7. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
3.2.3. Kết quả tính toán và phân tích dữ liệu
Mô hình gổm 10890 phần tử 15 nút, có 10 Phase thi công. Tổng thời gian thi công là 737 ngày. Thời gian tính toán cho tất cả 9 bước thi công là 2h37’. Sau khi tính toán ta có các kết quả như sau
-5
4-
56
Hình 3.35 Chuyển vị ngang tường chắn hố đào sâu trong Mô hình Plaxis 3D Foundation
-5
Hình 3.36Chuyển vị khi đào xuống -1.75 trong Mô hình Plaxis 3D Foundation
-5
Hình 3.37 Chuyền vị khi đào xuống -8.1 trong Mô hình Plaxis 3D Foundation -5 7- 52 5 2-
Hình 3.38 Chuyền vị khi đào xuống -15.2 trong Mô hình Plaxis 3D Foundation
-5
-5
(g) No.5 (h) No.5 (i) No.6
Biểu đồ 3.3Kết quả so sánh quan trắc và tính toán bằng Plaxis
-6
Từ Hình 3 .35 ta thấy hình dạngxu hướng chuyển vị ngang của tường trong hố đào sâu. Chuyển vị lớn ngang lớnnhất nằm ở vị trí giữa của các đoạn tường. Và vị trí chuyển vị ngang lớn nhất theo chiều sâu (Hình 3 .35-b) cũng ở vị trí cố định gần đáy củabước đào sâu.
Hình 3 .36-a– Khi đào đến -1.75m các tải công trình xung quanh bắt đầu chuyển ứng suất vào tường, ứng xuất chuyền vào các ví trí bụng tường. Nhưng tương đối nhỏ, vì độ lệch ứng suất hai bên tường chưa lớn. Kết quả là tường bắt đầu chuyển vị vào phía trong (Hình 3 .36-b). Vị trí chuyển vị ngang lớn nhất theo độ sâu của tường chắn nằm ở -0.55m. So sánh vị trí đó ở quan trắc là -1m
Hình 3 .37-a – Khi đào tiếp tục đến -8.1m ứng suất do tải công trình xung quanh bắt đầu chuyển nhiều hơn vào các vị trí tường. Ví trí chuyển vị ngang lớn nhất theo độ sâu của các tường được dời xuống độ sâu -7.99m. Tương ứng với quan trắc lúc này là -9.5m.
Hình 3 .38-a – Khi thực hiện bước đào cuối cùng đến -15.2m. Ứng suất do công trình lân cận tác dụng lớn nhất hướng về các vị trí bụng tường, các đoạn tường ngắn và dường như bỏ qua các vị trí góc vát của chu vi tường hố đào. Nguyên nhân là do độ cứng ở các vị trí đó rất lớn.
Từ các hình dạng như trên ta thấy cần chú ý ở các vị trí giữa của các đoạn tường dài phải gia cường các thanh chống tốt. Nếu không có điều kiện để mô phỏng công trình bằng 3D để thấy được các vị trí nguy hiểm này. Thì khi mô phỏng bằng 2D ta nên chọn các vị trí này để mô phỏng cho trường hợp nguy hiểm nhất. Các vị trí chuyển vị ngang lớn nhất theo độ sâu chỉ phụ thuộc vào độ sâu bước đào. Khi thay đổi modulus chuyển vị ngang lớn nhất chỉ di chuyển trên một mặt phẳng cố định. (Biểu đồ 3 .11)
Ở độ sâu này khi modulus thay đổi tăng hay giảm thì giá trị chuyển vị ngang lớn nhất tăng giảm theo nhưng cùng nằm trên một mặt phẳng. Với nhận xét trên cần nghiên cứu nhiều hơn để có thể đưa ra vị trí đặt thanh chống tốt nhất khi thi công hố đào sâu. Nên khi thiết kế thanh chống cho hố đào cần chú ý đến các vị trí trên.
Biểu đồ 3.11 Vị trí chuyển vị lớn nhất theo chuyển sâu phụ thuộc vào độ sâu đào (Quan trắc và tính toán Plaxis)
Biểu đồ 3 .3 là chuyển vị ngang ban đầu khi chưa thay đổi modulus gồm quan trắc và tính toán của tất cả 9 điểm quan trắc trên công trình. Về hình dạng tính toán ban đầu khi chưa thay đổi modulus bằng chương trình Plaxis cho kết quả khá tốt. Ở điểm 7 quan trắc gặp trục trặc nên số liệu chỉ dừng lại ở -13m nhưng tính toán vẫn cho xu hướng khá tốt. Có thể dự đoán được các chuyển vị bên dưới của điểm 7. Còn ở điểm 8 có lẽ do là đoạn tường dài nhất chịu ảnh hưởng cục bộ của các thiết bị thi công chưa xét đến trong quá trình tính Plaxis nên biểu đồ cơ bản chỉ thể hiện được hình dạng. Ở đây chọn điểm 9 có hình dạng chuyển vị rõ ràng nhất để hiệu chỉnh tính toán tiếp. Bên cạnh đó khi xét 48 trường hợp trên vẫn xử lý số liệu để đánh giá chuyển ở các điểm khác.
Kết quả nhận được ở Biểu đồ 3 .4 cho bước đào đến độ sâu -1.75m. ta thấy khi chưa thay đổi modulus là đã đủ cho chuyển vị gần sát với quan trắc. Cụ thể là hệ số α tương ứng lúc này ở 3 lớp là (250-300-1200). Rất phù hợp với các nghiên cứu trước đó. Hệ số α= (200-500) cho sét mềm và α =(600- 1600) cho sét cứng.
ở 3 lớp là (200-150-1000). Ta thấy ảnh hưởng nhiều ở lớp 2 và lớp 3 giảm mạnh.
Biểu đồ 3 .8cho bước đào đến độ sâu -15.2. Hệ số α tương ứng lúc này ở 3 lớp là (200-150-800). Ở bước đào này chỉ còn ảnh hưởng đến modulus của lớp 3.
Biểu đồ 3.12 Sự Biến thiên modulus Eu theo độ sâu của từng lớp đất.
giảm modulus đàn hồi và hệ số α khi chiều sâu đào càng tăng. Đúng theo các dự đoán ban đầu của đề tài. Và từ các trường hợp tính toán trên ta có được Biểu đồ 3 .13thể hiện biến dạng càng tăng thì modulus đàn hồi của các lớp đất càng giảm. Giảm chậm ở biến dạng nhỏ và giảm nhanh ở biến dạng lớn. Biến dạng tính theo độ sâu đào
Đề xuất hệ số α hiệu chỉnh phụ thuộc chiều sâu đào cho tường DW, cho đất sét biển ở Bangkok. Các phương trình (3.1) và (3.2) này thiết lập dựa vào Biểu đồ 3.14
h=14.283.ln(α)-83.215 với R² = 0.7216 cho đất sét mềm (3.40) h=33.122.ln(α)-236.7 với R² = 0.9993 cho đất sét cứng (3.41)
3.3. KẾT LUẬN
Plaxis cho kết quả tốt nhất ở bước đào -1.75m. Nhưng khi các bước thi công đào tiếp theo modulus các lớp đất bắt đầu giảm làm cho tính toán của Plaxis không chính xác nữa.
Hệ số α thay đổi theo hướng giảm dần khi chiều sâu đào các lớp đất càng tăng. Phù hợp với các nghiên cứu trước đó và thực nghiệm.
Đối với sét mềm α thay đổi từ 150-300. Đối với sét cứng α thay đổi từ600-12 000cho công trình thi công top-down, loại tường DW.
Chuyển vị ngang lớn nhất tìm thấy ở các đoạn tường dài và ít gặp ở các góc vát của công trình. Tâm chuyển vị ngang lớn nhất này dời xuống từ từ theo độ sâu các bước đào. Ứng xử “Undrained” và thực hiện theo Phương pháp B của Harry Tan là có khả năng ứng dụng.
Mô hình Morh-coulumb (MC) vẫn cho kết quả phân tích tốt chuyển vị của tường trong hố đào sâu ở mô phỏng 3D. Việc dựng mô hình 3D ứng với địa chất của Việt Nam là có thể thực hiện được trong điều kiện khảo sát địa chất thiếu thốn vì sử dụng mô hình MC4.
modulus cung cấp cho Plaxis dự báo được chuyển vị ở bước đào (h5) tương ứng.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. KẾT LUẬN
Việc mô hình hoá đầy đủ quá trình thi công hố đào sâu bằng cách sử dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation 1.6 là có thể thực hiện và cho kết quả đáng tin cậy. Tuy nhiên để kết quả chuyển vị của tường tương thích với giá trị quan trắc thì cần phải điểu chỉnh hệ số modulus của đất giảm dần qua các bước đào. Kết quả nghiên cứu đạt được
Bảng 4.11 Bảng tổng kết quả nghiên cứu
Bước đào Modulus Eu (kN/m2) Sét dẻo mềm Sét pha nửa cứng Sét phacứng đến rất cứng Đào xuống -1.75 250Su 300Su 1200Su Đào xuống -8.10 200Su 150Su 1000Su Đào xuống -15.2 200Su 150Su 800Su
- Hệ số α đối với sét mềm α thay đổi từ 150-300.Đối với sét cứng α
thay đổi từ 600-1 200 cho phương pháp thi công top-down, loại tường DW. - Đề xuất hệ số α hiệu chỉnh modulus theo thuộc chiều sâu đào cho tường DW của đất sét biển ở Bangkok thi công theo phương pháp top-down.
R² = 0.7216 cho đất sét mềm (4.1)
R² = 0.9993 cho đất sét cứng (4.2)
Từ công thức (4.1) và (4.2) khi ta có cấp độ sâu hố đào có thể suy ra hệ số hiệu chỉnh α cho các lớp đất để Plaxis có thể dự báo chính xác chuyển vị của hố đào sử dụng tường DW.
Ngoài ra từ các kết quả phần tích khi điều chỉnh modulus của đất có được một số kết quả phụ như sau
- Chuyển vị của tường.
+ Ở các góc cạnh giao hai tường của hố đào có chuyển vị thấp nhất. + Ở các đoạn tường ngắn có mức độ chuyển vị thấp và ít nguy hiểm hơn các đoạn tường dài.
+ Chuyển vị lớn nhất xuất hiện ở bụng của tường. Cần chú ý khi thi công thanh chống ở các vị trí trên.
+ Bng chuyển vị lớn nhất của cả quan trắc và Plaxis là cố định (Quan trắc: -1.5, -9.5, -11.5 và Plaxis: -0.55, -7.99, -10.36 – tương ứng với 3 bước đào)
- Quá trình mô phỏng và dự đoán chuyển vị tổng thể của tường chắn hố đào sâu bằng phần mềm Plaxis 3D Fountion đã rút ngắn được thời gian mô phỏng so với sử dụng mô hình 2D vì phải tiến hành mô phỏng mặt cắt ở nhiều vị trí khác nhau để dự báo chuyển vị. Mô phỏng 2D thường chọn vị trí nguy hiểm để mô phỏng. Qua mô phỏng 3D ta có thể thấy trực quan về các ví trì nguy hiểm đó làm kinh nghiệm cho vị trí mặt cắt mô phỏng ở Plaxis 2D.
4.2. HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài vẫn còn những hạn chế sau
- Trong quá trình mô phỏng, thời gian tính toán mô hình khá lâu và việc xây dựng mô hình còn gặp nhiều lỗi.
tổ hợp trong mô hình 3D của luận án là khá nhiều. Đòi hỏi việc phân tích và xử lý số liệu gặp nhiều khó khăn và dễ nhầm lẫn. Cần xây dựng quy trình xử lý số liệu thật khoa học để giảm được các thiếu xót trong quá trình xử lý số liệu tính toán.
- Đề tài chỉ xét đất nền ở một dự án nên các trường hợp ở điều kiện địa chất khác. Đề tài cần hướng tới, vì có thể sẽ có những điều chỉnh cần thiết để mô phỏng tốt hơn.