Ứng xử của đất nền và cọc có xét đến gia tốc của động đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHAN THỊ HƯƠNG ỨNG XỬ CỦA ĐẤT NỀN VÀ CỌC CÓ XÉT ĐẾN GIA TỐC ĐỘNG ĐẤT Chuyên ngành: Công trình đất yếu Mã số: 31 10 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ Thành phố Hồ Chí Minh 07 - 2006 LỜI CẢM ƠN Sau trình học tập, tìm hiểu nghiên cứu thân, với giúp đỡ, động viên thầy cô, gia đình bạn bè; luận văn tốt nghiệp Thạc só hoàn thành thời hạn Trước tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Tiến só Bùi Trường Sơn Tiến só Châu Ngọc Ẩn tận tình hướng dẫn trình thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Địa móng, người truyền đạt cho kiến thức mới, sâu rộng để làm tảng vững cho luận văn Xin cảm ơn tập thể cán phòng Đào tạo sau đại học tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ thời gian học tập trường Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành tốt luận văn Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2006 PHAN THỊ HƯƠNG CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học 1: TS Bùi Trường Sơn Cán hướng dẫn khoa học 2: TS Châu Ngọc Ẩn Cán chấm nhận xét 1:…………………………………………………… Cán chấm nhận xét 2: …………………………………………………… Luận văn thạc só bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngày …….tháng …….năm 2006 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -Tp.HCM ngày……….tháng……….năm 2005 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHAN THỊ HƯƠNG Phái: Nữ Ngày tháng năm sinh: 1981 Nơi sinh: Tiền Giang Chuyên ngành: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU MSHV: 00904243 I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG XỬ CỦA ĐẤT NỀN VÀ CỌC CÓ XÉT ĐẾN GIA TỐC ĐỘNG ĐẤT II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: NHIỆM VỤ: ng xử đất cọc có xét đến gia tốc động đất 2.NỘI DUNG: Chương 1: Tổng quan tình hình động đất Việt Nam Một số phương pháp tính toán cọc chịu tải trọng động đất Chương 2: Một số vấn đề địa động lực Việt Nam, khả động đất đặc trưng động đất Chương 3: Ứng xử động đất Chương 4: Phân tích chọn mô hình cho toán ứng xử cọc đất có xét đến gia tốc động đất Chương 5: Phân tích ứng xử cọc đất có xét đến gia tốc động đất Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 23 - 02 - 2006 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06 - 07 - 2006 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS BÙI TRƯỜNG SƠN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS CHÂU NGỌC ẨN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS BÙI TRƯỜNG SƠN TS CHÂU NGỌC ẨN BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS VÕ PHÁN Nội dung đề cương Luận văn Thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày……….tháng……….năm 2005 PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ NGÀNH TÓM TẮT LUẬN VĂN: Tên đề tài:“Ứng xử cọc đất có xét đến gia tốc động đất” Trong điều kiện Việt Nam nay, việc tính toán công trình có xét đến tính chịu tải động đất bên ít, đặc biệt ứng xử đất tải trọng động đất Ởû nước ta, nhiều vùng xây dựng đất yếu, có hệ số nén lún lớn khả chịu tải thấp Nên công trình có tải trọng lớn thường thiết kế móng cọc bê tông cốt thép để truyền tải trọng công trình xuống tầng đất tốt chịu lực bên Vì móng cọc sử dụng phổ biến Vì mà mục đích luận văn phân tích tương tác móng cọc đất điều kiện chịu tải trọng động đất Một số tác giả nghiên cứu tương tác hệ cọc -đất có động đất hay có chuyển vị ngang đất nhiều phương pháp: giải tích, phương pháp phần tử hữu hạn phương pháp cọc mô hình Phần đầu luận văn vào tìm hiểu tình hình động đất Việt Nam, khả xảy động đất ứng xử động đất Phần chủ yếu tìm hiểu mặt lý thuyết Phần phân tích ứng xử cọc đất xung quanh cọc chịu tác động chấn động động đất thông qua phần mềm Plaxis để tìm gia tăng chuyển vị ngang, ứng suất nền, thay đổi nội lực cọc, … Từ đưa số phương pháp nhằm hạn chế phá hoại công trình ảnh hưởng động đất SUMMARY OF THESIS Theme of thesis: -“Dynamic response of pile-soil to earthquake acceleration” In Viet Nam nowaday, it is usualy to consider to capacity of soil under dynamic loading, especially behaviour of soil under earthquake loading Moreover, almost soil in Viet Nam is soft soil which has settlement factor hight and bearing capacity low When constructions was built whith heavy loading, it is often designed in pile foundation, so that the loading is tranferred for high-storey building Therefore, the main purpose of this thesis is analyzingbehaviour of soil and pile under earthquake loading Interraction between soil-pile undergoing lateral movement or earthquake loading are conceptions and methods: analytic methods, finite element menthod,… In the fisrt part of thesis, it is the research of situation of earthquake in Viet Nam, ability of earthquake occuring ang the dynamic properties of soil medium The content of this part is theoretical In the next part, the thesis is carried out the behaviour of pile foundations during an earthquake even is in fluenced by the interaction of the pile foundation with the surrounding soil medium It is fucused on doing characteristic research analyses by finite element software called Plaxis To find out the increasment in settement, stress and strain of ground and the change of moment, shear force in pile Then suggest some methods to limit damages of pile caused by earthquake It is only the thesis reference and foundation for the next research MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH ĐỘNG ĐẤT Ở VIỆT NAM MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CỌC CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT…………………………………….3 1.1- Tình hình động đất Việt Nam .3 1.1.1- Lịch sử động đất Việt Nam .3 1.1.2- Mối liên quan tính động đất bình đồ kiến tạo 1.2- Một số phương pháp tính toán cọc chịu tải trọng động đất 1.2.1-Phương pháp giải tích 1.2.2- Nhoùm phương pháp phần tử hữu hạn 14 1.2.3- Phương pháp nghiên cứu cọc mô hình .18 1.3- Thực tế tính toán cho cọc chịu tải trọng động đất 18 1.3.1- Các bước thiết kế .19 1.3.2-Ảnh hưởng nhóm cọc chịu tải trọng động 22 1.4- Nhận xét phương hướng nghiên cứu 23 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐỊA ĐỘNG LỰC VIỆT NAM, KHẢ NĂNG ĐỘNG ĐẤT VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG ĐỘNG ĐẤT…………………………………………………………………………………………25 2.1- Một số vấn đề địa động lực Việt Nam thời đoạn Đệ tứ (q) đến đại ……………… 25 2.2- Một số đặc trưng động đất 33 2.2.1- Các khái niệm 33 2.2.2- Sự lan truyền sóng địa chấn .34 2.2.3- nh hưởng gia tốc động đất lên ổn định đất .37 2.2.4- Cường độ động đất chấn cấp động đất .41 2.3- Kết luận chương 47 CHƯƠNG 3: ỨNG XỬ ĐỘNG CỦA ĐẤT…… ………………………………………………………………………………….49 3.1- Các đặc trưng đất chịu tải trọng động .49 3.1.1- Độ bền chống cắt đất chịu tải trọng tức thời 49 3.1.2- Đặc trưng cường độ biến dạng đất tác dụng tải trọng động tức thời…………………………………………… ………………………………………………………………………… 53 3.1.3- Sự gia tăng biến dạng – chế biến dạng 54 3.1.4- Sự hoá lỏng đất cát đất cát mịn bão hoà nước .56 3.2- Các thông số cần xác định tính toán đất chịu tải động……………………………………… 58 3.3- Kết luận chương 60 CHƯƠNG 4:- PHÂN TÍCH VÀ CHỌN MÔ HÌNH CHO BÀI TOÁN ỨNG XỬ CỦA CỌC VÀ ĐẤT NỀN CÓ XÉT ĐẾN GIA TỐC ĐỘNG ĐẤT……………………………………………… …… 61 4.1-Chọn lựa mô hình đất .61 4.1.1- Mô hình cho toán cọc chịu tải trọng động đất 61 4.1.2- Ứng xử mô hình đàn hồi –dẻo lý tưởng .62 4.1.3- Các phương trình mô hình Mohr-Coulomb 64 4.2-Mô hình cọc 66 4.3-Mô hình phần tử tiếp xúc cọc đất 67 4.4-Sơ đồ toán 67 4.4.1- Điều kiện địa chất công trình thông số đặc trưng đất 67 4.4.2- Mô hình toán 71 4.4.3- Quá trình thực tính toán kết 72 4.5- Kết luận chương 76 CHƯƠNG 5:- PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA CỌC VÀ ĐẤT KHI CÓ XÉT ĐẾN GIA TỐC ĐỘNG ĐẤT 77 5.1- Khảo sát chuyển vị cọc đất 77 5.1.1- Khảo sát chuyển vị đỉnh cọc 77 5.1.2- Khảo sát chuyển vị đất xung quanh coïc 81 5.2- Khảo sát ứng suất đất xung quanh coïc 83 5.3- Khảo sát biến dạng đất xung quanh cọc 85 5.4- Khaûo sát thay đổi ứng suất cọc 87` 5.5- Khảo sát ảnh hưởng modul đàn hồi cọc đến nội lực cọc 89 TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN Họ tên : PHAN THỊ HƯƠNG Sinh ngày : 1981 TẠI TIỀN GIANG Số điện thoại : 0982376855 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1999-2004: Học trường Đại học Bách khoa Tp.Hồ Chí Minh – Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng – Chuyên ngành Xây dựng Dân dụng Công nghiệp 2004-2006: Học viên cao học trường Đại học Bách khoa Tp.Hồ Chí Minh – Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng – Chuyên ngành Công trình đất yếu QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC Từ 2004 đến 2005: Công tác Hội Kiến Trúc Sư Thành Phố Hồ Chí Minh Từ 2006 đến : Công tác Công ty tư vấn thiết kế quản lý dự aùn Atelier ... trưng động đất Chương 3: Ứng xử động đất Chương 4: Phân tích chọn mô hình cho toán ứng xử cọc đất có xét đến gia tốc động đất Chương 5: Phân tích ứng xử cọc đất có xét đến gia tốc động đất Kết... Tiền Giang Chuyên ngành: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU MSHV: 00904243 I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG XỬ CỦA ĐẤT NỀN VÀ CỌC CÓ XÉT ĐẾN GIA TỐC ĐỘNG ĐẤT II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: NHIỆM VỤ: ng xử đất cọc có xét đến gia. .. đề tài:? ?Ứng xử cọc đất có xét đến gia tốc động đất? ?? Trong điều kiện Việt Nam nay, việc tính toán công trình có xét đến tính chịu tải động đất bên ít, đặc biệt ứng xử đất tải trọng động đất Ởû