần t vấn đầu t & xây dựng Việt NAm (VINACICO)Điện thoại: 048723237 Fax: 84 - 4 8723237Địa chỉ : Lâm du - bồ đề - gia lâm Hà NộiNhập số liệuđầu vàoGán giá trị tham sốBắt đầuGán số liệu vào bảng tínhKiểm tra các điều kiện ràng buộcTính hàm mục tiêuHMT < HMTminHMTmin:= HMTGiá trị các tham số tương ứngĐK lặp tham số chạy Kết thúcTrình bàyIn kết quảTính toán hàm ràng buộc-+++-- Bài tập chuyên đềMôn học: Thiết kế tối ucấu trúc ch ơng trình Tổ chức chơng trìnhChơng trình đợc tổ chức bởi 3 File- Hớng dẫn sử dụng: File HDSD.doc (Cha xây dựng)- File nhập số liệu: *.XLS (Theo File mẫu có tên 2.XLS)- File chơng trình chính: TinhlunCc_Cr.XLSTrong File nguồn của chơng trình, sử dụng các Macro viết trên nền Visual basic, trong đó có sử dụng các nút lệnh, User form, modulXem trang đầu của File nguồn:File nguồn TinhlunCc_Cr.XLS đợc xây dựng bởi các sheet, trong đó sheet 2 là thân chơng trình, các sheet còn lại bao gồm các bảng tra, các công thức tính toánCơ quan: Tổng công ty XD CTGT 1 Trang 6Công ty cổ phần t vấn đầu t & xây dựng Việt NAm (VINACICO)Điện thoại: 048723237 Fax: 84 - 4 8723237Địa chỉ : Lâm du - bồ đề - gia lâm Hà NộiTính toán hàm ràng buộc Kiểm tra điều kiện ràng buộc Tính toán hàm mục tiêu Xác đinh tham số tối u Giới thiệu File: HDSD.DOCNhập số liệuFile: *.XLS Tính toán In kết quả Thân C trìnhFile: tinhlunCc_Cr.XLS Cấu trúc Ch-ơng trình Bài tập chuyên đềMôn học: Thiết kế tối uChơng trình đợc chạy bởi các nút lệnh, sau đó hiện lên các User form để giao diện nhập liệu. Chơng trình xử lý đợc các lệnh lặp, lựa chọn đủ để giải đợc các bài toán .Ví dụ: Giao diện nhập dữ liệu.Cơ quan: Tổng công ty XD CTGT 1 Trang 7Công ty cổ phần t vấn đầu t & xây dựng Việt NAm (VINACICO)Điện thoại: 048723237 Fax: 84 - 4 8723237Địa chỉ : Lâm du - bồ đề - gia lâm Hà Nội Bài tập chuyên đềMôn học: Thiết kế tối uKết thúc chơng trình, File nguồn sẽ chính là file kết quả có thể in luôn.Password: 1 Kết quả chạy chơng trìnhFile nguồn chơng trình sau khi chạy sẽ là File kết quả, trình bày duới dạng các trang in ngay, xem dới đây.Cơ quan: Tổng công ty XD CTGT 1 Trang 8Công ty cổ phần t vấn đầu t & xây dựng Việt NAm (VINACICO)Điện thoại: 048723237 Fax: 84 - 4 8723237Địa chỉ : Lâm du - bồ đề - gia lâm Hà Nội Bài tập chuyên đềMôn học: Thiết kế tối uBài tậpNGuyên lý sáng chếĐề bàiHãy tìm 1 máy xung quanh mình, tìm 7 quy tác sáng chế đã áp dụng và 1 quy tắc để cải tiến. Mục đích chơng trìnhBài làm2.1. Máy lựa chọn:ôtô.2.2. Bảy quy tắc đã áp dụng:1. Biến đổi chuyển động thẳng thành chuyển động quay.2. Quy tắc tăng nhanh hoặc giảm bớt tốc độ vận hành.3. Quy tắc ghép một số chức năng vào một sản phẩm.4. Thay chuyển động xích bằng chuyển động bánh răng.5. Quy tắc sử dụng nhiều loại vật liệu vào nhiều bộ phận tuỳ theo chức năng, độ bền của vật liệu, bộ phận và tuổi thọ.6. Quy tắc sử dụng khớp cầu thay khớp phẳng.7. Quy tắc áp dụng các nguồn năng lợng mới, sạch.2.3. Quy tắc để cải tiến : Quy tắc cải tiến từ điều khiển bằng ngời sang tự động điều khiển.Cơ quan: Tổng công ty XD CTGT 1Công ty cổ phần t vấn đầu t & xây dựng Việt NAm (VINACICO)Điện thoại: 048723237 Fax: 84 - 4 8723237Địa chỉ : Lâm du - bồ đề - gia lâm Hà Nội . thành xử lý nền đất yếu tính cho 100m2 nền đ ờng, chiều sâu xử lý 1m:GT = 100 / L^2 x ĐGTrong đó:GT: Giá thành xử lý nền đất yếu tính cho 100m2 nền đờng,. giải pháp thiết kế xử lý nền đờng đắp trên đất yếu ặt vấn đề:Yêu cầu thiết kế tối u hoá giải pháp thiết kế xử lý nền đờng đắp trên đất yếu là bài toán tối