Phân tích độ tin cậy của kết cấu vỏ hầm có kể đến ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến

Bài viết này sẽ nghiên cứu độ tin cậy của kết cấu vỏ hầm ở trạng thái giới hạn cuối cùng (khai thác) được tiếp cận bằng mô hình tính toán tuyến tính, tức là mô hình phân tích Duddeck. Sau đó sẽ thực hiện phân tích độ tin cậy của kết cấu vỏ hầm có kể đến ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến rồi rút ra những kết luận về độ tin cậy của kết quả tính toán theo 2 mô hình tuyến tính và phi tuyến.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích độ tin cậy của kết cấu vỏ hầm có kể đến ảnh hưởng của hiệu ứng phi tuyến PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY CỦA KẾT CẤU VỎ HẦM CÓ KỂ ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆU ỨNG PHI TUYẾN ĐỖ NHẬT TÂN*, ĐỖ NHƢ TRÁNG** Analysis reliability of tunnel lining with structure including the influence nonlinear effects Abstract: In this paper will examine the reliability of the structural tunnel lining in the final state is limited to access by a linear calculation model, ie analytical models Duddeck. Then will perform analysis of structural reliability mention tunnel lining with the effects of nonlinear effects and draw conclusions about the reliability of the results calculated according to the linear model and two nonlinear. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ * Trạng thái cân bằng cuối cùng bị chi phối bởi Các phƣơng pháp tính toán thiết kế kết cấu các yếu tố gồm: hầm từ trƣớc đến nay vẫn đƣợc tiếp cận bằng - Trạng thái cân bằng tự nhiên ban đầu. mô hình tính toán tuyến tính, vật liệu hầm làm - Các tính chất vật lý và cách ứng xử chủ yếu việc ở trạng thái giới hạn đàn hồi. Phân tích theo của môi trƣờng xung quanh. mô hình tuyến tính chỉ đáp ứng đƣợc một phần - Các giai đoạn thi công, có liên quan tới yếu các yêu cầu về an toàn vì vậy cần xem xét tố thời gian. những ảnh hƣởng của hiệu ứng phi tuyến đến - Các tính chất cơ học và hình học của thành kết cấu hầm. phần chống tạm thời và vĩnh cửu hỗ trợ thi Việc thi công hầm trong đất đá gồm việc công hầm thay thế trƣờng ứng suất tự nhiên có sẵn từ - Điều kiện khai thác trong hầm. trƣớc bằng trƣờng ứng suất mới sau khi đào Trong bài báo này sẽ nghiên cứu độ tin cậy hầm và lắp dựng lớp vỏ. Quá trình chuyển đổi của kết cấu vỏ hầm ở trạng thái giới hạn cuối từ trạng thái cân bằng ban đầu đến trạng thái cùng (khai thác) đƣợc tiếp cận bằng mô hình cân bằng thứ hai không phải là sảy ra ngay lập tính toán tuyến tính, tức là mô hình phân tích tức, mà sẽ có một số trạng thái trung gian xảy Duddeck. Sau đó sẽ thực hiện phân tích độ tin ra liên tiếp trong giai đoạn thi công. Cần thiết cậy của kết cấu vỏ hầm có kể đến ảnh hƣởng kế thƣờng phải đƣợc đảm bảo rằng mỗi trạng của hiệu ứng phi tuyến rồi rút ra những kết luận thái ổn định trong và sau khi hoàn thành công về độ tin cậy của kết quả tính toán theo 2 mô việc thi công đó là kiểm soát đƣợc tổng biến hình tuyến tính và phi tuyến. dạng (tích lũy). 2. MÔ HÌNH TÍNH 2.1. Mô hình tính toán tuyến tính của Duddeck * Mô hình tính toán tuyến tính đƣợc chọn ở Trường Cao đẳng Xây dựng Nam Định, đây là một trong những mô hình liên tục đƣợc uốc lộ 10, phường Lộc Vượng, TP Nam Định, DĐ: 0912 283 376 Duddeck đề xuất (1984) [2]. Trong đó mô hình ** Học viện Kỹ thuật uân sự, đất đƣợc trình bày khái quát nhƣ là môi trƣờng 100 Hoàng uốc Việt, Cầu Giấy, vô cùng. Độ cứng của đất đƣợc tính bởi mô đun Hà Nội, DĐ: 0903 225 054 đàn hồi Eg và hệ số Poisson. ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2016 45   v + Độ cứng của vỏ hầm đƣợc coi là một hằng số. + Giả định miền tính của bê tông và đất xung quanh là đàn hồi. + Tƣơng tác giữa vỏ hầm và đất biểu diễn qua E I, EmA m biến dạng và chuyển dịch theo hƣớng tiếp tuyến   và hƣớng tâm. Trƣờng hợp tiếp theo sau, sẽ bỏ h h 0 v qua lực dịch chuyển theo hƣớng tiếp tuyến. + Biến dạng của vỏ hầm là kết quả của quá trình tác dụng lực tƣơng hỗ qua mối quan hệ  E g giữa vỏ hầm và đất đá. Trong phân tích của mình Duddeck kể tới ảnh hƣởng của toàn bộ lực ma sát theo phƣơng Hình 1. Mô hình tính toán tiếp tuyến (liên kết toàn phần) dọc theo vỏ hầm hay bỏ một phần hay toàn bộ (trƣợt theo hƣớng * Điều kiện biên [3] tiếp tuyến). + Bỏ qua tất cả những ảnh hƣởng của chiều Các hệ số thể hiện tƣơng tác giữa đất nền và thứ ba (phƣơng dọc hầm). vỏ hầm gồm: + Mặt cắt ngang ...