1

plaxis

3D tunnel

GS. NguyÔn

C«ng

MÉnTS. NguyÔn viÖt TuÊn

PLAXIS FINITE ELEMENT CODES

2

•

C¸c

lo¹i tunen, ®Æc

®iÓm

lµm

viÖc

vµ

yªu

cÇu

tÝnh

to¸n

• NhËn

xÐt

chung

vÒ

MH 3D

•

T¹o lËp

MH 3D

C¸c

b−íc

thùc

hiÖn

Vµo sè liÖu hình häc

TÝnh

to¸n

XuÊt

vµ

xem

kÕt

quả

• KÕt luËn

•

VÝ

dô: NATM, Tunen

tù

chèng

®ì, tunen

®µo trong

khiªn.

Néi

dung

3

•

NATM (New Austrian Tunneling Method): еo

tõng

phÇn,

(®Ønh, th©n, ®¸y), theo

giai

®o¹n, võa

®µo võa

gia

cè

c¸ch

qu·ng

tõng

giai

®o¹n, c¸c

®o¹n ®µo ®−îc

chèng

®ì

t¹m

b»ng

líp

lãt

hay líp

bªt«ng

phun. TH ®Êt

®¸

quanh

hÇm

tèt,

kh«ng

xÐt

tíi

”mÆt

t−¬ng

t¸c

®Êt-vá”

[Interface]

• Tunen

®µo b»ng

m¸y

(TBM) [Tunnel Boring machine]

trong

khiªn

bao

che

di

®éng

(Shield Tunnel); tunen

tiÕt

diÖn

trßn

vµ

cã

thÓ

ë

c¸c

d¹ng kh¸c

tuú

theo

ng−êi

dïng;

• Tunen

tù

chèng

®ì

–

kh«ng

gia

cè

vµ

tunen

cã

chèng

®ì

C¸c

lo¹i PHƯƠNG PH¸P ĐμO tunnel

4

®Æc

®iÓm

lμm viÖc vμ

yªu

cÇu

tÝnh

• Yªu

cÇu

®¸nh

gi¸: æn

®Þnh

®Ønh

vßm, bïng

nÒn, ®iÒu

kiÖn

lµm

viÖc

t¹i g−¬ng

hÇm.

• ĐiÒu kiÖn chÞu lùc

®Ønh

®¸yG−¬ng Hầm

ngang ®¸y

Giếng®ứng

Tunen

cã

vá

chèng

®é

v¸t

cña

TBM

Mçi

®o¹n

èng

1,5m

5

Example

L−íi

biÕn

d¹ng

M«

hình

qu¸

trình ®µo –

sù

co bãp

mÆt

c¾t

6

Mét sè kÕt quẢ

ph©n

tÝchHầm

ngang

–

æn

®Þnh

g−¬ng

tunen

L−íi

biÕn

d¹ng t¹i cuèi

pha

1 L−îng

tăng

chuyÓn

vÞ

cuèipha

2 (do sù

gỉảm AS mÆt) L−îng

tăng

chuyÓn

vÞ

cuèipha

3

(TriÕt

gỉảm phi-c)

Sù

ph¸t

triÓn

ΣMloadAhμm cña CV g−¬ng

tunen

ChuyÓn

vÞ

(m)

Tæ

ng

Mlo

adA

1,0

0.9

0.8

0,7

0,6

0 0,04 0,08 0,12 0,16ChuyÓn

vÞ

(m)

Sù

ph¸t

triÓn

cña

ΣMsfHμm cña HS an toμn g−¬ng

tunen

ChuyÓn

vÞ

(m)

ΣMsf

0 0,1 0,2 0,3 0,4

6

5

4

3

2

1

7

Mét sè kÕt quẢ

ph©n

tÝchHầm

ngang

–

lón

sôt

mÆt

®Êt

khi

®µo tunen

L−íi

biÕn

d¹ng lóc

cuèi

pha

5

M¸ng

lón

lóc

cuèi

pha

5

8

NhËn

xÐt

chung

vÒ

m«

hình

3D

•

Yªu

cÇu

thêi

gian

tÝnh

lín

vµ

tèn

nhiÒu

bé

nhíVÝ

dô: khi

tÝnh

®¬n giản NATM mÊt

30 phót.

•

Nªn

tìm sù

c©n

®èi

giữa ®é

chÝnh

x¸c

(®é

mÞn l−íi) vµ

thêi

gian

tÝnh

•

Yªu

cÇu

ng−êi

sö

dông

phải

kiªn

nhÉn

vµ

hiÓu biÕt

kü

c¸ch

m«

hình

ho¸

bµi

to¸n

•

Cã

khả

năng

m«

pháng

thùc

tÕ

cao

9

Cöa

sæ

3D TUNNEL

10

THANH C¤NG Cô

chÝnh

CñA

3d TUNNEL

kh«ng

cã

drain, well

Giao

tiÕp

ng−êi

dïng

gåm

4 “sub-programs”: input, calculation,

Output, Curves (t−¬ng

tù

c¸c

plaxis

kh¸c);

11

T¹o lËp

m«

HÌNH 3D

–

LËp

c¸c

giai

®o¹n thi

c«ng

vµ

®µo cho

tõng

phÇn

mÆt

c¾t ngang

nhê

[“z-planes”

vµ

“slices”]

L−íi

3Dy

xz

MÆt

c¾t ngang

ph¼ng

L−íi

2D

•Trình tù–T¹o s¬

®å

tiÕt

diÖn

ngang

trong

mÆt

ph¼ng 2D

–Tù

sinh

l−íi

PTHH 2D cña

m«

hinh

nµy

–T¹o chiÒu

thø

3 cho

m«

hinh

[“z-planes”

vµ

“slices”]

12

T¹o lËp

m«

hÌnh

3D

•

“MÆt

ph¼ng”

vµ

“L¸t”

C¸c l¸t

(slices)

MÆt

ph¼ng z (z plan)

MÆt

ph¼ng sauRear plan

MÆt

ph¼ng tr−ícFront plan

z

y

x

13

T¹o lËp

m«

hÌnh

3D

•

NhËp

c¸c

sè

liÖu

®Çu

vµo–

Gièng

nh−

PLAXIS 2D

–

LËp

3D theo

h−íng

z

(lÖnh

míi):

–

Sö

dông

c¸c

phÇn

tö

nªm

15 nót

(Cã

thÓ

so s¸nh

víi

c¸c

phÇn

tö

6 nót

trong

2D)

Slices 15 nót

Dïng

chung

cho

ca 3D Tun

vµ

3D Found.

14

VÝ

dô

Qu¸

trÌnh

®μo NATM(New Austrian Tunneling Method)

15

T¹o lËp

m«

hÌnh

3D

•

TÝnh

to¸n–

ThiÕt

lËp

c¸c giai

®o¹n thi

c«ng

⇒ “Stage Construction”

–

X¸c

®Þnh

c¸c

“l¸t”

hay “mÆt

ph¼ng”.

Trªn

mçi

mÆt/l¸t

cã

thÓ:

•

Thªm/ bít

c¸c

phÇn tö

®Êt vµ

kÕt

cÊu•

Thay

®æi

tÝnh

chÊt

vËt

liÖu•

Thªm/ bít

c¸c

tai

träng•

Sù

co bãp

mÆt

c¾t (Contraction)•

BiÕn d¹ng thÓ

tÝch•

¸p lùc

(n−íc)

–

ThiÕt

lËp

chÕ

®é

hiÓn

thÞ

(Top view option)

–

HiÓn

thÞ

®Çy

®ñ

3D

16

VÝ

dô

14 x 3m

8.5m

10.5m

17

T¹o lËp

m«

hÌnh

3D

•

HiÓn

thÞ

kÕt

quả

–

HiÓn

thÞ

®Çy

®ñ

3D vµ

trong

mÆt

c¾t ngang

2D

–

HiÓn

thÞ

c¸c

phÇn

tö

kÕt

cÊu

–

C¸c

lùa

chän

hinh

häc

tõng

phÇn

(xem

trong

m«

hinh)

18

NhËn

xÐt

•

TÝnh

to¸n

theo

m«

hinh

3D mÊt

nhiÒu

thêi

gian, nh−ng

m«

pháng

thùc

tÕ

chÝnh

x¸c

h¬n.

•

ChØ

khi

thËt

cÇn

thiÕt

míi

sö

dông

tÝnh

theo

3D•

CÇn

chó

ý

tíi

c¸c

khÝa

c¹nh sau:

–

Chän

lùa

c¸c

m«

hình vµ

c¸c

th«ng

sè

cña

®Êt

– Đé mÞn cña l−íi–

C¸c

giai

®o¹n tÝnh

to¸n

(theo

c¸c

giai

®o¹n thi

c«ng)

19

VÝ

dô

1Natm

-

New Austrian Tunneling Method

ChØ

xÐt

Crown vµ

bench

20

ĐÆc

®iÓm: Tunen

®−îc

®µo tõng

phÇn

(®Ønh, thÒm, vßm

ng−îc),

sau

®ã

®µo c¸c

phÇn

kh¸c

kÕ

tiÕp;

Sau

mçi

khoang

®µo, thµnh

tunen

®−îc

gia

cè

t¹m bằng

phun

xi

măng;

Gia

cố

lãt

cuối

cïng

nÕu

®Êt

®¸

xung

quanh

cÇn

gia

cè.

ThÝch

hîp

dïng

trong

®¸, ®¸

mÒm, ®Êt

cøng

hoÆc

sÐt

qu¸

cè

kÕt

VÝ

dô

Natm

-

New Austrian Tunneling Method

21

Ví

dụ•

Phương

pháp

NATM:

•

Sử

dụng

trong

đá, đất cứng

và

sét

quá

cố

kết... (không

có

nước ngầm)

•

Đào

từng

phần (đỉnh, thân, đáy...) tunnel•

Giữa

các

phần

đào

có

khoảng

cách

nhất

định

•

Các

phần

đào

được chống

đỡ

tạm thời bằng lớp

lót

hay lớp

bê

tông

phun

•

Lớp vỏ

tunnel được

thi

công

sau

cùng

22

Ví

dụ

Một vài sơ đồ thi

công

bằng

Phương

pháp

NATM

23

VÝ

dôNatm

-

New Austrian Tunneling Method

ChØ

xÐt

Crown vµ

bench

ĐỉnhThÒm

vòm ng−îc

Phun

xi măng

24

S¥

Đå

HÌNH HỌC -

Ph¹m vi lμm viÖc

25

MÆt

c¾t

26

VËt

liÖu

drag & drop

27

Sinh

l−íi

ph¼ng –

lμm mÞn

28

Sinh

l−íi

3DTriÓn

khai

theo

to¹

®é

z (mÆt

z vµ

slices ) -

qu¸

trình

®µo theo

giai

®o¹n

Tæng

chiÒu

dµi

29m

29

Ứng

suÊt

ban ®Çu

30

calculationXác định cácpha tính toán

stage constructionwindow

31

calculationXác định cácpha tính toán

32

OUTPUT PROGRAM

33

OUTPUT PROGRAM

34

OUTPUT PROGRAM

35

KẾT THÚC

36

Ví

dụ

2Tính

toán

sự ổn

định

tại gương

đào

của

1 tunnel thi

công

bằng

phương

pháp “khiên

đào”

37

Ví

dụ

2Phương

pháp

khoan

TBM có

khiên

cân

bằng

áp

lực

đất

38

Ví

dụ

2

Chuyển dịch

của

đất

trong

quá

trình

khoan

39

Ví

dụ

2

Sơ đồ tính

40

Ví

dụ

2

41

Ví

dụ

2

42

Ví

dụ

2Biểu

đồ

quan

hệ

áp

lực

khiên

–

biến dạng

đất

Hệ

số ổn

định

bề

mặt khiên

43

Ví

dụ

3

TÍNH TOÁN CÁC GIAI ĐOẠN ĐÀO TUNNEL BẰNG PHƯƠNG PHÁP

KHIÊN ĐÀO

44

Ví

dụ

3

45

Ví

dụ

3

46

Ví

dụ

3

Giai

đoạn 1:

47

Ví

dụ

3

ThiÕt

lËp

¸p lùc

n−íc

48

Ví

dụ

3Giai

đoạn 2

49

Ví

dụ

3Giai

đoạn 3

50

Ví

dụ

3

Giai

đoạn 4

51

Ví

dụ

3Giai

đoạn 5

52

Ví

dụ

3

L−íi

biÕn

d¹ng ë

cuèi

giai

®o¹n 5

53

Ví

dụ

3

Vïn

lâm

lón

trªn

m¹t ®Êt

t¹i cuèi giai

®o¹n 5

54