Nghiên cứu ổn định tường kè cọc bản trong địa chất sông Tiền, Mỹ Tho

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

1. MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Mục đích của đề tài

1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

2. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TƯỜNG KÈ

2.1. Khái quát về công trình bảo vệ tường kè

2.1.1. Các dạng mặt cắt ngang công trình tường kè

2.1.2. Về kết cấu công trình tường kè

2.2. Khái quát về các phương pháp tính toán ổn định công trình bảo vệ bờ

2.2.1. Các vấn đề chính trong việc tính toán ổn định công trình bảo vệ bờ

2.2.2. Biểu thức tổng quát tính toán ổn định tổng thể công trình

2.3. Các phương pháp tính toán áp lực đất

2.3.1. Thuyết áp lực đất Coulomb

2.3.1.1. Các giả thiết cơ bản

2.3.1.2. Nguyên lí tính toán

2.3.1.2.1. Xét áp lực chủ động

2.3.1.2.2. Xét áp lực bị động

2.3.1.3. Kết quả lý thuyết Coulomb

2.3.2. Thuyết áp lực đất Rankine

2.3.2.1. Các giả thiết và nguyên lí tính toán

2.3.2.2. Kết quả áp lực đất theo lý thuyết Rankine

2.3.3. Giải pháp đồ giải xác định áp lực đất

2.3.3.1. Phương pháp Culmann

2.3.3.2. Phương pháp Trial-Wedge

2.3.4. Áp lực ngang tác dụng lên bờ kè do tải trọng phụ

2.3.4.1. Trường hợp tải trọng phụ phân bổ đều

2.3.4.2. Trường hợp tải trọng phụ là tải tập trung

2.3.4.3. Tải trọng phụ là tải phân bổ theo đường thẳng, hình băng và hình tam giác

2.3.5. Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) trong tính toán công trình bờ kè bằng hệ cọc bản

2.3.5.1. Vai nét sơ lược về phương pháp PTHH (FEM)

2.3.5.2. Tính toán bài toán phần tử hữu hạn

2.3.5.3. Sử dụng phần mềm Plaxis trong bài toán phân tích và kiểm tra bờ kè tường cọc bản

2.3.6. Kiểm tra ổn định tổng thể bờ kè cọc bản theo phương pháp Bishop

2.3.6.1. Phương pháp cung trượt lãng trụ trong - phương pháp Bishop

2.3.6.2. Ứng dụng chương trình phần mềm Geoslope trong kiểm tra bài toán ổn định tổng thể bờ kè theo Bishop

2.4. Kết luận chương 2

3. TÍNH TOÁN KẾT CẤU, ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH TƯỜNG KÈ SÔNG TIỀN KHU VỰC THÀNH PHỐ MỸ THO TỈNH TIỀN GIANG

3.1. Giới thiệu về công trình và điều kiện địa chất công trình

3.1.1. Giới thiệu về công trình

3.1.2. Điều kiện địa chất công trình khu vực xây dựng tường kè

3.2. Tính toán, phân tích ổn định tường cọc bản

3.2.1. Nội dung phân tích ứng xử của kết cấu đến ổn định công trình

3.2.2. Tính toán theo phương pháp giải tích

3.2.2.1. Tổ hợp tải trọng

3.2.2.2. Sơ đồ tính

3.2.2.3. Tải trọng tác dụng

3.2.2.4. Kết quả tính toán

3.3. Kiểm tra ổn định

3.3.1. Kiểm tra ổn định lật

3.3.2. Kiểm tra ổn định trượt cung trên (phần mềm Geoslope)

3.4. Mô hình phân tích và kết quả

3.4.1. Mô hình phân tích

3.4.2. Kết quả phân tích

3.4.2.1. Tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn (FEM)

3.4.2.2. Các thông số vào của Plaxis trong mô hình Mohr-Coulomb

3.4.2.3. Mô hình phân tích

3.4.2.4. Kết quả phân tích

3.4.2.5. Tổng hợp kết quả phân tích

3.4.2.6. Biểu đồ quan hệ ổn định - biến dạng - thời gian

3.4.2.7. Nhận xét chung

3.5. Kết luận chương 3

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP TỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về công trình tường kè cọc bản

Công trình tường kè cọc bản là một giải pháp quan trọng trong việc bảo vệ các khu vực ven sông, đặc biệt là tại khu vực sông Tiền, thành phố Mỹ Tho. Tường kè không chỉ có vai trò bảo vệ bờ sông khỏi hiện tượng sạt lở mà còn góp phần vào việc cải thiện cảnh quan đô thị. Các dạng mặt cắt ngang của tường kè như tường thẳng đứng, tường nghiêng và tường hỗn hợp được sử dụng tùy thuộc vào điều kiện địa chất và yêu cầu kỹ thuật cụ thể. Theo nghiên cứu, hiệu quả của tường kè trong việc chống sạt lở ở những khu vực có nền đất yếu cần được xem xét kỹ lưỡng. Việc tính toán ổn định cho công trình tường kè là một vấn đề quan trọng, đảm bảo tính bền vững và an toàn cho công trình trong suốt thời gian sử dụng.

1.1. Các dạng mặt cắt ngang công trình tường kè

Trong thực tế xây dựng, tường kè có nhiều dạng mặt cắt ngang khác nhau, bao gồm tường thẳng đứng, tường nghiêng và tường hỗn hợp. Tường thẳng đứng thường được sử dụng ở những nơi có lòng sông sâu, giúp tiết kiệm diện tích và dễ dàng cho việc khai thác. Tường nghiêng có chi phí xây dựng thấp hơn nhưng không thuận tiện cho việc sử dụng. Tường hỗn hợp, kết hợp giữa hai loại trên, thường được áp dụng trong những điều kiện thủy văn phức tạp. Việc lựa chọn dạng tường kè phù hợp phụ thuộc vào điều kiện địa chất và yêu cầu của dự án, nhằm đảm bảo tính ổn định và hiệu quả trong việc bảo vệ bờ sông.

II. Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định công trình tường kè

Tính toán ổn định của công trình tường kè là một phần quan trọng trong thiết kế công trình. Các phương pháp tính toán thường được sử dụng bao gồm lý thuyết Coulomb và Rankine, giúp đánh giá áp lực đất tác dụng lên tường kè. Việc xác định hệ số an toàn ổn định là cần thiết để đảm bảo rằng công trình có khả năng chống lại các lực gây trượt. Các lực này bao gồm lực do khối đất tạo ra và lực tác động từ tải trọng bên ngoài. Các phương pháp tính toán hiện đại như phần mềm Plaxis và Geoslope cũng được áp dụng để mô phỏng và phân tích tình trạng ổn định của tường kè trong điều kiện địa chất cụ thể.

2.1. Các loại áp lực đất

Áp lực đất là yếu tố chính ảnh hưởng đến ổn định của tường kè. Theo lý thuyết Coulomb, áp lực đất được xác định dựa trên các yếu tố như trọng lượng riêng của đất, độ dốc và góc ma sát. Việc xác định chính xác áp lực đất tác dụng lên tường kè là rất quan trọng để tính toán ổn định tổng thể. Ngoài ra, áp lực đất còn chịu ảnh hưởng từ các yếu tố môi trường như mực nước, dòng chảy và tải trọng bên ngoài. Do đó, việc phân tích và đánh giá các loại áp lực đất là điều cần thiết trong quá trình thiết kế và thi công tường kè.

III. Tính toán ổn định tường kè cọc bản tại khu vực sông Tiền

Tại khu vực sông Tiền, việc tính toán ổn định cho công trình tường kè cọc bản được thực hiện dựa trên các điều kiện địa chất cụ thể. Các phương pháp tính toán như phân tích ứng xử của kết cấu và mô phỏng bằng phần mềm địa kỹ thuật được áp dụng để đánh giá khả năng chịu lực và ổn định của tường kè. Kết quả tính toán cho thấy rằng tường kè cọc bản có khả năng chịu được các tác động từ tải trọng và áp lực đất, tuy nhiên cần có các biện pháp gia cố bổ sung để tăng cường tính ổn định trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

3.1. Phân tích ứng xử của kết cấu tường kè

Phân tích ứng xử của kết cấu tường kè là bước quan trọng trong việc đánh giá khả năng ổn định của công trình. Sử dụng phần mềm Plaxis, các thông số về tải trọng, áp lực đất và điều kiện địa chất được nhập vào để mô phỏng tình trạng làm việc của tường kè. Kết quả phân tích cho thấy rằng các yếu tố như độ lún và sự thay đổi áp lực đất có thể ảnh hưởng đáng kể đến ổn định của tường kè. Do đó, việc theo dõi và đánh giá thường xuyên tình trạng của tường kè là cần thiết để đảm bảo an toàn cho công trình.

Luận văn thạc sĩ về ổn định tường kè cọc bản trong điều kiện địa chất sông Tiền, thành phố Mỹ Tho