NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU CHỐNG TRONG ĐƯỜNG HẦM TIẾT DIỆN HÌNH CHỮ NHẬT CONG CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT
Kỹ thuật Xây dựng Công trình ngầm
Luận án tiến sĩ này tập trung vào "NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU CHỐNG TRONG ĐƯỜNG HẦM TIẾT DIỆN HÌNH CHỮ NHẬT CONG CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT" thuộc ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình ngầm. Đề tài xuất phát từ thực tế vai trò ngày càng quan trọng của hệ thống công trình ngầm (CTN) và nhu cầu mở rộng không gian ngầm tại các khu đô thị. Mặc dù CTN có khả năng chống động đất tốt hơn các công trình xây dựng trên mặt đất, sự phá hủy do động đất vẫn được ghi nhận, đòi hỏi việc xem xét ảnh hưởng của tải trọng động đất đến thiết kế, xây dựng, vận hành và đánh giá rủi ro là rất quan trọng.
Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào đường hầm có tiết diện ngang hình tròn và hình chữ nhật. Luận án này nghiên cứu đường hầm tiết diện chữ nhật cong, một dạng tiết diện mới đã được phát triển gần đây, nhằm khắc phục những hạn chế về hiệu quả sử dụng không gian và độ ổn định của các dạng tiết diện truyền thống. Mục tiêu chính của nghiên cứu là phát triển một phương pháp số để tính toán nội lực phát sinh trong kết cấu chống (KCC) và khảo sát các thông số ảnh hưởng (KCC đường hầm, khối đất) đến ứng xử của đường hầm tiết diện chữ nhật cong khi chịu tải trọng động đất. Nghiên cứu làm rõ ứng xử của loại đường hầm này, đặc biệt chú ý đến điều kiện liên kết giữa KCC và khối đất, cũng như ảnh hưởng của mô đun đàn hồi của đất, gia tốc ngang lớn nhất và chiều dày KCC. Một điểm mới quan trọng là xây dựng một sơ đồ tải trọng tĩnh tương đương mới tác dụng lên KCC đường hầm tiết diện chữ nhật cong trong phương pháp HRM (phương pháp lực kháng đàn hồi).
Nghiên cứu sử dụng phương pháp mô hình số FDM (FLAC3D, Plaxis V8.6) và ngôn ngữ lập trình Matlab để mô phỏng ứng xử của đường hầm. Kết quả cho thấy các thông số như mô đun đàn hồi của đất (Es), gia tốc ngang lớn nhất (an) và chiều dày KCC đường hầm (t) có ảnh hưởng lớn đến nội lực trong KCC của cả hai loại đường hầm (tiết diện chữ nhật cong và tiết diện tròn) trong cả hai điều kiện không trượt và trượt. Điều kiện liên kết giữa khối đất và KCC đường hầm có ảnh hưởng lớn đến ứng xử của KCC đường hầm tiết diện chữ nhật cong, với sự khác biệt rõ rệt so với đường hầm tiết diện tròn. Cụ thể, mômen trong KCC đường hầm tiết diện chữ nhật cong ở điều kiện không trượt lớn hơn ở điều kiện trượt, trong khi ở đường hầm tiết diện tròn thì ngược lại. Luận án cũng chỉ ra rằng giải pháp tăng chiều dày KCC khi thiết kế các đường hầm chịu động đất không phải là giải pháp hiệu quả.
Sơ đồ tải trọng tĩnh tương đương mới được đề xuất trong phương pháp HRM đã được kiểm chứng bằng mô hình số FDM, cung cấp một phương pháp mới và miễn phí cho giai đoạn thiết kế sơ bộ đường hầm tiết diện chữ nhật cong chịu tải trọng động đất. Luận án gồm phần mở đầu, 3 chương, kết luận, kiến nghị, các công trình khoa học đã công bố liên quan đến luận án và danh mục tài liệu tham khảo, được trình bày trong 110 trang khổ giấy A4.