Báo cáo tóm tắt đề tài khoa học và công nghệ cấp Đại học Đà Nẵng: Nghiên cứu mô phỏng gia tốc nền của trận động đất xét đến yếu tố kiến tạo nền đất và ứng dụng vào việc thiết lập đồ thị trạng thái phá hủy kết cấu

Mục tiêu của đề tài là thiết lập được mô hình tạo ra các gia tốc nền đặc trưng cho các trận động đất bằng phương pháp mô hình hóa ngẫu nhiên kết hợp các điều kiện nền đất tại một vùng nào đó trên Thế giới, trong đó quy luật tắt dần chấn động các sóng động đất sẽ được đề cập.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo tóm tắt đề tài khoa học và công nghệ cấp Đại học Đà Nẵng: Nghiên cứu mô phỏng gia tốc nền của trận động đất xét đến yếu tố kiến tạo nền đất và ứng dụng vào việc thiết lập đồ thị trạng thái phá hủy kết cấuBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGBÁO CÁO TÓM TẮTĐỀ TÀI HO HỌC VÀ C NG NGHCẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNGNGHIÊN CỨU M PHỎNG GI TỐC NỀN CỦ TRẬNĐỘNG ĐẤT XÉT ĐẾN YẾU TỐ IẾN TẠO NỀN ĐẤT VÀỨNG DỤNG VÀO VI C THIẾT LẬP ĐỒ THỊ TRẠNGTHÁI PHÁ HỦY ẾT CẤUMã số: Đ2015-02-135Chủ nhiệm đề tài: TS. Đặng Công ThuậtĐ N ng Th ng 05/2016Đề tài KHCN cấp ĐHĐNMỞ ĐẦU1) Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nướcGia tốc nền của trận động đất được sử dụng là dữ liệu đầu vào cầnthiết cho phân tích kết cấu động phi tuyến theo thời gian trong trườnghợp thiếu các dữ liệu ghi chép động đất.Các gia tốc nền có thể được tạo giả bằng cách điều chỉnh trực tiếpcác băng gia tốc thực được ghi chép ở các vị trí có các đặc trưng nềnđất gần giống với vị trí xây dựng công trình, chẳng hạn có cùng loạinền đất được qui định trong tiêu chuẩn thiết kế nhưng lại khác nhauvề độ lớn tác động của động đất. Có thể nói phương pháp này kháđơn giản và chỉ có thể phần nào đảm bảo được một trong số các đặctrưng chính của sóng động đất so với yêu cầu thiết kế; không thể đảmbảo cùng lúc một số đặc trưng quan trọng của sóng động đất.Phương pháp thứ hai được thực hiện bằng cách tạo mới các gia tốcnền với các biên độ phổ phản ứng đàn hồi và góc pha dao động tuântheo những qui luật nào đó. Trong trường hợp nếu tại vị trí khảo sátcó sẵn các dữ liệu thực tế thì ta có thể sử dụng phổ phản ứng củasóng động đất thực nhưng góc pha dao động được biến đổi, hoặc cóthể sử dụng các phổ góc pha dao động của các sóng động đất thựcnhưng các biên độ phổ phản ứng được lấy theo qui định trong tiêuchuẩn thiết kế.Ngoài ra, các gia tốc nền còn có thể được tạo ra bằng cách mô phỏngcơ chế phát sinh của động đất và đường truyền của sóng động đất đếncác địa điểm xây dựng được khảo sát. Tuy nhiên phương pháp nàykhá phức tạp và khó khăn, đặc biệt đối với các kỹ sư xây dựng vì nóliên quan đến nhiều yếu tố khi mô hình hoá và sử dụng nhiều kháiniệm trong lĩnh vực địa chấn học. Hiện nay, phương pháp này đangđược một số nhà nghiên cứu ở Nhật Bản, Mỹ… quan tâm để môphỏng những trận động đất rất mạnh có thể xảy ra trong tương lai.Đề tài KHCN cấp ĐHĐNTrong phạm vi đề tài, chúng tôi sử dụng phương pháp mô phỏng kếthợp với các yếu tố nền đất tại địa điểm xây dựng để tạo ra các gia tốcnền. Kết hợp với các gia tốc nền được mô phỏng ở trên, đề tài tậptrung nghiên cứu và phát triển các đồ thị trạng thái phá hủy cho mộtsố kết cấu công trình tương ứng với khu vực địa hình cụ thể. Thậtvậy, phá huỷ kết cấu của một công trình dưới tải trọng của động đất ởcác mức độ nhẹ, trung bình, nặng và hoàn toàn có thể biểu diễn dướidạng các hàm phân bố chuẩn logarit. Đồ thị của các hàm này, thườngcòn được gọi là các đồ thị trạng thái phá huỷ (seismic fragilitycurve), biểu diễn mối tương quan giữa xác suất để cho công trình rơivào một trong các trạng thái phá huỷ nêu trên và các thông số chuyểnđộng nền. Nó là một trong những công cụ rất hữu ích trong việc dựbáo, phòng chống cũng như can thiệp xử lý kết cấu khi có trận độngđất xảy ra, và được các nhà khoa học trên thế giới tập trung nghiêncứu hiện nay.2) Tính cấp thiết của đề tàiĐộng đất là một hiện tượng thiên nhiên gây ra rất nhiều thảm họacho con người và các công trình xây dựng. Với trình độ khoa họccông nghệ hiện nay, con người vẫn chưa có khả năng dự báo mộtcách chính xác động đất sẽ xảy ra lúc nào? Ở đâu? Và mạnh đến mứcnào? Điều đó đã đặt cho con người trước những thách thức vô cùngquan trọng. Vì vậy, trong những năm gần đây, các nhà khoa học đãthay đổi cách thức tiếp cận: từ nghiên cứu hoàn thiện phương phápdự báo khả năng xảy ra động đất chuyển sang tìm các biện pháp tíchcực để sống chung với nó. Vì vậy, mục đích của việc thiết kế khángchấn đã phải thay đổi và vấn đề được quan tâm trong phòng chốngđộng đất hiện nay là làm thế nào để hạn chế mức thấp nhất các thiệthại do động đất gây ra.Thật vậy, mục đích của việc thiết kế kháng chấn hiện nay lànhằm tạo ra các công trình có khả năng chịu được một cấp độ chấnĐề tài KHCN cấp ĐHĐNđộng nào đó mà không bị các hư hỏng quá mức hoặc sụp đổ. Cấp độchấn động này được biểu thị qua chuyển động nền đất thiết kế. Trongnghiên cứu địa chấn, đại lượng này thường được biểu thị dưới dạngmột trong ba thông số: gia tốc nền A, vận tốc V, hay dịch chuyển nềnD. Trong đó, gia tốc nền đóng vai trò rất quan trọng trong thực tiễn,do chúng được sử dụng làm dữ liệu đầu vào cho các tính toán đánhgiá rủi ro động đất (chẳng hạn như việc tính tải trọng động đất lêncác công trình xây dựng, xây dựng quy phạm thiết kế kháng chấn,ước lượng thiệt hại đối với các yếu tố chịu rủi ro, bảo hiểm, v.v…).Tuy nhiên việc xác định tham số này là một trong những vấn đề khókhăn nhất và quan trọng nhất trong địa chấn học công ...