Khảo sát ảnh hưởng của nước ngầm, chiều dày của tường trong đất

b) Thay vữa nhẹ (sét) bằng vữa X-S-C

3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nước ngầm, chiều dày của tường trong đất

3.2.1.ảnh hưởng của mực nước ngầm đến nội lực trong kết cấu

Thành phố Nam Định là một trong những thành phố có mực nước ngầm cao ở nước ta, do đó trong quá trình xây dựng các công trình ngầm thì việc xem xét ảnh hưởng của mực nước ngầm đến quá trình thi công, sử dụng cũng như đến sự làm việc của kết cấu công trình ngầm là hết sức cần thiết. Do đó trong phần này sẽ xem xét ảnh hưởng của mực nước ngầm đến sự làm việc của kết cấu bằng cách thay đổi mực nước ngầm bằng cách thay đổi mực nước ngầm từ độ sâu của mực nước ngầm từ 0  6m để xem sét ảnh hưởng của mực nước ngầm đến kết quả nội lực trong kết cấu. Tính cho các trường hợp mực nước ngầm thay đổi 1m cho ta quy luật biến thiên của mômen uốn lớn nhất, lực cắt lớn nhất và chuyển vị lớn nhất như sau:

M = 3,3246h2 - 46,964h + 269,24 (KNm)

δ = 0,3226h2- 4,6702h + 27,186 (mm)

Q = 2,92h2- 46,08h + 296,02 (KN)

Trong đó: M,δ, Q- Mômen uốn, chuyển vị, lực cắt lớn nhất của tường chắn h- Cao độ mực nước ngầm so với đáy hố đào

Hình 3.12- Quan hệ giữa chuyển vị và mực nước ngầm

Hình 3.14- Quan hệ giữa mômen và mực nước ngầm

3.2.2.ảnh hưởng của chiều dày tường đến nội lực trong kết cấu

Chi phí khi xây dựng công trình hầm vượt nói riêng và công trình tường trong đất nói chung là rất lớn. Điều quan trọng là người thiết kế và thi công phải tính toán sao cho kết cấu chắn giữ đạt được khả năng chịu lực phù hợp để tăng hiệu quả kinh tế, hạ giá thành trong thi công xây dựng. Vì thế ta cần nghiên cứu tìm ra mối quan hệ giữa nội lực và chuyển vị với sự thay đổi của chiều dày tường 3.2.2.1.ảnh hưởng của chiều dày tường tính theo Matlab

Kết quả tính toán theo Matlab cho thấy khi chiều dày tường thay đổi từ (0,5  1)m thì giá trị chuyển vị, mômen, lực cắt cũng thay đổi theo cụ thể:

+ Tại chân tường và thân tường giá trị chuyển vị ngang đều giảm. Giá trị chuyển vị ngang lớn nhất tại thân tường giảm từ 9,60cm xuống 2,27cm.

+ Tại đỉnh tường, đáy hố đào giá trị lực đều giảm. Giá trị lực cắt lớn nhất tại đáy hố đào giảm từ 260,33KN xuống 251,02KN.

+ Tại thân tường giá trị mômen dương lớn nhất tăng từ 138,04KNm lên 167,30KNm còn tại phần tường ngàm vào đất giá trị tuyệt đối của mômen âm giảm từ 237,95KNm xuống 224,03KNm.

Tính cho các trường hợp chiều dày tường thay đổi 0,1m cho ta quy luật biến thiên của mômen uốn lớn nhất, lực cắt lớn nhất, chuyển vị lớn nhất như sau

M = 0,8708h2 - 3,4222h - 235,09 (KNm)

δ = 3,3393h2- 37,195h + 127,52 (mm)

Q = 0,0629h2+ 1,411h - 261,78 (KN)

Trong đó: M,δ, Q- Mômen uốn, chuyển vị, lực cắt lớn nhất của tường chắn h- Cao độ mực nước ngầm so với đáy hố đào

Hình 3.16- Quan hệ giữa lực cắt và chiều dày tường theo Matlab

Hình 3.17- Quan hệ giữa mômen và chiều dày tường theo Matlab

3.2.2.2.ảnh hưởng của chiều dày tường tính theo Plaxis

Kết quả tính toán theo Plaxis cho thấy khi chiều dày tường thay đổi từ (0,51)m thì giá trị chuyển vị, mômen, lực cắt cũng thay đổi theo. Khi cho chiều dày tường bằng 0,5m thì kết cấu không đủ sức chịu tải đã bị phá hoại tại giai đoạn đào thứ 4 (bóc nốt 0,5m của lớp cát pha để lắp đặt thanh chống thứ 2). Do đó bảng kết quả chỉ thể hiện sự thay đổi chiều dày tường từ (0,61)m.

+ Giá trị chuyển vị ngang lớn nhất giảm từ 1,57cm xuống 0,74cm. + Giá trị lực cắt tại đáy hố đào giảm từ 36,64KN xuống 15,02KN.

+ Tại thân tường giá trị mômen dương lớn nhất tăng từ 17,90KNm lên 28,63KNm còn tại phần tường ngàm vào đất giá trị tuyệt đối của mômen âm giảm từ 29,48KNm xuống 22,46KNm.

Hình 3.18- Quan hệ giữa chuyển vị và chiều dày tường theo Plaxis

Hình 3.20- Quan hệ giữa mômen và chiều dày tường theo Plaxis

Kết quả tính toán theo Plaxis và Matlab cho thấy khi chiều dày tường thay thì mômen, lực cắt và chuyển vị của tường trong đất cũng thay đổi theo. Tường càng dày thì chuyển vị thân tường càng nhỏ. Khi ta khảo sát tường trong đất thay đổi chiều dày từ (0,51)m áp dụng với điều kiện địa chất thủy văn tại Thành phố Nam Định cho thấy tường có chiều dày (0,81)m là đạt được khả năng chịu lực phù hợp vì:

+ Khi tường dày 0,5m thì chuyển vị tính theo Matlab là 9,6cm vượt quá giới hạn cho phép còn tính theo Plaxis thì tường bị phá hoại.

+ Khi tường dày 0,8m thì chuyển vị tính theo Matlab là 3,42cm và 1,04cm khi tính theo Plaxis.

+ Khi tường dày 1,0m thì chuyển vị tính theo Matlab là 2,27cm và 0,74cm khi tính theo Plaxis.