Bài giảng địa kỹ thuật công trình và phương pháp luận thiết kế

Cơ học đất – Nền móng Nguyên Chủ nhiệm BM Cơ học đất – Nền móng ĐHTL Nguyên Trưởng ban Thư ký CHĐ - NM Bộ Đại học và THCN 1978 - 1983 Lĩnh vực quan tâm: áp lực đất - đá, đất Latêrit, Tín

Nguyễn Công Mẫn

G.S Cơ học đất – Nền móng

Nguyên Chủ nhiệm BM Cơ học đất – Nền móng ĐHTL

Nguyên Trưởng ban Thư ký CHĐ - NM Bộ Đại học và THCN (1978 - 1983)

Lĩnh vực quan tâm: áp lực đất - đá, đất Latêrit, Tính nền theo TTGH, Cơ học đất không bão hoà, sử dụng các phần mềm ĐKT: GeoStudio, Plaxis…

Địa chỉ: Email ncman@fpt.vn Tel 04 852 8512

Hoàng Việt Hùng

Th.sỹ Công trinh Thuỷ lợi - Đại học Thuỷ lợi - 2003

Th.sỹ Công trinh biển – Hà Lan - 2004

Giang viên BM Cơ học đất – Nền móng ĐHTL

Lĩnh vực quan tâm: Sử lý nền công trinh Thuỷ lợi, Cơ học đất không bão hoà PM GeoSlope Office và Plaxis

Địa chỉ: Email Hoangviethung@wru.edu Tel 04 563 6067

TS Nguyễn Hồng Nam

Kỹ sư Thuỷ công, ĐH Thuỷ lợi Hà Nội, 1993

Thạc sỹ Địa kỹ thuật, ĐH Tổng hợp Tokyo, 2001

Tiến sỹ Địa kỹ thuật, ĐH Tổng hợp Tokyo, 2004

Lĩnh vực quan tâm: các đặc tính biến dạng trước phá hoại của đất đá, ổn định mái dốc, mô phỏng

số địa kỹ thuật, sử dụng các PM GeoStudio, Plaxis

Địa chỉ: Email: nghongnam@gmail.com Tel: 08046427

Nguyễn Việt Tuấn

Kỹ sư XD dân dụng và Công nghiệp - 199 , Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng

Th sỹ CT Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp - 2001

TS kỹ thuật XD Nền móng và Công trỡnh ngầm - ĐH Tổng hợp Quốc gia Matxcơva - 2006

Lĩnh vực quan tâm: Nền móng và công trỡnh ngầm, ứng dụng PP số trong ĐKT với các CT Plaxis,

GeoSlope, Kiểm tra chất lượng móng cọc

Địa chỉ: Tuanibst @gmail.com Tel 04 852 5021

Môi trường phong hoá

Môi trường thuỷ nhiệt

tạo đá

Môi trường nhiệt thiêu

Chôn vùi và Nung nóng

Xói mòn Vận chuyển Trầm tích

• Trong xây dựng, phân biệt giữa đá và đất: quy ước

Tam giác địa cơ học Burland

địa cơ học Burland;

tính toán nền vμ công trinh theo TTGH;

cận với thực tế

Xu thÕ liªn ngµnh

§Þa kü thuËt - §Þa kü thuËt C«ng tr×nh - §Þa kü thuËt M«i tr−êng (Geoenviro Engineering)- §Þa c¬ häc - §Þa C¬ häc øng dông - §¸ C«ng tr×nh (Rock Engineering) -Thuû §Þa c¬ häc - §Þa chÊt M«i tr−êng ( Environ Geology )

Kho¸ng vËt häc - Th¹ch häc - Thæ nh−ìng - §Þa m¹o - KiÕn t¹o - KhÝ t−îng

§Þa vËt lý - §Þa chÊn - Thuû v¨n - §Þa chÊt TV - §C c«ng tr×nh (1929)

-C¬ häc §Êt (1925) - C¬ häc §¸ (1957)

• Gđ phát triển đơn ngành: Tim hiểu ban chất của vật

chất vỏ trái đất Cơ học đất (1925) và Cơ học đá (1957)

được hinh thành riêng biệt, theo cấu trúc nội dung không

đồng bộ, nhằm đáp ứng yêu cầu thiết kế và xây dựng

công trinh trong giai đoạn đầu của sự phát triển.

• GĐ phát triển đa ngành: Đánh giá tổng thể tương tác giữa công trình và môi trường đất - đá, bảo đảm công trình xây

dựng làm việc bình thường trong một môi trường phát triển bền vững, do đó cần gộp một số nội dung của một số môn học có liên quan trong một liên ngành (Interdiscipline).

• Địa kỹ thuật công trình (Geotechnical Engineering).

Quan trọng trong xây dựng công trình: ≥ 50% sự cố công

trình xảy ra có nguồn gốc từ sai sót về mặt ĐKT.

⇒ Cần có PP tiếp cận hợp lý các bài toán ĐKT

Skills needed for Geotechnical Engineering

Anon, 1999 - Ground Engineering, Nov 1999, British Geo Assoc

Public Policy Codes of practice Standards Law

Contract Law Specifications Bill of quantities

Construction Practices Experiences

Mechanical Engineering

Instrumentation, Drilling system, Excavation Technics, Support

Soil Mechanics

Description, Effective Stress, Deformation, Failure Seepage, Earth Pressure

Site Exploration

Reconnaissances Drilling Testing Parameter selection Reporting

Rock Mechanics

Description Deformation Failure

Soil/Rock Mass

Engineered fills Retaining Structure Slope

Geochemistry

Solid Waste Leachate

Hydrology

Fluid type Fluid Flow

Geology

Mineralogy Geological Processes Groundwater

Ground Movement

Geophysics Vibrations Earthquakes

Skills needed for Geotechnical Engineering

Norbert R Morgenstern, Nov 2000 – GeoEng2000 Chuyên ngành ĐKT

Đào tạo cao học

Geotechnical Engineering

Fluid Control Systems

e.g dams

Underground Geo-structures

e.g., tunnels

Surface structures e.g.,

Geo-embankments, landfills

Ground Improvement

e.g densification, remediation

Structural Support Systems

e.g., foundations

Numerical Analysis

finite elements, finite differences

Soil Mechanics

deformation, failure, seepage application

Rock Mechanics

deformation, failure, seepage application

Hydrology

surface fluid flow

Geology

Composition genesis processes hydrology

Site Exploration

reconnaissance, drilling, in-situ testing, geophysics

Geochemistry

waste leachates durability

Ground Movements

Earthquakes

Public Policy

Codes, standards, law + compliance

Contract Law

specifications

Construction

practice, experience

Mechanical Engineering drilling, instruments

excavation

Risk Management

observational method, risk assessment, instrumentation

ĐKTCT là một liên môn học,

áp dụng những nguyên lý cơ

bản của Cơ học đất, Cơ học

đá, Kỹ thuật xây dựng nền móng và công trình , để giải quyết các vấn đề thiết kế, thi công, sử lý - cải tạo các loại công trình xây dựng, khai thác tài nguyên thiên nhiên,

đặt trên, trong, tương tác với môi trưiờng đấtđá ( Nguyễn

Công Mẫn, 1997)

Mặt cắt khối đất I

Khảo sát hiện trường,

mô tả đất I

Bản chất

đất II

Thí nghiệm, đo

đạc trong phòng

và hiện trường, quansát II

Nash Lecture The teaching of Soil Mechanics – A personal view (1987, 1996);

Annon Definition of Geotechnical Engineering 1999 - Morgenstern, N.R, 2000

Tam giác địa cơ học Burland

Mô hình húa III

Mô hình hoá

phân tích - III

MH hóa: Khái niệm, vật lý,giai tích

Phần mềm chuyờn dụng,

3 Plaxis dùng biểu thức "Hydraulic Function" Van Genuchten cho

đất KBH SEEP/W có thư viện hàm thấm để tiện dùng.

4 Burland, 1996 có binh luận vấn đề này trong phiên bế mạc trong

"Conference on Unsaturated Soils/Unsat’95/Paris"

14.0m 14.0m 14.0m 14.0m

Mật độ mở rộng vết nứt 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 (m)

Tam giác địa cơ học Burland

§Èy m¹nh sù ph¸t triÓn §KT:

Më réng kh¶ n¨ng tiÕp cËn c¸c bµi to¸n ®kt HiÖu qu¶ cao trong NC, PVSX, gi¶ng d¹y

Lập mô hình vật lý - TT

Lập mô hình

toán

Phương pháp tính & MT

Định tính các

QT vật lý &

tương tác

Lập hệ phương trình

định lượng

Mô phỏng lý thuyết các QT vật lý &TT

2 CN hiện đại dùng cho thiết kế mới, thiết kế sửa chữa/quản lý an toàn

PHƯƠNG PHÁP LUẬN TIẾP CẬN ĐỊA KỸ THUẬT

So sánh - Hiệu chỉnh

Steps in Model Development

™ Examination of physical problem

™ Replacement of physical problem with

mathematical description

™ Solution of mathematical problem

™ Evaluation of the mathematical solution

in terms of the physical reality

tham khao

Modeling Illustration

J van der Weide, 1988

M«i tr−êng & ho¹t

Structure

Systems Response

Rock

§Ëp

NÒn N−íc hå

TT GH thứ hai

M ặt

t rư

ợ t

của tường chắn đặt trên mái đất

TT GH thứ nhất

1 TG ĐCH Burland - PPL hiện đại định hướng cho việc

tiếp cận các bài toán đKT nên cần được quán triệt trong

hỏng do sai sót về ĐKT);

linh hoạt và hiệu quả hơn các MH vật lý, có thể mô

phỏng các quá trinh vật lý xảy ra trong tự nhiên một cách chính xác, thay thế cho MH vật lý trong một số TH

Nhưng hạn chế của MH số (mô phỏng các quá trinh hóa

lý, biến đổi nhiệt ) cần được tiếp tục NC phát triển;

c«ng t¸c NCKH

trong nh©n cña TG ĐCH Burland

c¸c tr−êng Đ¹i häc