PHÂN TÍCH ĐỘNG LỰC HỌC KẾT CẤU CÔNG TRÌNH BIỂN HỆ THANH CỐ ĐỊNH TRÊN NỀN SAN HÔ CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG SÓNG BIỂN VÀ GIÓ THEO MÔ HÌNH BÀI TOÁN KHÔNG GIAN
Cơ kỹ thuật (Mã số: 62.52.01.01)
Luận án này tập trung vào nhu cầu cấp thiết về phân tích động lực học của kết cấu công trình biển hệ thanh cố định trên nền san hô tại vùng biển Việt Nam, đặc biệt là khu vực quần đảo Trường Sa. Mục tiêu chính là phát triển hiểu biết toàn diện về hành vi động lực học của các công trình này dưới tác động kết hợp của tải trọng sóng biển và gió, sử dụng mô hình bài toán không gian có xét đến sự tương tác phức tạp giữa kết cấu và nền san hô.
Nghiên cứu áp dụng Phương pháp Phần tử hữu hạn (PTHH) để xây dựng cơ sở lý thuyết, thuật toán và chương trình tính toán chuyên biệt mang tên `3D_FRAME_CORAL_2014` cho phân tích động lực phi tuyến. Chương trình này đã được kiểm tra độ tin cậy thông qua so sánh với các bài toán đã công bố. Luận án đã khảo sát có hệ thống ảnh hưởng của nhiều yếu tố đến phản ứng động của hệ thống, bao gồm các mô hình tính toán khác nhau (có tương tác và không tương tác giữa kết cấu và nền), cấu trúc kết cấu (có/không có cọc phụ và khối gia tải), đặc tính vật liệu (mô đun đàn hồi của cọc và nền san hô), kích thước hình học (đường kính, chiều dày cọc và thanh giằng), và các đặc trưng của tải trọng (giản đồ vận tốc gió, phương tải trọng gió, chiều cao sóng biển).
Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng mô hình tính toán có tương tác giữa kết cấu và nền san hô phản ánh sát thực hơn sự làm việc của hệ. Luận án cũng đưa ra các khuyến nghị kỹ thuật định tính có ý nghĩa thực tiễn về lựa chọn vật liệu, kích thước cọc và thanh giằng tối ưu, cũng như xác định các trường hợp tải trọng nguy hiểm nhất. Bên cạnh phân tích số, nghiên cứu còn tiến hành thí nghiệm thực nghiệm tại bể tạo sóng và tại hiện trường (bãi cạn đảo Song Tử Tây) để xác định đáp ứng động của mô hình dưới tác dụng của sóng và xung lực va chạm. Kết quả thí nghiệm cho thấy sự đồng dạng tốt với tính toán lý thuyết, góp phần khẳng định độ tin cậy của thuật toán và chương trình đã phát triển. Luận án cung cấp một tài liệu tham khảo giá trị cho việc tính toán, thiết kế và lựa chọn thông số hợp lý cho các công trình biển dạng nhà giàn DKI trên nền san hô, đồng thời kiến nghị cần có khảo sát kỹ lưỡng tại từng vị trí cụ thể để tối ưu hóa hiệu quả ứng dụng.