Tải trọng tác động lên công trình ngầm và phương pháp tính lún khi thi công hầm bằng máy TBM

TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG NGẦM VÀ CÁC
PHƯƠNG PHÁP TÍNH LÚN KHI THI CÔNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TBM
TỔNG QUAN
1. Tải trọng tác dụng và các nguyên nhân gây lún:
1.1.Tải trọng tác dụng:
Kết cấu công trình giao thông ngầm chịu tác dụng của các tải trọng ngoài khác nhau phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như: chiều sâu đặt hầm, kích thước hầm, điều kiện địa chất công trình,
đặc điểm xây dựng giao thông đô thị và giao thông trên mặt đất, công nghệ thi công…
Tải trọng tác dụng lên đường hầm được chia làm hai loại: tải trọng thường xuyên bao
gồm trọng lượng bản thân công trình ngầm, trọng lượng các lớp áo đường và các hạng mục kỹ
thuật khác, áp lực đất và nước cũng như trọng lượng nhà cửa kiến trúc bên trên và các công
trình lân cận hố đào gây nên, lượng ứng suất trước của cốt thép. Tải trọng tạm thời xuất hiện
do các phương tiện giao thông chuyển động trên đường ngầm gây nên. Tải trọng tạm thời còn
có một số loại chỉ xuất hiện trong giai đoạn thi công công trình, đặc tính tạm thời còn do tác
dụng của các yếu tố sau gây nên: sự biến thiên nhiệt độ; hiện tượng trương nở của đất và các
tác dụng đặc biệt (động đất, va chạm…) hoặc do các sự cố gây nên.
Theo tiêu chuẩn Nhật Bản (JSCE-1996) như sau:
Bảng 1. Các loại tải trọng tác dụng lên kết cấu hầm thi công bằng TBM
Tải trọng thường xuyên
1. Tải trọng thẳng đứng và nằm ngang
2. Áp lực nước
3. Trọng lượng bản thân
4. Hiệu ứng tải trọng chất thêm (surcharge)
5. Phản lực của đất nền
Tải trọng không thường xuyên 6. Các tải trọng nội tại
7. Tải trọng thi công
8. Hiệu ứng động đất
Tải trọng đặc biệt 9. Hiệu ứng của hai hoặc nhiều khiên đào
10. Hiệu ứng làm việc ở các khu vực lân cận
11. Hiệu ứng biến dạng đất nền
12. Các hiệu ứng khác.

trang 1
Tất cả các loại tải trọng có thể tác dụng lên công trình đồng thời hoặc vào các thời điểm
khác nhau, do các tổ hợp tải trọng khác nhau, có thể gây nên các trạng thái ứng suất khác nhau
trong kết cấu. Để tính toán kết cấu công trình ngầm cần tìm ra tổ hợp tải trọng bất lợi nhất (cơ
bản và đặc biệt) khi chúng tác dụng lên kết cấu xuất hiện nội lực lớn nhất.
1.2.Các nguyên nhân gây lún:
Hiện nay, mặc dù công nghệ thi công hầm bằng máy đào TBM đã được cải tiến rất
nhiều nhưng cũng không thể giải quyết được triệt để vấn đề lún bề mặt đất nền. Việc lún sụt bề
mặt dẫn đến thiệt hại về về vật chất, tài sản và thương vong về người.
Một số hình ảnh sự cố khi xây dựng công trình ngầm:
trang 2
Sập hầm tuyến tàu điện ngầm số 1 ở thành phố Hàng Châu,
thủ phủ tỉnh Chiết Giang (Trung Quốc) ngày 15/11/2008
(1.2.1). Một số nguyên nhân gây lún đất nền trong quá trình thi công đào hầm bằng khiên
đào được Maidl 1996 tổng hợp như sau:
- Việc hạ mực nước ngầm trong đất dẫn đến sự thay đổi thể tích và cấu trúc đất
- Thay đổi áp lực đất tại bề mặt khiên, do sự đào dư của máy đào.
- Hệ giằng chống không đảm bảo cho sự mất nhiều đất tại bề mặt hầm
- Sự thay đổi cấu trúc của đất do sự rung của máy đào làm cho đất xung quanh bị nén
lại, cùng với hệ giằng không phù hợp với độ nén chặt của đất.
- Vỡ các túi khí trong đất là giảm tiết diện hầm do sự gia tăng của áp lực đất lên hệ
giằng chống.
(1.2.2). Theo Grasso 2007, các nguyên nhân gây lún được chia thành 3 nguyên nhân chủ
yếu sau:
- Nguyên nhân ngắn hạn (lún tức thời) xuất hiện trong quá trình thi công hầm.
Bao gồm:
+ (1) sự không cân bằng áp lực ở gương đào dẫn đến sự trồi đất vào phía trong
hang đã được đào hoặc sự trồi đất vào phía trong hang đã được đào hoặc sự trồi đất về
phía ngược lại, và vì vậy sẽ làm xuất hiện biến dạng lún hoặc trồi của khối đất;
+ (2) ma sát giữa vỏ khiên đào và đất trong quá trình di chuyển khiên đào dẫn

đến sự phá huỷ đất xung quanh hang đào;
trang 3
+(3) sự đào đất vượt quá, mà trong thực tế không thể tránh được, đặc biệt khi đào
hầm trên đoạn cong;
+ (4) sự tồn tại của khe hở thi công trong phần đuôi của khiên đào dẫn đến sự trồi
đất vào khe hở thi công và tiếp theo là biến dạng lún của đất. Độ lớn của biến dạng lún
phụ thuộc vào thời gian và chất lượng lấp đẩy khe hở thi công. Lưu ý rằng, áp lực bơm
vữa lấp khe hở thi công quá lớn trong đất sét sẽ dẫn đến sự trồi mặt đất. Biến dạng của
khối đất có thể được gây ra bởi:
+ (5) sự điều chỉnh khiên đào “ngoi lên” mà thường xuyên phải điều chỉnh để bù
lại sự “chìm xuồng” của nó trong khi chuyển dịch, điều đó có thể dẫn đến sự “đẩy ra”
của đất phía trước khiên đào cùng với sự trồi của mặt đất;
+ (6) sự “sai lệch” của khiên đào khi đào hầm dẫn đến làm rời rạc khối đất ở
gương đào và sập đổ đất vào trong hầm, vì vậy, dẫn đến biến dạng lún của khối đất;
+ (7) vận tốc di chuyển khiên đào gây ảnh hưởng đến biến dạng của đất (vận tốc
càng lớn, biến dạng càng lớn). Điều đó liên quan đến mức độ phá huỷ đất xung quanh
hang đào, ngoài ra vận tốc không đều trong thời gian khi đào hầm gây ra biến dạng lún
lớn hơn;
- Nguyên nhân dài hạn xảy ra do quá trình cố kết của đất bao gồm cố kết nhất thời
(thường xảy ra với đất có độ dính bám, hoặc đất bị nén trong quá trình giảm áp lực
nước lỗ rỗng) và cố kết thứ cấp (là một hình thức co ngót của đất).
- Nguyên nhân lún do sự biến dạng của vỏ chống đỡ hầm. Độ lún này ảnh hưởng
lớn khi đường kính hầm lớn và chiều sâu đặt hầm cạn so với mặt đất. Tuy nhiên, vấn
đề này có thể được kiểm soát trong thi công hầm bằng máy TBM trong khu vực thành
phố, nhờ vào việc dự đoán trước và tính toán các tải trọng tác dụng lên vỏ hầm, từ đó
thiết kế hệ thống các tấm lắp ghép hệ vỏ hầm có thể chịu được cường độ tính toán
trên.
(1.2.3). Theo Nguyễn Đức Toản (2006) rút ra kết luận về mức độ ảnh hưởng của các
nguyên nhân trên đến tổng độ lún bề mặt dựa trên cơ sở thể tích đất bị mất (Volumn loss V
L

):
[Để quá trình di chuyển của máy đào được dể dàng, người ta sẽ đào đất với đường kính
lớn hơn đường kính thân máy đào. Từ đó, dẫn đến thể tích đất bị mất do sự đào vượt này, bao
gồm có 2 nguyên nhân. Một là, phần lưỡi cắt đất được chế tạo lớn hơn đường kính thân máy
đào để giúp máy đào không bị kẹt. Hai là, phần đào dư do hệ thống buồng lái di chuyển trong
các đoạn cong]
- Từ 10% đến 20% là do áp lực bề mặt
- Từ 40% đến 50% là do các phần rỗng dọc theo thân máy đào.
trang 4
- Từ 40% đến 50% là do mức độ bịt kín của đuôi máy đào.
Với giá trị
L
V
tính theo % bằng công thức:
2
100 100
%
/ 4
L L
l
tunel
V x V x
V
V d
π
= =
Và thể tích mất đất phụ thuộc vào các tác nhân sau: Loại đất; Phương pháp đào hầm; Tốc
độ đào; Kích thước hầm; Kết cấu chống đỡ tạm thời
Giá trị VL được dự đoán theo các phương pháp thi công hầm dựa trên các kết quả phân
tích và đo đạt lại của các tuyến hầm trong quá khứ:

- Thi công bằng phương pháp New Austria Tunnelling Method –NATM cho đất sét ở
London có: VL = 0.5% - 1.5%
- Thi công bằng máy khiên đào (TBM)
+ Không có mặt chống đỡ: cho đất sét cứng có VL = 1% - 2%
+ Khi có hệ chống đỡ (vữa bentonite (Slurry shield) hoặc bentonite trộn với đất vừa
đào được (Earth Pressure Balance – EPB), có:
Cho đất cát V
L
< 0.5%
Cho đất sét yếu V
L
= 1% - 2% ( bao gồm lún do cố kết).
2.Phân loại và đánh giá hư hại công trình theo biến dạng: [5].
trang 5
Trong thực tế khi chỉ quan trắc được sự hình thành và phát triển vết nứt của công trình hiên
hữu thì dùng kết quả nghiên cứu của Burland để đánh giá trạng thái kỹ thuật của công trình lân
cận hố đào theo bề rộng vết nứt và chức năng sử dụng theo mức độ hư hại (bảng 1).
Phân loại
Mức độ
ảnh hưởng
Miêu tả mức độ hư hại Thông số
max
θ

max
S
(mm)suprsuu
1.Thẩm mỹ
Không đáng
kể

Phá hoại không mong muốn tại bề
mặt
<1/500 <10
2.Thẩm mỹ Nhẹ
1/500-
1/200
10-50
3. Chức
năng
Trung bình
1/200-
1/50
50-75
Chức năng
và cấu trúc
Cao >1/50 >75
Bảng.Phân cấp hư hại công trình theo biến dạng
trang 6
Cấp hư hại Mô tả sự hư hại
Bề rộng
khe nứt
Lún lệch
Biến dạng
góc
Không đáng kể Dấu nứt nẻ mỏng 0.1 mm
Rất nhẹ
Nứt mảnh, dễ xử lí trong khi trang trí bình
thường. Trong nhà có thể cô lập những chỗ
nứt gẫy nhẹ. Những nứt nẻ ở bên ngoài của
công trình xây bằng gạch có thể nhận thấy

khi nhìn kĩ
1mm <3cm <1/3000
Nhẹ
Những nét nẻ có thể dễ dàng trám. Yêu cầu
phải trang trí lại. Trong toà nhà có một số
chỗ nứt gẫy. Những nứt nẻ có thể khá lớn.
Yêu cầu trát vữa lại để chống thấm. Cửa và
cửa sổ có thể bị kẹt nhẹ
5mm 3-4cm 1/300-1/240
Trung bình
Những nứt nẻ có thể yêu cầu đập ra và vá lại.
Định kì làm lớp vữa trát để che giấu những
nứt nẻ. Trát lại bên ngoài của công trình xây
bằng gạch và có lẽ một số chỗ nhỏ của công
trình xây bằng gạch phải sửa chữa lại. Cửa và
cửa sổ có thể bị kẹt. Hệ thống đường ống có
thể bị đứt gẫy. Tính chống thấm thường bị
suy yếu
5 - 15mm
hoặc một
số khe nứt
> 3mm
4-5cm 1/240-1/175
Nặng
Nói chung việc sửa chữa gồm cả phá và xây
lại một phần tường, đặc biệt cả phần cửa và
cửa sổ. Khung cửa và cửa sổ bị uốn, sàn tầng
bị dốc rất đáng kể. Tường bị nghiêng hoặc
phình ra rất đáng kể. Khả năng chịu lực của
dầm bị kém

15 -
25mm,
phụ thuộc
vào số
lượng của
khe nứt
5-8cm 1/175-1/120
Rất Nặng
Yêu cầu chính về sửa chữa bao gồm cả cục bộ
hoặc xây lại hoàn toàn. Dầm mất khả năng
chịu lực; tường nghiêng xấu và yêu cầu
chống đỡ. Cửa sổ bị gẫy do uốn.Tín hiệu báo
nguy do mất ổn định.
Thường >
25 mm,
phụ thuộc
vào số
lượng của
khe nứt
8-13cm 1/120-1/70
Hiện nay có các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam sau đây qui định về độ lún cho
phép của công trình nhà:
trang 7
TCXD 45 : 1978 "Tiêu chuẩn thiết kế nền, nhà và công trình" quy định chuyển vị giới
hạn của nền nhà và công trình như sau:
Công trình Độ lún tương đối
(rad)
Độ lún lớn nhất
(mm)
Nhà sản xuất và nhà dân dựng

nhiều tầng bằng khung hoàn toàn
0.001 ÷ 0.004 80÷120
Nhà và công trình không xuất
hiện nội lực thêm do lún không đều
0.006 150
Nhà nhiều tầng không khung 0.001÷0.005 100÷400
TCXD 205 : 1998 "Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế" quy định về chuyển vị giới hạn của
nền nhà cao tầng sử dụng móng cọc:
Công trình Độ lún tương đối
(rad)
Độ lún lớn nhất
(mm)
Nhà dân dụng cao tầng có kết
cấu khung hoàn toàn:
- Bằng bê tông cốt thép
- Bằng thép

0.002
0.004
80
120
Nhà và công trình mà trong
kết cấu không xuất hiện nội lực do
lún không đều
0.006 150
Nhà nhiều tầng không khung
với kết cấu tường chịu lực
0.0016 ÷ 0.024 100÷150
Tuy nhiên, các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam qui định độ lún cho phép như trên chỉ
áp dụng cho các công trình làm mới.

3.Các phương pháp tính toán độ lún:
Các phương pháp tính lún được sử dụng bao gồm 2 hướng chính. Hướng thứ nhất là tính
toán theo các công thức kinh nghiệm, được nhiều tác giả phát triển theo nhiều quan điểm khác
nhau, nhưng chủ yếu là dựa trên nhiều kết quả khảo sát của các tuyến hầm sau khi thi công
trang 8
xong cho một khu vực địa chất nhất định (không đánh giá được tác dụng do các công trình bên
trên gây ra) . Hướng thứ hai là tính toán dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp
này yêu cầu các số liệu đầu vào chi tiết và chính xác, nhưng lại có thể đánh giá phù hợp với các
loại đất khác nhau.
3.1. Phương pháp kinh nghiệm:
Peck 1969 và O’Reilly 1982, giả thiết độ lún bề mặt làm việc xấp xỉ theo đường cong
Grauss
Hình 4.18: Mô hình Gaussian tính lún bề mặt thi công hầm được đưa ra O’Reiley và New
(1982) dựa theo phương pháp Schmidt - Peck
Bề rộng
2
max
2
y
exp
2
S S
i
 
−
=
 ÷
 
Trong đó:
• S: biến dạng bề mặt đất nền

•
max
S
biến dạng lớn nhất đất nền tại vị trí đỉnh hầm (m)
• y là khoảng cách từ trục hầm đến điểm tính lún theo phương ngang
trang 9
• i : là khoảng cách từ trục hầm đến điểm uốn của đường biến dạng lún
Với đường hầm dạng tròn có thể xác định
max
S
theo công thức:
(1). của New & O’Reiley (1991):
2
max
2
8
l
V D
S
i
π
=
(2). Hoặc theo công thức của Herzog (1985)
2
max
0.785( )
o s
D
S z P
iE

γ
 
= +
 ÷
 
Sau đó New & O’Reiley (1991)đã đưa ra thông số xác định bề rộng tham số i
0
i kz=
Với k là hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào loại đất
trang 10
Tuy nhiên từ các số liệu khảo sát các công trình ngầm ở Anh, New & O’Reiley
(1982):đã đề xuất công thức kinh nghiệm cho đất dính và đất rời như sau:
•
Đất dính i = 0,43
o
Z
+ 1,1
0,43 1,1
o
i Z= +
•
Đất rời i = 0,28
o
Z
- 0,1
trang 11
Giá trị được Recelebi & Ocak 2010 đề xuất tính theo giá trị trung bình:
1 2 3 4
i i +i +i
4

i
+
=
Với
•
1
0,5
o
i Z=
•
2
0,43 1,1
o
i Z= +
•
0.8
3
2
O
Z
i R
R
 
=
 ÷
 
•
0.88
3
0.9

2
O
Z
i R
R
 
=
 ÷
 
Thông tin tuyến hầm và máy TBM tại khu vực Nhà hát thành phố (Tài liệu thiết kế)
Các thành phần Đơn vị Giá trị
Đường kính trong hầm m 6.05
Đường kính ngoài hầm m 6.65
Số lượng tuyến hầm Hầm 2
Chiều sâu đặt hầm trên zo m 12.7
Chiều sâu đặt hầm dưới zo m 24.7
Đường kính TBM m 6.79
Chiều dài máy TBM m 7.8
trang 12
17 17.78 20.21 20.4 20.1 19.4
19.148
6
γ
+ + + + +
= =

5 5 15 40 55 65
10000 35350.63
6
E

+ + + + +
= =
1
0,5 ;
o
i Z=
trang 13
2
0,43 1,1
o
i Z= +
0.8
3
2
O
Z
i R
R
 
=
 ÷
 
0.88
3
0.9
2
O
Z
i R
R

 
=
 ÷
 
Phương pháp LTSM (Limitting Tensile Strain Method): đây là phương pháp phổ biến
nhất để dự báo tác hại , được xây dựng bởi Burland và Wroth vào năm 1974, bao gồm 6 bước:
Phương pháp số: PPPTHH
Với sự phát triển của hàng loạt các phần mềm tính toán kết cấu công trình trong môi
trường đất như PLAXIS 2D, 3D, 3D Tunnel; Midas GTS, GEFDYN… Các bài toán về kết cấu
hầm cũng như đánh giá sự ổn định kết cấu đất đã có thể giải quyết nhanh chóng với các bài
toán tương đối phức tạp nhờ vào sự phát triển của kỹ thuật máy tính. (ưu điểm: tính toán nhanh,
đánh giá được độ lún và mô phỏng được địa chất của lớp đất
Theo Ercelebi 2005, bài toán 3D được đề xuất thay thế bài toán 2D khi tính toán hệ số
giảm ứng suất (stress reduction factors), vì phương pháp 2D rất khó tính toán chính xác hệ số
nay. Với bài toán 3D, có thể mô hình từng quá trình thi công đào hầm chính xác hơn bài toán
2D. Do đó, có thể đánh giá các hệ số trên trong từng giai đoạn thi công. Trong khi đó, Vermeer
& Moller 2001 đề xuất một phương pháp tình toán kết cấu hầm bằng bài toán 2D, thông
qua các hệ số β (unloading factor) có thể đánh giá tương đối chính xác bài toán. và hiện nay,
phần mềm này đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới trong tính toán đường hầm xây dựng
trong nền đất yếu.
Tuy nhiên, theo New & O’Reilly 1991, cho rằng: sự phát triển của máy tính đã giúp cho
việc phân tích, tính toán được chi tiết khi dự đoán biến dạng đất nền trong các trường hợp phức
tạp. Nhưng vấn đề lựa chọn mô hình tính toán, các thông số đầu vào của đất nền cũng như kết
cấu hầm phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Thực tế, việc chọn lựa các thông số trên đòi hỏi người
tính toán phải có kinh nghiệm trong việc đánh giá mức độ tin cậy và lựa chọn mô hình đất hợp
lý. Đồng thời có thể kiểm soát được kết quả xuất ra từ các chương trình tính.
trang 14
THAM KHẢO
[1]. Võ Phán, Nguyễn Quang Khải - Phân tích mô hình tính toán biến dạng lún bề mặt khi
thi công hầm Metro bằng phương pháp TBM khu vực Thành phố Hồ Chí Minh.

[2]. Nguyễn Đức Toản, Lưu Xuân Hùng – Một số vấn đề về quản lý rủi ro và lún mặt đất
cho Dự án tuyến đường sắt đô thị thí điểm TP Hà Nội.
[3]. LVThS Nguyễn Tăng Thanh Bình – Đặc trưng hợp lý của vữa phun trong việc hạn
chế lún sụt bề mặt khi thi công Tuyến Metro số 1, sử dụng máy đào TBM trong khu vực
Thành phố Hồ Chí Minh.
[4]. TS. Nguyễn Thành Đạt, ThS Nguyễn Văn Giang, ThS Nguyễn Anh Tuấn – Phân tích
trạng thái ứng suất biến dạng của nền đất yếu xung quanh đường hầm Metro thành
phố Hồ Chí Minh – Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường.
[5]. Nguyễn Hồng Nam, Đỗ Văn Thiệu, Trần Văn Bảo – Ảnh hưởng của hố đào sâu đến
độ lún mặt nền công trình lân cận.
[6]. PGS.TS.Nguyễn Bá Kế – Phòng tránh sự cố công trình ở lân cận hố đào sâu trong đô
thị.
[7]. LVThS Trịnh Trọng Lợi– Nghiên cứu biện pháp gia cố nền giữa hai đường hầm lân
cận trong dự án xây dựng đường sắt đô thị thành phố Hồ Chí Minh, tuyến số 3a.
trang 15
Ảnh hưởng của biến dạng mặt đất đến các công trình xây dựng gần kề
trang 16
Lún mặt đất gây ra biến dạng của các ngôi nhà và công trình mà rơi vào trong vùng biến dạng.
Mức độ ảnh hưởng của chúng phụ thuộc vào độ lún có thể của mặt đất, hình dạng, kích thước
và trạng thái kỹ thuật-khai thác của kết cấu công trình và vị trí phân bố của ngôi nhà và các
công trình trong vùng biến dạng của mặt đất.
Các ngôi nhà mà nằm ở phần trung tâm của vùng biến dạng phải chịu ảnh hưởng của độ cong
âm (lõm) của mặt đất, và vì vậy biến dạng sẽ phát triển nói chung ở các tầng thấp và móng
công trình. Ở các vùng xây dựng liền kề nhau do sự nghiêng của các ngôi nhà bên cạnh, các
ngôi nhà nằm gần đó có thể chịu biến dạng phụ thêm ở dạng đè hay ép của các bức tường, điều
đó kèm theo sự phá vỡ các bức tường ở các đoạn riêng biệt. Các ngôi nhà mà rơi vào khoảng
biên của vùng biến dạng chịu tác động của độ cong dương (lồi) của mặt đất, mà gây ra biến
dạng, trước tiên ở các tầng phía trên. Bất lợi nhất cho các ngôi nhà mà nằm ở đoạn uốn của
vùng biến dạng chịu tác động kép của độ cong âm và dương của vùng biến dạng.
Ảnh hưởng lớn nhất đến các ngôi nhà gây ra bởi biến dạng thẳng đứng của mặt đất: độ nghiêng

và độ cong. Độ nghiêng của móng dẫn đến sự nghiêng của các ngôi nhà, còn độ cong gây ra sự
uốn trong chúng. Biến dạng ngang kéo và nén tác động lên kết cấu của các ngôi nhà ở dạng lực
ma sát ở đáy và các mặt bên của móng. Ảnh hưởng của các biến dạng ngang, nói chung, nhỏ
hơn nhiều ảnh hưởng của các biến dạng đứng, bởi vì rằng chúng tác động trên các đoạn ngắn,
không xâm chiếm toàn bộ ngôi nhà.
Để đánh giá ảnh hưởng biến dạng lún mặt đất đến ngôi nhà tồn tại nhiều phương pháp khác
nhau, trong đó có thể kể đến các phương pháp của giáo sư Wahls (1981), Borcardin và Cording
(1987), Attewwll (1986) và nêu trong quy trình CHиΠ 2.01.09-91.
Trong CHиΠ 2.01.09-91 phụ thuộc vào các thông số của đường cong biến dạng của vùng biến
dạng có thể của mặt đất, người ta chia ra làm 4 nhóm (bảng 1). Khi đó việc sử dụng các biện
pháp để bảo vệ các ngôi nhà và công trình trên các đoạn của bề mặt, nơi mà độ nghiêng nhỏ
hơn 3mm/m và bán kính đường cong lớn hơn 20km, nói chung không yêu cầu.
Bảng 1. Phân nhóm hư hỏng của các công trình trên mặt đất
Nhóm Bán kính cong R(km) Độ nghiêng J(mm/m)
I 1-3 20-10
II 3-7 10-7
III 7-12 7-5
IV 12-20 5-0
Trong nghiên cứu của Attewell và các nhà khoa học khác sự hư hỏng của các ngôi nhà và công
trình trên mặt đất được chia ra 4 nhóm phụ thuộc vào độ nghiêng và độ lún lớn nhất mặt đất
(bảng 2)
Bảng 2. Phân nhóm hư hỏng của các công trình trên mặt đất
Nhóm hư hỏng
Biến dạng lún mặt đất
trang 17
Độ lún lớn nhất
η
m
(mm)
Độ nghiêng

J(mm/m)
Bỏ qua <10 <2
Không đáng kể 10-50 2-5
Trung bình 50-75 5-20
Đáng kể >75 >20
Tóm lại, biến dạng lún mặt đất ảnh hưởng bất lợi đến các ngôi nhà và công trình gần kề. Mức
độ phá huỷ của các ngôi nhà trên mặt đất về cơ bản phụ thuộc vào trạng thái kết cấu của các
ngôi nhà và giá trị các thông số của vùng biến dạng mặt đất. Khi đó trong một số trường hợp
yêu cầu có các biện pháp bảo vệ chúng.
Hệ thống dẫn hướng máy khoan hầm toàn gương
Chủ nhật, 07/10/2012-16:44:35
Hệ thống dẫn hướng PPS (Poltinger Precision Systems) máy khoan hầm toàn gương (TBM)
được thiết kế để cung cấp tối đa thông tin liên quan đến vị trí của TBM
- See more at: />guong#sthash.qpD46qoP.dpuf
Tham khảo:
/>ham-metro-dat-nong-trong-dat-bang-may-dao-to-hop-tbm-42829/
Bài 1: Tổng quan về Phần mềm Plaxis
Hệ số Poisson hay tỉ số Poisson (kí hiệu là ) được đặt theo tên nhà vật lí Siméon-Denis Poisson là tỉ số
trang 18
giữa độ biến dạng hông (độ co, biến dạng co) tương đối và biến dạng dọc trục tương đối (theo phương tác
dụng lực).
1. Dùng mô hình gì?
Về mặt lý thuyết thuần túy thì mô hình càng phức tạp (elasto-plastic kiểu như H-S chẳng
hạn) sẽ cho kết quả chính xác hơn. Tuy vậy điều này không phải luôn luôn đúng. Trong
đa số trường hợp, chất lượng của số liệu đầu vào sẽ quyết định loại mô hình nên dùng.
Nói một cái khác, nếu số liệu đầu vào quá tệ (chỉ có mỗi N chẳng hạn) thì đương nhiên
là những ông như ông H-S phải cần phải được quên khẩn trương. Các thông số của ông
M-C thì gồm có E, c, phi, dilatancy angle. Mấy thằng E, phi có thể tính từ N theo mấy
công thức kinh nghiệm, c thì bằng 0 đối với cát phỏng ạ. Ông dilatancy angle thường chỉ
dùng trong trường hợp cát chặt. Nếu không có số liệu thí nghiệm thì giả thiết psi=phi-30.

Nhỏ hơn 0 thì đương nhiên là lấy bằng 0 rồi. Còn thì với cát mềm thì lại phải quên ông
này khẩn trương thôi.
2. Khác nhau giữa M-C và H-S:
M-C là mô hình đàn dẻo lý tưởng. Trước khi bị chảy dẻo (phá hoại), ứng xử của vật liệu sẽ là
đàn hồi tuyến tính (E=constant). Sau khi ứng suất đạt tới mức phá hoại, ứng xử của vật liệu là
dẻo lý tưởng (chảy như nước luôn). Đường ứng suất biến dạng vì vậy gồm 2 đoạn: đoạn đàn hồi
tuyến tính đi từ gốc tọa độ với độ dốc là E và đoạn chảy dẻo là một đường nằm ngang xuất phát
từ chỗ bắt đầu chảy dẻo (viết lách tối nghĩa quá).
H-S là mô hình đàn-dẻo tăng bền. Giới hạn đàn hồi được xác định bởi cái ông yield locus. Cái
ông yield locus này là hàm số của ứng suất. Những ông trong họ Cam-Clay thì chỉ dùng một hàm
duy nhất để vẽ cái yield locus này. Với những ông trong họ cap model (như ông H-S chẳng hạn)
thì cần phải dùng những 2 hàm số: hàm của ứng suất cắt (q) có dạng hàm mũ (exponential) xuất
trang 19
phát từ gốc tọa độ và hàm của của ứng suất đẳng hướng (p) chính là cái cap trùm lên đầu ông
hàm mũ. Tùy vào độ dốc của đường ứng suất (stress path) mà cái sự chảy dẻo của vật liệu sẽ
được quyết định bởi ông hàm mũ hay ông cap. Nếu đường ứng suất có độ dốc lớn (q lớn, p nhỏ -
một cách tương đối) thì khả năng đường ứng suất sẽ cắt ông hàm mũ. Sự chảy dẻo của vật liệu vì
thế sẽ được controlled bởi ông hàm mũ. Tương tự như vậy, nếu độ dốc của đường ứng suất nhỏ (p
lớn, q nhỏ), nhiều khả năng nó sẽ cắt ông cap. Sự chảy dẻo của vật liệu khi đó sẽ controlled bởi
ông cap.
Khi trạng thái ứng suất nằm bên trong cái ông yield locus này thì ứng xử của vật liệu là đàn hồi
phi tuyến (E không phải constant mà là hàm của ứng suất). Mô hình phi tuyến được chọn có dạng
hyperbol (nhiều bác nhầm lẫn ông H-S với ông Duncan-Chang là bởi nguyên nhân này). Biến dạng
trong khu vực đàn hồi sẽ chỉ gồm một thành phần là biến dạng đàn hồi (câu này văn vẻ chán
quá). Khi trạng thái ứng suất nằm trên cái yield locus này thì biến dạng của vật liệu thêm 1 thành
phần nữa là biến dạng dạng dẻo. Biến dạng dẻo lại gồm có 2 thành phần là biến dạng dẻo do p
(ứng suất đẳng hướng) gây ra và biến dạng dẻo do q (ứng suất cắt) gây ra. Hai ông biến dạng
này liên hệ với nhau bởi cái ông dilatancy angle
Áp lực đất tiền cố kết:
Theo định nghĩa của cơ học đất cổ điển thì áp lực tiền cố kết (pc) là áp lực lớn nhất

mà nền đất đã phải chịu. Nếu áp lực hiện tại trong đất nhỏ hơn pc thì đất được gọi là đất
bị quá cố kết (overconsolidated). Nếu áp lực hiện tại trong đất chính là áp lực lớn nhất
mà nền đất từng phải chịu thì đất được gọi là đất cố kết thường (normally consolidated).
Khi tính lún cố kết cần phải biết pc của đất là bao nhiêu (thông qua thí nghiệm cố kết
trên mẫu đất nguyên dạng lấy từ khoan hiện trường)
Chỉ tiêu cơ lý của đất:
trang 20
Trong định mức, dự toán, nói là 9 chỉ tiêu thông thường (đối với đất dính) hay 7 chỉ tiêu
(đối với đất rời), 12 chỉ tiêu, 17 chỉ tiêu nhưng không (chính xác hơn là chưa) nêu cụ thể các chỉ
tiêu đó là chỉ tiêu nào!
- Trong các tiêu chuẩn về TN đất xây dựng cũng không phân loại theo tính từ "thông
thường" hay cũng không nêu rõ chỉ tiêu nào là chỉ tiêu thông thường!
- Các bài giảng cơ học đất ở các trường chuyên ngành (xây dựng, giao thông, kiến trúc,
thủy lợi, địa chất, bách khoa ) của các Thầy cũng chưa đề cập chi tiết chỉ tiêu thông thường!
Còn theo kinh nghiệm "dân gian" của "nhà ta" thì mặc định được hiểu thế này:
1/ Các chi tiêu thông thường:
- Thành phần hạt
- Độ ẩm
- Dung trọng tự nhiên (dung trọng khô tính toán dẫn xuất)
- Tỷ trọng
- Giới hạn chảy
- Giới hạn dẻo (chỉ số dẻo và độ sệt tính toán dẫn xuất)
- Lực dính kết
- Góc nội ma sát
- Hệ số nén lún
- Mô đun tổng biến dạng
(Độ rỗng, dung trọng đẩy nổi, độ bão hòa, hệ số rỗng tính toán dẫn xuất)
- Góc nghỉ (trạng thái khô và bão hòa - đối với cát)
- Độ rỗng (hệ số rỗng lớn nhất, nhỏ nhất - đối với cát)
Còn đếm thế nào mà ra 9 chỉ tiêu hay 7 chỉ tiêu thì tùy bạn.

2/ Các chỉ tiêu "không thông thường":
- Hệ số thấm
- Thí nghiệm nén cố kết (chỉ số nén, áp lực tiền cố kết, hệ số cố kết, )
- Thí nghiệm nén nở hông
- Thí nghiệm 3 trục (cường độ kháng cắt không cố kết không thoát nước UU, cố kết không
thoátnước CU, cố kết thoát nước CD)
- Tính trương nở của đất sét
- Tính tan rã của đất sét
- Độ co ngót
trang 21
Phương pháp LTSM (Limiting Tensile Strain Method):
Phương pháp LTSM được xây dựng trên cơ sở 6 bước (Burland, 1974):
Bước 1: Xác định vùng ảnh hưởng theo các phương pháp kinh nghiệm với giả thuyết
không có công trình bên trên.
Bước 2: Gán các chuyển vị vào mô hình tính của tòa nhà
Trong giai đoạn này vùng chuyển vị theo giả thuyết greenfirld đã được tính
Bước 3: Xác định các chuyển vị ngang, dọc va xoay
trang 22
Bước 4” tính toán các biến dạng
Bước 5: so sánh
Bước 6: phân loại
trang 23
trang 24