Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu sức chịu tải dọc trục của cọc có xét đến hiện tượng hóa lỏng của nền cát khi có động đất ở thành phố Quy Nhơn

Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng và sự phát triển của các công trình cao tầng, đặc biệt tại các khu vực có hoạt động địa chấn, việc đảm bảo an toàn kết cấu móng là tối quan trọng. Hiện tượng hóa lỏng của nền cát khi có động đất là một thách thức nghiêm trọng đối với sức chịu tải dọc trục của cọc, có thể dẫn đến suy giảm sức kháng cắt và tăng áp lực nước lỗ rỗng thặng dư, gây ra những hư hại đáng kể cho công trình. Nghiên cứu này nhằm cung cấp một cái nhìn sâu sắc về ảnh hưởng của hiện tượng hóa lỏng đối với hành vi của cọc, qua đó đề xuất các phương pháp đánh giá chính xác hơn, góp phần nâng cao độ tin cậy trong thiết kế móng cọc tại các vùng có nguy cơ động đất như thành phố Quy Nhơn.

Các kỹ sư địa kỹ thuật, kỹ sư kết cấu, nhà khoa học và nghiên cứu sinh trong lĩnh vực kỹ thuật nền móng, kỹ thuật động đất, và các nhà quản lý dự án xây dựng tại các khu vực có nguy cơ động đất.

Luận án này tập trung nghiên cứu sâu rộng về sức chịu tải dọc trục của cọc bị ảnh hưởng bởi hiện tượng hóa lỏng của nền cát dưới tác động của động đất tại Thành phố Quy Nhơn. Bối cảnh nghiên cứu xuất phát từ thực tế các công trình cao tầng sử dụng móng cọc phổ biến trong vùng, nơi có những tầng cát dày dễ bị hóa lỏng, làm suy giảm sức chống cắt và tăng áp lực nước lỗ rỗng thặng dư, đe dọa sự ổn định của kết cấu. Phương pháp tiếp cận bao gồm việc xác định các thông số bền động của đất nền, cụ thể là chỉ số ứng suất cắt tuần hoàn và chỉ số áp lực nước lỗ rỗng thặng dư, thông qua thí nghiệm ba trục gia tải lặp với tần số 1 Hz và 2 Hz. Các thông số này sau đó được sử dụng trong các tính toán sức chịu tải dọc trục cọc bằng cả phương pháp giải tích truyền thống và phương pháp số tiên tiến sử dụng phần mềm Geostudio 2018, áp dụng cho hai dự án thực tế tại Quy Nhơn. Kết quả nghiên cứu cho thấy các phương pháp tính toán sức chịu tải cọc có xét khả năng hóa lỏng (bao gồm cả phương pháp đề xuất) có sự tương đồng đáng kể với nhau, nhưng lại có chênh lệch rõ rệt so với kết quả từ Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 10304:2014. Điều này có hàm ý quan trọng đối với việc điều chỉnh các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành. Luận án đã thiết lập được tỷ số chênh lệch về tổng sức chịu tải nén dọc trục và sức kháng thân cọc giữa phương pháp đề xuất và tiêu chuẩn Việt Nam, cung cấp cơ sở khoa học để tối ưu hóa thiết kế móng cọc trong điều kiện đất nền dễ hóa lỏng, nâng cao an toàn và hiệu quả kinh tế cho các công trình xây dựng trong vùng động đất.