Ảnh hưởng không bất định của modul biến dạng đến chuyển vị ngang của tường vây cho dự án Madison

Nghiên cứu "Ảnh hưởng không bất định của modul biến dạng đến chuyển vị ngang của tường vây cho dự án Madison" đưa ra sự ảnh hưởng biến không gian của Modul biến dạng của đất đến chuyển vị ngang tường vây cho dự án Madison. Đặc tính không gian của Modul biến dạng được tạo ra trên cơ sở học thuyết trường ngẫu nhiên trong lĩnh vực Địa kỹ thuật, trong khi đó phân tích biến dạng ngang của tường vây sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng không bất định của modul biến dạng đến chuyển vị ngang của tường vây cho dự án Madison . 267 ẢNH HƢỞNG KHÔNG BẤT ĐỊNH CỦA MODUL BIẾN DẠNG ĐẾN CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƢỜNG VÂY CHO DỰ ÁN MADISON Phạm Văn Thiệu, Võ Thanh Toàn, Trịnh Văn Thao, Nguyễn Thành Sơn* Trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt Các giá trị thông số của đất là một đại lượng thay đổi bởi tính ngẫu nhiên do quá trình thành tạo, lắng đọng trầm tích và các phương pháp thí nghiệm. Một trong những thông số đặc trưng cho sự thay đổi lớn đó là Modul biến dạng của đất. Hầu hết các nghiên cứu trước đây chỉ phân tích các đặc tính của đất với thông số đầu vào là giá trị không thay đổi, điều này dường như không phản ánh hết sự không bất biến các thông số nền đất cho một công trình cụ thể. Nghiên cứu này đưa ra sự ảnh hưởng biến không gian của Modul biến dạng của đất đến chuyển vị ngang tường vây cho dự án Madison. Đặc tính không gian của Modul biến dạng được tạo ra trên cơ sở học thuyết trường ngẫu nhiên trong lĩnh vực Địa kỹ thuật, trong khi đó phân tích biến dạng ngang của tường vây sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn. Kết quả nghiên cứu trong bài báo này được so sánh với dữ liệu quan trắc thực tế, và cho thấy rõ ràng sự ảnh hưởng không bất định của Modul biến dạng đến sự thay đổi chuyển vị ngang của tường vây và đánh giá an toàn khi thi công tường vây. Từ khóa: Modul biến dạng, phương pháp phần tử hữu hạn, trường ngẫu nhiên, chuyển vị ngang tường vây. 1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu Ngày nay, những vấn đề trong lĩnh vực Địa kỹ thuật đã được nghiên cứu rộng rãi cho cả phương pháp cân bằng giới hạn (LEM) và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM). Ví dụ như: Móng nông, móng sâu, mái dốc, tường chắn đất, hố đào sâu,… Hầu hết các nghiên cứu trước đây đều thừa nhận những đặc tính của đất là đại lượng biến đổi theo thời gian và không gian bởi vì quá trình lắng đọng trầm tích cũng như quá trình phong hóa. Do đó, trong lĩnh vực về Địa kỹ thuật ứng dụng, học thuyết về trường ngẫu nhiên (Random field) đã cung cấp những phương pháp và mô hình để mô tả đặc trưng cho biến không gian về đặc tính đất. Gần đây, nhiều tác giả đã đưa ra phương pháp phần tử hữu hạn ngẫu nhiên (Random Finite Element Method) để áp dụng cho các vấn đề khác nhau trong lĩnh vực Địa kỹ thuật. Có thể kể đến nghiên cứu cho móng nông, áp lực đất, mái dốc (Fenton và Griffiths, 2008; Griffiths và nnk., 2011; Cho, 2014); nghiên cứu của Lou và Juang (2012) cho móng cọc; nghiên cứu Nguyen and Likitlersuang (2019) cho mái dốc không bão hòa ảnh hưởng bởi lượng mưa; nghiên cứu của Sert và nnk. (2016); Luo và nnk. (2018); Nguyen và Likitlersuang (2021) cho tường chắn đất tầng hầm. Để đặc trưng cho sự biến đổi ngẫu nhiên của các thông số đất, nghiên cứu này sử dụng phương pháp Cholesky Decomposition Technique (Srivastava và nnk., 2010; Li và nnk., 2019) tạo ra trường ngẫu nhiên của Modul biến dạng. Một công trình cụ thể tại phường Bến Nghé, Quận 1, TP. Hồ Chí Minh được đưa vào áp dụng. Kết quả nghiên cứu được so sánh với kết quả * Ngày nhận bài: 27/02/2022; Ngày phản biện: 02/4/2022; Ngày chấp nhận đăng: 10/4/2022 * Tác giả liên hệ: Email: nguyenthanhson@muce.edu.vn 268 quan trắc thực tế để kiểm định sự hiệu quả của phương pháp nghiên cứu. Phân tích về sự ổn định của tường chắn cũng được đưa ra trong nghiên cứu này nhằm mục đích đánh giá mức độ an toàn của tường chắn trong suốt quá trình sử dụng. 2. Cơ sở lý thuyết 2.1. Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) sử dụng phần mềm Plaxis Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) là một phương pháp số để tìm nghiệm gần đúng của một hàm chưa biết trong miền xác định V. Tuy nhiên FEM không tìm dạng xấp xỉ của hàm cần tìm trên toàn miền V mà chỉ trong từng miền con Ve (phần tử) thuộc miền xác định V. Chính vì lẽ đó nên phương pháp này rất thích hợp để tìm nghiệm gần đúng cho các bài toán vật lý, kỹ thuật khi mà hàm cần tìm được xác định trên những miền phức tạp là những vùng nhỏ có các đặc trưng hình học, vật lý khác nhau, chịu các điều kiện biên khác nhau. Trong nghiên cứu này phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm Plaxis được đưa vào phân tích chuyển vị ngang của tường vây cho công trình Madison tại Quận 1, TP. Hồ Chí Minh. Một trong những yếu tố quan trọng cho phân tích chuyển vị ngang của tường vây áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn đó là các mô hình đất được lựa chọn. Ngày nay, phần mềm Plaxis đã tích hợp gần như đầy đủ các mô hình đất cho từng công đoạn làm việc khác nhau khi xây dựng công trình. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng mô hình Hardening Soil để mô phỏng ứng xử của đất mà được cho là phù hợp trong quá trình thi công tường chắn. Ưu điểm vượt trội của mô hình này là mô tả được sự phi tuyến (hình 1), sự dẻo và ứng suất phụ thuộc vào ứng xử của đất. Các thông số chính của mô hình Hardening Soil được thể hiện trong bảng 1. Hình 1. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của mô hình Hardening Soil Bảng 1. Thông số mô hình Hardening Soil Thông số Mô tả c‟ Lực dính hữu hiệu ‟ Góc ma sát hữu hiệu Góc giãn nở. Thông thường sẽ để bằng 0 trong phân tích tổng ứng ‟ suất và lấy bằng ‟-30 khi phân tích theo ứng suất có hiệu. E50ref Modul cát tuyến có hiệu (tại 50% ứng suất lớn nhất) Eoedref Modul nén cố kết của đất. Modul dỡ tải có hiệu. Thông thường sẽ lấy bằng 3E50ref khi không có Eurref dữ liệu thí nghiệm (mặc định của mô hình Plaxis) Hệ số mũ kiểm soát sự phụ thuộc của Modul biến dạng theo ứng suất m với giá trị thông thường dao động từ 0 đến 1. ur Hệ số Pois ...