Nguyên lý thiết kế công trình ngầm HUMG

Câu hỏi ôn tập môn Nguyên lý Xây dựng CTN Phương pháp giải toán kỹ thuật tổng quát Phương pháp hệ thống sử dụng thiết kế kỹ thuật Các giai đoạn trình thiết kế kỹ thuật Các tài liệu gốc cho việc giải toán kỹ thuật Phương pháp tìm kiếm giải pháp thiết kế cho toán kỹ thuật Sử dụng tính sáng tạo vấn đề thắng sức ì tâm lý giải toán kỹ thuật Phương pháp sáng tạo tập thể phương pháp đảo ngược việc tìm kiếm giải pháp thiết kế Các giai đoạn phân tích kỹ thuật Mô hình sử dụng thiết kế kỹ thuật 10 Phương pháp so sánh vấn đề tối ưu hoá thiết kế công trình ngầm 11 Phương pháp đồ thị vấn đề tối ưu hoá thiết kế công trình ngầm 12 Công tác mở hầm xây dựng công trình ngầm Câu 1: Phương pháp giải toán kỹ thuật tổng quát:  Bước 1: Nêu vấn đề Dựa sở sơ đồ tổng thẻ kết nghiên cứu khoa học, người thiết kế tiến hành xác định yêu cầu toán thiết kế hình thành toán kỹ thuật Bài toán kỹ thuật thường đặt dạng yêu cầu toán thiết kế Tại bao gồm yếu tố đầu vào kết cần đạt Giai đoạn người thiết kế phải trả lời câu hỏi “làm gì?”  Bước 2: Xác định toán kỹ thuật Trước giải toán kỹ thuật người thiết kế xác định mục đích, yêu cầu, đặc tính thiết kế Đánh giá số liệu ban đầu Nghiên cứu tài liệu KHKT liên quan đến toán nhằm rút kết luận cần thiết để giải toán Ở giai đoạn người thiết kế trả lời câu hỏi “làm để đạt mục đích gì?”  Bước 3: Hình thành ý tưởng, ý niệm cho giải pháp thiết kế Trên sở mục đích thiết kế tài liệu gốc ban đầu, người thiết kế tìm kiếm ý tưởng, ý niệm ban đầu để hình thành lời giải ban đầu Phương án thiết kế phải mang tính mẻ, có ích, có hiệu đơn giản Ở bước người thiết kế phải trả lời cho câu hỏi “Cái thiết kế để đạt mục đích cho trước phải làm nào?”  Bước 4: Phân tích kỹ thuật Bước nhằm tính toán, tiếp nhận liệu, số liệu để so sánh ưu nhược điểm lời giải, ý tưởng, tính khả thi… thông qua trình khái niệm hóa hình tượng, tối ưu hóa hình tượng, hệ thống hóa theo tiêu chuẩn  Bước 5: Tìm kiếm đưa kết Tại đây, giải pháp tính toán, phân tích, so sánh với yêu cầu, mục đích toán Việc tìm kiếm đưa kết cho phép lời giải trở lên tường minh so sánh  Bước 6: Lựa chọn phương án giải Các phương án lựa chọn, so sánh với Nếu không tốt, người thiết kế phải thay đổi, cải thiện thông số, đặc tính phương án, lời giải thời điểm chúng trở nên thỏa mãn yêu cầu, mục đích thiết kế Quá trình thực theo chu kì khác Sau chu kì, lời giải toán trở nên tốt tiến dần tới lời giải tối ưu Số lượng phương án lựa chọn nhiều tùy thuộc vào quỹ thời gian khả tài chính, lực một nhóm người thiết kế, số lượng phương án nhiều cho phép tạo điều kiện tốt để tìm lời giải tốt đồng nghĩa với khối lượng tính toán lớn  Các vòng lặp trình tìm kiếm lời giải cho toán thiết kế có dạng xoáy trôn ốc, nghĩa lời giải sau tốt lời giải trước dần tiệm cận tới lời giải tối ưu cho toán kỹ thuật  Vòng lặp lời giải vòng lặp thô qua trọng làm tiền đề cho lời giải sau Các lời giải sau dựa ưu điểm lời giải trước có để xây dựng nên lời giải tốt Như vòng lặp bước tiến hành giống kết khác  Các vòng lặp vừa mang tính chủ quan mang tính khách quan  Bước 7: Trình bày lời giải Sau lựa chọn phương án giải quyết, người thiết kế phải trình bày lời giải dạng thiết kế tài liệu kinh tế kỹ thuật  Bước 8: Giám định, thông qua phương án thiết kế Sau trình bày lời giải, một nhóm người thiết kế phải đưa lời giải trình bày trước hội đồng giám định thiết kế Trong trình này, phương án thiết kế đưa xem xét nhiều góc độ khác nhau, thỏa mãn yêu cầu hội đồng giám định, phương án đưa vào sử dụng, ngược lại phải thay đổi lại thiết kế trở lại vòng lặp  Bước 9: Đưa thiết kế vào sử dụng Đưa thiết kế vào sử dụng quá trình chuyển giao lời giải kỹ thuật dạng thiết kế, tài liệu kinh tế kỹ thuật cho đơn vị thực (công ty, nhà máy, xưởng chế tạo…) để đưa toàn thông tin lời giải trình bày giấy thực tế Câu 2: Phương pháp hệ thống dùng thiết kế CTN  Là phương pháp phân tích khoa học thuyết vật biện chứng, học thuyết vật biện chứng cho giới tự nhiên thể thống liên kết với vật thể, tượng chịu chi phối lẫn nhau, qua lại với  Hệ thống tập hợp thành phần cấu tạo có quan hệ biện chứng, tác động qua lại lẫn Mỗi cách thức liên kết phần tử hệ thống tạo nên hệ thống Tính chất hệ thống khác với tổng tính chất thành phần  Hệ thống nằm môi trường, chịu tác động môi trường tác động qua lại với môi trường (mối quan hệ biện chứng) Khi môi trường tác động lên hệ thống theo cách khác biểu hệ thống khác Để mô tả hệ thống người ta sử dụng mô hình để thay cho hệ thống Mô hình phải lựa chọn đủ phức tạp để mô tả hệ thống, phải đủ đơn giản để giải vấn đề hệ thống Mô hình hình ảnh hệ thống, mô hình hệ thống thực tế  Phân tích hệ thống vừa nghệ thuật, vừa khoa học nhằm xác định làm làm để xử lý số liệu đạt kết Phương pháp phân tích hệ thống cho phép xem xét tổ hợp yếu tố hệ thống mối quan hệ tác động tương hỗ lẫn  Trước xây dựng công trình, người thiết kế phải xem xét công trình hệ thống đặt mối quan hệ với môi trường xung quanh Do thiết kế người thiết kế phải ý đến yếu tố có khả tác động tới công trình để từ xây dựng thiết kế mang tính khả thi Câu 3: Các giai đoạn trình thiết kế kỹ thuật Quá trình thành lập thiết kế việc xây dựng sơ đồ thiết kế tổng thể để giải toán Sau người thiết kế phát triển dần, hoàn thiện dần, làm xác dần chi tiết có sơ đồ thiết kế tổng thể Tại thời điểm ban đầu thiết kế người thiết kế có tổng thể công việc từ số liệu ban đầu Người thiết kế bắt đầu trình thiết kế từ việc xây dựng sơ đồ bố trí chi tiết, sau đưa đến sơ đồ thiết kế tổng thể toán kỹ thuật, trình thiết kế bao gồm nhiều bước sau:  Bước 1: Thiết lập mối quan hệ hạng mục công trình thiết kế với sơ đồ quy hoạch phát triển tổng thể ngành chuẩn bị tài liệu thiết kế  Bước 2: Nghiên cứu tài liệu thiết kế, báo cáo tiền khả thi để lập mặt tổng thể Chuẩn bị số liệu để lựa chọn mặt xây dựng Xây dựng ý niệm, ý tưởng, ý định kỹ thuật cho lời giải bào toán thiết kế dạng sơ đồ xây dựng, sơ đồ giải pháp kỹ thuật  Bước 3: Lựa chọn mặt xd, tiến hành ký kết hợp đồng cần thiết với đơn vị liên quan, chuẩn bị nhiêm vụ cho đơn vị chủ quản xây dựng lập dự toán thiết kế, phân chia kinh phí thiết kế cho phần việc cấu thành thiết kế, phòng thiết kế, đơn vị thiết kế…  Bước 4: Phân chia yêu cầu thiết kế, nhiệm vụ thiết kế cụ thể thuộc công trình xd cho phòng thiết kế đơn vị liên quan Trong bước thiết kế có đơn vị thiết kế sử dụng rộng rãi pp thiết kế  Bước 5: Tổ chức, xem xét phần nội dung thiết kế phòng, ban, đơn vị thiết kế Bàn bạn thông qua phần toàn thiết kế  Bước 6: Chuyển giao thiết kế cho bên đặt hàng Câu 4: Các tài liệu gốc cho việc giải toán kỹ thuật  Sơ đồ quy hoạch phát triển tổng thể cho ngành Kinh tế - Công nghiệp  Báo cáo dự án đầu tư (báo cáo dự án tiền khả thi)  Dự án đầu tư (báo cáo khả thi) làm sở cho thiết kế xây dựng công trình thông qua  Các tài liệu KHKT liên quan tới công tác thiết kế  Các tài liệu lựa chọn mặt xây dựng, tháo khô mặt bằng, mạng lưới giao thông, thông tin liên lạc Tư vấn khảo sát gồm:  Khảo sát trắc địa kỹ thuật: đo vẽ địa hình, mặt bằng, đồ…định vị mặt bằng, công trình  Khảo sát địa chất: Cấu tạo địa chất, cấu trúc, tính chất, môi trường nước, đk đcct đctv  Khảo sát khí tượng thủy văn: đk thủy văn, khí hậu đại dương  Khảo sát nguồn vật tư, vật liệu chỗ: nước mặt, vật liệu, yêu cầu vệ sinh công nghiệp Câu 5: Phương pháp tìm kiếm giải pháp thiết kế cho toán kỹ thuật Sau phân tích toán kỹ thuật người thiết kế tiến hành tìm kiếm giải pháp cho toán thiết kế Quá trình tìm kiếm giải pháp thiết kế thể sơ đồ sau: Tại không gian mô tả tập hợp lời giải cho toán kỹ thuật Mỗi lời giải mô tả điểm, độ lớn điểm thể mức độ quý báu giải pháp Các điểm gần gần giống chất ngược lại Tại đây: Vùng 1: Năng lực giải (năng lực chủ quan) giải pháp thiết kế Giới hạn vùng thể lực giải lời giải người thiết kế Vùng 2: Điều kiện biên giả tạo Người thiết kế vô tình bỏ qua nhiều giải pháp tốt cách thiếu sở Khi tìm kiếm giải pháp, người thiết kế không sử dụng tối đa lực mình, giới hạn tìm kiếm khu vực Vùng 3: Điều kiện biên lời giải Quá trình tìm kiếm ý tưởng giải pháp (điểm A) Từ người thiết kế sử dụng thuật toán “bước chân” (theo GS Võ Trọng Hùng) để giải toán cách xuất phát điểm từ giải pháp A ta tịnh tiến tới giải pháp B đó, giải pháp B tốt giải pháp A ta tiếp tục tìm kiếm giải pháp khác từ B Nếu giải pháp B không tốt, ta tiến hành quay góc alpha để tiến tới giải pháp C Công việc tìm kiếm giải pháp tiếp tục đến kết thúc trình tìm kiếm tới giải pháp M Trong trình tìm kiếm, người thiết kế tìm kiếm giải pháp thiết kế vung giao thoa vùng Và giải pháp cuối (giải pháp tốt nhất) ta tìm mang tính tạm thời Do để tăng xác suất tìm giải pháp tốt người thiết kế phải mở mang vùng 3, thu hẹp vùng Câu 6: Sử dụng tính sáng tao vấn đề thắng sức ì tâm lý giải toán kỹ thuật  Sử dụng tính sáng tạo giải toán kỹ thuật Sáng tạo hay tính sáng tạo hoạt động mang lại sảm phẩm Lần đầu tiên, mang tính độc đáo, có ý nghĩa kinh tế xã hội to lớn Cơ sở tính sáng tạo sáng tạo sáng kiến mới, ý niệm chưa có tảng khứ Trong trình suy nghĩ ý tưởng sáng tạo, người ta sử dụng phương pháp phân tích kết hợp • Phương pháp phân tích: Là trình phân chia vật thể, nhấn mạnh đặc tính, đặc điểm đặc trưng chúng để tưởng tượng vật thể cách • tốt hơn, rõ hơn, sáng tạo Phương pháp kết hợp: Là trình tưởng tượng kết hợp đặc tính, mặt đặc trưng, tính chất vật thể, nhiều vật thể vào cụ thể mang tính độc thể Quá trình sáng tạo gồm giai đoạn: • Giai đoạn chuẩn bị: giai đoạn người thiết kế tích lũy, hoàn thiện lực sáng tạo, hình thành ý niệm kỹ thuật • Giai đoạn tập trung sức lực, khả lao động, kiên trì, tập trung giải pháp • Giai đoạn tạm nghỉ: người thiết kế tạm thời dừng lao động trí óc • Giai đoạn bừng tỉnh khoa học: giai đoạn người thiết kế tìm giải pháp • Giai đoạn đưa công việc đến kết cuối: Tổng hợp, đánh giá đưa kết quả, lặp lặp lại theo chu kỳ cho phần hay toàn trình  Vấn đề thắng sức ì tâm lý Sức ì tâm lý thuộc tính người hướng hình tượng, quay trở quen biết, cũ có sẵn tư tiến hành giải toán Sức ì tâm lý cố gắng người thiết kế theo đường, phương pháp, cách thức sử dụng trước Tuy nhiên không phủ nhận giá trị tốt khứ Nhưng để có giải pháp sáng tạo phải thắng sức ì tâm lý giai đoạn trình thiết kế VD: Nhân biểu đồ Veresaghin: thay tính toán tích phân phức tạp truyền thống SV Veresaghin sáng tạo phương pháp nhân biểu đồ nội lực mà chất pp tính tích phân Câu 7: Phương pháp sáng tạo tập thể phương pháp đảo ngược việc tìm kiếm giải pháp  Phương pháp sáng tạo tập thể (pp tập kích não) Bản chất: Một nhóm chuyên gia tập hợp lại để giải vấn đề Trưởng nhóm đặt vấn đề yêu cầu giải toán sau bắt đầu chuẩn bị tự trao trao đổi ý kiến, đề xuất phương pháp giải toán dựa Trong trình trao đổi nhà khoa học phải đảm tuân thủ yêu cầu sau: • Tuyệt đối không phê phán, trích, đánh giá ý kiến thành viên nhóm • Cố gằng đề xuất số lượng lớn ý niệm, ý tưởng khoa học để giải toán, ý kiến tảng cho nhiều ý tưởng khác • Cần đảm bảo tự tuyệt đối cho nhà khoa học trình trình bày, thể ý có hay sai, có sử dụng thực tế hay không Họ lo nghĩ việc đề xuất hay sai, có sử dụng thực tế hay • không Sau số phương pháp ý tưởng đề xuất trình tập kích não dừng lại, ý tưởng nhà khoa học vừa đề xuất chuyển giao cho chuyên gia chuyên sâu để lựa chọn số nhỏ giải pháp mang tính khả thi để đưa vào nghiên cứu sử dụng  Phương pháp đảo ngược: Bản chất đảo ngược lại trình tự giải toán phần toàn phần trình tự giải toán Như tất trình khâu bị đảo ngược VD: Trong phương pháp nổ mìn tạo biên, thứ tự nhóm nổ nhóm rạch phá, nhóm phá đên nhóm biên Như khối đá chịu tác động sóng nổ lần Nhưng đảo ngược trình nổ nhóm biên ta thấy nổ nhóm biên trước tạo hệ thống khe nứt giúp làm giảm ảnh hưởng sóng nổ vùng phá đột phá tới khối đá Như đợt nổ sau mức độ ảnh hưởng sóng nổ tới khối đá giảm đi, ổn định khối đá tăng lên Câu 8: Các giai đoạn phân tích kỹ thuật Phân tích kỹ thuật toàn ngược toán tìm kiếm, toán người thiết kế chia nhỏ, phân tích tất đặc điểm, đặc tính, ưu điểm, nhược điểm toán có Sau lựa chọn lời giải tốt Các giai đoạn phân tích kỹ thuật gồm: • Giai đoạn 1: Xác định toán kỹ thuật cho giải pháp pđã có so sánh giải pháp có so sánh đại lượng đo tính toán • Giai đoạn 2: Mô hình hóa toán kỹ thuật Bài toán thiết kế xem xét cách cho phù hợp với nhiều ý định, ý tưởng, dễ dàng thay đổi đầu vào, dễ dàng nhận kết đầu ra, dễ dàng so sánh, đánh giá • Giai đoạn 3: Mô hình thay Thay đổi điều kiện toán, đánh giá so sánh kết đầu nhằm • tìm kiếm kết tốt Giai đoạn 4: Tính toán Để xác định tính khả thi giải pháp đề xuất, người thiết kế tiến hành tính toán công cụ khác • Giai đoạn 5: Đánh giá kỹ thuật Các kết đánh giá kỹ thuật giải pháp xem xét lại, đánh giá lại để lựa chọn lời giải tốt đưa thay đổi cần thiết Câu 9: Mô hình sử dụng thiết kế kỹ thuật • • Mô hình hình ảnh hệ thống giản lược nhiều Mô hình toán thiết kế kỹ thuật phải lựa chọn cho đủ đơn giản để giải phải đủ phức tạp để thể hệ • thống Mô hình phải đại diện cho thực tế, thực tế Mô hình đại diện cho yếu tố quan trọng thực tế • Các loại mô hình o Mô hình trực quan: mô hình 2d, 3d, 4d o Mô hình vật liệu tương đương o Mô hình lý thuyết: toán-cơ, hóa – lý, hộp đen o Mô hình số, mô hình giải tích… Câu 10: Phương pháp so sánh vấn đề tối ưu hoá thiết kế công trình ngầm • Bản chất: Giải pháp thiết kế lựa chọn cách so sánh ưu điểm, nhược điểm giải pháp khả thi tìm ra, lập để tìm giải • pháp tốt Điều kiện sử dụng: Phải có sẵn phương án, giải pháp đưa kèm theo tính chất quý báu, hữu ích giải pháp ưu nhược điểm giải pháp • Ưu điểm: Có thể xem xét số lượng lớn yếu tố ảnh hưởng rút lời giải cho toán • Nhược điểm: Khối lượng tính toán lớn, khó lựa chọn phương án tốt ưu phương án có ưu nhược điểm định Câu 11: Phương pháp đồ thị vấn đề tối ưu hoá thiết kế công trình ngầm • Đồ thị thể cho hàm mục tiêu cần tối ưu hóa Mỗi giá trị đồ thị tương ứng với giá trị biến số lời giải toán • Có dạng đồ thị: Đồ thị giải tích đồ thị thực nghiệm • Ưu điểm: o Khả sử dụng phương pháp thiết kế lớn, tăng khả lập luận thuyết phục cho tiêu cần tối ưu o Có khả dễ nhận sai lầm lời giải o Có khả dễ nhận giá trị yếu tố ảnh hưởng (mức độ ảnh o hưởng) Có khả thể nhiều mối quan hệ phức tạp thông số toán cần tối ưu o Phương pháp giải đơn giản • Nhược điểm: o Khối lượng tính toán lớn o Chỉ sử dụng cho hàm biến o Không thể xác định giá trị chuẩn xác cho giá trị hàm số thực nghiệm cho giá trị biến giá trị thực nghiệm (nội suy) Câu 12: Công tác mở hầm xây dựng công trình ngầm Mở hầm công tác tạo khoảng không gian lộ thiên, không gian ngầm để bắt đầu xây dựng công trình ngầm bao gồm công việc chính: Tạo nên mặt xây dựng lộ thiên Chuẩn bị tạo nên gương thi công hoàn thiện ctn Lắp ráp tổ hợp thiết bị thi công ctn  Sơ đồ 1: Mở hầm từ cửa hầm Áp dụng cho đường hầm ngắn  Sơ đồ 2: Mở hầm đường hầm ngang xây dựng từ khoảng • • • toàn tuyến hầm Áp dụng cho hầm mở cửa hầm sơ đồ (cửa hầm không đủ điều kiện để xây dựng mặt vực, khe núi…) Tốc độ đào hầm nhanh sơ đồ số lượng gương thi công lớn  Sơ đồ 3: Mở hầm cách kết hợp sơ đồ Áp dụng cho hầm dài, tốc độ đào hầm nhanh sơ đồ ... dự toán thiết kế, phân chia kinh phí thiết kế cho phần việc cấu thành thiết kế, phòng thiết kế, đơn vị thiết kế  Bước 4: Phân chia yêu cầu thiết kế, nhiệm vụ thiết kế cụ thể thuộc công trình. .. Do thiết kế người thiết kế phải ý đến yếu tố có khả tác động tới công trình để từ xây dựng thiết kế mang tính khả thi Câu 3: Các giai đoạn trình thiết kế kỹ thuật Quá trình thành lập thiết kế. .. xd cho phòng thiết kế đơn vị liên quan Trong bước thiết kế có đơn vị thiết kế sử dụng rộng rãi pp thiết kế  Bước 5: Tổ chức, xem xét phần nội dung thiết kế phòng, ban, đơn vị thiết kế Bàn bạn