Đánh giá một số đặc trưng động học đất nền đô thị trung tâm Hà Nội

Các chỉ tiêu động học đất nền rất cần thiết để tính toán độ ổn định cũng như thiết kế kháng chấn cho các công trình trong khu vực đô thị trung tâm thành ph Hà Nội dưới tác động của tải trọng động, đặc biệt là cho các công trình cao tầng, các công trình quan trọng, công trình ngầm.

ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TR NG ĐỘNG HỌC ĐẤT NỀN ĐÔ THỊ TRUNG TÂM HÀ NỘI

TRẦN MẠNH LIỂU, TĂNG TỰ CHIẾN*, NGUYỄN VĂN THƯƠNG*

Some dynamic characteristic of ground in Hanoi central urban area

Abstract: Dynamic parameter of ground is essential for calculating

the shock ressitance and assessing geological risk for urban area due to the impact of dynamic loads However the dynamic properties of ground are not interested in Hanoi study properly The paper presents a calulation method to evaluate some dynamic parameter of soil (wave propagation velocity Vs, dynamic shear modular), mapping of variation field of dynamic parameter and zonning mapping of sensitivity to dynamic loads for soils in Hanoi central urban area

1.1 Vị trí địa lý

Đô thị Trung t m thành ph Hà N i được

công trong ản đồ quy hoạch chung thành

ph Hà N i năm 2030 tầm nhìn năm 2050 di n

tích khoảng 754 km2 Gồm 12 quận và m t phần

các huy n Mê Linh, Đan Phượng, Hoài Đức,

Quận Hà Đông, huy n Thường Tín, huy n

Thanh Oai, huy n Gia L m

Phạm vi Đô thị trung t m Hà N i được gi i

hạn ởi:

- Phía Bắc giáp huy n Sóc Sơn

- Phía Đông là các huy n Mê Linh, Đan

Phượng, Hoài Đức

- Phía Nam là các huy n Thanh Oai,

Thường Tín

- Phía Đông là huy n Gia L m, Đông Anh

*

Đại học Khoa học tự nhi n

093008946

Email:lieutm.cus.vnu@gmail.com

Hình 1 Bản đồ hành chính đô thị trung tâm

thành phố Hà Nội

1.2 Cấu trúc địa chất và tính chất cơ lý của đất nền khu Đô thị trung tâm Tp Hà Nội

Các trầm tích Đ tứ ở khu đô thị trung t m

thành ph Hà N i đƣợc hỡnh thành từ Pleistocen

s m đến Holocen mu n Theo cỏc cụng trỡnh

nghiờn cứu đó đƣợc cụng , trầm tớch Đ tứ khu

vực Hà N i đƣợc ph n chia nhƣ sau:

H tầng L Chi (aQ11lc)

H tầng Hà N i (ap, am Q12-3 hn)

H tầng Vĩnh Phỳc (Q13

vp)

H tầng Hải Hƣng (Q21-2 hh)

H tầng Thỏi Bỡnh (Q23 tb)

Đất nền Hà N i theo cỏc tài li u thu thập

đƣợc chia làm 26 l p [5], ao gồm:

Trầm tích nhân sinh (anQ 2 )

Lớp 1: Đất lấp thành phần hỗn tạp, trạng thái

không đều

Phụ hệ tầng Thái Bình trên (aQ 2 3

tb 2 )

Lớp 2: Bùn đáy ao hồ - A1

Lớp 3: Sét pha xen kẹp cát pha màu nâu, nâu

hồng, trạng thái dẻo mềm - B1

Lớp 4: Cát hạt nhỏ màu xám nâu, trạng thái

xốp - B1

Phụ hệ tầng Thái Bình dới (a,l Q 2 3

tb 1 )

Lớp 5: Sét màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng

- dẻo mềm - B2

Lớp 6: Sét pha màu nâu, nâu vàng, trạng thái

dẻo cứng - dẻo mềm - B2

Lớp 7: Sét pha màu nâu xám, trạng thái dẻo

chảy, chảy lẫn ít hữu cơ - A2

Lớp 8: Sét pha xen kẹp cát pha, cát màu nâu

xám, trạng thái dẻo mềm - B1

Lớp 9: Cát hạt nhỏ màu xám xanh, trạng thái

chặt vừa - B2

Lớp 10: Sét pha màu nâu xám, dẻo mềm, có

chỗ xen kẹp cát pha, cát - B1

Phụ hệ tầng Hải Hƣng trên (bQ 2 1-2

hh 3 )

Lớp 11: Sét pha màu xám đen lẫn hữu cơ,

trạng thái dẻo chảy, chảy - A1

Phụ hệ tầng Hải Hƣng giữa (mQ 2 1-2

hh 2 )

Lớp 12: Sét màu xám xanh, trạng thái dẻo mềm - dẻo cứng - B1

Phụ hệ tầng Hải Hƣng dới (lbQ 2 1-2

hh 1 )

Lớp 13: Bùn sét màu xám đen lẫn hữu cơ - A1

Hệ tầng Vĩnh Phúc (a,l,lbQ 1 3 vp)

Lớp 14: Sét màu xám vàng, xám trắng, trạng thái dẻo cứng - dẻo mềm - B2

Lớp 15: Sét pha màu nâu, vàng, đỏ loang lổ, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng - C

Lớp 16: Sét pha màu xám đen lẫn hữu cơ, trạng thái dẻo chảy, chảy - A2

Lớp 17: Cát pha xen kẹp sét pha, cát màu xám vàng, trạng thái dẻo - B2

Lớp 18: Cát hạt nhỏ màu nâu, nâu vàng - C Lớp 19: Cát hạt trung lẫn sạn, sỏi màu xám vàng, xám trắng - D

Hệ tầng Hà Nội (ap, amQ 1 2-3 hn)

Lớp 20: Sét pha màu nâu xám, trạng thái dẻo mềm, có chỗ lẫn hữu cơ - B1

Lớp 21: Cát pha màu xám ghi, trạng thái dẻo,

có chỗ lẫn sạn, sỏi - B2

Lớp 22: Cuội sỏi lẫn cát màu xám, xám vàng - E

Hệ tầng Lệ Chi (aQ 1 1 lc)

Lớp 23: Cát pha màu xám ghi, nâu, trạng thái dẻo, có chỗ lẫn sạn, sỏi - C

Lớp 24: Cuội sỏi lẫn cát, sét màu xám nâu, xám vàng - E

Hệ Đệ Tứ không phân chia (Q)

Lớp 25: Sét pha màu nâu, nâu đỏ loang lổ, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng - C

Lớp 26: Sét, bột, cát kết phong hóa mạnh - E Tớnh chất cơ lý c a cỏc l p đất nhƣ sau:

Bảng 1 Tớnh chất cơ lý của đất đỏ trong khu vực nghiờn cứu

Lớp

Độ ẩm

tự nhiờn

(%)

Khối

lƣ ng riờng

(g/cm3)

Hệ số rỗng

(-)

Độ ẩm giới hạn chảy

(%)

Độ ẩm giới hạn dẻo

(%)

Độ sệt

(-)

Gúc ma sỏt trong

(đ )

Lực dớnh

(kg/c

m2)

SPT

(bỳa)

2 52,5 2,62 1,38 50,5 34,8 1,13 5o44’ 0,08 2

Lớp

Độ ẩm

tự nhiên

(%)

Khối

lư ng riêng

(g/cm3)

Hệ số rỗng

(-)

Độ ẩm giới hạn chảy

(%)

Độ ẩm giới hạn dẻo

(%)

Độ sệt

(-)

Góc ma sát trong

(đ )

Lực dính

(kg/c

m2)

SPT

(búa)

5 31,5 2,71 0,915 44,5 25,9 0,3 10o38’ 0,309 9,5

6 28,9 2,7 0,847 37,6 23,6 0,38 12o46’ 0,265 9

7 4,21 2,66 1,181 43,8 43,8 0,88 7o34’ 0,121 3

8 31,6 2,67 0,931 33,8 24,1 0,77 13o38’ 0,135 8

10 33,7 2,66 1,051 37,2 25,1 0,71 11o10’ 0,162 8

12 35,6 2,7 1,029 45,2 26,7 0,48 10o30’ 0,266 5

13 54,7 2,59 1,483 49,6 33,5 1,32 5o30’ 0,087 4

14 30,2 2,72 0,877 44,5 25,9 0,23 12o32’ 0,323 12

15 26,9 2,71 0,801 37 22,9 0,29 14o11’ 0,29 12

16 34,6 2,68 1,037 36,7 24,5 0,83 11o16’ 0,124 7

17 25,8 2,68 0,823 28,6 20,1 0,67 15o27’ 0,157 14

20 29,5 2,68 0,954 33,8 22,8 0,61 9o13’ 0,155 9

2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ

CƠ SỞ TÀI LIỆU

2.1 Cơ sở phương pháp

Tải trọng đ ng là tải trọng mà khi tác d ng

vào ề mặt đất g y ra những hi n tượng rung

đ ng ề mặt đất nền

Đất nền là m t tập hợp các phần tử có kích

thư c, hình dạng khác nhau, được hình thành

ởi các cấu tử có mức đ liên kết khác nhau

Khi các phần tử đất dao đ ng có thể g y ra sự

iến đổi hình dạng, kích thư c và trạng thái

c a các phần tử, điều này có thể dẫn đến sự

thay đổi tính chất cơ lý c a đất nền Vậy nên

khi chịu tác d ng c a tải trọng đ ng sẽ xảy ra

các phản ứng sau:

- Đất nền khi bị biến dạng bao gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng dư, trong đó iến dạng dư có tác d ng hấp thu năng lượng tại chỗ

và làm tri t tiêu dao đ ng Còn biến dạng đàn hổi giải phóng năng lượng ra xung quanh thông qua va chạm làm cho đất nền bị rung đ ng và biến đổi tính chất cơ lý

- Dao đ ng đất nền và thay đổi tính chất cơ

lý là hai cách thức phá h y công trình khác nhau

c a tải trọng đ ng

- Ở cùng m t mức năng lượng, nếu trạng thái tĩnh có chiều s u vùng ảnh hưởng l n hơn tải trọng đ ng, thì ngược lại tải trọng đ ng có vùng ảnh hưởng l n hơn tải trọng tĩnh

Đặ đ ểm độ đ

- Dao động của hệ vô số bậc tự do của

đất n n

Quá trình chuyển đ ng tự do c a mỗi phần tử

được xem là tổng hợp c a các dao đ ng điều

h a cùng tần s và cùng pha cho mọi phần tử

trong h , c n iên đ thay đổi liên t c từ phần

tử này đến phần tử khác sao cho tính liên t c

không ị phá h y Các dao đ ng thành phần đó

là dao đ ng chu n hay dao đ ng có tần s riêng

Như vậy, dao đ ng c a vật thể đàn hồi ất k là

tổng hợp các dao d ng chu n Khi coi đất nền

đồng nhất, iến dạng đ é thì dao đ ng c a đất

nền là dao đ ng h vô hạn ậc tự do, mỗi m t

ậc tự do xem như m t dao đ ng chu n

- S ng đàn hồi

Dao đ ng c a m t phần tử trong đất nền là sự

chuyển đ ng có tính thuận nghịch c a phần tử

đó xung quanh vị trí c n ằng Nhờ sự chuyển

đ ng c a các phần tử đã tạo ra sự va chạm v i

các phần tử l n cận mà các dao đ ng được lan ra

từ phần tử này đến phần tử khác Quá trình dao

đ ng đó gọi là sóng và sóng đó gọi là sóng đàn

hồi Yếu t không gian và tình chất đàn hồi c a

môi trường sẽ quyết định đến sự lan truyền dao

đ ng c a sóng Tính chất này được đặc trưng

ởi t c đ truyền sóng

C ỉ ê ơ ả đặ độ

đ

Tốc độ tru n s ng

Tổ hợp nhiều lần c a tải trọng lên nền đất

thực chất là sự tác đ ng c a tải trọng đ ng iến

thiên theo chu k lên nền đất Vi c tác đ ng

theo chu k này làm cho các phần tử đất dao

đ ng the chu k và lan truyền trong đất Như ở

trên đã nói, quá trình dao đ ng này chính là

sóng đàn hổi và đặc trưng c a nó là t c đ

truyền sóng Vs

Mô đun đàn hồi E

Khi đất nền chịu tác d ng c a tải trọng đ ng,

thì ngoài vi c các phần tử đất dao đ ng theo tần

s c a tải trọng nó c n ị iến dạng Cho nên

thông s đặc trưng cho iến dạng này là mô đun

đàn hồi E và mô đun iến dạng trượt đ ng G

Mô đun đàn hồi là quan h giữa ứng suất tác

d ng vào đất nền v i iến dạng c a đất nền được thể hi n ởi công thức dư i đ y Đặc trưng c a mô đun iến dạng là khả năng ch ng lại iến dạng thẳng đứng nếu tải trọng thẳng đứng là không đổi

E=

Trong đó: là ứng suất tác d ng

là iến dạng

Mô đun cắt trượt G

Như ở trên đã viết, mô đun cắt trượt G cũng

là m t trong những thông s đặc trưng cho iến dạng c a đất, nó là m i quan h giữa ứng suất cắt và góc trượt Mô đun cắt trượt G v i đặc trưng là khả năng ch ng lại iến dạng g y trượt

c a vật li u và được thể hi n ởi công thức: G=

Trong đó: là ứng suất cắt (hay ứng suất tiếp) và là góc trượt

2.2 Các phương pháp nghiên cứu xác định

các thông số đặc trưng biến dạng động

C ơ í đú

ố ế độ đ

Biến dạng c a đất nền theo m t góc đ có thể chia ra làm 2 loại iến dạng thể tích và iến dạng hình dạng Biến dạng thể tích luôn luôn song hành v i ứng suất nén khi lan truyền tạo ra sóng nén, hay sóng dọc theo phương nén chính Dao đ ng ề mặt nền, dịch chuyển c a các

l p đất khi có lan truyền chấn đ ng là kiểu iến dạng hình dạng, iến dạng trượt có thông s đặc trưng là mođun iến dạng trượt G Mođun iến dạng trượt G có thể xác định qua mođun nén E

và h s viến dạng ngang ν

Mođun iến dạng trượt G được tính toán gần đúng là m t trong các giải pháp xác định các thông s đ ng học

- H Senapathy và J.R Davie đã đưa ra

công thức chuyển đổi giữa mođun trượt G0,0001%

và mođun trượt G0,375% dựa và chỉ s dẻo xác

định ằng thí nghi m lăn và Cazagrande theo

công thức [8]

=

Trong đó: PI là chỉ s dẻo xác định ằng thí

nghi m lăn và thí nghi m Cazagrande

G0.375% là mô đun trượt ứng v i iến dạng

trượt 0,375 và được xác định theo m i quan

h đã được Davie và Lewis đưa ra

G0.375% =200Su

V i Su là cường đ kháng cắt c a đất theo sơ

đồ cắt nhanh không thoát nư c

- Hardin đã xuất phát từ các mô hình đàn

hổi và tính dẻo c a môi trường đã thiết lập quan

h mođun trượt Gmax, hay mođun trượt biến

dạng nhỏ v i ứng suất hi u quả , h s c kết

OCR và h s r ng e như sau:

Richart đưa ra công thức xác định môđun

trượt Gmax

Đ i v i cát sạch

Đ i v i cát thô

Trong đó OCR = , k là đại lượng ph

thu c vào chỉ s dẻo

Khi đề cập đến các mođun tương ứng v i

iến dạng l n hơn 0,0001 khác giá trị mođun

cực đại, m t s tác giả đã đưa ra các kết luận

khác nhau Sun và nhiều người khác, Seed và

nhiều người khác, ằng các thông tin về mođun

trượt ứng v i iên đ iến dạng trượt, đã kết l n

tỉ s G/Gmax iến đổi từ 1,7 - 11,3 ph thu c vào

chỉ s dẻo

P ơ í ố độ y ó

ắ [9]

Dựa vào các thông s tĩnh học c a đất nền Khi đánh giá về ảnh hưởng c a đ ng đất cho

m t lãnh thổ, thông thường sử d ng thông s đặc trừng là t c đ truyền sóng Vs, ởi mỗi loại đất được đặc trưng ởi m t t c đ truyền sóng Trên cơ sở đó, vi c tính toán và so sánh

t c đ truyền sóng v i v n t c gi i hạn sẽ cho phép đánh giá mức đ r i ro c a đ ng đất t i lãnh thổ đó

P ơ ơ ự

Cơ sở c a phương pháp là các tài li u đo địa chấn chi tiết c a các trận đ ng đất, điều ki n địa chất công trình trư c và sau đ ng đất, cùng v i những nghiên cứu về quy mô tính chất phá h y nền đất do các đ ng đất g y ra Điều ki n cần và

đ để xảy ra hóa lỏng c a nền đất có cấu trúc nền 2 l p, trong đó l p có khả năng hóa lỏng nằm dư i l p không hóa lỏng, ở các cấp đ ng đất khác nhau Dựa vào m i quan h c a chiều dày l p có khả năng hóa lỏng nằm dư i và l p không có khả năng hóa lỏng nằm trên tiến hành

ph n chia cấu trúc nền theo xác suất xảy ra hóa lỏng cho các cấp đ ng đất khác nhau Từ đó

ph n chia các khu vực nghiên cứu theo mức đ nguy hiểm

C ơ í m

Nguyên tắc cơ ản c a các phương pháp thí nghi m xác định các đặc trung đ ng học là: tạo

ra chấn đ ng cho mẫu đất theo các kịch ản khác nhau về iên đ , tần s và các điều ki n

an đầu Đồng thời thu nhận các thông tin iến dạng, ứng suất c a đất trong su t quá trình ứng

xử v i chấn đ ng đó Tùy thu c vào mức đ mô phỏng các kịch ản và cách thức thu nhận các thông tin, sẽ có các phương pháp thí nghi m khác nhau

Thí nghiệm trong phòng

Thí nghi m trong ph ng cho phép tạo ra nhiều kịch ản khác nhau Đặc i t nó kiểm soát và cô lập được các điều ki n để thu được các thông tin cần thiết để thỏa mãn

m c đích nghiên cứu, điển hình cho các thí

nghi m này là:

- Phương pháp c t c ng hưởng c a Hardin,

Drenvich, Richart [9] Nguyên lý chung c a

phương pháp này là dựa trên hi n tượng c ng

hưởng dao đ ng xoắn c a m t lăng tr Tại thời

điểm c ng hưởng có tần s dao đ ng cưỡng ức

ằng tần s riêng c a c t đất Do vậy, có được

các thông về dao đ ng cưỡng ức, kích thư c

cùng kh i lượng thể tích sẽ tính toán được

mođun trượt G c a đất chính là đ cứng ch ng

xoắn c a c t đất

Trong đó: γ, h, F là kh i lượng thể tích,

chiều cao và di n tích mặt cắt ngang c a c t đất

Ω là tần s dao đ ng cưỡng ức

Ưu điểm c a thí nghi m này là đã mô phỏng

t t nhất dao đ ng xoắn c a đất nền khi dao

đ ng Trên cơ sở lý thuyết này Nhìn chung, tồn

tại c a các phương pháp c t c ng hưởng là nhận

iết thời điểm c t c ng hưởng có đ ph n giải

thấp Điều đó ảnh hưởng đến đ chính xác c a

kết quả

- Phương pháp chất tải chu k

Nguyên lý chung c a các phương pháp này là

tác d ng vào mẫu đất các lực chu k hình sin,

đo sự iến thiên iến dạng mẫu theo thời gian,

hoặc cho mẫu iến dạng chi k hình sin, đo ứng

suất tác d ng lên mẫu trong quá trình iến dạng

Ưu điểm c a phương pháp này là tạo ra được

iến dạng tùy ý Kết quả thi được thí nghi m là

các thông sô đ ng E, G

Thí nghiệm hiện trường

Ưu điểm là tiến hành trên chính đ i tượng

nghiên cứu, nhưng thành phần, tính chất cũng

như không gian tồn tại c a đ i tượng khó có thể

sáng tỏ đầy đ , do đó các thôn tin thu được từ

thí nghi m ị chi ph i nhiều yếu t mà không

thể cô lập được Phương pháp điển hình là

- Phương pháp tr c ng hưởng Nguyên lý

c a phương pháp là dựa trên hi n tượng c ng

hưởng c a c t đất khi ị dao đ ng thẳng đứng, hay dao đ ng u n tùy thu c vào kịch ản tác

d ng Các thông tin thu thập được trong thí nghi m là tần s c a lực kích đ ng ở thời điểm

c ng hưởng cùng v i các kích thư c c t đất và

kh i lượng riêng Từ các thông tin này sẽ tính toán ra mođun E ứng v i kích đ ng thẳng đứng, mođun G v i kích đ ng ngang

2.3 Quy trình tính toán, đánh giá và xây dựng bản đồ trường biến đổi các đặc trưng động học của đất nền

Lự ọ ỉ ê tính toán

Khi nền đất chịu ảnh hưởng c a tải trọng

đ ng, thì ngoài vi c các phần tử đất dao đ ng theo tần s c a tải trọng nó c n ị iến dạng Cho nên t c đ truyền sóng Vs và mô đun trượt

đ ng G là các đặc trưng đ ng học mà có thể phản ánh được trạng thái c a đất và đánh giá được mức đ ổn định c a nền đất Dựa trên cơ

sở đó, tác giả lựa chọn hai đặc trưng cơ ản là

t c đ truyền sóng Vs và mô đun cắt trượt G để tính toán đánh giá

P ơ í

Dựa vào các tính chất đặc trưng của đất n n

C thể t c đ truyền sóng được tính theo công thức dư i đ y:

Vs = 91 N0.375 (v i N là giá trị xuyên tiêu chu n)

Mô đun cắt đ ng G:

G = Vs2 (v i là kh i lượng thể tích tự nhiên)

Cùng v i vi c sử d ng các phương pháp tính toán, ta sử d ng thêm phần mềm Arcgis để

x y dựng ản đồ trường iến đổi các giá trị Vs

và G Phần mềm Arcgis cho phép ta tính toán các giá trị và khoanh vùng các trường iến đổi

Vs và G, dựa trên các kết quả thu được đánh giá các iến đổi c a 2 đặc trưng đ ng học Vs

và G mà có thể ph n vùng định lượng mức đ

ổn định c a công trình

Hình 2 Sơ đồ minh họa quá trình phân vùng định lượng các giá trị động học đất n n

í ỉ ê độ ọ đ

- Tính giá trị Vstb và giá trị Gtb cho từng l p

V i mỗi l p có nhiều giá trị N c a từng h

khoan, ta tính Ntb cho từng l p theo công thức:

Ntb = 1

Trong đó: N là chỉ s SPT c a 1 l p tính toán

n là s lượng giá trị xuyên tiêu chu n c a l p

tính toán

Vstb = 91Ntb0,375 2

Gtb = Vstb 3

: là kh i lượng thể tích tự nhiên

- Tính các giá trị Vs, G đặc i t

Tính giá trị V s cho một hố khoan

Xét m t h khoan có thành phần các l p

đất khác nhau, mỗi l p có giá trị xuyên tiêu

chu n N

Ta tính Vs c a từng l p tại h khoan đó theo

công thức:

Vsi = 91 N0,3754

Tiếp đó tính Vs c a 1 h khoan theo công

thức:

Vs = 5

Trong đó:

mi: là ề dày l p thứ i tại lỗ khoan đang tính

m: là chiều s u c a lỗ khoan đang tính

VSi: là t c đ truyền sóng c a l p thứ I tại h

khoan đang tính

Tính tương tự cho các h khoan

Tính giá trị G cho 1 hố khoan

Xét 1 h khoan, mỗi l p đất trong h khoan

đó có giá trị ( kh i lượng thế tích) khác nhau

si

2 6

Tính G cho 1 h khoan theo công thức:

Trong đó: m

i: là bề dày l p thứ i tại lỗ khoan đang tính

m : là chiều sâu c a lỗ khoan đang tính Gi: mô đun trượt đ ng c a l p thứ I tại h khoan đang tính

Sau khi tính toán được các s li u, cần sử

d ng phần mềm Arcgis v i các s li u đã tính toán, các bản đồ đã có để tiến hành n i suy, thành lập các bản đồ trường biến đổi Từ các bản đồ đó và các tiêu chu n đã iết, tiến hành đánh giá mức ổn định c a đất nền khu vực nghiên cứu

2.4 Kết quả tính toán đánh giá và xây dựng bản đồ trường biến đổi các đặc trưng của động học đất nền

Kế q ả í s à G ừ ố khoan

Dựa trên cơ sở tính toán c a phương pháp truyền sóng cắt và áp d ng các công thức ở phần 2.2.4 ta thu được ảng giá trị Vs và G cho từng h khoan

Bảng 2 Giá trị Vs và G tính cho từng hố khoan

lỗ khoan

V s (m/s)

G s

Ký hiệu

lỗ khoan

V s (m/s)

G s (MPa)

Kết quả tính toán giá trị trung bình Vs và G

cho từng l p

Sử d ng các công thức ở phần 2.2.4 và cơ sở

lý thuyết về đặc trƣng đ ng học ta thu đƣợc ảng giá trị trung ình c a Vs và G cho từng l p nhƣ sau:

Bảng 3 Giá trị Vs và G cho từng lớp đất

(m/s)

Gs

(m/s)

Gs (MPa)

Lớp đất V s

(m/s)

G s

(m/s)

G s (MPa)

Xây dựng bản đồ trường biến đổi các

thông số đặc trưng động học

Sau khi tính toán xong các giá trị cho các h

khoan và cho các l p đất trong khu vực nghiên

cứu, ta sử d ng phần mềm Arcgis để thành lập

ản đồ trường iến đổi các thông s Vs và Gs

Sau đó, sử d ng các s li u tính toán được và

phầm mềm Arcgis ta n i suy được các ản đồ

trường iến đổi các giá trị Vs và G

Hình 5 Bản đồ trường biến đổi tốc độ

tru n s ng cắt V s

Có thể thấy, khu vực phía trung t m gồm

các quận Hoàn Kiếm, Ba Đình, Đ ng Đa, Cầu

Giấy, Hai Bà Trưng, Thanh Xu n là các khu

vực có chỉ s t c đ truyền sóng thấp, khu vực

phía Bắc trung t m là khu vực có vận t c truyền sóng cao Khu vực ở trung t m có G khá

là thấp, càng ra rìa trung t m giá trị mô đun cắt trượt G càng tăng

Khi x y dựng được 2 ản đồ trên, ta ắt đầu luận giải mô hình trường iến đổi đó dựa vào

ản đồ và các giá trị đặc i t mà ta tính được cho cách khoan trư c đó

Cu i cùng, ta dựa trên cơ sở ph n chia nền đất trong tiêu chu n Qu c gia về thiết kế công trình đ ng đất - TCVN 9386:2012 để ph n vùng định lượng mức đ nhạy cảm c a đất nền khu vực đô thị trung t m Hà N i, từ đó có thể đánh giá mức đ ổn định c a công trình

Hình 6 Bản đồ trường biến đổi giá trị mô đun

cắt trượt G

Phân vùng đánh giá mức độ nhạy cảm

của đất nền đô thị trung tâm Hà Nội với tải

trọng động

Sau khi thành lập được ản đồ, dựa vào tiêu

chu n TCVN 9386:2012, ph n đất nền Hà N i

ra làm các vùng sau:

Bảng 4 Phân vùng mức độ ổn định

của đất nền Hà Nội

Cấp

T c đ truyền sóng

Vs (m/s)

Mô đun trượt

đ ng G (Mpa)

Đặc i t nhạy

cảm

<100 <170

Rất nhạy cảm 100 – 180 170 – 480

Nhạy cảm 180 – 360 480 – 1.600

Không nhạy

cảm

360 – 577 1.600 - 2.654

Sau khi ph n vùng, ta đạt được kết quả sau:

Hình 7 Bản đồ phân vùng m c độ ổn định theo

giá trị tốc độ tru n s ng V s

Hình 8 Bản đồ phân vùng m c độ ổn định theo

mô đun trượt G

Từ hai ản đồ ta có thể dễ dàng nhận ra, khi vực gần trung t m có giá trị Vs và G khá thấp và

đ y là các khu vực đặc i t nhạy cảm và nhạy cảm v i tải trọng đ ng nên cần lưu ý t i sự tác

đ ng c a tải trọng đ ng nhiều Càng ra phía ngoài, các giá trị vận t c truyền sóng và mô đun trượt càng tăng

KẾT LUẬN

- Các chỉ tiêu đ ng học đất nền rất cần thiết

để tính toán đ ổn định cũng như thiết kế kháng chấn cho các công trình trong khu vực

đô thị trung tâm thành ph Hà N i dư i tác

đ ng c a tải trọng đ ng, đặc bi t là cho các công trình cao tầng, các công trình quan trọng, công trình ngầm

- Qua các kết quả đã tính toán được và theo tiêu chu n Vi t Nam về thiết kế công trình chịu

đ ng đất - TCVN 9386:2012, có thể ph n chia