Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn phân tích sự cố móng bè

Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ************************** NGUYỄN CÔNG OANH SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN PHÂN TÍCH SỰ CỐ MÓNG BÈ CHUYÊN NGÀNH : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU MÃ SỐ NGÀNH : 31.10.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2003 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS CHÂU NGỌC ẨN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGÔ TRẦN CÔNG LUẬN CÁN BỘ CHẤM XÉT : CÁN BỘ CHẤM XÉT : Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ , TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ngày 06 tháng 09 năm 2003 Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA …………………………………………………………………… CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập -Tự Do - Hạnh Phúc …………………………………………… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : NGUYỄN CÔNG OANH Ngày, tháng, năm sinh : 27-10-1977 Chuyên ngành : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Phái : NAM Nơi sinh: HẢI DƯƠNG Mã số: 31.10.02 I/-TÊN ĐỀ TÀI : SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN PHÂN TÍCH SỰ CỐ MÓNG BÈ II/-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : 1.NHIỆM VỤ: Dùng phần mềm phần tử hữu hạn Plaxis phân tích ảnh hưởng thông số tính toán đến an toàn chịu tải móng bè, từ có giải pháp hợp lí tránh tượng cố từ lúc thiết kế 2.NỘI DUNG: PHẦN I: TỔNG QUAN Chương 1: Tổng quan PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU PHÁT TRIỂN Chương 2: Trạng thái ứng suất biến dạng môi trường đất-tổng quát hoá khái niệm học đất Chương 3: Mô hình đàn hồi dẻo cho đất phương pháp phần tử hữu hạn Chương 4: Các mô hình tính, thông số vật liệu đất phân tích toán PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chương 5:Kết luận kiến nghị III/- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : IV/-NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : V/-HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẨN VI/-HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS-CHÂU NGỌC ẨN : : 20-1-2003 6-9-2003 TS-CHÂU NGỌC ẨN TS-NGÔ TRẦN CÔNG LUẬN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày tháng năm 2003 PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN HooooooooI Qua thời gian dài học tập nghiên cứu, em thật thấy trưởng thành kiến thức khoa học chiều rộng lẫn chiều sâu Đặc biệt lónh vực xây dựng công trình đất yếu Điều có từ kiến thức sâu rộng mà giáo sư, tiến só đem lại cho em giảng suốt hai năm qua nói riêng tất học viên cao học nói chung Đó kiến thức thiếu giúp em hoàn thành luận văn thạc só Với điều với lòng tri ân sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn tất giáo sư, tiến só giành nhiều tâm huyết kinh nghiệm vào giảng để chúng tài liệu tham khảo quan trọng mà kiến thức q báu sử dụng chúng vào việc thiết kế công trình thực tế Và điều hiển nhiên luận văn có kết hôm phần lớn nhờ vào hướng dẫn tận tình thầy TS Châu Ngọc n với thầy TS Ngô Trần Công Luận Các thầy hường dẫn cho em hướng đắn giúp em vượt qua khó khăn gặp phải trình thực luận văn Em biết nói lời cảm ơn đáp lại tình cảm mà thầy giành cho em Với lòng biết ơn sâu sắc em xin cảm ơn thầy tất thầy giành cho em luận văn thạc só Em xin chân thành cảm ơn thầy GS TSKH Lê Bá Lương giành thời gian q báu để đọc luận văn em giúp em tìm sai xót gặp phải luận văn, đặc biệt trình học tập thầy giảng dạy giúp em hiểu rõ đất yếu phương pháp thí nghiệm đất tốt Em xin chân thành cảm ơn GS TSKH Nguyễn Văn Thơ người thầy giúp em hiểu rõ vấn đề thổ chất công trình đất góp phần cho em có thêm kiến thức để hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn phòng đào tạo sau đại học thầy giáo giảng dạy em suốt trình em học tập cao học ngành công trình đất yếu Con xin cảm ơn bố mẹ toàn thể gia đình động viên suốt thời gian theo học cao học thực luận văn thạc só Xin chân thành cảm ơn anh chị bạn lớp cao học công trình đất yếu bạn bè xa gần ủng hộ hoàn thành luận văn ABSTRACT In the situation that there are more and more costructions suffering damages just after they are erected or in their long-run, so we have to find out solutions to those problems The damages can be the shakedown of the structures or the foundation beds There are some reasons for those damages such as soil behaviors can hardly be identified from the beginning of the costruction process; those who are in charge of the constructions not comply with technical procedures; or changes of the working condition of the construction(time dependency) can not be included in cosideration in detail and so on Of the three main reasons mentioned above, the first oneand the third one have always made it difficult for designers to deal with by analytical methods which are still used in the present time because they are absolutely complicated Meanwhile, the finite element method and modern mathematical soil models have brought western engineers new ways of overcoming the difficulties They have been aplicated to practical designs for a long time and have been proved to be the appropriate and convinient solution Thus, this thesis is carried out to deeply understand soil-structure interaction behaviors of mat foudations under loads and in their long-run It is focused on doing characteristic research analyses by the finite element soft-ware called Plaxis to find out how the parameters affect the responses of soils so that designers can chose appropriate soil parameters and can identify, in advance, nearly all negative effects to the soils and structures And then most of possible damages can be halted before they come to existence The thesis includes five chapters below : Chapter - : Overall cosideration : A review of some popular calculation methods Chapter - : Stress and strain state in soil materials – generalization of some aspects of soil mechanics : doing research on some generalized aspects which have been using all over the world Chapter - : Elasto-plastic models for soil materials in the finite element method : doing research on material matrix for elasto-plastic problems Chapter - : Aplicable soil models, parameters for soil materials and analyses : doing research on such modern soil models as modified Mohr-Coulomb, soft-soil and Hardening-soil, finding parameters for analyses Chapter - : Conclusion and sugestions : making the conclusion and giving some main sugestions TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Trong trường hợp có ngày nhiều công trình gặp cố vừa xây dựng thời gian tồn chúng nên phải tìm giải pháp để khác phực cố Có nhiều nguyên nhân gây tượng cố : ứng xử đất xác định từ lúc khởi đầu trình xây dựng; người phụ trách công tác xây dựng không tuân thủ thủ tực kó thuật; hay thay đổi điều kiện làm việc công trình xây dựng xem xét cách tỉ mỉ nguyên nhân khác Trong số ba nguyên nhân đề cập bên nguyên nhân thứ thứ ba gây khó khăn cho nhà thiết kế họ dùng phương pháp giải tích phương pháp sử dụng phổ biến nguyên nhân phức tạp Trong phương phápphần tử hữu hạn cá mô hình đất tiên tiến mang lại cho nhà thiết kế phương tây các thức để vượt qua khó khăn nêu Chúng áp dụng vào công tác thiết kế tính toán thực hành thời gian dài minh chứng giải pháp thích hợp thuận tiện Luận văn thực nhằm hiểu sâu ứng xử tương tác đất kết cấu móng bè chịu tải thời gian chúng tồn Tác giả tập trung vào việc thực phân tích nghiên cứu ảnh hưởng đặc trưng lí lên kết câu móng phần mềm phần tử hữu hạn Plaxis nhằm tìm mức độ ảnh hưởng thông số lên ứng xử đất kết cấu móng để cuối nhà thiết kế lựa chọn thông số thích hợp cho đất xác định trước hầu hết ảnh hưởng tiêu cực lên công trình Và cuối dạng cố có chặn đứng trước chúng xảy Luận văn gồm năm chương sau : Chương - : Tổng quan : ôn lại số phương pháp tính toán phổ biến Chương - : Trạng thái ứng suất biến dạng môi trường đất, tổng quát hoá số khái niệm học đất : nghiên cứu vài khía cạnh tổng quát sử dụng giới Chương - : Mô hình đàn hồi dẻo cho đất phương pháp phần tử hữu hạn : nghiên cứu ma trận vật liệu cho toán đàn hồi dẻo Chương - : Các mô hình tính toán, thông số tính toán phân tích toán : nghiên cứu mô hình tính toán tiên tiến mô hình Mohr-Coulomb cải tiến, mô hình Soft-soil mô hình Hardening-soil, xác định thông số cho việc phân tích toán Chương - : Kết luận kiến nghị : đưa kết luận kến nghị yếu MỤC LỤC PHẦN I NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN CHƯƠNG -TỔNG QUAN 1.1 - TÌNH HÌNH TÍNH TOÁN MÓNG BÈ HIỆN NAY 1.2 - MÔ HÌNH NỀN ĐÀN HỒI CỤC BOÄ WINKLER .3 1.2.1 -LỜI GIẢI CHO MÔ HÌNH NỀN WINKLER 1.2.2 -LỜI GIẢI CHO DẢI DÀI VÔ HẠN .6 1.2.3 -DẢI VÔ HẠN CHỊU TẢI TẬP TRUNG .6 1.2.4 -DẢI VÔ HẠN CHỊU MOMENT TẬP TRUNG 1.2.5 -DẢI CHỊU TẢI PHÂN BOÁ 1.2.6 -LỜI GIẢI CHO DẢI BÁN VÔ HAÏN 1.2.7 -TÍNH TOÁN DẢI CÓ CHIỀU DÀI HỮU HẠN 11 1.3 - MÔ HÌNH BÁN KHÔNG GIAN ĐÀN HỒI TUYẾN TÍNH .15 1.3.1 -PHƯƠNG PHÁP CỦA GS.GOBUNOV-POXADOV 15 1.3.2 -PHƯƠNG PHÁP CỦA GS.I.A.XIMVULIDI .17 1.3.3 -PHƯƠNG PHÁP CỦA GS.JEMOSKIN 20 PHẦN II NGHIÊN CỨU ĐI SÂU PHÁT TRIỂN 23 CHƯƠNG –TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤTTỔNG QUÁT HOÁ CÁC KHÁI NIỆM TRONG CƠ HỌC ĐẤT 23 2.1 -TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT - BIẾN DẠNG TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT 23 2.1.1 -TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT 23 2.1.2 -TRẠNG THÁI BIẾN DẠNG 27 2.2 -TỔNG QUÁT HOÁ CÁC KHÁI NIỆM TRONG CƠ HỌC ĐẤT 30 2.2.1 -NÉN ĐẲNG HƯỚNG ĐẤT SEÙT 30 2.2.2 -NÉN MỘT CHIỀU ĐẤT SÉT 32 2.2.3 -ỨNG XỬ CỦA ĐẤT TRONG THÍ NGHIỆM BẰNG THIẾT BỊ BA TRỤC 34 2.2.4 -MẶT BIÊN GIỚI HẠN ROSCOE 36 2.2.5 -MẶT BIÊN GIỚI HẠN HVORSLEV .39 2.2.6 -MẶT BIÊN GIỚI HẠN TỔNG QUAÙT 42 2.2.7 -TÍNH ĐÀN HỒI CỦA ĐẤT BÃO HOÀ NƯỚC .43 2.2.8 -HỆ SỐ AN TOÀN TRONG NỀN CÔNG TRÌNH 45 CHƯƠNG -MÔ HÌNH ĐÀN HỒI DẺO CHO ĐẤT TRONG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 46 3.1 -TÍNH ĐÀN HỒI CỦA VẬT LIỆU ĐẤT 46 3.1.1 -TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG BA CHIỀU TỔNG QUÁT .47 3.1.2 -TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT PHẲNG 47 3.1.3 -TRẠNG THÁI BIẾN DẠNG PHẲNG 48 3.1.4 -TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG ĐỐI XỨNG TRỤC 48 3.2 -NHỮNG NGUYÊN LÍ BIẾN DẠNG DẺO ÁP DỤNG CHO VẬT LIỆU ĐẤT 48 3.2.1 -MẶT GIỚI HẠN CỦA VẬT LIỆU ĐẲNG HƯỚNG 49 3.2.2 -MẶT CHẢY DẺO .52 3.2.3 -CÔNG VÀ NĂNG LƯNG TIÊU TÁN DẺO 53 3.2.4 -ĐỊNH LUẬT CHẢY VÀ MẶT THẾ DẺO 54 3.2.5 -QUAN HỆ ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG THEO MÔ HÌNH ĐÀN HỒI DẺO 54 3.2.6 -DẠNG TỔNG QUÁT CỦA MA TRẬN VẬT LIỆU ĐÀN HỒI DẺO CHO VẬT LIỆU ĐẤT 55 3.3 -PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN TRONG CƠ HỌC ĐẤT .59 3.3.1 -PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN 59 3.3.2 -PHAÀN TỬ TAM GIÁC 60 3.3.3 -PHẦN TỬ KẾT CẤU 62 3.3.4 -PHẦN TỬ TIẾP XÚC .67 CHƯƠNG -CÁC MÔ HÌNH TÍNH, CÁC THÔNG SỐ CỦA VẬT LIỆU ĐẤT VÀ PHÂN TÍCH BÀI TOÁN 70 4.1 MÔ HÌNH MOHR-COULOMB, SOFT-SOIL, HARDENING-SOIL .70 4.2 -THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 75 4.2.1 -CHỈ SỐ NÉN VÀ CHỈ SỐ NỞ CỦA ĐẤT 75 4.2.2 -MODULE YOUNG CỦA ĐẤT VÀ HỆ SỐ POISSON .78 4.2.3 -GÓC MA SÁT TRONG VÀ GÓC GIÃN NỞ 79 4.3 -PHÂN TÍCH BÀI TOÁN BẰNG PHẦN MỀM PHẦN TỬ HỮU HẠN PLAXIS 81 4.3.1 -ẢNH HƯỞNG CỦA MODULE OEDEMETER 85 4.3.2 -ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ CỨNG MÓNG 89 4.3.3 -ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ POISSON 93 4.3.4 -AØNH HƯỞNG CỦA POP 97 4.3.5 -ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH CỐ KẾT 101 4.3.5.1 -Hardening-Soil 101 4.3.5.2 -SOFT-SOIL 105 4.3.6 -ẢNH HƯỞNG MODULE OEDEMETER TRONG TRƯỜNG HP KHÔNG THOÁT NƯỚC 111 4.3.7 -ẢNH HƯỞNG ĐỘ CỨNG MÓNG TRONG TRƯỜNG HP KHÔNG THOÁT NƯỚC 115 4.3.8 -ẢNH HƯỞNG CỦA MODULE OEDEMETER TRONG TRƯỜNG HP MỰC NƯỚC DÂNG CAO 117 4.3.9 -ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ POISSON NUYur TRONG TRƯỜNG HP MỰC NƯỚC DÂNG CAO 123 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 127 CHƯƠNG -KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 127 5.1 –KẾT LUẬN .127 5.2 –KIẾN NGHỊ 128 5.3 –HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP 129 MỞ ĐẦU XÁC LẬP NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Phương pháp phần tử hữu hạn ứng dụng rộng rãi việc thiết kế tính toán kết cấu bên Tuy nhiên nước ta lại quan tâm công tác thiết kế móng Việc nhà thiết kế thường dùng mô hình tính toán móng bè : Mô hình biến dạng đàn hồi cục Winkler có thông số độ cứng làm việc lò xo; Mô hình biến dạng đàn hồi đồng đẳng hướng Các mô hình đơn giản thiết kế tính toán lại chưa phản ánh thực chất tính đàn hồi dẻo vốn có đất kết thu không tránh khỏi sai biệt nhiều so với ứng xử thực đất Vậy khả số công trình thiết kế với hệ số vượt tải hệ số điều kiện làm việc theo tiêu chuẩn hành gặp cố hoàn toàn xảy Một số công trình sau bị cố cần giải pháp xử lí tốn mà không đạt kết mong đợi, chí vượt tổng giá trị đầu tư nên cần có mô hình mô tả gần thực tốt ứng xử đất chịu tải Tất nhiên mô hình áp dụng cho lời giả giải tích mà kết chúng cho dạng số theo phương pháp số đặc biệt phương pháp phần tử hữu hạn Qua tác giả thực đề tài “sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn phân tích cố móng bè” phần mềm phần tử hữu hạn Plaxis với mô hình đất tiên tiến để mô làm việc móng bè Thay vào việc phân tích cố cụ thể tác giả thực phân tích cho toán giả định nhằm tìm hiểu ảnh hưởng thông số lên tình hình phân bố nội lực móng bè ứng suất bên móng bè Từ kết ta hiểu rõ tình hình ứng xử suốt thơi gian tồn công trình nhằm có giải pháp hợp lí tránh cố từ lúc thực thiết kế kó thuật Cuối có phương pháp xác định thực nghiệm thông số mô hình sử dụng nhiều công tác thiết kế móng công trình giới, khả áp dụng chúng vào công tác thiết kế tính toán công trình nước ta Luận Văn Thạc Só Chương-1 PHẦN I NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN **************************************************************************** CHƯƠNG -TỔNG QUAN ********************************************************************** Nhiều tiến gần công nghệ máy tính kó thuật số mang đến cho người kó sư công cụ tính toán hiệu nhiều ngành không kể đến ngành xây dựng Với toán giá trị biên phức tạp phương pháp phần tử hữu hạn tỏ phương pháp tính hữu ích cho cán thiết kế ngành xây dựng đặc biệt toán học đất trước dương có khả thu lời giải giải tích Móng bè trường hợp nên với mô hình đề xuất ngày nhiều giúp cho việc thiết kế thuận lợi Các công trình xây dựng đặt lớp đất cứng, nửa cứng đá nói chung phần lớn công trình xây dựng Việt Nam lại đặt trực tiếp đất mềm yếu Do tác động tải trọng công trình đất bên có khả chịu biến dạng chuyển vị lớn Cho đến qui phạm ta qui định xem đất môi trường bán không gian đàn hồi tuyến tính đẳng hướng thực chất đất chịu tải trọng có biến dạng dư có tính chất không hồi phục Tính toán móng bè, nay, phận môn học tính toán kết cấu đàn hồi có xét đến tính chịu uốn móng Móng bè phân tích thành dải cột phân tích dầm đàn hồi(lúc xem dải móng làm việc toán phẳng) Vì tất phương trình thiết lập cho dầm xét trường hợp dải thay cho độ cứng kháng uốn dầm dộ cứng trụ Cho đến nước ta kó sư thường dùng phương pháp với giả thiết bán không gian đàn hồi tuyến tính đẳng hướng để tính toán móng bè Khi dải đặt đàn hồi phương trình vi phân đường đàn hồi dải thiết lập D d 4y = q( x ) − r ( x ) dx (1.1) Trong đó: D= EJ Eh = − ν 12 − ν ( ) : độ cứng trụ r(x) : áp suất tiếp xúc phản lực tác dụng lên dải hay tải trọng tác dụng lên đất Nguyễn Công Oanh Trang-1 Luận Văn Thạc Só Chương-4 0 10 12 14 16 18 20 -20 (kN/m2) AÙp lực nước lỗ -10 -30 -40 -50 -60 Toạđộ (m ) UndrainedD=40cm UndrainedD=50cm UndrainedD=60cm UndrainedD=70cm UndrainedD=80cm UndrainedD=90cm Biểu đồ 4-24 : nh hưởng độ cứng móng lên phân bố áp lực nước lỗ rống điều kiện không thoát nước Nguyễn Công Oanh Trang-116 Luận Văn Thạc Só Chương-4 4.3.8-ẢNH HƯỞNG CỦA MODULE OEDEMETER TRONG TRƯỜNG HP MỰC NƯỚC DAÂNG CAO 800 600 400 (kNm/m) Moment 200 0 10 12 14 16 18 20 -200 -400 -600 -800 Toạđộ (m ) NngE=6000kN/m2 NngE=12000kN/m2 NngE=18000kN/m2 NngE=30000kN/m2 NngE=84000kN/m2 NngE=Varied Nng-Softsoil Nng-Hardeningsoil NngE=42000kN/m2 Biểu đồ 4-25a : nh hưởng module Oedemeter lên moment trường hợp mực nước dâng cao Trong trường hợp không thoát nước với mô hình Mohr-Coulomb module Oedemeter ảnh hưởng đáng kể đến phân bố nội lực móng Module cao phân bố nội lực móng Khi module bé ta nhận thấy moment căng thớ Nguyễn Công Oanh Trang-117 Luận Văn Thạc Só Chương-4 đạt giá trị cực đại móng moment căng thớ đạt cực đại biên móng Mô hình Soft-soil Hardening-soil cho giá trị nội lực gần móng khác nhiều biên móng theo biểu đồ 4-25b thể theo tiết diện có moment cực trị 800 700 600 500 400 300 (kNm/m) Moment 200 100 x=15m x=17.5m -100 -200 -300 -400 -500 -600 -700 -800 X=0 X=2.5m x=5m x=7.5m x=10m x=12.5m x=20m Biểu đồ 4-25b : Biến thiên moment số tiết diện đặc biệt Nguyễn Công Oanh Trang-118 Luận Văn Thạc Só Chương-4 0 10 12 14 16 18 20 -50 Áp suất tiếp (kN/m2) -100 -150 -200 -250 -300 -350 Toạđộ (m NngE=6000kN/m2 NngE=12000kN/m2 NngE=18000kN/m2 NngE=30000kN/m2 NngE=84000kN/m2 NngE=Varied NngSoftsoil NngHardeningsoil NngE=42000kN/m2 Biểu đồ 4-26a : nh hưởng module Oedemeter lên áp suất tiếp xúc trường hợp mực nước dâng cao Nguyễn Công Oanh Trang-119 Luận Văn Thạc Só Chương-4 -25 -50 -75 -125 (kN/m2) Áp suất tiếp -100 -150 -175 -200 -225 -250 -275 -300 -325 x=0 x=2.5m x=5m x=7.5m x=10m x=12.5m x=15m x=17.5 x=20m Biểu đồ 4-26b : Biến thiên áp suất tiếp xúc số tiết diện đặc biệt Nguyễn Công Oanh Trang-120 Luận Văn Thạc Só Chương-4 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 (m) Chuyeån v 0.05 -0.05 10 12 14 16 18 20 -0.1 -0.15 -0.2 -0.25 -0.3 -0.35 -0.4 -0.45 -0.5 -0.55 Toạđộ (m ) NngE=6000kN/m2 NngE=12000kN/m2 NngE=18000kN/m2 NngE=30000kN/m2 NngE=42000kN/m2 NngE=84000kN/m2 Series7 NngE=Varied NngSoftsoil NngHardeingsoil Biểu đồ 4-27 : nh hưởng module Oedemeter lên chuyển vị móng trường hợp mực nước dâng cao Khi mực nước dâng lên đất lúc tình trạng dỡ tải nên module Oedemeter ảnh hưởng lớn đến chuyển vị móng Với mô hình Mohr-Coulmb đất nở nhiều module bé điều không thực tế Ta thấy tình hình chuyển vị mô hình Soft-soil Hardening-soil dường hợp lí hai mô hình dùng module nén ban đầu nén lại-dỡ nén khác chi phối hai trình khác Nguyễn Công Oanh Trang-121 Luận Văn Thạc Só Chương-4 Biến đổi vùng biến dạng dẻo trường hợp mực nước dâng cao mô hình Mohr-Coulomb-E=6000 Biến đổi vùng biến dạng dẻo trường hợp mực nước dâng cao mô hình Mohr-Coulomb -E=Varied Biến đổi vùng biến dạng dẻo trường hợp mực nước dâng cao mô hình Soft-Soil Hình 4-11 : Biến đổi vùng biến dạng dẻo mực nước dâng cao Nguyễn Công Oanh Trang-122 Luận Văn Thạc Só Chương-4 4.3.9-ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ POISSON NUYur TRONG TRƯỜNG HP MỰC NƯỚC DÂNG CAO 500 400 300 200 (kNm/m) Moment 100 0 10 12 14 16 18 20 -100 -200 -300 -400 -500 -600 Toạđộ (m ) NUYur=015 NUYur=020 NUYur=025 NUYur=030 NUYur=035 Biểu đồ 4-28 : nh hưởng hệ số poisson NUYur lên moment móng trường hợp mực nước dâng cao(Hardening-soil) Hệ số poisson NUYur ảnh hưởng không nhiều đến nội lực theo biểu đồ 4-28 áp suất tiếp xúc móng theo biểu đồ 4-29 trường hợp mực nước dâng cao nhiên ảnh hưởng đáng kể đến chuyển vị móng theo biểu đồ 4-30 Nguyễn Công Oanh Trang-123 Luận Văn Thạc Só Chương-4 0 10 12 14 16 18 20 -100 (kN/m2) Á suất tiếp -50 -150 -200 -250 Toạđộ (m ) NUYur=015 NUYur=020 NUYur=025 NUYur=030 NUYur=035 Biểu đồ 4-29 : nh hưởng hệ số poisson NUYur lên áp suất tiếp xúc trường hợp mực nước dân cao(Hardening-soil) Nguyễn Công Oanh Trang-124 Luận Văn Thạc Só Chương-4 0 10 12 14 16 18 20 -0.05 -0.1 -0.15 (m) Chuyeån v -0.2 -0.25 -0.3 -0.35 -0.4 -0.45 -0.5 -0.55 Toạđộ (m ) NUYur=015 NUYur=020 NUYur=025 NUYur=030 NUYur=035 Biểu đồ 4-30 : nh hưởng hệ số poisson NUYur lên chuyển vị móng trường hợp mực nước dâng cao(Hardening-soil) Nguyễn Công Oanh Trang-125 Luận Văn Thạc Só Chương-5 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CHƯƠNG -KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ********************************************************************************************************** 5.1 –KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu tổng quan nghiên cứu sâu phát triển tác giả rút kết luận sau : ¾ Module Oedemeter có ảnh hưởng lớn đến tình hình phân bố nội lực kết câu móng lại thông số khó xác định với mô hình Mohr-Coulomb module mô hình hoàn toàn có tính chất đàn hồi định luật Hook hoàn toàn chất loại đất không thay đổi Khi đất chịu tải tức thời hay chịu tải lâu dài hay mực nước dâng cao ngập úng tạm thời module Oedemeter chi phối hoàn toàn phân bố moment áp suất tiếp xúc đáy móng bè Trong trường hợp mực nước dâng cao tạm thời phân tố đất hoàn toàn giống chịu dỡ tải mô hình hoàn toàn tuân theo định luật Hook trước phá hoại nên rõ ràng module Oedemeter thông số đầu vào cưc kì quan trong trường hợp sử dụng mô hình Mohr-Coulomb Nếu mô hình Soft-soil hay mô hình Hardening-soil sử dụng hoàn toàn phân biệt module nén nguyên sơ module nén lại nên đơn giản việc xác định thông số độ cứng Và ta biết module lại biến thiên theo cấp áp suất tác dụng có hai mô hình tác giả sử dụng Soft-soil Hardening-soil, nến sử dụng Mohr-Coulomb thông số phải đại diện cho toàn vùng xét toán ¾ Độ cứng kế cấu móng ảnh hưởng nhiều đến tình hình phân bố nội lực kết cấu móng lại thông số thay đổi nhân tạo cách dễ dàng nên nói chung không phài thông số định ứng xử kết cấu móng bè nhiều Theo kết phân tích nhận thấy với móng có độ cứng lớn nội lực kết câu móng phân bố không Trong trường hợp không thoát nước moment biến đổi nhiềuvề giá trị tuyệt đối tiết diện biên móng từ giá trị độ cứng nhỏ đến giá trị độ cứng lớn Nguyễn Công Oanh Trang-127 Luận Văn Thạc Só Chương-5 ¾ Hệ số poisson biến thiên khoảng 0.15-0.35 lại thông số ảnh hưởng đến tình hình phân bố nội lực móng trường hợp gia tải trường hợp dâng cao mực nước tạm thời lại nhân tố ảnh hưởng đến module dỡ tải tác động lớn đến chuyển vị trường hợp mực nước tạm dâng cao ¾ p suất tải (pre-overburdened pressure) thông số đại diện cho cố kết trước giai đoạn gia tải thân ảnh hưởng đến vị trí mặt tải trọng mô hình tiên tiến Soft-soil Hardening-soil tác động không nhỏ đến tình hình phân bố nội lực kết cấu móng vị trí móng biên móng theo kết phân tích biểu đồ 4-8b 4-9b chương bên ¾ Quá trình cố kết theo mục 4.3.5 chương cho kết hoàn toàn trái ngược tải trọng tức thời trình cố kết Kết cấu móng chịu nội lực biến thiên mạnh liên tục chí có tiết diện chịu moment hoàn toàn đổi dấu, nhỏ moment dương cực trị moment âm ngược lại Và giá trị nội lực thay đổi lớn theo biể đồ 4-14 biểu đồ 4-17 chương bên 5.2 –KIẾN NGHỊ ¾ Nên áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn vào công tác thiết kế móng công trình nói chung không riêng việc thiết kế tính toán móng bè Đồng thời áp dụng mô hình tiên tiến phù hợp với đất Mohr-Coulomb hay Hardening-soil hay Soft-soil mà không mô hình có ý nghóa mặt sức bền kết cấu thời sử dụng ¾ Thận trọng việc lựa chọn thông số độ cứng tính toán cho đặc biệt mô hình Mohr-Coulomb thông số nên kiểm tra cách phân tích ngược kết thí nghiệm có sẵn thí nghiệm nén cố kết hay thí nghiệm nén đơn trước đưa vào phân tích thiết kế kó thuật để có thông số chuẩn ¾ Chủ động can thiệp nhân tạo vào giá trị độ cứng móng để nội lực phân phối tránh tình trạng nội lực dồn móng hay dồn biên móng ¾ p dụng biểu đồ bao nội lực có kể đến trình cố kết tức xét đến yếu tố thời gian thiết kế tính toán móng bè móng bè Nguyễn Công Oanh Trang-128 Luận Văn Thạc Só 5.3 Chương-5 –HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP ¾ Nghiên cứu phương pháp chuẩn bị thông số cho mô hình tính toán công tác thiết kế móng công trình việc lựa chọn thông số dễ dàng thuận tiện việc áp dụng vào thiệt kế thực hành ¾ Nghiên cứu thống kê thông số tương ứng với áp suất hữu hiệu cho đất laọi sét điều kiện Việt Nam ¾ Nghiên cứu ảnh hưởng trình từ biến vào việc tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn cho đất loại sét điều kện Việt Nam Khả áp dụng mô hình Soft-soil-creep vào thiết kế thực hành móng công trình ¾ Nghiên cứu ảnh hưởng trình thi công móng bè với tầng hầm lên áp suất đất lên tường tầng hầm Nguyễn Công Oanh Trang-129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1/- Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Hữu Kháng, Uông Đình Chất (1996) Nền móng công trình xây dựng dân dụng công nghiệp Nhà Xuất Bản Xây Dựng 2/- Vũ Công Ngữ (1982) Tính toán móng nông Nhà Xuất Bản Khoa Học Kó Thuật 3/- Xưtovit, N.A (1983) Cơ học đất Bản dịch tiếng Việt Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp Hà Nội 4/- Fadeev, A.B (1995) Phương pháp phần tử hữu hạn địa học Bản dịch tiếng Việt Nhà Xuất Bản Giáo Dục 5/- George, E.Mase (1995) Cơ học môi trường liên tục Bản dịch tiếng Việt Nhà Xuất Bản Giáo Dục 6/- Jemoskin, B.N, Xinhixưn, A.P (1971) Các phương pháp thực hành tính toán dầm đàn hồi Nhà Xuất Bản Khoa Học Kó Thuật Bản dịch tiếng Việt 7/- Whitlow, R (1990) Cơ học đất Bản dịch tiếng Vieät 8/- Atkinson, J.H (1993) An introdution to critical state soil mechanics and foundation McCraw Hill Book Company Europe 9/- Atkinson, J.H and Bransby, P.L (1982) The mechanics of soils McGraw Hill Book Company 10/- Britto, A.M and Gunn, M.J (1987) Critical state soil mechanics via finite elements Ellis Horwood Limited 11/- Chen, W.F and Han, D.J (1988) Plasticity for structural engineers SpringerVerlag New York Inc 12/- Bowles, J.E (1988) Foudation analyses and design McGraw Hill Book Company 13/- Duncan, J.M, Peter Byrne, Wong, Kai.S and Philip Mabry (1980) Strength, tress- strain and bulk modulus parameters for finite element analyses of stresses and movements in soil masses University of California Berkerley 14/- Prevost, J.H and Popescu, R costitutive relation for soil material Deparment of Civil Engineering and Operation Research Priceton University New Jersey 15/- Parry, R.H.G (1971) Tress-strain behavior of soils Proceeding of Roscoe memorial symposium Cambridge University Press 16/- Schofield, A.N, Gunn, M.J, Man, N.C and Chandler, R (1997) A four-day course on critical state soil machanics and sage crisp Trường Đại Học Thuỷ Lợi Hà Nội 17/- Wood, D.M (1992) Interpretation of critical state and elasto-plastic models for soil AIT 18/- Wood, D.M (1994) Soil behaviors and critical state soil mechanics Cambridge University Press 19/- Zienkiewics, O.C and Pande, G.N (1982) Soil mechanics-transient and cyclic loads John Wiley and Sons 20/- Zienkiewics, O.C (1977) The finite element method McGraw Hill Book Company TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN Họ tên : Nguyễn Công Oanh Ngày, tháng, năm sinh : 27-10-1977 Nơi sinh : HẢI DƯƠNG Địa liên lạc : 1456 Phạm Thế Hiển, Phường 5, Quận 8, Thành Phố Hồ Chí Minh Điện thoại : 089810080 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1995-2000 : Học Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội chuyên ngành xây dựng dân dụng công nghiệp hệ qui dài hạn 1995-1999 : Học Trường Đại Học Ngoại Ngữ Hà Nội chuyên ngành tiếng Anh hệ chức 2001-2003 : Học Viên Cao Học Tại Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC 2000-2001 : Cán kó thuật Công Ty Xây Dựng Và Tư Vấn Đầu Tư Tổng Công Ty Cao Su ... áp dụng cho lời giả giải tích mà kết chúng cho dạng số theo phương pháp số đặc biệt phương pháp phần tử hữu hạn Qua tác giả thực đề tài ? ?sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn phân tích cố móng bè? ??... 31.10.02 I/-TÊN ĐỀ TÀI : SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN PHÂN TÍCH SỰ CỐ MÓNG BÈ II/-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : 1.NHIỆM VỤ: Dùng phần mềm phần tử hữu hạn Plaxis phân tích ảnh hưởng thông số tính... thiết kế họ dùng phương pháp giải tích phương pháp sử dụng phổ biến nguyên nhân phức tạp Trong phương phápphần tử hữu hạn cá mô hình đất tiên tiến mang lại cho nhà thiết kế phương tây các thức