...Nguyễn Văn Thắng.pdf

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TR
TRƯỜNG ĐẠI HỌC
ỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
NG HÀ
H NỘI
========o0o========

Nguyễn Văn Thẳng
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM
M PLAXIS 8.2 DỰ
D BÁO CHUYỂN DỊCH
CH VÀ BIẾN
DẠNG BỀ MẶT
T DO TÁC ĐỘNG THI CÔNG TUYẾN ĐƯỜNG
NG H
HẦM
KIM MÃ - GA HÀ NỘI

Chuyên ngành: Trắc
Tr địa – Bản đồ
Mã ssố:

Giáo viên hướng
h
dẫn: TS. Nguyễn Xân Bắcc

HÀ NỘI - 2015


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU. .................................... 3
1.1 Nội dung nghiên cứu địa chất công trình (ĐCCT) .............................................. 3
1.2 Vị trí và điều kiện tự của khu vực khảo sát. ....................................................... 4
1.2.1 Vị trí địa lý. .................................................................................................... 4
1.2.2 Điều kiện tự nhiên .......................................................................................... 5
1.2.3 Điều kiện địa chất. .......................................................................................... 6
1.2.4 Đặc điểm địa chất thủy văn (ĐCTV). ............................................................ 11
1.2.5 Phân tích số liệu , đánh giá kết quả các hố khoan khảo sát địa chất công trình.
.............................................................................................................................. 15
1.2.6 Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý các mẫu đất ( phụ lục 1) ..... 15
CHƯƠNG 2 : PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN DỰ BÁO CHUYỂN
DỊCH VÀ BIẾN DẠNG BỀ MẶT ...................................................................... 16
2.1 Một số vấn đề cơ bản trong cơ học môi trường đặc và các phương pháp tính
trong cơ học........................................................................................................... 16
2.1.1 Một số vấn đề cơ bản trong cơ học môi trường đặc. ...................................... 16
2.1.2 Các phương pháp tính trong cơ học............................................................... 20
2.2 Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH). ........................................................... 23
2.2.1 Giới thiệu chung. .......................................................................................... 23
2.2.2 Trình tự các bước phân tích bài toán theo phương pháp PTHH [8,9] ............. 24
2.2.3 Các phương trình cơ bản. .............................................................................. 26
CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PLAXIS 8.2 DỰ BÁO CHUYỂN
DỊCH VÀ BIẾN DẠNG....................................................................................... 29
3.1 Phần mềm Plaxis 8.2........................................................................................ 29
3.1.1 giới thiệu chung về phần mềm plaxis 8.2 ...................................................... 29
3.1.2 Các chức năng cơ bản của phần mềm plaxis 8.2 ........................................... 31
3.2 Ứng dụng phần mềm Plaxis 8.2 dự báo chuyển dịch và biến dạng. .................. 42


3.2.1 Tính toán các số liệu đầu vào của chương trình. ............................................ 42

3.4. Ảnh hưởng chuyển dịch và biến dạng bề mặt do tác động của việc xây dựng
đường hầm tàu điện ngầm và đề xuất phương án thiết kế lưới quan trắc. ............... 58
3.4.1 Ảnh hưởng của việc thi công công trình ngầm đến các công trình phân bố trên
bề mặt.................................................................................................................... 58
3.4.2 Đề xuất phương án thiết kế lưới quan trắc. .................................................... 59
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 62


DANH MỤC VÀ CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Địa chất thủy văn

: ĐCTV

Địa chất công trình

: ĐCCT

Phần tử hữu hạn

: PTHH


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ

Bảng 1-1: Mô hình địa chất thuỷ văn Hà Nội. ........................................................ 14
Bảng 1- 2 : Cao tọa độ các hố khoan khảo sát ........................................................ 15
Bảng 2-2: Hệ số thấm k của đất ............................................................................. 18
Bảng 3-1 : Các tùy chọn cho sự trình bày project. .................................................. 34
Bảng 3-2 : Bảng tính khoảng cách giữa các hố khoan liền kề................................. 42

Bảng 3.3 : Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất................................................................ 46


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢN ĐỒ
Hình 1.1 : Bản đồ hành chính Hà Nội năm 2013...................................................... 4
Hình 3-1 : Biểu tượng đại diện chương trình vào. .................................................. 31
Hình 3-2 : Cửa sổ chính của chương trình vào (kiểu nhập hình học) ...................... 32
Hình 3-3 : Cửa sổ Ganeral settings ........................................................................ 36
Hình 3-4: Cửa sổ Ganeral setting ( Bảng Dimensions ) .......................................... 38
Hình 3-6 : Biểu tượng cho việc lựa chọn những điểm và những đường.................. 39
Hình 3-7 : Trình thiết kế đường hầm với dạng hình chuẩn ..................................... 41
Hình 3-8 : Giao diện làm việc của chương trình..................................................... 47
Hình 3-9 : Cửa sổ nhập 5 thông số đầu vào............................................................ 47
Hình 3-10 : Cửa sổ vẽ đường hầm trên mô hình. ................................................... 48
Hình 3-11: Sự ảnh hưởng của đường hầm đến môi trường xung quanh nó. ............ 48
Hình 3-12 : Cửa sổ thể hiện sự ảnh hưởng của đường hầm đến môi trường ........... 49
thấm nước.............................................................................................................. 49
Hình 3-13 : Cửa sổ thể hiện sự ảnh hưởng của đường hầm đến môi trường khô..... 49
Hình 3-14 : Trường hợp chưa đào hầm. ................................................................. 50
Hình 3-15: Sự ảnh hưởng của đường hầm đến môi trường thấm nước ................... 50
Hình 3-16: Trường hợp đào hầm. .......................................................................... 50
Hình 3-17 : Select points for curves( Chọn điểm cho đường cong ). ...................... 51
Hình 3-18: chương trình đang chạy tính toán. ....................................................... 51
Hình 3-19: Chọn quy mô mô hình. ........................................................................ 52
Hình 3-20: Thể hiện chuyển vị thẳng đứng của bề mặt. ......................................... 52
Hình 3-21 : Bảng kết quả chạy chương trình. ......................................................... 53
Hình 3-22: Mô hình các đường hầm có cùng bán kính ở độ sâu khác nhau. ........... 54
Hình 3-23: Mô hình các đường hầm khác bán kính ở cùng độ sâu. ........................ 54
Hình 3-24 : Mối liên hệ giữa độ nghiêng i với các yếu tố khác .............................. 55
Hình 3-25: Hình vẽ thể hiện góc chuyển dịch. ....................................................... 55

Hình 3-26: Kết quả lún bề mặt không đều ở khu vực bến tàu điện ngầm SennayaSodovaya (LB Nga) ............................................................................................... 59


MỞ ĐẦU
Trong những năm qua quá trình đô thị hoá ở các đô thị Việt Nam đang diễn
ra với nhịp độ rất lớn, đặc biệt ở Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh. Tình trạng tắc nghẽn
giao thông, ô nhiễm môi trường đô thị đang làm giảm chất lượng sống của người
dân trong các thành phố lớn.
Một trong những trở ngại cho việc phát triển bền vững là sự gia tăng nhanh
các phương tiện xe cơ giới, đặc biệt là xe hai bánh, chiếm tỷ lệ 94% tổng số lượng
phương tiện lưu thông trong thành phố. Nhiều tuyến đường lớn nhỏ tiếp tục được
qui hoạch, mở rộng hợp lý, đạt yêu cầu về tiêu chuẩn chất lượng, đảm bảo phục vụ
tốt cho các hoạt động lưu thông tuy nhiên vẫn không đáp ứng sự gia tăng nhu cầu đi
lại của người dân. Điều này cũng là một trở ngại lớn cho việc thúc đẩy các hoạt
động kinh tế - xã hội trong đô thị.
Khu vực thành phố Hà Nội là nơi có mật độ dân số cao, đi đôi với nó là
lượng phương tiện tham gia giao thông rất lớn cũng giống như các thành phố trên
thế giới Hà Nội gặp nhiều khó khăn về giao thông đô thị vì vậy việc xây dựng thêm
tuyến đường hầm Kim Mã – Ga Hà Nội là rất cần thiết giúp giảm tình trạng ắc tách
giao thông, xây đựng thành phố ngày càng hiện đại, xanh, sạch, đẹp. Tuy nhiên khi
xây dựng tuyến đường hầm sẽ gây ra các tác động chuyển dịch và biến dạng tới các
công trình trên bề mặt . Vì vậy công tác nghiên cứu dự báo chuyển dịch và biến
dạng bề mặt do tác động thi công công trình ngầm là cần thiết và vô cùng quan
trọng, nó cần được thực hiện trong giai đoạn đầu của dự án. Kết quả nghiên cứu sẽ
là cơ sở để điều chỉnh, thiết kế, đưa ra biện pháp thi công phù hợp nhất cho việc xây
dựng tuyến đường hầm.
Xuất phát từ những vấn đề nêu trên cùng với phần mềm Plaxis 8.2 em đã lựa
chọn đề tài tốt nghiệp “Ứng dụng phần mềm Plaxis 8.2 dự báo chuyển dịch và
biến dạng bề mặt do tác động thi công tuyến đường hầm Kim Mã - Ga Hà Nội.”
Đồ án được thực hiện gồm 3 chương với các nội dung sau:

Chương 1: Tổng quan khu vực nghiên cứu.

1


Chương 2: Phương pháp phần tử hữu hạn dự báo chuyển dịch và biến dạng
bề mặt.
Chương 3: Ứng dụng phần mềm plaxis 8.2 dự báo chuyển dịch và biến
dạng.
Để hoàn thiện đồ án này ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, em đã nhận
được sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của thầy giáo TS. Nguyễn Xân Bắc . Do
trình độ còn nhiều hạn chế và thời gian làm đồ án có hạn, lại là một lĩnh vực khá
mới mẻ nên mặc dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi thiếu sót. Em mong
muốn có được nhiều sự góp ý , chỉ bảo của các thầy cô và các bạn sinh viên trong
trường để em rút ra được nhiều kinh nghiệm hơn trong công việc sau này. Em xin
chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Xuân Bắc cùng các thầy cô giáo trong bộ
môn Trắc địa cơ sở đã trang bị cho em những kiến thức chuyên ngành và giúp đỡ
em trong thời gian qua.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 6 năm 2015
Nguyễn Văn Thăng

2