b) Thay vữa nhẹ (sét) bằng vữa X-S-C
2.3. Phần mềm áp dụng trong tính toán công trình ngầm thi công bằng phương pháp tường trong đất [22, 23]
phương pháp tường trong đất. [22, 23]
Plaxis là một phần mềm PTHH đặc biệt dành cho việc tính toán biến dạng và ổn định của các công trình địa kỹ thuật. Các bài toán địa kỹ thuật yêu cầu tiến tới xây dựng các mô hình và mô phỏng ứng xử theo thời gian của các loại đất. Do đất là vật liệu nhiều pha, các quá trình đặc biệt yêu cầu phải giải quyết cùng với áp lực nước lỗ rỗng thủy tĩnh và không phải thủy tĩnh trong
đất. Plaxis được trang bị các tính năng đặc biệt để giải quyết một số khía cạnh của các kết cấu địa kỹ thuật phức tạp.
Cấu trúc của Plaxis gồm 4 môđun sau:
- Môđun đầu vào (Input): Nó cho phép người sử dụng tạo ra lưới PTHH, xác định các thông số cơ lý của đất, thiết lập các điều kiện hiện trường, tải trọng, mô phỏng các giai đoạn thi công, các kết quả quan trắc địa kỹ thuật...
- Môđun tính toán (Calculations): Môđun này dùng để thực hiện các quá trình tính toán các giai đoạn thi công.
- Môđun đầu ra (Output): Môđun này thực hiện tính toán để thể hiện các biểu đồ, các đường đồng mức, các thành phần ứng suất – biến dạng của đất nền và nội lực của các phần tử kết cấu như mômen, lực cắt, lực dọc, biến dạng... - Môđun vẽ đồ thị (Curves): Môđun này dùng để chuyển đổi các kết quả tính toán được từ môđun tính toán sang dạng đồ thị để xem xét đánh giá. 2.3.1. Phạm vi áp dụng
Chương trình được ứng dụng vào các bài toán về mái dốc, hố đào, giao thông, đường tàu điện ngầm và các công trình ngầm khác. Chương trình Plaxis cho phép xác định trạng thái ứng suất – biến dạng của bản thân kết cấu (vỏ công trình ngầm và các phần tử liên quan), đất nền xung quanh và các quá trình tương tác giữa đất nền, kết cấu bên trên và kết cấu công trình ngầm.
Chương trình có thể tính toán các dạng bài toán sau: - Bài toán phẳng 2D
- Bài toán đối xứng trục.
- Bài toán không gian 3D dùng cho việc mô tả trạng thái ứng suất biến dạng trong các giai đoạn thi công thực tế theo không gian kể cả các phương pháp thi công hiện đại.
- Các mô hình đất nền đa dạng có kể đến quá trình thoát nước, không thoát nước, cố kết và từ biến. Mô tả được sự hình thành khe nứt giữa đất và kết cấu trong quá trình làm việc nhờ phần từ tiếp xúc.
- Bài toán động (đóng cọc, động đất và các dạng tải có chu kỳ khác) dùng cho bài toán phẳng.
2.3.2. Các dạng mô hình được thiết lập sẵn trong Plaxis 2.3.2.1. Mô hình kết cấu
* Phần tử dầm (beam):
- Phần tử này tương tự phần tử kết cấu dầm trong SAP.
- Phần tử này xem quan hệ ứng suất biến dạng là đàn hồi tuyến tính. - Kết quả đưa ra nội lực ở dạng trị số và biểu đồ mômen, lực cắt, lực dọc, các loại chuyển vị theo các phương.
* Phần tử neo (node to node):
- Phần tử này dùng để mô phỏng sự làm việc của neo trong đất hoặc thanh chống của tường kết cấu chắn giữ.
- Mô hình làm việc dạng thanh kéo/nén dọc trục.
- Kết quả đưa ra là các giá trị lực dọc và chuyển vị theo các phương. * Phần tử tường và hầm (diapharagm walls, tunnel):
- Phần tử này mô phỏng được quá trình thi công tường/hầm ngầm theo phương pháp đào mở hoặc đào ngầm.
- Phần tử này cho phép tính toán kết cấu tường vỏ hầm dạng hình tròn, chữ nhật hoặc tổ hợp các dạng hình học khác kể cả cung tròn.
- Kết quả đưa ra nội lực ở dạng trị số và biểu đồ mômen, lực cắt, lực dọc, các loại chuyển vị theo các phương.
* Phần tử vải địa kỹ thuật (geotextile):
- Đây là loại vật liệu làm cốt đất để phục vụ gia cố nền. - Mô hình làm việc kéo dọc trục.
2.3.2.2. Mô hình đất nền - Đàn hồi tuyến tính
- Đàn hồi – dẻo (Mohr – Coulomb). - Mô hình tái bền của đất (Hardening Soil)
- Mô hình cho đất yếu (Soft soil)
- Mô hình đất yếu có kể tới từ biến (Soft soil creep) 2.3.3. Các số liệu đầu vào và đầu ra khi tính toán
2.3.3.1. Các số liệu đầu vào
- Điều kiện biên về chuyển vị: bao gồm chuyển vị ngang, chuyển vị đứng, chuyển vị xoay, chuyển vị cưỡng bức.
- Điều kiện biên về áp lực nước lỗ rỗng: các áp lực nước lỗ rỗng có thể được thiết lập cho các vùng đất nền ở các giai đoạn tính khác nhau theo kết quả quan trắc trong quá trình thi công.
- Các tải trọng: gồm lực tập trung, lực phân bố và lực gia tải trước trong các phần tử dầm mô phỏng thanh chống hoặc neo có gia tải.
2.3.3.2. Các số liệu đầu ra
- Các dạng ứng suất gồm ứng suất lệch và các ứng suất chính để tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất.
- Các trạng thái biến dạng thể hiện bằng lưới biến dạng gồm các chuyển vị ngang và lún tại điểm cần xem xét để đánh giá mức độ ổn định.
- Các dạng áp lực nước lỗ rỗng. - Chú giải cho tất cả các hình vẽ.
Chương III- Phân tích, khảo sát sự làm việc của tường trong đất trong thi công hầm vượt
và tính toán kết cấu vỏ hầm vượt