Đang tải... (xem toàn văn)
Microsoft Word 6 1 BÁO CÁO T?NG K?T Ð? TÀI KHOA H?C (PHu) BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯ[.]
BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Phân tích ứng xử lún cơng trình đường đất yếu gia cố bấc thấm kết hợp với trụ xi măng đất Mã số đề tài: 21.2XD01 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Bá Phú Đơn vị thực hiện: Khoa Kỹ thuật Xây dựng BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Phân tích ứng xử lún cơng trình đường đất yếu gia cố bấc thấm kết hợp với trụ xi măng đất Mã số đề tài: 21.2XD01 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Bá Phú Đơn vị thực hiện: Khoa Kỹ thuật Xây dựng Tp Hồ Chí Minh, 09/2022 BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Phân tích ứng xử lún cơng trình đường đất yếu gia cố bấc thấm kết hợp với trụ xi măng đất Mã số đề tài: 21.2XD01 Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Bá Phú Đơn vị thực hiện: Khoa Kỹ thuật Xây dựng Tp Hồ Chí Minh, 09/2022 LỜI CÁM ƠN Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Cơng Nghiệp Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi để giúp đỡ tác giả hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường Tác giả xin cảm ơn đến quý Thầy Hội đồng nghiệm thu giành thời gian quý báu để đọc góp ý để tác giả hoàn thành nội dung báo cáo tốt Xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2022 Tác giả Nguyễn Bá Phú PHẦN I THƠNG TIN CHUNG I Thơng tin tổng qt 1.1 Tên đề tài: Phân tích ứng xử lún cơng trình đường đất yếu gia cố bấc thấm kết hợp với trụ xi măng đất 1.2 Mã số: 21.2XD01 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài Họ tên (học hàm, học vị) Đơn vị cơng tác Vai trị thực đề tài TS Nguyễn Bá Phú Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Đại học Công Nghiệp Tp HCM Chủ nhiệm TS Nguyễn Thị Hải Yến Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Đại học Công Nghiệp Tp HCM Tham gia TS Trần Việt Phương Đông Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Đại học Công Nghiệp Tp HCM Tham gia Ths Nguyễn Thị Phương Linh Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Đại học Công Nghiệp Tp HCM Tham gia TT 1.4 Đơn vị chủ trì: Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Đại học Công Nghiệp Tp HCM 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng năm 2022 đến tháng năm 2023 1.5.2 Gia hạn (nếu có): khơng 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng năm 2022 đến tháng năm 2022 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): khơng 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: 55 triệu đồng II Kết nghiên cứu Đặt vấn đề Lún dư kéo dài theo thời gian tượng phổ biến xảy cơng trình trình đường đất yếu Yếu tố làm ổn định cơng trình ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng khai thác cơng trình, tăng chi phí bão dưỡng Trong kỹ thuật xử lý đất yếu, trụ xi măng đất (trụ XMĐ) sử dụng gia cố đất nhằm giảm độ lún tăng sức chịu tải đất, bấc thấm (PVD) sử dụng để tăng tốc độ cố kết Gần đây, số nơi giới kết hợp hai phương pháp nhằm tăng tốc độ cố kết đồng thời làm giảm độ lún đất nền, qua giảm yếu tố lún dư kéo dài cơng trình đường Tuy nhiên lý thuyết tính tốn phân tích cho giải pháp chưa nghiên cứu nhiều nhằm ứng dụng thực tế Nghiên cứu đề xuất phương pháp phân tích ứng xử lún cố kết ứng xử trụ xi măng đất thơng qua phân tích tốn đối xứng trục Hệ số thấm tương đương lớp đất mơ hình xét đến khả nước hữu hạn bấc thấm Lời giải cố kết thấm cho lớp đất yếu có gia cố đồng thời PVD trụ XMĐ đề xuất Để kiểm chứng khả ứng dụng mơ hình đề xuất, phương pháp đề xuất đề tài vận dụng tính tốn phân tích ứng xử lún đất yếu cơng trình thực tế có sử dụng phương pháp xử lý phương pháp kết hợp PVD trụ XMĐ Các thông số ảnh hưởng đến kết phân tích lún cố kết ứng xử trụ xi măng đất nghiên cứu Mục tiêu Nghiên cứu ứng xử lún theo thời gian đất yếu cơng trình gia cố PVD kết hợp với trụ XMĐ, có xét đến ảnh hưởng yếu tố cố kết phi tuyến đất Quá trình nghiên cứu lún cố kết theo thời gian thực qua phân tích cố kết mơ hình đối xứng trục (phân tích lún cố kết chiều, 1-D) Mục tiêu cụ thể sau: (1) Xây dựng phương trình vi phân lún chiều theo thời gian (1-D) tốn đối xứng trục cho đất yếu có gia cố trụ XMĐ đất kết hợp với PVD, có xét đến yếu tố cố kết phi tuyến đất; (2) Đánh giá ảnh hưởng thông số PVD, trụ XMĐ yếu tố cố kết phi tuyến đến tốc độ cố kết Phương pháp nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu lý thuyết cố kết đất yếu với PVD trụ xi măng đất với nội dung sau: - Nội dung 1: Nghiên cứu lý thuyết tổng quan tình hình nghiên cứu đề tài, sau xác định mục tiêu cụ thể nghiên cứu Nội dung 2: Xây dựng lời giải với phương trình cố kết tốn đối xứng trục lớp đất yếu có gia cố trụ XMĐ kết hợp với PVD Nội dung 3: Đánh giá ảnh hưởng thông số lời giải đề xuất đến kết tính tốn Nội dung 4: Áp dụng lời giải đề xuất phân tích ứng xử cố kết đất yếu gia cố PVD kết hợp trụ XMĐ cơng trình đường Tổng kết kết nghiên cứu Một số kết rút trình nghiên cứu sau: - Kết 1: Thiết lập mơ hình đối xứng trục mơ số (phương pháp phần tử hữu hạn), hệ số thấm tương đương đất yếu gia cố PVD trụ xi măng đất đề xuất sau: kheq kh n k 2 kh H ln h ln s 3qw s ksm kh ksm hệ số thấm theo phương ngang đất tự nhiên đất bị xáo trộn trình cắm PVD; H chiều dày lớp đất gia cố; qw khả thoát nước bấc thấm; n = re/rw; re rw bán kính vùng ảnh hưởng bấc thấm; s = rs/rw; rs bán kính đất ảnh hưởng xáo trộn q trình thi cơng bấc thấm Trong phương pháp đề xuất hệ số thấm tương đương mơ hình đối xứng trục phụ thuộc khả thoát nước PVD, sử dụng phương pháp đề xuất để xét khả thoát nước hữu hạn PVD q trình phân tích lún cố kết hỗn hợp Mơ hình đối xứng trục đề xuất Hình vẽ: Vùng nước tương đương Trụ xi măng đất Bấc thấm kheq De (a) Quy đổi hệ thống thoát nước đứng vùng thoát nước tương đương quanh trụ xi măng đất Vùng thoát nước tương đương Trụ xi măng đất Đất yếu re rcl rweq (b) Mơ hình đối xứng trục đề xuất - Kết 2: Vận dụng phương trình hệ số thấm tương đương mơ hình đối xứng trục, tiến hành phân tích ứng xử lún cố kết cho đất yếu có gia cố PVD trụ xi măng đất cơng trình đường cao tốc Huai-Yan, Trung Quốc Chiều cao đắp (m) 4 3 Kế hoạch xây dựng Series1 1 0 100 100 200 300 400 Thời gian (ngày) 200 300 400 500 600 500 600 20 40 Độ lún (mm) 60 Kết quan (Ye et al 2012) Fieldquả data (Yetrắc et al 2012) Phân tích số sử PVD dụngdischarge phương pháp đề FEA considering xuất (có(approach xét khả thoát nước capacity in this study) PVD FEA considering cylindrical Phân tích số xem khả năngdrain thốtwall nước vô hạn 80 100 120 140 160 180 Kết phân tích lún cố kết sử dụng phương pháp đề xuất có xét đến khả nước PVD phù hợp với kết quan trắc hơn, so với kết phân tích số xem PVD nước vô hạn (lý tưởng) (phương pháp Ye et al 2012) - Kết 3: Sử dụng mơ hình đối xứng trục đề xuất để đánh giá đặc điểm truyền ứng suất hỗn hợp gồm PVD trụ xi măng đất ảnh hưởng khả thoát nước hữu hạn đến hệ số tập trung ứng suất + Kết nghiên cứu cho thấy hệ số tập trung ứng suất tăng giảm khoảng cách trụ xi măng đất hay bấc thấm (có nghĩa tăng hệ số gia cố) suốt trình cố kết hỗn hợp Sự phân bố ứng suất tập trung đáng kể khu vực trụ xi măng đất (z/H=0.5) 14 Hệ số tập trung ứng suất (m) 12 10 Z/H=0 Z/H=0.25 Z/H=0.5 Z/H=0.75 Z/H=1 0 50 100 150 200 250 Thời gian (ngày) + Nghiên cứu cho thấy hệ số tập trung ứng suất tăng khả thoát nước tăng, nhiên ảnh hưởng không đáng kể khả thoát nước lớn 25 m3/năm Khi khả thoát nước PVD nhỏ, thời gian cố kết tăng để tăng hệ số tập trung ứng suất Kết cụ thể Hình sau: Hệ số tập trung ứng suất (m) q=1 q w m /year qw=5 q m3/year m /year w qw=25 qw m3/year 25 m /year qw m3/year 50 m qw=50 /year 3 qw 100 m qw=120 m3/year /year 0 50 100 150 200 250 300 Thời gian (ngày) ... tích ứng xử lún cố kết cơng trình đường đất yếu gia cố bấc thấm kết hợp với trụ xi măng đất, có xét đến thoát nước hữu hạn bấc thấm Từ số kết thu nghiên cứu này, rút số kết đạt kết luận có khả ứng. .. báo ứng xử đường gia cố cách kết hợp bấc thấm trụ xi măng đất Vai trò bấc thấm hỗn hợp khảo sát phân tích qua ứng xử chuyển vị ngang đất Kết phân tích cho thấy độ lún thu từ mơ hình phẳng phù hợp. .. cố PVD kết hợp với trụ XMĐ, có xét đến ảnh hưởng yếu tố cố kết phi tuyến đất Quá trình nghiên cứu lún cố kết theo thời gian thực qua phân tích cố kết mơ hình đối xứng trục (phân tích lún cố kết