Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu và môi trường đất đá
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ Cao Chu Quang tÝnh to¸n c«ng tr×nh ngÇm theo quan ®iÓm liªn kÕt mét chiÒu gi÷a kÕt cÊu vμ m«i tr−êng ®Êt ®¸ Chuyên ngành: Xây dựng công trình đặc biệt Mã số: 62 58 50 05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2006 Công trình được hoàn thành tại: HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH Nguyễn Văn Hợi PHẢN BIỆN 1: GS.TSKH Đào Huy Bích PHẢN BIỆN 2: GS.TS Nguyễn Mạnh Yên PHẢN BIỆN 3: PGS.TS Trần Đức Nhiệm Luận án đã được bảo vệ tại: Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước họp tại Học viện Kỹ thuật Quân sự, Nghĩa Đô - Từ Liêm – Hà Nội Vào hồi 8giờ30 ngày 23 tháng 10 năm 2006 Có thể tìm hiểu luận án tại: • Thư viện Quốc gia • Thư viện Học viện Kỹ thuật Quân s ự 1 Mở đầu 1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Do sự phát triển kinh tế và quốc phòng các loại kết cấu công trình ngầm ngày càng đợc ứng dụng rộng rãi trong thực tế nh các đờng hầm (tuy-nen) trên các tuyến đờng sắt và đờng bộ, các đờng tàu điện ngầm trong các thành phố lớn, các đờng hầm dẫn nớc và xả nớc trong các nhà máy thủy điện, các hệ thống đờng ống kỹ thuật cấp thoát nớc, dẫn dầu, dẫn khí, bể chứa. Đặc biệt trong lĩnh vực quốc phòng các đờng hầm đợc xây dựng để làm sở chỉ huy, công trình ẩn nấp - chiến đấu, cất giấu các loại vũ khí, trang bị kỹ thuật chiến đấu, các kho hậu cần, quân y Do đó việc nghiên cứu các phơng pháp tính toán và thiết kế công trình ngầm là vấn đề có ý nghĩa thực tế. Cho đến nay hầu hết các phơng pháp tính toán công trình ngầm đặt trong môi trờng đất đá đều thừa nhận sơ đồ liên kết giữa kết cấu và môi trờng là liên kết hai chiều trên toàn bộ miền tiếp xúc ban đầu của chúng, không thay đổi trong suốt quá trình chất tải và không phụ thuộc dạng của tải trọng. Trong thực tế, khi chịu tải một bộ phận của kết cấu sẽ dịch chuyển về phía của môi trờng, một bộ phận khác dịch chuyển theo hớng tách khỏi môi trờng, nghĩa là miền tiếp xúc môi trờng- kết cấu sẽ thay đổi trong quá trình chịu tải. Sơ đồ làm việc của hệ phản ánh sự tơng tác thực của kết cấu và môi trờng nh mô tả trên có thể mô hình hóa bằng cách đa vào các liên kết một chiều giữa môi trờng và kết cấu (hình 2.1). Miền liên kết một chiều (miền tiếp xúc) này sẽ thay đổi phụ thuộc vào quy luật, trị số của tải trọng tác dụng trên kết cấu và không xác định trớc đợc. Độ cứng của các liên kết này đặc trng cho độ cứng của môi trờng đất đá nên có tính biến dạng. Từ sự phân tích trên có thể thấy rằng việc sử dụng mô hình liên kết hai chiều giữa kết cấu và môi trờng đất đá trong suốt quá trình chịu tải khi tính toán công trình ngầm - nh hầu hết các công trình nghiên cứu từ trớc đến nay đã thừa nhận - là mô hình tính gần đúng, cha hoàn toàn phù hợp với thực tế và kết quả tính toán nội lực của công trình thiên về phía không an toàn khi thiết kế. Vì vậy, việc nghiên cứu phơng pháp tính công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu và môi trờng nhằm làm cho sơ đồ tính chính xác hơn, phù hợp với thực tế hơn khi xác định trạng thái ứng suất - biến dạng của công trình ngầm là vấn đề rất có ý nghĩa thực tế và khoa học. Với các lí do trên đề tài nghiên cứu của luận án đợc chọn là: "Tính toán công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu và môi trờng đất đá". 2 2. Mục đích, nội dung, phơng pháp, phạm vi nghiên cứu của luận án Mục đích của luận án Xây dựng mô hình, thuật toán và chơng trình để tính công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu và các môi trờng biến dạng của đất đá và phân tích ảnh hởng của các liên kết này đến trạng thái ứng suất biến dạng của kết cấu. Nội dung và phơng pháp nghiên cứu của luận án Nội dung của luận án đợc giải quyết theo hai bớc: 1/ Xác định miền liên kết một chiều (miền tiếp xúc thực giữa kết cấu và môi trờng) dới tác dụng của tải trọng đã cho. Biết đợc miền tiếp xúc này sẽ xác định đợc sơ đồ tính của hệ. 2/ Tính chuyển vị và nội lực của kết cấu công trình ngầm dới tác dụng của tải trọng đã cho với sơ đồ tính đã đợc xác định trong bớc một. Khi giải bài toán của bớc một đợc áp dụng các nguyên lý, các phơng pháp của cơ học kết cấu và các điều kiện ràng buộc về lực của các liên kết một chiều với công cụ tính toán là phơng pháp quy hoạch toán học. Đây là nội dung chủ yếu của luận án. Bài toán của bớc hai đợc giải trên cơ sở kết hợp các thuật toán của bớc một và các thuật toán của phơng pháp phần tử hữu hạn (do khuôn khổ của luận án có hạn nên các thuật toán của phần tử hữu hạn không trình bày trong luận văn). Phạm vi nghiên cứu của luận án Công trình ngầm đợc khảo sát trong luận án là các loại kết cấu ngầm làm việc theo sơ đồ bài toán phẳng (biến dạng phẳng, ứng suất phẳng). Trong thực tế các kết cấu này có dạng đờng hầm, có chiều dài lớn hơn đáng kể chiều rộng của công trình (thông thờng tỷ lệ này 4). Tải trọng đợc khảo sát là tải trọng tĩnh cho trớc, có quy luật phân bố bất kỳ, không phụ thuộc vào biến dạng của công trình và đợc đặt trực tiếp lên kết cấu. Vật liệu kết cấu biến dạng đàn hồi tuyến tính. Môi trờng đất đá biến dạng đàn hồi tuyến tính, đàn hồi phi tuyến, đàn dẻo. 3. Cấu trúc của luận án Cấu trúc của luận án bao gồm phần mở đầu, bốn chơng và phần kết luận, cuối cùng là tài liệu tham khảo và phụ lục. Trong phần mở đầu nêu lên tính cấp thiết của đề tài luận án, mục đích, nội dung, phạm vi, phơng pháp nghiên cứu của luận án. Trong chơng I tổng quan về các phơng pháp tính toán kết cấu công trình ngầm chịu tác dụng của tải trọng tĩnh, từ đó lựa chọn và xác định mục đích, nội dung, phạm vi, phơng pháp nghiên cứu của luận án. Chơng II dành cho việc thiết lập các phơng trình cơ bản và phơng pháp giải bài 3 toán công trình ngầm có các liên kết một chiều biến dạng đàn hồi tuyến tính bằng phơng pháp quy hoạch toán học. Trong chơng III xây dựng các thuật toán và chơng trình nhằm tự động hoá toàn bộ quá trình giải bài toán ở chơng II trên máy tính, đồng thời nghiên cứu bằng số trạng thái nội lực - chuyển vị của công trình ngầm có các liên kết một chiều đàn hồi tuyến tính. Chơng IV dành cho việc thiết lập các phơng trình, thuật toán và chơng trình để giải bài toán công trình ngầm có các liên kết một chiều biến dạng phi tuyến (đàn hồi phi tuyến, đàn dẻo lý tởng) bằng phơng pháp lặp trên cơ sở lời giải của bài toán quy hoạch toàn phơng và phân tích bằng số ảnh hởng của các liên kết một chiều biến dạng phi tuyến đến trạng thái nội lực - chuyển vị của hệ. Cuối cùng là phần kết luận chung, trong đó đánh giá các kết quả chính và mới đã đạt đợc của luận án. Phần phụ lục giới thiệu mã nguồn của chơng trình tính. chơng i Tổng quan về phơng pháp tính toán kết cấu công trình ngầm chịu tác dụng của tải trọng Tĩnh Đã tiến hành tổng quan các phơng pháp tính toán công trình ngầm theo quan điểm tách kết cấu ra khỏi môi trờng với các mô hình nền khác nhau, quan điểm kết cấu và nền cùng làm việc đồng thời và các phơng pháp tính kết cấu có các liên kết một chiều. Từ tổng quan rút ra các kết luận: - Phơng pháp tính công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu và môi trờng đất đá là phơng pháp hiện đại vì nó phản ánh sự làm việc thực của hệ và, do đó, chính xác hơn các phơng pháp tính toán truyền thống trong đó coi liên kết giữa kết cấu và môi trờng là liên kết hai chiều và phân bố liên tục trên toàn bộ miền tiếp xúc kết cấu - môi trờng. - Các công trình nghiên cứu theo hớng sử dụng mô hình liên kết một chiều khi tính công trình ngầm tuy đã bắt đầu phát triển nhng chỉ mới ở giai đoạn ban đầu. Hơn nữa khi sử dụng mô hình này các tác giả chỉ hạn chế đối với các loại kết cấu có hình dạng đối xứng chịu tải trọng đối xứng (tải trọng này do áp lực địa tầng gây ra). Với các dạng kết cấu và tải trọng này miền liên kết một chiều có thể giả định trớc và không thay đổi trong quá trình chịu tải. Các nghiên cứu đối với công trình ngầm có dạng bất kỳ, chịu tải trọng có quy luật bất kỳ (chẳng hạn, tải trọng do áp lực sóng nổ) theo quan điểm liên kết một chiều với miền liên kết phụ thuộc vào quy luật phân bố của tải trọng (miền này không thể giả định trớc đợc) hầu nh cha đợc đề cập đến. 4 - Trong các công trình nghiên cứu liên quan đến tính toán các kết cấu công trình nói chung và công trình ngầm nói riêng có các liên kết một chiều các tác giả chủ yếu sử dụng phơng pháp xấp xỉ liên tục sơ đồ tiếp xúc kết cấu- môi trờng. Phơng pháp tính kết cấu có các liên kết một chiều bằng phơng pháp quy hoạch toán học - là một trong các phơng pháp hiện đại và rất có hiệu quả- chỉ mới đợc áp dụng để tính các hệ có các liên kết một chiều tuyệt đối cứng hoặc các hệ cầu dây văng; còn đối với kết cấu công trình ngầm tiếp xúc với môi trờng đất đá nh là hệ có các liên kết một chiều biến dạng tuyến tính hoặc phi tuyến, phơng pháp trên cha đợc ứng dụng. Từ các kết luận trên đã lựa chọn đề tài, xác định mục đích, nội dung, phơng pháp và phạm vi nghiên cứu của luận án nh đã trình bày trong phần mở đầu. chơng ii Thiết lập các phơng trình cơ bản để tính công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu v môi trờng đất đá biến dạng đn hồi tuyến tính Khảo sát công trình ngầm dới dạng kết cấu thanh phẳng với chiều rộng của tiết diện ngang bằng đơn vị (hình 2.1a). Thay thế đờng cong liên tục của kết cấu bằng đờng gãy khúc gồm n đoạn thẳng (phần tử thanh), mỗi phần tử có chiều dài i l , có diện tích tiết diện i F và mô men quán tính i J không đổi (1,2, ,)in = . Các đỉnh của đờng gãy khúc gọi là các "nút". Thay thế liên kết đàn hồi phân bố trên bề mặt tiếp xúc kết cấu - môi trờng bằng các liên kết đàn hồi tập trung (hay gối đàn hồi) đặt tại các "nút" (hình 2.1b). Đặc trng độ cứng i K của gối đàn hồi phụ thuộc vào tính chất cơ học của môi trờng đất đá xung quanh, chiều dài của các phần tử thanh kề với gối tựa và đợc xác định nh sau: 1 2 ii i ll KC + = , (2.1) trong đó: i K - độ cứng của các liên kết đàn hồi, C - hệ số nền WinKler, 1 , ii ll - chiều dài các phần tử thanh thứ (1)i và thứ ()i kề với nút i của kết cấu. Khi không kể đến lực ma sát giữa kết cấu và nền, phơng của các gối đàn hồi trùng với phơng của phân giác của góc tại các "nút". Nếu kể đến ảnh hởng của ma sát giữa bề mặt vỏ hầm và môi trờng đất đá, gối đàn hồi có phơng lệch về phía dới so với hớng phân giác của 5 góc ở đỉnh đờng gãy khúc một góc : arctg = , (2.2) trong đó hệ số ma sát giữa vỏ hầm và môi trờng đất đá. Liên kết đàn hồi một chiều a) b) Hình 2.1 Mô hình hóa sự làm việc của công trình ngầm: a) hệ thực, b) mô hình liên kết một chiều Bằng cách thay thế trên sơ đồ tính của hệ kết cấu công trình ngầm- môi trờng đất đá dẫn tới hệ thanh siêu tĩnh có các liên kết một chiều (hình 2.1b). Mô hình tính của hệ trong chơng này đợc hình thành trên cơ sở các giả thiết sau: 1. Hệ kết cấu công trình ngầm - môi trờng đất đá làm việc theo sơ đồ phẳng. 2. Biến dạng của hệ là nhỏ nên các tính toán đợc tiến hành trên sơ đồ không biến dạng. 3. Tải trọng tác dụng tĩnh, đặt trực tiếp lên kết cấu, có quy luật phân bố bất kỳ cho trớc, không phụ thuộc vào quá trình biến dạng của kết cấu. 4. Vật liệu kết cấu công trình ngầm và môi trờng đất đá xung quanh công trình biến dạng đàn hồi tuyến tính. 5. Phản lực của môi trờng đất đá lên công trình ngầm tuân theo định luật WinKler và đợc thay bằng các liên kết đàn hồi một chiều. Do cha biết trớc miền tiếp xúc thực của hệ kết cấu - môi trờng nên trong sơ đồ tính xuất phát miền liên kết một chiều đợc giả định là tồn tại trên toàn bộ miền tiếp xúc. Miền thực của nó sẽ đợc xác định trong quá trình giải bài toán. Chiều của phản lực và chuyển vị trong liên kết tiếp xúc một chiều đợc quy ớc nh sau: - Chiều của phản lực là dơng khi hớng vào trong lòng kết cấu, nghĩa là tơng ứng với chiều của lực nén. - Chiều của chuyển vị là dơng khi hớng trong lòng kết cấu. 6 Khảo sát công trình ngầm dới dạng hệ khung kín có các liên kết một chiều đàn hồi tuyến tính chịu tải trọng tĩnh bất kỳ (gọi là hệ xuất phát) (hình 2.2a). Hệ xuất phát trong trờng hợp tổng quát là hệ thanh siêu tĩnh. Để tính hệ xuất phát ta sử dụng hệ thay thế và hệ cơ bản, các hệ này đợc hình thành từ hệ xuất phát siêu tĩnh nh sau: Tất cả các liên kết đàn hồi một chiều trong hệ xuất phát đợc thay bằng liên kết đàn hồi hai chiều có cùng độ cứng. Các liên kết này đợc gọi là các liên kết thay thế. Hệ kết cấu công trình ngầm với các liên kết thay thế gọi là hệ thay thế (hình 2.2b). Hệ thay thế trong trờng hợp tổng quát là hệ siêu tĩnh có các liên kết đàn hồi hai chiều. Để tính hệ thay thế siêu tĩnh ta sử dụng phơng pháp lực của cơ học kết cấu với việc sử dụng hệ cơ bản, hệ này nhận đợc bằng cách thay thế các liên kết nút cứng trong hệ thay thế siêu tĩnh bằng các liên kết khớp và cặp mô men cha biết i X (đóng vai trò là các ẩn số cơ bản) sao cho chuyển vị của các liên kết thay thế không gây ra bất kỳ nội lực nào trong hệ cơ bản. Điều này luôn luôn có thể làm đợc khi ta chọn hệ cơ bản là hệ tĩnh định (hình 2.2c). Liên kết đàn hồi hai chiềuLiên kết đàn hồi một chiều 1 n n-1 3 2 i a) 1 n 3 2 n-1 i b) 1 X n-1 X X n X 3 2 X X i c) Hình 2.2 Sơ đồ tính của công trình ngầm có các liên kết một chiều: a) hệ siêu tĩnh xuất phát, b) hệ thay thế, c) hệ cơ bản Các ẩn số i X không những phải thoả mãn các điều kiện cân bằng của hệ mà còn phải thoả mãn các điều kiện ràng buộc về lực và chuyển vị đối với các liên kết đàn hồi một chiều trên bề mặt tiếp xúc của hệ thực kết cấu - môi trờng. Để xây dựng điều kiện cân bằng của hệ dới tác dụng của các lực ta sử dụng nguyên lý thế năng biến dạng bù (nguyên lý biến phân Castigliano). Đối với các hệ biến dạng hàm công bù của các lực (ngoại lực) có thể tính qua thế năng biến dạng bù của nội lực. Các biểu thức nội lực và phản lực liên kết trong hệ thay thế siêu tĩnh có thể xác định theo các ẩn số cơ bản trong hệ cơ bản tĩnh định dới dạng: 7 00 11 00 11 ),), ),), ( 1,2, , ; 1,2, , ) nn mmp mii mmp mii ii nn m mp mii k kp kii ii aM M MX bN N NX cQ Q QX dR R RX mpks == == =+ =+ =+ =+ == , (2.3) trong đó: ,,, mmmk M NQR- tơng ứng là giá trị mô men uốn, lực dọc và lực cắt trong phần tử thanh thứ m và phản lực trong liên kết thay thế thứ k trong hệ thay thế siêu tĩnh, 0000 ,,, mp mp mp kp M NQR- tơng ứng là giá trị của mô men uốn, lực dọc, lực cắt trong phần tử thanh thứ m và phản lực trong liên kết thay thế thứ k do tải trọng gây ra trên hệ cơ bản, ,,, mi mi ki mi M NQR- tơng ứng là giá trị của mô men uốn, lực dọc, lực cắt trong phần tử thứ m và phản lực trong liên kết thay thế thứ k do ẩn số lực 1 i X = gây ra trong hệ cơ bản, (1,2, ,) i X in= - các ẩn số của phơng pháp lực, 1,2, ,mp = - chỉ số các phần tử, 1,2, ,in = - chỉ số của ẩn số phơng pháp lực, 1,2, ,ks= - chỉ số các gối đàn hồi (cũng là chỉ số của các liên kết đàn hồi một chiều). Ký hiệu * V - thế năng biến dạng bù nội lực của hệ. Khi hệ biến dạng tuyến tính thế năng biến dạng bù bằng thế năng biến dạng và đợc xác định theo công thức sau: 22 22 * 111 1 1 2 ppp s mm mk mmm k mm mk M NQR Vdsdsds E JEF GFK === = =+++ , (2.4) trong đó: ,,, mmmk M NQR- ký hiệu nh trong (2.3), , mm J F - mô men quán tính và diện tích tiết diện của thanh thứ m, E - mô đun đàn hồi khi uốn (kéo, nén), G -mô đun đàn hồi khi trợt của vật liệu, hệ số điều chỉnh khi kể đến sự phân bố không đều của ứng suất tiếp, k K - độ cứng của liên kết thay thế thứ k. Thay (2.3aữ 2.3d) vào (2.4) và đặt: === = =+++ 02 02 02 02 111 1 () () () () 22 22 ppp s mp mp mp kp o mmm k mm mk MN QR Vdsdsds EJ EF GF K , (2.5) 1111 ppp s mi mj ki kj mi mj mi mj ij mmmk mm mk QQ MM NN RR ds ds ds EJ EF GF K ==== =+++ , (2.6) 00 00 1111 ppp s mi ki mi mp mp mp kp mi ip mmmk mm mk MM NN QQ RR ds ds ds EJ EF GF K ==== = + + + , (2.7) ta nhận đợc biểu thức cuối cùng để xác định thế năng biến dạng bù của hệ đàn hồi tuyến tính nh sau: 8 *0 11 1 1 2 nn n iij j ip i ij i VXXXV == = =++ , (2.8) trong đó: ij - chuyển vị theo phơng i X do 1 j X = gây ra trong hệ cơ bản, ip - chuyển vị theo phơng i X do tải trọng gây ra trong hệ cơ bản, 0 V - thế năng biến dạng do tải trọng gây ra trong hệ cơ bản (đại lợng này là hằng số và không phụ thuộc vào các ẩn số lực i X ). Nguyên lý thế năng biến dạng bù (nguyên lý biến phân Castigliano) dới dạng toán học: * min.V (2.9) Các liên kết thực là các liên kết đàn hồi một chiều. Các phản lực trong liên kết này chỉ tồn tại với điều kiện: 0 k R . (2.10) Kết hợp (2.9) và (2.10), tính đến (2.8) và (2.3d) đồng thời chú ý đến 0 V không phụ thuộc các ẩn số i X , ta có thể hình thành bài toán tính công trình ngầm có các liên kết một chiều nh sau: Tìm các lực ( ) 1,2, , i X in= sao cho: * 11 1 1 min 2 nn n iij j ip i ij i VXXX == = =+ , (2.11) với các ràng buộc: 0 1 0, ( 1,2, , ) n ki kkp i i R RRX k s = =+ = . (2.12) ( **0 VVV = : thế năng bù rút gọn). Bài toán đợc diễn đạt theo hệ các phơng trình (2.11) và (2.12) là bài toán quy hoạch toán học dạng toàn phơng. Sau khi tìm đợc các ẩn số cơ bản ( ) 1,2, , i Xi n= từ bài toán trên ta có thể xác định đợc sơ đồ làm việc thực của hệ (sơ đồ tiếp xúc một chiều giữa kết cấu và môi trờng), theo đó nếu các liên kết có giá trị phản lực 0 k R = ( k R xác định theo (2.3d)) thì liên kết không làm việc, còn các liên kết có giá trị phản lực 0 k R > thì liên kết làm việc. Nội lực của hệ tơng ứng với sơ đồ làm việc thực đợc xác định theo các công thức (2.3a) ữ(2.3c). Sau khi xác định đợc sơ đồ làm việc thực (hệ làm việc) và nội lực thực của hệ theo phơng pháp trên ta có thể xác định chuyển vị của hệ theo các phơng pháp quen biết trong cơ học kết cấu hoặc bằng các chơng trình tính toán kết cấu hiện hành, chẳng hạn SAP- 2000. Trong luận án đã sử dụng phơng pháp phần tử hữu hạn để xác định chuyển vị của hệ sau khi xác định đợc miền liên kết một chiều bằng phơng pháp quy hoạch toán học. Bài toán (2.11)-(2.12) đợc viết lại dới dạng ma trận nh sau: ()() { } min 0F XfX , (2.13) [...]... các nút theo cả hai mô hình liên kết một chiều và liên kết hai chiều cho trên hình 3.6b Từ kết quả tính toán có thể nhận xét: Mô men uốn của hệ khi tính toán theo quan điểm liên kết một chiều lớn hơn khi tính toán theo quan điểm liên kết hai chiều Điều này phù hợp với quy luật cơ học Từ nhận xét trên dẫn tới khuyến nghị: Khi tính toán công trình ngầm liên kết giữa kết cấu và môi trờng đất đá cần đợc... các liên kết một chiều để nâng cao độ chính xác và nâng cao độ an toàn về chịu lực của kết cấu 16 chơng iV tính công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu v môi trờng biến dạng phi tuyến Trong chơng này, phát triển phơng pháp nghiên cứu ở trong chơng II và III, thiết lập các phơng trình, thuật toán và chơng trình để tính công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu. .. động danh mục các công trình đ công bố của tác giả 1 Nguyễn Văn Hợi, Cao Chu Quang (2001), Tính công trình ngầm có kể đến liên kết một chiều giữa kết cấu và môi trờng đất đá Tạp chí Khoa học và Kỹ thuật, số 95, Tr 41ữ47, Học viện Kỹ thuật Quân sự 2 Nguyễn Văn Hợi, Cao Chu Quang (2004), Tính công trình ngầm có xét đến liên kết tiếp xúc một chiều giữa kết cấu và môi trờng đất đá theo phơng pháp quy... công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu với các môi trờng biến dạng tuyến tính và biến dạng phi tuyến Các chơng trình đảm bảo độ tin cậy 5/ Sử dụng các chơng trình đã lập tiến hành tính toán bằng số đối với các kết cấu công trình ngầm có các liên kết một chiều biến dạng đàn hồi tuyến tính, đàn hồi phi tuyến, đàn dẻo lý tởng và nghiên cứu ảnh hởng của các mô hình liên kết một chiều. .. đợc các kết quả định lợng về mức độ tăng nội lực trong kết cấu công trình ngầm khi tính theo mô hình liên kết một chiều so với nội lực đợc tính theo mô hình liên kết hai chiều truyền thống Từ đó khuyến nghị nên sử dụng mô hình liên kết một chiều trong thiết kế công trình ngầm tiếp xúc với môi trờng đất đá để nâng cao độ chính xác của các kết quả tính toán và độ an toàn về mặt chịu lực của kết cấu Những... bài toán công trình ngầm có liên kết một chiều biến dạng đàn hồi phi tuyến đã nghiên cứu hoàn toàn có thể ứng dụng để giải bài toán công trình ngầm liên kết một chiều biến dạng đàn dẻo, theo đó các độ cứng cát tuyến trong các vòng lặp sẽ đợc kiểm tra và tính theo công thức (4.29) Trên cơ sở các phơng trình thuật toán nhận đợc trong chơng IV đã tiến hành lập trình tính toán công trình ngầm theo quan điểm. .. uốn của kết cấu công trình ngầm, trong đó đờng (1) tơng ứng với liên kết đàn hồi tuyến tính; đờng (2) tơng ứng với liên kết đàn dẻo Hình 4.8 Biểu đồ mô men uốn của kết cấu công trình ngầm có các liên kết một chiều đàn dẻo lý tởng Dựa trên các kết quả tính toán đợc ta có nhận xét sau: Mô men uốn trong kết cấu đợc tính theo mô hình liên kết đàn dẻo, nói chung lớn hơn mô men tính theo mô hình liên kết đàn... tuyến tính Đặc biệt tại nút 10 sự thay đổi đó đạt đến 76% Kết luận Luận án đã đạt đợc các kết quả chính và mới sau đây: 1/ Đã đặt các bài toán tính công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu và các môi trờng đất đá 2/ Trên cơ sở nguyên lý thế năng biến dạng bù và các điều kiện ràng buộc về lực đối với các liên kết một chiều đã xây dựng đợc các phơng trình cơ bản của bài toán công trình. .. thuật toán nhận đợc đã tiến hành tính toán bằng số (tính tay) đối với kết cấu dầm liên tục có các liên kết một chiều (hệ có hai bậc siêu tĩnh) Kết quả tính toán đã khẳng định độ tin cậy của phơng pháp tính kết cấu có các liên kết một chiều bằng phơng pháp quy hoạch toán học (dạng toàn phơng) chơng iii Giải bằng số các bi toán công trình ngầm với các liên kết một chiều biến dạng đn hồi tuyến Tính Với... 0.3861 Bài toán 3.3 Trong bài toán này tiến hành tính toán bằng số trạng thái chuyển vị nội lực của hệ kết cấu công trình ngầm - môi trờng đất đá có các liên kết một chiều theo chơng trình CTN1, đồng thời so sánh kết quả tính toán theo mô hình này với mô hình liên kết hai chiều truyền thống 0.6 376 Hình 3.6 Kết quả tính toán: a) hệ làm việc, b) biểu đồ mô men uốn tại các nút của kết cấu (Tm): 1- theo mô . phơng pháp tính kết cấu có các liên kết một chiều. Từ tổng quan rút ra các kết luận: - Phơng pháp tính công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu và môi trờng đất đá là phơng. hình, thuật toán và chơng trình để tính công trình ngầm theo quan điểm liên kết một chiều giữa kết cấu và các môi trờng biến dạng của đất đá và phân tích ảnh hởng của các liên kết này đến. nghị: Khi tính toán công trình ngầm liên kết giữa kết cấu và môi trờng đất đá cần đợc coi là các liên kết một chiều để nâng cao độ chính xác và nâng cao độ an toàn về chịu lực của kết cấu.