Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình: Nghiên cứu quy luật ứng xử của ma sát bên (t-z) và mũi cọc (q-z) từ kết quả thí nghiệm Osterberg và nén tĩnh kết hợp quan trắc biến dạng bằng Strain gages

Chia sẻ: Mucnang555 Mucnang555 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:154

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu luận văn nhằm đề xuất được quy trình xác định hàm t-z, q-z từ kết quả thí nghiệm strain gagesvà Osterberg. Xác định biểu đồ quan hệ chuyển vị và tải trọng đầu cọc từ phân tích ứng xử cọc chịu tải trọng bằng phương pháp số sử dụng quan hệ t-z và q-z.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình: Nghiên cứu quy luật ứng xử của ma sát bên (t-z) và mũi cọc (q-z) từ kết quả thí nghiệm Osterberg và nén tĩnh kết hợp quan trắc biến dạng bằng Strain gages

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ NGỌC ÁNH NGHIÊN CỨU QUY LUẬT ỨNG XỬ CỦA MA SÁT BÊN (T- Z) VÀ MŨI CỌC (Q-Z) TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM OSTERBERG VÀ NÉN TĨNH KẾT HỢP QUAN TRẮC BIẾN DẠNG BẰNG STRAIN GAGES NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP – 60580208 S K C0 0 5 8 6 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ NGỌC ÁNH NGHIÊN CỨU QUY LUẬT ỨNG XỬ CỦA MA SÁT BÊN (T- Z) VÀ MŨI CỌC (Q-Z) TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM OSTERBERG VÀ NÉN TĨNH KẾT HỢP QUAN TRẮC BIẾN DẠNG BẰNG STRAIN GAGES NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP - 1680803 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ NGỌC ÁNH NGHIÊN CỨU QUY LUẬT ỨNG XỬ CỦA MA SÁT BÊN (T- Z) VÀ MŨI CỌC (Q-Z) TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM OSTERBERG VÀ NÉN TĨNH KẾT HỢP QUAN TRẮC BIẾN DẠNG BẰNG STRAIN GAGES NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP Hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN VĂN TIẾNG Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05/2018
LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: VÕ NGỌC ÁNH Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 05/02/1983 Nơi sinh: Gia Lai. Quê quán: Quảng Nam Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Tổ 11, P. Hoa Lư, TP. Pleiku, tỉnh Gia Lai. Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: 0905.854.344 Fax: E-mail: vongocanhvpub@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2001 đến 5/2005. Nơi học (trường, thành phố): Trường ĐH GTVT cơ sở 2 – TP HCM. Ngành học: Kinh tế xây dựng. Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: tháng 5/2005, tại Trường ĐH GTVT cơ sở 2 – TP HCM. Người hướng dẫn: III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 10/2007 đến nay Văn phòng UBND tỉnh Gia Lai Công chức i
LỜI CAM ĐOAN Tôi tên: Võ Ngọc Ánh, là học viên cao học ngành Kỹ thuật công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM. Tôi cam đoan đề tài “Nghiên cứu quy luật ứng xử của ma sát bên (t-z) và mũi cọc (q-z) từ kết quả thí nghiệm Osterberg và nén tĩnh kết hợp quan trắc biến dạng bằng Strain gages”là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu có gì không đúng, tôi xin hoàn toàn chịu mọi trách nhiệm. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 5 năm 2018 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Võ Ngọc Ánh ii
CẢM TẠ Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi đã nhận được sự quan tâm và giúp đỡ rất nhiệt tình của quý thầy cô ở Khoa Xây dựng và quý thầy cô trong ban giám hiệu của Trường Đại học sư phạm kỹ thuật. Nhân đây, tôi xin gửi đến quý thầy cô lời cảm ơn sâu sắc. Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự cố gắng của bản thân, thì sự giúp đỡ nhiệt tình và truyền đạt cho tôi những kiến thức vô cùng quý báu trong quá trình nghiên cứu của thầy TS. Trần Văn Tiếng, thầy Ths. Lê Phương là hết sức to lớn. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến quý thầy. Trong quá trình thực hiện nghiên cứu, dù đã rất cố gắng hoàn thành tốt nhất, nhưng vì là lần nghiên cứu đầu tiên nên tôi không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự thông cảm và đóng góp từ quý thầy cô để luận văn của tôi có thể hoàn thành tốt hơn. Xin chân thành cám ơn! Học viên Võ Ngọc Ánh iii
TÓM TẮT Thí nghiệm nén tĩnh kết hợp đo biến dạng dọc thân cọc dùng để đánh giá sức chịu tải của cọc khoan nhồi đường kính lớn và cọc Barrette tại một số công trình.Tuy nhiên ở nước ta thí nghiệm này chỉ mới được thực hiện ở một số công trình. Do đó việc nghiên cứu chỉ dừng lại ở thiết lập đường truyền tải trong cọc mà chưa có những so sánh với các phương pháp tính toán giải tích hay phần tử hữu hạn để đề xuất lựa chọn phương pháp tính toán sức chịu tải cọc có độ tin cậy cao và phù hợp với địa chất nước ta. Đề tài đi sâu về nghiên cứu, phân tích xử lý số liệu thí nghiệm hiện trường bằng các phương pháp thống kê. Xác định đường truyền tải trọng trong cọc theo các cấp tải thí nghiệm. Xác định quan hệ chuyển vị với sức kháng đơn vị t-z và chuyển vị với sức kháng mũi q-z của các lớp đất từ đường truyền tải trọng thí nghiệm nén tĩnh đo biến dạng và Osterberg. Sử dụng phần mềm Unipile từ nhà khoa học Fellenius để phân tích đường truyền tải trong cọc dựa trên quy luật t-z, q-z, so sánh đánh giá kết quả với phần mềm Plaxis 3D hoặc kết quả thử tĩnh thực tế để đánh giá độ tin cậy của phương pháp. iv
ABSTRACT Construction pile foundation is the most effective and reasonable solution for high Static compression testing combined with vertical pile deformation test is used to evaluate the bearing capacity of large diameter bored piles and barrette piles in some constructions. However, in our country this experiment has only been carried out in some projects. Therefore, the thesis has only researched the transmission line in piles but there are no comparisons with the analytical calculations or finite element method to propose the method of calculating the load bearing capacity of piles with highly reliable and suitable for the geology of our country. The thesis has deeply researched, analyzed and processed field experiment data by statistical methods. The author determined of load transmission lines in piles according to experimental load levels; determined of between friction resistance and displacement (t-z) between bearing capacity and displacement resistance (q-z) of soil layers from the static-load-testing compressive deformation test and Osterberg. Used the Unipile software from Fellenius to analyze the load transfer along Pile shaft based on the t-z, q-z rule, compared results with Plaxis 3D software or actual static test results to assess reliability of method. v
MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC ............................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... ii CẢM TẠ ................................................................................................................... iii TÓM TẮT ................................................................................................................. iv ABSTRACT ................................................................................................................v MỤC LỤC ................................................................................................................. vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................................. xi DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................... xiii MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nước. ......1 2. Tính cấp thiết...........................................................................................................2 3. Mục tiêu nghiên cứu. ...............................................................................................3 4. Phương pháp nghiên cứu. ........................................................................................3 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. .........................................................4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH ĐO BIẾN DẠNG DỌC THÂN CỌC .......................................................................................................5 1.1. Tổng quan về sức chịu tải cực hạn của cọc và đường truyền tải trọng dọc thân cọc. ..............................................................................................................................5 1.1.1. Vấn đề xác định sức chịu tải cực hạn của cọc...................................................5 1.1.2. Mức độ huy động sức kháng của cọc. ...............................................................6 1.2. Xác định sức chịu tải của cọc từ thí nghiệm nén tĩnh kết hợp đo biến dạng dọc thân cọc. ......................................................................................................................8 1.2.1. Thí nghiệm nén tĩnh kết hợp đo biến dạng dọc thân cọc. .................................8 1.2.2. Tổng quan về xử lý số liệu nén tĩnh đo biến dạng. ...........................................9 1.3. Tổng quan về thí nghiệm Osterberg. ..................................................................10 1.3.1. Giới thiệu về thí ngiệm Osterberg. ..................................................................10 vi
1.3.2. Thiết bị thí nghiệm Osterberg. ........................................................................11 1.3.3. Nguyên lý đường cong T-Z. ............................................................................12 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .........................................................................16 2.1. Phân tích đường truyền tải trong cọc bằng phương pháp truyền tải trọng. .......16 2.1.1. Sức kháng ma sát của cọc. ..............................................................................16 2.1.2. Sức kháng mũi. ................................................................................................18 2.1.3. Sức chịu tải cực hạn. .......................................................................................19 2.1.4. Đường cong truyền tải trọng trong cọc. ..........................................................19 2.2. Xác định độ lún sơ cấp của đất nền theo phương pháp của Janbu. ....................20 2.3. Xác định quy luật quan hệ tải trọng và chuyển vị theo quan hệ phi tuyến. .......23 2.3.1. Phương pháp Chin-Kondner Extrapolation. ...................................................23 2.3.2. Phương pháp Hansen 80%. .............................................................................25 2.3.3. Phương pháp Decourt......................................................................................26 2.3.4. Phương pháp Ratio. .........................................................................................27 2.3.5. Phương pháp Exponental. ...............................................................................28 2.4. Xác định đường truyền tải của cọc bằng thí nghiệm nén tĩnh kết hợp đo biến dạng dọc thân cọc ......................................................................................................29 2.4.1. Các thiết bị thí nghiệm nén tĩnh kết hợp đo biến dạng dọc thân cọc. .............29 2.4.2. Xác định biến dạng dọc thân cọc. ...................................................................31 2.4.3. Xác định module đàn hồi của cọc. ..................................................................32 2.4.3.1. Một số khái niệm về mô đun Young, mô đun cát tuyến và mô đun tiếp tuyến của bê tông. .....................................................................................................32 2.4.3.2. Một số phương pháp để xác định mô đun của vật liệu làm cọc (Carlos Lam & Stephan A. Jefferis, 2011). ....................................................................................33 2.4.3.3. Phương pháp diện tích quy đổi. ...................................................................33 2.4.3.4. Phương pháp mô đun cát tuyến (Shi, 1996; Deschamps & Richards, 2005; GEO, 2006): ..............................................................................................................34 vii
2.4.4. Xác định nội lực dọc thân cọc. ........................................................................34 2.4.5. Xác định sức kháng bên đơn vị. ......................................................................35 2.5. Xác định đường truyền tải của cọc bằng thí nghiệm Osterberg. ........................35 2.5.1. Nguyên lý thí nghiệm Osterberg. ....................................................................35 2.5.2. Phân tích kết quả thử tải. .................................................................................40 2.5.3. Phân tích quan hệ chuyển vị và tải trọng đầu cọc từ kết quả O-cell dựa trên lý thuyết co ngắn đàn hồi trên cơ sở đường phát triển sức kháng cắt dọc thân cọc. .....42 2.6. Cơ chế huy động ma sát bên và sức kháng mũi của cọc theo biến dạng. ..........44 2.6.1. Khái niệm t-z, q-z. ...........................................................................................44 2.6.2. Dự báo đường truyền tải trong cọc theo phương pháp API (2005). ...............44 2.6.2.1. Đường cong t - z với ma sát bên - trường hợp nền đất dính: .......................46 2.6.2.2. Đường cong q - z với ma sát bên - trường hợp nền đất rời. .........................47 2.6.2.3. Đường cong q-z cho mũi cọc. ......................................................................47 2.7. Xác định quan hệ t-z, q-z từ kết quả thí nghiệm hiện trường. ...........................48 2.8. Các bước xác định đường phi tuyến. .................................................................49 CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH ĐƯỜNG TRUYỀN TẢI TRONG CỌC CÔNG TRÌNH ROYAL TOWER ......................................................................................................50 3.1. Tổng hợp địa chất công trình Royal Tower. ......................................................50 3.1.1. Giới thiệu chung về địa chất dự án Royal Tower. ..........................................50 3.1.2. Tổng hợp kết quả thống kê địa chất. ...............................................................51 3.2. Xác định sức chịu tải cực hạn của cọc bằng thí nghiệm nén dọc trục tĩnh kết hợp quan trắc biến dạng dọc thân cọc công trình Royal Tower. ..............................52 3.2.1. Thông số cọc thí nghiệm. ................................................................................52 3.2.2. Kết quả thí nghiệm nén tĩnh đầu cọc. ..............................................................53 3.3. Xác định đường truyền tải trong cọc từ kết quả đo biến dạng dọc thân cọc. .....54 3.4. Xác định nội lực dọc thân cọc bằng phương pháp độ cứng pháp tuyến. ...........58 3.5. Xác định sức kháng bên đơn vị. .........................................................................59 viii