NGHIÊN CỨU HỐ ĐÀO DẠNG TRÒN SỬ DỤNG CỌC CÁT TUYẾN(SECANT PILE)

Microsoft Word BÁO CÁO H�SDT 1 (2) BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2020 – 2021 NGHIÊN CỨU HỐ ĐÀO SÂU DẠNG TRÒN SỬ DỤ.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2020 – 2021 NGHIÊN CỨU HỐ ĐÀO SÂU DẠNG TRÒN SỬ DỤNG CỌC CÁT TUYẾN (SECANT PILE) Mã số: CĐ-2021-05 Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Mạnh 63XD1 MSSV: 138663 Nguyễn Văn Nam 63XD1 MSSV: 146663 Nguyễn Trung Kiên 63XD1 MSSV: 113263 Nguyễn Trung Thành 63XD1 MSSV: 1542363 Giáo viên hướng dẫn: TS.PHẠM VIỆT ANH Hà Nội, 01/2022 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên MỤC LỤC 1.1.3.1 Tường vây cọc cát tuyến 1.1.3.2 Tường vây cọc barrette 1.1.3.3 Tường vây cọc ván thép (cừ Larsen) 1.1.3.4 Tường vây cọc xi măng đất 1.1.4.1 Giải pháp giữ ổn định hệ chống thép hình 1.1.4.2 Giải pháp giữ ổn định phương pháp neo đất i Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên ii Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên iii Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Hình dạng hố đào chi tiết liên kết cọc secant pile Hình 1-2: Hố đào sâu sử dụng giải pháp tường Barrette Hình 1-3: Tường vây cừ Larsen Hình 1-4: Tường vây hàng cọc xi măng đất Hình 1-5: Mặt bằng, mặt cắt bố trí hệ chống thép hình Hình 1-6: Hố đào sâu sử dụng Neo đất Hình 1-7: Giải pháp chắn giữ hố đào tường cừ 10 Hình 1-8: Giải pháp chắn giữ hố đào sâu dạng tròn sử dụng tường bê tông cốt thép 11 Hình 1-9: Biện pháp chắn giữ hố đào sâu dạng tròn sử dụng cọc khoan nhồi 11 Hình 2-1 Ứng xử đất xung quanh trục trịn thẳng đứng: (a) mơ hình ứng suất, (b) mặt trượt giả định, (c) (d) hiệu ứng vòm [4] 16 Hình 2-2: Áp lực đất tác động lên tường chắn hình trụ [8] 17 Hình 2-3: (a) Hệ tọa độ hình trụ ứng suất, (b) Vịng trịn Mohr điều kiện phá hoại, (c) Quy ước ký hiệu ký hiệu 17 Hình 2-4: a) Mặt cắt ngang hình trụ trịn có thành dày, với phần tử vi phân b) Ứng suất chuyển vị phần tử 20 Hình 2-5: Ứng suất biến dạng tường vây dạng tròn 20 Hình 2-6: Vị trí đặt đầu đo chuyển vị, ứng suất biến dạng tường [22] 22 Hình 2-7: Kết chuyển vị hướng tâm điểm quan trắc dọc theo thành hố đào giai đoạn đào [22] 23 Hình 2-8: Áp lực đất tác dụng lên thành hố đào theo phương pháp 23 Hình 2-9: Kết tính chuyển vị hướng tâm giai đoạn đào (hình a) giai đoạn đào (hình b) 24 Hình 2-10: Kết tính chuyển vị hướng tâm giai đoạn đào (hình a) giai đoạn đào (hình b) 25 Hình 3-1: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với ri=14 (hình a), ứng với ri=10 (hình b) giai đoạn đào 27 Hình 3-2: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với ri=14 (hình a), ứng với ri=10 (hình b) giai đoạn đào 28 Hình 3-3: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với ri=14 (hình a), ứng với ri=10 (hình b) giai đoạn đào 28 Hình 3-4: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với re=15 (hình a), ứng với re=20 (hình b) giai đoạn đào 29 iv Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên Hình 3-5: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với re=15 (hình a), ứng với re=20 (hình b) giai đoạn đào 30 Hình 3-6: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với re=15 (hình a), ứng với re=20 (hình b) giai đoạn đào 30 Hình 3-7: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với Eo=31.5GPA (hình a), ứng với Eo=60GPA (hình b) giai đoạn đào 31 Hình 3-8: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với Eo=31.5GPA (hình a), ứng với Eo=60GPA (hình b) giai đoạn đào 31 Hình 3-9: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với Eo=31.5GPA (hình a), ứng với Eo=60GPA (hình b) giai đoạn đào 32 v Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1: Thông số địa chất khu vực xây dựng hố đào [22] 21 Bảng 2-2: Thông số tường cọc hố đào dạng tròn [22] 21 Bảng 2-3: Các giai đoạn thi công hố đào [22] 22 vi Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên MỞ ĐẦU LỜI MỞ ĐẦU Đề tài thuộc danh mục đề tài Nghiên cứu khoa học Sinh viên năm 2020-2021, mã số CĐ2021-05 theo Quyết định số 1570/QĐ-ĐHXD ngày 28 tháng 12 năm 2020 Hiệu trưởng trường Đại học Xây dựng Tên đề tài “Nghiên Cứu Hố Đào Sâu Có Dạng Trịn Sử Dụng Cọc Cát Tuyến” TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong năm gần đây, không gian ngầm đô thị ngày có nhu cầu lớn, ví dụ tuyến tầu điện ngầm, bãi xe ngầm hay trung tâm thương mại Để thi công không gian ngầm thị, người ta sử dụng giải pháp hố đào mở với hình dạng khác Hố đào dạng hình trịn với kết cấu tường vây hình trụ thường sử dụng hạng mục trục thơng gió, trục hiểm cơng trình ngầm, trục hạ thu hồi máy khoan hầm (TBM) Ưu điểm kiểu kết cấu tường vây trụ tròn độ cứng vòng tường vây hiệu ứng vòm đất xung quanh tạo thành hệ thống tự cân Có nghĩa áp lực đất tác dụng lên tường vây chuyển thành lực nén dọc theo chu vi tường vây trụ trịn Do tường vây đảm bảo chịu lực với việc sử dụng bê tông cường độ thấp, đồng thời loại bỏ hệ neo, giằng chống bên thành hố đào q trình thi cơng Do việc sử dụng kiểu tường vây giảm đáng kể thời gian thi cơng hố đào, giảm giá thành thi công Các nghiên cứu hố đào dạng trụ tròn hạn chế so với hố đào có hình dạng khác, đặc biệt hố đào dạng hình chữ nhật Đối với hố đào dạng trụ tròn, nghiên cứu chủ yếu tập trung vào xác định áp lực đất tác dụng lên tường vây Bài toán áp lực đất phát triển theo phương pháp giải tích, cơng cụ mơ hình hóa phương pháp thực nghiệm mơ hình phịng thí nghiệm Thiết kế hố đào dạng trụ trịn thường sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để xác định chuyển vị nội lực tường Phương pháp có ưu điểm mơ tả ứng xử thực tế hố đào giai đoạn thi cơng… Tuy nhiên tính khơng gian hố đào trụ tròn nên thường phải sử dụng mơ hình tính tốn 3D Điều dẫn đến khối lượng tính tốn lớn, thời gian xử lý toán lâu, từ yêu cầu số liều đầu vào đến phân tích mơ hình Để giải vấn đề thực tế thiết kế hố đào sâu dạng trụ trịn, nhóm tác giả xây dựng trình tự thiết kế theo phương pháp cân giới hạn Phương pháp hướng đến việc đơn giản công tác thiết kế, dễ ứng dụng giai đoạn thiết kế sơ Kết đưa phương pháp kiểm nghiệm, so sánh với kết quan trắc cơng trình thực tế Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu hố đào sâu; - Nghiên cứu hố đào sâu có dạng trịn; - Nghiên cứu ứng sử hố đào sâu dạng tròn sử dụng cọc cát tuyến PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích tổng hợp kết nghiên cứu giới, ứng dụng điều kiện Việt Nam CẤU TRÚC BÁO CÁO CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỐ ĐÀO SÂU DẠNG TRÒN CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỐ ĐÀO SÂU DẠNG TRÒN CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CÁC THAM SỐ CỦA HỐ ĐÀO SÂU DẠNG TRÒN Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên TỔNG QUAN HỐ ĐÀO SÂU DẠNG TRÒN TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU Đặc điểm hố đào sâu Trong nhiều năm gần đây, xuất phát từ nhu cầu khai thác triệt để không gian mặt đất với mục đích kinh tế, văn hóa, mơi trường, … hay yêu cầu đặt sâu vào lòng đất phận chức cơng trình thủy lợi, thủy điện dẫn đến nhiều kiểu hố móng sâu khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp hệ thống cấp thoát nước; hệ thống bể chứa xử lý nước thải; bãi đỗ xe, gara ôtô, … Công trình hố đào sâu có nhiều đặc điểm, theo (Nguyễn Bá Kế, 2010) khái quát lại sau: - Cơng trình hố đào sâu loại cơng việc tạm thời, dự trữ an tồn tương đối nhỏ lại có liên quan với tính địa phương, phụ thuộc vào điều kiện địa chất khoa học đan xen khoa học đất đá, kết cấu kỹ thuật thi công - Hố đào sâu loại công trình có giá thành cao, khối lượng cơng việc lớn, khâu khó mặt kĩ thuật, có tính tranh chấp cơng trình xây dựng Đồng thời trọng điểm để hạ thấp giá thành bảo đảm chất lượng cơng trình Cơng trình hố đào sâu phát triển theo xu hướng độ sâu lớn, diện tích rộng - Theo đà phát triển cải tạo thành phố cũ, cơng trình cao tầng, siêu cao tầng lại thường tâp trung khu đất nhỏ hẹp, mật độ xây dựng lớn, dân cư đông đúc, giao thông chen lấn, điều kiện để thi công công trình hố đào sâu phức tạp Lân cận cơng trình thường có cơng trình xây dựng vĩnh cửu, cơng trình lịch sử, nghệ thuật bắt buộc phải an tồn, khơng thể đào có mái dốc, u cầu đổi với việc ổn định khống chế chuyển dịch nghiêm ngặt - Tính chất đất đá thường biến đổi khoảng rộng, điều kiện địa chất phức tạp, tính khơng đồng điều kiện địa chất thuỷ văn thường làm cho số liệu khảo sát có tính phân tán lớn, khó đại diện cho tình hình tổng thể tầng đất, nữa, tính xác tương đối thấp, tăng thêm khó khăn cho thiết kế thi cơng trình - Cơng trình hố đào bao gồm nhiều khâu có quan hệ chặt chẽ với chắn đất, chống giữ, ngăn nước, hạ mực nước, đào đất đó, khâu thất hại dẫn đến cơng trình bị đổ vỡ - Việc thi công hố đào sâu trường lần cận đóng cọc, hạ nước ngầm, đào đất… sinh ảnh hưởng khổng chế lẫn nhau; tăng thêm nhân tố để gây cố - Cơng trình hố móng có chu kỳ thi cơng dài, tính ngẫu nhiên mức độ an toàn tương đối lớn, cố xảy thường đột biến Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên Vị trí đặt đầu đo Chú thích Đo chuyển vị Đo áp lực đất Đo biến dạng Đo biến dạng Hình 2-6: Vị trí đặt đầu đo chuyển vị, ứng suất biến dạng tường [22] Các giai đoạn đào thể Bảng 2-3 Kết đo chuyển vị hướng tâm ứng suất vòng giai đoạn đào thể Hình 2-7 Hình 2-7 cho thấy chuyển vị thành hố đào dạng tròn nhỏ, lớn 2.13mm giai đoạn đào cuối cùng, độ chuyển dịch hướng tâm có xu hướng lớn độ sâu đào nhỏ đầu Sự dịch chuyển hướng tâm nhỏ cho thấy tác dụng vòm đáng kể tường vây hình trụ, hạn chế đáng kể biến dạng bên Bảng 2-3: Các giai đoạn thi công hố đào [22] Giai đoạn đào Độ sâu đào 12 16 20 23 26 28 22 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên Hình 2-7: Kết chuyển vị hướng tâm điểm quan trắc dọc theo thành hố đào giai đoạn đào [22] Áp lực đất lên hố đào dạng tròn theo phương pháp Nhóm nghiên cứu tính tốn áp lực đất lên hố đào trụ tròn theo phương pháp lựa chọn Mục 2.1, theo phương pháp Kim Kyoung-Yul, Cheng Berezantzev, với áp lực chủ động thông thường theo phương pháp Coulomb nhằm so sánh giá trị áp lực Đối với hố đào dạng tròn lựa chọn, kết quan trắc chuyển vị hướng tâm nhỏ cho thấy chưa có chuyển vị đủ lớn để hình thành áp lực chủ động, nhóm nghiên cứu tính tốn bổ sung áp lực tĩnh tác dụng lên tường để so sánh đánh giá p (kPa) -100 100 200 300 400 10 15 20 25 30 h (m) 35 40 45 p_T p_CĐ p_C p_B p_K Hình 2-8: Áp lực đất tác dụng lên thành hố đào theo phương pháp Hình 2-8 thể kết tính tốn áp lực đất tác dụng lên thành tường chắn, kết cho thấy áp lực đất theo phương pháp Cheng (2005) Berezantzev (1958) kết 23 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên tương đối gần nhỏ nhiều so với áp lực chủ động áp lực tĩnh Áp lực đất theo phương pháp Kim (2009) có xu hướng chân hố đào, giá trị áp lực nhỏ nhiều so với áp lực chủ động áp lực tĩnh Các giá trị áp lực sử dụng để tính tốn chuyển vị ứng suất tường với giai đoạn đào khác nhau, kết thể mục Chuyển vị tường chắn Chuyển vị hố đào giai đoạn đào xác định theo Mục 2.2 Kết tính tốn so sánh với kết quan trắc, thể Hình 2-9 Hình 2-10 Trong giới thiệu này, tác giả minh họa kết điển hình tính tốn cho giai đoạn đào 2, 4, 6, 8, tương ứng với chiều sâu hố đào có thay đổi lớn Hình 2-9a cho thấy giai đoạn đào (đào đến độ sâu 8m), kết quan trắc gần với kết tính tốn chuyển vị theo phương pháp đề xuất Mục 2.1, chuyển vị tăng dần theo chiều sâu đào, sau vượt qua chiều sâu hố đào chuyển vị giảm dần Các đường dự báo có kết lớn đường quan trắc (màu đen) phạm vi chiều sâu đào Hình 2-9b cho thấy giai đoạn đào (đào đến độ sâu 16m), kết tính tốn có xu hướng phù hợp với kết quan trắc, đặc biệt kết chuyển vị tính tốn theo áp lực chủ động áp lực tĩnh, kết chuyển vị tính tốn theo phương pháp đề xuất mục 2.1 cho kết nhỏ kết quan trắc Giai đoạn đào -0,8 -0,6 -0,4 ur (mm) -0,2 0,2 -2 -1,5 ur (mm) Giai đoạn đào -1 -0,5 0 0,5 b 5 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 h (m) 10 45 h (m) -1 45 ur_C ur_B ur_CĐ ur_C ur_B ur_CĐ ur_T ur_K ur_Đo ur_T ur_K ur_Đo Hình 2-9: Kết tính chuyển vị hướng tâm giai đoạn đào (hình a) giai đoạn đào (hình b) 24 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên Giai đoạn đào -1,5 -1 ur (mm) -0,5 0,5 -2,5 -2 -1 a ur (mm) Giai đoạn đào -1,5 -0,5 0,5 b 5 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 h (m) 10 45 h (m) -2 45 ur_C ur_B ur_CĐ ur_C ur_B ur_CĐ ur_T ur_K ur_Đo ur_T ur_K ur_Đo Hình 2-10: Kết tính chuyển vị hướng tâm giai đoạn đào (hình a) giai đoạn đào (hình b) Hình 2-10 biểu thị kết chuyển vị giai đoạn đào (đào tới độ sâu 23m) giai đoạn đào (đào tới độ sâu 28m) cho thấy chuyển vị tính tốn theo áp lực đất tĩnh phù hợp với kết quan trắc, kết theo phương pháp đề xuất có xu hướng giá trị nhỏ với kết quan trắc Điều giải thích chuyển vị hố đào dạng trịn nhỏ (lớn 2.13mm) nên chưa thể hình thành mặt trượt giả thiết phương pháp mục 2.1 Như [16] áp lực đất lên trục giảm đáng kể xảy biến dạng tường lớn 1,5% bán kính trục Kết kiểm nghiệm cho thấy kết tính tốn chuyển vị theo phương pháp tương đối phù hợp với kết quan trắc Điều cho phép phương pháp đề xuất khả thi để thiết kế sơ hố đào sâu dạng tròn Tùy thuộc vào chiều sâu hố đào, ta xác định áp lực đất theo phương pháp khác để khảo sát giai đoạn thiết kế sơ bộ, nghiên cứu nhóm nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định áp lực đất để khảo sát giai đoạn thiết kế sơ gồm áp lực đất tĩnh, áp lực đất chủ động phương pháp xác định áp lực đất mục 2.1, ứng suất chuyển vị xác định hệ trục tọa độ cực, dùng để kiểm tra bền tường KẾT LUẬN Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đề xuất phương pháp thiết kế hố đào sâu dạng tròn giai đoạn thiết kế sơ bộ, theo công thức giải tích Kết tính tốn cho thấy phương pháp giải tích đề xuất có sở Trong tính tốn sơ tính tốn đồng thời áp lực đất theo 25 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên quan điểm khác (theo quan điểm áp lực tĩnh, áp lực chủ động hay áp lực đất kể đến hiệu ứng vòm Kim, Cheng hay Berezantzev) để phân tích tính tốn ứng suất chuyển vị hố đào sâu dạng tròn Kết chuyển vị nhỏ tính tốn quan trắc lần cho thấy hiệu hố đào sâu dạng tròn, hầu hết áp lực đất hướng tâm chuyển thành ứng suất nén kết cấu tường, giảm biến dạng chuyển vị tường 26 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên NGHIÊN CỨU CÁC THAM SỐ CỦA HỐ ĐÀO SÂU DẠNG TRỊN ĐẶT VẤN ĐỀ Trong chương này, nhóm nghiên cứu khảo sát tham số ảnh hưởng đến hố đào sâu dạng tròn, tham số khảo sát gồm bán kính ngồi, bán kính hố đào, mô đun biến dạng thành hố đào, … Công trình lựa chọn khảo sát cơng trình sử dụng để kiểm nghiệm lại mơ hình tính tốn chương II Các tiêu lý đất thơng số tường trình bày Bảng 2-1: Thông số địa chất khu vực xây dựng hố đào [22] KHẢO SÁT BÁN KÍNH TRONG CỦA HỐ ĐÀO Mơ tả vấn đề Trong tốn này, nhóm nghiên cứu giữ nguyên thông số địa chất trình bày Bảng 2-2: Thơng số tường cọc hố đào dạng trịn [22] , sau thay đổi giá trị bán kính hố đào ri, tính tốn cho kết trình bày Kết tính tốn chuyển vị với trường hợp bán kính thay đổi Kết khảo sát Giai đoạn đào ur_ri=14 (mm) -0,6 -0,4 -0,2 0,2 -0,25 Giai đoạn đào -0,2 -0,15 -0,1 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 h (m) 45 ur_C ur_B ur_T ur_K ur_ri=10 (mm) -0,05 0,05 ur_CD h (m) -0,8 45 ur_C ur_B ur_T ur_K ur_CD Hình 3-1: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với ri=14 (hình a), ứng với ri=10 (hình b) giai đoạn đào 27 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên -0,5 Giai đoạn đào ur_ri=10 (mm) 0,5 -0,3 -0,25 -0,2 -0,15 -0,1 ur_B ur_T ur_K 0 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 45 ur_C -0,05 h (m) -1 ur_CD ur_C ur_B ur_T ur_K 0,05 h (m) Giai đoạn đào ur_ri=14 (mm) -1,5 45 ur_CD Hình 3-2: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với ri=14 (hình a), ứng với ri=10 (hình b) giai đoạn đào -2,5 -2 -1,5 -1 ur_ri=14 (mm) -0,5 Giai đoạn đào 0,5 -0,25 -0,2 -0,15 -0,1 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 h (m) 45 ur_C ur_B ur_T ur_K ur_ri=10 (mm) -0,05 0,05 h (m) Giai đoạn đào 45 ur_CD ur_C ur_B ur_T ur_K ur_CD Hình 3-3: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với ri=14 (hình a), ứng với ri=10 (hình b) giai đoạn đào 28 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên KHẢO SÁT BÁN KÍNH NGỒI CỦA HỐ ĐÀO Mơ tả vấn đề Trong tốn này, nhóm nghiên cứu giữ ngun thơng số địa chất trình bày Bảng 2-2: Thơng số tường cọc hố đào dạng trịn [22] , sau thay đổi giá trị bán kính ngồi hố đào re, tính tốn cho kết trình bày Kết tính tốn chuyển với trường hợp bán kính thay đổi Kết khảo sát a 0,2 b ur_B ur_T ur_K 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 h (m) 10 45 ur_C Giai đoạn đào ur_re=20 (mm) -0,3 -0,2 -0,1 0,1 -0,4 h (m) Giai đoạn đào ur_re=15 (mm) -0,6 -0,4 -0,2 0 -0,8 45 ur_CD ur_C ur_B ur_T ur_K ur_CD Hình 3-4: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với re=15 (hình a), ứng với re=20 (hình b) giai đoạn đào ur_B ur_K -0,5 Giai đoạn đào -0,4 -0,3 -0,2 ur_re=20 (mm) -0,1 0 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 45 ur_C ur_T 0,5 ur_C ur_T ur_CD 29 ur_B ur_K 45 0,1 h (m) ur_re=15 (mm) Giai đoạn đào -1,5 -1 -0,5 0 h (m) -2 ur_CD Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên Hình 3-5: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với re=15 (hình a), ứng với re=20 (hình b) giai đoạn đào -2 -1,5 -1 -0,5 0,5 -0,6 -0,4 -0,2 ur_B ur_T ur_K 0 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 45 ur_C ur_re=20 (mm) 0,2 h (m) -2,5 Giai đoạn đào ur_re=15 (mm) h (m) Giai đoạn đào 45 ur_CD ur_C ur_B ur_T ur_K ur_CD Hình 3-6: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với re=15 (hình a), ứng với re=20 (hình b) giai đoạn đào KHẢO SÁT MODULE BIẾN DẠNG CỦA TƯỜNG VÂY Mô tả vấn đề Trong tốn này, nhóm nghiên cứu giữ ngun thơng số địa chất trình bày Bảng 2-2: Thông số tường cọc hố đào dạng trịn [22] , sau thay đổi giá trị module biến dạng tường vây Eo, tính tốn cho kết trình bày Kết tính tốn chuyển với trường hợp Eo thay đổi 30 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên Kết khảo sát -0,6 ur_E=31,5GPA(mm) -0,4 -0,2 Giai đoạn đào 0,2 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 a b 5 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 h (m) 10 45 45 ur_C ur_T ur_E=60GPA (mm) -0,1 0,1 ur_B h (m) Giai đoạn đào -0,8 ur_CD ur_K ur_C ur_B ur_T ur_K ur_CD Hình 3-7: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với Eo=31.5GPA (hình a), ứng với Eo=60GPA (hình b) giai đoạn đào -0,25 Giai đoạn đào -0,2 -0,15 -0,1 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 45 ur_C ur_B ur_T ur_K ur_E=60GPA (mm) -0,05 0,05 h (m) ur_E=31,5GPA (mm) -0,1 0,1 h (m) -0,4 Giai đoạn đào -0,3 -0,2 45 ur_CD ur_C ur_B ur_T ur_K ur_CD Hình 3-8: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với Eo=31.5GPA (hình a), ứng với Eo=60GPA (hình b) giai đoạn đào 31 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên -2 -1,5 -1 -0,5 Giai đoạn đào 0,5 -1,2 -1 -0,8 -0,6 ur_E=60GPA (mm) -0,4 ur_B ur_T ur_K 0 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 40 45 ur_C -0,2 ur_CD ur_C ur_B ur_T ur_K 0,2 h (m) -2,5 ur_E=31,5GPA (mm) h (m) Giai đoạn đào 45 ur_CD Hình 3-9: Kết tính chuyển vị hướng tâm ứng với Eo=31.5GPA (hình a), ứng với Eo=60GPA (hình b) giai đoạn đào KẾT LUẬN Dựa vào kết tính tốn rút nhận xét: tăng bề dày tường ( tăng bán kính ngồi giảm bán kính tường ); tăng module biến dạng giữ ngun thơng số cịn lại chuyển vị tường chắn giảm Kết tính tốn theo phương pháp đề xuất có xu hướng nhỏ chuyển vị áp lực đất tĩnh gây 32 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trong nghiên cứu nhóm tác giả đề xuất trình tự thiết kế tường vây hố đào sâu dạng trụ tròn Các phương pháp sử dụng nghiên cứu xuất phát từ công thức giải tích Kết tính tốn cho thấy phương pháp đề xuất phù hợp áp dụng giai đoạn thiết kế sở Trong tính tốn sơ tính tốn đồng thời áp lực đất theo quan điểm khác (theo quan điểm áp lực tĩnh, áp lực chủ động hay áp lực đất kể đến hiệu ứng vòm Kim et al., Cheng hay Berezantzev) để phân tích ứng suất chuyển vị hố đào sâu trụ tròn Kết chuyển vị nhỏ tính tốn quan trắc cho thấy hiệu giải pháp hố đào sâu trụ tròn, hầu hết áp lực đất hướng tâm chuyển thành ứng suất nén kết cấu tường, giảm biến dạng chuyển vị tường Xét ảnh hưởng bán kính ngồi re, tăng bán kính re giữ ngun thơng số cịn lại hố đào, chuyển vị hố đào giảm Xét ảnh hưởng bán kính ri, giảm bán kính ri giữ ngun thơng số cịn lại hố đào, chuyển vị hố đào giảm Xét ảnh hưởng module biến dạng Eo, tăng module biến dạng giữ nguyên thơng số cịn lại hố đào, chuyển vị hố đào giảm Các phương pháp tính áp lực đất đề xuất có chung xu hướng điều cho thấy khả quan trình khảo sát KIẾN NGHỊ Do cơng việc thiết kế hố đào sâu địi hỏi độ xác cao, cần có thêm nhiều số liệu quan trắc để so sánh với mô hình lý thuyết Cần mở rộng tốn trường hợp sử dụng kết cấu gia cố hố đào ( dầm gia cường, neo,… ) Việc xây dựng tiêu chuẩn riêng để đánh giá độ tin cậy hố đào sâu dạng tròn cần thiết 33 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] T T Aye, M Tong, K Yi, and E Arunasoruban, “Design and Construction of Large Diameter Circular Shafts,” 2014 [2] J Jia, J.-Q Zhai, M.-G Li, L.-L Zhang, and X.-L Xie, “Performance of large-diameter circular diaphragm walls in a deep excavation: Case study of Shanghai Tower,” Journal of Aerospace Engineering, vol 32, no 5, p 4019078, 2019 [3] A Chehadeh, A Turan, F Abed, and M Yamin, “Lateral earth pressures acting on circular shafts considering soil-structure interaction,” International Journal of Geotechnical Engineering, vol 13, no 2, pp 139–151, Mar 2019, doi: 10.1080/19386362.2017.1328081 [4] K.-Y Kim, D.-S Lee, J Cho, S.-S Jeong, and S Lee, “The effect of arching pressure on a vertical circular shaft,” Tunnelling and underground space technology, vol 37, pp 10–21, 2013 [5] H M Westergaard, “Plastic state of stress around a deep well,” 1940 [6] K Terzaghi, “Theoretical soil mechanics johnwiley & sons,” New York, pp 11–15, 1943 [7] E G Prater, “An examination of some theories of earth pressure on shaft linings,” Canadian Geotechnical Journal, vol 14, no 1, pp 91–106, 1977 [8] V G Beresantsev, “Earth pressure on the cylindrical retaining walls,” in Conf on Earth Pressure Problem, 1958, pp 21–27 [9] Y M Cheng and H U Ya-yuan, “Active earth pressure on circular shaft lining obtained by simplified slip line solution with general tangential stress coefficient,” Chinese Jounal of Geotechnical Engineering, vol 1, 2005 [10] Y M Cheng, Y Y Hu, and W B Wei, “General Axisymmetric Active Earth Pressure by Method of Characteristics—Theory and Numerical Formulation,” International Journal of Geomechanics, vol 7, no 1, pp 1–15, Jan 2007, doi: 10.1061/(ASCE)1532-3641(2007)7:1(1) [11] F Q Liu and J H Wang, “A generalized slip line solution to the active earth pressure on circular retaining walls,” Computers and Geotechnics, vol 35, no 2, pp 155–164, 2008 [12] F Q Liu, J H Wang, and L L Zhang, “Axi-symmetric active earth pressure obtained by the slip line method with a general tangential stress coefficient,” Computers and Geotechnics, vol 36, no 1–2, pp 352–358, 2009 [13] F Q Liu, “Lateral Earth Pressures Acting on Circular Retaining Walls,” International Journal of Geomechanics, vol 14, no 3, p 04014002, Jun 2014, doi: 10.1061/(ASCE)GM.19435622.0000291 [14] T Tobar and M A Meguid, “Comparative evaluation of methods to determine the earth pressure distribution on cylindrical shafts: A review,” Tunnelling and Underground Space Technology, vol 25, no 2, pp 188–197, 2010 [15] J Cho, H Lim, S Jeong, and K Kim, “Analysis of lateral earth pressure on a vertical circular shaft considering the 3D arching effect,” Tunnelling and Underground Space Technology, vol 48, pp 11–19, 2015, doi: https://doi.org/10.1016/j.tust.2015.01.002 34 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên [16] Y Shin and M Sagong, “Ground pressure acting on cylindrical retaining wall of a shaft in soft ground,” Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, vol 26, no 2, pp 3689–3696, 2007 [17] A Chehadeh, A Turan, and F Abed, “Numerical investigation of spatial aspects of soil structure interaction for secant pile wall circular shafts,” Computers and Geotechnics, vol 69, pp 452–461, 2015 [18] E G Prater, “An examination of some theories of earth pressure on shaft linings,” Canadian Geotechnical Journal, vol 14, no 1, pp 91–106, 1977 [19] Trần Văn Liên, Cơ học môi trường liên tục 2008 [20] V Vullo and others, “Circular cylinders and pressure vessels,” Stress Analysis and Design; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2014 [21] A Chehadeh, “Analysis and Design of Circular Shafts Using Finite Element Method,” 2015 [22] C F Wu, H C An, and F Z Li, “Analysis of the mechanical and deformation characteristics of a circular diaphragm wall,” Electron J Geotech Eng., vol 18, pp 4979–4996, 2013 35 Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên 36 ... kết nghiên cứu khoa học sinh viên MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu hố đào sâu; - Nghiên cứu hố đào sâu có dạng trịn; - Nghiên cứu ứng sử hố đào sâu dạng tròn sử dụng cọc cát tuyến PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN... HỐ ĐÀO SÂU DẠNG TRÒN CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CÁC THAM SỐ CỦA HỐ ĐÀO SÂU DẠNG TRÒN Báo cáo tổng kết nghiên cứu khoa học sinh viên TỔNG QUAN HỐ ĐÀO SÂU DẠNG TRÒN TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU Đặc điểm hố. .. ĐÀO SÂU DẠNG TRÒN ĐẶT VẤN ĐỀ Các nghiên cứu hố đào dạng trụ tròn hạn chế so với hố đào có hình dạng khác, đặc biệt hố đào dạng hình chữ nhật Đối với hố đào dạng trụ tròn, nghiên cứu chủ yếu tập