Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu

Đăng ngày 3/14/2019 11:46:50 PM | Thể loại: | Lần tải: 0 | Lần xem: 38 | Page: 27 | FileSize: 2.30 M | File type: PDF
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu. Luận án với cấu trúc được chia thành 4 chương: Tổng quan về dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu, cơ sở khoa học tính toán lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu, xây dựng mô hình dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh, phân tích và dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh.
B GIÁO DỤC ĐÀO TẠO
B QUC PHÒNG
HC VIN K THUT QUÂN S
TRẦN QUÝ ĐỨC
NGHIÊN CU D BÁO LÚN MẶT ĐẤT DO ĐÀO ĐƯỜNG HM
BẰNG KHIÊN ĐÀO TRONG ĐẤT YU
Chuyên ngành:
K thut xây dựng công trình đặc bit
s:
9 58 02 06
TÓM TT LUN ÁN TIẾN KỸ THUT
NI NĂM 2018
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ - BỘ QUỐC PHÒNG
Người hướng dẫn khoa học
1. TS Đình Tân
2. PGS.TS Nguyễn Tương Lai
Phản biện 1: GS.TS Trịnh Minh Thụ
Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Đức Nguôn
Phản biện 3: TS Đỗ Ngọc Anh
Luận án được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện
theo quyết định số 2233/QĐ-HV ngày 03 tháng 7 năm 2018 của Giám
đốc Học viện Kỹ thuật Quân sự, họp tại Học viện Kỹ thuật Quân sự
vào hồi … giờ … phút, ngày …. tháng… năm 2018
thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Học viện Kỹ thuật Quân sự
- Thư viện Quốc gia
1
M ĐẦU
1. Tính cp thiết của đề tài
Xây dựng công trình ngầm trong điều kiện địa chất gồm các lớp đất yếu nói
chung và đất yếu bão hòa nước nói riêng là một lĩnh vực phức tạp và khó khăn
do phải giải quyết nhiều vấn đề đồng thời bao gồm cả mô hình và phương pháp
tính toán, công nghệ và biện pháp thi công, ảnh hưởng lâu dài trong quá trình
khai thác sử dụng, … Các công trình nghiên cứu về dự báo lún mặt đất khi đào
đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu ở Việt Nam là vấn đề mới và không
được công bố. Do đó, việc nghiên cứu dự báo quy luật lún mặt đất khi thi công
tuyến đường tàu điện ngầm bằng phương pháp khiên đào nhằm cảnh báo và
giảm thiểu các tác động tiêu cực đến các công trình phía trên đường hầm là một
nhiệm vụ quan trọng. vậy, đề tài “Nghiên cứu dự báo lún mặt đất khi đào
đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu” có ý nghĩa khoa học, thực tiễn và
có tính cấp thiết.
2. Đối tượng nghiên cu ca lun án
Nghiên cứu dự báo lún mặt đất trong giai đoạn thi công do đào đường hầm
bằng phương pháp khiên đào trong điều kiện địa chất TP. HCM.
3. Phm vi nghiên cu ca lun án
- Môi trường đất yếu tự nhiên; không xét đến hiện tượng xói ngầm trong nền
đất quanh đường hầm do thoát nước ngầm khi đào; điều kiện địa chất chọn để
nghiên cứu là khu vực thành phố Hồ Chí Minh.
- Ứng xử của nền đất là ứng suất - biến dạng tức thời trong giai đoạn thi công
đào đường hầm, không xét đến tính từ biến theo thời gian của nền đất.
4. Phương pháp nghiên cứu
Lunánsdngphươngphápnghiêncứulýthuyếtkếthpvớiphươngphápsố.
5. Cu trúc ca lun án
Luận án bao gồm 115 trang thuyết minh, trong đó có 27 bảng, 72 hình vẽ và
đồ thị, 115 tài liệu tham khảo, được cấu trúc gồm: mở đầu, 4 chương, kết luận
và kiến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục.
Mở đầu: Trình bày tính cấp thiết của đề tài luận án và bố cục luận án.
Chương 1: Tổng quan về dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên
đào trong đất yếu.
Chương 2: Cơ sở khoa học tính toán lún mặt đất do đào đường hầm bằng
khiên đào trong đất yếu.
Chương 3: Xây dựng mô hình dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng
khiên đào trong đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh.
Chương 4: Phân tích và dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên
đào trong đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh.
Kết luận kiến nghị: Trình bày các kết quả chính, những đóng góp mới
của luận án, các hướng phát triển và nghiên cứu tiếp theo.
HƯỚNG DẪN DOWNLOAD TÀI LIỆU

Bước 1:Tại trang tài liệu slideshare.vn bạn muốn tải, click vào nút Download màu xanh lá cây ở phía trên.
Bước 2: Tại liên kết tải về, bạn chọn liên kết để tải File về máy tính. Tại đây sẽ có lựa chọn tải File được lưu trên slideshare.vn
Bước 3: Một thông báo xuất hiện ở phía cuối trình duyệt, hỏi bạn muốn lưu . - Nếu click vào Save, file sẽ được lưu về máy (Quá trình tải file nhanh hay chậm phụ thuộc vào đường truyền internet, dung lượng file bạn muốn tải)
Có nhiều phần mềm hỗ trợ việc download file về máy tính với tốc độ tải file nhanh như: Internet Download Manager (IDM), Free Download Manager, ... Tùy vào sở thích của từng người mà người dùng chọn lựa phần mềm hỗ trợ download cho máy tính của mình  
38 lần xem

Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu. Luận án với cấu trúc được chia thành 4 chương: Tổng quan về dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu, cơ sở khoa học tính toán lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu, xây dựng mô hình dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh, phân tích và dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh..

Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ TRẦN QUÝ ĐỨC NGHIÊN CỨU DỰ BÁO LÚN MẶT ĐẤT DO ĐÀO ĐƯỜNG HẦM BẰNG KHIÊN ĐÀO TRONG ĐẤT YẾU Chuyên ngành: Mã số: Kỹ thuật xây dựng công trình đặc biệt 9 58 02 06 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – NĂM 2018 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ - BỘ QUỐC PHÒNG Người hướng dẫn khoa học 1. TS Lê Đình Tân 2. PGS.TS Nguyễn Tương Lai Phản biện 1: GS.TS Trịnh Minh Thụ Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Đức Nguôn Phản biện 3: TS Đỗ Ngọc Anh Luận án được bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện theo quyết định số 2233/QĐ-HV ngày 03 tháng 7 năm 2018 của Giám đốc Học viện Kỹ thuật Quân sự, họp tại Học viện Kỹ thuật Quân sự vào hồi … giờ … phút, ngày …. tháng… năm 2018 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Kỹ thuật Quân sự - Thư viện Quốc gia 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Xây dựng công trình ngầm trong điều kiện địa chất gồm các lớp đất yếu nói chung và đất yếu bão hòa nước nói riêng là một lĩnh vực phức tạp và khó khăn do phải giải quyết nhiều vấn đề đồng thời bao gồm cả mô hình và phương pháp tính toán, công nghệ và biện pháp thi công, ảnh hưởng lâu dài trong quá trình khai thác sử dụng, … Các công trình nghiên cứu về dự báo lún mặt đất khi đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu ở Việt Nam là vấn đề mới và không được công bố. Do đó, việc nghiên cứu dự báo quy luật lún mặt đất khi thi công tuyến đường tàu điện ngầm bằng phương pháp khiên đào nhằm cảnh báo và giảm thiểu các tác động tiêu cực đến các công trình phía trên đường hầm là một nhiệm vụ quan trọng. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu dự báo lún mặt đất khi đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu” có ý nghĩa khoa học, thực tiễn và có tính cấp thiết. 2. Đối tượng nghiên cứu của luận án Nghiên cứu dự báo lún mặt đất trong giai đoạn thi công do đào đường hầm bằng phương pháp khiên đào trong điều kiện địa chất TP. HCM. 3. Phạm vi nghiên cứu của luận án - Môi trường đất yếu tự nhiên; không xét đến hiện tượng xói ngầm trong nền đất quanh đường hầm do thoát nước ngầm khi đào; điều kiện địa chất chọn để nghiên cứu là khu vực thành phố Hồ Chí Minh. - Ứng xử của nền đất là ứng suất - biến dạng tức thời trong giai đoạn thi công đào đường hầm, không xét đến tính từ biến theo thời gian của nền đất. 4. Phương pháp nghiên cứu Luậnánsửdụngphươngphápnghiêncứulýthuyếtkếthợpvớiphươngphápsố. 5. Cấu trúc của luận án Luận án bao gồm 115 trang thuyết minh, trong đó có 27 bảng, 72 hình vẽ và đồ thị, 115 tài liệu tham khảo, được cấu trúc gồm: mở đầu, 4 chương, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục. Mở đầu: Trình bày tính cấp thiết của đề tài luận án và bố cục luận án. Chương 1: Tổng quan về dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu. Chương 2: Cơ sở khoa học tính toán lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu. Chương 3: Xây dựng mô hình dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh. Chương 4: Phân tích và dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh. Kết luận và kiến nghị: Trình bày các kết quả chính, những đóng góp mới của luận án, các hướng phát triển và nghiên cứu tiếp theo. 2 CHƯƠNG 1: : TỔNG QUAN VỀ DỰ BÁO LÚN MẶT ĐẤT DO ĐÀO ĐƯỜNG HẦM BẰNG KHIÊN ĐÀO TRONG ĐẤT YẾU Trình bày tổng quan về dự báo lún mặt đất trong quá trình thi công đường hầm trong đất yếu. Chương này mô tả về thi công đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu; các yếu tố ảnh hưởng đến lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu. 1.1. Tổng quan về nền đất yếu 1.1.1. Khái niệm đất yếu Đất yếu là những đất có khả năng chịu tải nhỏ (vào khoảng 500÷1000 kPa) có tính nén lún lớn, hầu như bão hòa nước, có hệ số rỗng lớn (e >1), môđun biến dạng thấp (thường thì E0 = 5000 kPa), lực chống cắt nhỏ, … Ở trạng thái tự nhiên, độ ẩm của chúng thường bằng hoặc lớn hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (đất sét mềm e ≥ 1,5; đất á sét bụi e ≥ 1), lực dính không thoát nước Cu ≤ 15kPa, góc nội ma sát 0o, độ sệt IL > 0,5 (trạng thái dẻo mềm). Nếu không có biện pháp xử lý đúng đắn thì việc xây dựng công trình trên đất yếu sẽ rất khó khăn hoặc không thể thực hiện được. 1.1.2. Ảnh hưởng của nền đất yếu đến lún mặt đất do đào đường hầm 1.2. Phương pháp thi công đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu Theo Hiệp hội Xây dựng Công trình ngầm của CHLB Đức – DAUB, khiên đào được phân loại theo sơ đồ hình 1.1. Phương pháp khiên đào được áp dụng để thi công những đường hầm trong môi trường nền đất yếu đối với điều kiện địa chất thành phố Hồ Chí Minh là loại khiên đào chống đỡ mặt gương bằng cần bằng áp lực đất: SM-V5. Trong luận án chỉ nghiên cứu khiên đào SM-V5 (EPB) (Hình 1.2 và Hình 1.3). Hình 1.2: Khiên đào đường hầm EPB (Earth Pressure Balance). Hình 1.1: Sơ đồ phân chia các loại khiên đào theo Hiệp hội Xây dựng Công trình ngầm CHLB Đức – DAUB. Hình 1.3: Cấu tạo khiên đào cân bằng áp lực vữa. 3 1.2.1. Phạm vi áp dụng của các loại khiên đào Khiên đào SM (Shield Tunnelling Method) có những loại chính là SM khoan đá, SM EPB (hỗ trợ cân bằng áp lực đất) và SM Slurry (chống đỡ mặt gương bằng chất lỏng) (Hình 1.4). Hình 1.4: Phạm vi áp dụng của các loại thiết bị đào đường hầm cho các loại đất khác nhau. 1.2.2. Các tiêu chí lựa chọn khiên đào Những tiêu chí cần thiết theo khuyến cáo của Hiệp hội Công trình ngầm và Không gian ngầm thế giới (The International Tunneling and Underground Space Association, ITA – AITES) năm 2000. 1.2.3. Đánh giá lựa chọn khiên đào Các loại khiên đào EPB đặc biệt phù hợp với các loại đất cố kết tại TP HCM. Sẽ là sự lựa chọn tốt hơn khi hệ số thấm của đất nhỏ hơn 10-7 m/s trong trường hợp đất yếu tại TP HCM. 1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến lún mặt đất khi đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu Các yếu tố ảnh hưởng đến lún mặt đất khi đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu gồm: đặc tính hình học của đường hầm; đặc tính môi trường đất nền; môi trường đất yếu; nước ngầm; đặc tính của khiên đào và đặc tính của tải trọng tác động. 1.4. Các phương pháp dự báo độ lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trên thế giới và ở Việt Nam 1.4.1. Trên thế giới 1.4.2. Ở Việt nam 1.5. Những vấn đề còn tồn tại trong nghiên cứu dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu Ở Việt Nam, chưa có một công trình khoa học hoàn chỉnh về phương pháp phân tích, đánh giá và rút ra quy luật lún mặt đất do đào hầm trong môi trường đất yếu bằng phương pháp khiên đào trong giai đoạn thi công. Chưa có một nghiên cứu nào hệ thống hóa được một bộ cơ sở dữ liệu về các yếu tố ảnh hưởng đến lún mặt đất do đào đường hầm ở TP. HCM. Việc phân tích độ nhạy của các yếu tố ảnh hưởng đến độ lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu cũng chưa được nghiên cứu cụ thể. Vấn đề dự báo lún mặt đất ở nước ta mới chỉ dừng ở việc tính toán độ lún cụ thể cho từng công trình ngầm cụ 4 thể, chưa khái quát hóa được quy luật lún mặt đất. Khi thi công đường hầm bằng khiên đào cần phải lựa chọn rất nhiều thông số về đặc tính hình học của đường hầm. Việc xác định được các thông số này một cách hợp lý trong điều kiện TP. HCM chưa được nghiên cứu. 1.6. Kết luận chương 1 Chương 1 đã trình bày tổng quan về: nền đất yếu, ảnh hưởng của nền đất yếu đến độ lún mặt đất do đào đường hầm; các yếu tố ảnh hưởng đến lún mặt đất khi đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu. Trong chương này cũng đã tiến hành phân tích vấn đề dự báo độ lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trên thế giới và ở Việt Nam và những vấn đề còn tồn tại trong nghiên cứu dự báo lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu ở nước ta. Luận án sẽ nghiên cứu mô hình và phương pháp tính toán lún mặt đất trong môi trường đất yếu xung quanh đường hầm trong quá trình thi công và dự báo lún mặt đất phía trên đường hầm; phân tích sự lún mặt đất xảy ra trên hai chiều kích thước khi xây dựng đường hầm trong môi trường đất yếu từ đó dự đoán lún mặt đất gây ra bởi xây dựng một đường hầm tuyến đôi trên đất yếu. Luận án tập trung nghiên cứu: - Môi trường đất được sử dụng trong phân tích là đất yếu tại TP. HCM. Môi trường nghiên cứu xung quanh đường hầm; - Đường hầm được đào bằng phương pháp khiên đào (SM); - Áp dụng phương pháp giải tích và phương pháp số để tính toán, dự báo lún mặt đất xung quanh đường hầm trong quá trình thi công. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TOÁN LÚN MẶT ĐẤT DO ĐÀO ĐƯỜNG HẦM BẰNG KHIÊN ĐÀO TRONG ĐẤT YẾU 2.1. Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu về các yếu tố ảnh hưởng đến lún mặt đất 2.1.1. Dữ liệu về khiên đào Khiên đào dự kiến sử dụng cho việc thi công tuyến tàu điện ngầm số 6 TP. HCM là khiên EPB có các thông số như trong bảng 2.1. Bảng 2.1: Một vài đặc tính kỹ thuật của khiên đào (Ban QLĐS đô thị). Các thành phần Đường kính Chiều dài máy Đường kính ngoài của khiên Tốc độ di chuyển của khiên Áp lực phụt vữa tại đuôi khiên Khối lượng vữa phụt đơn vị tại đuôi khiên Đơn vị Giá trị m 6,79 m 7,8 m 6,34 m/h 2,0 MPa 0,3 (m3/m) 2,0 2.1.2. Dữ liệu về đường hầm tàu điện ngầm Đánh giá và lựa chọn các chỉ tiêu cơ lý đất nền hợp lí: Bảng 2.2: Giá trị trung bình các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất (Ban Quản lý Đường sắt đô thị, 2010). 5 Thông số Độ sâu đáy lớp (m) Bề dày (m) Dung trọng tự nhiên (kN/m3) Hệ số thấm theo phương ngang (cm/s) Hệ số thấm theo phương đứng (cm/s) Hệ số rỗng ban đầu Hệ số Poát-xông Lực dính (MPa) Góc ma sát trong (độ) Môđun biến dạng (MPa) F 2b 3,07 7,29 3,07 4,22 19,421 19,0733 2,722 0,04 2,722 0,04 0,6557 0,7230 0,4 0,4 0,09 0,25 5 7 6 4 Lớp đất 2 17,27 9,98 19,0733 0,03551 0,03551 0,7230 0,4 0,11 15 4 3 và 3a 4 45,96 50 28,69 4,04 19,9885 20,075 0,33 0,0225 0,33 0,0225 0,5664 0,5610 0,4 0,4 0,39 0,15 10 12 5 7 2.2. Quá trình đào đường hầm bằng khiên đào Phân tích quá trình làm việc của khiên đào EPB có thể chia ra theo 5 giai đoạn như sau (Hình 2.1). - Giai đoạn 1: Khu vực xa phía trước gương đào; - Giai đoạn 2: Tại khu vực ngay phía sau mặt gương đào; - Giai đoạn 3: Tại khu vực thân khi- Giai đoạn 4: Khiên đào tiếp tục Hình 2.1: Mô phỏng thi công đường hầm tiến lên từng bước đào; - Giai đoạn 5: Khi vữa phụt bên ngoài vỏ chống hầm đã đông cứng. 2.3. Các phương pháp tính độ lún mặt đất Các phương pháp tính lún mặt đất do đào hầm được sử dụng bao gồm: phương pháp thực nghiệm và bán thực nghiệm; phương pháp giải tích và phương pháp số (Hình 2.2). Hình 2.2: Các phương pháp tính lún khác nhau. 2.4. Phân tích lựa chọn các phương pháp tính độ lún mặt đất Bảng 2.3: So sánh các phương pháp tính lún mặt đất. Phương pháp Thực nghiệm/bán thực nghiệm Phương pháp Ưu điểm - Tính toán rất đơn giản - Cung cấp ý tưởng và ước tính ban đầu về tính lún. - Hữu ích cho việc so sánh kết quả với các phương pháp khác. - Có thể tính với các thông số biến thiên. Hạn chế - Xem xét ít tham số. - Không thể giải quyết các vấn đề phức tạp khác của đất. - Không xét đến kỹ thuật thi công. - Số lượng các giải pháp có 6 Phương pháp giải tích Phương pháp số Ưu điểm - Tính được cả chuyển vị ngang và chuyển vị đứng. - Mối tương tác giữa các các tham số dễ hiểu - Áp dụng cho bất kỳ loại đất phức tạp. - Tính được cả chuyển vị ngang và chuyển vị đứng. - Có thể giải quyết nhiều thông số. - Có thể thực hiện nghiên cứu tham số. - Công cụ tính toán thân thiện với người sử dụng. - Hiển thị hình ảnh tốt hơn. - Có thể dễ dàng vẽ được biểu đồ và đồ thị. Tự động tạo lưới. Hạn chế hạn. - Áp dụng đối với loại đất cụ thể. - Xây dựng mô hình và phân tích tốn nhiều thời gian. - Có thể dẫn đến kết quả gây hiểu nhầm nếu người dùng không có sự hiểu biết sâu sắc về quá trình và phần mềm lập mô hình. - Không dễ xác minh và xác nhận kết quả. 2.5. Phân tích hao hụt thể tích nền đất "Hao hụt thể tích nền đất" hay "mất mát đất " (VL) xung quanh đường hầm là do thể tích đất đào lớn hơn so với thể tích chiếm chỗ của đường hầm. Hao hụt thể tích nền đất là tỷ lệ giữa thể tích phễu lún trên đơn vị chiều dài theo hướng trục đường hầm và thể tích đường hầm theo lý thuyết: VL =(V /Vh )= V /0,25π.D2 (2.1) 2.5.1. Xác định lượng hao hụt thể tích nền đất Dựa trên lý thuyết của Rowe và Jack (1983), mất mát thể tích (VL) cũng có thể được tính bằng cách sử dụng phương trình sau: VL =(4gt R + gt )/ 4R2 (2.2) 2.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hao hụt thể tích nền đất 2.5.2.1. Loại đất Bảng 2.4: Hao hụt thể tích nền đất cho đất cố kết. Điều kiện về nền Phương pháp đào đường hầm VL (%) Ghi chú Đất sét cứng nứt Có chống đỡ hoặc không (Shield Mất mát đất thông nẻ or none) thường 1% ÷ 2% Có chống đỡ trong áp lực khí tự nhiên (Shield in free air) Có chống đỡ trong áp lực khí nén Kiểm soát dịch chuyển (Shield in compressed air) mặt đất bằng khí nén Có chống đỡ trong khí tự nhiên (Shield in free air) Có chống đỡ trong khí nén (Shield u in compressed air) Bảng 2.5: Hao hụt thể tích nền đất cho đất rời Điều kiện về nền đất Cát mịn Cát trung Cát thô VL (%) 0,5÷1,0 1,0÷2,5 3,0 ÷ 5,0 Ghi chú Trong trường hợp đất trương nở, 1% của VT 1÷2% cho kết cấu hầm tốt và đất ít cố kết. 7 2.5.2.1. Phươngphápthi công đườnghầm Bảng 2.6: Phần trăm hao hụt thể tích nền đất. Công nghệ đào VL (%) Khiên đào 0,5 ÷ 1 Phương pháp khai đào tuần tự 0,8 ÷ 1,5 Bảng 2.7: Khuyến cáo lượng hao hụt thể tích nền đất. Điều kiện về nền đất Đất đá trầm tích bị phong hoá hoàn toàn Bồi tích cổ Khiên đào đường hầm Slurry EPB EPB VL (%) 1 0,9 0,9 2.5.2.2. Kíchthướcđường hầm Với đường kính của đường hầm là D, thể tích đào đường hầm trên đơn vị chiều dài theo hướng trục đường hầm, được tính bằng một biểu thức toán học đơn giản: Vh = 0,25.π.D2. 2.5.3. Lựa chọn hao hụt thể tích nền đất hợp lí Với mô tả điều kiện địa chất địa chất công trình tuyến tàu điện ngầm số 6, khi mô hình hóa quá trình đào hầm bằng khiên đào trong đất yếu, phần trăm hao hụt thể tích nền đất dao động từ lớn nhất là 1% đến nhỏ nhất là 0,2%. 2.6. Các mô hình nền và các tham số của nó Luận án sẽ sử dụng mô hình đàn dẻo lý tưởng Mohr- Coulomb để tính toán và dự báo lún mặt đất cho đường hầm đặt sâu trong đất yếu. 2.6.1. Một số mô hình nền cho phương pháp số Các mô hình nền đã được liên tục phát triển trong những năm gần đây. Có một số lượng lớn mô hình nền đã được phát triển trong các nghiên cứu địa kỹ thuật. Schweiger (2009) đã phân chia thành năm nhóm mô hình nền như sau: - Các mô hình đàn hồi tuyến tính và phi tuyến; - Mô hình đàn dẻo lý tưởng (Mohr-Coulomb); - Mô hình đơn diện dẻo tăng bền đẳng hướng (Isotropic hardening single surface plasticity models); - Mô hình lưỡng diện dẻo tăng bền đẳng hướng (Isotropic hardening double surface plasticity models); - Mô hình đa diện dẻo tăng bền động học (Kinematic hardening multi-surface plasticity models). 2.6.2. Lựa chọn mô hình nền hợp lý Luận án sẽ sử dụng mô hình đàn dẻo lý tưởng Mohr-Coulomb (MC) để tính toán và dự báo lún mặt đất cho đường hầm đặt sâu trong đất yếu. 2.7. Các phương pháp dự báo quy luật lún mặt đất Do sự không đồng nhất và phi tuyến của môi trường nền đất, mối quan hệ phi tuyến tính và đa chiều vốn có giữa lún mặt đất (do đào đường hầm bằng EPB gây ra) với các yếu tố ảnh hưởng, nên phương pháp hồi quy hoặc các phương pháp dựa trên trí tuệ nhân tạo có khả năng được sử dụng để dự báo lún mặt đất. Luận án sử dụng phương pháp hồi quy để dự báo lún mặt đất do thi công tuyến tàu điện ngầm số 6 tại TP. HCM. 8 2.8. Kết luận chương 2 Chương 2 đã thu thập, phân tích, đánh giá các dữ liệu cơ bản phục vụ tính toán, dự báo lún mặt đất do đào đường hầm trong đất yếu bằng khiên đào EPB. Chương 2 cũng đã tổng hợp, phân tích, đánh giá các mô hình và phương pháp dự báo độ lún mặt đất do đào đường hầm. Kết quả phân tích cho thấy tồn tại một mối liên hệ giữa đại lượng hao hụt thể tích nền đất và đặc trưng địa chất, đặc trưng hình học của đường hầm với độ lún mặt đất do đào đường hầm trong đất yếu bằng khiên đào EPB. Tuy nhiên, đến nay vẫn chưa có một phương pháp chính xác và tường minh để mô tả liên hệ giữa độ lún mặt đất với các đặc trưng của nền và công trình. Việc tính toán chính xác độ lún mặt đất do đào đường hầm trong đất yếu bằng khiên đào EPB vẫn phải kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết, thí nghiệm và quan trắc. Để dự báo lún mặt đất do đào đường hầm trong đất yếu bằng khiên đào EPB có thể áp dụng phương pháp hồi quy trên cơ sở kết hợp các công thức thực nghiệm, bán thực nghiệm, kết quả phân tích mô hình số và số liệu quan trắc. Ở Việt Nam mới bắt đầu xây dựng đường hầm trong đất yếu nên rất thiếu số liệu quan trắc, trong chương sau luận án sẽ nghiên cứu xây dựng mô hình dự báo lún mặt đất bằng phương pháp hồi quy trên cơ sở kết hợp các công thức thực nghiệm, bán thực nghiệm đã công bố và kết quả khảo sát mô hình số bằng phần mềm Plaxis 3DT. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH DỰ BÁO LÚN MẶT ĐẤT DO ĐÀO ĐƯỜNG HẦM BẰNG KHIÊN ĐÀO TRONG ĐẤT YẾU Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 3.1. Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn 3.1.1. Xây dựng các kịch bản tính toán Luận án sẽ xây dựng mô hình 3D để khảo sát, phân tích lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu. 3.1.2. Thiết lập bài toán tính lún mặt đất do đào đường hầm bằng khiên đào trong đất yếu Khảo sát hệ kết cấu – môi trường làm việc với các giả thiết sau: Nền đất được mô phỏng bởi mô hình đàn - dẻo, các tính chất cơ học của nền thay đổi theo từng lớp nhưng trong một lớp xem là không đổi: sử dụng mô hình Mohr - Coulomb. Vật liệu của đường hầm làm việc trong giai đoạn đàn hồi. 3.1.3. Kiểm chứng thông số mô hình nền Bảng 3.1: Kết quả lún mặt đất lớn nhất từ mô hình MC và kết quả tính từ FLAC 2D cho tuyến đường hầm Tehran. Thông số Độ sâu đặt đường hầm, z (m)

Tài liệu liên quan