Nghiên cứu ảnh hưởng tương tác kết cấu-móng-đất nền đến ứng xử của hệ móng bè cọc khi chịu tác động của động đất

Bài nghiên cứu này khảo sát ứng xử của móng cọc-bè khi chịu tải trọng giả của điều kiện động đất trong phần mềm phần tử hữu hạn. Trong đó, không chỉ nền móng và hệ thống đất mà cả kiến ​​trúc thượng tầng cũng được mô hình hóa để xem xét sự tương tác giữa đất và cấu trúc (SSI). Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của bài viết này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng tương tác kết cấu-móng-đất nền đến ứng xử của hệ móng bè cọc khi chịu tác động của động đất NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG TƯƠNG TÁC KẾT CẤU-MÓNG-ĐẤT NỀN ĐẾN ỨNG XỬ CỦA HỆ MÓNG BÈ CỌC KHI CHỊU TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT LÊ BÁ VINH*,** OÀNG NGỌC TR ỀU*,** Research on influence of the interaction of superstructure, foundation and soils on the behaviour of pile-raft foundation under earthquake loads Abstract: The pile-raft foundation has been widely known as an economic and rational design method for high-rise building partly because of its effectiveness in load sharing by both raft and piles, which results in smaller total and differential settlements of foundation. Up to now, there have been quite a few studies focusing on the behaviour of pile-raft foundation under earthquake load due to the complexities included in the interaction of the superstructures, pile-raft foundation and soil. This study concentrates on investigating the behaviour of pile-raft foundation under pseudostatic load of earthquake conditions in finite-element software. In which, not only foundation and soil system but also superstructures are modelled to consider soil-structure interaction (SSI). The results of moment in piles under SSI analysis method are compared to the results of the method simulating the raft-pile foundation system only, which helps civil engineers to realize the important of soil-structure interaction and choose a suitable one for their study and design. In addition to this, the behavior of the pile foundation system after analysis including internal force in the pile which is compared with the static analysis results to foster the sense of engineers in considering the effect of earthquake in their design concept. Keywords: pile-raft foundation, earthquake load, pseudostatic load, soil- structure interaction, superstructure-foundation-soil system. 1. ẶT VẤN Ề * chọn là móng bè-cọc kết hợp với những ƣu Ngày này, cùng với sự đô thị hóa, các công điểm vƣợt trội trong việc giảm số lƣợng cọc, trình xây dựng ngày càng phát triển về quy mô giảm lún lệch và tăng khả năng chịu tải của đất và chiều cao. Đối với các tòa nhà cao tầng và nền. Do đó, rất nhiều nghiên cứu đã đƣợc thực siêu cao tầng này thì phƣơng án móng sử dụng hiện nhằm đề xuất các phƣơng pháp ứng dụng đóng vai trò rất quan trọng trong việc truyền tải trong thiết kế móng bè cọc, trong đó có nghiên trọng công trình bên trên xuống nền đất bên cứu của Poulos (2001) và Randolph (1994). Tuy dƣới và giảm lún, lún lệch cho công trình. Một nhiên, các nghiên cứu này tách riêng ứng xử của trong những phƣơng án móng thƣờng đƣợc lựa nhóm cọc và bè độc lập thông bằng việc xác định hệ số phân chia tải giữa bè và cọc mà chƣa * xét đến sự làm việc đồng thời của cả hệ móng Bộ môn Địa cơ - Nền móng, Khoa Kỹ Thuật Xây dựng, Trường Đại học Bách khoa TP.HCM bè-cọc. Sau đó, nhiều nghiên cứu của các tác giả ** Đại học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh. Clancy và Randolph (1993), Cooke (1996), Tác giả liên hệ: trieuhn@hcmut.edu.vn ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 65 Cunha (2001) đã sử dụng phân tử lò xo để phân phỏng hệ khung- móng- đất nền làm việc đồng tích tƣơng tác bè-cọc và tƣơng tác giữa cọc với thời (SSI) và phƣơng pháp chỉ mô phỏng hệ đất dƣới tác động của tải trọng tĩnh. Năm 2003, móng bè- cọc theo nghiên cứu của tác giả Horikoshi và cộng sự [3] đã sử dụng thí nghiệm Ashutosh Kumar [1]. bàn rung để nghiên cứu ứng xử của hệ móng bè- 2. CÔNG TRÌN NG ÊN CỨU cọc dƣới tác động của tải động. Năm 2014, MESSETURM TOWER Banerjee và cộng sự [6] đã khảo sát tác động 2.1. Tổng quan công trình của động đất đến ứng xử đầu cọc ngàm vào đài Messeturm Tower là tòa nhà chọc trời ở bằng thí nghiệm máy ly tâm kết hợp với phƣơng thành phố Frankfurt am Main nƣớc Đức. Công pháp mô phỏng số. Đến năm 2015, Zheng và trình đƣợc xây dựng năm 1990 và là tòa nhà cao cộng sự [8] đã thực hiện thí nghiệm bàn rung để thứ hai của Đức với tổng chiều cao 257 m gồm phân tích tƣơng tác giữa cọc và đất dƣới tác 63 tầng nổi và 2 tầng hầm. động của động đất cho công trình xây dựng trên nền đất yếu. Cùng năm đó, Kumar và cộng sự đã nghiên cứu ứng xử động của cọc cho móng của bể chứa dầu bằng phần mềm phần tử hữu hạn PLAXIS 3D. Sau đó, Kumar và Choudhury đã thực hiện nghiên cứu phân tích tƣơng tác đất nền kết cấu cho móng cọc dƣới tác động của tải trọng động bằng phần mềm FLAC3D 4.0. Rất nhiều nghiên cứu đƣợc thực hiện nhằm phân tích ứng xử móng bè cọc dƣới tác động tải trọng tĩnh và tải trọng động [1,3,6,8]. Tuy nhiên, đa phần các nghiên cứu chỉ mô phỏng hệ móng và nhóm cọc riêng lẻ hoặc chỉ mô phỏng hệ móng bè-cọc độc lập còn kết cấu bên trên thì Hình 1. Công trình Messeturm Tower chƣa xét đến. Do đó, nghiên cứu này tiến hành phân tí ...