NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA KẾT CẤU CÔNG TRÌNH NGẦM CHỊU TÁC DỤNG CỦA ĐỘNG ĐẤT VỚI GIẢN ĐỒ GIA TỐC NHÂN TẠO
Kỹ thuật xây dựng công trình đặc biệt
Luận án này giải quyết nhu cầu cấp thiết về phân tích địa chấn chính xác cho các công trình ngầm, đặc biệt ở những khu vực như Hà Nội, nơi dữ liệu lịch sử về gia tốc nền động đất còn hạn chế. Vấn đề trọng tâm là thiếu các giản đồ gia tốc nền phù hợp cho phân tích động lực học, dẫn đến yêu cầu nghiên cứu và phát triển các phương pháp tạo giản đồ gia tốc nhân tạo và đánh giá ảnh hưởng của chúng đến ứng xử của kết cấu công trình ngầm.
Mục tiêu chính của nghiên cứu là phát triển các giải pháp để tạo ra giản đồ gia tốc nền nhân tạo đáp ứng các yêu cầu thiết kế, sau đó áp dụng các dữ liệu này để thực hiện phân tích động lực học kết cấu công trình ngầm chịu tác dụng của động đất. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào bài toán động lực học của công trình ngầm theo sơ đồ biến dạng phẳng, sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thử nghiệm số trên máy tính.
Cấu trúc luận án bao gồm bốn chương chính. Chương 1 cung cấp tổng quan về động đất, các phương pháp phân tích công trình ngầm dưới tác dụng động đất và các phương pháp phát sinh giản đồ gia tốc nhân tạo hiện có. Chương 2 trình bày việc xây dựng chương trình PG01, sử dụng thuật toán Hancock và tiêu chuẩn TCVN 9386-2012, để tạo giản đồ gia tốc nhân tạo thông qua hiệu chỉnh giản đồ gia tốc có sẵn theo điều kiện khớp phổ phản ứng. Chương 3 tập trung vào việc nghiên cứu và cải biên thuật toán Yamamoto để xây dựng chương trình PG02, phát sinh ngẫu nhiên giản đồ gia tốc nền dựa trên hệ phương trình hồi quy, đồng thời đảm bảo phù hợp với TCVN 9386-2012. Chương 4 khảo sát ứng xử của kết cấu công trình ngầm tại Hà Nội dưới tác dụng của các giản đồ gia tốc nhân tạo được tạo ra từ PG01 và PG02, sử dụng phần mềm Plaxis 2D, đồng thời phân tích ảnh hưởng của liên kết nửa cứng và các đặc trưng hàm thời gian của giản đồ gia tốc đến nội lực cực đại trong vỏ hầm.
Kết quả nghiên cứu cho thấy chương trình PG01 và PG02 đã được phát triển thành công, có khả năng tạo ra các giản đồ gia tốc nền nhân tạo đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 9386-2012. Phân tích động lực học chỉ ra rằng nội lực trong kết cấu có tính đến liên kết nửa cứng thấp hơn so với kết cấu liền khối. Ngoài ra, các đặc trưng như vận tốc đỉnh (PGV), gia tốc đỉnh (PGA), cường độ Arias (IA) và thời gian duy trì dao động mạnh (t5-95) đều có ảnh hưởng đáng kể đến nội lực cực đại trong kết cấu vỏ hầm. Luận án kết luận rằng bộ số liệu giản đồ gia tốc phát sinh bằng chương trình PG02 có thể được sử dụng để tính toán công trình ngầm chịu động đất tại khu vực Hà Nội.