Luận văn thạc sĩ sử dụng lý thuyết độ tin cậy trong dự báo lún cố kết của nền đất yếu khi xử lý bằng bấc thấm có xét chiều sâu cắm bấc

TÓM TẮT SỬ DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY TRONG DỰ BÁO LÚN CỐ KẾT CỦA NỀN DẤT YẾU KHI XỬ LÝ BẰNG BẤC THẤM CÓ XÉT CHIỀU SÂU CẮM BẤC Học viên : Hà Duy Linh Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng c

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

HÀ DUY LINH

SỬ DỤNG LÝ THUYẾT DỘ TIN CẬY TRONG DỰ BÁO LÚN

CỐ KẾT CỦA NỀN DẤT YẾU KHI XỬ LÝ BẰNG BẤC THẤM

CÓ XÉT CHIỀU SÂU CẮM BẤC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Đà Nẵng - Năm 2018

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

HÀ DUY LINH

SỬ DỤNG LÝ THUYẾT DỘ TIN CẬY TRONG DỰ BÁO LÚN

CỐ KẾT CỦA NỀN DẤT YẾU KHI XỬ LÝ BẰNG BẤC THẤM

CÓ XÉT CHIỀU SÂU CẮM BẤC

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Mã số: 60 58 02 05

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS TRẦN TRUNG VIỆT

Đà Nẵng - Năm 2018

LỜI CẢM ƠN

Học viên xin chân thành cả n Th y gi o TS Trần Trung Việt đã tận tình – dạy

bảo, hướng dẫn trong qu trình thực hiện và hoàn thiện luận văn

Xin chân thành cả n an gi hiệu Trường ại học ch hoa - ại học à Nẵng đã tạo điều iện cho học viên được tha gia lớp học và thực hiện luận văn tốt nghiệp Cả n an đào tạo Sau đại học, qu Th y Cô, tập th c n b , giảng viên Khoa Xây dựng C u đường, Trường ại học ch hoa - ại học à Nẵng, c ng an gi đốc, viên chức lao đ ng an quản l dự n 5, gia đình, bạn bè đã đ ng viên, tạo điều iện và giúp đỡ cho học viên trong thời gian học cao học và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Do năng lực bản thân và thời gian nghiên cứu c n hạn ch , luận văn ch c ch n hông tr nh h i nh ng thi u s t, t n tại Học viên r t ong nhận được nh ng i n

đ ng g p từ phía qu th y cô và bạn bè đ ng nghiệp đ luận văn được hoàn thiện h n

Hà Duy Linh

LỜI CAM ĐOAN

T c giả xin ca đoan đây là công trình nghiên cứu của t c giả

C c số liệu, t quả tính to n và t quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, hông sao chép b t ỳ ngu n nào ưới ọi hình thức Việc tha hảo c c ngu n tài liệu (n u c ) đã được thục hiện trích dẫn và ghi ngu n tài liệu tha hảo đúng quy định

Tác giả luận văn

Hà Duy Linh

TÓM TẮT

SỬ DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY TRONG DỰ BÁO LÚN CỐ KẾT CỦA NỀN DẤT YẾU KHI XỬ LÝ BẰNG BẤC THẤM CÓ XÉT CHIỀU

SÂU CẮM BẤC

Học viên : Hà Duy Linh

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Kho K32 Trường ại học ch hoa- ại học à Nẵng

Tóm tắt : Hiện nay, biện ph p xử l nền đ t y u bằng b c th được sử dụng phổ

bi n nh t đ Việc phân tích c c biện ph p này nhằ g p ph n là tăng ti n đ thi công công trình cũng như tăng hả năng hai th c của công trình sau này Tuy vậy, trong quá trình tính to n đ lún nền đ t sử dụng phư ng ph p b c th hiện nay đều thực hiện trên

c sở c c thông số đ u vào là t gi trị tĩnh, trong hi đ c c tính ch t c l của đ t nền, b c th thay đổi r t nhiều theo thời gian và hông gian, cho nên c c tính to n hiện nay ở nước ta chưa phản nh h t được trạng th i là việc của đ t nền và công trình Vì vậy, đề tài đề xu t p dụng l thuy t đ tin cậy trong dự b o lún cố t nền đường xử l bằng b c th , đ ng thời đưa ra phư ng trình tính to n nhằ giúp nhà thi t và thi công dự b o hả năng lún của công trình g n với thực t là việc của công trình nh t

APPLICATION OF RELIABILITY THEORY IN PREDICTING DEGREE

OF CONSOLIDATION OF SOFT SOIL GROUND TREATED BY PREFABRICATED VERTICAL DRAIN WHEN EXAMINING IMPACT

OF PVD DEPT

Abstract: Nowadays, the soft soil ground treatment method by prefabriccated

vertical drain is the most common use The analysis of these measures contribute to the progress of the construction works and enhance the exploitation of the works However,

in the process of calculating the degree of consolidation of soft soil ground treated by PVD is now based on the static input parameters, while the mechanical properties of the soil, PVD change in time and space, so the current calculations have not reflected precisely the working of land and buildings Therefore, topic proposed to apply the theory of reliability in predicting the degree of consolidation of soft soil ground treated

by PVD and also provides a equation to help designers and engineers predict closely the the actual work of construction

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 2

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ CỐ KẾT NỀN ĐẤT YẾU KHI XỬ LÝ BẰNG BẤC THẤM 5

1.1 Kh i niệ và phân loại đ t y u 5

1.1.1 Kh i niệ đ t y u 5

1.1.2 M t số đặc đi của đ t y u 5

1.2 L thuy t cố t: 7

1.3 C c L thuy t tính to n lún cố t hi xử l bằng b c th : 8

1.3.1 Terzaghi, Barron (1948) đưa ra phư ng trình cố k t th m 1D 9

1.3.2 Phư ng ph p chính x c (Yoshi uni và Na anodo, 1974) 10

1.3.3 Phư ng ph p x p xỉ bi n dạng bằng nhau (Hansbo, 1981) 11

1.3.4 Phư ng ph p  (Hansbo, 1979 và 1997) 11

1.4 L thuy t đ tin cậy 16

1.5 Ứng dụng l thuy t đ tin cậy trong bài to n cố t 21

1.6 Ảnh hưởng của y u tố ngẫu nhiên đ n sự ổn định công trình địa ỹ thuật 26

1.7 K t luận: 29

CHƯƠNG 2: SỬ DUNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY TRONG DỰ BÁO LÚN CỐ KẾT CỦA NỀN ĐẤT YẾU CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CHIỀU SÂU CẮM BẤC 31

2.1 Mở đ u 31

2.3.1 Tính to n đ cố t hi chiều dài c b c th nh h n chiều sâu v ng gây lún 38

2.3.2 L thuy t tính to n 38

2.3.3 Xây dựng ô hình tính 41

2.4 Phân tích đ tin cậy trong dự b o lún cố t 47

2.4.1 Ảnh hưởng tính ch t c l của đ t đ p, đ t y u và b c th 48

2.4.2 Phân tích ảnh hưởng của tỷ số COV 51

2.4.3 Ảnh hưởng chiều tỷ số th Kh/Ks: 53

2.4.4 Ảnh hưởng chiều sâu c b c: 53

2.5 K t luận 54

CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG CHO MỘT SỐ DỰ ÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG

BẤC THẤM Ở VIỆT NAM 56

3.1 Mở đ u 56

3.2 Áp dụng dự n đường cao tốc à Nẵng – Quảng Ngãi 56

3.2.1 Giới thiệu dự n đường cao tốc à Nẵng – Quảng Ngãi 56

3.2.2 Số liệu địa ch t và c c thông số tính to n 57

3.2.3 K t quả quan tr c thực t 58

3.2.4 Phân tích t quả dự b o lún cố t cho đoạn tuy n ( ặt c t tại K 0+460) 59

3.3 Áp dụng dự n đường cao tốc C u Giẽ – Ninh Bình 61

3.3.1 Giới thiệu dự n đường cao tốc C u Giẽ – Ninh Bình 61

3.3.2 Số liệu địa ch t và c c thông số tính toán 62

3.3.3 K t quả tính to n bằng Plaxis 63

3.3.4 Phân tích t quả dự b o lún cố t cho đoạn tuy n 64

3.4 K t luận 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

K t luận 68

Ki n nghị 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1-1 Mô tả qu trình cố t của đ t ở trạng th i tự nhiên 7

Hình 1-2 Mô hình tính theo lời giải của C.Y.Ong et al., 2012 13

Hình 1-3 Ảnh hưởng của chiều sâu b c th đ n tốc đ cố t (N.H.Hải et al., 2003) 15 Hình 1-4 Mối quan hệ gi a đ tin cậy và c c chi phí 17

Hình 1-5 Mô ph ng Monte – Carlo đại lượng ngẫu nhiên từ 20 ẫu đo 20

Hình 1-6 Nguyên l hoạt đ ng của l thuy t Monte – Carlo 20

Hình 1-7 Hà phân phối tích lũy và hà ật đ x c su t của phân phối Nor al 23

Hình 1-8 Hà phân phối tích lũy và hà ật đ x c su t của phân phối Log-Normal 24 Hình 1-9 Sự thay đổi ngẫu nhiên tính ch t c l của đ t do đ t hông đ ng nh t 25

Hình 1-10 Ảnh hưởng của COV đ n hệ số an toàn của taluy đ p (Griffiths and Fenton, 2000) 26

Hình 1-11 Ảnh hưởng của COV đ n sự ổn định của tường ch n đ t (Elachachi et al., 2012) 27

Hình 1-12 : Chỉ số đ tin cậy và x c su t ph hoại trong dự b o lún cố t theo thời gian 28

Hình 1-13 : Ảnh hưởng của COV đ n đ lún cố t (a)- (b) ; và ảnh hưởng hoảng thay đổi theo hông gian đ n hoản bi n thiên của đ lún cố t theo thời gian (c) 29

Hình 2-1 Mô hình bài toán 32

Hình 2-2 ề xu t Chai và nn (2001) 32

Hình 2-3 ường ính tư ng đư ng b c th 33

Hình 2-4 S đ c c giai đoạn đ p đường trên nền thiên nhiên 34

Hình 2-5 Mô ph ng bài to n cho nền đ t y u c xử l b c th PVD trong Plaxis 8.2 34 Hình 2-6 lún lớn nh t 35

Hình 2-7 Áp lực nước lỗ rỗng dư 35

Hình 2-8 Ảnh hưởng chiều sâu b c th với đ lún của nền 36

Hình 2-9 Ảnh hưởng của chiều sâu c b c đối với p lực nước lỗ rỗng dư lớn nh t 36

Hình 2-10 Ảnh hưởng của hoảng c ch c b c đối v i đ lún nền 37

Hình 2-11 Ảnh hưởng của hoảng c ch c b c đối với p lực nước lỗ rỗng 37

Hình 2-12 iều iện biên tho t nước của ô hình tính 39

Hình 2-13 cố t trung bình U hi chiều sâu c b c nh h n v ng gây lún (C.Y.Ong et al) 40

Hình 2-14 Sự thay đổi của 2 theo thời gian (C.Y.Ong et al) 41

Hình 2-15 Tính to n p lực nước lỗ r ng cho 8 ph n tử nằ trong v ng hông xử l b c 43

Hình 2-16 Sự thay đổi của 2 theo thời gian 44

Hình 2-17 Mô hình x c định 2 45

Hình 2-18 So s nh gi trị U2 46

Hình 2-19 So s nh gi trị Uav 46

Hình 2-20 X c định pf của đ lún cố t tại thời đi t 47

Hình 2-21 Mô hình tính to n và phân tích đ tin cậy 48

Hình 2-22 lún St hi xét ảnh hưởng ngẫu nhiên của đ 49

50

Hình 2-23 Ảnh hưởng ngẫu nhiên của đ đ n x c su t Pf 50

Hình 2-24 Ảnh hưởng của đ mv, kh, kh,/ ks L, Dđ n Pf (COV = 10%) taị thời đi tU90 51

Hình 2-25 Ảnh hưởng của đ mv, kh, kh,/ ks L, Dc xét ảnh hưởng tổng hợp đ n Pf (COV = 10%) taị thời đi tU100 51

Hình 2-26 Ảnh hưởng của COV đ n Pf (ảnh hưởng đ c lập và ảnh hưởng tổng hợp) 52

Hình 2-27 i u đ quan hệ COV với hệ số Kh/Ks 53

Hình 2-28 i u đ quan hệ gi a chiều dài L và COV của c c tha số tổng hợp 53

Hình 2-29 i u đ quan hệ gi a chiều dài L và hệ số Kh/Ks (COV=15%) 54

Hình 3-1 ình đ dự n đường cao tốc à Nẵng – Quảng Ngãi 56

Hình 3-2 Thông số địa ch t đại diện 57

Hình 3-3 S đ bố trị cọc quan tr c lún 58

Hình 3-4 K t quả số liệu từ bàn đo lún SSP4,SSP5,SSP6 59

Hình 3-5 K t quả quan tr c lún tại vị trí ti đường SSP5 59

Hình 3-6 So s nh t quả gi a ô hình đề xu t với số liệu quan tr c và ô hình 60

Hình 3-7 So s nh t quả gi a ô hình đề xu t với số liệu quan tr c và ô hình số COV 15% 61

Hình 3-8 Dự n đường cao tốc C u Giẻ-Ninh Bình 62

Hình 3-9 Mô hình tính to n tại Km232+00– Km238+00 62

64

Hình 3-10 K t quả đ lún tính to n 64

DANH MỤC BẢNG BIỂU

ảng 1-1 COV cho c c tính ch t c l của đ t 25

ảng 1-2 C c gi trị cho phép theo tiêu chuẩn Việt Na & Eurocode 27

ảng 1-3 K t quả tính to n ổn định cống theo 3 phư ng ph p 27

ảng 2-1 Thông số ỹ thuật của b c th LD90 của công ty cổ ph n vật tư công trình Hưng Phú 33

ảng 2-2 C c gi trị thông số ô hình Morh-Coulo b đối với đ t đ p và đ t nền 33

ảng 2-3 Thông số của b c th trong phạ vi đề tài 41

ảng 2-4 Thông số đ u vào Kh,Kv,Kve,Cv cho trường hợp D=1,5 42

ảng 2-5 Thông số đ u vào Kh,Kv,Kve,Cv cho trường hợp D=2 42

ảng 2-6 Thông số đ u vào d ng đ so s nh gi a c c ô hình tính 45

ảng 2-7 Số liệu đ u vào 47

ảng 2-8 Giới hạn c c thông số đ u vào được xét trong đề tài 48

ảng 2-9 Thông số phân tích ảnh hưởng của đ đ n đ lún cố t và pf 49

ảng 3-1 Thông số xử l nền đ t y u K 0+505 – Km0+550 57

ảng 3-2 Tổng hợp chỉ tiêu c l của đ t và thông số b c th 58

ảng 3-3 Thông số phân tích 60

Bảng 3-4 Số liệu tính toán các lớp địa ch t 63

ảng 3-5 Thông số tính to n b c th 63

ảng 3-6 Tổng hợp chỉ tiêu c l của đ t và thông số b c th 63

ảng 3-7 Thông số phân tích 64

ĐỀ TÀI:

SỬ DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY TRONG DỰ BÁO LÚN CỐ KẾT CỦA NỀN ĐẤT YẾU KHI XỬ LÝ BẰNG BẤC THẤM CÓ XÉT CHIỀU SÂU CẮM

BẤC

I Tính cấp thiết của đề tài:

Nền đ t y u là nền đ t hông th là nền thiên nhiên cho công trình xây dựng Trong hi đ , việc xây dựng c c công trình dân dụng, c u đường thường xuyên gặp phải

c c loại nền đ t y u Vì vậy, t y thu c vào tính ch t lớp đ t y u, đặc đi c u tạo của công trình à người ta d ng phư ng ph p xử l nền ng cho ph hợp đ tăng sức chịu tải của nền đ t, giả đ lún, đả bảo điều iện hai th c bình thường cho công trình

ây là v n đề lớn được nhiều nước trên th giới quan tâ và ti n hành nghiên cứu

có hệ thống Trong c c h i nghị quốc t về c học đ t và nền ng họp ở Ca bridge (1936), ở Rotterda (1948), Zurich (1953), London (1957), Paris (1961) nhiều b o c o

xử l ng trên nền đ t y u đã được đề cập đ n ặc biệt, ở Liên Xô v n đề nền đ t y u

đã được thảo luận c tính hệ thống trong c c h i nghị chuyên đề như h i nghị ở Taillin (1965) và ở Riga (1971) cũng như hàng loạt c c h i nghị h c được tổ chức trong phạ

vi r ng hoặc hẹp ở c c nước Xã h i chủ nghĩa Riêng ở nước ta, v n đề này b t đ u được nghiên cứu từ nă 1958 K từ đ đ n nay, với sự trưởng thành của ngành xây dựng c bản, chúng ta đã c t số inh nghiệ và thành tích trong công t c nghiên cứu thi t thi công nền ng c c v ng đ t y u, ạnh dạn p dụng nh ng công nghệ ti n ti n và đạt được nh ng thành quả nh t định Tuy nhiên, cho đ n nay, việc xử l nền ng trên nền

đ t y u vẫn là v n đề n ng hổi và là t bài to n h với nh ng người là công t c xây dựng Vì trong thực t , c r t nhiều công trình bị lún, sập, hư h ng hi xây dựng trên nền

đ t y u do hông c nh ng biện ph p xử l ph hợp, hông đ nh gi chính x c được tính ch t c l của nền đ t gây nên nh ng thiệt hại lớn về vật ch t lẫn con người Chính

vì vậy, việc đ nh gi chính x c và chặt chẽ tính ch t c l của nền đ t (chủ y u bằng c c thí nghiệ trong ph ng và hiện trường) đ là c sở và đề ra c c giải ph p xử l nền

ng ph hợp là t v n đề h t sức h hăn, n đ i h i sự t hợp chặt chẽ gi a i n thức hoa học và inh nghiệ thực t đ giải quy t, giả tối đa sự cố hư h ng công trình hi xây dựng trên nền đ t y u

Tính đ n thời đi hiện nay, c r t nhiều biện ph p xử l nền đ t y u Trong đ , biện ph p được sử dụng phổ bi n nh t đ là biện ph p Xử l bằng b c th Việc phân tích c c biện ph p này nhằ g p ph n là tăng ti n đ thi công công trình cũng như tăng hả năng hai th c của công trình sau này Vì th đây là t v n đề quan trọng và

c n được quan tâ đúng ức

Tuy vậy, hiện nay c c tính to n đều thực hiện trên c sở c c thông số đ u vào là

t gi trị tĩnh, trong hi đ c c tính ch t c l của đ t nền, b c th thay đổi r t nhiều theo thời gian và hông gian cho nên c c tính to n hiện nay ở nước ta chưa phản nh h t

được trạng th i là việc của đ t nền và công trình Theo c c nghiên cứu trên th giới đã chỉ ra các tính ch t của đ t thay đổi từ 10-30%, đặc biệt là với c c loại đ t y u [Phoon et

al 1999a,b] Trong c c công trình địa ỹ thuật, đ xét đ n sự thay đổi này, l thuy t đ tin cậy được p dụng [Van ar 1987] và đã được p dụng trong r t nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực địa ỹ thuật n i chung và xây dựng n i riêng [Kwa et al 2007a,b; 2008; 2010; Kasama and Whittle 2011; Denis et al 2011; Khajehzadeh et al 2011] Trong

hi đ , việc đ nh gi công trình dựa trên bài to n đ tin cậy c n h xa lạ, r t ít c c nghiên cứu, tính to n p dụng l thuy t này ây là t trong nh ng nguyên nhân gây ra hiện tượng sụt lún nền đường sau hi đưa vào hai th c, ặc d đã được tính to n i tra r t ỹ Ngoài ra, trong quá trình hảo s t thi t và thi công, do ảnh hưởng của nhiều

y u tố chủ quan cũng như h ch quan là cho chiều sâu că b c hông đạt chiều sâu vùng gây lún, việc xe xét ảnh hưởng của y u tố này trong dự b o lún cố t là điều c n thi t

Vì vậy, việc p dụng l thuy t đ tin cậy trong dự b o lún cố t nền đường xử lý bằng b c th là c n thi t, giúp nhà thi t và thi công dự b o hả năng lún của công trình g n với thực t là việc của công trình nh t

II Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của chiều sâu c b c th đ n qu trình cố t nền đường dưới sự ảnh hưởng của c c y u tố ngẫu nhiên

Phân tích ảnh hưởng của chiều sâu c b c đ n đ tin cậy trong dự b o lún cố t

nền đường c xử l bằng b c th

III Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

C c c sở l thuy t tính to n cố t nền đường hi xử l bằng b c th

C c tính ch t c l của đ t y u, đ t đ p, b c th

L thuy t đ tin cậy trong công trình địa ỹ thuật

Nghiên cứu đ tin cậy trong dự b o lún cố t dưới sự thay đổi ngẫu nhiên dung trọng, hệ số th , chỉ số nén lún với sự thay đổi của chiều dài và hoảng c ch gi a b c

th

IV Phương pháp nghiên cứu

Phư ng ph p nghiên cứu l thuy t

nh gi ô hình, so s nh với t quả quan tr c hiện trường

V Kết quả dự kiến

Xây dựng phư ng trình tính to n đ cố t nền đường hi chiều sâu xử l bằng b c

th nh h n chiều dày lớp đ t y u

Phân tích ảnh hưởng c c tính ch t c l của nền đ t (dung trọng, hệ số th , chỉ số nén lún) chiều cao đ p, chiều dày lớp đ t y u đ n đ tin cậy trong dự b o lún cố t Phân tích ảnh hưởng của chiều sâu c b c đ n đ tin cậy trong dự b o lún cố t Xây dựng chư ng trình tính to n đ tin cậy trong dự b o lún cố t

VI Bố cục đề tài

Mở đầu:

1 Tính c p thi t của đề tài

2 Mục tiêu đề tài

3 ối tượng và phạ vi nghiên cứu

4 Phư ng ph p nghiên cứu

Chương 1: Lý thuyết độ tin cậy và cố kết nền đất yếu khi xử lý bằng bấc thấm

1.1 Kh i niệ và phân loại đ t y u

1.2 L thuy t cố t

1.3 C c L thuy t tính to n lún cố t hi xử l bằng b c th

1.4 L thuy t đ tin cậy

1.5 Ứng dụng l thuy t đ tin cậy trong bài to n cố t

1.6 Ảnh hưởng của y u tố ngẫu nhiên đ n sự ổn định công trình địa ỹ thuật 1.7 K t luận

Chương 2: Phân tích ảnh hưởng chiều sâu cắm bấc đến độ tin cậy trong dự báo lún

cố kết

2.1 Mở đ u

2.2 Ảnh hưởng của chiều sâu xử lý và khoảng cách c m b c đ n đ cố k t của nền đ t khi không xét đ n sự thay đổi ngẫu nhiên của các y u tố tự nhiên:

2.2.1 Mô hình bài toán

2.2.2 Ảnh hưởng của chiều sâu c b c

2.2.3 K t luận

2.3 Áp dụng l thuy t đ tin cậy trong dự b o lún cố t

2.3.1 Tính to n đ cố k t khi chiều dài c m b c th m nh h n chiều sâu vùng gây lún

3.2 Áp dụng dự n đường cao tốc à Nẵng – Quảng Ngãi

3.2.1 Giới thiệu dự n đường cao tốc à Nẵng – Quảng Ngãi

3.2.2 Số liệu địa ch t và các thông số tính toán

3.2.3 K t quả quan tr c thực t

3.2.4 Phân tích k t quả dự báo lún cố k t cho đoạn tuy n (mặt c t tại Km0+460) 3.3 Áp dụng dự n đường cao tốc C u Giẽ – Ninh Bình

3.3.1 Giới thiệu dự n đường cao tốc C u Giẽ – Ninh Bình

3.3.2 Số liệu địa ch t và các thông số tính toán

3.3.3 K t quả tính toán bằng Plaxis

3.3.4 Phân tích k t quả dự báo lún cố k t cho đoạn tuy n

3.4 K t luận

Kết luận và kiến nghị

1 K t luận

2 Ki n nghị

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY VÀ CỐ KẾT NỀN ĐẤT YẾU KHI XỬ

LÝ BẰNG BẤC THẤM 1.1 Khái niệm và phân loại đất yếu

“Nền đ t y u” là h i niệ được nh c đ n khá nhiều Thực ch t nền đ t y u là nền

đ t hông đ p ứng đủ đ bền và sức chịu tải Khi xây dựng đ t sẽ bị bi n dạng nhiều khi n công trình không th xây dựng hoặc hông đ p ứng yêu c u về mặt ĩ thuật Vì vậy khi chịu m t lực tải bên trên đ t y u sẽ bị lún Tùy thu c vào tính ch t, đặc đi m của

đ t nền mà áp dụng phư ng ph p gia cố nền đ t y u phù hợp Việc xử lí nền móng sẽ khi n đ t nền thi công có khả năng đ p ứng đủ điều kiện khai thác, giả đ lún, tăng sức chịu tải

1.1.1 Khái niệm đất yếu

t y u là loại đ t có sức chống c t nh và tính bi n dạng (ép lún) lớn, do vậy nền

đ p trên đ t y u, n u không có biện pháp xử lý thích hợp thường dễ bị m t ổn định toàn khối hoặc lún nhiền, lún kéo dài ảnh hưởng đ n mặt đường, công trình trên đuờng và cả

mố c u lân cận (22TCN262-2000)

1.1.2 Một số đặc điểm của đất yếu

Dựa vào chỉ tiêu vật lý:

Trong thực t xây dựng, chúng ta thường gặp nh ng loại nền đ t y u sau: đ t sét

y u; đ t cát y u (cát chảy); b n; than b n và đ t than b n, đ t bazan, đ t đ p

+ t sét y u: G m các loại đ t sét hoặc sét tư ng đối chặt ở trạng thái bão hòa nước, c cường đ th p

+ t cát y u (cát chảy): G m các loại cát mịn, k t c u hạt rời rạc, có th bị nén chặt hoặc pha loãng đ ng Loại đ t này khi chịu tải trọng đ ng thì chuy n sang trạng thái chảy gọi là cát chảy C t được hình thành tạo ở bi n hoặc vũng, vịnh Về thành ph n khoáng vật, cát chủ y u là thạch anh, đôi hi c lẫn tạp ch t Cát g m nh ng hạt có kích thước 0,05 – 2mm C t được coi là y u khi cỡ hạt thu c loại nh , mịn trở xuống, đ ng thời có k t c u rời rạc, ở trạng th i bão h a nước, có th bị nén chặt và hóa l ng đ ng , chứa nhiều di tích h u c và ch t lẫn sét ặc đi m quan trọng nh t của cát là bị nén chặt nhanh, c đ th nước r t lớn Khi cát g m nh ng hạt nh , nhiều h u c và bão h a nước thì chúng trở thành cát chảy, hiện tượng này đôi hi r t nguy hi m cho công trình

và cho công tác thi công

+ Bùn: là tr m tích thu c giai đoạn đ u của qu trình hình thành đ t đ loại sét, được tạo trong nước có sự tham gia của các vi sinh vật n luôn c đ ẩ vượt quá giới hạn chảy và hệ số rỗng e > 1 đối với c t pha sét và sét pha c t và e > 1,5 đối với sét Bùn

là nh ng tr m tích hiện đại, được thành tạo chủ y u do k t quả tích lũy c c vật liệu phân tán mịn bằng c học hoặc hoá học ở đ y bi n, đ y h , bãi l y… n chỉ liên quan với các chỗ chứa nước, là các tr m tích mới l ng đọng, no nước và r t y u về mặt chịu lực Theo thành ph n hạt r t mịn (<200mµ), bùn có th là c t pha sét, sét pha c t, sét và cũng

có th là c t, nhưng chỉ là cát nh trở xuống bền của bùn r t bé, vì vậy việc phân tích sức chống c t (SCC) thành lực ma sát và lực dính là không hợp lý SCC của bùn phụ thu c vào tốc đ phát tri n bi n dạng Góc ma sát có th x p xỉ bằng không Chỉ khi bùn

m t nước, mới có th cho góc ma sát Việc xây dựng các công trình trên bùn chỉ có th thực hiện sau hi đã ti n hành các biện pháp xử lý nền

+ Than b n và t than bùn: Than b n là đ t có ngu n gốc h u c , thành tạo do k t quả phân hủy các di tích h u c , chủ y u là thực vật, tại các bãi l y và nh ng n i bị hóa

l y t loại này chứa các hỗn hợp vật liệu sét và cát Trong điều kiện th nằm thiên nhiên, than b n c đ ẩm cao 85 – 95% hoặc cao h n t y theo thành ph n khoáng vật, mức đ phân hủy, mức đ tho t nước… Than bùn là loại đ t bị nén lún lâu dài, không đều và mạnh nh t Hệ số nén lún có th đạt từ 3-8, thậm chí 10 kG/cm2 Không th thí nghiệm nén than bùn với mẫu có chiều cao thông thường là 15-20cm, mà phải từ 40-50cm Khi xây dựng ở nh ng v ng đ t than bùn, c n áp dụng các biện ph p : là đai cốt thép, khe lún, c t nhà thành từng đoạn cứng riêng rẽ, làm nền cọc, đào hoặc thay m t

ph n than bùn

+ t bazan: là loại đ t y u với đặc đi đ rỗng lớn, dung trọng khô bé, khả năng

th nước cao, dễ bị lún sập

+ t đ p: Loại đ t này được tạo nên do t c đ ng của con người ặc đi m của đ t

đ p là phân bố đứt đoạn và có thành ph n không thu n nh t Nhìn chung, các loại đ t

đ p h u h t đều phải có biện pháp xử l trước khi xây dựng Theo thành ph n có th chia

thành 4 loại ( t g m hỗn hợp các ch t thải của sản xu t công nghiệp và xây dựng, t hỗn hợp các ch t thải của sản xu t và rác thải sinh hoạt, t của các nền đ p trên cạn và

hu đ p dưới nước, t thải bên trong và bên ngoài các m khoáng sản)

Trong xây dựng công trình giao thông, khi gặp các loại đ t này thì hông được sử dụng đ đ p nền đường N u là nền đ t bên dưới c n có các tính toán, biện pháp xử lý cụ

th và nghiên cứu kỹ lưỡng trước khi quy t định ti n hành thi công

1.2 Lý thuyết cố kết:

Cố k t là hiện tượng nền đ t lún xuống theo thời gian dưới tác dụng của tải trọng bản thân và tải trọng ngoài (tải trọng đ t đ p) và d n chặt lại Hay là qu trình nước lỗ rỗng trong đ t dính bão h a tho t ra ngoài dưới tác dụng của tải trọng bản thân đ t đ p Quá trình cố k t xảy ra dưới tác dụng của tải trọng đ t đ p theo thời gian Và đ cho quá trình cố k t xảy ra thì tải trọng tác dụng phải đủ lớn đ đẩy nước lỗ rỗng và không khí trong đ t ra ngoài Như vậy, quá trình cố k t sẽ xảy ra theo ba giai đoạn:

Giai đoạn tiền cố kết : đây là giai đoạn tải trọng tăng lên từ giá trị 0 đ n lúc đạt

được trị số áp lực tiền cố k t (p c ) đ đẩy nước thoát ra ngoài

Giai đoạn cố kết sơ cấp : là qu trình nước trong đ t thoát ra ngoài, lỗ rỗng trong

đ t d n thu hẹp lại, là cho đ t nền chặt lại, giai đoạn này tư ng ứng với thời gian t c.

Giai đoạn cố kết thứ cấp: là qu trình nước trong đ t đã tho t h t ra ngoài, nhưng

các hạt đ t vẫn di chuy n trượt lên nhau đ n nh ng vị trí ổn định h n, giai đoạn này

tư ng ứng với thời gian t cr (Như vậy, đ cho quá trình cố k t xảy ra, tải trọng tác dụng gây ra phải lớn h n gi trị áp lực ti n cố k t của nền đ t N u tải trọng tác dụng nh h n

p c thì quá trình cố k t không xảy ra

Hình 1-1 Mô tả quá trình cố kết của đất ở trạng thái tự nhiên

Độ cố kết và đánh giá mức độ cố kết của đất

ặc trưng cho qu trình cố k t của m t loại đ t, người ta sử dụng trị số đ cố k t U

x c định U, ta giả thi t ph n tử đ t tại đ sâu z tại m t thời đi m cố k t t dưới tác dụng của tải trọng cố k t ∆σ, đ cố k t Uz được x c định theo công thức:

Trong đ : e 0 – đ rỗng ban đ u của đ t nền,

e 1 – đ rỗng khi k t thúc quá trình cố k t của đ t,

e – đ rỗng tại thời đi m cố k t t, và

và – áp lực cố k t tại thời đi ban đ u, k t thúc quá trình

cố k t và tại thời đi m t

Như vậy, đ cố k t U z =0 tại thời đi m b t đ u cố k t, và U z=1 tại thời đi m k t thúc quá trình cố k t đ nh gi ức đ cố k t của nền đ t, hiện nay người ta sử dụng chỉ

số quá cố k t OCR, và được x c định theo :

0

c

p OCR

(i) OCR=1 : đ t cố k t thường, (ii) OCR >1 : đ t quá cố k t, và (iii) OCR <1 : đ t chưa cố k t

Từ các mô tả ở trên, ta nhận th y đ quá trình cố k t xảy ra ta c n tác dụng m t áp

lực ngoài đủ lớn Dựa trên chỉ số quá cố k t OCR, ta có th x c định tình trạng cố k t

của nền đ t từ đ c nh ng giải pháp thích hợp Vì quá trình cố k t là quá tình thoát nước dưới tác dụng của tải trọng tác dụng, dựa trên c sở này, nhiều lý thuy t tính toán

đã được xây dựng dựa trên c c phư ng trình th và định luật th m khác nhau Trong

ph n ti p theo, đề tài giới thiệu m t số lý thuy t tính cố k t thông dụng hiện nay

1.3 Các Lý thuyết tính toán lún cố kết khi xử lý bằng bấc thấm:

1.3.1 Lý thuyết tính toán độ lún cố kết khi sử dụng bấc thấm

tính toán bài toán cố k t khi sử dụng b c th m, hiện nay có nhiều lý thuy t được phát tri n như arron (1948), Yoshi uni và Na anodo (1974), Hansbo (1981) Hansbo (1979 và 1997), Onoue (1988b), Ounoue et al (1991), Seraphim (1995), Shogaki et al (1995) Các lý thuy t phát tri n sau đều dựa trên bài toán cổ đi n của Terzaghi và Barron (1948) nên sẽ c c c ưu đi m nh t định Tuy nhiên trong thực hành tính toán hiện nay, lý thuy t tính toán của Hansbo (1981) được các nhà khoa học, nhà thi t k tin dùng ở Việt

Na cũng như trên toàn th giới Cụ th :

1.3.1 Terzaghi, Barron (1948) đưa ra phư ng trình cố k t th m 1D

X c định đ lún cố t:

S t  S c U t (3) Trong đ :

- Sc = đ lún cuối c ng được x c định theo công thức ,

S c m v H p (4) ( Với, v = hệ số nén lún th tích của lớp đ t y u, H = chiều sâu v ng gây lún, p =

p lực t c dụng gây ra cố t)

- Ut là đ cố t của nền đ t y u xử l bằng b c th

(5) (Với Uv = đ cố t theo phư ng thẳng đứng, Uh = đ cố t theo phư ng ngang)

 

  2 2

2 1 4 2

2 1

2

v v

Ch: hệ số cố k t trung bình theo phư ng ngang,

De: đường kính vùng ảnh hưởng của b c th m, t: thời gian cố k t,

ds: đường ính v ng x o đ ng xung quanh b c th m,

dw: đường ính tư ng đư ng của b c th m,

1 [(1 ) (1 )]

U   U  U

kh: hệ số th theo phư ng ngang,

ks: hệ số th ngang trong v ng x o đ ng,

qw: khả năng tho t nước của b c th m,

Ut - đ cố k t trung bình trong phạm vi vùng gây lún Za khi có sử dụng c c phư ng tiện tho t nước thẳng đứng (b c th m),

Uv - đ cố k t trung bình theo phư ng thẳng đứng trong phạm vi vùng gây lún Za Như vậy, với nghĩa của U và Uv như trên thì Uh phải là đ cố k t trung bình theo phư ng ngang trong phạm vi vùng gây lún Za do có xử lý b c th m Hay nói cách khác, việc tính to n đ cố k t trung bình Ut theo công thức trên chỉ hợp lý khi chiều sâu xử lý

b c th đ n h t phạm vi vùng gây lún Za Thực t , đối với các nền đường đ p cao trên

v ng đ t y u có chiều dày lớn, chiều sâu v ng gây lún Za thường r t lớn (trên 30m) Việc xử lý b c th đ n h t phạm vi vùng gây lún có th không kinh t hoặc nhiều khi không th thực hiện được Lúc này, việc lựa chọn m t chiều sâu c m b c hợp lý (nh

h n v ng gây lún) nhưng vẫn đảm bảo về mặt kinh t và kỹ thuật là m t giải pháp có th đặt ra Tuy nhiên "Quy trình khảo sát thi t k nền đường ô tô đ p trên đ t y u 22TCN 262-2000" lại chưa đề cập v n đề này trong tính toán thi t k

Từ các lý thuy t tính toán của Terzaghi, arron (1948), c c nhà địa kỹ thuật trên

th giới đã sử dụng n đ tính to n x c định đ lún cố k t của nền đ t khi xử lý bằng b c

th m Do nhu c u phát tri n của xã h i cũng với ti n b của khoa học – kỹ thuật, các công trình áp dụng phư ng ph p xử lý b c th m ngày càng nhiều và trong nh ng trường hợp cụ th thì sẽ có m t lời giải mang tính chính xác Từ nh ng yêu c u đ à c c

phư ng ph p h c nhau x c định đ cố k t trung bình U theo thời gian ra đời Mà m t trong nh ng bài toán c n giải quy t hiện nay là xác định độ cố kết trong trường hợp

chiều sâu cắm bấc nhỏ hơn chiều sâu vùng lún

1.3.2 Phương pháp chính xác (Yoshikuni và Nakanodo, 1974)

Yoshi uni và Na anodo (1974) đã ph t tri n m t mô hình tính toán chính xác đ

x c định đ cố k t khi sử dụng b c th m dựa trên “Giả thuyết biến dạng tự do” Trình tự

tính toán của phư ng ph p tính này r t dài, và hông được đề cập đ n trong đề tài Tuy vậy, các tóm t t bao g m nh ng công thức chính sẽ được đưa ra trong ph n dưới Trong phư ng ph p này, c c t c giả chỉ k đ n ảnh hưởngsức cản của b c th m mà không xét

đ n sự t c đ ng của vùng xáo tr n cố k t của nền đ t y u được gia cố b c th m với

bán kính r=r w tại đ sâu zđược x c định:

2 2

H d là chiều sâu c m b c th m và q w là khả năng tho t nước của b c th m

1.3.3 Phương pháp xấp xỉ biến dạng bằng nhau (Hansbo, 1981)

Hansbo (1981) đã đưa ra t phư ng ph p x p xỉ dựa trên “Giả thuyết biến dạng

bằng nhau” và xét đ n cả hai ảnh hưởng của sức cản b c th m lẫn ảnh hưởng của vùng

x o đ ng Bằng cách áp dụng định luật Darcy, tác giả tính to n được tốc đ dòng th m bên trong các lỗ rỗng chứa nước theo chiều hướng tâm Từ đ , đ cố k t trung bình,

c t T

Với n = D e /d w (d w đường ính tư ng đư ng của b c th m), s = d s /d w (d s đường

ính v ng x o đ ng, k h và k s l n lượt là hệ số th theo phư ng ngang và của vùng xáo

đ ng, l chiều dài b c th m, q w khả năng tho t nước của b c th m

1.3.4 Phương pháp  (Hansbo, 1979 và 1997)

Các lý thuy t cổ đi n d ng đ tính to n đ cố k t của nền đ t khi sử dụng b c th m ( arron, 1948) và được phát tri n bởi m t số tác giả (Kjellman, 1948; Hansbo, 1979, 1981; Yoshi uni và Na anodo, 1974; Onoue, 1988a) đều dựa trên định luật Darcy Tuy vậy, trong quá trình cố k t, giá trị của hệ số th c xu hướng giảm d n Vận tốc dòng

th m, v gây ra bởi gradient thủy lực, i có th sai khác so với định luật Darcy, v k i,

dưới m t giá trị ngưỡng gradient thủy lực i 0thì dòng th m sẽ không di chuy n Tốc đ dòng th lúc này được tính bởi:v  k (i i0).Quan hệ này được th hiện theo c c điều kiện dưới đây:

tính giống như công thức

1

( )

h h

  Thời gian c n thi t đ đạt đ n đ cố k t

trung bình nh t định hi xét đ n ảnh hưởng của v ng x o đ ng được x c định:

1 2

_

1 0

1

1

n w

n h

D D t

của đ t y u, D là đường kính vùng ảnh hưởng của b c th m, d s là đường kính vùng xáo

đ ng, n = D/d w (d w đường ính tư ng đư ng của b c th m), u 0 là áp lực nước lỗ rỗng ban đ u,  được tính theo công thức 1

2

n n n n



   

 với  tính theo công thức:

2 2

1 2

1.3.5 Phương pháp Zeng and Xie, 1989 đã đưa ra phư ng ph p x p xỉ đ tính to n đ

cố k t trung bình U theo công thức (18), công thức này chỉ áp dụng được hi đ cố k t

trung bình nằm trong khoảng 20% U 60%

U   U rz (1 )U z (18) Trong đ ,  = H1/H; Urz, Uz là đ cố k t của lớp đ t có và không gia cố b c th m, được x c định theo các công thức:

2

8

1 rz t rz

1.4.2.1 Lý thuyết C.Y.Ong et al., 2012

C.Y.Ong đã nghiên cứu lời giải x c định đ cố k t trung bình U cho trường hợp

chiều sâu c m b c nh h n chiều sâu vùng lún K t quả nghiên cứu đã đưa ra được phư ng trình xét đ n sự ảnh hưởng của các nhân tố làm chậm tốc đ cố k t của lớp đ t hông được gia cố b c th và phư ng ph p tính to n cho bài to n này

Hình 1-2 Mô hình tính theo lời giải của C.Y.Ong et al., 2012

cố trung bình được x c định theo công thức:

Trong đ : U1, U2 – đ cố k t của lớp đ t có và không gia cố b c th m

H1, H2 – chiều dày lớp đ t y u có và không gia cố b c th m

Với, U 1 được x c định theo công thức của Hansbo (1981) với chiều dài gia cố b c

th m là L1, U 2 được x c định:

U 2 = 2U 2T (22)

Trong đ , U 2T được tính theo lý thuy t cố k t th Terzaghi’s 1D và 2 là các nhân

tố ảnh hưởng đ n đ cố k t của lớp đ t y u hông được xử lý bằng b c th , được xác định theo phư ng trình:

Việc tìm ra các lời giải khác nhau của đ cố k t trung bình U của nền đ t khi xử lý

bằng b c th trong c c điều kiện khác nhau là r t c n thi t trong thực t xây dựng Như các k t quả trình bày ở trên, ta th y rằng mô hình của tác giả C.Y.Ong et al., 2012 là phù hợp với bài toán thực tiễn Tuy vậy, phư ng ph p này cũng c n t số hạn ch như hông x c định được hệ số 2 khi U1 < 10% và U1 > 90% Dựa trên mô hình này, luận văn nghiên cứu sẽ xây dựng m t mô hình tính toán phù hợp h n đ x c định m t cách

g n đúng nh t đ cố k t trung bình U cho trường hợp “chiều dài bấc thấm nhỏ hơn chiều

sâu vùng gây lún”

1.4.2.2 N.H.Hải et al., 2003 đã đề xu t bài toán tìm lời giải đ cố k t hi xét đ n ảnh

hưởng của chiều sâu b c th m trong nền đ t y u dưới nền đường Dựa trên lý thuy t cố

k t 1D của Terzaghi, tác giả đã tì ra phư ng trình x c định U khi chiều sâu b c th m

Trong đ : Uv, Uh – đ cố k t theo phư ng thẳng đứng và phư ng ngang

S1, S – chiều dài b c th m và chiều sâu vùng gây lún

Hình 1-3 Ảnh hưởng của chiều sâu bấc thấm đến tốc độ cố kết (N.H.Hải et al., 2003)

Trong trường hợp chiều sâu c m b c nh h n chiều sâu vùng gây lún n u sử dụng công thức đ tính to n đ cố k t nền đ t y u thì đ cố k t đạt được lúc này chỉ là đ cố k t trung bình trong phạm vi c m b c Trong khi ph n nền đ t còn lại trong phạm vi vùng gây lún nằm ngoài vùng c m b c th m chỉ xảy ra cố k t theo phư ng đứng, do đ n u áp dụng phư ng ph p tính hiện nay thì đ cố k t đạt được theo tính toán sau khi xử l thường nh h n so với thực t và k t quả nền đường vẫn ti p tục lún trong quá trình khai thác

Vùng 1: Vùng có xử lý b c th m, có chiều dài L

Vùng 2: Vùng không xử lý b c th m, có chiều dài ( -L) nằ dưới vùng 1

Như vậy trong trường hợp chiều sâu xử lý b c th m nh h n v ng gây lún, lúc này

đ cố k t trung bình theo phư ng ngang c n phải được x c định thông qua đ cố k t trung bình trong phạm vi vùng gây lún theo công thức ,tức là đ cố

k t trung bình trong pham vi vùng gây lún Trong đ :

S1: lún tổng c ng của đ t y u trong vùng 1 do tải trọng đ p gây ra khi k t thúc quá trình cố k t trong phạm vi vùng gây lún Za

S: lún tổng c ng của đ t y u trong cả vùng 1 và vùng 2

1 [(1 ) (1 )]

U   U  U

Trị số đ cố k t này ngoài sự phụ thu c vào sức cản , còn phụ thu c tỷ số trong đ ảnh hưởng của chiều sâu c m b c đ n tỷ số là r t lớn Do đ , hi chiều sâu

c m b c càng giảm, tỷ số càng nh đ cố k t trung bình theo phư ng ngang trong phạm vi vùng gây lún càng nh và đ đạt được đ cố k t yêu c u c n tăng chiều sâu c m

b c

ối với nền đ t y u có chiều dày tư ng đối lớn, đặt trên lớp đ y ho ng ch t có cường đ cao, n u xử lý b c th đ n h t chiều dày đ t y u thì việc tính toán có th áp dụng các công thức và trình tự tính to n như quy trình tính to n hiện nay (22TCN 262-2000) Tuy nhiên đối với các nền đ p cao trên nền đ t y u có chiều dày khá lớn, đ ng thời việc xử lý bằng b c th m không h t phạm vi vùng gây lún,lúc này c n lưu quan hệ

gi a chiều sâu c m b c và v ng gây lún hi tính to n đ cố k t đ nền đ t vẫn đảm bảo

ổn định trong qu trình thi công cũng như qu trình hai th c sau này

1.3.8 Nhận xét

Trong thực t xây dựng c n tì ra đ cố k t của nền đ t khi xử lý bằng b c th m ở

c c điều kiện khác nhau nhằm đảm có nh ng dự đo n chính x c trước hi đưa ra biện pháp thi công Từ các lý thuy t ở trên, ta th y rằng mô hình phân tích của Terzaghi vẫn được sử dụng r ng rãi và phổ bi n Tuy nhiên, theo nghiên cứu của C.Y.Ong et al., 2012

và N.H.Hải et al., 2003 đã chỉ ra việc c m b c th m h t chiều sâu cố k t trong m t số trường hợp không mang lại hiệu quả kinh t , việc x c định m t chiều sâu că b c hợp lý

cho từng mô hình tính là c n thi t và c nghĩa thực tiễn

1.4 Lý thuyết độ tin cậy

tin cậy là nghiên cứu về rủi ro, thi u an toàn trong sản xu t, nghiên cứu về quản

l rủi ro nhằ tì ra đ tin cậy của phư ng n sản xu t inh doanh hay thực hiện t công t c nào đ đ nh gi ức đ an toàn hay hả năng là việc hiệu quả của t đối tượng nghiên cứu người ta sử dụng h i niệ đ tin cậy ả bảo đ tin cậy của hệ thống sản xu t thi t bị y c hay t hệ thống quản l là t v n đề quan trọng Giải quy t v n đề này sẽ cho phép giả tổn th t do ngừng sản xu t, giả chi phí thay

th , chi phí tài chính phục vụ cho việc duy trì hoạt đ ng, chi phí sửa ch a, giả ngừng việc trong thời gian sử dụng hai th c Thi t bị c đ tin cậy th p sẽ đe dọa sự an toàn lao đ ng và đôi hi cả ạng sống con người, đưa đ n nh ng hậu quả hông lườn về ặt inh t Khi chú đ n v n đề đ tin cậy c nghĩa là th hiện trình đ quản trị ở ức ph t tri n cao

tăng đ tin cậy c n:

C sự hợp t c chặt chẽ gi a người sử dụng, hai th c và người thi t , sản xu t

c c thi t bị hay hệ thống quản l

Phân tích c c nguyên nhân chủ y u, c c dạng hư h ng, c c rủi ro tổn th t c th xảy

ra và hậu quả của chúng

Phổ bi n phư ng ph p thi t tin cậy đối với hệ thống quản l và hệ thống sản

xu t

Cải thiện đ tin cậy đi liền với việc tăng chi phí thi t , chi phí sản xu t đ ng thời giả chi phí sử dụng, hai th c Mối quan hệ gi a đ tin vậy với chi phí thi t , chi phí

sử dụng được th hiện

1-Chi phí thi t 2-Chi phí sử dụng 3- Cả 2 loại chi phí - tin cậy tối ưu

Hình 1-4 Mối quan hệ giữa độ tin cậy và các chi phí

Khi nghiên cứu đ tin cậy của hệ thống người ta chú tới c c u đ tin cậy của hệ thống Xét tổ hợp c c y u tố đ u vào, n u đ tin cậy c th xét chung cho cả tổ hợp thì coi hệ thống là t tổ hợp của c c y u tố đ u vào c n ph n tử của từng y u tố riêng biệt Trường hợp c c y u tố phân thành c c cụ h c nhau à đ tin cậy của từng cụ c ảnh hưởng đ n đ tin cậy của cả tổ hợp c c y u tố

Trạng th i c c ph n tử của t hệ thống n ph n tử tại t thời đi nào đ sẽ được

bi u thị như t vect n chiều nhị phân Tập hợp vect nhị phân được hiệu là n Ví

dụ t hệ thống tuỳ thu c vào trạng th i của c c ph n tử và chỉ c trạng th i ph hợp hoặc trang th i hông ph hợp Mối liên hệ được bi u thị bằng hà số: : Bn {0,1} và được gọi là c c u đ tin cậy hệ thống C c u đ tin cậy c th bi u thị dưới dạng giải tích, dưới dạng bảng hoặc dưới dạng s đ hối Hi u bi t c c u đ tin cậy hệ thống là

c n thi t đ x c định đ tin cậy của t hệ thống Trong phân tích đ tin cậy của c c

y c bản vẽ c hệ thống sản xu t giản đ n thường sử dụng c ch bi u thị dưới dạng s

đ hối; ngược lại trong trường hợp hệ thống sản xu t phức tạp r t thích hợp d ng ô tả bảng hoặc dưới dạng giải tích M t hệ thống sản xu t phức tạp h u như c th thực hiện nhiệ vụ hi c ít nh t ph n tử nào đ trong n ph n tử là tốt C c hệ thống phức tạp theo quan đi đ tin cậy là c c c c u dạng “ thu c nh ng" được hiệu ( /n)

C c u dạng /n, hi < n gọi là c c u đ tin cậy - đa chiều, c dạng n/n gọi là c

c u đ tin cậy - tu n tự, c n c c u dạng 1/n gọi là c c u đ tin cậy song song N u c

c u hệ thống sản xu t c dạng /n thì đ tin cậy của n sẽ là Pk/n tức là x c su t đ hệ thống an toàn sẽ bằng x c su tt đ hệ thống thu c t trong nh ng trạng th i trong đ

tin cậy là t đặc tính tổng hợp phụ thu c vào t số y u tố như đ chính x c,

ức đ bền v ng, ức đ đả bảo hả năng thực hiện, M t c ch tổng qu t c th hi u

đ tin cậy của t hệ thống là t đặc tính đặc trưng cho hả năng thực hiện t c ch hiệu quả c c chức năng phức tạp của hệ thống đ trong t thời gian và tư ng ứng với

t điều iện nh t định

ặc đi đặc trưng của thời gian sản xu t theo quan đi đ tin cậy về thời gian

XD là tính bi n đ ng của n Nhiều nghiên cứu đã chứng t rằng c ng t công việc trong c c đ n vị sản xu t, c ng t nh công nhân thực hiện nhưng ỗi l n hảo s t

sẽ c thời gian thực hiện h c nhau cả lao đ ng thủ công và y c qua hiện tượng này sẽ dẫn đ n sự rối loạn trong sản xu t Sự bi n đ ng về thời gian thực hiện ảnh hưởng nhiều đ n năng su t và sự bi n đ ng thời gian càng lớn sẽ dẫn tới sự bi n đ ng về năng su t càng cao

Số đo ( ức đ ) đ tin cậy P của t dự n theo S M là x c su t thời gian thực hiện dự n hông dài h n so với hoạch:

P = P (T ≤ t) vớt T: thời gian thực hiện và t: thời gian hoạch (26) tin cậy Pl của từng công việc là x c su t đ hoàn thành công việc thứ i trong thời hạn à hông là ph vỡ hoạch thực hiện dự n theo S đ ạng (S M)

Sự ph vỡ hoạch theo S M xu t hiện hi thời gian Ti t thúc t công việc b t

ỳ nào đ chậ h n so với thời gian t, đối với n

Pl = R (Ti ≤ ti) i = l, 2, n (27)

Khi phân tích ạng coi tổng thời gian thực hiện từng công việc là nh ng bi n ngẫu nhiên c c ng phân bố ật đ x c su t Khi đ ta d ng định l giới hạn trung tâ trên

c sở ch p nhận tổng c c bi n ngẫu nhiên c phân bố chuẩn

Mô phỏng Monte-Carlo và mô phỏng quá trình ngẫu nhiên

* Mô phỏng Monte-Carlo

Mô ph ng Monte-Carlo là m t thuật toán cho phép chúng ta tạo ra m t chuỗi giá trị ngẫu nhiên từ các số liệu đ u vào: có th m t số lượng mẫu thí nghiệm giới hạn, từ quy luật phân phối cùng các thông số của nó Mục đích của phư ng ph p này là nhằm tạo ra

m t chuỗi số liệu ngẫu nhiên đủ lớn đ phân tích rủi ro trong tính toán khi mà số liệu

đ u vào bị giới hạn

Xét m t đại lượng ngẫu nhiên X g m n ph n tử X= {x 1 , x 2 , , x n } với n r t hạn ch

sử dụng k t quả đại lượng X này trong tính toán ta c n phải tạo ra m t bi n Y từ n

phần tử của X với số lượng mẫu đủ lớn đ đảm bảo đ tin cậy Lúc này mô ph ng

Monte-Carlo (MC) sẽ giúp nhà thi t k giải quy t v n đề này sử dụng MC, trước tiên ta c n x c định giá trị trung bình (X) và đ lệch chuẩn (X ) của X

n

i

x n



Và khi bi t quy luật phân phối của X, ta sẽ tạo ra được m t bi n Y dựa trên X với

số lượng mẫu lớn t y thực hiện việc này, công cụ MATLAB được sử dụng đ mô

ph ng K t quả th hiện như trong hình 1-5

Hình 1-5 Mô phỏng Monte – Carlo đại lượng ngẫu nhiên từ 20 mẫu đo

Hình 1-6 Nguyên lý hoạt động của lý thuyết Monte – Carlo

* Mô phỏng quá trình ngẫu nhiên

Trong công trình địa kỹ thuật, luật phân bố chuẩn (Normal) được sử dụng đ mô

ph ng các tính ch t c l của đ t [Phoon anh Kulhawy, 1999] ại lượng ngẫu nhiên X lúc này được đặc trưng bởi 3 thông số:

(30) Trong đ : - giá trị ngưỡng an toàn Từ giá trị chỉ số đ tin cậy được x c định bằng phư ng trình tích phân

√ ∫

√

√

(31)

đ nh gi ức đ an toàn của công trình địa kỹ thuật, Euro Code 7 đã đề nghị giá trị tối thi u của >1,3 hoặc giá trị

1.5 Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy trong bài toán cố kết

1.5.1 Nguồn ngẫu nhiên

Ngu n ngẫu nhiên thường được chia là bốn loại chính như sau : (i) do bản thân vật liệu hông đ ng nh t [Phoon and Kulhawy, 1999], (ii) do qu trình đo đạc, (iii) do ảnh hưởng của điều iện tự nhiên, và (iv) do ô hình tính to n [Haldar and Mahadevan, 2000]

1.5.1.1 Vật liệu không đồng nhất: Ngu n ngẫu nhiên này phát sinh do tính ch t

hông đ ng nh t trong bản thân vật liêu Khi ta thực hiện lặp đi lặp lại thí nghiệm nhiều

l n cùng m t vị trí, hoặc các vị trí h c nhau nhưng chúng ta luôn hông nhận được cùng m t k t quả triệt tiêu hay loại b ảnh hưởng của ngu n này, chúng ta thường sử dụng m t số lượng r t lớn mẫu thí nghiệm Tuy nhiên trong thực t , việc thực hiện này là không khả thi vì do điều kiện thí nghiệm không cho phép (các công trình ng m) hay chi phí quá lớn Nên trong tính toán hiện nay vẫn luôn t n tại ngu n ngẫu nhiên này

1.5.1.2 Do đo đạc, thí nghiệm: Ngu n ngẫu nhiên này thường do kinh nghiệm của

c c người thực hiện đo đạc, thí nghiệm Ngu n này không phải là m t ph n đ u vào trong c c bài to n phân tích, đ nh gi đ tin cậy cũng như xét đ n ảnh hưởng của môi trường Tuy nhiên nó có ảnh hưởng r t lớn đ n việc x c định giá trị các thông số đặc trưng của vật liệu ( odul đàn h i, dung trọng đ t, chỉ số nén lún, …) Trong thực t , ngu n ngẫu nhiên thường bao g m: (i) sai lệch của giá trị đo đạc, (ii) mẫu thống kê hông đủ tin cậy, vị trí thí nghiệ đo đạc hông đặc trưng cho t c u, công trình, (iii) sai số do thi t bị đo, và (iv) do con người (ảnh hưởng của điều kiện làm việc, sức kh e,

…).Việc thực hiện lặp đi lặp lại các thí nghiệm nhiều l n tại m t vị trí và nhiều vị trí khác nhau cho phép có th loại b được sai số do kinh nghiệ đo và thi t bị đo Tuy nhiên, như đã phân tích ở trên, việc này khó khả thi và vì vậy khi tính toán việc xét đ n ngu n ngẫu nhiên này là c n thi t

1.5.1.3 Ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên: Như chúng ta bi t, m t hệ c học (k t

c u) bản thân n đã là hông đ ng nh t Khi chịu t c đ ng của ôi trường, y u tố này càng th hiện rõ h n Ngu n ngẫu nhiên này thường được tổng hợp trong hai nhóm: (i) dưới t c đ ng của khí hậu (nhiệt đ , đ ẩm) sẽ dẫn đ n sai số khi chúng ta quan tr c, đo đạc x c định các tính ch t c l của vật liệu; và (ii) ảnh hưởng trực ti p đ n quá trình tính to n như tải trọng gió, mực nước dâng ở c c đê, đập hay nền đường đi qua hu vực

bị ngập nước, … Trong tính to n, chúng ta hông th b qua ngu n ngẫu nhiên này, vì

nó ảnh hưởng r t lớn đ n các giá trị đ u vào trong tính toán

1.5.1.4 Do mô hình tính: Như chúng ta bi t, hiện nay có r t nhiều lý thuy t, mô

hình tính toán khác nhau t n tại Mỗi ô hình đều c điều kiện biên nh t định, nhưng cũng hông ô tả đúng h t điều kiện làm việc thực t của công trình Vì vậy, khi lựa chọn ô hình tính chúng ta đã ch p nhận m t sai số trong tính toán

1.5.2 Mô hình hóa đại lƣợng ngẫu nhiên

ô hình h a đại lượng ngẫu nhiên trong địa ỹ thuật, hiện nay c hai giả thi t thường được sử dụng nhiều nh t : (i) đại lượng ngẫu nhiên, và (ii) trường ngẫu nhiên

- ại lượng ngẫu nhiên : hi hông xét đ n ảnh hưởng của không gian trong mô tả đại lượng ngẫu nhiên C c đại lượng chỉ được bi u diễn bởi các giá trị thống kê (giá trị trung bình, đ lệch quân phư ng) và quy luật phân bố

- Trường ngẫu nhiên : hi xét đ n ảnh hưởng của không gian trong mô tả đại lượng ngẫu nhiên Trong trường hợp này, c c địa lượng ngẫu nhiên ngoài c c đặc trưng thống

k và quy luật phân bố ra, còn có hệ số tư ng quan gi a c c đại lượng theo không gian Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, ô hình đại lượng ngẫu nhiên được sử dụng

đ mô ph ng c c đại lượng ngẫu nhiên ô hình h a đại lượng ngẫu nhiên, lý thuy t xác su t được sử dụng

1.5.2.1 Mô phỏng xác suất

Trong bài to n đ tin cậy, hà ật đ x c su t và hà phân phối tích lũy được sử

dụng đ định nghĩa bản ch t của đại lượng ngẫu nhiên Xét đại lượng ngẫu nhiên X với

c c ph n tử x i , đại lượng X sẽ được ô tả bởi hà ật đ x c su t hoặc hà phân phối

tích lũy

[ ] ∫ (32)

Với : P[ ] – x c su t của sự iện X < x,

X– đại lượng ngẫu nhiên tạo bởi c c ph n tử x i,

F X (x) – hà phân phối tích lũy của X,

fX(x) – hà ật đ x c su t

1.5.2.2 Một số phân bố xác suất thông dụng

Trong lĩnh vực xây dựng n i chung và công trình địa ỹ thuật n i riêng, thì hai luật phân bố được sử dụng : phân phối chuẩn (Nor al) và phân phối logarit-chuẩn (Log-Normal)

Phân phối chuẩn Normal

Phân phối Normal hay phân phối Gauss, được đặc trưng bởi hai đại lượng giá trị trung bình và đ lệch quân phư ng Hàm mật đ xác su t f X (x) và hàm phân phối tích lũy F X (x) được x c định bởi:

2 2

x X

Hình 1-7 Hàm phân phối tích lũy và hàm mật độ xác suất của phân phối Normal

Phân phối Log-chuẩn (Log-Normal)

Xét đại lượng ngẫu nhiên X, được gọi là phân phối Log-chuẩn n u logarit của X (Y=log(X)) là m t phân phối chuẩn Giả thi t X với thông số giá trị trung bình và đ lệch quân phư ngta có th vi t lại đại lượng ngẫu nhiên X như sau:

Và hàm mật đ xác su t f X (x) và hàm phân phối tích lũy F X (x) của phân phối

Log-Nor al được x c định như sau:

exp

2 2

Hình 1-8 Hàm phân phối tích lũy và hàm mật độ xác suất của phân phối Log-Normal

1.5.2.3 Sự thay đổi ngẫu nhiên các tính chất cơ lý của đất

Sự bi n đ ng ngẫu nhiên của c c tính ch t của đ t bao g t số thành ph n và

c th được bi u thị dưới t ô hình đ n giản:

ꝣ ( z )  t ( z )  w( z )  e( z) (39)

Trong đ :

ꝣ ( z) các tính ch t đ t, w(z) thành ph n ngẫu nhiên, e(z) sai số đolường t(z) thành ph n x c định xu hướng, z chiều sâu

Như ta bi t, đ t là vật liệu tự nhiên và r t nhạy cảm với ôi trường xung quanh, vì

th tính ch t vật lý của n thay đổi từ đi này qua đi m khác Sự thay đổi này có th

xe như là t ph n của trạng th i đ t hông đ ng nh t Sự thay đổi ngẫu nhiên các tính ch t c l của đ t là m t bài toán quan trọng nh t trong phân tích c c công trình địa

kỹ thuật R t nhiều thí nghiệm với các loại đ t khác nhau tại hiện trường đã chỉ ra rằng các tính ch t c l của đ t có th xe như là t đại lượng ngẫu nhiên và được mô

ph ng bởi hàm phân phối Normal [Lumb, 1966; Tan et al., 1993] Sự thay đổi ngẫu

nhiên các tính ch t c l của đ t có th mô tả như trong hình 1-9

Trong mục này, chúng tối giới thiệu tổng hợp k t quả sự thay đổi ngẫu nhiên các tính

ch t c l của các loại đ t khác nhau từ các thí nghiệm hiện trường trên th giới Mỗi k t quả tổng hợp sẽ bao g m ngu n ngẫu nhiên do bản thân đ t hông đ ng nh t; sai số do

đo đạc, thí nghiệm và của mô hình chuy n đổi phân tích k t quả thí nghiệm Sự thay đổi ngẫu nhiên này được đặc trưng bởi trị số COV (Coefficient of Variance):



Hình 1-9 Sự thay đổi ngẫu nhiên tính chất cơ lý của đất do đất không đồng nhất

(Phoon and Kulhawy, 1999a)

Chỉ tiêu

mẫu

Giá trị Biến thiên Trung bình

COV (%) Biến thiên Trung

Bảng 1-1 COV cho các tính chất cơ lý của đất (Phoon and Kulhawy, 1999a)

Từ nh ng k t quả trích dẫn trên ta nhận th y các tính ch t c l của đ t thay đổi r t lớn, vì vậy mà việc mô ph ng n như là t đại lượng ngẫu nhiên là c n thi t Trong tính to n công trình địa kỹ thuật việc xem xét các tính ch t c l của đ t là m t bi n ngẫu nhiên là c n thi t và phản nh đúng tình trạng làm việc của đ t Theo nghiên cứu của Phoon and Kulhawy (1999b) đã chỉ ra việc sử dụng mô hình phân phối Nor al đ

mô ph ng sự thay đổi ngẫu nhiên các tính ch t c l là ph hợp với các k t quả thí nghiệm Trong r t nhiều tính toán sau này, các nhà khoa học đều giả thi t sự thay đổi ngẫu nhiên các tính ch t c l của đ t theo luật phân phối Nor al đ phân tích đ ổn định của nền móng công trình [Fenton et Griffiths, 2003; Popescu et al 2005; Soubra et al 2008; Srivastava etSivakumar Babu, 2009; Song et al 2011; Cao et al

2013], phân tích ổn định của i taluy đào, ổn định của nền đường đ p cao [Kasama et

al 2009; Srivastava et Sivakumar Babu, 2009; Cho, 2010; Santoso et al 2011; Kasama

et Zen, 2009, 2011; Al-naqshabandy et al 2012; Lou et al 2012; Al-Bittar et al 2012; Sivakumar Babu et al 2012]

1.5.3 Nhận xét

Trong ph n này, đề tài giới thiệu khái niệm về các ngu n ngẫu nhiên trong địa kỹ thuật cũng như sử dụng mô hình xác su t đ mô ph ng đại lượng ngẫu nhiên Các k t quả thí nghiệm hiện trường các tính ch t c l của đ t được tổng hợp đã chỉ ra rằng: việc xem các tính ch t c l của đ t như là t bi n ngẫu nhiên trong tính toán các công trình địa kỹ thuật là c n thi t Mô hình phân phối Nor al được sử dụng đ mô ph ng sự thay đổi ngẫu nhiên này

1.6 Ảnh hưởng của yếu tố ngẫu nhiên đến sự ổn định công trình địa kỹ thuật

Với lý thuy t đ tin cậy à Van arc đã đề xu t, ngày càng nhiều nhà khoa học

s dụng n đ ti n hành phân tích ảnh hưởng của các y u tố ngẫu nhiên đ n tính an toàn của công trình

Griffiths and Fenton, 2000 đã phân tích ảnh hưởng của chỉ số COV của trị số sức

kháng c t C u đ n xác su t phá hoại của taluy đ p nền đường K t quả phân tích chỉ ra

rằng xác su t phá hoại tăng lên khi chỉ số COV tăng lên, điều này giải thích rõ vai trò của

sự thay đổi ngẫu nhiên của C u đ n hệ số an toàn của taluy K t quả nghiên cứu này cũng được k t luận trong chuỗi nghiên cứu của Griffiths et Fenton (2001), Fenton et Griffiths

(2002) và Griffiths et al (2009) (hình 1-10)

Hình 1-10 Ảnh hưởng của COV đến hệ số an toàn của taluy đắp (Griffiths and Fenton, 2000)

Elachachi et al (2012) giới thiệu ảnh hưởng của hệ số COV (CV) đ n sự ổn định

của tường ch n đ t K t quả cho th y hệ số b giảm khi chỉ số COV tăng lên, điều nay có

nghĩa là đ tin cậy của tường ch n giảm nhanh (hình 1-11)

Hình 1-11 Ảnh hưởng của COV đến sự ổn định của tường chắn đất (Elachachi et al., 2012)

P.H.Cường et al (2013) đã sử dụng lý thuy t đ tin cậy phân tích mức đ an toàn

của công trình cống tho t nước ở huyện Na àn, Nghệ An K t quả phân tích cho th y

hi tính theo phư ng ph p đ tin cậy thì xác su t xảy ra hư h ng của công trình là khá lớn và điều này th hiện đúng hiện trạng của công trình K t quả cho th y việc sử dụng

lý thuy t đ tin cậy trong phân tích công trình giao thông là c n thi t và đúng đ n

Bảng 1-2 Các giá trị cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam & Eurocode

- Cống hông bị trượt

- Nền đủ hả năng chịu tải

- Nền cống hông đủ hả năng chịu tải

Ngoài nh ng nghiên cứu trên, hiện nay trên th giới có r t nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực địa kỹ thuật sử dụng bài to n đ tin cậy và xét đ n các y u tố ngẫu nhiên [Kasama et al 2009; Srivastava et Sivakumar Babu, 2009; Cho, 2010; Santoso et al

2011; Kasama et Zen, 2009, 2011; Al-naqshabandy et al 2012; Lou et al 2012; Al-Bittar et al 2012; Sivakumar Babu et al 2012] Các nghiên cứu đã chỉ ra vai trò r t quan trọng khi sử dụng lý thuy t đ tin cậy trong đ nh gi ức đ an toàn của công trình địa kỹ thuật

Kok et al, 2017 đã ứng dụng lý thuy t đ tin cậy phân tích ảnh hưởng của chỉ số

nén lún (m v ), hệ số cố k t (C v) cùng với đường kính c c đ đ n đ lún cố k t của nền đường đ p gia cuongf bằng hệ cọc đ K t quả cho th y theo thời gian xác su t phá hoại

ngày càng tăng (P f = 50% tại 40 ngày), và cũng chỉ ra chỉ số nén lún ảnh hưởng lớn nh t

đ n đ tin cậy trong dự b o đ lún cố k t trong hi đ đường kính cọc ảnh hưởng lớn

nh t đ n tốc đ cố k t (hình 1-12)

Hình 1-12 : Chỉ số độ tin cậy và xác suất phá hoại trong dự báo lún cố kết theo thời gian

Cheng et al., 2016 tập trung phân tích ảnh hưởng sự thay đổi ngẫu nhiên theo

không gian của Mô đun đàn h i (E) và hệ số th m bảo hòa (k v) của nền đ t đ n đ lún cố

k t K t quả chỉ ra sự thay đổi này ảnh hưởng r t lướn đ n đ lún : khoản bi n thiên về

đ lún từ 10-100% (hình 1-13)

Hình 1-13 : Ảnh hưởng của COV đến độ lún cố kết (a)- (b) ; và ảnh hưởng khoảng thay đổi

theo không gian đến khoản biến thiên của độ lún cố kết theo thời gian (c)

Ngoài ra còn có các nghiên cứu của Chang (1985), Wei et al (2018), Hong and Shang (1998) , Huang et al (2010) và Zhou et al (1999) cũng đã xét đ n anhrhuwongr

sự thay đổi ngẫu nhiên các tính ch t c l của đ t đ n đ lún cố k t, các nghiên cứu chỉ

ra việc xem xét ảnh hưởng của các y u tố ngẫu nhiên trong dự báo lún cố k t của nền đ t

y u là c n thi t

Nhận xét

Hiện này trên th giới, bài to n xét đ n ảnh hưởng của các y u tố ngẫu nhiên trong

đ nh gi ổn định của công trình đã được nghiên cứu r t nhiều Các nghiên cứu này ph n lớn tập trung vào tính ổn định của mái dốc, sức chịu tải của nền đường đ p, … tuy nhiên

r t ít nghiên cứu về quá trình cố k t Các nghiên cứu cũng chỉ ra vai trò r t quan trọng

hi xét đ n y u tố ngẫu nhiên trong tính toán

Trong hi đ , ở Việt Nam chúng ta h u như c n h lạ lẫm với các khái niệm này

R t ít nghiên cứu đề cập đ n v n đề này, các nghiên cứu vẫn tập trung vào các bài toán

c học cổ đi n với các giá trị tĩnh hi phân tích G n đây c t vài thí nghiệ cũng đã chỉ ra sự thay đổi các tính ch t c l của đ t nền D.D.Thúy, (2013), hay ảnh hưởng của

sự thay đổi chỉ số nén lún và hệ số th đ n quá trình cố k t N.H.Hải et al., (2015) nhưng cũng hông xét đ n y u tố ngẫu nhiên

1.7 Kết luận:

Ở chư ng này, luận văn tập trung tổng hợp các lý thuy t c bản trong quá trình

cố k t của đ t hi được xử lý bằng b c th m, các lý thuy t đ tin cậy trong tính toán lún được áp dụng trong công t c địa kỹ thuật Trên c sở đ , c c l thuy t tính toán của Barron và Hansbo được giới thiệu đ x c định áp lực nước lỗ rỗng trong quá trình cố k t của đ t nền Trên c sở c c phư ng trình cố k t của Hansbo, nhiều lời giải cho c c điều

kiện h c nhau được ti n hành Các nghiên cứu này đã chỉ ra tính hợp lý của mô hình Hansbo, đặc biệt là bài toán cố k t 1D của Hansbo được sử dụng phổ bi n

Ở ph n ti p theo, đề tài giới thiệu lý thuy t đ tin cậy áp dụng trong công trình địa

kỹ thuật Mức đ an toàn của công trình lúc này được đ nh gi thông qua trị số xác su t

phá hoại (p f) Các nghiên cứu trên th giới được giới thiệu, và n đã cho chúng ta th y vai tr và tính đúng đ n hi xét đ n y u tố ngẫu nhiên trong tính to n c c công trình địa

kỹ thuật Trong khi trên th giới, bài to n này đã được xem xét từ nh ng nă 80 của th

kỷ XX, thì ở Việt Na ta đ n bây giờ vẫn còn khá lạ lẫm với nó R t ít nghiên cứu về

v n đề này được các nhà khoa học Việt Nam ti n hành

Cuối cùng, n i dung chư ng đưa ra c c hoảng giá trị bi n thiên của các tính ch t

c l của đ t trong điều kiện tự nhiên nhằm mục đích th y rõ việc c n thi t hi xét đ n

sự thay đổi ngẫu nhiên của các tính ch t trên trong quá trình tính toán dự báo lún cố k t cũng như việc đưa l thuy t đ tin cậy vào trong công t c tính to n công trình địa kỹ thuật Các k t quả thí nghiệm trên th giới đã chỉ ra các tính ch t c l của đ t được mô

ph ng như là t đại lượng ngẫu nhiên Các nghiên cứu đã cho ta th y các giá trị này thay đổi trong m t khoản r t lớn từ 10-30% so với giá trị trung bình, và chúng thường được mô ph ng dưới dạng m t phân phối Normal