Tổng quan luận án

Công tác thi công cọc thép (bao gồm cọc ván thép, cọc ống thép) bằng búa rung là một trong những biện pháp kỹ thuật phổ biến trong xây dựng kết cấu móng công trình hạ tầng giao thông vận tải và dân dụng. Tại Việt Nam, phần lớn thiết bị búa rung đang sử dụng trên các công trường đều được nhập ngoại. Cho đến thời điểm tác giả thực hiện nghiên cứu, chưa có công trình nào trong nước nghiên cứu xây dựng cơ sở khoa học đầy đủ và chuyên sâu cho việc tính toán thiết kế, cũng như tính toán lựa chọn các thông số làm việc của búa rung phù hợp với điều kiện địa chất điển hình của Việt Nam.

Đặc điểm cấu trúc địa chất tại Việt Nam là dạng nền nhiều lớp đan xen với chiều dày và các chỉ tiêu cơ lý khác nhau. Việc các mô hình tính toán trước đây giả thiết nền đất là một lớp đồng nhất không phản ánh đúng điều kiện làm việc thực tế, dẫn đến nhiều sự cố kỹ thuật trong quá trình khai thác và thi công bằng búa rung. Từ thực trạng đó, luận án tập trung giải quyết bài toán phân tích phi tuyến quá trình tương tác giữa các lớp đất với cọc ván thép nhằm xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của búa rung trên quan điểm nghiên cứu hệ toàn diện: "Búa rung - Cọc ván thép - Nền đất nhiều lớp".

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định cụ thể gồm hai nội dung chính:

  1. Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của búa rung để hạ cọc ván thép vào nền đất nhiều lớp.
  2. Ứng dụng phương pháp nghiên cứu để tính toán xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của búa rung thủy lực VH-QTUTC70 khi hạ cọc ván thép số hiệu NSP-IIw vào nền đất nhiều lớp tại công trình cầu Đồng Quang (huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án bao gồm:

  • Búa rung: Búa rung kiểu treo tự do trên cần trục cơ sở, dải tần số làm việc từ 15 Hz đến 40 Hz. Đối tượng nghiên cứu trường hợp cụ thể là búa rung dẫn động thủy lực VH-QTUTC70 được chế tạo trong nước, có dải tần số rung từ 15 Hz đến 36,62 Hz.
  • Cọc ván thép: Cọc ván thép mặt cắt chữ U, số hiệu NSP-IIw sản xuất tại Việt Nam theo tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản (JIS).
  • Nền đất: Nền đất có cấu trúc nhiều lớp đan xen (đặc trưng bởi các lớp đất cát và đất sét với các chỉ tiêu cơ lý, trạng thái và chiều dày khác nhau).
  • Phạm vi không gian và dữ liệu: Dữ liệu địa chất công trình và các đợt thí nghiệm hiện trường được thực hiện tại vị trí mố trụ T2 và T3 thuộc công trình thi công cầu Đồng Quang, Ba Vì, Hà Nội. Luận án bảo vệ năm 2019 tại Trường Đại học Giao thông Vận tải.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan các công trình nghiên cứu trong nước về quá trình thi công cọc bằng búa rung cho thấy các hướng tiếp cận chính:

  • Hướng nghiên cứu động lực học hệ một khối lượng hoặc búa rung nối cứng với cọc, xem xét lực cản nền đất ở dạng tĩnh hoặc bán tĩnh mà chưa đưa ra mô hình toán xác định lực cản động trong quá trình cọc dịch chuyển (tiêu biểu như công trình của các tác giả trong tài liệu [29], [3]).
  • Hướng phát triển mô hình động lực học từ các nghiên cứu quốc tế (như mô hình của Svetlana Polukoshko) áp dụng cho cọc ống thép, nhưng giả thiết nền đất là một lớp đồng nhất có tính chất đàn hồi tuyến tính, chưa xét đến tính dẻo nhớt và sự suy giảm lực cản khi rung động (tài liệu [8], [11]).
  • Hướng nghiên cứu động lực học cọc tràm hạ vào nền đất yếu Nam Bộ sử dụng mô hình vật lý thu nhỏ trong phòng thí nghiệm (tài liệu [13]).
  • Hướng nghiên cứu dao động ghép hai búa rung điện hạ cọc bê tông, xem đất là môi trường đàn hồi liên tục của vật rắn (tài liệu [9]).

Tổng quan các công trình nghiên cứu ngoài nước được phân loại theo các nhóm phương pháp:

  • Phương pháp thông số ban đầu: Nghiên cứu của Savinov và Luskin [46], sử dụng các hệ số thực nghiệm và công thức vi phân đơn giản với giả thiết cọc cứng tuyệt đối, bỏ qua ảnh hưởng của tần số rung và hiệu suất năng lượng.
  • Phương pháp cân bằng năng lượng: Các công trình của Davisson [53], Warrington [71, 72], Wang [45, 69], tính toán sức kháng của đất hoặc tốc độ hạ cọc trung bình dựa trên sự cân bằng giữa năng lượng búa sinh ra và năng lượng tiêu hao để thắng lực cản đất.
  • Phương pháp cân bằng lực: Phương pháp Beta của Jonker [46] và phương pháp Tünker của Warrington [71], so sánh biên độ lực kích thích với biên độ lực cản nhưng không xác định được tốc độ hạ cọc.
  • Phương pháp bảo toàn động lượng: Nghiên cứu của Schmid [60], cân bằng giữa xung lượng lực cản và động lượng toàn hệ trong mỗi chu kỳ tải trọng.
  • Phương pháp truyền sóng một chiều: Các mô hình của Isaacs (1931), Smith (1960), Chua (1987), Gardner (1987), Middendorp (1987), Moulai-Khatir (1994), Vanden Berghe (2001) [38, 46, 52, 64], mô phỏng cọc là thanh đàn hồi và đất là hệ các phần tử lò xo - giảm chấn - trượt.
  • Phương pháp tích phân hệ phương trình chuyển động: Các nghiên cứu của Holeyman (1996), Vanden Berghe (1997, 2001), De Cock (1998), Dierssen (1994), Viking (2002), Svetlana Polukoshko (2010) [39, 43, 46, 56, 63]. Nhóm này thiết lập phương trình vi phân dựa trên nguyên lý D'Alembert hoặc Lagrange, tích phân theo thời gian để mô tả gia tốc, vận tốc, chuyển vị và lực cản động của đất.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án lựa chọn giải quyết: Hầu hết các công trình trong và ngoài nước đều giả thiết nền đất là một lớp đồng nhất hoặc môi trường đàn hồi đơn giản để giảm độ phức tạp tính toán. Chưa có công trình nào nghiên cứu toàn diện hệ "Búa rung - Cọc ván thép - Nền đất nhiều lớp" có tính đến sự tương tác phi tuyến giữa từng lớp đất với cọc (hiện tượng hóa lỏng của đất cát và hiện tượng chảy dẻo của đất sét), đồng thời xây dựng bài toán tối ưu hóa đa thông số kỹ thuật của búa rung nhằm tiết kiệm năng lượng thi công trong điều kiện địa chất cụ thể tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án sử dụng các hệ thống lý thuyết và mô hình giải tích sau:

  • Lý thuyết động lực học máy và hệ nhiều vật: Mô tả chuyển động tương đối giữa khối lượng phần treo ($m_1$), khối lượng phần rung của búa ($m_2$) và khối lượng cọc ván thép ($m_c$) dưới tác dụng của lực rung động kích thích $P_{kt} = P_{kt0} \sin(\omega t)$.
  • Lý thuyết cơ học đất chịu tải trọng rung động lặp chu kỳ: Sử dụng quan hệ ứng suất - biến dạng cắt dạng hyperbolic, quy luật suy giảm độ cứng chu kỳ theo Vucetic và Dobry (1991), mô hình phân vùng ứng xử cơ học xung quanh cọc ván thép theo Denies (2010), cùng hiện tượng hóa lỏng động của đất cát (Barkan, 1962) và chảy lỏng của đất sét khi chịu rung chấn gia tốc cao.
  • Mô hình xác định lực cản động của đất: Kế thừa và phát triển mô hình Vibdrive và mô hình Alain Holeyman, biểu diễn lực cản động mũi cọc ($R_t$) và lực cản động thành cọc ($R_s$) là hàm số của chuyển vị, vận tốc dịch chuyển cọc, sức kháng tĩnh ($q_s, \tau_s$), sức kháng hóa lỏng ($q_l, \tau_l$) dựa trên các chỉ tiêu thí nghiệm xuyên tĩnh hiện trường (CPT: $q_c, f_s, R_f$).
  • Lý thuyết tối ưu hóa kỹ thuật: Xây dựng hàm mục tiêu chi phí năng lượng dẫn động búa rung theo chiều sâu $CFW(z)$ và tổng năng lượng tiêu hao $W$, giải bằng thuật toán di truyền (Genetic Algorithm - GA) để tìm kiếm các thông số tối ưu gồm tần số rung ($f$), khối lượng khung treo ($m_1$), khối lượng phần rung ($m_2$) và mô men lệch tâm ($M_e$).

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết, mô phỏng số và thực nghiệm hiện trường:

  • Phương pháp giải tích và phương pháp số: Lập trình sơ đồ khối giải hệ phương trình vi phân chuyển động phi tuyến và thuật toán tối ưu hóa di truyền.
  • Phương pháp thực nghiệm hiện trường: Sử dụng hệ thống thiết bị đo đạc đồng bộ trên công trường cầu Đồng Quang, bao gồm cần trục Liebherr HS833HD, thiết bị đo gia tốc TDS-302, đầu đo gia tốc AR-1F, AR-2F, thiết bị đo ứng suất SDA380C/SDA830C, các lá điện trở dán dọc thân cọc (được bọc keo và hàn tấm thép bảo vệ), cảm biến đếm vòng quay DT-5TRX-RMTR và encoder đo dịch chuyển HE40B-6-1024-3-T-24 gắn trên cụm pulley.
Nhóm thông số Ký hiệu Ý nghĩa và đơn vị
Thông số búa rung $m_1, m_2, M_e, f, \omega$ Khối lượng khung treo (kg), phần rung (kg), mô men lệch tâm (kg.m), tần số (Hz), vận tốc góc (rad/s)
Thông số cọc $m_c, A, \chi, L, E$ Khối lượng (kg), diện tích tiết diện ($m^2$), chu vi (m), chiều dài cọc (m), mô đun đàn hồi ($kN/m^2$)
Thông số đất nền $h_k, q_c, f_s, R_f, \gamma, \phi, c, I_p$ Chiều dày lớp (m), sức kháng mũi CPT, ma sát thành CPT, tỷ số kháng (%), dung trọng, góc ma sát, lực dính, chỉ số dẻo
Thông số động học $z_1, z_2, \dot{z}_2, \ddot{z}_2, a_i, v_c$ Chuyển vị khung treo (m), chuyển vị cọc (m), vận tốc (m/s), gia tốc ($m/s^2$), vận tốc hạ cọc (m/s)
Lực cản và năng lượng $R_t, R_s, R_{tk}, R_{sz(k)}, W, CFW(z)$ Lực cản mũi cọc (kN), lực cản thành cọc (kN), năng lượng tiêu hao (kW), chi phí năng lượng đơn vị (kW/m)

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Nghiên cứu tổng quan về hệ “Búa rung - Cọc ván thép - Nền đất nhiều lớp”

Chương 1 hệ thống hóa cấu tạo và nguyên lý của búa rung dẫn động thủy lực kiểu treo tự do, đặc tính hình học và cơ lý của cọc ván thép chữ U NSP-IIw, cùng đặc điểm phân tầng địa chất nhiều lớp tại các đô thị lớn ở Việt Nam (Hà Nội, Huế, TP. Hồ Chí Minh). Chương này phân tích chi tiết cơ chế tương tác giữa đất và cọc dưới tải trọng rung động chu kỳ:

  • Khi búa hoạt động, sóng dao động kích thích vùng đất lân cận làm tăng áp lực nước lỗ rỗng và phá vỡ cấu trúc liên kết hạt, dẫn đến hiện tượng hóa lỏng ở đất cát và chảy lỏng ở đất sét, làm suy giảm đáng kể lực cản tác dụng lên cọc.
  • Tổng quan các mô hình đất động lực học của các tác giả quốc tế (mô hình Karlsruhe, Vipere, Vibdrive, Alain Holeyman, Svetlana Polukoshko) và phân tích các phương pháp tối ưu hóa phi tuyến trong kỹ thuật (phương pháp Gauss-Seidel, Gradient, Thuật toán di truyền).
  • Khẳng định sự cần thiết phải xây dựng mô hình toán động lực học cho hệ trong điều kiện địa chất phân lớp cụ thể tại Việt Nam.

Chương 2. Nghiên cứu hệ “Búa rung - Cọc ván thép - Nền đất nhiều lớp”

Chương 2 tập trung xây dựng mô hình toán động lực học cho hệ ba phần tử: khung treo ($m_1$), thân búa cùng má kẹp ($m_2$) và cọc ván thép ($m_c$):

  • Thiết lập hệ phương trình vi phân chuyển động dạng ma trận: $$[M]{\ddot{Z}} + [C]{\dot{Z}} + [K]{Z} = {Q(t)}$$ Trong đó véc tơ tải trọng ${Q(t)}$ chứa lực rung động ly tâm $P_{kt}(t)$, trọng lượng bản thân các phần tử và các thành phần lực cản động thành cọc $R_{sz}(k)$ và mũi cọc $R_{tk}$ biến thiên theo thời gian và chiều sâu dịch chuyển qua từng lớp đất $k$.
  • Xây dựng sơ đồ thuật toán và chương trình tính toán số mô phỏng quá trình hạ cọc.
  • Ứng dụng chương trình tính toán cho bài toán hạ cọc ván thép NSP-IIw bằng búa rung VH-QTUTC70 tại trụ T2 và T3 cầu Đồng Quang ở tần số $f = 30\text{ Hz}$. Kết quả mô phỏng thể hiện chi tiết diễn biến theo thời gian của gia tốc, vận tốc, chuyển vị của cọc, chuyển vị của khung treo và các thành phần phản lực cản động của nền đất nhiều lớp.

Chương 3. Nghiên cứu xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của búa rung khi hạ cọc ván thép vào nền đất nhiều lớp

Chương 3 thiết lập bài toán tối ưu hóa thông số kỹ thuật của búa rung:

  • Xây dựng hàm mục tiêu chi phí năng lượng dẫn động búa rung $CFW(z)$ trên một mét chiều sâu hạ cọc và tổng năng lượng tiêu hao $W$ của cả quá trình hạ cọc: $$W = \sum_{i=1}^{m_{ck}} W_{T_i}$$
  • Thiết lập không gian tìm kiếm với các biến thiết kế gồm tần số dao động $f$, khối lượng khung treo $m_1$, khối lượng phần rung $m_2$ và mô men lệch tâm $M_e$, chịu các ràng buộc kỹ thuật về biên độ rung tối thiểu ($S_0 \ge S_{0\min}$), gia tốc tối thiểu ($a \ge a_{\min}$) và giới hạn tải trọng của cần trục cơ sở.
  • Ứng dụng thuật toán di truyền (GA) để lập trình chương trình tính tìm nghiệm tối ưu.
  • Thực hiện tính toán xác định bộ thông số hợp lý cho búa rung VH-QTUTC70 khi hạ cọc NSP-IIw qua các lớp đất cụ thể tại trụ T2 và T3 cầu Đồng Quang (lớp cát hạt nhỏ màu xám đen chặt vừa, lớp sét pha màu xám nâu trạng thái nửa cứng), từ đó xác định dải tần số $f$ và tỷ lệ khối lượng $m_1/m_2$ hợp lý tương ứng với từng điều kiện lớp đất.

Chương 4. Nghiên cứu thực nghiệm quá trình hạ cọc ván thép tại công trình thi công cầu Đồng Quang (Ba Vì, Hà Nội) bằng búa rung do Việt Nam chế tạo

Chương 4 trình bày toàn bộ quy trình, công tác tổ chức và kết quả thí nghiệm hiện trường:

  • Bố trí các đầu đo biến dạng (lá điện trở) tại các mặt cắt đặc trưng dọc thân cọc ván thép để đo ứng suất nội lực $\sigma_i$, gắn đầu đo gia tốc AR-2F trên cọc và AR-1F trên khung treo búa rung, gắn encoder HE40B-6-1024-3-T-24 trên cụm pulley đo tốc độ và độ dịch chuyển.
  • Tiến hành đo đạc trong 5 lần hạ cọc thực tế tại trụ T2 và T3 với các chế độ tần số rung thay đổi: 15 Hz, 20 Hz, 25 Hz, 30 Hz và 35 Hz.
  • Xử lý số liệu đo hiện trường: xác định biến thiên tốc độ hạ cọc theo chiều sâu, vận tốc dao động, gia tốc dao động, lực cản động thành cọc và lực cản động mũi cọc qua các lớp đất.
  • Xác định thực nghiệm các hệ số hóa lỏng $\eta$ (đối với đất cát) và hệ số chảy lỏng (đối với đất sét) theo tần số rung động của búa.
  • Đánh giá so sánh sai số giữa kết quả mô phỏng lý thuyết và kết quả đo đạc thực nghiệm đối với các đại lượng: độ dịch chuyển cọc, gia tốc, vận tốc, chuyển vị dao động, lực cản động thành và lực cản động mũi cọc. Kết quả cho thấy mức độ tương đồng cao, khẳng định độ tin cậy của mô hình toán học đã xây dựng.

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án đã đạt được các kết quả khoa học và đóng góp mới sau:

  • Đóng góp về mặt lý luận và phương pháp:
    1. Đã nghiên cứu động lực học hệ "Búa rung - Cọc ván thép - Nền đất nhiều lớp", xây dựng thành công mô hình toán học phản ánh cơ chế tương tác giữa từng lớp đất với cọc dưới tác dụng của tải trọng rung động chu kỳ, có xét đến hiện tượng suy giảm lực cản động của đất.
    2. Đã xây dựng phương pháp và chương trình tính toán xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của búa rung khi hạ cọc ván thép vào nền đất nhiều lớp dựa trên hàm mục tiêu chi phí năng lượng và thuật toán di truyền (GA).
  • Đóng góp về mặt thực nghiệm và thực tiễn:
    1. Bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trên công trường thực tế (cầu Đồng Quang, Ba Vì, Hà Nội), đã đo đạc và xác định được các thành phần lực cản động thực tế của nền đất nhiều lớp tác dụng lên cọc ván thép NSP-IIw khi hạ bằng búa rung VH-QTUTC70.
    2. Xác định được giá trị thực nghiệm của hệ số hóa lỏng (đối với đất cát) và hệ số chảy lỏng (đối với đất sét) theo dải tần số rung động từ 15 Hz đến 35 Hz cho các loại đất tại trụ T2 và T3 cầu Đồng Quang.
    3. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và dải thông số làm việc hợp lý cho búa rung chế tạo trong nước (VH-QTUTC70) nhằm nâng cao hiệu quả thi công và tiết kiệm năng lượng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nghiên cứu giới hạn trong phạm vi búa rung kiểu treo tự do trên cần trục cơ sở, loại cọc ván thép mặt cắt chữ U (NSP-IIw) và điều kiện địa chất nhiều lớp cụ thể tại khu vực thi công cầu Đồng Quang (Hà Nội). Luận án chưa khảo sát các loại búa rung dẫn động điện, búa rung kiểu treo cứng có giá dẫn hướng, hoặc các loại cọc có hình dạng tiết diện khác (cọc chữ Z, cọc ống thép đường kính lớn, cọc bê tông).
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Mở rộng mô hình tính toán và kiểm chứng thực nghiệm cho các loại cọc khác như cọc ống thép, cọc bê tông cốt thép hạ bằng búa rung vào nền đất nhiều lớp.
    • Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình rung hạ cọc đến sự lan truyền sóng dao động trong môi trường đất xung quanh và mức độ ảnh hưởng đến các công trình phụ cận.
    • Nghiên cứu đánh giá sức chịu tải dài hạn của cọc sau khi hạ bằng phương pháp rung chấn trong điều kiện địa chất nhiều lớp.

Giá trị tham khảo

Luận án cung cấp tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cho các đối tượng:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên: Thuộc các chuyên ngành Kỹ thuật máy và thiết bị xây dựng, nâng chuyển; Kỹ thuật cơ khí động lực; Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông và Địa kỹ thuật. Nội dung phương trình vi phân chuyển động (Chương 2) và thuật toán tối ưu hóa di truyền (Chương 3) là tài liệu tham khảo bổ ích cho các nghiên cứu mô phỏng động lực học hệ máy - công trình.
  • Kỹ sư thiết kế và các đơn vị sản xuất máy xây dựng: Cung cấp cơ sở khoa học để tính toán thiết kế, cải tiến kết cấu và lựa chọn thông số kỹ thuật (mô men lệch tâm, tỷ lệ phân bố khối lượng, tần số công tác) cho các loại búa rung chế tạo trong nước (như các sản phẩm của Công ty CP Cơ khí Quang Trung).
  • Đơn vị tư vấn, giám sát và nhà thầu thi công xây dựng: Giúp các kỹ sư thi công (như tại CIENCO4) lựa chọn đúng chủng loại búa rung, xác định chế độ vận hành (tần số rung, tốc độ hạ cọc) phù hợp với hồ sơ khảo sát địa chất công trình phân lớp, hạn chế rủi ro sự cố kỹ thuật và tiết kiệm năng lượng tiêu thụ.

Câu hỏi thường gặp

1. Đối tượng búa rung và cọc ván thép cụ thể được luận án lựa chọn nghiên cứu là gì? Luận án nghiên cứu búa rung dẫn động thủy lực kiểu treo tự do trên cần trục cơ sở (tần số từ 15 Hz đến 40 Hz), cụ thể là búa rung VH-QTUTC70 chế tạo tại Việt Nam (tần số 15 đến 36,62 Hz). Cọc nghiên cứu là cọc ván thép mặt cắt chữ U số hiệu NSP-IIw sản xuất tại Việt Nam theo tiêu chuẩn Nhật Bản.

2. Vì sao việc xem nền đất là một lớp đồng nhất trong các nghiên cứu trước đây lại không phù hợp? Cấu trúc địa chất thực tế tại Việt Nam gồm nhiều tầng lớp đất (đất sét, sét pha, cát, cát pha...) đan xen với các chỉ tiêu cơ lý và chiều dày khác nhau. Khi chịu tải trọng rung động, mỗi lớp đất có cơ chế phản ứng riêng biệt (hóa lỏng ở đất cát hoặc chảy lỏng ở đất sét), làm thay đổi phi tuyến lực cản thành và lực cản mũi cọc theo chiều sâu hạ cọc. Giả thiết một lớp đồng nhất sẽ dẫn đến sai số lớn khi tính toán lực cản động và gây ra các sự cố kỹ thuật trong thi công.

3. Hàm mục tiêu và công cụ tối ưu hóa nào được tác giả sử dụng để xác định thông số hợp lý của búa rung? Tác giả xây dựng hàm mục tiêu dựa trên chi phí năng lượng dẫn động búa rung theo chiều sâu hạ cọc $CFW(z)$ và tổng năng lượng tiêu hao $W$ trong toàn bộ quá trình hạ cọc. Công cụ toán học được lựa chọn để giải bài toán tối ưu phi tuyến này là Thuật toán di truyền (Genetic Algorithm - GA).

4. Hệ thống thiết bị đo đạc thực nghiệm hiện trường tại cầu Đồng Quang gồm những thiết bị chính nào? Hệ thống gồm cần trục cơ sở Liebherr HS833HD, thiết bị đo gia tốc TDS-302 kết nối đầu đo gia tốc AR-1F (khung treo) và AR-2F (cọc), thiết bị đo biến dạng tĩnh/động SDA380C (hoặc SDA830C) kết nối các lá điện trở dán dọc cọc ván thép, cảm biến đếm xung số vòng quay DT-5TRX-RMTR và encoder đo dịch chuyển HE40B-6-1024-3-T-24 gắn trên trục pulley.

5. Cơ chế làm giảm lực cản của đất cát và đất sét dưới tác dụng của búa rung diễn ra như thế nào? Ở đất cát bão hòa nước, lực rung kích thích làm các hạt đất dịch chuyển sắp xếp lại, áp lực nước lỗ rỗng gia tăng triệt tiêu ứng suất hiệu quả dẫn đến hiện tượng hóa lỏng động làm mất sức kháng cắt. Ở đất sét, dao động cưỡng bức ở mức biến dạng lớn phá vỡ liên kết cấu trúc giữa các hạt khoáng vật sét, làm đất chuyển sang trạng thái chảy dẻo (chảy lỏng), từ đó làm suy giảm đáng kể ma sát thành cọc và sức kháng mũi cọc.

Kết luận

Luận án tiến sĩ kỹ thuật của tác giả Vũ Văn Trung đã giải quyết bài toán động lực học hệ tương tác "Búa rung - Cọc ván thép - Nền đất nhiều lớp", khắc phục các hạn chế của các mô hình giả định nền đất đồng nhất trước đây. Thông qua việc kết hợp giữa mô hình toán học giải tích, thuật toán tối ưu hóa di truyền và kiểm chứng thực nghiệm hiện trường tại công trình cầu Đồng Quang, công trình đã xác lập phương pháp khoa học để xác định các thông số kỹ thuật làm việc hợp lý cho búa rung chế tạo tại Việt Nam (VH-QTUTC70). Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở lý luận và số liệu thực tiễn tin cậy, phục vụ trực tiếp cho công tác tính toán thiết kế máy xây dựng và nâng cao hiệu quả kỹ thuật trong thi công nền móng công trình giao thông.