I. Nghiên cứu ứng xử kết cấu chống trong đường hầm chữ nhật cong
Luận án tập trung vào nghiên cứu ứng xử kết cấu chống trong đường hầm chữ nhật cong dưới tác động của tải trọng động đất. Phương pháp phân tích kết cấu được sử dụng là mô hình hóa kết cấu và tính toán kết cấu bằng phương pháp sai phân hữu hạn (FDM). Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt trong ứng xử của kết cấu chống giữa đường hầm hình tròn và đường hầm chữ nhật cong. Điều này đặt ra yêu cầu cần có phương pháp tính toán riêng cho loại đường hầm này.
1.1. Phương pháp nghiên cứu và mô hình hóa
Luận án sử dụng mô hình số 2D để mô phỏng ứng xử của đường hầm chữ nhật cong dưới tải trọng động đất. Phương pháp FDM được áp dụng để phân tích các lực nội tại trong kết cấu chống. Kết quả mô phỏng được so sánh với các phương pháp giải tích truyền thống, cho thấy độ chính xác cao của mô hình. Điều này khẳng định tính khả thi của việc sử dụng kỹ thuật xây dựng hiện đại trong công trình ngầm.
1.2. Ứng xử kết cấu dưới tải trọng động đất
Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng đường hầm chữ nhật cong có ứng xử phức tạp hơn so với đường hầm hình tròn dưới tải trọng động đất. Các lực nội tại như mô men uốn và lực dọc trục phân bố không đều, đặc biệt tại các góc cong của đường hầm. Điều này đòi hỏi phân tích kết cấu chi tiết để đảm bảo an toàn công trình.
II. Phân tích ảnh hưởng của các yếu tố địa chất và kết cấu
Luận án tiến hành phân tích kết cấu dưới ảnh hưởng của các yếu tố như địa chất công trình, độ dày kết cấu chống và gia tốc ngang cực đại. Kết quả cho thấy địa chất công trình có ảnh hưởng lớn đến ứng xử của đường hầm, đặc biệt là độ cứng của đất. Độ dày kết cấu chống cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phân bố lực nội tại.
2.1. Ảnh hưởng của độ cứng đất
Nghiên cứu chỉ ra rằng độ cứng đất (Es) ảnh hưởng đáng kể đến ứng xử của đường hầm chữ nhật cong. Khi Es tăng, các lực nội tại trong kết cấu chống giảm, đặc biệt là mô men uốn. Điều này cho thấy địa chất công trình cần được xem xét kỹ lưỡng trong thiết kế đường hầm.
2.2. Ảnh hưởng của độ dày kết cấu chống
Độ dày kết cấu chống (t) có tác động trực tiếp đến phân bố lực nội tại. Khi t tăng, mô men uốn và lực dọc trục giảm, giúp cải thiện an toàn công trình. Tuy nhiên, việc tăng độ dày cũng làm tăng chi phí xây dựng, đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng.
III. Phát triển sơ đồ tải trọng tĩnh tương đương
Luận án đề xuất một sơ đồ tải trọng tĩnh tương đương mới áp dụng trong phương pháp lực kháng đàn hồi (HRM) cho đường hầm chữ nhật cong. Sơ đồ này được phát triển dựa trên nguyên lý tải trọng tĩnh tương đương và được kiểm chứng bằng phương pháp FDM. Kết quả cho thấy sơ đồ mới có độ tin cậy cao, phù hợp với các điều kiện địa chất và kết cấu khác nhau.
3.1. Nguyên lý và phương pháp phát triển
Sơ đồ tải trọng tĩnh tương đương được phát triển dựa trên nguyên lý HRM, kết hợp với phân tích kết cấu bằng FDM. Phương pháp này cho phép tính toán nhanh chóng và chính xác các lực nội tại trong kết cấu chống, đặc biệt phù hợp với đường hầm chữ nhật cong.
3.2. Kiểm chứng và ứng dụng thực tế
Sơ đồ tải trọng mới được kiểm chứng bằng cách so sánh với kết quả từ FDM trong các điều kiện khác nhau. Kết quả cho thấy sơ đồ này có độ chính xác cao, giúp tối ưu hóa thiết kế và đảm bảo an toàn công trình trong các dự án công trình ngầm.
