Nghiên cứu xác định hệ số nền động trong mô hình phân tích động lý thuyết cho đánh giá tình trạng kỹ thuật cầu tàu bằng thí nghiệm xung kích động tại Việt Nam

Tác giả: PGS. TS. NGUYỄN THỊ BẠCH DƯƠNG
              Trường Đại học Giao thông vận tải

Mô hình tương tác động của cọc

Tại một số nước có nền khoa học công nghệ tiên tiến, phương pháp không phá hủy (xung kích động) được sử dụng ngày càng nhiều, đặc biệt là phương pháp xung kích động để đánh giá tình trạng khai thác kỹ thuật của kết cấu. Ở Nhật Bản, đánh giá theo phương pháp động đã được quy định trong quy trình bảo trì kết cấu cầu (đối với kết cấu phần dưới) [2].

Công trình bến cảng tại Việt Nam hầu hết là dạng kết cấu cầu tàu do những ưu điểm vượt trội của chúng như thi công nhanh hơn, chi phí xây dựng thấp, phù hợp với nền đất yếu, Việt Nam làm chủ trong thi công xây dựng, tận dụng được nhân công, nguyên vật liệu địa phương, ít ảnh hưởng tới môi trường sinh thái động, thực vật... Loại kết cấu bến cầu tàu này có những đặc trưng khác biệt với các dạng móng cọc hay kết cấu bên dưới khác về khả năng chịu lực (lực ngang lớn, lực thẳng đứng lớn), điều kiện nơi xây dựng (xây dựng trên mái dốc, đất yếu, nơi nối tiếp giữa trên cạn và dưới nước), chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của các điều kiện tự nhiên như xói lở, lũ lụt, động đất... hay trong quá trình khai thác khó đảm bảo được khả năng không gặp sự cố đâm va, tai nạn. Cho đến nay, chỉ có phương pháp thử tĩnh dùng cho đánh giá thử tải, kiểm định chất lượng bến cầu tàu. Phương pháp này ứng dụng để phân tích đầy đủ tình trạng kết cấu cầu tàu trong các trường hợp đã đề cập trên không khả thi khi tiến hành thử nghiệm ngoài hiện trường.

Để áp dụng nghiên cứu và ứng dụng phương pháp dao dộng xung kích (phương pháp động) này cho đánh giá tình trạng kỹ thuật kết cấu bến cầu tàu tại Việt Nam, một vấn đề quan trọng cần phải được nghiên cứu là xây dựng mô hình phân tích động lý thuyết của kết cấu cầu tàu như thế nào để đánh giá với kết quả thực nghiệm. Các vấn đề này đối với móng cọc nói chung [3] đã chỉ ra rằng, hệ số nền động (phân tích P-d) cho các loại đất khác nhau thì khác nhau và đều có giá trị lớn hơn 2 so với tĩnh (cát silic: 2,8; đất sét cao lanh: 2,4; tro núi lửa: 2,3). Trong phân tích Eigenvalue thì lại chỉ cho thấy hệ số nền động lớn hơn tĩnh: cát silic: 4; đất sét cao lanh: 1; tro núi lửa: 1,3. Hoặc [1] thì cho kết quả của đất sét khoảng 1,55, bùn khoảng 1,4 - 1,8.

Các ví dụ trên đây chỉ cho thấy, tùy theo đặc trưng địa chất khác nhau, hệ số nền trong mô hình phân tích động so với tĩnh khác nhau. Công trình bến cầu tàu được xây dựng trên nền địa chất các vùng ven biển, cửa sông của Việt Nam có những đặc tính riêng, chúng hầu hết là nền đất yếu (miền Bắc, miền Nam của Việt Nam). Do tất cả các đặc tính đã chỉ ra trên vấn đề nghiên cứu của bài báo là hết sức cần thiết.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây