I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu
Luận văn tập trung vào phân tích ứng xử đất đá xung quanh giếng tròn thẳng đứng trong xây dựng công trình ngầm. Mục tiêu chính là đánh giá trạng thái ứng suất và biến dạng của môi trường đất đá trước và sau khi lắp đặt vỏ chống. Nghiên cứu sử dụng lý thuyết đàn hồi và đàn hồi dẻo, kết hợp với mô phỏng bằng phần mềm Plaxis để phân tích chuyển vị và áp lực lên vỏ công trình. Điều kiện địa chất thực tế tại Quận 2, TP.HCM được áp dụng làm cơ sở tính toán.
1.1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Giếng tròn thẳng đứng là công trình ngầm phổ biến trong khai thác khoáng sản và xây dựng hạ tầng. Việc phân tích ứng xử đất đá xung quanh giếng giúp đảm bảo tính ổn định và an toàn của công trình. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán để dự đoán áp lực lên vỏ chống, từ đó tối ưu hóa thiết kế và thi công.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp giải tích dựa trên lý thuyết đàn hồi và đàn hồi dẻo. Phần mềm Plaxis 2D và 3D được áp dụng để mô phỏng và so sánh kết quả. Phương pháp này cho phép đánh giá chính xác chuyển vị và áp lực lên vỏ chống trong các điều kiện địa chất khác nhau.
II. Trạng thái ứng suất ban đầu và ứng xử đất đá
Chương này tập trung vào trạng thái ứng suất ban đầu trong môi trường đất đá, bao gồm ứng suất địa tĩnh và ứng suất kiến tạo. Các yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái ứng suất ban đầu được phân tích, bao gồm trọng lực, tính chất cơ học của đất đá, và các quá trình địa chất. Phương pháp xác định ứng suất ban đầu bằng đo đạc và phân tích lý thuyết cũng được trình bày chi tiết.
2.1. Định nghĩa và yếu tố ảnh hưởng
Trạng thái ứng suất ban đầu là trạng thái ứng suất tự nhiên trong đất đá trước khi có tác động của con người. Các yếu tố ảnh hưởng bao gồm trọng lực, lực kiến tạo, tính chất cơ học của đất đá, và điều kiện địa chất. Việc hiểu rõ trạng thái này là cơ sở để dự đoán biến đổi cơ học khi thi công công trình ngầm.
2.2. Phương pháp xác định ứng suất ban đầu
Hai phương pháp chính được sử dụng để xác định trạng thái ứng suất ban đầu là phân tích lý thuyết và đo đạc thực tế. Phân tích lý thuyết dựa trên giả thiết đơn giản về cấu trúc đất đá và tác động của trọng lực. Phương pháp đo đạc sử dụng các thiết bị chuyên dụng để xác định ứng suất tại các điểm cụ thể trong môi trường đất đá.
III. Phân tích chuyển vị và áp lực lên vỏ chống
Chương này trình bày kết quả phân tích chuyển vị đường viền giếng và áp lực lên vỏ chống trong môi trường đàn hồi và đàn hồi dẻo. Các mô hình tính toán được thực hiện bằng phần mềm Plaxis, với điều kiện địa chất thực tế tại Quận 2, TP.HCM. Kết quả cho thấy, khi đào giếng với bán kính 2m và độ sâu 28m trong lớp sét cứng, biến dạng dẻo không xảy ra và công trình đảm bảo ổn định.
3.1. Đánh giá chuyển vị đường viền giếng
Chuyển vị đường viền giếng được đánh giá dựa trên lý thuyết đàn hồi và đàn hồi dẻo. Kết quả cho thấy, trong điều kiện địa chất tại Quận 2, chuyển vị đường viền giếng không vượt quá giới hạn cho phép, đảm bảo tính ổn định của công trình.
3.2. Áp lực lên vỏ chống
Áp lực lên vỏ chống được tính toán dựa trên mô hình đàn hồi dẻo. Kết quả mô phỏng bằng Plaxis cho thấy, áp lực lên vỏ chống nằm trong phạm vi an toàn, đảm bảo khả năng chịu tải của công trình. Phương pháp giải tích cho kết quả hợp lý hơn so với mô phỏng bằng phần mềm.
