Mô phỏng quá trình hạ cọc bằng búa rung va với mô hình nhiều bậc tự do

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  NGUYỄN THẾ DANH ĐỀ TÀI : CHUYÊN NGÀNH : XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP MÃ SỐ NGÀNH : 23.04.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2003 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sỹ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ngày ……… tháng …… năm 2003 Tài liệu tham khảo : Thư viện Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ………………………………………… CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc ………………………………… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : NGUYỄN THẾ DANH Ngày, tháng, năm sinh : 29 - 05 - 1976 Chuyên ngành : Xây Dựng Dân Dụng Công Nghiệp Khoá : 12 (2001 - 2003) Phái : Nam Nơi sinh : Hà Tónh Mã số : 23.04.10 I TÊN ĐỀ TÀI : MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH HẠ CỌC BẰNG BÚA RUNG VA VỚI MÔ HÌNH NHIỀU BẬC TỰ DO II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : Chương : Tổng quan Chương : Các phương pháp khảo sát động lực học hệ búa - cọc - đất Chương : Mô hình trình lún cọc búa rung va Chương : Chương trình mô trình lún cọc búa rung va Chương : Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 18 - 06 - 2003 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 28 - 11 - 2003 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NGÀNH CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng chuyên ngành Xây Dựng Dân Dụng Công Nghiệp thông qua Ngày 18 tháng 06 năm 2003 PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ NGÀNH Trước hết, tác giả muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn : PGS TS Đỗ Kiến Quốc, người đưa ý tưởng cho luận văn có gợi ý hướng dẫn để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả muốn gửi đến TS Nguyễn Hồng Ngân lời cảm ơn sâu sắc bảo tận tình gợi ý quý báu lý thuyết lẫn kinh nghiệm thực tế để luận văn hoàn thành Xin trân trọng cám ơn thầy giáo : GS TS Nguyễn Văn Yên, PGS TS Chu Quốc Thắng, TS Bùi Công Thành, T.S Châu Ngọc Ẩn, TS Nguyễn Thị Hiền Lương tập thể thầy cô giáo giảng dạy Sau đại học ngành Xây Dựng Dân Dụng & Công Nghiệp nhiệt tình công tác giảng dạy, cung cấp cho học viên kiến thức tảng, đặc biệt phương pháp nghiên cứu khoa học Điều giúp học viên thuận lợi việc nghiên cứu, truy cứu tài liệu hoàn thành luận văn Xin cám ơn Ban Giám Hiệu, Khoa Đào Tạo Sau Đại Học, Khoa Xây Dựng Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh đãï tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành chương trình học tập trường Xin cám ơn thầy giáo : T.S Phạm Tứ, Trường Đại Học Kiến Trúc Tp Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi để tác giả vừa công tác vừa hoàn thành chương trình học cao học Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Cuối cùng, xin cám ơn bố mẹ gia đình tạo điều kiện vật chất lẫn tinh thần để hoàn thành chương trình cao học hoàn thành luận văn Xin cảm tạ trời đất Tháng 11 năm 2003 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, móng cọc dùng rộng rãi cho loại công trình xây dựng giới nói chung Việt Nam nói riêng Nghiên cứu lónh vực đóng cọc đạt hoàn thiện đáng kể năm gần có nhiều tiến đưa vào ứng dụng thực tế Các lý thuyết phân tích trình đóng cọc có sở từ nhiều thập kỷ qua Tuy nhiên, Việt Nam nay, nghiên cứu dừng lại loại cọc đóng búa va cổ điển, có nghiên cứu loại cọc đóng búa rung va Nói chung, vấn đề mẻ Việt Nam Việc đóng cọc búa rung va không hoàn toàn xác giống búa rung búa va đập túy, mà hỗn hợp hai loại búa Kết thi công thực tế cho thấy, đóng cọc búa rung va hiệu hẳn so với búa rung tuý búa hơi, búa diezen (là loại búa va cổ điển không ưa chuộng gây chấn động mạnh tới công trình lân cận trình thi công đóng cọc) Hiện có số công ty nước đưa loại búa rung va sang Việt Nam thi công số công trình mà họ nhà thầu chưa làm chủ công nghệ Trên giới, nghiên cứu đóngï cọc búa rung va có sở từ kỷ 20 áp dụng rộng rãi vào thực tế, nhiên nay, nhiều vấn đề xung quanh lónh vực chưa sáng tỏ người ta tiếp tục nghiên cứu Nhiều hội nghị lónh vực tổ chức Đối với nhà thầu thi công hạ cọc búa rung va, vấn đề quan trọng phải chọn loại búa có thông số kỹ thuật phù hợp để hạ loại cọc cụ thể vào tầng địa chất cụ thể nhằm vừa đảm bảo trình hạ cọc nhanh chóng không gây chấn động mạnh tới công trình lân cận Khi đó, yêu cầu nhà thầu phải có dự báo trình lún cọc Hiện nay, biết, việc ứng dụng phần mềm lập trình, phân tích, mô phỏng, máy vi tính phát triển nhanh chóng mạnh mẽ, giúp giải toán phức tạp, toán động lực học Trong tình vậy, việc nghiên cứu loại cọc đóng búa rung va ứng dụng công cụ toán đại máy vi tính để mô phỏng, khảo sát phân tích trình đóng cọc đóng góp mang tính khoa học thực tiễn lónh vực Cụ thể, luận văn nghiên cứu số vấn đề khả ứng dụng mô hình đóng cọc vào trường hợp đóng cọc rung va, từ đó, thiết lập mô hình hệ búa - cọc - đất hợp lý để mô trình lún cọc búa rung va vào đất cuối cùng, xây dựng chương trình mô phần mềm MATLAB - Simulink Từ phần mềm mô này, thực toán mô khác giải đáp cho số vấn đề sau : ♦ Độ lún cọc đóng búa rung va ♦ Búa làm việc với thông số khe hở đe hợp lý ♦ Lực va đập búa lên cọc ♦ Vận tốc gia tốc cọc trình đóng ♦ Khả hạ cọc búa rung va vào loại đất khác Nghiên cứu sở mặt lý thuyết để tương lai, triển khai làm chủ công nghệ đóng cọc búa rung va Việt Nam Chương trình mô nghiên cứu tham khảo cho nhà thầu thi công muốn có dự báo trình lún cọc búa rung va để chọn loại búa có thông số kỹ thuật hợp lý đóng cọc vào tầng đất cụ thểå Đồng thời, nghiên cứu sơ sở mặt toán học để tương lai không xa, kỹ sư Việt Nam chế tạo loại búa rung va để đóng loại cọc khác nhau, đặc biệt cọc bê tông cốt thép TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài "Mô trình hạ cọc búa rung va với mô hình nhiều bậc tự do" thực chương với nội dung sau : Trước hết, chương 1, luận văn nêu tổng quan lịch sử phát triển búa rung va, tìm hiểu nghiên cứu mô hình đóng cọc từ trước đến nay, tổng kết phương pháp tính toán cho búa rung rung va Tiếp theo, chương 2, luận văn nghiên cứu phương pháp khảo sát động lực học hệ búa - cọc - đất mô hình khác Từ đó, rút nhận xét mối tương quan búa, cọc đất ảnh hưởng đến khả hạ cọc vào đất đồng thời có so sánh ưu nhược điểm, độ tin cậy khả ứng dụng mô hình đóng cọc vào trường hợp khảo sát cụ thể Sau đó, đưa kết luận mô hình phương trình sóng mô hình hợp lý để làm sở cho việc thiết lập mô hình toán chương Trong chương 3, luận văn nghiên cứu thiết lập mô hình mô trình hạ cọc búa rung va vào đất Từ đó, dựa vào giai đoạn chuyển động khối lượng, luận văn thiết lập hệ phương trình vi phân chuyển động hệ búa cọc - đất để làm sở cho chương trình mô chương Tiếp đến, chương 4, luận văn nghiên cứu xây dựng chương trình mô trình hạ cọc búa rung va phần mềm MATLAB - Simulink Từ chương trình này, luận văn giải toán theo trật tự logic với miền thông số mô khác để đưa kết cụ thể Trong đó, toán đề cập đến số bậc tự mô hình toán, toán đề cập đến thông số khe hở đe hợp lý búa, toán khảo sát khả hạ cọc búa rung vào loại đất khác toán 4, khảo sát với tầng đất gồm lớp đất khác Trong toán có hình vẽ mô minh hoạ cách chi tiết Cuối cùng, chương 5, luận văn rút kết luận đề xuất số kiến nghị MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời mở đầu .3 Toùm tắt luận văn Muïc luïc .6 Các ký hiệu .8 Bảng liệt kê hình vẽ CHƯƠNG : TOÅNG QUAN 11 1.1 Lịch sử phát triển búa đóng cọc theo nguyên tắc rung - va 11 1.2 Các nghiên cứu mô hình đóng cọc .13 1.2.1 Mô hình cọc khối lượng 13 1.2.2 Mô hình phương trình sóng .14 1.2.3 Moâ hình theo phương pháp phần tử hữu hạn .17 1.3 Các phương pháp tính toán khả hạ cọc búa rung rung va 18 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 1.3.5 Phương pháp thông số .18 Phương pháp lượng 20 Phương pháp thực nghiệm kiểm tra mô hình .20 Phương pháp cho búa rung va 21 Phương pháp phi tuyến phụ thuộc thời gian .22 1.4 Mục đích luận văn bước giải 24 1.4.1 Mục đích luận văn .24 1.4.2 Các bước giải 24 CHƯƠNG : CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA HỆ BÚA - CỌC - ĐẤT 25 2.1 Đặt vấn đề 25 2.2 Phương pháp khảo sát động lực học hệ búa - cọc - đất mô hình bậc tự .25 2.2.1 Khảo sát theo vận tốc ban đầu cọc .25 2.2.2 Khảo sát theo va đập búa lên cọc có đe đàn hồi 27 2.2.3 Một số kết khảo sát 28 2.3 Phương pháp khảo sát động lực học hệ búa - cọc - đất mô hình phương trình sóng (mô hình nhiều bậc tự do) 28 2.3.1 Phương trình sóng ứng suaát 28 2.3.2 Mô hình phương trình sóng Smith 29 2.3.3 Một số kết khảo sát 32 2.4 Nhận xét 33 CHƯƠNG : MÔ HÌNH QUÁ TRÌNH LÚN CỌC BẰNG BÚA RUNG VA 37 3.1 Đặt vấn đề 37 3.2 Sơ đồ nguyên lý búa rung va .37 3.3 Lực cản đất trình lún cọc 38 3.3.1 Lực cản thân cọc 38 3.3.2 Lực cản mũi cọc 43 3.4 Mô trình hạ cọc búa rung va theo phương dọc trục 44 3.4.1 Mô hình bậc tự .44 3.4.2 Mô hình nhiều bậc tự 47 3.4.3 Kết luận 50 CHƯƠNG : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH HẠ CỌC BẰNG BÚA RUNG VA 52 4.1 Đặt vấn đề 52 4.2 Chương trình mô trình hạ cọc búa rung va phần mềm MATLAB - Simulink 52 4.2.1 Phương trình vi phân chuyển động hệ 52 4.2.2 Phần mềm MATLAB - Simulink 54 4.2.3 Chương trình mô 54 4.3 Các toán mô 55 Bài toán 56 Baøi toaùn 62 Bài toán 81 Bài toán 87 CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93 5.1 Kết luận 93 5.2 Kiến nghị .94 Phuï luïc 95 Tài liệu tham khảo .102 CÁC KÝ HIỆU CHÍNH Ký hiệu Đơn vị A C E F ms g J h0 L mh mp ms n Qi R t ∆t V0 ka kh kp ks P0 mr ω x m2 m/sec N/m2 N m/s2 s/m mm m kg kg kg N N sec sec m/sec N/m N/m N/m N/m N kg.m rad/sec m m/sec m/s2 • x •• x Tên gọi Diện tích tiết diện cọc Vận tốc truyền sóng cọc Mô đun đàn hồi cọc Lực ma sát đất lên thân cọc Gia tốc trọng trường Hệ số giảm chấn nhớt đất Khe hở đe ban đầu búa Chiều dài cọc Khối lượng búa Khối lượng cọc Khối lượng nút đất Số khối lượng cọc Trọng lượng Lực cản đất Thời gian Bước thời gian Vận tốc ban đầu Độ cứng đàn hồi đe Độ cứng lò xo búa Độ cứng cọc Độ cứng đàn hồi đất Lực kích đầu búa Mô men tónh bánh lệch tâm Tần số lực kích Dịch chuyển Vận tốc Gia tốc BẢNG LIỆT KÊ CÁC HÌNH VẼ 91 d Kết mô Trên hình 4.41 thể kết mô trình lún cọc búa rung va vào tầng đất gồm lớp đất khác Kết cho thấy : đường lún cọc chia thành giai đoạn rõ rệt Ở giai đoạn đầu, cọc lún vào lớp sét dẻo mềm lớp đất yếu tốc độ lún cọc nhanh (đường lún dốc) Tiếp tục, cọc lún vào lớp đất cứng lớp sét dẻo cứng vận tốc lún giảm dần (đường lún thoải dần) Sau cùng, lún vào lớp cát hạt trung chặt vừa vận tốc giảm xuống (đường lún thoải hơn) Từ kết này, tổng hợp lại ta có kết tốc độ lún cọc theo chiều sâu thể hình 4.45 bảng 4.5 300 Tốc độ lún cọc (mm/sec) 250 200 150 100 50 9.75 9.25 8.75 8.25 7.75 7.25 6.75 6.25 5.75 5.25 4.75 4.25 3.75 3.25 2.75 2.25 1.75 1.25 Độ sâ u (m) Hình 4.45 Tốc độ lún cọc theo chiều sâu hạ cọc vào tầng đất Còn hình vẽ 4.42 đến 4.44 thể kết mô lực va đập búa lên cọc vào thời điểm cọc lún vào lớp đất khác Từ kết này, tổng hợp lại ta có kết lực va đập búa theo chiều sâu lún cọc thể hình 4.45 Trên hình vẽ 4.45 ta thấy độ chênh lệch vận tốc lún vào thời điểm ban đầu thời điểm kết thúc trình đóng lớn (vận tốc cuối giảm 18% vận tốc ban đầu) đó, hình 4.46 ta thấy độ chênh lệch lực va đập búa lên cọc nhỏ (lực va đập vào thời điểm cuối 92,2% so với lực va đập ban đầu - bảng 4.6) Điều cho ta thấy rằng, cọc lún sâu, gặp lớp đất cứng (tức lực cản đất lên cọc tăng nhiều); vận tốc lún cọc giảm mạnh lực va đập búa lên cọc thay đổi, nghóa búa làm việc ổn định 92 140 Lực va đập (kN) 120 100 80 60 40 20 0 1.25 2.5 3.75 6.25 Độ sâ u (m) 7.5 8.75 10 Hình 4.46 Lực va đập búa theo chiều sâu hạ cọc Bảng 4.5 Tốc độ lún cọc theo độ sâu Độ sâu (m) Tốc độ lún (mm/sec) Độ sâu (m) Tốc độ lún (mm/sec) 1.25 1.75 2.25 2.75 3.25 3.75 263.6 230.4 200.02 172.09 150.84 134 5.75 6.25 4.25 4.75 5.25 117.97 105.17 95.43 6.75 7.25 7.75 8.25 8.75 9.25 9.75 87.02 79.55 71.98 64.77 58.25 53.76 50.38 47.54 47.54 Bảng 4.6 Lực va đập búa theo độ sâu Độ sâu (m) 1.25 2.5 3.75 6.25 7.5 8.75 10 Lực va ñaäp (kN) 122,8 121,5 120,6 118,5 117,0 115,0 113,9 113,2 113,2 % 100 98,9 98,2 96,5 95,3 93,6 92,8 92,2 92,2 93 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua việc nghiên cứu mô trình hạ cọc búa rung va, tác giả rút kết luận đề xuất số kiến nghị sau : 5.1 Kết luận Luận văn nghiên cứu thiết lập mô hình mô trình hạ cọc búa rung va vào đất Đây mô hình nhiều bậc tự phản ánh cách đầy đủ hợp lý làm việc hệ búa - cọc - đất trình kể từ lúc bắt đầu kết thúc trình đóng cọc Trên sở đó, tác giả xây dựng chương trình mô trình lún cọc búa rung va phần mềm MATLAB - Simulink Đó điểm luận văn Chương trình mô kiểu chương trình "động", nghóa hiển thị kết kể từ lúc bắt đầu kết thúc trình mô Một đặc điểm đa dạng chương trình khảo sát với tất thông số hệ gồm búa - cọc - đất Từ chương trình mô cho xuất kết trình lún cọc theo thời gian, độ lún cọc theo thời gian, lực va đập búa theo thời gian, vận tốc gia tốc cọc theo thời gian Như trình bày toán kết phù hợp với lý thuyết lẫn thực nghiệm Luận văn khảo sát trình lún cọc với nhiều trường hợp cọc chia thành khối lïng đưa kết với mô hình cọc chia thành khối lượng đảm bảo độ tin cậy kết Như vậy, khảo sát toán hạ cọc búa rung va với mô hình nhiều bậc tự ta cần chia cọc thành khối lượng đủ Kết tương tự với nghiên cứu khác búa va Từ đây, ta rút kết luận khảo sát trình hạ cọc búa va hay búa rung va cần chia cọc thành khối lượng đảm bảo độ tin cậy kết Một thông số quan trọng ảnh hưởng đến hiệu đóng cọc búa rung va khe hở đe ban đầu Với loại búa sử dụng trường hợp cụ thể thường có khe hở đe ban đầu hợp lý Luận văn khảo sát với loại búa BM-9 Nga tương ứng trường hợp khe hở đe ban đầu khác búa cho kết : khe hở đe ban đầu 10 mm cho kết lún cọc tốt Với chương trình mô luận văn khảo sát với loại búa khác cho biết khe hở đe hợp lý tương ứng Luận văn khảo sát trường hợp hạ cọc búa rung va vào loại đất khác cho so sánh khả lún cọc trường hợp cụ thể Nghiên cứu cho thấy hạ cọc vào tầng đất gồm lớp đất có độ cứng khác lực va đập búa lên cọc thay đổi, tức búa làm việc ổn định Hiện nay, Việt Nam có số công ty nước đưa loại búa rung va vào nước ta để thi công họ nhà thầu Chúng ta chưa làm chủ công nghệ Rõ ràng búa rung va hữu hiệu gây chấn động loại búa va cổ điển búa hơi, búa diesel mà sử dụng (hiện bị hạn chế), đặc biệt với loại cọc bê tông cốt thép đóng búa rung va cho kết lún cọc 94 tốt Nghiên cứu luận văn sở mặt lý thuyết để tương lai không xa, triển khai làm chủ công nghệ đóng cọc loại búa Việt Nam Đối với nhà thầu thi công hạ cọc búa rung va, vấn đề quan phải chọn loại búa có thông số kỹ thuật phù hợp để hạ loại cọc cụ thể vào tầng địa chất cụ thể nhằm đảm bảo trình hạ cọc hữu hiệu Khi đó, yêu cầu nhà thầu phải có dự báo trình lún cọc Chương trình mô nghiên cứu tham khảo cho nhà thầu Khi có thông số cọc, lớp đất cụ thể mà cọc xuyên qua, nhà thầu chọn búa đưa tất thông số vào chương trình mô Kết mô cho nhà thầu dự đoán trình lún cọc Một vấn đề quan trọng thi công đóng cọc, người ta thường cố gắng giảm bớt chấn động tới công trình lân cận, đây, nhà thầu cần kiểm sát tần số lực kích tần số va đập búa Chương trình mô tham khảo cho nhà thầu vấn đề Nghiên cứu luận văn sở mặt lý thuyết mô hình toán để tương lai kỹ sư khí Việt Nam chế tạo loại búa rung va để đóng cọc điều kiện thực tế Việt Nam, Với chương trình mô nghiên cứu này, người kỹ sư quét miền thông số búa khối lượng búa, moment tónh, tần số lực kích, độ cứng lò xo búa, độ cứng đe, tần số va đập, khe hở đe ban đầu, từ đó, xác định thông số hợp lý 5.2 Kiến nghị Nói chung, nghiên cứu khả đóng cọc búa rung va dự báo trình lún cọc nhiều vấn đề cần làm sáng tỏ thêm Sau nghiên cứu này, cần triển khai thêm nghiên cứu để đề cập vào trường hợp đóng cọc cụ thể Về mặt lý thuyết, hoàn thiện chương trình mô để giải nhiều toán phức tạp Còn mặt thực nghiệm, nên có nhiều thí nghiệm mô hình để chứng minh cho lý thuyết tính toán Hiện nay, giới người ta thường sử dụng loại búa rung (và rung va) để đóng cọc thép (sheet pile) cho kết đóng tốt Vậy tác giả kiến nghị cần triển khai nghiên cứu lónh vực này, trước hết mặt lý thuyết mô hình toán, sau thí nghiệm mô hình cụ thể Các nhà thầu Việt Nam nên triển khai làm chủ công nghệ đóng cọc búa rung rung va nước Khi đó, với kết thi công thực tế công trường nghiên cứu lónh vực mang ý nghóa mặt thực tiễn nhiều 95 PHỤ LỤC CÁC KHỐI SỬ DỤNG TRONG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG Khối Constant Mục đích : tạo giá trị số Hộp thoại thông số : Constant value : Dữ liệu xuất khối Nếu véctơ, giá trị xuất véctơ số với giá trị xác định Giá trị mặc định Khối Dead Zone : Mục đích : Cung cấp miền liệu xuất Hộp thoại thông số : Start of dead zone : Cận vùng "chết" Giá trị mặc định -0.5 End of dead zone : Cận vùng "chết" Giá trị mặc định 0.5 Khối Gain : Mục đích : Nhân khối liệu nhập vào 96 Hộp thoại thông số : Gain : Giá trị tăng thêm, giá trị vô hướng, vectơ, tên biến biểu thức Gía trị mặc định Nếu không định nghóa, kiểu liệu thông số Gain double Saturate on integer overflow : Nếu chọn, option làm cho kết xuất khối Gain bão hoà nhớ số nguyên Đặc biệt, liệu xuất kiểu số nguyên giá trị xuất khối giá trị cực đại biểu thị cho kiểu liệu xuất giá trị xuất tính toán Nếu option không chọn Simulink lấy tác động định nghóa "Data overflow" mục "Diagnostics" hộp thoại "Simulation Parameters" Khối Integrator : Mục đích : Tích phân tín hiệu (dữ liệu) nhập vào Hộp thoại thông số : External reset : Nhập lại trạng thái với điều kiện ban đầu kết tạo (tăng, giảm, …) xảy Initial condition source : Nhận điều kiện ban đầu từ thông số "Initial condition" (nếu định dạng "internal") từ khối (nếu định dạng "external") 97 Initial condition : Điều kiện ban đầu Định dạng giá trị thông số "Initial condition Source" "internal" Limit output : Nếu kiểm soát, giới hạn trạng thái tới giá trị thông số Lower saturation limit Upper saturation limit Upper saturation limit : Cận phép tích phân Mặc định dương vô Lower saturation limit : Cận phép tích phân Mặc định âm vô Show saturation port : Thêm vào cổng xuất kết cho khối Show state port : Thêm vào cổng xuất cho khối Absolute tolerance : Sai số tuyệt đối cho trạng thái khối Khối Saturation Mục đích : Giới hạn miền tín hiệu Hộp thoại thông số : Upper limit : Cận tín hiệu liệu nhập Khi tín hiệu nằm giá trị này, liệu xuất sã bị đặt giá trị Lower limit : Cận tín hiệu liệu nhập Khi tín hiệu nằm giá trị này, liệu xuất bị đặt giá trị Khối Scope : Mục đích : Hiển thị tín hiệu tạo trình mô Giới hạn trục Y : Ta xác lập trục y cách bấm chuột phải vào trục chọn chức Properties Hộp thoại sau xuất : Y-min : Gõ vào giá trị nhỏ cho trục y Y-max : Gõ vào giá trị lớn cho trục y 98 Title : Gõ đầu đề cho biểu đồ Ta tính đến dòng tín hiệu đầu đề cách gõ % phần chuỗi đầu đề Đặc tính Scope : Ta thay đổi ranh giới trục, xác lập số trục, khoảng thời gian, thông số tiêu biểu, lưu trữ tuỳ chọn cách chọn nút "Properties" công cụ Hộp thoại có hai thẻ : General Data history General Parameters : Ta xác thông số trục, khoảng thời gian, tick label thẻ General Ta chọn chức "floating scpope" với thẻ Number of axes : Xác lập số lượng trục y vùng liệu Tất trục phân chia số thời gian (trục x), có trục y độc lập Chú ý số lượng trục với số cổng nhập liệu Time range (khoảng thời gian) : Thay đổi giới hạn trục x cách gõ số gõ "auto" vùng "Time range" Gõ số giây làm cho hình hiển thị tổng số liệu tương ứng với số giây Gõ "auto" để xác lập trục x khoảng thời gian mô Không gõ tên biến vùng Điều khiển lựa chọn liệu hiển thị : Ta điều khiển số lượng liệu mà Scope lưu trữ hiển thị cách xác lập vùng thẻ Data History : Khối Sine Wave : Mục đích : Tạo sóng hình sin 99 Khối Sine Wave cung cấp đường hình sin Khối tạo dạng liên tục dạng gián đoạn Dữ liệu xuất khối Sine Wave cho : y = biên độ sin(tần số thời gian + pha) Hộp thoại thông số : Amplitude : biên độ tín hiệu Mặc định Frequency : tần số , đơn vị rian/giây Mặc định rad/sec Phase : thay đổi pha, đơn vị radian Mặc định radians Sample time : Khoảng thời gian Mặc định Khối Sum : Mục đích : Tạo tổng liệu Hộp thoại thông số : Icon shape : Ta chọn dạng chữ nhật hay hình tròn cho khối Sum hộp đổ xuống Icon shape Nếu khối Sum có nhiều liệu nhập nên chọn dạng hình tròn dạng chữ nhật 100 List of signs : Thông số List of signs kết hợp ký hiệu +, -, | Khối Sum vẽ ký hiệu +, - bên cạnh cổng nhập tương ứng kéo cổng khớp với số ký hiệu xác định thông số List of signs Nếu số ký hiệu thay đổi, cổng thêm bị xoá từ biểu tượng Nếu cần thiết, Simulink đưa lại kích thước ban đầu khối để thể tất cổng Ta thay đổi vị trí cổng nhập cách chèn đệm (|) ký hiệu thông số List of signs Các đệm tạo khoảng phụ cổng Ví dụ, ++| tạo khoảng phụ cổng + thứ hai cổng - thứ Saturate on integer overflow : (tương tự khối trình bày trên) Khối Switch : Mục đích : Đóng - mở hai liệu nhập Khối Switch truyền hai liệu nhập tới liệu xuất tuỳ thuộc vào giá trị liệu nhập thứ ba - gọi liệu điều khiển Nếu tín hiệu liệu điều khiển lớn thông số Threshold khối truyền liệu nhập thứ cổng xuất, không khối truyền liệu nhập thứ (xem hình vẽ) Hộp thoại thông số : Threshold : giá trị cổng điều khiển 10 Khối Relational Operator Mục đích : So sánh liệu nhập vào Hộp thoại thông số : 101 Operator : Toán tử so sánh cho liệu nhập khối 11 Stop Simulation Mục đích : Dừng chương trình mô Hộp thoaïi : 102  [1] AGERSCHOU, H.A “Analysis of the Engineering News Pile Formula”, Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division , Proceeding of the American Society of Civil Engineers , vol 88 , No SM5 , pp 1-11, (1962) [2] BORJA, R.I “Dynamic of Pile Driving by The Finite Elment Method” Computes and Geotechnics, Vol.5, pp.39-49 (1988) [3] CHOPRA, A.K., "Dynamics of Structure", Prentice Hall Inter Inc (1995) [4] CHOW, Y.K “Dynamic Behaviour of Piles”, Ph.D Thesis, Manchester University, England, U.K, (1981) [5] CORTE J.F and LEPERT, P., “Lateral Resistance During Driving and Dynamic Pile Testing”, Proceeding of 3rd International Conference on Numerical methods in Offshore Pilling /Nantes-France /21-22 May, pp 19-33 (1986) [6] CHU QUỐC THẮNG, "Phương Pháp Phần Tử Hữu Hạn", Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, (1997) [7] DAVISSON, M.T, "BRD Vibratory Driving Formula", Foundation Facts, Vol VI No.1, (1970) [8] DEWAN, S.M “Behavior of A Pile Under Dynamic Loading”, M.S Thesis, California State University, Fullerton UMI ProQuest AAC 1355546, (1993) [9] ĐỖ KIẾN QUỐC, Tập giảng môn học "Động Lực Học Công Trình", Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh [10] EBECKEN, N.F.E., LIMA, E.C.P., LANDAU, L and COUTINHO, A.L.G.A., “Numerical Simulation of Pile Driving by Finite Elements ; Some Applications on the Brazilian Coast”, Proceedings 2nd Intrnational Conference on the Application os Stress Wave Theory on Piles/ Stockholm/ 27- 30 May, pp 350-359, (1984) [11] EROFEEV, L.V and WARRINGTON, D.C., “Development and Improvement of Impact- Vibration Piles Driving Equipment in the USSR “, Pile Buck, Jupiter, FL, First May Issue (1991) [12] FLAATE, K “An Investigation of The Validity of Three Pile Driving Formulae in Cohesionless Materials” Norwegian Goetechnical Institule, Publications, No 56, pp 11-22 (1964) [13] FLEMING, W.G.K., MELTMAN, A.J., RANDOLPH, M.F., ELSON, W.K., "Piling Engineering", Blackie A & P - John Wiley & Sons (1994) [14] FRANZ HOLZWEIBI, HANS DRESIG, “Giáo Trình Động Lực Học Máy”, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, pp 21 - 47, (2001) 103 [15] GLANVILLE, W.H, GRIME, G., FOX, E.N, and DAVIES, W.W, "An Investigation of the Stress in Reinforced Concrete Piles During Driving", Department Sci Ind Research, British Building Research Board Technical Paper No 20, (1938) [16] GOLOVATREVA, A.C, “Isledovanie Vibrationnovo I Vibroydarnovo Pogrujenie cvai”, Izdatelstvotransnort, Moscow, pp 331 - 333, (1968) [17] HIRSCH, T.J., LOWERY, L.L., COYLE, H.M and SAMSON, C.H., ”Pile Driving Analysis by One Dimentional Wave Theory : A State of the Art”, Highway Reseach Record, No 333, pp 33-54 (1970) [18] HIRCH, T.J., LOWERY, L.L, and CARR, L., "Pile Driving Analysis - Wave Equation User's Manual, TTI Program", U.S Department of Transportation, Federal Highway Administration, Washington, DC Report FHWA - IP - 76 - 14 (1976) [19] HOLEYMAN, A.E and LEGRAND, C., "Soil Modeling for Pile Vibratory Pile Driving", Int Conf on Design and Construction of Deep Foundations, Vol.2, pp 116 1178, Orlando, Frorida, USA, (1994) [20] ISAACS, D.V, "Reinforced Concrete Pile Formulae", Journal of the Institution of Engineers Australia, Vol 3, No 9, September, pp.305-323 (1931) [21] LÊ ĐỨC THẮNG - BÙI ANH ĐỊNH - PHAN TRƯỜNG PHIỆT, "Nền Móng", Nhà xuất Đại Học Trung Học chuyên nghiệp, Hà Nội, (1991) [22] LÊ TUẤN KHOA, "Bài Toán Dao Động Dọc Trục Cọc Môi Trường Đất", Luận Văn Cao Học khoá 5, Thư viện Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM (1997) [23] NGUYỄN HỒNG NGÂN, "Nghiên Cứu Mô Hình Cơ Học Máy Búa Rung &ø Rung Va Nhằm Tối Ưu Hoá Một Số Thông Số Làm Việc Máy", Luận n Tiến Só Kỹ Thuật, Thư viện Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM (2003) [24] NGUYỄN ANH TUẤN, NGUYỄN HỒNG NGÂN, “Dynamic Modeling of Friction Characteristic Between Pile and Soil”, The 4th International Symposium on High Performance of Tribosystem, 15-16 june 2001 pp.104-109 (2001) [25] NGUYỄN HỒNG NGÂN, “Mô Hình Toán Của Hệ Dao Động N Bậc Tự Do ng Dụng Cho Thanh Đàn Hồi Phi Tuyến”, Tuyển tập công trình khoa học, Hội Nghị Khoa Học lần thứ 19 kỷ niệm 45 năm thành lập Trường ĐHBK Hà Nội 1956-2001, phân ban Cơ Khí, Hà Nội tháng 10/2001, tr 224- 229 (2001) [26] NGUYỄN HOÀI SƠN, ĐỖ THANH VIỆT, BÙI XUÂN LÂM, "ng Dụng Matlab Trong Tính Toán Kỹ Thuật", Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia T.P Hồ Chí Minh, (2000) [27] NGUYỄN TRƯỜNG TIẾN, "Dynamic And Static Behaviour Of Drivens Piles", Report No 33, Swedish Geotechnical Institute (1987) [28] POULOS, H G and DAVIS, E H “Load Capacity by Dynamic Methods “, Ch in Pile Foundtion Analysis and Design, John Wiley and Son., New- York, USA, (1980) [29] RANDOLPH, M.F and SIMONS, H.A “An Improved Soil Model for One Dimesional Pile Driving Analysis”, Proceedings of 3rd International Conference on Numerical Methods in Offshore piling / Nantes-France / 21-22 May, pp 3-17 (1986) 104 [30] RAUSCHE, F HUSSEIN, M and SVINKIN, M., "Application of the Wave Equation to Pile Driving Analysis" Proc., Fourth Inter Conf On Problems of Pile Foundations ,Per State Technical University, Russia, (1994) [31] RAUSCHE, F., "Modeling of Vibratory Pile Driving", Proceedings of the International Conference on Vibratory Pile Driving and Deep Soil Compaction, Louvain - La Neuve, Belgium, (September - 10, 2002) [32] SANGLERAT, G., ”Khảo Sát Đất Bằng Phương Pháp Xuyên“, Nhà Xuất Bản Xây Dựng , Hà Noäi, pp 203 - 207, (1996) [33] SAVINOV, O.A, "Studies on Creation of a New Vibration Equipment for Driving Piles", TsINTIAM OS-U, PP 59-98, (1964) [34] SMITH, E.A.L.,“Impact and Longitudinal Wave Transmission”, Transactions of The American Society of Mechanics Engineers, Aug., pp 963-973 (1955) [35] SMITH, E.A., "Pile Driving Analysis by Wave Equation", Jour of SMFD - Procedings of the ASCE - Vol 80 (1960) [36] SMITH, I.M., “Finite Element Analysis of Axially Loader Pile Capacity and Driveability”, Report to Furgro-Cesco B.V., March (1976) [37] SMITH, I.M “Progamming the Finite Element Methods with Application to Geomachanics”, John Wiley andSons., Chichester, U.K (1982) [38] TAYLOR, D.W “Action of Piles, Pile Foundations”, Ch 20 in Foundamentals of Soil Mechanics John Wiley and SON., New York, USA (1984) [39] TO, W.T.P., “Dynamic Response of Footings and Piles”, Ph.D Thesis, Manchester University, England, U.K (1985) [40] TRẦN THẠCH LINH, "Mô Hình Mới Phân Tích Bài Toán Dao Động Dọc Trục Của Cọc Trong Đất Nền", Luận Văn Cao Học Khoá 7, Thư viện Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM, (1999) [41] TSEITLIN, M.G., VERSTOV,V.V., and AZBEL, G.G, "Vibratory Methods and the Technology of Pilling and Boring Work", Stroiizdat, Leningradskoe Otdelenie, Leningrad (1987) [42] VIKING, J., "Vibro-driveability, a Field Study of Vibratory Driven Piles in Noncohesive Soil", PhD thesis, Div of Soil and Rock Mechanics, Royal Inst of Technology, Stockolm, Sweden, (2002) [43] WARRINGTON, D.C “Vibratory and Impact – Vibratory Pile Driving Equipement “ Pile Buck , Second October Issue 1992 Pile Buck, Jupiter,FL, (1992) [44] Phần mềm Matlab 5.0 6.3  105 BẢNG TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : Ngày tháng năm sinh : NGUYỄN THẾ DANH 29 - 05 - 1976 Nơi sinh : Hà Tónh Địa liên lạc : 20 Lê Công Kiều, phường Nguyễn Thái Bình, Quận 1, Tp HCM Số điện thoại : 8211259 Quá trình đào tạo :  Tốt nghiệp phổ thông trung học 1994  Từ năm 1994 - 1999, theo học Trường Đại Học Xây Dựng Hà Nội, chuyên ngành Xây Dựng Dân Dụng Công Nghiệp  Từ năm 2001 - 2003, theo học cao học Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM chuyên ngành nói Quá trình công tác : Từ 08/1999 đến công tác Văn phòng tư vấn sau Trung tâm nghiên cứu - Ứng dụng - Thực nghiệm Kiến trúc & Xây dựng - Trường Đại Học Kiến Trúc TP HCM ... Búa rung va kẹp đầu cọc với khe hở đe không c) Búa rung va không kẹp đầu cọc d) Búa rung va với đầu kẹp cọc nửa tự e) Búa rung va tác động từ tính 1.2 Các nghiên cứu mô hình đóng cọc 1.2.1 Mô hình. .. 3.4 Mô trình hạ cọc búa rung va theo phương dọc trục 44 3.4.1 Mô hình bậc tự .44 3.4.2 Mô hình nhiều bậc tự 47 3.4.3 Kết luận 50 CHƯƠNG : CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH... Khi đóng cọc vào đất mềm hai mô hình cho kết đóng cọc vào đất cứng độ lún mô hình nhiều bậc tự chênh lệch tới 250% so với mô hình nhiều bậc tự Điều cho thấy mô hình bậc tự có giá trị cọc tương