BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
--------------------------------
VŨ VĂN TRUNG
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ
KỸ THUẬT HỢP LÝ CỦA BÚA RUNG HẠ CỌC
VÁN THÉP VÀO NỀN ĐẤT NHIỀU LỚP
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI - 2019
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
--------------------------------
VŨ VĂN TRUNG
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT
HỢP LÝ CỦA BÚA RUNG HẠ CỌC VÁN THÉP VÀO
NỀN ĐẤT NHIỀU LỚP
CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ XÂY DỰNG,
NÂNG CHUYỂN
NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
MÃ SỐ : 9520116
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1: PGS. TS. THÁI HÀ PHI
2: PGS. TS. NGUYỄN ĐĂNG ĐIỆM
HÀ NỘI - 2019
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác. Những nội dung tham khảo được đưa vào trong luận án đều được trích
dẫn đầy đủ.
Người cam đoan
Vũ Văn Trung
ii
LỜI CÁM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin gửi lời cám ơn đến hai người thầy là PGS. TS. Thái Hà Phi và
PGS.TS. Nguyễn Đăng Điệm thuộc bộ môn Máy xây dựng - Xếp dỡ, Khoa Cơ khí,
Trường Đại học Giao thông Vận tải đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và tạo mọi
điều kiện tốt nhất để tôi có thể hoàn thành được luận án này.
Tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo thuộc Bộ môn Máy xây dựng - Xếp
dỡ, Khoa Cơ khí, Trường đại học Giao thông Vận tải đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong
suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi cũng xin chân thành cám ơn các thầy của học viện
Kỹ thuật Quân sự, trường Đại học Xây dựng, học viện Nông nghiệp Việt Nam và các
thầy trong trường Đại học Giao thông Vận tải đã trực tiếp đọc và góp ý vào các nội dung
của luận án.
Xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu trường Đại học Giao thông Vận tải, Phòng
Đào tạo Sau đại học, Khoa Cơ khí, Phòng thí nghiệm Công trình, Công ty CP Cơ khí
Quang Trung, Công ty CP XD CTGT 473 - Tập đoàn CIENCO4,… đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi giúp đỡ tôi có thể hoàn thành nhiệm vụ và đạt kết quả mong muốn. Xin chân
thành cám ơn các thầy giáo, các chuyên gia, các nhà khoa học, các bạn bè và đồng nghiệp
đã đóng góp rất nhiều ý kiến quý báu và giúp tôi vượt qua mọi khó khan để hoàn thành
luận án này.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các thành viên trong gia đình đã tạo mọi
điều kiện và động viên tôi để hoàn thành luận án.
iii
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ HỆ “BÚA RUNG - CỌC VÁN
THÉP - NỀN ĐẤT NHIỀU LỚP” .................................................................................... 5
1.1. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ HỆ “BÚA RUNG - CỌC VÁN THÉP -
NỀN ĐẤT NHIỀU LỚP” ...................................................................................... 5
1.1.1. Giới thiệu về búa rung, cọc ván thép và nền đất nhiều lớp ..................... 5
1.1.2. Các công trình nghiên cứu về quá trình thi công cọc bằng búa rung đã
được công bố ................................................................................................... 11
1.2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÀNH PHẦN
LỰC CẢN ĐỘNG CỦA NỀN ĐẤT TÁC DỤNG LÊN CỌC VÁN THÉP
TRONG QUÁ TRÌNH HẠ CỌC BẰNG BÚA RUNG ...................................... 24
1.2.1. Phân tích quá trình hạ cọc và cơ chế tương tác giữa đất với cọc trong
bài toán hạ cọc ván thép vào nền đất nhiều lớp bằng lực rung động .............. 24
1.2.2. Lựa chọn mô hình đất và phương trình toán xác định lực cản động của
các lớp đất lên cọc ván thép khi chịu tải trọng rung động .............................. 29
1.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TỐI ƯU XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA
BÚA RUNG TRONG QUÁ TRÌNH HẠ CỌC VÁN THÉP VÀO NỀN ĐẤT
NHIỀU LỚP ........................................................................................................ 33
1.3.1. Lý thuyết tối ưu trong thiết kế kỹ thuật ................................................ 33
1.3.2. Lựa chọn phương pháp xác định nghiệm tối ưu ................................... 35
1.4. XÂY DỰNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................. 39
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .................................................................................... 40
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU HỆ “BÚA RUNG - CỌC VÁN THÉP - NỀN ĐẤT
NHIỀU LỚP” ................................................................................................................... 42
2.1. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN CHO HỆ “BÚA RUNG - CỌC VÁN
THÉP - NỀN ĐẤT NHIỀU LỚP” ...................................................................... 42