Nghiên cứu điều kiện địa kỹ thuật phục vụ thiết kế và thi công hố đào sâu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG

----------------

NGUYỄN TRƯỜNG HUY

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT

PHỤC VỤ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM

MÃ SỐ: 62.58.02.04

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. TS. TRỊNH VIỆT CƯỜNG

2. PGS. TS. ĐOÀN THỀ TƯỜNG

HÀ NỘI - 2015

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình khoa học do chính tôi thực hiện. Các

kết quả, số liệu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ

công trình khoa học nào khác. Tác giả hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác

thực và nguyên bản của luận án.

Tác giả luận án

Nguyễn Trường Huy

ii

LỜI CẢM ƠN

Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và trân trọng đến TS. Trịnh

Việt Cường và PGS. TS Đoàn Thế Tường là hai thầy hướng dẫn trực tiếp đã tận

tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện và hoàn

thành luận án.

Tác giả xin chân thành cảm ơn đến Lãnh đạo Viện Khoa học công nghệ

xây dựng, Viện Thông tin Đào tạo và Tiêu chuẩn hóa, Viện chuyên ngành Địa

kỹ thuật đã tạo điều kiện thuận lợi, đóng góp ý kiến quý báu cho tác giả trong

quá trình nghiên cứu.

Tác giả cũng bày tỏ lòng biết ơn đến TS. Trần Thương Bình và các anh

chị em phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật Trường Đại Học Kiến trúc Hà Nội, Phòng

thí nghiệm Trường Đại học Xây dựng đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ, động

viên, trong quá trình thực hiện các nghiên cứu thực nghiệm của luận án.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến đơn vị nơi tác giả đang

công tác là Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, đã tạo những điều kiện thuận lợi,

giúp đỡ, động viên để tác giả yên tâm tập trung nghiên cứu để hoàn thành luận

án của mình.

Để hoàn thành được luận án của mình tác giả được sự động viên, ủng hộ,

chia sẻ kịp thời từ gia đình trong những lúc khó khăn nhất, tác giả xin bày tỏ

lòng biết ơn và chia sẻ những thành công có được của bản thân đến gia đình.

Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp đã

giúp đỡ, động viên, ủng hộ, chia sẻ trong quá trình tác giả hoàn thành luận án

của mình.

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...........................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii

MỤC LỤC .................................................................................................................... iii

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ....................................................................... xii

DANH MỤC BẢNG BIỂU ..........................................................................................xi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT............................................... vii

MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1

1. Tính cấp thiết của đề tài.........................................................................................1

2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .........................................................................2

3. Mục tiêu ...................................................................................................................3

4. Nội dung nghiên cứu của luận án..........................................................................3

5. Cách tiếp cận và các phương pháp nghiên cứu....................................................3

6. Những luận điểm bảo vệ.........................................................................................4

7. Những điểm mới khoa học .....................................................................................4

8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ...............................................................................4

9. Cơ sở tài liệu............................................................................................................5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐIỀU

KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT HỐ ĐÀO SÂU ......................................................................6

1.1. THỰC TRẠNG NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỊA KỸ THUẬT

PHỤC VỤ THIẾT KẾ HỐ ĐÀO SÂU: ....................................................................6

1.1.1. Đặc điểm và phạm vi nghiên cứu về hố đào sâu...............................................6

1.1.2. Các hiện tượng địa kỹ thuật xảy ra khi thi công hố đào sâu ...........................11

1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến dịch chuyển của đất nền xung quanh hố đào sâu.12

1.1.4. Trạng thái ứng suất của đất nền [38]...............................................................13

1.1.5. Tính toán, thiết kế thi công hố đào sâu ...........................................................15

1.1.6. Đánh giá ưu điểm, nhược điểm của một số mô hình đất nền..........................17

1.2. CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN KHẢO SÁT CUNG CẤP SỐ LIỆU

ĐỊA KỸ THUẬT PHỤC VỤ THIẾT KẾ THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU................22

iv

1.2.1. Các phương pháp thí nghiệm địa kỹ thuật ......................................................27

1.2.2. Các thông số đặc trưng đất nền trong bài toán hố đào sâu..............................30

1.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1:.................................................................................35

CHƯƠNG 2 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẤT NỀN

TRÊN MÁY BA TRỤC GIẢM ỨNG SUẤT NGANG..................................................36

2.1. MỞ ĐẦU.............................................................................................................36

2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM HIỆN NAY XÁC ĐỊNH THÔNG

SỐ ĐẦU VÀO ĐỂ THIẾT KẾ THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU.................................37

2.2.1. Thông số địa kỹ thuật để thiết kế thi công hố đào sâu....................................37

2.2.2. Thí nghiệm nén ba trục: ..................................................................................38

2.3. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM BA TRỤC GIẢM ỨNG SUẤT NGANG ...........39

2.3.1. Nội dung phương pháp thí nghiệm .................................................................40

2.3.2. Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm ...........................................................................41

2.3.3. Quy trình thí nghiệm.......................................................................................42

2.3.4. Dỡ tải...............................................................................................................44

2.3.5. Tính toán, báo cáo kết quả thí nghiệm............................................................45

2.3.7. Xử lý số liệu thí nghiệm..................................................................................46

2.3.8. Kết quả thí nghiệm..........................................................................................47

2.4. NHẬN XÉT CHƯƠNG 2 ..................................................................................55

CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH LADE CẢI TIẾN CHO BÀI TOÁN HỐ ĐÀO SÂU......58

3.1. ỨNG XỬ CỦA ĐẤT NỀN.................................................................................58

3.2. MÔ HÌNH ĐẤT NỀN LADE............................................................................58

3.2.1. Giới thiệu mô hình Lade .................................................................................58

3.2.2. Lý do lựa chọn mô hình Lade .........................................................................58

3.2.3. Mô hình Lade ..................................................................................................59

3.3. MÔ HÌNH ĐẤT NỀN LADE CẢI TIẾN.........................................................65

3.3.1. Cơ sở để xây dựng mô hình Lade cải tiến.......................................................65

3.3.2. Đặc trưng đàn hồi............................................................................................66

3.3.3. Mặt phá hoại....................................................................................................68

v

3.3.4. Mặt thế năng biến dạng dẻo ............................................................................70

3.3.5. Mặt chảy dẻo ...................................................................................................74

3.3.6. Xác định các đặc trưng của mô hình Lade cải tiến .........................................79

3.3.7. Đánh giá độ tin cậy của mô hình Lade cải tiến...............................................80

3.4. PHẦN MỀM TÍNH TOÁN THEO MÔ HÌNH ĐẤT NỀN LỰA CHỌN .....84

CHƯƠNG 4 ÁP DỤNG TÍNH TOÁN HỐ ĐÀO SÂU THEO MÔ HÌNH LADE

CẢI TIẾN .....................................................................................................................89

4.1. NỘI DUNG TÍNH TOÁN .................................................................................89

4.2. MÔ HÌNH HÓA HỐ ĐÀO SÂU.......................................................................90

4.2.1. Công trình Bệnh viện 108 ...............................................................................91

4.2.2. Công trình Hoabinh Green City Minh Khai....................................................98

4.2.3. Công trình đập thủy điện số 2 .......................................................................104

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................112

1. KẾT LUẬN..........................................................................................................112

2. KIẾN NGHỊ.........................................................................................................113

CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ .............................114

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................115

PHỤ LỤC ...................................................................................................................120

PHỤ LỤC A. CHẾ TẠO THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM...........................................120

A.1. Buồng ba trục ..................................................................................................120

A.2. Thiết bị dùng để tạo và duy trì áp lực nước ....................................................121

A.3. Thiết bị tạo lực dọc trục ..................................................................................122

A.4. Thiết bị giảm áp lực buồng .............................................................................123

A.5. Thiết bị đo biến biến dạng, đo áp suất ............................................................123

A.6. Thiết bị ghi chép số liệu ..................................................................................128

A.7. Các phụ kiện khác ...........................................................................................129

A.8. Kết quả thí nghiệm..........................................................................................129

PHỤ LỤC B: PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN .....................................143

B.1. Thành phần ứng suất trong đất ........................................................................143

vi

B.2. Thành phần biến dạng trong đất......................................................................144

B.3. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng trong đất ................................................145

B.4. Công dẻo..........................................................................................................145

B.5. Ứng xử tái bền .................................................................................................146

B.6. Ma trận đàn dẻo ...............................................................................................148

B.8. Phần tử thanh dàn ............................................................................................151

B.9. Phần tử thanh dầm...........................................................................................152

B.10. Phần tử tấm tam giác đẳng tham số...............................................................154

B.11. Phần tử tiếp xúc .............................................................................................157

B.12. Các dạng phân tích ........................................................................................158

B.13. Giải hệ phương trình......................................................................................159

B.14. Phương pháp giải bài toán phi tuyến.............................................................160

B.15. Mô tả quá trình thi công ................................................................................162

B.17. Mô phỏng đường cong ứng suất - biến dạng trong thí nghiệm nén ba trục theo

mô hình Lade cải tiến..............................................................................................165

PHỤ LỤC C: MÃ NGUỒN PHẦN MỀM LADEDEEP .....................................167

vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

A, B Thông số áp lực nước lỗ rỗng

A, Rf, Kl, n, G, F Thông số của mô hình

A, b Hệ số của phương trình tuyến tính, dùng để xác định giá trị

của hệ số Poisson, được xác định theo kết quả thí nghiệm

Α Hệ số xác định theo tính chất của vật liệu

a Khoảng cách từ mặt đất đến điểm đặt của Ea

[A] Ma trận các biến của trường chuyển vị

[A]e Ma trận các tọa độ cụ thể của nút

Bt Mô đun biến dạng thể tích tiếp tuyến

[B] Ma trận biến đổi các chuyển vị nút về biến dạng tỷ đối

CD Thí nghiệm nén ba trục cố kết thoát nước

CU Thí nghiệm nén ba trục cố kết không thoát nước

c Lực dính của đất

[Dp] Ma trận dẻo

[D] Ma trận đàn hồi của đất trong bài toán biến dạng phẳng

E Môđun đàn hồi của đất

E0 Mô đun biến dạng của đất

Ea Tổng áp lực đất chủ động xác định từ hiệu áp lực đất bị

động và áp lực đất chủ động trên toàn bộ chiều sâu trường

Ei Môđun đàn hồi ban đầu

Et Môđun đàn hồi tiếp tuyến

E20, E25 Môđun đàn hồi cát tuyến

e Hệ số rỗng của đất

Fx, Fy Thành phần thể tích tác dụng theo phương x, y trên một

đơn vị thể tích áp lực

[F]e Lực nút tương đương của phần tử hữu hạn (PTHH)

[F]s Véctơ lực nút tương đương của kết cấu rời rạc

G Mô đun đàn hồi trượt

viii

ef Gr

si Độ cứng kháng cắt chuẩn ban đầu

HĐS Hố đào sâu

K Hệ số nền theo phương ngang

K0 Hệ số áp lực đất tĩnh

Ka Hệ số áp lực đất chủ động

Kp Hệ số áp lực đất bị động

K0,NC Hệ số áp lực đất ở trạng thái cố kết bình thường

K0,OC Hệ số áp lực đất tĩnh của đất quá cố kết

Kb,m Thông số mô hình

[K]e Ma trận độ cứng PTHH

[K]s Ma trận độ cứng tổng thể của kết cấu

ksi Mô đun phản lực nền tại độ sâu đang xét

ks Mô đun phản lực nền

l Khoảng cách từ mặt đất đến điểm có áp lực zero

m Số mũ của độ cứng

N Giá trị thể tích riêng của đất cố kết bình thường

[N] Ma trận các đạo hàm riêng của trường chuyển vị của PTHH

OCR Hệ số quá cố kết của đất

P Tải trọng gây ra chuyển vị δ

p Áp lực đất thực tác dụng lên tường

po Áp lực đất tĩnh lên tường

pa Áp lực khí quyển

σc Ứng suất tiền cố kết của đất

Pref Sức bền chuẩn

Px, Py Các thành phần ngoại lực theo phương x, y tác dụng trên

một đơn vị diện tích mặt ngòai của vật thể đàn hồi

Rf Độ huy động phá hoại

SK Độ cố kết

t Độ dày phân tử

ix

t0 Độ sâu ngàm cần thiết

UU Thí nghiệm nén ba trục không cố kết không thoát nước

[U]s Véctơ chuyển vị nút của kết cấu rời rạc hóa

ux Chuyển vị của điểm bất kỳ theo phương x

uy Chuyển vị của điểm bất kỳ theo phương y

[u] Véctơ các chuyển vị thành phần của một điểm bất kỳ trong

PTHH

[u]s Véctơ các thành phần chuyển vị nút PTHH

v Thể tích đặc trưng

v0 Thể tích đặc trưng ban đầu của đất

ΔU0 Số gia của mật độ năng lượng biến dạng

Δσ Độ lệch ứng suất

ΔW Số gia công cơ học

Δs Chuyển vị

[α] Ma trận các thông số αi của hàm chuyển vị

δ Dịch chuyển ngang của tường

δW Công cơ học khả dĩ

δu Chuyển vị khả dĩ của hệ

[δε] Véctơ biến dạng khả dĩ

[δu] Véctơ các chuyển vị khả dĩ

εl Biến dạng đứng ( biến dạng dọc trục)

εe Biến dạng đàn hồi

εp Biến dạng dẻo

εv Biến dạng thể tích

[ε] Véctơ biến dạng tỷ đối

γn Trọng lượng riêng của đất lớp thứ n

γw Trọng lượng riêng của nước

φ Góc ma sát trong của đất, góc ma sát tiếp xúc

φn Góc ma sát trong của đất ở lớp thứ n

x

φm, ψm Góc ma sát trong và góc giãn nở huy động của đất

ψ Góc giãn nở của đất

λ Nhân tử dẻo

μ Hệ số Poisson

μt Hệ số Poisson tiếp tuyến

μ0 Hệ số biến dạng ngang của đất

σ1 - σ3 Độ lệch ứng suất

σ3 Ứng suất chính ngang

σxx, σyy Ứng suất pháp

σxy, σyx Ứng suất tiếp

σN Ứng suất pháp

[σ] Véctơ ứng suất

' '

1 3  , Ứng suất hữu hiệu

τ Ứng suất cắt tiếp xúc

ω Hệ số phụ thuộc tỷ lệ giữa chiều dài di với bề rộng đoạn tường

 Ma trận các toán tử vi phân

M Độ dốc của đường trạng thái giới hạn mô hình Cam-Clay

 Thể tích riêng ở trạng thái giới hạn mô hình Cam-Clay

 Độ dốc của đường cố kết thường mô hình Cam-Clay

 Độ dốc của đường giãn nở mô hình Cam-Clay

c p Kích thước mặt chảy dẻo mô hình Cam-Clay

M ,  , Tham số đặc trưng đàn hồi mô hình Lade

1 , m Tham số chuẩn phá hoại mô hình Lade và Lade cải tiến

 , 2 Tham số hàm thế năng dẻo mô hình Lade và Lade cải tiến

h ,  ,  Tham số chuẩn dẻo mô hình Lade và Lade cải tiến

C , p ,b Tham số tái bền và hóa mềm mô hình Lade và Lade cải tiến

xi

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. So sánh kết quả tính toán chuyển vị ngang lớn nhất từ 2 mô hình Mohr￾Coulomb và Hardening Soil với kết quả quan trắc ....................................26

Bảng 1.2. Các tham số của mô hình Mohr-Coulomb .................................................30

Bảng 1.3. Các tham số của mô hình Cam-Clay cải tiến .............................................32

Bảng 1.4. Tham số mô hình Hyperbol........................................................................33

Bảng 2.1. Bảng tra hệ số K0 phụ thuộc vào loại đất. .................................................46

Bảng 2.3: So sánh mô đun đàn hồi .............................................................................52

Bảng 3.1. Tham số của mô hình Lade ........................................................................63

Bảng 3.2. Đặc trưng đàn hồi.......................................................................................66

Bảng 3.3. Đặc trưng đàn hồi thí nghiệm mẫu đất 3 và 4 ............................................67

Bảng 3.4. Đặc trưng của hàm thế năng dẻo thí nghiệm giảm  3 ...............................73

Bảng 3.5. Tham số của mô hình Lade cải tiến............................................................79

Bảng 4.1. Hệ số Poisson .............................................................................................90

Bảng 4.2. Bảng chỉ tiêu cơ lý trung bình của các lớp đất nền ....................................93

Bảng 4.3. Các đặc trưng của đất nền từ thí nghiệm nén một trục và ba trục..............93

Bảng 4.4. Đặc trưng đất nền theo mô hình Lade cải tiến ...........................................96

Bảng 4.5. Đặc trưng đất nền theo mô hình Mohr-Coulomb.......................................96

Bảng 4.6. Độ cứng tương đương của thanh chống .....................................................96

Bảng 4.7. So sánh chuyển vị đỉnh tường sau khi đào đất đến đáy móng ...................98

Bảng 4.8. Bảng chỉ tiêu cơ lý trung bình của các lớp đất nền ....................................99

Bảng 4.9. Độ cứng tương đương của thanh chống ...................................................101

Bảng 4.10. Đặc trưng đất nền theo mô hình Lade cải tiến .........................................101

Bảng 4.11. Đặc trưng đất nền theo mô hình Mohr-Coulomb.....................................102

Bảng 4.12. So sánh chuyển vị đỉnh tường sau khi đào đất giai đoạn 4 ......................102

Bảng 4.13. Đặc trưng đất nền theo mô hình Mohr-Coulomb.....................................104

Bảng 4.14. Đặc trưng đất nền theo mô hình Hardening .............................................105

Bảng 4.15. Đặc trưng đất nền theo mô hình Lade cải tiến .........................................105

Bảng 4.16. Chuyển vị đỉnh tường...............................................................................111

xii

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Đường ứng suất khác nhau trong 1 hố đào [38]...........................................8

Hình 1.2. Sơ đồ chịu tải và quan hệ ứng suất - biến dạng............................................9

Hình 1.3. Đường ứng suất trong đất...........................................................................10

Hình 1.4. Đường ứng suất trong hố đào.....................................................................10

Hình 1.5. Không gian ứng suất trong thí nghiệm nén ba trục....................................13

Hình 1.6. Hình chiếu các loại đường ứng suất khác nhau lên mặt phẳng ba trục......14

Hình 1.7. Đường ứng suất khi giảm  3 .....................................................................20

Hình 1.8. Đồ thị quan hệ độ dốc tiếp tuyến của mặt chảy và tỷ số ứng suất trung

bình (M=1) .................................................................................................20

Hình 1.9. Chuyển vị của tường ..................................................................................25

Hình 1.10. Kết quả dự báo chuyển vị ngang của tường ở giai đoạn thi công thứ tám26

Hình 1.11. Thiết bị thí nghiệm GDS LVDT của hãng GDS........................................27

Hình 1.12. Máy ba trục có gắn đầu đo cảm biến tiệm cận...........................................28

Hình 1.13. Thiết bị True triaxial test............................................................................28

Hình 1.14. Biểu đồ quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng dọc trục...................29

Hình 1.15. Biểu đồ quan hệ giữa biến dạng thể tích và biến dạng dọc trục.................29

Hình 1.16. Xác định góc ma sát trong và lực dính đơn vị ...........................................30

Hình 1.17. Xác định góc giãn nở..................................................................................31

Hình 1.18. Xác định M từ thí nghiệm nén ba trục .....................................................33

Hình 1.19. Xác định  và  từ thí nghiệm nén một trục...........................................33

Hình 1.20. Quan hệ ứng suất biến dạng trong mô hình Hyperbol cải tiến...................34

Hình 1.21. Đường cong ứng suất biến dạng chuyển đổi..............................................34

Hình 1.22. Xác định các tham số của mô hình Hyperbol cải tiến, KL và n .................35

Hình 2.1. Đồ thị đường bao phá hoại Mohr - Coulomb.............................................37

Hình 2.2. Thiết bị nén ba trục.....................................................................................38

Hình 2.3. Một số phiên bản thiết bị ba trục giảm ứng suất ngang đã được tác giả và

nhóm nghiên cứu thực hiện tại Trường ĐH Kiến Trúc..............................39

Hình 2.4. Sơ đồ quá trình thí nghiệm.........................................................................40

Hình 2.5. Mô hình thiết bị thí nghiệm ba trục giảm ứng suất ngang .........................41

xiii

Hình 2.6. Tiến hành thí nghiệm..................................................................................44

Hình 2.7. Biểu đồ quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng dọc trục...................48

Hình 2.8. Biểu đồ quan hệ giữa biến dạng thể tích và biến dạng dọc trục.................48

Hình 2.9. Biểu đồ vòng tròn Mohr của thí nghiệm giảm ứng suất ngang và so sánh

đường bao với thí nghiệm ba trục thông thường........................................49

Hình 2.10. Biểu đồ quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng dọc trục...................49

Hình 2.11 Biểu đồ quan hệ giữa biến dạng thể tích và biến dạng dọc trục.................50

Hình 2.12. Biểu đồ vòng tròn Mohr của thí nghiệm giảm ứng suất ngang và so sánh

đường bao với thí nghiệm ba trục thông thường........................................50

Hình 2.13. Biểu đồ quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng dọc trục...................51

Hình 2.14. Biểu đồ quan hệ giữa biến dạng thể tích và biến dạng dọc trục.................51

Hình 2.15. Biểu đồ vòng tròn Mo của thí nghiệm giảm ứng suất ngang và so sánh

đường bao với thí nghiệm ba trục thông thường........................................52

Hình 2.16. Biểu đồ quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng dọc trục...................53

Hình 2.17. Biểu đồ quan hệ giữa biến dạng thể tích và biến dạng dọc trục.................53

Hình 2.18. Biểu đồ vòng tròn Mo của thí nghiệm giảm ứng suất ngang và so sánh

đường bao với thí nghiệm ba trục thông thường........................................53

Hình 2.19. Biểu đồ quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng dọc trục...................54

Hình 2.20. Biểu đồ quan hệ giữa biến dạng thể tích và biến dạng dọc trục.................55

Hình 2.21. Biểu đồ vòng tròn Mo của thí nghiệm giảm ứng suất ngang và so sánh

đường bao với thí nghiệm ba trục thông thường........................................55

Hình 3.1. Đặc điểm của mặt phá hoại trong không gian ứng suất chính ...................60

Hình 3.2. Đặc điểm của hàm thế năng dẻo trong không gian ứng suất chính............60

Hình 3.3. Đặc điểm của mặt chảy dẻo trong không gian ứng suất chính...................61

Hình 3.4. Mô hình tái bền và hóa mềm (Lade và Jacobsen, 2002) [41] ....................62

Hình 3.5. Mặt phá hoại trong mặt phẳng lệch............................................................69

Hình 3.6. Xác định tham số hàm thế năng dẻo với đất cát giãn nở thể tích...............70

Hình 3.7. Xác định tham số hàm thế năng dẻo với đất sét không giãn nở thể tích....71

Hình 3.8. Xác định tham số hàm thế năng dẻo với đất sét không giãn nở thể tích thí

nghiệm theo đường ứng suất giảm  3 và tăng  1 ......................................71

Hình 3.9. Xác định tham số hàm thế năng dẻo mẫu đất Mẫu 11 ...............................72

xiv

Hình 3.10. Xác định tham số hàm thế năng dẻo mẫu đất Mẫu 1 .................................72

Hình 3.11. Xác định tham số hàm thế năng dẻo mẫu đất Mẫu 3 .................................72

Hình 3.12. Đường ứng suất trong thí nghiệm nén ba trục và mặt chảy Lade ..............76

Hình 3.13. Mặt chảy dẻo Lade cải tiến ........................................................................76

Hình 3.14. Mặt chảy dẻo từ kết quả thí nghiệm nén ba trục ........................................78

Hình 3.15. Đồ thị quan hệ ứng suất biến dạng [34] .....................................................80

Hình 3.16. Đồ thị quan hệ nén đẳng hướng [34]..........................................................80

Hình 3.17. Đồ thị xác định góc ma sát trong và lực dính đơn vị .................................81

Hình 3.18. Xác định tham số cường độ  1 ..................................................................81

Hình 3.19. Đồ thị xác định các đặc trưng của hàm thế năng biến dạng dẻo................82

Hình 3.21. So sánh kết quả tính toán và thí nghiệm quan hệ ứng suất và biến dạng

dọc trục thí nghiệm nén ba trục giảm  3 ...................................................83

Hình 3.22. So sánh kết quả tính toán và thí nghiệm quan hệ ứng suất và biến dạng dọc

trục thí nghiệm nén ba trục giảm σ3 mẫu đất Mẫu 11................................84

Hình 3.23. Các phần tử của mô hình hố đào sâu..........................................................86

Hình 3.24. Sơ đồ khối giải lặp của phần mềm LadeDeep............................................87

Hình 4.1. Vị trí các điểm đo dịch chuyển ngang của tường chắn ..............................94

Hình 4.2. Mô hình tính toán hố đào công trình bệnh viện 108 ..................................95

Hình 4.3. So sánh chuyển vị giai đoạn đào đất đến đáy móng ..................................97

Hình 4.4. Ứng suất theo phương ngang sau khi đào đất đến đáy móng ....................98

Hình 4.5. Vị trí các điểm đo dịch chuyển ngang của tường chắn ............................100

Hình 4.6. Mô hình tính toán hố đào công trình Hoabinh Green City ......................100

Hình 4.7. So sánh chuyển vị giai đoạn đào thứ 4.....................................................103

Hình 4.8. Ứng suất theo phương ngang sau khi đào đất giai đoạn 4 .......................103

Hình 4.9. Quan hệ ứng suất biến dạng của các lớp đất nền .....................................106

Hình 4.10. Quan hệ ứng suất biến dạng của các lớp đất nền khi nén đẳng hướng ....106

Hình 4.11. Quan hệ biến dạng thể tích và biến dạng dọc trục ...................................107

Hình 4.12. Sơ đồ bố trí các điểm đo chuyển vị của tường chắn ................................108

Hình 4.13. Mô hình tính toán tường chắn ..................................................................109

Hình 4.14. So sánh chuyển vị tường chắn đất với kết quả đo....................................110