Chỉnh lý số liệu địa chất cho bài toán hố đào sâu có kể đến ảnh hưởng của đường ứng suất bao gồm tăng hạ tải và bơm hạ mực nước ngầm
CHỈNH LÝ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CHO BÀI TOÁN HỐ ĐÀO SÂU CÓ KỂ ĐẾN ẢNH
HƢỞNG CỦA ĐƢỜNG ỨNG SUẤT BAO GỒM TĂNG HẠ TẢI VÀ BƠM HẠ MỰC
NƢỚC NGẦM
CALIBRATION OF SOIL PARAMETERS FOR EXCAVATION TO THE STRESS
PATHS INCLUDE INFLUENCE LOADS AND PUMP GROUNDWATER LEVEL
KS. Lê Văn Trường, TS. Nguyễn Sỹ Hùng
0949 529 970
TS. Nguyễn Sỹ Hùng
TÓM TẮT
Bài báo này nghiên cứu ứng xử của đất
nền trong bài toán hố đào sâu thông qua việc
nghiên cứu lộ trình ứng suất của các phân tố
đất. Từ đó, trình bày giải pháp chỉnh lý số liệu
địa chất cho bài toán hố đào sâu có kể đến ảnh
hưởng của đường ứng suất thông qua phương
pháp phân tích ngược hiệu chỉnh trực tiếp bằng
phần mềm thương mại Plaxis 2D. Việc tính
toán các thông số đầu vào là rất quan trọng,
phụ thuộc vào kiến thức và kinh nghiệm của
người kỹ sư, do vậy cần thiết có quá trình hiệu
chỉnh lại các thông số đầu vào của bài toán hố
đào sâu thông qua việc so sánh đánh giá với
kết quả quan sát thu được tại hiện trường với
từng giai đoạn thi công thực tế.
Giảng viên, Khoa Xây Dự
Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM
ại
Email: [email protected]n
0984 926 376
1. Giới thiệu
Ngày nay quá trình đô thị hóa rất nhanh tại
các thành phố lớn và các khu đô thị hiện đại,
nhu cầu về việc sử dụng và khai thác tối đa
không gian ngầm ngày càng quan trọng. Xuất
hiện ngày càng nhiều công trình dưới mặt đất
nhằm giải quyết các vấn đề trong quy hoạch và
xây dựng. Các bài toán phân tích và đánh giá
cho kết cấu hố đào sâu trong đất rất cần thiết
cho việc hạn chế các rủi ro cho người và tài
sản trong quá trình thi công, bên cạnh đó còn
có thể hạn chế tối đa vốn đầu tư xây dựng.
Đánh giá và áp dụng đúng các thông số địa
chất là một giai đoạn rất quan trọng để có
được kết quả đầu ra chính xác và an toàn, vì
vậy mà công tác đánh giá và hiệu chỉnh cac
thông số đầu vào là hết sức quan trọng. Trong
bài báo này, tác giả đưa ra phương pháp hiệu
chỉnh các thông số mô phỏng đất nền bằng
phần mềm thương mại Plaxis thông qua việc
đánh giá sự ảnh hưởng của đường ứng suất của
phân tố đất nền trong quá trình thay đổi môi
trường tải trọng và địa chất.
Từ khóa: Phân tích ngược, chỉnh lý số
liệu địa chất, đường ứng suất.
ABSTRACT
This paper studies the stress state of soils
during deep excavation by studying the stress
paths of soil. Thereafter, present the solution to
optimal parameter soils for the deep
excavation include influence of the stress paths
through back analysis by the software Plaxis
2D. The calculation of the input parameters is
very important, depending on the knowledge
and experience of the engineers, so it is
necessary to optimal the input parameters of
the deep excavation through comparison of the
results with observations obtained in the field
with each stage of actual construction.
Keywords: Back analysis, optimization of
soil parameters, stress paths.
KS. Lê Văn Trường
Học viên cao học, Khoa Xây Dự
ại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
Tp.HCM
Email: [email protected]m
Trang 1
1 Sự cố sập thành hố đào công trình xử
lý nước thải IPS Thái Lan [nguồn internet]
trong phòng và xác định từ các thí nghiệm
hiện trường. Bao gồm: Dung trọng bão hòa và
dung trọng không bão hòa, hệ số thấm Kx và
Ky, hệ số rỗng (einit, emin, emax), lực dính C,
góc nội ma sát φ, góc giãn nở ψ, module biến
dạng E... Tác giả B. Gebreselassie [2] đã phân
tích độ nhạy của một vài thông số trong mô
hình HS thông qua bài toán phân tích chuyển
vị ngang của tường vây tầng hầm. Tác giả đã
tiến hành phân tích đánh giá 6 thông số:
ref
ref
ref
ur,K0NC ,E ,E ,E ,Rf
bằng cách thay đổi một
50
oed
ur
thông số trong khi vẫn cố định các thông số
còn lại và rút ra kết luận: Thông số có ảnh
hưởng nhất đến kết quả phân tích chuyển vị
ngang của tường vây tầng hầm là thông số
2 Thi công tòa Pacific, quận 1 làm sập
tòa nhà Viện KH xã hội, sụt nền Sở ngoại vụ
[nguồn internet]
, tiếp đến là thông số
, các thông số
Phần mềm thương mại Plaxis được phát
triển từ đất nước Hà Lan từ những năm 1987,
qua nhiều năm phát triển Plaxis được xây dựng
theo phần tử hữu hạn và được trang bị các tính
năng dặc biệt để giải quyết một số khía cạnh
của các kết cấu địa kỹ thuật phức tạp. Phần
mềm Plaxis được dùng để tính toán các bài
toán về mái dốc, hố đào, hầm, đường hầm giao
thông, đường hào kỹ thuật, đường tàu điện
ngầm và các dạng công trình ngầm khác.
còn lại với sự ảnh hưởng không đáng kể.
2. Cơ sở lý thuyết
2.1. Phƣơng pháp phân tích ngƣợc
Phân tích nghịch đảo là quy trình để giải
bài toán nghịch đảo. Các quy trình phân tích
nghịch đảo được sử dụng trong cơ học có thể
được chia thành hai loại: các giải pháp trực
tiếp và các giải pháp nghịch đảo. Giải pháp
trực tiếp dùng các giá trị thử của các thông số
chưa biết là dữ liệu nhập, cho đến khi sai khác
kết quả giữa đo đạc và tính toán là cực tiểu.
Phương pháp tối ưu thường được sử dụng ở
giải pháp này. Ở giải pháp nghịch đảo, hệ
thống các phương trình chủ đạo của bài toán
được viết lại ở dạng mà các thông số là các ẩn
số, các chuyển vị hoặc ứng suất là dữ liệu nhập.
Ở Việt nam, gần đây cũng đã có một số tác giả
nghiên cứu bài toán nghịch đảo khi xác định
các đặc trưng của đất nền trên cơ sở số liệu thu
được trong quá trình đào hầm; chẩn đoán kỹ
thuật và đánh giá hiện trạng công trình,...
Phần mềm Plaxis tích hợp nhiều mô hình để
mô phỏng các lớp đất như: “Linear Elastic”,
“Hardening
Soil”,
“Soft
Soil”,
“Mohr-Coulomb”, “HS Small”, “Modified
Cam-Clay”, “Soft Soil Creep Model”, “Jointed
Rock Model”... Mỗi mô hình tuân theo một nền
tảng cơ sở lý thuyết khác nhau và các trường
hợp ứng dụng thích hợp. Tuy nhiên đối với các
kỹ sư ở trong nước hiện nay, chúng ta thường
sử dụng với 03 mô hình chủ yếu để mô phỏng
ứng xử của đất là Mô hình Morh-coulomb
(MC), Mô hình Hardening-soil (HS), Mô hình
Soft Soil (SS). Tác giả Suched Likitlersuang [1]
đánh giá, đối với bài toán hố đào nói chung thì
mức độ chính xác của các mô hình theo thứ tự
sau: độ chính xác kém nhất là mô hình MC, tiếp
đến là mô hình SS, mô hình HS ở mức độ chấp
nhận được và độ chính xác cao nhất là mô hình
Small-strain Stiffness.
Việc mô phỏng các lớp đất trong phần mềm
Plaxis thông qua việc tính toán các thông số cơ
bản của đất và nhập bộ thông số đầu vào phần
mềm tương ứng với các loại mô hình phù hợp.
Các chỉ tiêu cơ lý của đất được xác định
từ 2 hướng: xác định từ các thí nghiệm
Trang 2
3 Sơ đồ tối ưu hóa bằng phân tích ngược kỹ sư dựa vào sự thay đổi suất của từng phân
tố đất mà lựa chọn mô hình thí nghiệm phù
hợp.
(Theo M. Calvello, R.J.Finno [3])
4 Xác định các thông số của đất để
tối ưu hóa bằng phân tích ngược [3]
Trong bài báo này, tác giả phân tích ngược
để hiệu chỉnh các chỉ tiêu cơ lý của đất bằng
giải pháp trực tiếp. Tác giả tính toán với nhiều
5 Đường ứng suất mô phỏng các bải
bộ thông số đầu vào, với mỗi bộ thông số đầu
toán điển hình [4]
vào, sẽ có được một kết quả thu được. Dựa trên
sự tương quan các số liệu đầu ra thu được với
- Ở dưới đáy móng: Giai đoạn đầu biểu thị
kết quả quan trắc, cộng thêm kinh nghiệm của giai đoạn xây dựng tương đối nhanh, ta coi
tác giả, sẽ hình thành hướng đi cho việc tối ưu như đất không thoát nước, đường OA biểu thị
hóa các thông số. Quá trình như vậy được lặp ứng suất của đất lúc này. Tiếp theo là giai đoạn
lại nhiều lần và đi tới kết quả mà tác giả cho là cố kết AB, xảy ra sự tiêu tán áp lực nước lỗ
tối ưu nhất với các số liệu có được
rỗng. Cuối cùng, gia tải không thoát nước tiếp
tục cho tới khi phá hoại (BC).
2.2. Đƣờng ứng suất trong bài toán địa kỹ
thuật
- Ở phía chủ động của tường chắn: Hố đào
phía trước tường chắn làm cho ứng suất tổng
nằm ngang giảm do quá trình hạ tải ngang,
trong khi đó ứng suất tổng thẳng đứng vẫn
không đổi. Trong giai đoạn đầu, áp lực buồng
được hạ xuống với ứng suất tổng giữa cố định
trong điều kiện không thoát nước, đường OD
biểu diễn ứng suất giai đoạn này. Tiếp đến,
mẫu nớ ra tại áp lực lui lại ban đầu cho tới khi
phá hoại xảy ra (DE).
Đường ứng suất là quỹ tích của các điểm
ứng suất trong đất khi có tải trọng tác dụng sẽ
giúp các kỹ sư địa kỹ thuật hình dung được
diễn biến thay đổi ứng suất trong nền đất khi
gia tải hay dỡ tải. Trong các bài toán địa kỹ
thuật, nếu thiết lập được đường ứng suất cho
một phân tố giới hạn, ta sẽ chọn được sơ đồ
thí nghiệm trong phòng thích hợp (cố kết –
thoát nước CD, cố kết – không thoát nước CU
hay không cố kết – không thoát nước UU) để
- Ở phía bị động của tường chắn: Quá
từ đó tìm được các chỉ tiêu cơ lý phù hợp, có trình đào các lớp đất phía trên trong hố móng
được quan hệ ứng suất – biến dạng chính xác làm giảm ứng suất thẳng đứng, nhưng với sự
cũng như thiết lập được kế hoạch quan sát và dịch chuyển của tường vây làm tăng ứng suất
bố trí thiết bị nhằm giám sát tình trạng biến theo phương ngang tác dụng lên đất. Đường
dạng, mất ổn định trong quá trình thi công, ứng suất không thoát nước OF biểu thị quá
xây dựng và hoạt động của công trình.
trình này. Sau đó áp lực nước lỗ rỗng gia tăng
tiêu tán dần FG và sự gia tải cứ tiếp tục cho
đến khi đất phá hoại.
Hình 5 là đường ứng suất mô phỏng năm
kiểu bài toán địa kỹ thuật điển hình điển hình.
Các điểm ta quan tâm, tất cả ban đầu đều có
- Do kết quả của việc đào đất hố móng:
cùng độ sâu và có lịch sử ứng suất giống nhau, Việc đào các lớp đất phía trên đáy hố móng
nhưng ỏ những điều kiện tải trọng cụ thể khác dẫn tới làm giảm ứng suất tổng thẳng đứng và
nhau, các đường ứng suất của chúng cũng kèm theo giảm ứng suất tổng nằm ngang
khác nhau. Lúc thí nghiệm trong phòng, các không đáng kể. Ứng suất tổng giảm trong điều
Trang 3
kiện không thoát nước được biểu diễn bằng
đường OI, sau đó mẫu đất nở ra IJ. Cuối cùng,
đường ứng suất là JK.
1600
Times
2000
1900
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1100
900
Eu/Su
-
Thay đổi áp lực nước lỗ rỗng ở mái dốc: Phá
hoại ở mái dốc chủ yếu do áp lực nước lỗ rỗng
tăng, trong khi ứng suất tổng nằm ngang và
thẳng đứng vẫn không đổi. Đường ứng suất
hiệu quả được biểu diễn bằng đường OL và
không có đường ứng suất tổng.
1200
0.7
500
1000 E'max
Undrained
analysis
Kw/K'
500
200
800
0.3
350
280
60
Eu/Su
0.5
Su
700
0.5
0.5
500
200
Eu/Su
10 E'max
600
50
100 E'max
SAGA-CRISP
100 E'max
500
250
70
Exvacation Works, In Japan
Exvacaion
Embankment
Eu/Su
2.3. Một số nghiên cứu liên quan
400
40
15
Eu/Su(FVS)
E'/Su
300
200
Bangkok
Thuc nghiem
D. G. Lin, D. T. Bergado và các đồng sự
[5] sử dụng phân tích nghịch đảo hiệu chỉnh
nhằm mô phỏng sự làm việc của kết cấu hố
đào sao cho gần với thực tế. Các tác giả đã
hiệu chỉnh thông số module đàn hồi E được
tính toán lại bằng phương pháp phân tích
nghịch đảo hiệu chỉnh và được tính thông qua
công thức tương quan với sức chống cắt không
thoát nước Su: Eu/Su= 500 cho đất sét mềm và
Eu/Su= 2000 cho đất sét cứng. Kết quả thu
được phù hợp với kết quả quan trắc tại hiện
trường.
100
Date
Japan Sage-Crisp
Simpson
1964 1981 1987 1988 1990 1997 2000
GHI CHÚ
Bjerrum
Bergado
Britto and Gunn
Hock, Soft Clay
Hock, Stiff Clay
Akino, 1990; Ochi, 1994; Siff Clay
Balasubramaniam and Bremet
Bowels
Akino, 1990; Tatsuoka, 1992; Shigehiko, 1999. In Japan
Các nghiên cứu về mối tương quan
Eu~Su đối với đất sét [5],[9]
Bảng 1: Đề xuất tương quan giữa module
E với chỉ số SPT-N [6],[7],[8]
Mô hình
Tác giả
Module E
nền
Ngoài ra, cũng còn rất nhiều nghiên cứu
phân tích hiệu chỉnh lại giá trị module độ cứng
của đất theo mối liên hệ tương quan với sức
chống cắt không thoát nước Su. Kết quả thể
hiện ở hình 6.
Tan cùng các
đồng sự
HS
(2001)
N: số SPT
N: số SPT
Liew S.S. &
Gan S.J.
(2007)
Dự án Metropolitan Rapid Trasnit (MRT)
northern thi công bởi Cambridge In-situ of
Little Eversden có kết quả ở chuyển vị cắt
0.1~0.2% cho G/Su=160 và Eu/Su=480. Còn ở
chuyển vị cắt 0.05~0.1% cho G/Su =340 và
Eu/Su=1020.
HS
HS
Es=1500N, Eur=3 Es
Es=800 Kpa
.T.Kok và đồng
sự (2009)
(với N=0).
Tan và các đồng sự [6], Liew S.S. & Gan
S.J. [7], S.T.Kok và các đồng sự [8] nghiên cứu
mối tương quan giữa thông số module E trong
mô hình Hardening Soil của Plaxis với chỉ số
SPT-N bằng việc phân tích nghịch đảo một số
công trình hố đào sâu trên nền đất trầm tích
vùng Kenny Hill Kuala Lumpur, Malaysia và
bùn sét biển khu vực phía Tây Malaysia. Kết
quả thể hiện ở bảng 1.
3. Áp dụng cho công trình thực tế
Bài báo này sử dụng phương pháp phân
tích ngược để chỉnh lý số liệu địa chất cho bài
toán hố đào của công trình SSG TOWER, là tòa
nhà tọa lạc ở đường Điện Biên Phủ Quận Bình
Thạnh, với chiều cao 32 tầng và 4 tầng hầm,
chiều sâu đào lớn nhất là 18,55m. Biện pháp thi
công tầng hầm là biện pháp thi công semi -
topdown, là sự kết hợp giữa tường vây và hệ
chống là kết cấu sàn dầm các tầng hầm. Công
trình sử dụng tường vây dày 1m, có độ sâu tới
chân tường vây là -39 m. Đây là công trình điển
hình, bắt buộc phải đào sâu dưới lòng đất để thi
công, hệ thống chống giữ ổn định thành hố đào
phải đảm bảo và an toàn, vì chiều sâu đào tới
Trang 4
(kN/m2)
-18,55m, rủi ro trong thi công cao. Ngoài ra,
đây là công trình cấp 1, được chủ đầu tư yêu cầu
công tác khảo sát địa chất khá cao, do vậy bộ số
liệu địa chất ở công trình này khá đầy đủ và có
độ tin cậy. Xung quanh chu vi tầng hầm được
đặt các thiết bị quan trắc đo lún và thiết bị quan
trắc đo chuyển vị ngang của thành hố đào được
đặt trong tường vây tới độ sâu chân tường.
Eref
ur
9800
19356
69352
(kN/m2)
ν
0.334
0.2
0.319
0.2
0.262
0.2
νur
φ' (0)
21046’
21046’
29032’
Địa chất tại khu vực này tính tới độ sâu
của các hố khoan khảo sát bao gồm 4 lớp đất.
Trên cùng là lớp đất 1 là xà bần gạch vữa có
chiều dày 2,5; sâu hơn là lớp đất 2 và lớp đất 3
là những lớp bùn sét yếu trạng thái chảy, tổng
chiều dày hai lớp này là 31,5m; cuối cùng là
lớp đất cát pha lẫn sạn sỏi trạng thái dẻo rất
dày. Đánh giá ban đầu địa chất tại khu vực này
rất yếu, lớp bùn sét rất dày dẫn tới nguy cơ rủi
ro xảy ra trong giai đoạn thi công được đẩy lên
cao hơn. Việc quan sát các diễn biến thực tế tại
công trình là quan trọng, thông qua việc hiệu
chỉnh số liệu đầu vào của bài toán hố đào sâu
có thể tiến hành dự đoán sự làm việc ở các giai
đoạn thi công tiếp theo của công trình, cụ thể ở
đây chúng ta quan tâm đến chuyển vị của hệ
thống tường vây và ổn định hố đào.
c'
12.5
12.5
3.25
(kN/m2)
ψ0
0
1
0
1
0
0.5
1
m
OCR
2.5
0.63
0.8
0.9
1
NC
K0
0.63
0.8
0.9
0.51
0.9
0.9
Rinter
Rf
0
-5
0
100
200
300
Chuyển vị ngang (mm)
Bộ thông số đầu vào ban đầu được xác
định từ hồ sơ khảo sát địa chất:
Bảng 2: Bộ thông số ban đầu thu được từ
hồ sơ khảo sát địa chất
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
Phase
2
Phase
Đặc trưng
Mô hình
Ứng xử
Lớp1
Lớp 2
Lớp 3
HS
4
Phase
6
HS
HS
Drained Drained
Drained
γsat
14.64
14.76
60
15.9
16.09
120
20.03
20.51
400
( kN/m3)
γunsat
( kN/m3)
pref
(kN/m2)
Kx
(m/ngày)
2.76E5
1.38E5
1.9E5
0.9E5
3.9E5
3.9E5
Ky
(m/ngày)
7 Chuyển vị tường vây thu được từ
bộ thông số ban đầu
Eref
(kN/m2)
50
2450
2450
4839
4839
17338
17338
Hình 9 thể hiện chuyển vị tường vây tính
toán ban đầu thu được và kết quả quan trắc tại
Eref
oed
Trang 5
hiện trường. Nhận thấy sai lệch khá lớn về cả
hình dạng đường cong chuyển vị tường và về
cả giá trị.
9 So sánh chuyển vị tính toán và kết
quả quan trắc
Bảng 3: So sánh kết quả chuyển vị tính
toán ban đầu và quan trắc
KQ quan
trắc
(cm)
KQ tính
toán_01
(cm)
Chênh
lệch
(%)
Giai đoạn 2
Giai đoạn 4
Giai đoạn 6
Giai đoạn 8
3.49
7.89
7.26
12.7
17.7
27.7
108%
61%
41%
70%
8 Lộ trình ứng suất của mẫu đất cố
kết thường
12.51
16.26
Dựa vào lộ trình ứng suất trong hệ trục tọa
độ (p,q’). Theo như thí nghiệm cố kết 3 trục
không thoát nước CU của đất sét yếu cố kết
thường thì đường ứng suất hữu hiệu ESP sẽ
đánh tay lái theo một đường cong để đến đường
phá hoại Kf. Còn đối với đất “Elastic soil”
(c’,φ’), đường ứng suất hữu hiệu ESP sẽ đi theo
một đường thẳng đến đường phá hoại Kf. Như
vậy, áp lực nước lỗ rỗng trong mô hình
Morh-Coulomb thấp hơn thực tế. Do vậy sẽ rất
không đúng nếu áp dụng (c’,φ’) vào các lớp đất
yếu như lớp 1 và lớp 2. Trong trường hợp này,
sẽ áp dụng (cu,φu) cho lớp đất 1, lớp đất 2 và lớp
3.
Chỉnh lý thông số của đất nền chủ yếu là
thông số E50 theo Bowles.J.E dùng cho đất
sét, kết hợp các thông số nâng cao trong mô
hình Plaxis: cincrement, yref, einit, ... Lớp đất 1 và
lớp đất 2 là loại đất sét có chỉ số dẻo tương ứng
là 37.4% và 30.6%, hệ số quá cố kết OCR của
ref
2 lớp đất tương ứng là 2.5 và 1. Sử dụng công
thức tương quan: E=(100-500)*Su (KPa).
Loại ứng xử của đất là “Drained”, bởi vì ta
đã lấy giá trị module độ cứng từ tương quan
với sức chống cắt thoát nước Su tức là đã mặc
định ứng xử của đất đã là Undrained, do vậy
lựa chọn chính xác nhất cho ứng xử của đất là
“Drained” để mô phỏng giả lặp ứng xử
“Undrained” mà dùng thông số “Undrained”.
Chuyển vị ngang tường vây
0
0
100
200
300
Phase 2- Quan trắc
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
Phase 4- Quan trắc
Phase 6- Quan trắc
Phase 8- Quan trắc
Với lớp đất cát số 3, do các mẫu đất cát rất
khó đảm bảo được tính nguyên dạng trong
lúc bảo quản và di chuyển. Nên kết quả của
các thí nghiệm trong phòng khó mà đạt
được đến độ chính xác nhất định. Giá trị
module đàn hồi thu được từ thí nghiệm nén
3 trục CU khá nhỏ, do vậy, cần thiết phải
sử dụng tương quan để tính toán thông số
module độ cứng của đất cát thông qua chỉ
số SPT thu được tại hiện trường. Theo đề
xuất của các nhà nghiên cứu trước đó:
E=2000N÷4000N (Kpa). Tác giả sử dụng
mô hình Morh-Coulomb để mô phỏng cho
lớp đất cát số 3, kết hợp các thông số nâng
cao (Eincrement, yref), (cincrement, yref) được tính
toán theo “Manual Plaxis”.
Bảng 4: Bộ thông số tối ưu sau quá trình
phân tích ngược
Trang 6
Đặc trưng
Lớp1
Lớp 2
Lớp 3
Chuyển vị ngang tường vây (mm)
0.0
-5.0
Mô hình
HS
HS
MC
0.0
100.0
200.0
Ứng xử
đất
UnDrained
14.64
14.76
60
UnDrained Drained
γsat
15.9
16.09
120
20.03
20.51
400
( kN/m3)
-10.0
-15.0
-20.0
-25.0
-30.0
-35.0
-40.0
γunsat
( kN/m3)
pref
(kN/m2)
Kx
(m/ngày)
2.7E5
1.4E5
2300
1.9E5
0.9E5
10100
10100
30300
3.9E5
3.9E5
Phase 8- Quan Trắc
Phase 6- Quan Trắc
Phase 4- Quan Trắc
Phase 2- Quan Trắc
Phase 2- Hiệu chỉnh
Phase 4- Hiệu chỉnh
Phase 6- Hiệu chỉnh
Phase 8- Hiệu chỉnh
Ky
(m/ngày)
Eref
50
(kN/m2)
Eref
oed
2300
(kN/m2)
Eref
ur
6900
(kN/m2)
Eref
MC
96000
(kN/m2)
ν
9 So sánh chuyển vị tính toán cuối
cùng và kết quả quan trắc
0.334
0.2
0.319
0.2
0.262
0.2
KẾT LUẬN
1) Kết quả thu được cho thấy rằng các ước
νur
φu (0)
0051’
1000’
29032’
tính ban đầu của các thông số độ cứng dựa trên
dữ liệu phòng thí nghiệm thấp hơn đáng kể so
với các giá trị được tối ưu hóa dựa trên dữ liệu
thu được từ quá trình chỉnh lý. Các xu hướng
quan sát trong các thay đổi tham số phản ánh
thực tế là việc đánh giá độ cứng ở các lớp đất
thông qua các thí nghiệm trong phòng thí
nghiệm khó có thể đánh giá đúng trạng thái
làm việc của đất. Sự xáo trộn mẫu sẽ có ảnh
hưởng lớn hơn đối với các module độ cứng
của các lớp đất cát, với lớp đất cát số 3, thông
số module độ cứng ban đầu và sau khi hiệu
chỉnh khác xa nhau rất nhiều, cần tính toán
module độ cứng bằng nhiều phương án khác
nhau và so sánh rồi chọn ra phương án tối ưu
nhất.
cu
9.2
17.8
1
3.25
(kN/m2)
Eincrement
cincrement
12
1
1
yref
ψ0
-2.5
0
-22.5
-34
0
0
1
m
1
0.5
1
OCR
2.5
0.63
1
NC
K0
0.63
0.51
Rinter
Rf
0.8
0.9
0.8
0.9
0.9
0.9
2) Sử dụng công thức tương quan với
thông số sức kháng cắt không thoát nước của
đất để tính toán module độ cứng của các lớp
đất sét cho kết quả phù hợp với kết quả quan
trắc ở hiện trường. Khoảng giá trị được đề xuất
bởi Bowles.J.E trước đó Es =(100-500)*Su
(KPa) là phù hợp với loại đất sét. Tác giả kiến
Trang 7
nghị Es =200*Su (KPa) cho đất quá cố kết và [3]. M. Calvello, R.J.Finno: Selecting
Es =250*Su (KPa) cho đất cố kết thường với parameters to optimize in model
địa chất ở khu vực Quận Bình Thạnh.
calibration by inverse analysis, 2004.
3) Để đảm bảo tính nguyên dạng của các [4]. NSUT. Nguyễn Uyên: Giải các bài toán
mẫu đất cát đòi yêu cầu kỹ thuật cao và chi phí địa kỹ thuật bằng đường ứng suất, Nhà xuất
lớn. Hầu hết các công trình ở Việt Nam ít có bản xây dựng, 2014.
công trình nào quan tâm đặc biệt đến vấn đề
[5]. D.G. Lin, D. T. Bergado, N.
này. Do vậy, thông số độ cứng thu được từ các
Phien-Wej,
P.
Nutalaya,
A.S.
thí nghiệm từ phòng thí nghiệm chưa có độ tin
cậy cao. Cần thiết phải tính toán module độ
cứng của các lớp đất cát thông qua các thí
nghiệm ở hiện trường, như thí nghiệm xuyên
tiêu chuẩn, thí nghiệm xuyên tĩnh..vv. Theo
kiến nghị của nhiều nhà nghiên cứu trước đó
E=(2000N÷4000N) (Kpa) là hợp lý, tuy nhiên
khoảng giá trị này còn rất rộng để dự đoán
biến dạng chính xác, tác giả kiến nghị
E=3000N với đất cát mịn tại khu vực Quận
Bình Thạnh.
Balasubramaniam: Analysis of lateral wall
movement for deep excavation in Bangkok
subsoils, 1999.
[6]. Tan Y.C., Liew S.S and Gue S.S. "A
Numerical Analysis of Anchored
Diaphragm Walls for a Deep Basement in
Kuala Lumpur, Malaysia", Proc. of
14th SEAGC, Hong Kong, 2001
[7]. Liew S.S and Gan S.J. "Back Analyses
and Performance of Semi Top-Down
Basement Excavation in Sandy Alluvial
Deposits", 16th South-East Asian
Geotechnical Conference, PP. 833-837, 2007
4) Phân tích nghịch đảo để hiệu chỉnh các
thông số của đất là cần thiết cho công tác tính
toán và kiểm tra hố đào, sử dụng các mối liên
hệ tương quan giữa các thông số độ cứng của
đất với các chỉ số SPT và sức kháng cắt không
thoát nước là cần thiết. Tuy nhiên, cần có sự
xem xét tới đường ứng suất trong đất trong
môi trường tải trọng thay đổi, qua đó lựa chọn
quy trình thí nghiệm và xác định các thông số
để mô hình hóa đất nền chính xác hơn.
[8]. Kok, S.T., Bujang, B.K.H., Jamoloddin, N.,
Mohd. Saleh, J., and Gue, S.S.(-
Accepted for publication). "A case study of
passive piles failure in open
excavation", DFI Journal, Vol. 3, No. 2, pp.
50-57, 2009
[9]. Bowels, J.E.: Foundation Analysis and
Design, fifth edition, Fifth
Edition, Columbus, USA: MacGraw-Hill
Publishing Company, pp.103, 1998
5) Trạng thái ứng suất- biến dạng- thể tích
của đất phụ thuộc vào diễn biễn của các thay
đổi ứng suất, có nghĩa phụ thuộc đường ứng
suất. Thí nghiệm đường ứng suất mới là thí
nghiệm mô phỏng các thay đổi chờ đợi sẽ xảy
ra trong bài toán địa kỹ thuật. Kiến nghị thiết
kế phương pháp thí nghiệm để giám sát và
theo dõi tất cả các biến đổi của ứng suất, biến
dạng, áp lực nước lỗ rỗng và thể tích trong
suốt quá trình thí nghiệm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Suched Likitlersuang, Chanaton Surarak,
Dariusz Wanatowski, Erwin Oh, Arumugam
Balasubramaniam: Finite Element Analysis of
a Deep Excavation: A Case Study from the
Bangkok MRT, 2006.
[2]. C. Rechea & S. Levasseur & R. Finno:
Inverse analysis techniques for parameter
identification in simulation of excavation
support systems, 2007.
Trang 8
BÀI BÁO KHOA HỌC
THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ
Bài báo khoa học của học viên
có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn
Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ
Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam.
Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý
của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.
ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN!
Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2017-2018 của Thư viện Trường Đại học
Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.
9 trang
12/01/2024
18120
Free
Bạn đang xem tài liệu "Chỉnh lý số liệu địa chất cho bài toán hố đào sâu có kể đến ảnh hưởng của đường ứng suất bao gồm tăng hạ tải và bơm hạ mực nước ngầm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- chinh_ly_so_lieu_dia_chat_cho_bai_toan_ho_dao_sau_co_ke_den.pdf
