CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT HỐ ĐÀO SÂU

1 M U Tớnh cp thit ca ti Hin nay, qua kt qu d bỏo ca thit k v chuyn v HS thng sai lch nhiu so vi kt qu quan trc Cn thit cỏc nghiờn cu nõng cao tớnh ỳng n ca giỏ tr cỏc thụng s a k thut u vo phc v d bỏo ng x ca t quanh h o theo hng mụ hỡnh húa cỏc thớ nghim cng gn cng tt vi iu kin lm vic ca t nn di tỏc ng ca thi cụng cỏc HS v s dng cỏc mụ hỡnh t phự hp vi chỳng nhm ci thin chớnh xỏc, tớnh hiu qu ca cụng tỏc d bỏo Lun ỏn hy vng vi kt qu nghiờn cu ca mỡnh s gúp thờm mt phng phỏp mi h nhiu cỏc phng phỏp thụng dng hin d bỏo ng x ca t nn cỏc cụng trỡnh liờn quan n thi cụng cỏc h o sõu i tng v phm vi nghiờn cu i tng nghiờn cu l cỏc ng x ca t xung quanh h o thi cụng o h Phm vi nghiờn cu ca ti - Mụi trng a cht lõn cn thnh h o phm vi nh hng ca tỏc ng o, thng ti khong cỏch bng ln chiu sõu h o; - Cỏc h o thi cụng iu kin khu vc ụng dõn c, mt xõy dng cao, vỏch thng ng, thi gian thi cụng tng i nhanh, mc nh hng i vi ỏp lc nc l rng v m ca t dớnh l khụng nhiu; - Nghiờn cu trung vo cỏc loi t dớnh, cú th ly mu thớ nghim ba trc xỏc nh mt s thụng s u vo thit k thi cụng cụng trỡnh HS - Nghiờn cu trung vo ng x chuyn v ngang ca t t thnh vo lũng h o Mc tiờu - Xõy dng phng phỏp d bỏo chuyn v ngang ca t thnh h o theo hng mụ hỡnh húa iu kin lm vic thc t ca t thi cụng o h; - Xõy dng chng trỡnh d bỏo ng x ca t nn ó xut theo phng phỏp phn t hu hn; - Xõy dng quy trỡnh thit k thi cụng h o sõu ng b t khõu kho sỏt n mụ hỡnh húa tớnh toỏn Nhng lun im bo v - Thớ nghim nộn ba trc gim ng sut ngang mụ phng ỳng trng thỏi ng sut-bin dng ca t bờn thnh h o v cho cỏc kt qu khỏc vi thớ nghim nộn ba trc truyn thng tng ng sut thng ng Cú th d dng ci tin cỏc thit b nộn ba trc truyn thng hin dựng phc v thớ nghim gim ng sut ngang - S dng kt hp mụ hỡnh t nn Lade ci tin v mụ hỡnh thớ nghim a k thut s dng mỏy ba trc gim ng sut ngang cho kt qu tng i phự hp vi o c thc t Nhng im mi khoa hc - Thớ nghim nộn ba trc gim ng sut ngang xỏc nh mt s c trng tớnh cht ca t phc v thit k thi cụng HS l kh thi v mụ phng ỳng theo mụ hỡnh lm vic thc t ca vựng t bờn cnh h o; - S dng mụ hỡnh Lade ci tin vi cỏc thụng s u vo xỏc nh c t thớ nghim nộn ba trc gim ng sut ngang cú th d bỏo chuyn v ngang ca t thnh h o tng i sỏt thc vi thc t í ngha khoa hc v thc tin Kt qu ca lun ỏn gúp thờm mt phng phỏp thớ nghim mi trờn mỏy nộn ba trc mụ phng sỏt thc hn iu kin lm vic ca t nn di tỏc nh thi cụng h o sõu v mt phng phỏp, quy trỡnh mi d bỏo chuyn v ngang t thnh h o nhm nõng cao cht lng cụng trỡnh cú thi cụng h o sõu 3 CHNG TNG QUAN CC VN NGHIấN CU NH GI IU KIN A K THUT H O SU 1.1 Thc trng nghiờn cu liờn quan n a k thut phc v thit k h o sõu: 1.1.1 c im v phm vi nghiờn cu v h o sõu + Phm vi nghiờn cu ca ti v h o sõu ó cú nhiu ti nghiờn cu v a k thut liờn quan n HS nh: Bjerrum v Eide (1956) [24], Bentler (1998) [22], Clough v Hansen (1981) [32], Hashash (1992) [37], Mana (1978) [45], Mana v Clough (1981) [46], Ou v Shiau (1998) [49], Ou (2006) [47], Peck (1969) [51], Wong (2009) [56] ỡnh c (2002) [1], Chu Tun H (2011) [3], v cỏc ti nghiờn cu khỏc Tuy nhiờn, cha cú nhiu nghiờn cu liờn quan mụ t c ng x ca t nn bờn cnh h o quỏ trỡnh thi cụng HS Theo Hans-Georg Kempfert v Berhane Geobreselassie (2006) [38] cú nhiu trng thỏi ng sut nn, trỡnh by trờn hỡnh 1.1, Hỡnh 1.1 ng ng sut khỏc h o Stroh 1974 [38] ó phõn chia cỏc vựng cú s chu ti v quan h ng sut - bin dng khỏc vi cụng trỡnh HS (Hỡnh 1.2) Vùng 1- ứng suất thẳng đứng giữ nguyên ứng suất nằm ngang giảm dần trình đào Vùng - ứng suất thẳng đứng giảm đào ứng suất nằm ngang tăng dịch chuyển t-ờng Vùng - ứng suất thẳng đứng giảm đào ứng suất nằm ngang giữ nguyên Hỡnh 1.2 S cỏc vựng chu ti Vựng E l vựng ó c Wong (2009) [56] ch l cha c nghiờn cu y Phá hoại C D B 1-3 E F A E- vùng đ-ợc nghiên cứu F- vùng nguy hiểm A 1-3 Hỡnh 1.3 ng ng sut t Đ-ờng phá hoại Đ-ờng Ko B Vựng E B A F A B Hỡnh 1.4 ng ng sut h o nghiờn cu c s lm vic ca t nn sau lng tng cn phi cú thit b thớ nghim phự hp S dng thớ nghim ba trc cú xột n gim ti (gim 3) l hng m lun ny s nghiờn cu Sau cú s liu thớ nghim s tin hnh xõy dng mụ hỡnh tớnh, phn mm tớnh toỏn h o phự hp vi s liu ny 1.1.2 Cỏc hin tng a k thut xy thi cụng h o sõu Trong thi cụng HS cỏc khu ụ th ln, ch yu l xõy chen, cỏc hin tng a k thut nờu trờn u cú th xy nhng hin tng chuyn dch t nn c ỏnh giỏ l nguy him vỡ nguyờn nhõn ny cú th dn n phỏ hoi khụng ch kt cu h o m cũn xy cỏc cụng trỡnh lõn cn S dch chuyn xy ch yu l vựng t sau lng tng, vựng t bờn cnh h o Hin ó cú nhiu nghiờn cu n vựng ny, nhiờn cha cú nhiu nghiờn cu ng b, y ỏp dng i vi thit k thi cụng HS, vỡ vy cn phi cú nhng nghiờn cu phự hp hn vi vựng ny 1.1.3 Trng thỏi ng sut ca vt liu t nn TC SS CTC HC RTC CTE RTE TE Hỡnh 1.6 Hỡnh chiu cỏc loi ng ng sut khỏc lờn mt phng ba trc ng ng sut thớ nghim nộn ba trc gim (RTC) (Reduced Triaxial Compression Stress Path) Trong loi ny vt liu chu trng thỏi ng sut thy tnh ban u, sau ú ỏp lc bung gim dn ng sut ng gia nguyờn 1.1.4 Tớnh toỏn, thit k thi cụng h o sõu Cú ba phng phỏp c ỏp dng ph bin tớnh toỏn HS bao gm phng phỏp n gin, phng phỏp dm trờn nn n hi v phng phỏp phn t hu hn Mụ hỡnh t nn phõn tớch phn t hu hn gm cú cỏc mụ hỡnh thng s dng thit k nh sau: a Mụ hỡnh n hi tuyn tớnh; b Mụ hỡnh Mohr-Coulomb; c Mụ hỡnh Hyperbol; d Mụ hỡnh Cam-Clay ci tin 6 1.1.5 ỏnh giỏ u nhc im ca mt s mụ hỡnh t nn Cỏc mụ hỡnh t nn nờu trờn u s dng mt phỏ hoi MohrCoulomb ú cú th d tớnh kh nng chu ti ca t nn tựy theo iu kin lm vic Tuy nhiờn, ngoi vic xỏc nh sc chu ti ca t nn, cỏc bi toỏn a k thut cũn yờu cu d tớnh bin dng, ỏp lc nc l rng d, quỏ trỡnh c kt v.v Mi mụ hỡnh cú th phự hp vi iu kin nht nh ca bi toỏn v c bn tha mt hoc mt s yờu cu tớnh toỏn Cỏc mụ hỡnh trờn, trng hp gim ng sut thỡ kt qu cỏc mụ hỡnh u mụ t khụng chớnh xỏc c trng quan h ng sut bin dng ca t nn Do ú, cn cú mụ hỡnh mụ t c s thay i ng ng sut gim ng sut 3, phự hp hn vi bi toỏn HS thc t 1.2 Cỏc nghiờn cu liờn quan n kho sỏt cung cp s liu a k thut phc v thit k thi cụng h o sõu Theo tng kt, qua cỏc ti liu thit k, bỏo cỏo kho sỏt a cht, s liu o c quan trc chuyn dch h o v cỏc ti liu thu thp khỏc ca nhiu cụng trỡnh cho thy rng, s liu thit k d bỏo chuyn v ca HS cú chớnh xỏc khụng cao, cú sai khỏc nhiu so vi kt qu o c ti hin trng 1.2.1 Cỏc phng phỏp thớ nghim a k thut Cú nhiu phng phỏp thớ nghim a k thut, cỏc phng phỏp thớ nghim s dng tựy thuc vo yờu cu ca thit k v bin phỏp t chc thi cụng Vi thit k thi cụng h o sõu, thớ nghim ba trc i vi bi toỏn HS l rt quan trng Do c im ca thit b ba trc thụng thng hin ang s dng, mu t c bóo hũa v s thớ nghim l ng sut thng ng tng dn, ng sut ngang khụng i nờn cha phự hp mụ t ng x ca vựng t sau lng tng 1.2.2 Cỏc thụng s c trng t nn bi toỏn h o sõu Mụ hỡnh Mohr-Coulomb: E, , c, , Mụ hỡnh Cam-Clay ci tin: M, Mụ hỡnh hyperbol: KL, Kur , n, Rf, c, pc 1.3 Nhn xột c im ca t bờn cnh h o l ng sut thng ng gi nguyờn, ng sut ngang gim dn theo quỏ trỡnh o V phm vi kho sỏt vi cụng trỡnh h o, t luụn tn ti trng thỏi ng sut lch ban u Cỏc thụng s t nn ly t s liu thớ nghim hin khụng phn ỏnh sỏt iu kin nn t thc t thi cụng h o Do ú, t cn la chn mụ hỡnh thớ nghim xỏc nh cỏc thụng s t nn phự hp vi vic thit k thi cụng HS Trong trng hp gim ng sut ngang (3) thỡ kt qu cỏc mụ hỡnh ny u mụ t khụng chớnh xỏc c trng quan h ng sut bin dng ca t nn Do ú, cn cú mụ hỡnh mụ t c s thay i ng ng sut ca t sau lng tng l gim ng sut ngang (3) CHNG TH NGHIM XC NH THễNG S C TRNG CA T NN TRấN MY BA TRC GIM NG SUT NGANG 2.1 M u a Trng thỏi ca t thớ nghim: Thớ nghim ba trc cung cp nhiu s liu thụng s u vo cho bi toỏn thit k HS o c s thay i th tớch mu t phi bt buc phi bóo hũa Quỏ trỡnh bóo hũa mu cú th lm cho mu khụng cũn nh mu nguyờn dng dn n s cho kt qu thớ nghim khụng sỏt vi thc t Mụ hỡnh thớ nghim ba trc gim ng sut ngang ó mụ t l mu t khụng cn phi bóo hũa v mụ t c s gim ỏp lc ngang o, ỏp lc thng ng gi nguyờn b C s lý thuyt ca thớ nghim ba trc thụng thng: p lc t mi hng tỏc dng lờn mu quỏ trỡnh thớ nghim c gi khụng i c C s ca thớ nghim ba trc gim ng sut ngang: p lc dc trc c gi khụng i, ỏp lc t mi hng tỏc dng lờn mu quỏ trỡnh thớ nghim c gim dn v hỡnh thnh ng sut lch P/A =1 - So sỏnh v nguyờn lý thớ nghim ba trc thụng thng v ba trc gim ng sut ngang c th hin trờn hỡnh 2.1 8 v-h 'h h v 'v v+h Thí nghiệm trục giảm ứng suất ngang Thí nghiệm trục thông th-ờng Hỡnh 2.1 th ng bao phỏ hoi Mohr - Coulomb 2.2 Cỏc phng phỏp thớ nghim hin xỏc nh thụng s u vo thit k thi cụng h o sõu Cú nhiu phng phỏp thớ nghim, cú phng phỏp thớ nghim phũng, thớ nghim hin trng Trong ú, thớ nghim ba trc i vi bi toỏn HS l rt quan trng 2.2.2 Thớ nghim nộn ba trc Thớ nghim nộn ba trc (Triaxial compresion test - TCT) c tin hnh xỏc nh sc khỏng ct trờn mu t nguyờn dng Thớ nghim cú th c thc hin cho nhiu s khỏc nhau, phự hp vi cỏc iu kin lm vic thc t ca t nn di ti trng 2.3 Mụ hỡnh thớ nghim ba trc gim ng sut ngang Ni dung phng phỏp thớ nghim Nguyờn tc phng phỏp ny gm vic xỏc nh sc khỏng ct ca mu t mu chu tỏc ng ỏp lc hụng gim dn, ng thi chu tỏc dng ca ti trng dc trc khụng i 9 Bù tải trọng Đo đ-ợc chuyển vị S1 h h h h v-h) h-hf Mẫu phá hoại Giảm áp lực buồng đo đ-ợc chuyển vị S2 h v hf Giảm áp lực buồng đến mẫu phá hoại đo đ-ợc chuyển vị S2f 1-3) v-h) v-h) b) hf v h 1-3) 1-3) 1-3) h-h Khi mẫu không biến dạng khóa van với bình tạo áp a) v h Mở van nối với bình tạo áp Bù tải trọng Đo đ-ợc chuyển vị S1f h c) d) Hỡnh 2.4 S quỏ trỡnh thớ nghim (a) Bc 1: To ỏp lc bung n giỏ tr h; (b) Bc 2: To ng sut lch thng ng v = h+; Gi nguyờn ỏp lc bung n mu t n nh, khụng cũn bin dng na Khúa van vi bỡnh to ỏp lc; (c) Bc 3: Gim dn ỏp lc bung theo tng cp, mi cp tin hnh bự ti trng thng ng, m bo ti trng thng ng khụng i sut quỏ trỡnh thớ nghim; (d) Bc 4: Gim ỏp lc bung n lỳc ng sut lch ln cú th gõy phỏ hy mu Thit b, dng c thớ nghim (1)Bung ỏp lc; (2)Bỡnh to v trỡ ỏp lc; (3)Thit b to lc dc trc; (4)Thit b gim ỏp lc bung; (5) (6)Thit b o bin dng; (7)Thit b o lng gia ti ng (Loadcell); (8)Thit b o ỏp sut bung; (9)Thit b ghi chộp s liu (Data logger TDS 530) 10 Hỡnh 2.5 Mụ hỡnh thit b thớ nghim ba trc gim ng sut ngang Quy trỡnh thớ nghim Quy trỡnh thớ nghim c tin hnh theo cỏc bc gn ging thớ nghim ba trc thụng thng vi s CU D ti Tớnh toỏn, bỏo cỏo kt qu thớ nghim Cp gia ti ban u m bo mụ t sỏt vi quỏ trỡnh lm vic ca t, cn phi xỏc nh c cp gia ti ban u phự hp Gi thit t trng thỏi t nhiờn, tn ti thnh phn: v v h vi: Trong ú, v = i hi l lng ct t nm trờn hay ỏp lc a tng h = K0.v vi K0 - h s ỏp lc t tnh X lý s liu thớ nghim Kt qu thớ nghim Cụng trỡnh Vin bng quc gia, xó Tõn Triu, Thanh Trỡ, H Ni 11 Hỡnh 2.19 Biu quan h gia lch ng sut v bin dng dc trc Hỡnh 2.20 Biu quan h gia bin dng th tớch v bin dng dc trc So sỏnh vi kt qu thớ nghim ba trc ó cú ti cụng trỡnh: Hỡnh 2.21 Biu vũng trũn Mohr ca thớ nghim gim ng sut ngang v so sỏnh vi thớ nghim ba trc thụng thng Cụng trỡnh Khu dch v thng mi, phũng v nh bỏn 505 Minh Khai, Vnh Tuy, Hai B Trng, H Ni 12 Hỡnh 2.25 Biu quan h gia lch ng sut v bin dng dc trc Hỡnh 2.26 Biu quan h gia bin dng th tớch v bin dng dc trc Hỡnh 2.27 Biu vũng trũn Mo ca thớ nghim gim ng sut ngang v so sỏnh vi thớ nghim ba trc thụng thng So sỏnh mụ un n hi Tng Gim 3 (kN/m2) Ei (kN/m ) (kN/m2) Ei (kN/m2) 80 60720 50 5882 110 61748 75 6711 135 71025 100 8928 13 Cụng trỡnh Bnh vin trung ng quõn i 108, s Trn Hng o, Hai B Trng, H Ni Hỡnh 2.30 Biu quan h gia lch ng sut v bin dng dc trc Hỡnh 2.31 Biu quan h gia bin dng th tớch v bin dng dc trc Hỡnh 2.32 Biu vũng trũn Mo ca thớ nghim gim ng sut ngang v so sỏnh vi thớ nghim ba trc thụng thng NHN XẫT CHNG + Thit b v quy trỡnh thớ nghim, xột v mt lý thuyt ó cho phộp mụ t y s ng x ca vựng t bờn cnh h o din 14 quỏ trỡnh o t nh tn ti ng sut lch ban u v ng sut ngang gim dn theo quỏ trỡnh o + ng x ca t nn bờn cnh h o quỏ trỡnh thớ nghim theo s ba trc thụng thng vi thớ nghim theo s ba trc gim ng sut ngang l khỏc nhau, c th: - Giỏ tr thu c nh c, ca thớ nghim ba trc gim ng sut ngang theo s CU khỏc vi vi thớ nghim ba trc thụng thng ỏp lc nc l rng bin i khỏc i vi mi ng ng sut khỏc nhau; - Mụ un n hi E ca thớ nghim ba trc gim ng sut ngang ln hn so vi thớ nghim ba trc thụng thng CHNG 3: S DNG Mễ HèNH LADE CI TIN CHO BI TON H O SU 3.1 ng x ca t nn ng x ca t nn c i din bng quan h ng sut v bin dng v mụ hỡnh toỏn hc mụ t c tớnh ca mi quan h ny c gi l mụ hỡnh t nn 3.2 Mụ hỡnh t nn Lade 3.2.1 Lý la chn mụ hỡnh Lade So sỏnh vi cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn khỏc mụ t ng x ca t nn cỏc bi toỏn a k thut, mụ hỡnh Lade cú cỏc u im nh sau: - c xõy dng da trờn kt qu thớ nghim nộn ba trc v thớ nghim nộn ba trc thc ú k n nh hng ca thnh phn ng sut trung gian - Ch cú nht mt mt chy do, mt mt phỏ hoi v mt biu thc nht ca th nng bin dng Vi u im ny, xõy dng cỏc biu thc v ma trn do, khụng gp phi nhng khú khn gii quyt v trớ giao gia hai mt chy nộn v mt chy ct nh cỏc mụ hỡnh khỏc - Cú th mụ t ng x tỏi bn hoc húa mm [40][41][42] 15 3.2.2 Mụ hỡnh Lade Tham s ca mụ hỡnh Lade Bng 3.1 Tham s ca mụ hỡnh Lade Tham s Mụ t M , , c trng n hi , m Chun phỏ hoi , Hm th nng h, Chun C , p ,b Tỏi bn v húa mm 3.3 Mụ hỡnh t nn Lade ci tin C s xõy dng mụ hỡnh Lade ci tin Mụ hỡnh Lade ci tin c tỏc gi xõy dng da trờn mụ hỡnh Lade ban u cú k n ng ng sut gim v cú th ỏp dng cho ng ng sut gim v ng ng sut ca cỏc thớ nghim nộn ba trc thụng thng khỏc c trng ca mụ hỡnh Lade ci tin bao gm c trng n hi, mt phỏ hoi, mt chy v hm th nng bin dng Cỏc ni dung c ci tin bao gm: - a thờm c trng lc dớnh n v vo biu thc ca mụ hỡnh Lade mụ t ng x ca t loi sột - Xõy dng mi liờn h gia gúc ma sỏt v lc dớnh n v vi tham s c trng mt phỏ hoi ca mụ hỡnh Lade ban u - Xõy dng mi liờn h gia c trng gión n ca t nn vi tham s c trng mt th nng bin dng ca mụ hỡnh Lade ban u - Xõy dng mt chy mi k n bin dng theo cỏc ng ng sut khỏc ú cú ng ng sut gim Cỏc thớ nghim ba trc gim Chng v mt s cỏc 16 kt qu thớ nghim ba trc theo cỏc ng ng sut khỏc c s dng xõy dng mụ hỡnh t nn Lade ci tin c trng n hi Giỏ tr ca mụ un n hi ca t nn khụng nờn xỏc nh theo dc ban u ca ng cong quan h ng sut bin dng m nờn xỏc nh theo mụ un n hi bin dng nh hoc mụ un n hi d ti-gia ti Cỏc giỏ tr ca mụ un n hi theo cỏc ng ng sut c thng kờ bng nh sau: Thớ nghim E (kN/m2) Gim 59766 Gi I1 21715 Tng 9434 Mt phỏ hoi Mt phỏ hoi ca mụ hỡnh Lade ó c nghiờn cu Lade [40], [41] v c kim chng nhiu nghiờn cu Do vy, mt phỏ hoi ny c s dng mụ hỡnh Lade ci tin Tuy nhiờn, thun tin cho vic s dng, cỏc tham s ca mt phỏ hoi cn c chuyn i sang cỏc c trng cng ca t nn nh gúc ma sỏt v lc dớnh n v Hỡnh 3.5 Mt phỏ hoi mt phng lch 17 Mt th nng bin dng Mt chy mụ hỡnh t nn Lade phự hp vi ng ng sut gim hoc gim , ó nghiờn cu xõy dng mt chy mi cú dng nh hỡnh 3.13 Vi mt chy mi ny, ti trng thỏi ban u trờn trc thy tnh, ng ng sut theo hng bt k no cng xut hin bin dng ln ca mt chy ngoi trc thy tnh ph thuc vo ln ca cụng bin dng do ct trt Khi d ti, cụng bin dng th tớch khụng i v mt chy khụng phỏt trin kớch thc theo trc thy tnh m ch phỏt trin kớch thc v phớa mt phỏ hoi Khi gia ti, cụng bin dng th tớch tng lờn v giao ca mt chy tin xa hn gc ta trờn trc thy tnh Hỡnh 3.12 ng ng sut thớ nghim nộn ba trc v mt chy Lade Hỡnh 3.13 Mt chy Lade ci tin Xỏc nh cỏc c trng ca mụ hỡnh Lade ci tin Cỏc c trng ca mụ hỡnh Lade ci tin trỡnh by bng 3.2 nh sau: 18 Bng 3.2 Tham s ca mụ hỡnh Lade ci tin Tham s Mụ t E0 , c trng n hi c , Chun phỏ hoi , h, , Hm th nng C, p Tỏi bn Chun ỏnh giỏ tin cy ca mụ hỡnh Lade ci tin Kt qu thớ nghim ba trc theo nhiu ng ng sut khỏc ú cú gim nh hỡnh v 3.16 v ng cong quan h gia bin dng th tớch v bin dng dc trc mu thớ nghim nh hỡnh 3.17 Costanzo v cng s thc hin [34] Hỡnh 3.21 So sỏnh kt qu tớnh toỏn v thớ nghim quan h ng sut v bin dng dc trc thớ nghim nộn ba trc gim 19 3.4 Phn mm tớnh toỏn theo mụ hỡnh t nn la chn Phn mm tớnh toỏn h o sõu LadeDeep c tỏc gi lun ỏn phỏt trin t mt phn mm phõn tớch a k thut da trờn phng phỏp phn t hu hn cú kh nng mụ hỡnh húa t nn v cỏc phn t kt cu Ni dung phỏt trin mi bao gm a thờm mó ngun cho mụ hỡnh Lade v Lade ci tin, phõn tớch theo quỏ trỡnh thi cụng h o sõu S ca phn mm c th hin hỡnh 3.24 bao gm nhp d liu, vũng lp qua cỏc giai on thi cụng, vũng lp gii bi toỏn phi tuyn vt liu theo phng phỏp Newton-Raphson ci tin Kt qu tớnh toỏn ca phn mm bao gm: ng sut, bin dng, chuyn v ca t nn v ni lc h chng nh tng chn, chng neo Hỡnh 3.24 S gii lp ca phn mm LadeDeep 20 NHN XẫT CHNG La chn mụ hỡnh Lade phỏt trin mụ hỡnh t nn mi cú k n ng ng sut gim , Mụ hỡnh Lade l mụ hỡnh thit lp da trờn thớ nghim nộn ba trc thng cũn mụ hỡnh Lade ci tin da trờn thớ nghim nộn ba trc gim im ging ca hai mụ hỡnh t nn ny l cỏc tham s c trng ca mụ hỡnh im khỏc bit ca hai mụ hỡnh l gim , trng thỏi ng sut no ú t, quan h ng sut bin dng i vi mụ hỡnh Lade l n hi v i vi mụ hỡnh Lade ci tin l n hi Hn na, mụ hỡnh Lade ci tin ng thi mụ t c quan h ng sut bin dng theo thớ nghim ba trc thng v theo cỏc ng ng sut khỏc Mụ un n hi ban u theo ng quan h ng sut bin dng thớ nghim nộn ba trc gim , cú giỏ tr ln hn nhiu so vi thớ nghim nộn ba trc thng i vi mụ hỡnh tớnh toỏn h o sõu cú mụ hỡnh t nn s dng mụ un n hi ban u theo thớ nghim nộn ba trc thụng thng s cho kt qu d tớnh cú th ln hn thc t Phn mm tớnh toỏn LadeDeep c xõy dng theo phng phỏp phn t hu hn bi toỏn phng s dng phn t tam giỏc im nỳt, lp trỡnh bng ngụn ng Delphi XE6 Phn mm cú th mụ t chi tit quỏ trỡnh thi cụng nh o t, lp chng, cng trc cỏp neo Cỏc mụ hỡnh t nn n hi tuyn tớnh, mụ hỡnh Hardening, mụ hỡnh Lade v mụ hỡnh Lade ci tin c thc hin phn mm Phn mm s dng giao din ha, cú kh nng nhp d liu nhanh, t ng chia li phn t Ti trng tỏc dng cú th mụ hỡnh húa theo dng ti trng phõn b bt k hoc trung ti mt im Tng chn c mụ hỡnh húa bng phn t dm hai im nỳt H chng hoc neo c mụ t bng phn t dn phi tuyn theo vt liu hoc theo hỡnh hc Phn mm LadeDeep cú th phõn tớch kộp k n nh hng ca ỏp lc nc l rng bi toỏn phõn tớch khụng thoỏt nc ca t sột 21 CHNG 4: P DNG TNH TON H O SU THEO Mễ HèNH LADE CI TIN 4.1 Ni dung tớnh toỏn ỏnh giỏ tin cy ca mụ hỡnh Lade ci tin mụ hỡnh phõn t hu hn i vi bi toỏn h o, cỏc vớ d tớnh toỏn cho cỏc cụng trỡnh thc t cn c thc hin Chng ny trỡnh by cỏc vớ d tớnh toỏn c thc hin vi cỏc cụng trỡnh thc t v ngoi nc ó c thi cụng Cỏc d liu thc t s dng tớnh toỏn bao gm c trng ca t nn, c trng ca cỏc kt cu chn gi, c trng ca quỏ trỡnh thi cụng, v s liu quan trc hin trng Phn mm s dng tớnh toỏn bao gm phn mm LadeDeep (mụ hỡnh Lade v Lade ci tin) v so sỏnh vi phn mm Plaxis (mụ hỡnh Mohr-Coulomb, mụ hỡnh Hardening) 4.2 Mụ hỡnh húa h o sõu H o sõu bao gm t nn xung quanh h o, h kt cu chng h o bao gm tng chn t, h chng v neo t p dng vo mt s cụng trỡnh c th: Cụng trỡnh Bnh viờn 108; Cụng trỡnh Hoabinh Green City Minh Khai; Cụng trỡnh p thy in s NHN XẫT ng x ca h o ph thuc vo quan h ng sut bin dng theo ng ng sut phự hp vi thc t Quan h ú th hin bi c trng mụ un n hi v s suy gim mụ un n hi ng sut lch tng lờn Mụ hỡnh Lade ci tin v mụ hỡnh Hardening cho s bin dng tng t Trong mụ hỡnh Lade ci tin, mụ un n hi ban u ph thuc vo ng ng sut t nờn cú kt qu phõn tớch phự hp hn vi kt qu o Kt qu tớnh toỏn ng x ca h o ph thuc rt nhiu vo vic xỏc nh cỏc thụng s ca mụ hỡnh nn v s dng cỏc thụng s t nn phự hp c bit l c trng n hi vic xỏc nh giỏ tr gn vi thc t khú khn hn nhiu so vi xỏc nh cỏc c trng cng 22 Cụng trỡnh Bnh vin 108 Cụng trỡnh Hoabinh Green City Minh Khai 23 KT LUN V KIN NGH Kt lun 1.1 Thi cụng h o sõu l quỏ trỡnh d ti t nn cng ng thi l quỏ trỡnh gia ti lờn h kt cu chng Trng thỏi ng sut v bin dng ca t nn sau lng tng thay i theo ng gim ng sut 3, khụng i Thớ nghim nộn ba trc hin khụng mụ phng phự hp quỏ trỡnh thi cụng o t 1.2 Thit b nộn ba trc theo s gim ỏp lc bung (3) tỏc gi lun ỏn thit k v ci tin trờn c s thit b nộn ba trc thng ó hon thnh v ó c th nghim cho kt qu tt 1.3 Cỏc thớ nghim nộn ba trc theo s gim c thc hin vi nhiu loi t nn khỏc cho thy mt s c trng ca t nn xỏc nh c t thớ nghim ny khỏc cú quy lut vi kt qu t thớ nghim nộn ba trc thng nh mụ un n hi, gúc ma sỏt v lc dớnh n v Mụ un n hi E ca thớ nghim ba trc gim ng sut ngang ln hn so vi thớ nghim ba trc thụng thng v kt qu tớnh toỏn theo s liu ny cho kt qu phự hp vi s liu o c thc t 1.4 Cỏc mụ hỡnh t nn mụ t trng thỏi ng sut bin dng ca cho cỏc kt qu khỏc vi thc t vỡ khụng s dng cỏc thụng s u vo c thit lp da trờn ng ng sut phự hp Mụ hỡnh Lade phự hp vi cỏc ng ng sut khỏc nhau, cn cú mt s thay i, ci tin cho phự hp vi i vi bi toỏn h o nh: lp mi quan h vi cỏc c trng c bn ca t nn nh lc dớnh n v v gúc ma sỏt d dng ỏp dng thc t tớnh toỏn, ci tin mt chy bin dng xut hin quỏ trỡnh d ti din ra, v c trng mụ un n hi ban u Mụ hỡnh Lade ci tin trỡnh by lun ỏn ó ỏp ng cỏc yờu cu trờn s dng cỏc thụng s u vo xỏc nh c t thớ nghim nộn ba trc gim ng sut ngang 1.5 Phn mm LadeDeep ó c xõy dng da trờn c s mụ hỡnh Lade ci tin phự hp vi ng ng sut d ti lng tng Kt qu s dng LadeDeep tớnh toỏn d bỏo chuyn v ngang ca 24 tng c cho thi cụng h o sõu ca mt s cụng trỡnh c th l sỏt vi thc t v cú th ng dng chỳng tớnh toỏn cỏc bi toỏn thc t v h o sõu 1.6 Mt quy trỡnh hng dn tớnh toỏn thit k thi cụng h o sõu ó c kin ngh trờn c s cỏc kt qu d bỏo ng x ca t xung quanh h o xut phỏt t phn mm LadeDeep v s dng thớ nghim nộn ba trc gim ng sut ngang Kin ngh Theo tụi thi gian ti cú th tip tc nghiờn cu nhng sau: - Nghiờn cu cỏc yu t nh hng n mụ hỡnh tớnh toỏn nh nh hng ca dũng thm, c kt, yu t ba chiu v trng thỏi ng sut ban u t - M rng bi toỏn cho trng hp xột n yu t thi gian thi cụng [...]... chúng trong tính toán các bài toán thực tế về hố đào sâu 1.6 Một quy trình hướng dẫn tính toán thiết kế thi công hố đào sâu đã được kiến nghị trên cơ sở các kết quả dự báo ứng xử của đất xung quanh hố đào xuất phát từ phần mềm LadeDeep và sử dụng thí nghiệm nén ba trục giảm ứng suất ngang 2 Kiến nghị Theo tôi trong thời gian tới có thể tiếp tục nghiên cứu những vấn đề sau: - Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng... Mohr-Coulomb, mô hình Hardening) 4.2 Mô hình hóa hố đào sâu Hố đào sâu bao gồm đất nền xung quanh hố đào, hệ kết cấu chống đỡ hố đào bao gồm tường chắn đất, hệ thanh chống và neo trong đất Áp dụng vào một số công trình cụ thể: 1 Công trình Bệnh viên 108; 2 Công trình Hoabinh Green City Minh Khai; 3 Công trình đập thủy điện số 2 NHẬN XÉT Ứng xử của hố đào phụ thuộc vào quan hệ ứng suất biến dạng theo... hình đất nền lựa chọn Phần mềm tính toán hố đào sâu LadeDeep được tác giả luận án phát triển từ một phần mềm phân tích địa kỹ thuật dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn có khả năng mô hình hóa đất nền và các phần tử kết cấu Nội dung phát triển mới bao gồm đưa thêm mã nguồn cho mô hình Lade và Lade cải tiến, phân tích theo quá trình thi công hố đào sâu Sơ đồ khối của phần mềm được thể hiện trong hình... tải-gia tải Các giá trị của mô đun đàn hồi theo các đường ứng suất được thống kê trong bảng như sau: Thí nghiệm E (kN/m2) Giảm  3 59766 Giữ I1 21715 Tăng  1 9434 3 Mặt phá hoại Mặt phá hoại của mô hình Lade đã được nghiên cứu trong Lade [40], [41] và được kiểm chứng trong nhiều nghiên cứu Do vậy, mặt phá hoại này được sử dụng trong mô hình Lade cải tiến Tuy nhiên, để thuận tiện cho việc sử dụng, các tham... toán ứng xử của hố đào phụ thuộc rất nhiều vào việc xác định các thông số của mô hình nền và sử dụng các thông số đất nền phù hợp đặc biệt là đặc trưng đàn hồi do việc xác định giá trị gần với thực tế khó khăn hơn nhiều so với xác định các đặc trưng cường độ 22 Công trình Bệnh viện 108 Công trình Hoabinh Green City Minh Khai 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 Kết luận 1.1 Thi công hố đào sâu là quá trình... CẢI TIẾN CHO BÀI TOÁN HỐ ĐÀO SÂU 3.1 Ứng xử của đất nền Ứng xử của đất nền được đại diện bằng quan hệ ứng suất và biến dạng và mô hình toán học mô tả đặc tính của mối quan hệ này được gọi là mô hình đất nền 3.2 Mô hình đất nền Lade 3.2.1 Lý do lựa chọn mô hình Lade So sánh với các mô hình tính toán khác mô tả ứng xử của đất nền trong các bài toán địa kỹ thuật, mô hình Lade có các ưu điểm như sau: -... Lade cải tiến trong mô hình phân tử hữu hạn đối với bài toán hố đào, các ví dụ tính toán cho các công trình thực tế cần được thực hiện Chương này trình bày các ví dụ tính toán được thực hiện với các công trình thực tế trong và ngoài nước đã được thi công Các dữ liệu thực tế sử dụng trong tính toán bao gồm đặc trưng của đất nền, đặc trưng của các kết cấu chắn giữ, đặc trưng của quá trình thi công, và... hợp với số liệu đo đạc thực tế 1.4 Các mô hình đất nền mô tả trạng thái ứng suất biến dạng của cho các kết quả khác với thực tế vì không sử dụng các thông số đầu vào được thiết lập dựa trên đường ứng suất phù hợp Mô hình Lade phù hợp với các đường ứng suất khác nhau, cần có một số thay đổi, cải tiến cho phù hợp với đối với bài toán hố đào như: lập mối quan hệ với các đặc trưng cơ bản của đất nền như... cho phép mô tả đầy đủ sự ứng xử của vùng đất bên cạnh hố đào khi diễn 14 ra quá trình đào đất như tồn tại ứng suất lệch ban đầu và ứng suất ngang giảm dần theo quá trình đào + Ứng xử của đất nền bên cạnh hố đào trong quá trình thí nghiệm theo sơ đồ ba trục thông thường với thí nghiệm theo sơ đồ ba trục giảm ứng suất ngang là khác nhau, cụ thể: - Giá trị thu được như c,  của thí nghiệm ba trục giảm... bằng phần tử dầm hai điểm nút Hệ thanh chống hoặc neo được mô tả bằng phần tử thanh dàn phi tuyến theo vật liệu hoặc theo hình học Phần mềm LadeDeep có thể phân tích kép kể đến ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng trong bài toán phân tích không thoát nước của đất sét 21 CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN HỐ ĐÀO SÂU THEO MÔ HÌNH LADE CẢI TIẾN 4.1 Nội dung tính toán Để đánh giá độ tin cậy của mô hình Lade cải tiến ... ba trc v mt chy Lade Hỡnh 3.13 Mt chy Lade ci tin Xỏc nh cỏc c trng ca mụ hỡnh Lade ci tin Cỏc c trng ca mụ hỡnh Lade ci tin trỡnh by bng 3.2 nh sau: 18 Bng 3.2 Tham s ca mụ hỡnh Lade ci tin Tham... dng, chuyn v ca t nn v ni lc h chng nh tng chn, chng neo Hỡnh 3.24 S gii lp ca phn mm LadeDeep 20 NHN XẫT CHNG La chn mụ hỡnh Lade phỏt trin mụ hỡnh t nn mi cú k n ng ng sut gim , Mụ hỡnh Lade... 3.2.2 Mụ hỡnh Lade Tham s ca mụ hỡnh Lade Bng 3.1 Tham s ca mụ hỡnh Lade Tham s Mụ t M , , c trng n hi , m Chun phỏ hoi , Hm th nng h, Chun C , p ,b Tỏi bn v húa mm 3.3 Mụ hỡnh t nn Lade ci tin