Thạc Sĩ Ứng xử của nền đất yếu dưới công trình đất đắp khi chịu tác dụng của gia tốc động đất

LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỊA CHẤT
NĂM 2010

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU . 1

CHƯƠNG 1: KHẢ NĂNG ĐỘNG ĐẤT Ở VIỆT NAM VÀ KHU VỰC CÁC
TỈNH PHÍA NAM VIỆT NAM 2
1.1- Tình hình và lịch sử động đất ở Việt Nam . 2
1.2- Một số vấn đề về địa động lực Việt Nam thời đoạn Đệ tứ (Q) đến hiện đại . 3
1.3- Mối liên quan giữa tính động đất và bình đồ kiến tạo . 8
1.4- Phân vùng gia tốc nền trên lãnh thổ Việt Nam 9
1.5- Nhận xét và phương hướng nghiên cứu . 11

CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘNG ĐẤT LÊN ĐỘ ỔN ĐỊNH CÔNG
TRÌNH ĐẤT ĐẮP . 12
2.1- Một số đặc trưng của động đất . 12
2.1.1- Các khái niệm . 12
2.1.2- Sự lan truyền của sóng địa chấn . 13
2.1.3- Ảnh hưởng của gia tốc động đất lên ổn định của đất nền 16
2.1.4- Cường độ động đất và chấn cấp động đất 19
2.2- Các đặc trưng của đất khi chịu tải trọng động 23
2.2.1- Độ bền chống cắt của đất khi chịu tải trọng tức thời 24
2.2.2- Đặc trưng cường độ và biến dạng của đất dưới tác dụng của tải
trọng động tức thời 27
2.2.3- Sự gia tăng biến dạng – các cơ chế biến dạng 27
2.2.4- Sự hoá lỏng của đất cát và đất cát mịn bão hoà nước 29
2.2.5- Sự ổn định trong công trình đất đắp . 31
2.3- Các thông số cần xác định khi tính toán nền đất chịu tải động 38
2.4- Đặc điểm tính toán công trình chịu tác dụng động đất bằng phương pháp
phần tử hữu hạn (FEM) . 39
2.4.1- Phương trình cơ bản bài toán động đất trong chương trình
Plaxis . 40
2.4.2- Phân tích theo thời gian 41
2.4.3- Mô phỏng bài toán bằng phần mềm Plaxis 43
2.5- Kết luận chương . 47

CHƯƠNG 3: ỨNG XỬ CỦA NỀN ĐẤT YẾU BÊN DƯỚI CÔNG TRÌNH
ĐẤT ĐẮP KHI CHỊU TÁC DỤNG CỦA GIA TỐC ĐỘNG ĐẤT . 48
3.1- Mô tả công trình và đặc điểm địa chất công trình 48
3.2- Ổn định công trình đất đắp trên đất yếu . 52
3.3- Ứng xử của nền đất yếu dưới công trình đất đắp khi chịu tác dụng của gia
tốc động đất . 55
3.4- Kết luận chương . 65
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 67

MỞ ĐẦU
Các tỉnh phía Nam Việt Nam là khu vực có sự tăng trưởng về kinh tế – xã
hội rất nhanh. Cùng với sự phát triển kinh tế – xã hội, các công trình xây dựng
dân dụng, công nghiệp và cơ sở hạ tầng giao thông – thủy lợi đã và đang phát
triển rộng khắp các khu vực. Đa số các công trình xây dựng ở khu vực này đều
nằm trên nền đất yếu, bão hòa nước (bùn sét). Công trình đất đắp thường được
sử dụng trong xây dựng cơ sở hạ tầng do cao độ mặt đất tự nhiên của khu vực
khá thấp.
Khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh và Đồng Bằng Sông Cửu Long có lớp
đất bùn sét bão hòa nước khá dày nằm trên mặt đất. Dưới tác dụng của tải trọng
công trình, trong quá trình động đất, áp lực nước lỗ rỗng thặng dư có thể tăng
lên, khả năng chịu tải của nền đất có thể giảm xuống cục bộ, độ biến dạng và
biến dạng lệch có thể phát sinh làm mất ổn định công trình. Do đó, việc tính
toán và mô phỏng ứng xử của nền đất yếu ở trạng thái bão hoà nước bên dưới
công trình đất đắp khi chịu tác dụng gia tốc động đất là vấn đề được quan tâm
trong thiết kế xây dựng công trình. Đây cũng là mục đích của đề tài luận văn.
Nhiệm vụ chính của luận văn bao gồm:
- Nghiên cứu tổng hợp tình hình và khả năng động đất của khu vực các
tỉnh phía Nam Việt Nam.
- Tiến hành phân tích sự thay đổi ứng suất - biến dạng và áp lực nước lỗ
rỗng của nền đất yếu trong điều kiện đất bão hoà nước khi chịu tác động của
gia tốc động đất. Việc mô phỏng phân tích được thực hiện nhờ sự trợ giúp
của phần mềm chuyên dụng Plaxis 2D với các thông số đất nền phù hợp.