Đề xuất phương pháp thiết kế móng nông trên nền đá theo TCVN 9362 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MĨNG NƠNG TRÊN NỀN ĐÁ THEO TCVN 9362-2012 S K C 0 9 MÃ SỐ: SV2021 - 62 S KC 0 6 Tp Hồ Chí Minh, tháng 6/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MĨNG NƠNG TRÊN NỀN ĐÁ THEO TCVN 9362-2012 SV2021-62 Chủ nhiệm đề tài: Mã Vĩnh Chinh TP Hồ Chí Minh, Tháng / 2021 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MĨNG NƠNG TRÊN NỀN ĐÁ THEO TCVN 9362-2012 SV2021-62 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ Thuật SV thực hiện: MÃ VINH CHINH BÙI KỲ KHƯƠNG AN TRẦN MINH QUANG Nam, Nữ: Nam Nam, Nữ: Nam Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Dân tộc: Tày Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 17149CL1C, Khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao Năm thứ: /Số năm đào tạo:4 Ngành học: CNKT Cơng Trình Xây Dựng Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Tổng TP Hồ Chí Minh, Tháng / 2021 ii MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Cơ chế phá hoại đá  Phá hoại cắt tổng quát 1.2 Dự báo SCT móng nơng đá theo TCVN 9362–2012 1.2.1 Phân loại đá 1.2.2 Tính sức chịu tải móng nơng đá 1.3 Mơ hình Mohr-Coulomb (mơ hình dẻo lý tưởng ) 1.3.1 Các thơng số mơ hình MC 1.3.2 Mô đun Young (E) 1.4 Mơ hình Jointed Rock 1.4.1 Phần mở đầu 1.4.2 Các thông số mơ hình Jointed Rock 1.5 Quy đổi vật liệu đá sang vật liệu theo mơ hình Mohr-Coulomb 10 1.5.1 Tiêu chuẩn bền Mohr – coulomb 13 1.5.2 Sự xấp xỉ Mohr-Coulomb tiêu chuẩn Hoek-Brown 14 1.6 Những phương pháp ứng dụng Geoslope 16 1.6.1 Phương pháp đơn giản Bishop 17 1.6.2 Phương pháp Spencer 18 1.6.3 Phương pháp Morgenstern – Price 19 1.7 Các Phương pháp xác định SCT cực hạn từ biểu đồ P-S 19 1.7.1 Phương pháp đề xuất tính tốn SCT cực hạn 19  Phương pháp Chin-Kondner Hyperbolic Plot 19  Phương pháp Gawizdala (Ratio) 20  Phương pháp Vander Veen (Exponential) 21  Phương pháp Vijayagya 22  Phương pháp Rahman 23 CHƯƠNG 2.PHÂN TÍCH SỨC CHỊU TẢI MĨNG NƠNG TRÊN NỀN ĐÁ BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH VÀ MƠ PHỎNG SỐ 25 iii 2.1 Tính SCT móng nơng đá phương pháp giải tích 25 2.1.1 Tính SCT móng nơng đá theo TCVN 9362-2012 25 2.2 Tính SCT móng nơng đá phần mềm Plaxis 2D 26 2.2.1 Xây dựng mơ hình móng đơn phần mềm PLAXIS V8.5 26 Mơ hình Mohr-Coulomb (Axisymmestry) 35 Phương pháp Chin-Kondner 35 Phương pháp Gawizdala 35 Phương pháp Vander-Veen 37 Phương pháp Zhang 37 Phương pháp Vijayagya 38 Phương pháp Rahman 38  Nhận xét, đề xuất phương pháp tính tốn 40 Mơ hình Mohr-Coulomb (Plain Strain) 41 Phương pháp Chin-Kondner 41 Phương pháp Gawizdala 41 Phương pháp VanderVeen 43 Phương pháp Vijayagya 44 Phương pháp Rahman 44  Nhận xét, đề xuất phương án tính tốn 45 Mơ hình Plain Strain (Jointed Rock –JRC) 47 Mơ hình Plain Strain (Jointed Rock –JRC) 47 Phương pháp Chin-Kondner 47 Phương pháp Gawizdala 47 Phương pháp Vander-Veen 48 Phương pháp Zhang 48 Phương pháp Rahman 50 Nhận xét, đề xuất phương án tính tốn 51  Đánh giá tổng quan 52 2.2.2 So sánh kết SCT tính từ giải tích từ mô Plaxis 2D 52 2.3 Khảo sát ảnh hưởng kích thước móng chiều sâu chơn móng sức chịu tải móng nơng đá 54 iv 2.3.1 Xây dựng mơ hình tương đương 54 2.3.2 Khảo sát Phần mềm Geoslope 57  Xây dựng mơ hình tương đương 57 Một số kết mơ hình thu xem mặt trượt cung tròn 58 Ở độ sâu 0m 58 Ở độ sâu 1m 59 Ở độ sâu 2m 59 Ở độ sâu 3m 59 Một số kết mơ hình thu tối ưu hóa mặt trượt (Entry and Exit)60 Ở độ sâu 0m 60 Ở độ sâu 1m 60 Ở độ sâu 2m 60 Ở độ sâu 3m 60 KẾT QUẢ MƠ HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ 62 Khi coi mặt trượt cung tròn 62 Với tỉ lệ Df/Bm = 63 Với tỉ lệ Df/Bm = 1.5 64 Khi tối ưu hóa mặt trượt Entry Exit 67 Với tỉ lệ Df/Bm = 68 Với tỉ lệ Df/Bm = 1.5 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT JRC – Jointed Rock MC – Mohr Coulomb TCVN – Tiêu chuẩn Việt Nam SCT - Sức chịu tải vi BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MĨNG NƠNG TRÊN NỀN ĐÁ THEO TCVN 9362-2012 - Chủ nhiệm đề tài: Mã Vĩnh Chinh Mã số SV:17149047 - Lớp: 17149CL1C Khoa: ĐT CLC - Thành viên đề tài: Stt Họ tên MSSV Lớp Khoa Mã Vĩnh Chinh 17149047 17149CL1C ĐT CLC Bùi Kỳ Khương An 17149041 17149CL1C ĐT CLC Trần Minh Quang 17149130 17149CL1C ĐT CLC - Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Tổng Mục tiêu đề tài: - Phân tích ứng xử móng nơng đá - Đề xuất quy trình thiết kế móng nơng đá theo TCVN 9362-2012 Tính sáng tạo: Nhóm tác giả đề xuất giải pháp phù hợp để xác định sức chịu tải móng nơng đá dựa việc diễn giải đường cong tải trọng - chuyển vị Việc xây dựng đường cong nhóm tác giả thực thơng qua mơ hình Plaxis 2D sở sử dụng mơ hình Mohr-Coulomb có đối chiếu với mơ hình Jointed Rock Việc mơ hình vật liệu đá thơng qua mơ hình Mohr-Coulomb tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tích đá mơ số cách tiện lợi Bên cạnh đó, nhóm tác giả cịn đề xuất cách thức mơ móng nơng đá thông qua phần mềm Geoslope Cách làm phù hợp móng nơng nằm sườn đá dốc Kết nghiên cứu: - Việc lựa chọn phương pháp dự báo sức chịu tải theo đường cong P-S cho móng nơng đá quan trọng Trong nghiên cứu tác giả phát phương pháp Chin Kondner phù hợp - Việc sử dụng mơ hình Mohr-Coulomb để mô vật liệu đá thiên an toàn Mặc dù cần thiết kế tối ưu việc sử dụng mơ hình Jointed Rock đề xuất - Việc sử dụng Geoslope thay Plaxis 2D khả thi việc xác định giá trị hệ số an tồn hình dáng mặt trượt, Geoslope có ưu điểm nhanh, thơng số đơn giản đưa nhiều cách tính giá trị hệ số an tồn xác định hình dáng mặt trượt Cách làm phù hợp cho móng nơng đặt sườn đá dốc - Khi tỉ số Df/Bm tăng, tải tác dụng lên đá không đổi xu hướng hệ số an tồn tăng lên Khi tỉ số Df/Bm tăng đồng thời tải tác dụng tăng lên xu hướng giá trị hệ số an tồn giảm xuống vii Kết mơ hình Plaxis 2D có cho xu hướng độ lún lớn xét tải trọng với mơ hình Plaxis 3D, điều có nghĩa mơ hình Plaxis 2D cho xu hướng nhanh tiến trạng thái phá hoại Vì vậy, việc sử dụng mơ hình Plaxis 2D để mơ móng nơng đá phù hợp đá đá nguyên khối, có phong hóa mạnh mẽ tính chất đá khơng đồng suốt địa tầng Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Đề tài nghiên cứu nhằm mục đích xây dựng phương pháp đơn giản hóa mơ tính tốn móng nơng đá đảm bảo độ xác cao Từ tiết kiệm chi phí, thời gian tính tốn thiết kế đồng thời tăng tính ứng dụng phương pháp thực tiễn thiết kế Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): - Ngày 21 tháng 06 năm 2021 SV chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Nhóm sinh viên xây dựng phương pháp diễn giải sức chịu tải móng nơng đá thơng qua đường cong P-S cách tiện lợi sở xây dựng cách thức mô số thông qua phần mềm Plaxis 2D với mơ hình Mohr-Coulomb có chuyển đổi Ngồi ra, Nhóm tác giả cịn xây dựng giải pháp mơ móng nơng đá thơng qua Geoslope Nhóm đạt mục tiêu đề tài đề Ngày 21 tháng 06 năm 2021 Người hướng dẫn (kí, họ tên) viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1 Phân loại đá Bảng 1-2 Các phương trình tĩnh học thỏa mãn 17 Bảng 1-3 Đặc tính lực xen kẽ mối quan hệ 17 Bảng 2-1 Các bước mơ hình Mohr-Coulumb ứng với móng tròn dạng Axisymestry 26 Bảng 2-2 Mơ hình Axisymmestry 35 Bảng 2-3 Sức chịu tải cực hạn dự báo theo phương pháp 40 Bảng 2-4 Mơ hình Mohr-Coulomb (Plain Strain) 41 Bảng 2-5 Bảng sức chịu tải dự báo cực hạn theo phương pháp 46 Bảng 2-6 Mơ hình Plain Strain (Jointed Rock –JRC) 47 Bảng 2-7 Bảng sức chịu tải cực hạn dự báo theo phương pháp 52 Bảng 2-8 Bảng giá trị từ mô Plaxis 2D 52 Bảng 2-9 Bảng tính sức chịu tải theo phương pháp giải tích 53 Bảng 2-10 Thơng số địa chất 57 Bảng 2-11 Các bước nhập thông số mơ hình tương đương 57 Bảng 2-12 Hệ số an toàn Bm=2m, Df=0m 58 Bảng 2-13 Hệ số an toàn Bm=2m, Df=1m 59 Bảng 2-14 Hệ số an toàn Bm=2m, Df=2m 59 Bảng 2-15 Hệ số an toàn Bm=2m, Df=3m 59 Bảng 2-16 Hệ số an toàn Bm=2m, Df=0m 60 Bảng 2-17 Hệ số an toàn Bm=2m, Df=1m 60 Bảng 2-18 Hệ số an toàn Bm=2m, Df=2m 60 Bảng 2-19 Hệ số an toàn Bm=2m, Df=3m 60 Bảng 2-20 Hệ số an toàn với tỉ lệ Df/Bm =0.5 62 Bảng 2-21 Hệ số an toàn với tỉ lệ Df/Bm=1 63 Bảng 2-22 Hệ số an toàn với tỉ lệ Df/Bm=1.5 64 Bảng 2-23 Hệ số an toàn với tỉ lệ Df/Bm =0.5 67 Bảng 2-24 Hệ số an toàn với tỉ lệ Df/Bm =1 68 Bảng 2-25 Hệ số an toàn với tỉ lệ Df/Bm=1.5 69 Bảng 2-26 Biểu đồ SCT mơ hình Plaxis 2D-Plain Strain Plaxis 3D-móng vng độ sâu chơn móng 0m 73 Bảng 2-27 Biểu đồ SCT mơ hình Plaxis 2D (Axisymestry) Plaxis 3D (móng trịn) độ sâu chơn móng 0m 73 ix Phương pháp Bishop 900kPa 5.5 1200kPa 1500kPa 1800kPa 2100kPa 4.5 HSAT 3.5 2.5 1.5 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 Tỉ lệ Df/Bm Phương pháp Spencer 900kPa 5.5 1200kPa 1500kPa 1800kPa 2100kPa 4.5 HSAT 3.5 2.5 1.5 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 Tỉ lệ Df/Bm Phương pháp Morgensten-Price 900kPa 5.5 1200kPa 1500kPa 1800kPa 2100kPa 4.5 HSAT 3.5 2.5 1.5 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 Tỉ lệ Df/Bm Hình 2-24 Hệ số an toàn áp lực lên thay đổi ứng với tỉ lệ khác Bm=3 66 Khi tối ưu hóa mặt trượt Entry Exit Sau mơ hình phần mềm GeoSlope ta thu bảng Với tỉ lệ Df/Bm = 0.5,1,1.5 ứng với áp lực 900kPa, 1200 kPa,1500 kPa,1800 kPa kích thước móng khác nhau: Với tỉ lệ Df/Bm = 0.5 Bảng 2-23 Hệ số an toàn với tỉ lệ Df/Bm =0.5 Df/Bm = 0.5 (Bm=2 , Df=1) 900kPa 1200kPa 1800 1.30 1.27 1.11 1500 1.24 1.49 1.42 1200 1.41 1.91 2.13 1.83 1.55 900 1.33 1.54 1800 Bm = Df = 2.5 1.12 0.96 1500 1.37 1.37 1.05 1200 1.28 1.54 1.45 900 2.01 1.67 1.47 1800 1.28 0.91 B m = Df = 1.36 1500 1.26 1.26 1.06 1200 1.54 1.37 1.13 900 1.67 1.52 1.29 1800 1.02 0.96 0.87 1500 1.12 1.12 0.85 1200 1.36 Morgenstern Price 1.16 1.01 Spencer 1.50 Phương pháp Bm=3 Df = 1.5 1.55 Bishop 1.17 Tỷ lệ Df / Bm = 0.5 900 Bm= Df = Df/Bm = 0.5 (Bm=3 , Df=1.5) 1500kPa 900kPa 1800kPa 1200kPa 1500kPa 1800kPa HSAT HSAT 1.5 0.5 Bishop Spencer Morgensten Bishop Phương pháp 2.5 Df/Bm = 0.5 (Bm=4 , Df=2) 900kPa 1200kPa 1500kPa 2.5 1800kPa HSAT HSAT Spencer Morgensten Phương pháp 1.5 Df/Bm = 0.5 (Bm=5 , Df=2.5) 900kPa 1200kPa 1500kPa 1800kPa 1.5 0.5 0.5 0 Bishop Spencer Morgensten Phương pháp Bishop Spencer Morgensten Phương pháp Hình 2-25 Hệ số an tồn áp lực lên thay đổi ứng với phương pháp khác (Df/Bm=0.5) 67 Với tỉ lệ Df/Bm = Bảng 2-24 Hệ số an toàn với tỉ lệ Df/Bm =1 1200kPa 1500kPa 2.5 1800kPa 2 1.5 1.5 900kPa 1200kPa 1500kPa 1800 1.54 1.38 1.31 1500 1.500 2.13 1.59 1200 2.11 1.98 1.54 2.76 2.32 1.99 900 1800 1.46 1.45 1.34 1500 1.35 1.89 1.53 1200 1.67 1.61 Df/Bm = (Bm=3 , Df=3) 1800kPa 0 Bishop Spencer Morgensten Bishop Phương pháp Df/Bm = (Bm=4 , Df=4) 900kPa 1200kPa 1500kPa Spencer Morgensten Phương pháp 1800kPa 2.5 2.5 2 HSAT HSAT B m = Df = 0.5 0.5 1.47 900 1800 1.26 1.89 2.48 1.83 1.51 1.37 900kPa 1.46 1.95 1.99 Df/Bm = (Bm=2 , Df=2) B m = Df = 1.39 1500 2.27 1.93 1.20 1200 1.21 1.19 1.32 900 1.67 1.44 1.59 1800 1.78 1.7 1.02 1500 1.99 Morgenstern Price HSAT HSAT 1.23 Spencer Phương pháp 2.5 Bm=3 Df = 1.91 Bishop 1.43 1.50 900 Tỷ lệ Df / Bm = 1200 Bm= Df = 1.5 Df/Bm = (Bm=5 , Df=5) 900kPa 1200kPa 1500kPa 1800kPa 1.5 1 0.5 0.5 0 Bishop Spencer Phương pháp Morgensten Bishop Spencer Morgensten Phương pháp Hình 2-26 Hệ số an toàn áp lực lên thay đổi ứng với phương pháp khác (Df/Bm=1) 68 Với tỉ lệ Df/Bm = 1.5 Bảng 2-25 Hệ số an toàn với tỉ lệ Df/Bm=1.5 900kPa 1200kPa 1500kPa 1800kPa 2.5 Df/Bm = 1.5 (Bm=3 , Df=4.5) 900kPa 1200kPa 1500kPa 1800 2.60 2.49 2.11 1500 3.00 3.99 3.15 1200 4.56 3.36 3.15 6.80 4.66 4.68 900 1800 2.02 1.91 1.69 1500 2.60 2.28 Bm = Df = 7.5 2.27 1200 4.10 3.22 3.03 4.28 3.35 900 B m = Df = 3.87 1800 1.84 1.54 1.42 1500 1.79 1.50 1.46 1200 2.13 2.36 2.30 900 2.91 2.39 2.13 1800 1.37 1.2 1.21 1500 1.55 1.34 Df/Bm = 1.5 (Bm=2 , Df=3) 1.25 1200 1.44 1.70 2.08 Morgenstern Price 1.73 Spencer Phương pháp 2.75 Bishop Bm=3 Df = 4.5 1.94 Tỷ lệ Df / Bm = 1.5 900 Bm= Df = 1800kPa HSAT HSAT 1.5 0.5 0 Bishop Spencer 1200kPa 1500kPa 1800kPa Morgensten Df/Bm = 1.5 (Bm=5 , Df=7.5) 900kPa 1200kPa 1500kPa 1800kPa HSAT HSAT Spencer Phương pháp Phương pháp Df/Bm = 1.5 (Bm=4 , Df=6) 900kPa Bishop Morgensten 0 Bishop Spencer Morgensten Phương pháp Bishop Spencer Morgensten Phương pháp Hình 2-27 Hệ số an toàn áp lực lên thay đổi ứng với phương pháp khác (Df/Bm=1.5) 69 Phương pháp Bishop 900kPa 1800kPa 1200kPa 2100kPa Phương pháp Spencer 1500kPa 3.3 1.8 900kPa 1800kPa 1200kPa 2100kPa 1500kPa 2.8 1.6 HSAT HSAT 2.3 1.4 1.8 1.2 1.3 0.8 0.8 0.4 0.9 1.4 1.9 0.4 0.9 Tỉ lệ Df/Bm 1.4 1.9 Tỉ lệ Df/Bm Phương pháp Morgensten Price 900kPa 1200kPa 1500kPa 1800kPa 2100kPa 1.8 HSAT 1.6 1.4 1.2 0.8 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 Tỉ lệ Df/Bm Hình 2-28 Hệ số an toàn áp lực lên thay đổi ứng với tỉ lệ Df/Bm khác (Bm=2m) 70 Phương pháp Bishop 2.4 900kPa 1200kPa 1500kPa 1800kPa 2100kPa 2.2 HSAT 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 Tỉ lệ Df/Bm Phương pháp Spencer 2.4 900kPa 2.2 1200kPa 1500kPa 1800kPa 2100kPa HSAT 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 Tỉ lệ Df/Bm Morgensten-Price 2.6 900kPa 1200kpa 1500kPa 1800kPa 2100kPa 2.4 2.2 HSAT 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 Tỉ lệ Df/Bm Hình 2-29 Hệ số an toàn áp lực lên thay đổi ứng với tỉ lệ Df/Bm khác (Bm=3m) 71  Từ biểu đồ tác giả nhận thấy: Khi tỷ số Df/Bm không đổi, lực tác dụng tăng hệ số an tồn giảm xuống, chẳng hạn, bảng 2-25 phương pháp Bishop với tỉ lệ Df/Bm = 1.5 (Df = 3m, Bm = 2m) hệ số an toàn giảm dần từ 1.699, 1.438, 1.248, 1.211 ứng với tải tác động 900kPa, 1200kPa, 1500kPa 1800kPa, tương tự bảng 2-23 phương pháp Spencer tỉ lệ Df/Bm = 0.5 (Df = 3m, Bm = 1.5m), hệ số an toàn giảm dần: 1.667, 1.538, 1.26, 1.282 ứng với tải tác động 900kPa, 1200kPa, 1500kPa, 1800kPa Mặc dù tỉ số Df/Bm số, Df Bm tăng, tải tác dụng khơng đổi hệ số an toàn tăng theo, chẳng hạn, Bảng 2-25 phương pháp Spencer tải tác dụng 900kPa, Bm Df tăng từ Bm = 2m Df =3m lên Bm =3m Df = 4.5m lên Bm = 4m Df = 6m lên Bm = 5m Df = 7.5m hệ số an tồn tăng 2.75, 2.91, 4.28, 6.80 Độ giảm hệ số an toàn tải tăng, đồng thời Df, Bm tăng theo nhỏ dần chẳng hạn, bảng 2-21 Đối với phương pháp Bishop, Bm = 2m, Df = 2m hệ số an toàn giảm từ 2.7 xuống 2.26 với giá trị giảm 0.44 lực tăng từ 900kPa lên 1200kPa, tiếp tục hệ số an toàn giảm từ 2.26 xuống 1.95 với giá trị giảm 0.31 tăng lực từ 1200kPa lên 1500kPa tương tự tăng lực từ 1500kPa lên 1800kPa hệ số an toàn giảm từ 1.95 xuống 1.8 với giá trị giảm 0.15 Cũng 2.22, phương pháp MorgensternPrice Bm = 2m, Df = 3m hệ số an toàn giảm từ 3.96 xuống 3.14, 3.14 xuống 2.45 2.45 xuống 2.27 ứng với lực tác dụng tăng từ 900kPa lên 1200kPa, 1200kPa lên 1500kPa 1500kPa lên 1800kPa Các giá trị giảm hệ số an toàn 0.79, 0.69 0.18 Từ kiện giá trị độ giảm hệ số an toàn tác giả nhận thấy tăng đồng thời Df, Bm tải tác động độ giảm hệ số có xu hướng nhỏ dần Điều với cách làm xác định mặt trượt bán kính Hệ số an tồn tăng tỉ số Df/Bm tăng, đạt đến giới hạn mức tăng trần hệ số an toàn tải tác dụng tăng chẳng hạn, hình 2-53 hình 2-54; Đối với tất phương pháp, lực tăng lên đồng thời tỉ lệ Df/Bm tăng hệ số giới hạn dần tiến giới hạn trần Cụ thể lực tác dụng 900kPa, 1200kPa hệ số an tồn cịn xu hướng tăng lên, lực tác dụng tăng lên 1500kPa, 1800kPa 2100kPa hệ số an toàn giao tiến mức độ trần Điều gần với cách làm Entry and Exit có tối ưu với cách làm xác định mặt trượt bán kính So sánh cách làm Tối ưu cách làm Bán kính: Nhìn vào hình 2-53 hình 2-54 cách làm Entry and Exit có tối ưu ta thấy hệ số an tồn thể khơng cách giả định mặt trượt cung trịn Chẳng hạn hình 2-53 hình 258 với cách làm Entry and Exit có tối ưu, phương pháp Morgensten-Price Bm = 2m, hệ số an toàn với lực tác dụng tương ứng tăng đồng thời Df Bm thể xu hướng tăng dần chưa tốt 72 2.3.3 Đánh giá độ tin cậy mơ hình Plaxis 2D mơ hình Plaxis 3D Bảng 2-26 Biểu đồ SCT mơ hình Plaxis 2D-Plain Strain Plaxis 3D-móng vng độ sâu chơn móng 0m Mơ hình Mohr Colomb với Df= 0m ( Plaxis 3D-Móng vuông Plaxis 2D-Plain Strain) Mohr-Coulomb Df=0 m 100 200 300 400 500 600 700 800 9001000 0.00 Mohr-Coulomb Df=0 m 100 200 300 400 500 600 700 800 0.00 -0.05 -0.05 uz(mm) -0.10 -0.15 -0.20 Plaxis 2D Plain Strain -0.10 uz(mm) Plaxis 3D Square -0.15 -0.20 -0.25 -0.30 -0.25 σ[kN/m²] σ[kN/m²] Nhận xét : Nhận thấy xu hướng biểu đồ Plaxis 2D (Plain Strain) không tương đồng độ lún so với biểu đồ Plaxis 3D loại móng vng dù tải trọng Độ lún từ biểu đồ Plaxis 3D sai khác 48% so với độ lún từ Plaxis 2D ứng với cấp tải 600 kN/m2 Đối với mơ hình Plain strain giá trị tải độ lún lớn nhiều so với mơ hình Plaxis 3D Mơ hình Plaxis 2D mơ theo tốn biến dạng phẳng xem móng băng cịn Plaxis 3D móng đơn Bảng 2-27 Biểu đồ SCT mơ hình Plaxis 2D (Axisymestry) Plaxis 3D (móng trịn) độ sâu chơn móng 0m Mơ hình Mohr Colomb với Df= 0m ( Plaxis 3D-Móng trịn Plaxis 2DAxisymestry) Mohr-Coulomb Df=0 m Mohr-Coulomb Df=0 m 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 -0.05 Plaxis 3D Circle -0.1 uz(mm) Plaxis 2D axysymestry uz(mm) 0.00 -0.05 -0.10 -0.15 -0.20 -0.25 -0.30 -0.35 -0.40 -0.45 -0.15 -0.2 -0.25 σ[kN/m²] -0.3 σ[kN/m²] Nhận xét : Nhận thấy xu hướng biểu đồ Plaxis 2D (Axisymestry) không tương đồng độ lún so với biểu đồ Plaxis 3D loại móng tròn dù tải trọng 73 Độ lún từ biểu đồ Plaxis 3D sai khác 38% so với độ lún từ Plaxis 2D ứng với cấp tải 1000 kN/m2 Bảng 2-28 Biểu đồ SCT mơ hình Plaxis 2D (Plain Strain) Plaxis 3D (móng vng) độ sâu chơn móng 1.5m Mơ hình Mohr Colomb với Df= 1.5m ( Plaxis 3D-Móng vng Plaxis 2D-Plain Strain) Mohr-Coulomb Df=1.5 m 100 200 300 400 500 600 700 800 9001000 Mohr-Coulomb Df=1.5 m 100 200 300 400 500 600 700 800 9001000 0.000 0.00 -0.10 -0.050 -0.100 -0.150 Plaxis 2D Plain Strain -0.20 uz(mm) uz(mm) Plaxis 3D Square -0.30 -0.40 -0.50 -0.200 -0.250 -0.60 σ[kN/m²] -0.70 σ[kN/m²] Nhận xét : Nhận thấy xu hướng biểu đồ Plaxis 2D (Plain Strain) không tương đồng độ lún so với biểu đồ Plaxis 3D loại móng vng dù tải trọng Độ lún từ biểu đồ Plaxis 3D sai khác 64% so với độ lún từ Plaxis 2D ứng với cấp tải 1000 kN/m2 Đối với mơ hình Plain strain giá trị tải độ lún lớn nhiều so với mơ hình Plaxis 3D Mơ hình Plaxis 2D mơ theo tốn biến dạng phẳng xem móng băng cịn Plaxis 3D móng đơn 74 Bảng 2-29 Biểu đồ SCT mơ hình Plaxis 2D (Plain Strain) Plaxis 3D (móng trịn) độ sâu chơn móng 1.5m Mơ hình Mohr Colomb với Df= 1.5m ( Plaxis 3D-Móng tròn Plaxis 2D-Plain Strain) Mohr-Coulomb Df=1.5 m 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Mohr-Coulomb Df=1.5 m 100 200 300 400 500 600 700 800 9001000 0.00 0.000 -0.10 -0.050 -0.100 -0.150 -0.20 uz(mm) uz(mm) Plaxis 3D Circle Plaxis 2D Plain Strain -0.30 -0.40 -0.50 -0.200 -0.60 σ[kN/m²] σ[kN/m²] -0.70 -0.250 Nhận xét : Nhận thấy xu hướng biểu đồ Plaxis 2D (phương pháp Plain Strain) không tương đồng độ lún so với biểu đồ Plaxis 3D loại móng trịn dù tải trọng Độ lún từ biểu đồ Plaxis 3D sai khác 67% so với độ lún từ Plaxis 2D ứng với cấp tải 1000 kN/m2 Bảng 2-30 Biểu đồ SCT mơ hình Plaxis 2D Plaxis 3D (móng vng) độ sâu chơn móng 0m Mơ hình Jointed Rock với Df=0m ( Plaxis 3D-Móng vng Plaxis 2D) Jointed Rock Df= 0m Jointed Rock Df= 0m 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0.000 -0.020 -0.05 -0.040 uz(mm) -0.080 -0.100 -0.1 uz(mm) Plaxis 3D JRC Square -0.060 Plaxis 2D JRC -0.15 -0.2 -0.120 -0.25 -0.140 -0.160 σ[kN/m²] -0.3 σ[kN/m²] Nhận xét : Nhận thấy xu hướng biểu đồ Plaxis 2D không tương đồng độ lún so với biểu đồ Plaxis 3D loại móng vng dù tải trọng 75 Độ lún từ biểu đồ Plaxis 3D sai khác 54% so với độ lún từ Plaxis 2D ứng với cấp tải 800 kN/m2 Đối với mô hình Plaxis 2D giá trị tải độ lún lớn nhiều so với mơ hình Plaxis 3D Mơ hình Plaxis 2D mơ theo tốn biến dạng phẳng xem móng băng cịn Plaxis 3D móng đơn Bảng 2-31 Biểu đồ SCT mơ hình Plaxis 2D Plaxis 3D (móng trịn) độ sâu chơn móng 0m Mơ hình Jointed Rock với Df=0m ( Plaxis 3D-Móng trịn Plaxis 2D) Jointed Rock Df= 0m Jointed Rock Df= 0m 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 100 200 300 400 500 600 700 800 9001000 0.000 -0.020 -0.05 uz(mm) Plaxis 3D Cir JRC -0.060 -0.1 Plaxis 2D JRC uz(mm) -0.040 -0.15 -0.080 -0.2 -0.100 -0.25 -0.120 -0.140 σ[kN/m²] -0.3 σ[kN/m²] Nhận xét : Nhận thấy xu hướng biểu đồ Plaxis 2D không tương đồng độ lún so với biểu đồ Plaxis 3D loại móng trịn dù tải trọng Độ lún từ biểu đồ Plaxis 3D sai khác 61% so với độ lún từ Plaxis 2D ứng với cấp tải 800 kN/m2 76 Bảng 2-32 Biểu đồ SCT mơ hình Plaxis 2D Plaxis 3D (móng vng) độ sâu chơn móng 1.5m Mơ hình Jointed Rock với Df=1.5 m ( Plaxis 3D-Móng vng Plaxis 2D) Jointed Rock Df=1.5m Jointed Rock Df=1.5m 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 -0.05 uz(mm) Plaxis 3D Square 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Plaxis 2D uz(mm) -0.1 0.00 -0.10 -0.20 -0.30 -0.40 -0.50 -0.60 -0.70 -0.80 -0.90 -1.00 -0.15 -0.2 -0.25 σ[kN/m²] σ[kN/m²] Nhận xét : Nhận thấy xu hướng biểu đồ Plaxis 2D không tương đồng độ lún so với biểu đồ Plaxis 3D loại móng vng dù tải trọng Độ lún từ biểu đồ Plaxis 3D sai khác 75% so với độ lún từ Plaxis 2D ứng với cấp tải 800 kN/m2 Đối với mơ hình Plaxis 2D giá trị tải độ lún lớn nhiều so với mơ hình Plaxis 3D Mơ hình Plaxis 2D mơ theo tốn biến dạng phẳng xem móng băng cịn Plaxis 3D móng đơn Kết luận: Đối với Mơ hình Mohr-Coulomb độ sâu chơn móng 0m, móng vng cho sức chịu tải nhỏ độ lún lớn so với móng trịn dù tải trọng đặt lên Tương tự độ sâu chơn móng 1.5m, móng vng cho sức chịu tải nhỏ độ lún lớn so với móng trịn dù tải trọng đặt lên Ở độ sâu chơn móng 0m Mơ hình Jointed Rock cho sức chịu tải lớn độ lún nhỏ so với phương pháp MohrCoulomb dù tải trọng đặt lên Tương tự độ sâu chơn móng 1.5m Mơ hình Jointed Rock cho sức chịu tải lớn độ lún nhỏ so với phương pháp MohrCoulomb dù tải trọng đặt lên Dấu hiệu thể rõ mơ hình 3D 2D Sự khác biệt độ lún cấp tải mơ hình 3D so với 2D có tăng dần độ sâu chơn móng tăng (cụ thể độ sâu 0m ứng với mơ hình Mohr-Coulomb Jonited Rock độ chênh lệch xoay quanh 50% độ sâu chơn móng 1.5m giá trị tăng lên 65%) Mặc dù vậy, mơ hình 2D cho kết thiên an toàn hơn, cụ thể độ lún lớn xu hướng biểu đồ có tiến phá hoại nhanh Điều phù hợp đá khơng phải đá ngun khối, có phong hóa mạnh mẽ tính chất đá khơng đồng suốt địa tầng 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Việc lựa chọn phương pháp dự báo sức chịu tải theo đường cong P-S cho móng nơng đá quan trọng Trong nghiên cứu tác giả phát phương pháp Chin Kondner phù hợp Việc sử dụng mơ hình Mohr-Coulomb để mô vật liệu đá thiên an toàn Mặc dù cần thiết kế tối ưu việc sử dụng mơ hình Jointed Rock đề xuất Việc sử dụng Geoslope thay Plaxis 2D khả thi việc xác định giá trị hệ số an tồn hình dáng mặt trượt, Geoslope có ưu điểm nhanh, thông số đơn giản đưa nhiều cách tính giá trị hệ số an tồn xác định hình dáng mặt trượt Cách làm phù hợp cho móng nơng đặt sườn đá dốc Khi tỉ số Df/Bm tăng, tải tác dụng lên đá khơng đổi xu hướng hệ số an toàn tăng lên Khi tỉ số Df/Bm tăng đồng thời tải tác dụng tăng lên xu hướng giá trị hệ số an tồn giảm xuống Kết mơ hình Plaxis 2D có cho xu hướng độ lún lớn xét tải trọng với mơ hình Plaxis 3D, điều có nghĩa mơ hình Plaxis 2D cho xu hướng nhanh tiến trạng thái phá hoại Vì vậy, việc sử dụng mơ hình Plaxis 2D để mơ móng nông đá phù hợp đá khơng phải đá ngun khối, có phong hóa mạnh mẽ tính chất đá khơng đồng suốt địa tầng 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Minh Hùng, Hồng Đình Q , "Về sức chịu tải đá," Tạp chí địa kỹ thuật, 2005 [2] N H Nam, "Ảnh hưởng hệ thống khe nứt đá tới sức chịu tải đá," Tạp chí Khoa học iến trúc xây dựng, vol 26, pp 58-60, 2017 [3] "Vấn đề khảo sát tính tốn sức chịu tải cọc khoan nhồi đá phiến phong hóa nặng qua số cơng trình cầu địa bàn thành phố đà nẵng vướng mắc đề xuất," Tạp chí Cầu-Hầm, pp 23-32, 2013 [4] Amir H.Alavi, Ehsan Sadrossadat, "New design equations for estimation of ultimate bearing capacity of shallow foundations resting on rock masses," vol 7, no 1, pp 91-99, Jan 2016 [5] M Stelzer, "Numerical Studies on the PLAXIS Jointed Rock Model" [6] Tang Jing and Liu Youngbiao, "Bearing Capacity Calculation of Rock Foundation based on Nonlinear Failure Criterion," 2012 2nd International Conference on Mechanical, vol 1, pp 110-116, 2012 [7] M.Imani, A.Fahimiar, "Bearing failure modes of rock foundations with consideration of joint spacing," Scientia Iranica A, vol 19, no 6, pp 1411-1421, 2012 [8] TCVN 9362-2012, Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình, HaNoi: Bộ Khoa học công nghệ, 2012 [9] Plaxis Version 8, Materials Models Manual [10] The Red Book, Basics of Foundation Designs, Bengt H Fellenius, January 2021 [11] E S Sørensen, School of Engineering and Science, 2012 [12] Evert Hoek and Edwin T Brown, "Evert Hoek and Edwin T Brown," International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, vol 34, no 8, pp 1165-1186, 1997 [13] Paul Marinos and Evert Hoek, "GSI: A geologically friendly tool for rock mass strength estimation.," n Proceedings of the International Conference on Geotechnical and Geological Engineering, 2000 [14] Evert Hoek, Carlos Carranza-Torres, and Brent Corkum., "Hoek-Brown failure criterion - 2002 edition," 2002 [15] Rocscience Inc Roclab - user’s guide, 2007 [16] Geoslope, Stability Modeling with SLOPE/W, Canada, 2012, pp 35-36 79 S K L 0 ... tiêu đề tài - Phân tích ứng xử móng nơng đá - Đề xuất quy trình thiết kế móng nơng đá theo TCVN 9362-2012 Cách tiếp cận - Phương pháp giải tích: + Phương pháp giải tích TCVN 9362-2012 + Sử dụng phương. .. việc ứng dụng cơng tác thiết kế khó khả thi Đề tài “ Đề xuất phương pháp thiết kế móng nơng đá theo TCVN 9362-2012? ?? đưa với mong muốn tạo nên qui trình thiết kế móng nơng đá đơn giản đảm bảo độ... KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MÓNG NÔNG TRÊN NỀN ĐÁ THEO TCVN 9362-2012 - Chủ nhiệm đề tài: Mã Vĩnh Chinh Mã