Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Phân tích chuyển vị của tường chắn hố đào sâu có xét đến sự điều chỉnh Modun của đất theo mức độ chuyển vị của tường chắn

năm 2011 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Khoá Năm trúng tuyển : 2010 I- TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG CHẮN HỐ ĐÀO SÂUCÓ XÉT ĐẾN SỰ ĐIỀU CHỈNH MODUN CỦA ĐẤT THEO MỨC ĐỘ CHUYỂN VỊ

NGUYỄN NGỌC QUANG THUẦN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướngdẫn : TS LÊ TRỌNG NGHĨA

Cán bộ chấm nhận xét 1 :

Cán bộ chấm nhận xét 2 :

Luận Văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM Ngày……tháng……năm 2011 Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1

Tp HCM, ngày tháng năm 2011

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Khoá (Năm trúng tuyển) : 2010 I- TÊN ĐỀ TÀI:

PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG CHẮN HỐ ĐÀO SÂUCÓ XÉT ĐẾN SỰ ĐIỀU CHỈNH MODUN CỦA ĐẤT THEO MỨC ĐỘ CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG CHẮN

II- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

Nhiệm vụ: Phân tích chuyển vị của tường chắn hố đào sâu có xét đến sự điều chỉnh

modun của đất theo mức độ chuyển vị của tường chắn

Nội dung:

Chương 1: Tổng quan về sự điều chỉnh thông số modun của đất Chương 2: Cơ sở lý thuyết khi phân tích chuyển vị của tường chắn hố đào sâu bằng phần tử hữu hạn

Chương 3: Phân tích chuyển vị tường chắn hố đào sâu có xét đến sự điều chỉnh modun của đất theo mức độ chuyển vị của tường

Kết luận và kiến nghị

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : ……/ … / 2011 V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN :TS LÊ TRỌNG NGHĨA

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký)

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn Địa cơ Nền móng đã nhiệt tình truyền đạt những kiến thức quý báu và quan tâm, tạo mọi

điều kiện thuận lợi giúp đỡ học viên trong thời gian qua

Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Tiến sĩ Lê Trọng Nghĩa, người đã giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình và luôn quan tâm, động viên tinh

thần trong thời gian học viên thực hiện Luận văn Thầy đã truyền đạt cho học viên hiểu được phương thức tiếp cận và giải quyết một vấn đề khoa học, đây là hành trang quí giá mà học viên sẽ gìn giữ cho quá trình học tập và làm việc tiếp theo của mình

Và cuối cùng, xin cảm ơn Gia đình và bạn bè thân hữu đã động viên, giúp đỡ học viên trong thời gian học tập vừa qua

ĐỀ TÀI

PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG CHẮN HỐ ĐÀO SÂUCÓ XÉT ĐẾN SỰ ĐIỀU CHỈNH MODUN CỦA ĐẤT THEO MỨC ĐỘ CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG CHẮN

TÓM TẮT

Chuyển vị của tường bêtông cốt thép được quan trắc ở dự án Ngân hàng của Thái Lan (BOT), nằm trên bờ sông Chao Praya, Bangkok Dự án bao gồm năm tầng hầm với tổng độ sâu đào là 15.2m Dự án này đã mất hơn một năm để hoàn thành tất cả các hố đào và xây dựng theo phương pháp từ trên xuống cho các tầng hầm Diện tích hố đào hơn 10.790 m2 và được chia thành mười ba khu vực xây dựng Trình tự thi công tầng hầm ở từng khu vực Thi công đào được tạm dừng ở ba giai đoạn đào 2, 4 và 6 ở độ sâu 1.75m, 8.1m và 15.2m tương ứng Trong suốt thời gian thi công, công trình có tiến hành quan trắc chuyển vị ngang của tường Hệ thống quan trắc đầy đủ được thiết lập trong tường và mặt đất nền xung quanh để theo dõi trong suốt quá trình thi công và sau khi hoàn thành công trình

Số liệu đo đạt được sử dụng để phân tích ngược với các dự báo của phần mềm PLAXIS 3D Foundation khi điều chỉnh modun của đất sử dụng mô hình Morh-Coulumb sao cho tương thích với giá trị quan trắc theo từng cấp đào

Kết quả việc phân tích ngược là modun của đất giảm dần khi chiều sâu đào tăng dần theo từng bước thi công Một tương quan giữa modun của đất và mức độ chuyển vị1 của tường với từng cấp đào được thiết lập cho hệ thống tường bêtông cốt thép, thi công hố đào theo phương pháp semi top-down trên nền đất ở Bangkok thông qua hệ số hiệu chỉnh 2 Hệ số  =150-300 cho đất sét yếu và  =1200-800 cho lớp sét cứng

TITLE

ANALYSIS DISPLACEMENT OF DIAPHRAGM WALLS ON

LEVELDISPLACEMENT OF DIAPHRAGM WALLS

ABSTRACT

A movement of Diaphragm walls was monitored at the Bank of Thailand (BOT) project, located on the Chao Praya River bank, Bangkok The project consisted of five underground basement floors with the total depth of excavation about15.2 m This project took more than one year to finishall the excavation and top-down construction for the basement floors The area of excavation was larger than 10,790 m2, and was divided into thirteen constructed zones The sequence of basement construction at eachzone The excavation was paused at three main excavated stages 2, 4 and 6at the depth of 1.75 m, 8.1 m and 15.2 m, respectively.The full set of instrumentation was installed at the palaces, diaphragm wall and ground surface to monitor the field performances during and after basement construction

The field measurement used to back analysis with prediction of software PLAXIS 3D Foundation when amendment of modulus soil which use model Morh-Coulumb for compatibility with the value observef for each excavation level

Results of back analysis is the modulus of soil decrease gradually when depth excavation increase gradually with each step of construction Acorrelation between the modulus of the soil and the set level displacement of the wall with each level of excavation is set for systems diaphrgam wall, construction top-down approach on the ground in Bangkok through the correction factor  Factor  =150-300 with soft clay and  =1200-800 with stiff clay

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA ĐỀ TÀI 2

5 GIỚI HẠN PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 2

6 HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI 2

7 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ SỰ ĐIỀU CHỈNH THÔNG SỐ MODULUS CỦA ĐẤT 4

2.10.2 Mô hình hardening soil (HS) 35

2.10.2.2 Biến dạng thể tích dẻo đối với trạng thái ứng suất ba trục 37

2.11 NHÂN TỐ THỜI GIAN [6] 38

2.12 CÁC LỖI THƯỜNG GẶP VỚI MÔ HÌNH 3D 39

2.13 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 42

Chương 3 PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ TƯỜNG CHẮN HỐ ĐÀO SÂU CÓ XÉT ĐẾN SỰ ĐIỀU CHỈNH MODULUS CỦA ĐẤT THEO MỨC ĐỘ CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG 44

3.1 SỐ LIỆU CÔNG TRÌNH 44

3.2 PHÂN TÍCH BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS 3D FOUNDATION 45

3.2.1 Thông số đầu vào 45

Hình 1.1 Mặt cắt đất nền ở Bangkok 4

Hình 1.2 Tổng hợp các nghiên cứu hệ số Modulus [4][10][17] 6

Hình 1.3 Tổng hợp các nghiên cứu hệ số Modulus cho hố đào sâu 7

ở đất nền Bangkok [10] 7

Hình 1.4 Kết quả thí nghiệm nén ngang cho đất sét mềm Bangkok 9

Hình 1.5 Kết quả thí nghiệm nén ngang cho đất sét cứng Bangkok 9

Hình 1.6 Mô hình hình học, điều kiện thanh chống và trình tự đào 10

Hình 1.7 So sánh đặc tính nén của đất với dữ liệu quan trắc ở Nam Boston 11

Hình 1.8 Ảnh hưởng của chiều dài tường trên chuyển vị ngang và độ lún nền cho OCR=1 của đất sét 12

Hình 1.9 Ảnh hưởng của khoảng cách thanh chống đến chuyển vị ngang và độ lún nền cho OCR=1 của đất sét 13

Hình 1.10 Ảnh hưởng khoảng cách thanh chống cho chuyển vị lớn nhất của tường và moment uốn 13

Hình 1.11 Mô hình đối xứng, độ dày tường vây là 0.9m, B/2=20m Bề rộng của hố đào và thông số độ cứng của tường được nghiên cứu [Fino và Harahap, 1991] 14

Hình 1.12 Kích thước mô hình hố đào 14

Hình 1.13 Chuyển vị ngang của tường và độ lún nền trong tiến trình đào 15

Hình 1.14 Chuyển vị ngang của chín bước thi công hố đào 15

Hình 1.15 Độ lún nền của chín bước thi công hố đào 16

Hình 2.1 Minh hoạ ứng suất tiền cố kết dọc trong mối quan hệ với ứng suất hiện tại (a) Sử dụng OCR, (b) Sử dụng POP 28

Hình 2.2 Trạng thái quá cố kết đạt được từ việc chất tải trước và sau đó dỡ tải 29

Hình 2.3 Quan hệ ứng suất-biến dạng trong mô hình đàn dẻo 30

Hình 2.4 Mặt giới hạn Mohr-Coulomb trong không gian ứng suất chính (c=0) 32

Hình 2.5 Điều kiện làm việc của vật liệu 33

Hình 2.7 Xác định E0 và E50 từ kết quả thí nghiệm nén ba trục thoát nước 34

Hình 2.8 Quan hệ ứng suất biến dạng Hyperbol cho mẫu chịu nén ban đầu 37

Hình 2.9 Lỗi giới hạn của Plaxis về số phần tử 40

Hình 2.10 Lỗi phần tử xấu khi Mesh lưới phần tử 41

Hình 2.11 Lỗi Phân kỳ và hội tụ 41

Hình 2.12 Thông số kích thước phân bố phần tử địa phương 42

Hình 3.1 Vị trí và khu vực chia quá trình đào của dự án BOT 46

Hình 3.2 Vị trí và khu vực chia quá trình đào của dự án BOT 46

Hình 3.3 Các bước đào từ trên xuống của công trình và dữ liệu đo nghiêng của dự án BOT 47

Hình 3.4 Thuộc tính kỹ thuật của đất ở dự án BOT 48

Hình 3.5 Mô phỏng một nữa hố đào có cọc, mesh 3D 51

Hình 3.6 Mô hình Plaxis 3D Foundation 52

Hình 3.7 Mesh 3D mô hình Plaxis 3D Foundation 53

Hình 3.8 Chuyển vị ngang tường chắn hố đào sâu trong Mô hình Plaxis 3D Foundation 54

Hình 3.9 Chuyển vị khi đào xuống -1.75 trong Mô hình Plaxis 3D Foundation 55

Hình 3.10 Chuyền vị khi đào xuống -8.1 trong Mô hình Plaxis 3D Foundation 56

Hình 3.11 Chuyền vị khi đào xuống -15.2 trong Mô hình Plaxis 3D Foundation 57

Biểu đồ 1.1 Khoảng biến dạng theo modulus chống cắt G (Mair, 1993) [17] 5

Biểu đồ 1.2 Giá trị Eu kinh nghiệm, Duncan & Duchigani, 1976 [10] 5

Biểu đồ 3.1 Kết quả so sánh quan trắc và tính toán bằng Plaxis 60

Biểu đồ 3.2 Quan trắc và các trường hợp tính toán điểm No.9 đào đến -1.75m 61

Biểu đồ 3.3 Tổ hợp được lựa chọn và quan trắc điểm No.9 đào đến -1.75m 62

Biểu đồ 3.5 Tổ hợp được lựa chọn và quan trắc điểm No.9 đào đến -8.1m 64

Biểu đồ 3.6 Quan trắc và các trường hợp tính toán điểm No.9 đào đến -15.2m 65

Biểu đồ 3.7 Tổ hợp được lựa chọn và quan trắc điểm No.9 đào đến -15.2m 66

Biểu đồ 3.8 Quan trắc và các tổ hợp tính toán lựa cho từng bước đào No.9 67

Biểu đồ 3.9 Vị trí chuyển vị lớn nhất theo chuyển sâu phụ thuộc vào độ sâu đào (Quan trắc và tính toán Plaxis) 69

Biểu đồ 3.10 Sự Biến thiên modulus Eu theo độ sâu của từng lớp đất 70

Biểu đồ 3.11 Sự biến thiên hệ số  theo độ sâu của từng lớp đất 70

Biểu đồ 4.1 Hệ số  theo độ sâu đào sét yếu và sét cứng 72

Bảng 1.1 Thuộc tính kỹ thuật của BBC từ mô hình đất MIT-E3 11

Bảng 1.2 Thuộc tính mô hình Cam-Clay cải tiến sử dụng tổng hợp quan trắc, trên đất cố kết thường với K0=0.53 (Hashash) 14

Bảng 1.3 Hệ số Poisson của một số loại đất [5] 17

Bảng 1.4 Một sô giá trị hệ số thấm của các loại đất theo tổng kết của Das [9] 18Bảng 1.5 Modulus và hệ số Poission [5] 20

Bảng 3.1 Trình tự xây dựng tầng hầm của trường hợp lịch sử BOT 45

Bảng 3.2 Thông số Rinter được lấy theo đề nghị của Plaxis 45

Bảng 3.3 Bảng tóm tắt thông số sử dụng trong mô hình Morh-Coulomb 49

Bảng 3.4 Thông số đầu vào của vật liệu khác 50

Bảng 3.5 Các trường hợp modulus của 3 lớp đất 50

Bảng 4.1 Bảng tổng kết quả nghiên cứu 72

1 MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong những năm gần đây, các công trình nhà cao tầng mọc lên ngày càng nhiều Dẫn đến việc các công trình này phải có một diện tích công trình ngầm đủ lớn để chứa các thiết bị phụ trợ như hệ thống điện, hệ thống nước … và bãi giữ xe Vấn đề cần giải quyết là phải có một hệ thống tường chắn phù hợp với việc độ sâu của công trình ngầm ngày càng lớn Ở đây việc chống chuyển vị của tường chắn hố đào sâu của công trình ngầm nổi lên như là một vấn đề thách thức cần phải được giải quyết

Theo các nghiên trước đó, chuyển vị của tường chắn hố đào sâu phụ thuộc rất nhiều vào tham số modun biến dạng của đất Mà tham số này lại biến đổi trong suốt quá trình thi công đào đất từ khi tường bắt đầu chuyển vị chứ không phải hằng số Trong các bài toán phân tích thông thường, người ta chỉ xét đến thông số modun là hằng số trong suốt quá trình thi công Để hiểu rõ hơn và mô phỏng gần thực tế các bước thi công có điều chỉnh tham số modun biến dạng của đất theo mức độ chuyển vị của tường chắn sao cho tương thích với giá trị quan trắc của các bước thi công ở các công trình hố đào sâu

2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

Mục tiêu: “Đề nghị phương pháp hiệu chỉnh thông số modun biến dạng của đất theo mức độ chuyển vị của tường trong quá trình thi công”

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

+ Tổng hợp các nghiên cứu trước đó + Sử dụng kết quả quan trắc ngoài thực địa công trình đã thi công + Thiết lập các thông số đầu vào và thành lập mô hình trong Plaxis + Sử dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation 1.6 phân tích ngược để hiệu chỉnh modun biến dạng của đất

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài này có ý nghĩa nhằm đưa ra hướng hiệu chỉnh tham số modun biến dạng Đưa ra các giải pháp xây dựng mô hình đất của hố đào sâu bằng Phần mềm Plaxis 3D Foundation 1.6 Dự báo được chính xác chuyển vị của từng bước thi công giúp tránh rủi ro trong quá trình thi công đào đất trong hố đào sâu Vì khái niệm hố đào sâu luôn được hiểu đồng nghĩa với sự nguy hiểm Chính tính chất đặt thù này nên việc dự báo được chính xác các xu hướng ứng xử của hố đào sâu, nhất là chuyển vị của tường chắn là việc rất có ý nghĩa cho một thiết kế ngày càng an toàn

5 GIỚI HẠN PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Phạm vi nghiên cứu chỉ giới hạn trong việc khảo sát chuyển vị ngang của tường chắn hố đào sâu và đối tượng nghiên cứu từ công trình BOT, ở Thái Lan

6 HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI

Mô phỏng các bước thi công có sự thay đổi thông số E trong từng bước thi công là một lựa chọn không có sẵn trong Plaxis Nên khi thực hiện đề tài này, thông số modun E của 3 lớp đất trên cùng có ảnh hưởng nhất đến quá trình thi công, được tổ hợp thành nhiều trường hợp Sau đó, chọn ra 3 bộ tổ hợp có kết quả chuyển vị của tường gần với quan trắc của 3 bước đào tương ứng Dẫn đến việc xây dựng mô hình tính toán mất nhiều thời gian

7 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

MỞ ĐẦU Chương 1 TỔNG QUAN về sự điều chỉnh thông số modun của đất

Tổng quan về lý thuyết liên quan đến chuyển vị tường chắn hố đào sâu Các công trình nghiên cứu về quan hệ biến dạng và modun biến dạng

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHI PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG CHẮN HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN (PP PTHH)

Ở đây ta sử dụng phần mềm “PLAXIS 3D Foundation 1.6” để phân tích ngược theo mô hình Mohr-Coulumb

Chương 3 PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ TƯỜNG CHẮN HỐ ĐÀO SÂU CÓ XÉT ĐẾN SỰ ĐIỀU CHỈNH MODULUS CỦA ĐẤT THEO MỨC ĐỘ CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG

Giới thiệu về điều kiện địa chất và số liệu quan trắc của dự án ngân hàng Thái Lan, ở Bangkok

Dùng kết quả chuyển vị ngang của tường chắn được mô phỏng bằng phần mềm “PLAXIS 3D Foundation 1.6” để so sánh chuyển vị ngang của tường theo quan trắc Với kết quả này ta sẽ thấy xu hướng biến đổi modun biến dạng của đất theo các bước thi công và có kể đến mức độ chuyển vị ngang của tường chắn

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết quả phân tích ở chương 3 Đưa ra xu hướng giảm modun biến dạng của đất theo mức độ chuyển vị của tường

1 Chương 1.TỔNGQUAN VỀ SỰ ĐIỀU CHỈNH

THÔNG SỐ MODUN CỦA ĐẤT

1.1 TỔNG QUAN

Việc dự báo chính xác sự thay đổi giá trị modun biến dạng ứng với ứng suất và biến dạng của đất rất khó khăn vì đất là mô hình phi tuyến Còn trong phân tích bằng PP PTHH là mô hình đẳng hướng nên chỉ thuận tiện cho việc thay đổi giá trị modun biến dạng theo độ sâu (Ohta and Hayashi, 1997; Anderbrooke và cộng sự, 1997).[3]

Ở Bangkok, địa chất khu vực đồng bằng châu thổ bên dưới có lớp đất sét biển rất yếu Đây là vấn đề cần quan tâm khi xây dựng công trình ở đây Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu sức chống cắt và đặc điểm cố kết của đất sét yếu ở khu vực này Mặt khác, việc thiết kế và thi công các công trình ngầm yêu cầu người thiết kế phải có hiểu biết về ứng xử của lớp đất yếu này và đảm bảo biến dạng của công trình ngầm nhỏ hơn 1%

Hình 1.1Mặt cắt đất nền ở Bangkok

1.2 THÔNG SỐ MODUN CỦA ĐẤT

Hiện nay, mô phỏng đặc trưng quan hệ ứng suất - biến dạng của đất chủ yếu dựa vào phân tích sử dụng PP PTHH Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để mô phỏng tương thích nhất ứng xử quan hệ ứng suất - biến dạng của đất Mà ứng xử của đất quá phức tạp nên việc đơn giản hoá bài toán là cần thiết Như một quy luật,

độ cứng lớn ở biến dạng nhỏ và giảm dần dần để vật liệu bắt đầu biến dạng và nó sẽ đạt giá trị ngưỡng tại một số biến dạng lớn

Biểu đồ 1.1 Khoảng biến dạng theo modun chống cắt G (Mair, 1993)[19]

Biểu đồ 1.2 Giá trị Eu kinh nghiệm, Duncan & Duchigani, 1976 [15]

Hình 1.2 Tổng hợp các nghiên cứu hệ số Modulus[14][15][19]

200500

GHI CHÚBjerrum

1964

Thuc nghiem

1981

70250

Balasubramaniam and Bremet

Bangkok

Bowels

Embankment

Bergado

Hock, Soft Clay

Hock, Stiff Clay

ExvacaionExvacation Works, In JapanEu/Su(FVS)

Eu/Su

1988

1540

E'/Su

1990

200500

Eu/Su

1997

280350

Eu/Su12001600

Eu/Su

1002003004005006007008009001100120013001400150016001700180019002000

Date

Times

Simpson

Akino, 1990; Ochi, 1994; Siff Clay

Akino, 1990; Tatsuoka, 1992; Shigehiko, 1999 In Japan2000

Japan

0.50.7

1000 E'max

0.3Undrained

Kw/K'

0.510 E'max60

Su

100 E'max

100 E'max

Hình 1.3 Tổng hợp các nghiên cứu hệ số Modulus cho hố đào sâu

1975

Chaiseri and Parkison, Top downconstruction with diaphragm wall.Bowels, Soft Bangkok Clay

Heluin, used FEM to analysis

Viggiani and Atkinson10 m depth

Vucetic and DobryE/Su(FVS)

1002003004005006007008009001100120013001400150016001700180019002000

Date andLocationTimes

500

1988Eu/Su

200

400

1989Eu/SuSoft Clay

800Eu/SuStiff Clay

1600

1991E/SuMohr-Coulumb

Used FEM

500Eu/SuSoft Clay

19952000

400Eu/Su

1995

Viggiani and Atkinsonat MRTA station, 20 m depth

300Eu/Su1500

8501000

Các kết quả nghiên cứu từ các công trình thực tế

Dự án đại học Thamasart[1]

Dự án sử dụng tường diaphragm wall với độ sâu đào là 20m Kết quả phân

tích ngược so với quan trắc tương thích khi chọn modulus Eu/Su=500 cho đất sét yếu và chọn modulus Eu/Su=2000cho đất sét cứng

Dự án công trình ngầm Dingdang và Dự án khu phức hợp Sathorn cho

kết quả tốt với khoảng biến động ở trên [1]

Trong dự án Metropolitan Rapid Trasnit (MRT) northern thi công bởi

Cambridge In-situ of Little Eversden (1997) có kết quả ở chuyển vị cắt 0.1~0.2%

cho G/Su =160 và Eu/Su=480 Còn ở chuyển vị cắt 0.05~0.1% cho G/Su =340 và Eu/Su=1020 [15]

Độ cứng của đất sét mềm từ kết quả thí nghiệm nén ngang cho kết quả trùng khớp với phân tích ngược (Hình 1.4) Nhưng thí nghiệm nén ngang của đất sét cứng lại cho kết quả độ cứng thấp hơn so với phân tích ngược (Hình 1.5)

Phein-wej và cộng sự (1996) phân tích từ dữ liệu chuyển vị thực tế của một số dự án hố đào sâu ở Bangkok cho cả hai loạitường cọc bản thép và tường vây bêtông cốt thép Thì cho kết quả, tường cọc bản thép có khoảng chuyển vị lớn nhất nằm khoảng 1~2% độ sâu của hố đào Tường vây betong cốt thép chuyển vị lớn nhất không vượt quá 0.5% độ sâu của hố đào [19]

Ou và cộng sự (2000) quan trắc chuyển vị nền của công trình gây ra bởi quá

trình thi công hố đào theo phương pháp top down với tường vây bêtông cốt thép.Hệ

thống quan trắc tổng quát được thiết lập trong quá trình đào công trình Taipei National Enterprising Center (TNEC), họ đã quan trắc độ lún dọc, biến dạng ngang và biến dạng cắt Biến dạng dọc trục tăng theo độ sâu hố đào, cao nhất đạt 0.5% chiều sâu của hố đào tại bước thi công 13 (hố đào có sàn ở độ sâu 19.7m tính từ mặt đất tự nhiên Trong khi biến dạng cắt lớn nhất và biến dạng ngang lớn nhất đạt được xung quanh 0.6 đến -0.6% chiều sâu hố đào ở bước thi công 13 Tuy nhiên, quá trình đào hoàn toàn không thoát nước với thể tích không đổi Dựa vào sự theo dõi

hiện trường đất phía sau tường có thể tích không đổi trong khi đào, nó có thể là do cố kết hay ứng xử từ biến của đất.[19]

Hình 1.4 Kết quả thí nghiệm nén ngang cho đất sét mềm Bangkok

Hình 1.5 Kết quả thí nghiệm nén ngang cho đất sét cứng Bangkok

Khảo sát chuyển vị của tường vây cứng (diaphragm wall) Phân tích theo mô hình ứng suất hữu hiệu, MIT-E3 (Whittle và Kavvadas, 1994), mô tả sự thay đổi các thông số phụ thuộc K0chosét quá cố kết Thực hiện trên mẫu đất sét xanh Boston, USA

(a) Điều kiện ban đầu và tổng hợp thông số địa kỹ thuật

(b) Trình tự đào

Hình 1.6Mô hình hình học, điều kiện thanh chống và trình tự đào

Hình 1.6 (a) cho thấy các thông số thay đổi của mô hình hướng đến là chiều dài tường, độ sâu hố đào, khoảng cách đặt các thanh chống theo phương đứng và phương ngang Nghiên cứu sự thay đổi các thông số này để xem xét sự ảnh hưởng của từng thông số lên chuyển vị ngang của tường và độ lún nền xung quanh

Hình 1.7So sánh đặc tính nén của đất với dữ liệu quan trắc ở Nam Boston

Bảng 1.1Thuộc tính kỹ thuật của BBC từ mô hình đất MIT-E3

Tham số Ký hiệu OCR = 1.0 OCR = 2.0 OCR = 4.0 Tỷ số áp lực ngang nén 3 trục

Tỷ số sức chống cắt không thoát nước trên cắt trực tiếp Modulus cắt cát tuyến tại  =

0.001, 0.01, 0.1% Tỷ số ứng suất cắt đỉnh* Biến dạng cắt tại ứng suất đỉnh Biến dạng phẳng chủ động Tỷ số sức chống cắt không thoát nước

Biến dạng dọc trục tại đỉnh Biến dạng phẳng bị động Tỷ số sức chống cắt không thoát nước

Biến dạng dọc trục tại đỉnh

Ko suTC/’vo G0.001/’vo

G0.01/’vo G0.1/’vo

h/’vo

p (%) suPSA/’vo

ap (%) suPSP/’vo

ap (%)

0.53 0.33 375 200 80 0.21

3.0 0.34

0.2 0.17

>10

0.69 0.58 425 230 105 0.41

3.5 0.64

0.7 0.31 >10

1.00 1.10 490 265 120 0.77

6.0 1.20

9.0 0.52

>10 * suDSS/’vo= suDSS/’vo

Thuộc tính kỹ thuật của mô hình đất được sử dụng trong phân tích được trình bày ở Bảng 1.1có hệ số OCR thay đổi

Hình 1.8 thể hiện ảnh hưởng của chiều dài tường đến độ lún nền và chuyển vị ngang của tường ứng với các chiều sâu tường là L=40m và 20m Khi đào đến các cấp đào H=2.5m, 5.0m, 10.0m, 15.0m, 22.5m cho đất OCR=1 Khi chiều sâu tường tăng dẫn đến chuyển vị ngang của tường giảm Còn độ lún nền không bị ảnh hưởng nhiều bởi thay đổi chiều dài tường

Và Hình 1.9 xét đến ảnh hưởng của khoảng cách thanh chống theo phương đứng Kết quả là khoảng cách thanh chống ảnh hưởng đáng kể đến độ lún nền xung quanh và cả chuyển vị ngang của tường

(b) chuyển vi ngang của tường

Hình 1.8 Ảnh hưởng của chiều dài tường trên chuyển vị ngang và độ lún nền cho

OCR=1 của đất sét

(a) Độ lún nền

(b) Chuyển vị ngang của tường

Hình 1.9Ảnh hưởng của khoảng cách thanh chống đến chuyển vị ngang và độ lún

nền cho OCR=1 của đất sét

Hình 1.10 Ảnh hưởng khoảng cách thanh chống cho chuyển vị lớn nhất của tường

và moment uốn

Ghaboussi và Sidarta, 1997, dựa vào mô hình NN (Hệ thống thần kinh - Neural net work) và NANN (Hệ thống thần kinh tương thích - Nested Adaptive Neural Network) Phân tích bằng phương pháp số so với quan trắc Công trình trên đất cố kết thường của mẫu sét xanh Boston Kích thước mô hình mô phỏng là nữa chiều rộng B/2=20m, tường vây cứng dày 0.9m Có chiều dài tường là L=40m (Hình 1.11, Hình 1.12)

Hình 1.11 Mô hình đối xứng, độ dày tường vây là 0.9m, B/2=20m Bề rộng của hố đào và thông số độ cứng của tường được nghiên cứu [Fino và Harahap, 1991]

Hình 1.12Kích thước mô hình hố đào Bảng 1.2 Thuộc tính mô hình Cam-Clay cải tiến sử dụng tổng hợp quan trắc,

trên đất cố kết thường với K0=0.53 (Hashash)

Thuộc tính mô hình eo   ’TC 2G/K Giá trị 0.957 0.184 0.034 33.4 1.05

Trong Hình 1.13 sử dụng mô hình NN qua các bước đào 2.5m, 7.5m, 12.5m, 17.5m, và 22.5m cho kết quả chuyển vị ngang của tường và độ lún nền lớn hơn quan trắc khoảng 1.5 lần khi chưa thay đổi thông số modulus của đất Sau đó tiến hành biến đổi thông số modulus của đất sao cho tương thích với bước đào đến 2.5m, rồi từ chuyển vị ngang của tường (Hình 1.14) tương thích cho cả 5 bước đào còn lại Biến đổi tương tự cho độ lún của nền xunh quanh (Hình 1.15)

Kết quả sát với quan trắc chỉ sau 4 bước biến đổi thông số của mô hình

Hình 1.13Chuyển vị ngang của tường và độ lún nền trong tiến trình đào

Hình 1.14 Chuyển vị ngang của chín bước thi công hố đào

Hình 1.15Độ lún nền của chín bước thi công hố đào

1.3 HỆ SỐ POISSON[19]

Trong điều kiện ứng xử không thoát nước, thể tích đất bị thay đổi rất ít nên hệ số Poisson xem như đạt giá trị giới hạn là 0.5 Nhưng quá trình thoát nước và cố kết của đất có liên quan đến sự thay đổi thể tích nhiều dẫn đến hệ số Poisson bắt đầu giảm thấp hơn 0.5

Hệ số Poisson trong điều kiện ứng xử thoát nước liên quan đến chỉ số dẻo của vật liệu (Wroth, 1975) Trong khoảng chỉ số dẻo đo được trên đất sét Bangkok có hệ số Poisson giữa 0.3 và 0.4 Trong khi sét cứng cơ bản, hệ số này nằm trong khoảng 0.25 đến 0.35

Paulos (1975) đề xuấthệ số Poisson trong điều kiện thoát nước υ’ nằm giữa 0.35 đến 0.45 cho đất sét mềm và 0.3 đến 0.35 cho đất sét cứng Parnploy (1985) thì đề nghị υ’ nằm trong khoảng 0.3 đến 0.39 lấy giá trị cao hơn đối đất cố kết thường và giá trị thấp hơn cho lớp vỏ phong hoá đường cao tốc Bangna Bangpakong Bergado và cộng sự (1990) cũng đề nghị rằng υ’ cho đất sét Bangkok thay đổi từ 0.3 đến 0.45

Bảng 1.3 Hệ số Poisson của một số loại đất[1]

Có nhiều phương pháp được sử dụng để đo hệ số thấm của đất sét trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường Biết rằng các thí nghiệm khác nhau cho kết quả khác nhau

Leroueil và cộng sự (1990) cho rằng giá trị thực của hệ số thấm ngoài hiện

trường thì cao hơn một chútso với hệ số thấm đo được trực tiếp tại phòng thí

nghiệm Hệ số thấm suy ra từ hệ số cố kết được đánh giá thấp hơn hệ số thấm đo ngoài hiện trường Còn xác định hệ số thấm đứng từ thí nghiệm oedemeter với cvthì

được đánh giá là thấp hơn đến 18 lầnhệ số thấm đo được bởi hố khoan thăm dò

(được cân nhắcnhư là hệ số thấm ngoài hiện trường vì hệ số thấm được đo bằng cách đặt áp suất kế tại chỗ không được đánh giá cao) Piezocone sử dụng ở hiện trường để đo hệ số thấm ngang có thể cũng thiếu soát do sự nén lại của đất sét hay có khả năng do tắt nghẽn của các phần tử xốp Tất cả điều đó làm giảm hệ số thấm đo được từ thí nghiệm Piezocone Tương tự báo cáo của Tavenas và cộng sự (1983b), Olson (1985), v v

Bergado và cộng sự (1990) trong quá trình tìm lại hiệu suất lún của đường cao tốc Bangna Bangpakong, Bangkok nhận thấy tỉ lệ của hệ số cố kết cv(field)/cv(lab)là 26 Tỉ số cv(field)/cv(lab) được tìm ra bởi Kampananonda (1984) bằng 70 và Balasubramaniam và cộng sự (1985) bằng 2~200 Tỉ số cv(field)/cv(lab)cao có thể là do sự hiện diện của lớp thấu kính tốt (Bergado và cộng sự, 1987); hay do sự hiện diện của vết nứt và sạt hố khoan (Moh và cộng sự, 1972); hay do rút nước đa chiềuảnh hưởng của việc bơm nước ngầm từ tầng chứa nước nằm dưới và cũng do sự lún xuống của nền (Bergado và cộng sự, 1988) Giá trị cv(lab) có thể không đáng tin cậy trong thí nghiệm oedometer bình thường, trong khi mẫu nhỏ và mẫu đồng nhất thường được chọn cho thí nghiệm

Sekiguchi và cộng sự (1982) thực hiện phân tích FE để dự đoán chuyển vị về một phía của đất nền do tải đất đắp Trong khi phân tích, họ đã thể hiện điều quan trọng của việc sử dụng nhân tố cho việc tính hệ số thấm Họ đã tính toán lại hệ số thấm nó xung quanh 6 lần giá trị đo đạt

Bảng 1.4 Một sô giá trị hệ số thấm của các loại đất theo tổng kết của Das [5]

Sỏi sạch Cát thô Cát mịn Sét lẫn bột Sét

1 ~ 100 10-2 ~ 1 10-3 ~ 10-2 10-5 ~ 10-3

< 10-6

8.64x102 ~ 8.64x1048.64~ 8.64x1028.64x10-1~ 8.64 8.64x10-3 ~ 8.64x10-1

việc trong giới hạn đàn hồi có modulus của đất giảm chậm Nhưng khi mức độ chuyển vị càng lớn thì tốc độ giảm càng lúc càng nhanh như Biểu đồ 1.1.Hệ số hiệu

chỉnh cho đất sét mềm trong khoảngEu/Su=200-500 và đất sét cứng Eu/Su1600 Vận dụng hệ số hiệu chỉnh này vào phần mềm PTHH để tính toán chuyển vị

=800-tương thích với số liệu quan trắc của từng bước thi công

Bảng 1.5 Modulus và hệ số Poission [1]

biến dạng, MPa

Module đàn hồi, Mpa

Hệ số Poisson

Đất hòn lớn Cuội sỏi

Đá dăm Dăm vụn Sạn sỏi lẫn cát lấp nhét Sạn sỏi lẫn sét lấp nhét Sỏi sạn lẫn cát

54 – 65 29 – 65 14 – 42 40 – 60 40 – 48 10 - 15

24 – 32 13 – 30 6 – 14 80 -110 70 – 80 20 - 28

0.23 – 0.27 0.25 0.25 – 0.27 0.25 – 0.27 0.25 – 0.28 0.17 – 0.19

Đất cát Cát

-Sỏi -Thô -Lớn -Vừa -Bụi -Mịn lẫn sét

45 - 70 35 – 56 26 – 62 18 – 50 11 – 39 30 - 200

68 – 90 70 – 80 44 – 120

20 – 93 40 – 94 60 - 380

0.17 – 0.46 0.17 – 0.41 0.17 – 0.43 0.16 – 0.46 0.17 – 0.46 0.15 – 0.38

Đất loại sét Cát pha

-Cứng -Dẻo Sét pha -Cứng -Nửa cứng -Dẻo cứng -Dẻo mềm -Dẻo nhão Sét

-Cứng -Nửa cứng -Dẻo cứng -Dẻo mềm -Dẻo nhão

10 – 39 2 – 36 10 – 40

5 – 32 11 – 28

8 – 12 4 – 19 24 – 350 16 – 240 7 – 26 5 – 15 2 -7

30 – 90 20 – 460 25 – 1 800

45 – 1 600 18 – 110 240 – 640

53 – 450 100 – 7 600

95 – 5 600 50 – 960

8 – 72 2.7 - 60

0.24 – 0.28 0.24 – 0.31 0.25 – 0.37 0.26 – 0.30 0.26 – 0.37 0.26 – 0.40 0.26 – 0.37 0.27 – 0.41 0.28 – 0.40 0.27 – 0.41 0.27 – 0.39 0.27 0.48

2 Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾTKHI PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ CỦATƯỜNG CHẮN HỐ ĐÀO

2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TRONG PLAXIS 3D FOUNDATION 1.6

Phần mềm và các mô hình đất được phát triển để thực hiện tính toán các bài toán địa kỹ thuật Chỉ được xem là một công cụ mô phỏng địa kỹ thuật Các mô

phỏng này vẫn còn mang tính xấp xỉ, độ chính xác liên quan đến kỹ thuật số học và lỗi mô hình hoá trong tin học Hơn nữa, độ chính xác thực tế lại phụ thuộc vào

chuyên môn, sự hiểu biết về các mô hình đất của người dùng trong việc lựa chọn các thông số đầu vào và khả năng đánh giá độ tin cậy của kết quả tính toán

2.2 MÔ HÌNH VẬT LIỆU

Mô hình vật liệu được thiết lập từ các công thức toán học nhằm mô tả mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng Mô hình vật liệu chỉ rõ độ tăng vi phân của ứng suất (hay “tỉ lệ ứng suất”) có liên quan đến độ tăng vi phân của biến dạng (hay “tỉ lệ biến dạng”) Tất cả mô hình vật liệu trong PLAXIS dựa vào quan hệ giữa tỉ lệ ứng suất hữu hiệu σ’ và tỉ lệ biến dạng ε Trong mô hình dựa vào mối quan hệ giữa biến dạng và ứng suất để thiết lập công thức của áp lực nước lỗ rỗng để mô tả vật liệu không thoát nước

2.3 ĐỊNH NGHĨA BIẾN DẠNG THÔNG THƯỜNG

Qua đó ta thấy trong mô hình Plaxis, biến dạng được định nghĩa gồm hai thành phần: chỉ số mũ e được sử dụng để chỉ biến dạng đàn hồi và chỉ chỉ số p chỉ biến dạng dẻo

Quan hệ giữa modulus Young E (Young’s modulus) và modulus độ cứng khác, như modulus cắt G (shear modulus), modulus khối K (the bulk modulus) và modulus oedometer Eoed (oedometer modulus)

Trong các thông số đầu vào, giá trị G và Eoed được sử dụng như là các thông số phụ (thay thế), tính từ các biểu thức (2.2) Sự lựa chọn này chịu ảnh hưởng của các giá trị đầu vào của E và υ

Ở đây ta có thể thay đổi tăng độ cứng và lực đính trên một đơn vị chiều sâu Theo (2.3)

Và đây cũng là một hạn chế của chương trình Vì mô hình ở đây là mô hình đàn hồi tuyến tính không thích hợp để mô hình các ứng xử phi tuyến tính của đất

2.4.PHÂN TỬ BỀ MẶT

Phần tử bề mặt (Interface) thường được mô hình hoá bằng mô hình Coulomb tuyến tính Mô hình cải tiến hơn độ cứng giao diện để có được độ cứng đàn hồi của đất Do đó, E=Eur trong đó Eur phụ thuộc vào mức độ ứng suất, theo định luật năng lượng Eur tỷ lệ thuận với σm Đối với mô hình Soft soil Creep, m=1 và Eur phần lớn là hằng số xác định bởi sự trồi của đất κ*

Sự xuất hiện áp lực nước lỗ rỗng trong cấu trúc đất là do nước ảnh hưởng đến sự hình thành ứng suất tổng Theo lý thuyết Terzaghi, ứng suất tổng σ có thể chia là ứng suất hữu hiệu σ’ và ứng suất lỗ rỗng σw Tuy nhiên, nước không hỗ trợ bất kỳ ứng suất cắt nào và do đó ứng suất cắt hữu hiệu bằng tổng ứng suất cắt

Cần phân biệt giữa trạng thái áp lực nước thủy tĩnh psteady và áp lực nước thặng dư pexcess

Trạng thái áp lực nước thủy tĩnh được xem như dữ liệu đầu vào, thường dựa vào đường áp lực nước thuỷ tĩnh hay lưu lượng nước ngầm Áp lực nước thặng dự trong suốt quá trình tính toán đàn hồi của trường hợp vật liệu ứng xử không thoát nước được mô tả theo công thức (2.7)

Trong đó Kw là modulus khối của nước và n là độ xốp của đất Nhờ mô hình của định luật Hooke có thể tìm ra tỉ lệ ứng suất tổng và thông số không thoát nước Eu và υu Với

Do đó, rõ ràng là lựa chọn ứng xử không thoát nước trong Plaxis từ thông số G và được chuyển đổi thành thông số không thoát nước Eu và từ công thức (2.8) Chú ý là chỉ số u được dùng làm chỉ số để chỉ ứng xử không thoát nước của

vật liệu Do đó, Eu và không được nhầm lẫn với Eur và được dùng để chỉ sự dỡ và nén tải lại của vật liệu

Ứng xử của vật liệu là hoàn toàn không nén ép được khi Tuy nhiên, khi lấy dẫn đến những điểm kỳ dị trong ma trận độ cứng Thực ra thì, nước không nén ép được do modulus khối thực tế của nước rất lớn Điều đó gây ra vấn đề số học bởi vì chỉ số nén quá thấp nên được chọn mặt định là 0.495 làm cho modulus khối của đất ứng xử không thoát nước hơi yếu đi.Để đảm bảo đúng trình tự thực tế của kết quả tính toán, modulus khối của nước phải cao hơn so với modulus khối của đất Kw >> n K’ Điều kiện này được bảo đảm bởi yêu cầu Ngườidùng sẽ được cảnh báo khi nhập hệ số poisson lớn hơn giá trị

5 với ứng xử vật liệu không thoát nước Do đó ở vật liệu ứng xử không thoát nước, modulus khối của nước được tự động thêm vào ma trận độ cứng Giá trị của modulus khối được cho theo điều kiện

Dẫn đến phải được đảm bảo

2.6 THAM SỐ SKEMPTON B

Khi kiểu vật liệu (kiểu ứng xử của vật liệu) được thiết lập là “Undrained”, Plaxis tự động chọn modulus khối không thoát nước Ku cho đất có khả năng đầy đủ (khung đất và nước) và phân biệt giữa ứng suất tổng, ứng suất hữu hiệu và áp lực nước lỗ rỗng

không thoát nước sẽ được Plaxis tự động tính bằng cách sử dụng định luật Hooke đàn hồi tuyến tính (2.13)

Đặc biệt giá trị của tỉ số poisson không thoát nước đúng làmodulus khối tham chiếu của nước trong lỗ rỗng,

(2.6) Giá trị thường rất nhỏ hơn modulus khối của nước tinh khiết,

Nếu không có giá trị tham số Skempton B, nhưng có mức độ bão hoà S và độ rỗng nthay thế, thì modulus khối của chất lỏng trong lỗ rỗng có thể ước lượng từ công thức (2.15)

là modulus khối của không khí dưới áp lực khí quyển Giá trị tham số Skempton B có thể tính được trực tiếp từ tỉ số modulus khối của khung đất và modulus khối của nước trong lỗ rỗng

(2.7) Áp lực nước lỗ rỗng thặng dư được tính từ tỉ lệ biến dạng thể tích nhỏ:

(2.8) Kiểu phần tử sử dụng trong Plaxis là đủ tương thích để tránh ảnh hưởng của hiệu ứng khi xem như vật liệu gần như không nén ép được

Sự lựa chọn mô hình vật liệu ứng xử không thoát nước dựa trên cơ sở mô hình thông số hữu hiệu có giá trị cho tất cả các mô hình vật liệu trong Plaxis Điều này bảo đảm tính toán ứng xử không thoát nước được thể hiện thông qua các thông số đầu vào là ứng suất hữu hiệu Cần phân biệt rõ ràng giữa ứng suất hữu hiệu và áp lực nước lổ rỗng thặng dư

Như vậy phân tích “Undrained” yêu cầu thông số đất hữu hiệu Cho nên các

dự án trên nền đất yếu, các dữ liệu chính xác dựa vào thông số hữu hiệu có thể không luôn luôn có sẵn Thay vào đó, thí nghiệm hiện trường và thí nghiệm trong phòng có thể được sử dụng để suy ra thông số đất ứng xử không thoát nước Những giá trị đo đạt của modulus Young không thoát nước có thể dễ chuyển đổi qua modulus Young hữu hiệu bởi công thức

Dù vậy, sức chống cắt không thoát nước không dễ dàng sử dụng để xác định thông số sức chống cắt hữu hiệu φ’ và c’ Plaxis phải trả giá cho khả năng phân tích ứng xử không thoát nước với sự lựa chọn trực tiếp cu hay suvà φ=φu=0ocho kiểu vật

liệu Non-porous (mục 2.7) Lựa chọn này chỉ có giá trị cho mô hình Mohr-Coulomb

và mô hình Hardening-Soil, nhưng cho mô hình Soft Soil Creep thì không Chú ý là khibất kỳ kiểu vật liệu nào, tham số được thiết lập là “Undrained”, giá trị hữu hiệu phải bảo đảm để thông số đàn hồi E’ và υ’! Không phải là Eu và υu

2.7 PHÂN TÍCH ỨNG XỬ KHÔNG THOÁT NƯỚC VỚI THÔNG SỐ ỨNG SUẤT TỔNG

Nếu không muốn sử dụng tuỳ chọn Undrained trong Plaxis để phân tích ứng

xử không thoát nước, chỉ có thể mô phỏng ứng xử không thoát nước bằng cách chọn

kiểu vật liệu Non-porous và nhập trực tiếp thông số đàn hồi không thoát nước E=Eu

và ν=νu=0.495 kết hợp thông số chống cắt không thoát nước c=cu và φ=φu=0o

Trong trường hợp này, phân tích ứng suất tổng không phân biệt giữa ứng suất hữu hiệu và áp lực nước lỗ rỗng Do đó, ứng suất hữu hiệu được giải thích như

ứng suất tổng và toàn bộ áp lực nước lỗ rỗng bằng không Trong giao diện đầu vào

của kiểu vật liệu Non-Porus không thể hiện ứng suất Nếu muốn thể hiện ứng suất cần lựa chọn lựa chọn kiểu vật liệu Drained thay vì Non-Porus cho kiểu ứng xử

của vật liệu và phải chắc rằng không có áp lực nước lỗ rỗng được tạo ra trong các thớ của vật liệu lựa chọn

Chú ý rằng đây là kiểu vật liệu này gần như không thể có khi sử dụng mô hình Soft Soil Creep Thông thường, thì phân tích ứng suất hữu hiệu thích hợp hơn phân tích ứng suất tổng

2.8 ÁP LỰC TIỀN CỐ KẾT BAN ĐẦU TRONG MÔ HÌNH NÂNG CAO

Khi sử dụng mô hình nâng cao trong Plaxis, áp lực tiền kết trước ban đầu được xác định trong phần này Trong kỹ thuật thực tiễn, áp lực tiền cố kết ban đầu thường được sử dụng áp lực tiền cố kết dọc σp Nhưng Plaxis cần một áp lực tiền cố kết đẳng hướng tương đương ppeq để xác định kiểu giới hạn ứng suất bề mặt của vị trí ban đầu Nếu một vật liệu quá cố kết, tỉ số quá cố kết (OCR) cần được cung cấp cho mô hình OCR là tỉ số của ứng suất dọc lớn nhất trước đây đã trải qua σp (Hình 2.1) và ứng suất dọc hữu hiệu hiện tạiσyy’0

Cũng có thể chỉ rõ trạng thái ứng suất ban đầu bằng cách sử dụng ứng suất vượt tải trước đó (POP) để quy định tỉ số quá cố kết Ứng suất vượt tải trước đó được định nghĩa bởi

Cả hai đường đều chỉ ra ứng suất tiền cố kết dọc được minh hoạ trongHình 2.1

Ứng suất tiền cố kết σp được sử dụng để tính toán ppeq xác định kiểu giới hạn

ứng suất bề mặt của vị trí ban đầu (initial position of a cap-type yield surface) trong

mô hình đất nâng cao Tính toán ppeqdựa vào trạng thái ứng suất

Trong đó, là giá trị K0 liên kết với trạng thái cố kết thường của ứng suất Trong mô hình Hardening Soil thiết lập các tham số mặc định theo công thức của Jaky, Còn trong mô hình Soft Soil Creep thiết lập mặt định hơi khác tương đối với Jaky

2.9 ỨNG SUẤT BAN ĐẦU

Trong đất quá cố kết, hệ số ứng suất ngang ở mặt đất lớn hơn đất cố kết thường Ảnh hưởng đó được tự động lấy cho mô hình đất nâng cao khi tính toán ban

đầu (initial phase) sử dụng “K0-procedure” thay vì sử dụng “Gravity loading” Thủ

tục nàysẽ được mô tả trong mục này

Xem xét thí nghiệm nén một chiều, tải trọng đặt trước σ’yy=σp và sau đó dỡ tải đến σ’yy=σyy ‘0 Trong khi dỡ tải mẫu ứng xử dẻo và tỉ số ứng suất tăng theo định luật Hooke được cho bởi công thức (2.22)

Hình 2.1 Minh hoạ ứng suất tiền cố kết dọc trong mối quan hệ với ứng

suất hiện tại (a) Sử dụng OCR, (b) Sử dụng POP