1. Tổng quan về mô hình HS và HS-small

Mô hình HS là mô hình đất tiên tiến dựa trên quá trình hóa cứng đẳng hướng (isotropic hardening). Nó giả định độ cứng phụ thuộc vào ứng suất theo định luật lũy thừa (hệ số mũ m). Mặc dù mô hình HS có thể mô tả các trạng thái phức tạp của đất nhưng nó KHÔNG xem xét sự thay đổi độ cứng của đất trong phạm vi biến dạng nhỏ.

Để khắc phục những hạn chế của mô hình HS, một phiên bản nâng cao của mô hình HS với sự khác biệt lớn về đặc tính đàn hồi đã được Benz (2007) xây dựng. Bằng việc đưa thêm hai tham số là mô đun cắt ban đầu G₀ và biến dạng cắt γ_0.7, mô hình HS-small có thể mô phỏng sự biến đổi độ cứng của đất ở biến dạng nhỏ trong vùng γ_s < 10⁻³. Hình dưới đây thể hiện đường cong giảm độ cứng của đất. Nó chỉ ra rằng độ cứng của đất thay đổi theo độ lớn của biến dạng. Độ cứng của đất ở vùng biến dạng lớn nhỏ hơn một nửa so với vùng biến dạng nhỏ. Do phạm vi biến dạng điển hình của các cấu trúc địa kỹ thuật (ví dụ: tường chắn, móng, đường hầm) nằm trong khoảng từ 10^-4 đến 10^-2, nên việc mô hình hóa chính xác sự phụ thuộc phi tuyến của độ cứng vào biến dạng trong phạm vi này là rất quan trọng đối với bài toán địa kỹ thuật.

2. So sánh kết quả phân tích của HS và HS-small trong bài toán biện pháp thi công tầng hầm

2.1. Quy mô tầng hầm

Dự án có 3 tầng hầm, hố đào có chiều rộng 37 m, dài 65 m và được thi công theo kỹ thuật semi-top-down. Việc đào bao gồm 4 giai đoạn đào với 4 tầng sàn và hệ giằng, tường vây bê tông cốt thép dày 800 mm, dài 37 m với các chân được cắm vào một lớp đất sét cứng không thấm nước, như hình bên dưới.

2.2. Điều kiện địa chất

2.3. Khai báo thông số trong mô hình Plaxis

Trong đó, ngoài các thống số thông thường như mô hình HS, đối với mô hình HS-small cần cung cấp thêm mô đun cắt ban đầu G₀ và biến dạng cắt γ_0.7:

2.4.Kết quả phân tích chuyển vị tường vây

Hình bên dưới cho thấy hiệu quả dự đoán của mô hình HS-small tốt hơn khi so sánh với mô hình HS, căn cứ trên kết quả đối chiếu với quan trắc thực tế tại điểm ID02. Ngoài ra, kết quả phân tích còn cho thấy chuyển vị ngang của tường vây của mô hình HS lớn hơn so với mô hình HS-small, điều đó có nghĩa là các thông số độ cứng biến dạng nhỏ (G₀ và γ_0.7) có ảnh hưởng đáng kể đến kết quả dự đoán về chuyển vị của tường.

2.5. Kết luận

• Việc xem xét độ cứng biến dạng nhỏ trong phân tích địa kỹ thuật là cần thiết. Mô hình HSsmall có thể dự đoán tốt hơn các chuyển vị của tường vây so với mô hình HS. Chuyển vị của tường được dự đoán theo mô hình HS lớn hơn khoảng 15–20% so với chuyển vị của mô hình HS-small.
• Thông số biến dạng cắt γ_0.7 có tác động đáng kể đến việc dự đoán chuyển vị tường vây bằng mô hình HSsmall.
• Ứng dụng thực tế của mô hình HSsmall có thể dự đoán tốt hơn ứng xử của đất ở mức độ biến dạng nhỏ, đặc biệt là đất cát thường có biến dạng nhỏ so với đất sét.

• ---

  CÁM ƠN QUÝ ĐỘC GIẢ ĐÃ QUAN TÂM VÀ THEO DÕI BÀI VIẾT CỦA VIETCONS.EDU.VN !

  Các bạn có thể liên hệ trực tiếp Fanpage (https://www.facebook.com/VietConsEducation) của trung tâm để đặt câu hỏi. Chúng tôi sẽ giải đáp thêm cho bạn.

  ---

  Quét mã QR