Ảnh huởng của quá trình xây dựng đuờng hầm dùng công nghệ cân bằng áp lực đất đến biến dạng đất nền áp dụng cho khu vực Tp. HCM.

II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1. Tổng quan các nghiên cứu về ảnh huởng của thi công hầm bằng phuơng pháp khiên đào (tập trung cho pp. phần tử hữu hạn). 2. Tổng quan nghiên cứu lý thuyết tính toán ảnh huởng của thi công hầm bằng phuơng pháp khiên đào đến biến dạng nền đất. 3. Phân tích ảnh huởng của thi công hầm bằng phuơng pháp khiên đào đến biến dạng nền đất.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÙI THÀNH PHƯỚC ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG HẦM DÙNG CÔNG NGHỆ CÂN BẰNG ÁP LỰC ĐẤT ĐẾN BIẾN DẠNG ĐẤT NỀN - ÁP DỤNG CHO KHU VỰC TP HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Cơng trình giao thơng Mã ngành: 60 58 02 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG HẦM DÙNG CÔNG NGHỆ CÂN BẰNG ÁP LỰC ĐẤT ĐẾN BIẾN DẠNG ĐẤT NỀN - ÁP DỤNG CHO KHU VỰC TP HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Cơng trình giao thơng Mã ngành: 60 58 02 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ •• HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ BÁ KHÁNH Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS LÊ BÁ KHÁNH Cán chấm nhận xét 1: GS TSKH NGUYỄN VĂN THO Cán chấm nhận xét 2: TS HUỲNH NGỌC THI Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 12 tháng 01 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch hội đồng: TS NGUYỄN MẠNH TUẤN Thư ký hội đồng: TS LÊ VĂN PHỦC CB Phản biện 1: GS.TSKH NGUYỄN VĂN THO CB Phản biện 2: TS HUỲNH NGỌC THI Uỷ viên hội đồng: TS LÊ ANH THẮNG Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐÒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG TS NGUYỄN MẠNH TUẤN TS LÊ TUẤN ANH ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: BÙI THÀNH PHƯỚC MSHV: 1670111 Ngày, tháng, năm sinh: 18/08/1993 Nơi sinh: BÌNH ĐỊNH Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng Cơng trình giao thông Mã số : 60 58 02 05 I TÊN ĐỀ TÀI: Ảnh huởng trình xây dựng đuờng hầm dùng công nghệ cân áp lực đất đến biến dạng đất nền- áp dụng cho khu vực Tp HCM II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tổng quan nghiên cứu ảnh huởng thi công hầm phuơng pháp khiên đào (tập trung cho pp phần tử hữu hạn) Tổng quan nghiên cứu lý thuyết tính tốn ảnh huởng thi cơng hầm phuơng pháp khiên đào đến biến dạng đất Phân tích ảnh huởng thi cơng hầm phuơng pháp khiên đào đến biến dạng đất III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 13/08/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/12/2019 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS LÊ BÁ KHÁNH Tp HCM, ngày 12 tháng 02 năm 2019 CÁN BỘ HƯỞNG DẪN (Họ tên chữ ký) TS.LÊ BÁ KHÁNH CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TS NGUYỄN MẠNH TUẤN TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên chữ ký) TS LÊ TUẤN ANH -1 - LỜI CẢM ƠN Đe hoàn thành Luận văn này, xin trân trọng cảm on Thầy TS Lê Bá Khánh giúp đỡ, tận tình hướng dẫn cung cấp thông tin cần thiết để tơi hồn thành luận văn thạc sĩ kỹ thuật, chun ngành Xây dựng cơng trình giao thơng Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo Bộ môn cầu đường Khoa Sau Đại học trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, bạn lớp cao học Xây dựng công trĩnh giao thông K2016, đồng nghiệp giúp suốt thời gian học tập hoàn thiện luận văn Xin gửi lời cám ơn đến công ty Pontech JSC nơi làm việc, tạo điều kiện cho theo học chương trình thạc sĩ hồn thành luận án Xin cảm ơn người gia đĩnh hỗ trợ đồng hành bước Vĩ thời gian thực luận văn có hạn nên học viên khó tránh khỏi hạn chế thiếu sót Tơi mong giúp đỡ đóng góp q Thầy giáo, bạn bè đồng nghiệp để vấn đề phân tích báo cáo đề tài hồn thiện Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Học viên Bùi Thảnh Phước HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -11 - TÓM TẮT LUẬN VĂN ĐỀ TÀI: “ẢNH HƯỞNG CỦA QUẢ TRÌNH XÂY DỤNG ĐƯỜNG HẦM DÙNG CƠNG NGHỆ CÂN BẰNG ÁP LỰC ĐẤT ĐÉN BIẾN DẠNG ĐẤT NỀNÁP DỤNG CHO KHU VỰC TP HCM ” MỞ ĐẦU Xác định mục tiêu nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu, phuơng pháp nghiên cứu luận văn, nên đuợc ý nghĩa khoa học tính thực tiễn luận văn CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ KHIÊN ĐÀO TRONG NỀN ĐẤT YẾU Giới thiệu khiên đào đất yếu Những phá hoại xảy dự án thực tế CHƯƠNG 2: BIẾN DẠNG NỀN ĐẤT KHI ĐÀO HẰM BẰNG KHIÊN ĐÀO Giới thiệu lý thuyết tính tốn hầm đào TBM Sơ phuơng pháp dự đốn q trình biến dạng đất điều kiện khơng có cơng trình lân cận Giới thiệu phuơng pháp FEM mơ q trình thi cơng đuờng hầm khiên đào cân áp lực đất Lý thuyết ổn định guơng đào CHƯƠNG 3:PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG Q TRÌNH THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM ĐẾN BIẾN DẠNG ĐẤT NỀN VÀ CÔNG TRÌNH LÂN CẬN Phân tích ảnh huởng q trình đào hầm theo công nghệ TBM-EPB phần mềm PLAXIS 2D 3D đoạn ngầm tuyến Đuờng sắt đô thị số Bến Thành - Suối Tiên (TP HCM) (đoạn ga Ba Son - Nhà hát thành phố) HV: Bùi Thành Phuớc MSHV: 1670111 - Ill LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu luận án trung thục có nguồn gốc rõ ràng Các kết luận án chua đuợc cơng bố cơng trình khoa học Tác giả hồn tồn chịu trách nhiệm tính xác thục nguyên luận án Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Học viên Bùi Thành Phuớc HV: Bùi Thành Phuớc MSHV: 1670111 - iv - MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU CHUƠNG 1: TÔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ KHIÊN ĐÀO TRONG NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Giới thiệu công nghệ khiên đào đất yếu 1.1.1 Công nghệ khiên cân áp lực đất TBM-EPB 1.1.2 Công nghệ khiên dung dịch bùn TBM-SPB 1.2 Lựa chọn công nghệ khiên đào đất yếu 1.3 Sự cố áp dụng công nghệ khiên đào đất yếu 1.3.1 Một số cố 1.3.2 Tóm tắt nguyên nhân cố 1.4 Nhận xét chuơng CHUÔNG 2: BIẾN DẠNG NỀN ĐẤT KHI ĐÀO HẦM BẰNG KHIÊN ĐÀO 11 2.1 Phân tích hiệu ứng guơng đào 11 2.1.1 Phuơng pháp thông thuờng 11 2.1.2 Phuơng pháp nêm truợt 12 2.2 Biến dạng đất áp dụng công nghệ khiên đào 15 2.2.1 Các yếu tố gây tuợng biến dạng đất 15 2.2.2 Dụ đoán biến dạng phuơng pháp thục nghiệm 16 2.2.2.1 Đặt vấn đề 16 2.2.2.2 Biến dạng mặt đất theo phuơng ngang 17 HV: Bùi2.2.2.3 Thành Phuớc MSHV: 1670111 Biến dạng mặt đất theo phuơng dọc (huớng thi công) 19 - V - 2.2.2.4 Biến dạng bên mặt đất theo phương ngang 20 2.2.2.5 Phương trình biến dạng đất dựa thông số độ hở 21 2.2.3 Một số hướng nghiên cứu nước 24 2.2.3.1 Một số nghiên cứu nước 24 2.2.3.2 Một số nghiên cứu Việt Nam 29 2.2.4 ứng dụng pp PTHH phân tích công nghệ khiên đào 29 2.2.4.1 Phần mềm Plaxis ngun lý tính tốn 30 2.2.4.2 Hệ số an toàn 31 2.2.4.3 Mô trình đào hầm theo cơng nghệ khiên đào 32 2.3 Nhận xét chương 37 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG Q TRÌNH THI CƠNG ĐƯỜNG HẦM ĐẾN BIẾN DẠNG ĐẤT NỀN VÀ CƠNG TRÌNH LÂN CẬN 38 3.1 Số liệu tuyến Metro số 1, từ ga Ba Son đến Nhà Hát Lớn 38 3.1.1 Trắc dọc bình đồ 38 3.1.2 Kích thước mặt cắt ngang hầm 38 3.1.3 Thông số đất dự án 39 3.1.4 Vật liệu hầm TBM, tòa nhà cọc 41 3.1.5 Vị trí tiến hành phân tích 41 3.2 Phân tích biến dạng đất đoạn thi cơng ngầm tuyến Metro số 44 3.2.1 Xác định áp lực đào 44 3.2.1.1 Đặt vấn đề 44 3.2.1.2 Xây mơPhước hình HV: Bùidựng Thành MSHV: 167011145 3.2.1.3 Trường hợp tải thi cơng mặt đất 46 - vi - 3.2.2.1 Đặt vấn đề 52 3.2.2.2 Xây dựng mơ hình 52 3.2.2.3 Kết phân tích 60 3.2.2.4 Kết luận 64 3.2.3 Ảnh huởng thi công hầm đến ứng suất - biến dạng đất xung quanh 65 3.2.3.1 Đặt vấn đề 65 3.2.3.2 Xây dựng mơ hình 65 3.2.3.3 Ảnh huởng thi công hầm đến ứng suất - biến dạng đất xung quanh 67 3.2.3.4 Ảnh huởng hệ số giải phóng ứng suất đến chuyển vị đất nội lực hầm 71 3.2.3.5 Kết luận 74 3.2.4 Ảnh huởng độ cứng tuơng đuơng tòa nhà đến biến dạng đất 75 3.2.4.1 Đặt vấn đề 75 3.2.4.2 Xây dựng mô hĩnh 76 3.2.4.3 Kết phân tích 77 3.2.4.4 Nhận xét 82 3.2.5 Phân tích sụ tuơng tác hệ đuờng hầm - móng sâu - đất 83 3.2.5.1 Đặt vấn đề 83 3.2.5.2 Xây dụng mơ hình 83 3.2.5.3 Kết phân tích 86 3.2.5.4 Nhận xét 91 3.3 Nhận xét chuơng 94 HV: Bùi Thành Phuớc MSHV: 1670111 -62- Bảng 3-12 Tổ hợp kết theo phương pháp phân tích (mơ hình 2D) Phuơng pháp Tuyến hầm MC A-A MCC-C MCE-E Chỉ số Ả, (Phuơng pháp CCM) EBT 0.230 0.310 0.265 WBT 0253 0.311 0.311 Chỉ số co ngắn (%) (Phuơng pháp co ngắn vỏ hầm) EBT 1.55 2.50 9.00 WBT 7.50 5.00 9.50 Vioss(%) (Phuơng pháp co ngắn vỏ hầm) Vlo»(%) (Phuơng pháp CCM) EBT WBT 3.4 4.9 7.2 6.0 13.1 11.0 EBT WBT 3.3 5.3 7.1 5.6 12.3 10.2 Kết phân tích theo mơ hình 3D C-C Total displacements Utot Extreme Utot 49.48K10 -3 m Total displacements Utot Extreme Utot 195.0810 '3 m (a) (b) Hình 3-31 Lưới biến dạng lún mặt đất (a) Thi công đốt hầm thứ tuyến đuờng hầm bên duới-EBT; (b) Thi công đốt hầm thứ tuyến đuờng hầm bên trên-WBT So sánh kết trích xuất từ mơ hình 2D-3D số liệu quan trắc truờng, biểu đồ minh họa đuợc thể nhu bên duới HV: Bùi Thành Phuớc MSHV: 1670111 -63- -60 KHOẢNG CÁCH NGANG (M) -20 20 -40 40 |-2 !-) o -4 -6 ■ 1/26/2018 -X-3D, Contraction =2.8 2D, Contraction =2.5 Hình 3-32 Ket phân tích FEM thực nghiệm thi công đường hầm sổ 1-EBT, mặt cat C-C -60 -40 KHOÁNG CÁCH NGANG (M) -20 20 40 -24 3D, Contraction =5 & 6/29/2018 2D, Contraction =5 Hình 3-33 Ket phân tích FEMvà thực nghiệm thi công đường ham so 2-WBT, mặt cat C-C HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -643.2.2.4 Kết luận Dựa phân tích, số kết làm rõ sau: Nhìn chung giá trị X , nằm khoảng từ 0.23 đến 0.311, giá trị co ngắn (contraction) có gia tăng lớn Tuy nhiên phân tích bước thi cơng hầm sử dụng co ngắn (phương pháp contraction) tối ưu hóa bước thi công thời gian mô phỏng, số phân tích cụ thể học viên cân nhắc sử dụng số co ngắn tối đa 1.55% A-A để phân tích Tại mặt cắt ngang, dọc theo tuyến, số liệu thu thập có giá trị lớn gần đạt đến ngưỡng phá hủy Tại C-C giá trị thực tế ghi nhận mơ hĩnh FEM sử dụng hệ số giải phóng ứng suất Ả,=0.311, Ảmax = 0.3376 (giá trị đạt ngưỡng phá hoại) Dựa theo Hình 3-7, vùng hạt đất làm việc giai đoạn đàn-dẻo, ứng với Ả,=0.311, đất phía đường hầm chưa làm việc giai đoạn đàn-dẻo nhiên hầu hết đất kể từ mép biên phía trục hầm ứng xử giai đoạn Việc thi cơng với điều kiện đòi hỏi trình vận hành quản lý phải thực nghiêm ngặt, điều kiện bất kĩ sai sót vùng địa chất có biến động, gây phá hoại Ket phân tích FEM 2D 3D, có giá trị co ngắn tương đương nhau, đồng thời hĩnh dạng máng lún khớp với số liệu quan trắc trường Điều chứng tỏ mô hĩnh biến dạng phang xây dựng có độ tin cậy cao phân tích Tuy nhiên ghi nhận dựa theo phương pháp co ngắn, giá trị khơng có tương đồng dọc theo lý trĩnh, phương pháp khác phương pháp tính tốn hội tụ CCM sử dụng hệ số giải phóng ứng suất X , dựa theo phần trăm đất Vloss(%) để đánh giá hợp lý Việc xây dựng mơ hình biến dạng phang 2D nhanh xử lý số liệu thời gian phân tích Một số hạn chế mô hĩnh 2D Plaxis V8 khai báo diện vữa phun áp lực theo phương z (hướng thi công trục hầm) hạn chế HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -65- 3.2.3 Ảnh hưởng thi công hầm đến ứng suất - biến dạng đất xung quanh 3.2.3.1 Đặt vấn đề Mục tiêu phần nhằm xác định thay đổi ứng suất đất xung quanh thi công tuyến hầm thứ hai tác động lên đường hầm thứ Ket thu được, xem xét yếu tố riêng đảm bảo xây dựng mơ hình tính tốn xác thực 3.2.3.2 Xây dựng mơ hình Theo báo cáo kỹ thuật thiết kế tuyến đường ham metro số 1, tải trọng tòa nhà tính 15 kPa X số tầng tòa nhà X chiều rộng tòa nhà / tổng chiều rộng móng Việc lún nhóm cọc nằm lớp cát sâu ước tính khái niệm móng bè tương đương Trong trường hợp này, nhóm cọc có chiều dài Db quy đổi móng bè tương đương nằm độ sâu 2Db/3 Vĩ móng cọc nằm hoàn toàn vùng cát nên tải trọng lan tỏa với tỉ lệ 1:4 giả định từ đường mép biên đáy đài Q Building Load Hình 3-34 Mơ 2D pỉaxis tải trọng tòa nhà liền kề C-C, [4], Việc dựa dự án thực tế, học viên tiến hành mô mặt cắt B-B, C- c tương ứng với lý trĩnh 0+840 0+980 Do vậy, kết khơng có đánh giá tống chung phần này, nhiên kết lại có tính thực tế cao ứng với điều kiện điạ chất thành phố Hồ Chí Minh HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -66- (a) (b) Hình 3-35 Mơ hình 2D sơ bộ: (a) mặt cat B-B; (b) mặt cat C-C Theo tiến trình thi cơng thực tế dự án hầm TBM dự án Metro số 1, việc thi công tuyến đường hầm phía Đơng-EBT thi cơng trước Sau đó, đường hầm phía tây-WBT thi cơng Cơng tác thi cơng tuyến thứ 2, ảnh hưởng đến trạng thái ứng suất đất xung quanh tuyến Phía Đơng Đe đánh giá thay đổi trạng thái ứng suất, phần mềm Plaxis 2D V8.2 áp dụng Các bước thi công thực đây: + Pha 1: Trạng thái ứng suất ban đầu + Pha 2: Đào đường hầm với hệ số giải phóng ứng suất X + Pha 3: Lắp đặt vỏ hầm EBT (đường hầm bên dưới) với hệ số giải phóng ứng suất 100% + Pha 4: Đào tuyến đường hầm bên WBT với hệ số giải phóng ứng suất X + Pha 5: Lắp đặt vỏ ham WBT (với hệ số giải phóng ứng suất 100%) HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -67- 3.2.3.3 Ảnh hưởng thi công hầm đến ứng suất - biến dạng đất xung quanh Ket biến dạng đất bề mặt ứng suất với hệ số giải phóng ứng suất áp dụng Ả, =30% (theo Mollon, 2003), thể bảng đây: Bảng 3-13 Chuyển vị đất ứng suất chinh, mặt cat Ưng suât Pha thi công B-B Chuyên vị Pha 1: Trạng thái ứng suất ban đầu Pha 2: Đào đường hầm với hệ số giải phóng ứng suất 30% ĐírBiM effective (HTfwiKi Itmỉ 745,10 WAn ĩ Pha 3: Lắp đặt vỏ hầm EBT (đường hầm bên dưới) với hệ số giải phóng ứng suất 100% HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -68- Pha 4: Đào tuyến đường hầm bên WBT với hệ số giải phóng ứng suất 30% Pha 5: Lắp đặt vỏ hầm WBT (với hệ số giải phóng ứng suất 100%) £ r«ol (Utuo Bảng 3-14 Tổng hợp kết ứng suất mặt cẳtB-B, xung quanh hầm EBT (tuyến phía đơng) Lớn Nhỏ Pha thi công (KN/m2) (KN/m2) Pha 4: Đào tuyến đường hầm bên -53.10 -106.56 -43.87 -96.67 - 9.28 WBT với hệ số giải phóng ứng suất 30% Pha 5: Lắp đặt vỏ hầm WBT (với hệ số giải phóng ứng suất 100%) Chênh lệch (%) HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -69- ứng suất hữu hiệu (Kpa) 100 KPa KPa —°—30% giải phóng ứng suât —õ—Lăp vỏ hâm WBT Àơ Hình 3-36 ửng suất quanh hầm EBT, thi công hầm WBT, mặt cẳtB-B Bảng 3-15 Tổng hợp kết ứng suất C-C, hầm EBT (tuyến phía đơng), hệ số giải phóng ứng suất 30% Lớn ( Nhỏ Pha thi công kPa) (kPa) Pha 4: Đào tuyến đường hầm bên WBT -8.77 -70.27 với hệ số giải phóng ứng suất 30% Pha 5: Lắp đặt vỏ hầm WBT (với hệ số giải -3.47 -65.03 phóng ứng suất 100%) - Chênh lệch (%) 7.46 Úng suất hũu hiệu (Kpa) 100 KPa —°—30% giải phóng ứng suất —°—Lắp vỏ hầm WBT Aơ Hình 3-37 ửng suất quanh hầm EBT, thi công ham WBT, mặt cat C-C HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -70- Nhận xét: + Do khoảng cách hầm không lớn 1D, áp lực từ tuyến đường hầm số phân bố lên hạt đất kết ứng suất giai đoạn thi công cuối xung quanh tuyến đường hầm thứ nhỏ ứng suất hữu hiệu xem xét từ tuyến đường hầm số với ứng suất sau lắp đặt vỏ hầm thứ Do vậy, bỏ qua ảnh hưởng ngắn hạn áp lực vữa + Trong pha 4, xem xét ảnh hưởng dài hạn, báo cáo bỏ ảnh hưởng áp lực đầu đào (trước đào bỏ đất bên hầm thứ 2, WBT), trình diễn nhanh xem ảnh hưởng bỏ qua + Ngoài ảnh hưởng độ cứng khớp nối đến độ cứng vỏ hầm liên tục xem trường hợp tải trọng ngắn hạn phân tích, báo cáo này, học viên có xét đến thay đổi độ cứng với hệ số triết giảm 0,8 + Tại mặt cắt số B-B, mặt phang ứng suất chính, ứng suất xung quanh tuyến đường hầm số khơng tăng suốt q trình thi cơng tuyến đường hầm số 2, có giảm nhẹ khơng có ảnh hưởng gia tải Được lý giải diện tải trọng thi công mặt đất + Dựa phân tích FEM, ứng suất xung quanh hầm thứ (EBT) sau tiến hành thi cơng đường hầm thứ 2, nhìn chung giảm sau thi công lắp vỏ hầm, lý giải phân phối lại hiệu ứng vòm HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -71 - 3.2.3.4 Ảnh hưởng hệ số giải phóng ứng suất đến chuyển yị đất nội lực hầm Trong phần này, mơ hình thiết lập mặt cắt C-C giữ nguyên, thay đổi hệ số giải phóng ứng suất (1-P) nhằm đánh giá biến dạng mặt đất Theo lý thuyết phương pháp tính tốn hội tụ (CCM), hệ số giải phóng ứng suất (1-P), tiến đến vô nhằm xem xét thay đổi ứng suất đất xung quanh vỏ hầm Trong phần báo cáo này, giá trị hệ số giải phóng ứng suất (1-P) thay đổi từ 0.1 đến 0.9 Tuy nhiên, thực tế, tùy vào chiều sâu đặt hầm tính đặc thù lý trình cụ thể mà hệ số giải phóng ứng suất lớn ứng với trạng thái cân khác Bảng 3-16 Tồng hợp nội lực C-C khỉ thay đồi hệ số giải phóng ứng suất Liên kết khớp Stress release ratio (1-P) 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.335 Vỏ liên tục N Q M N Q M [kN/m] [kN/m] ỊkNm/m] [kN/m] [kN/m] ỊkNm/m] 1305 29 48 1310 35 57 1228 1146 28 30 46 1232 33 55 44 1150 35 52 1067 30 43 1071 35 51 1000 961 30 42 35 50 30 41 1002 964 35 49 HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -72- M, KNm/in 60 40 20 M, KNm/m 60.0 40.0 20.0 0.0 —Liên kết khớp Liên kết khớp — Vở liên tục Vò liên tục (a)(l-P)=0.1 (b)(l-P)=0.15 Hình 3-38 Biểu đồ moment vỏ hầm, với hệ số (1-Ị3)=0.1, 0.15 Moment Liên kết khớp —vỏ liên tục HY: Bùi Thành Phước 'p MSHV: 1670111 73 - - Hình 3-40 Tương quan số (1-Ị3) mơ men C-C Phương trình biến dạng theo phương ngang mặt đất, z=0 (Uzo), theo phương pháp thực nghiệm Loganathan and Polous (2008) kết trích xuất từ mơ hình 2D thể biểu đồ đây: PHƯƠNG X, M -48 -38 HV: Bùi Thành Phước -28 -18 -8 12 22 32 MSHV: 1670111 -74- Vùng biển dạng dẻo, Ầmax=0.3376 Vùng biến dạng dẻo, Ằ=0.3 Hình 3-43 Trạng thái đất C-C, với Ằmax=0.3376, 0.3 Dựa vào biểu đồ thấy rằng, gia tăng giá trị X (1-P), đồng nghĩa với việc giảm ứng suất phần đất bên vỏ hầm (p.po), dẫn đến thay đổi độ lún nội lực vỏ hầm Khi gia tăng (1-P), giá trị moment uốn vỏ hầm giảm, mặt khác giá trị lực cắt không thay đổi nhiều Khi giá trị chuyển vị đạt đến nguỡng định, vùng phá hoại hĩnh thành xung quanh hầm Ket tải trọng lớp đất bên đỉnh hầm thay đổi, trọng luợng thân thay đổi Do vậy, lý giải tác động việc mở rộng vùng phá hoại dẫn đến moment vỏ hầm tăng trình thi công đuờng hầm 3.2.3.5 Kết luận + Tại C-C, giá trị độ lún lớn nhu hĩnh dạng máng lún tuơng đồng, (1-P) (hoặc Ằ.) tăng từ 0.1 đến 0.3, nhiên tiến đến giá trị cân lớn truớc phá hoại, hĩnh dạng máng lún trích xuất từ mơ hình 2D có hình dạng dốc tích đất tăng đột biến, giá trị X tăng không nhiều Điều đuợc giải thích X tăng dần đến giá trị lớn nhất, hầu hết hạt đất làm việc giai đoạn chảy dẻo dẫn đến HV: Bùi Thành Phuớc MSHV: 1670111 -75- trình lún hình dạng máng lún có độ biến thiên lớn đột ngột; phưcmg trình thực nghiệm mô tả cách đầy đủ X gần đạt đến điểm cân lớn nhất, điều phù hợp với lý thuyết phương pháp CCM + Trong phân tích dựa quan trắc trường mặt căt C-C, giá trị X =0.31 tương ứng với đào hầm phía EBT, điểu chứng tỏ vùng làm việc trạng thái dẻo lớn, nhiên chưa đạt đến ngưỡng phá hủy đất + Áp dụng phương trình thực nghiệm để dự đoán kết phần trăm thể tích đất hĩnh dạng máng lún Giá trị Vioss(%) đưa kết tương đồng X tăng giai đoạn tuyến tính AB, theo phương pháp CCM + Dựa Hình 3-43, vùng hạt đất làm việc giai đoạn đàn hồi dẻo phát triển từ vùng biên vào trục hầm 3.2.4 Ảnh hưởng độ cứng tương đương tòa nhà đến biến dạng đất 3.2.4.1 Đặt vấn đề Trong phân tích này, học viên dựa thông số xác định dựa mơ hình khơng có cơng trình lân cận (mặt đất tự do), nhằm mục đánh giá tương quan độ cứng tòa nhà đến độ cứng đất biến dạng đất ứng với địa chất khu vực tuyến ham metro số Theo Adderenbrook & Franzius, tòa nhà được mơ dầm đàn hồi có mơ đun đàn hoi Young, mơ men qn tính I diện tích mặt cắt ngang A Tòa nhà quy ước bao gồm n tầng, tiến hành mô dầm quy ước có (n+1) sàn, điều có nghĩa có diện hệ móng xem xét sàn Phương pháp phù hợp cơng trình hệ móng nơng HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -76- 3.2A.2 Xây dựng mơ hình K B - » Tấm sàn: ■ i Ec Islab Aslab i +xi Đẩt nền: Es tí g xẵ- o !—I jfí £ W Ỵ+z Ị, e i K- D —» Hình 3-44 Mơ hình phân tích 2D hầm TBM-Tòa nhà Franzius et al 2003 Trong mơ hình, giá trị co ngắn đuôi hầm không đổi, nhằm đánh giá tương quan độ cứng đất bên dầm giả định với trình hình thành máng lún thi cơng đường hầm (a) (b) Hình 3-45 Bài tốn 2D (a); Lưới biến dạng (b) HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 ... HỌC BÁCH KHOA ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG HẦM DÙNG CÔNG NGHỆ CÂN BẰNG ÁP LỰC ĐẤT ĐẾN BIẾN DẠNG ĐẤT NỀN - ÁP DỤNG CHO KHU VỰC TP HCM Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng Cơng trình giao thông... ngành: Kỹ thuật xây dựng Cơng trình giao thơng Mã số : 60 58 02 05 I TÊN ĐỀ TÀI: Ảnh huởng q trình xây dựng đuờng hầm dùng cơng nghệ cân áp lực đất đến biến dạng đất nền- áp dụng cho khu vực Tp HCM.. . Thảnh Phước HV: Bùi Thành Phước MSHV: 1670111 -11 - TÓM TẮT LUẬN VĂN ĐỀ TÀI: ẢNH HƯỞNG CỦA QUẢ TRÌNH XÂY DỤNG ĐƯỜNG HẦM DÙNG CÔNG NGHỆ CÂN BẰNG ÁP LỰC ĐẤT ĐÉN BIẾN DẠNG ĐẤT NỀNÁP DỤNG CHO KHU