Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu tính toán và biện pháp thi công hầm giao thông đi qua khu vực đô thị phù hợp với điều kiện khu vực TP Hồ Chí Minh
Vị trí xây dựng hầm đượ clựa chọn theo các chỉ tiêu: kinhtế –kỹ thuật, địa
chất, địa chất thuỷ văn, địa hình, điều kiện thông gió đồng thời phải kết hợp chặt
chẽ với thiết kế tổng thểcủa tuyến đườngvề mặtbằng và trắc dọc tuân thủ theo các
qui địnhkỹ thuật. [1]
Đườnghầm được xâydựngdưới lòng các thành phố lớn trongnền đấtyếu
thường đượcbố trí ở độ sâutừ 5 đến 50 métdướimặt đất, đôi khi còn sâuhơnnữa.
Khi đườnghầm đặt nông thì thườngbố trídọc theo các đường trục chính của giao
thông đô thị, khi đó cácyếutốkỹ thuật của tuyếnrất khó khăn. Khi tuyến đặt sâu
thì hướng tuyến không phụ thuộc vào việc xâydựng của thành phố, tuy nhiên xây
dựng sẽ khó khăn và giá thành xâydựng sẽ tăng đángkể.
Mặtcắt dọc của tuyếnhầm được quyết định phụ thuộc vào điều kiện địa chất
thuỷ văn của tuyến, phương pháp thi công và các yêucầu khai thác. Do đặc điểm
xâydựngdưới lòng các thành phố khi đó độ lún của đấtnền cũngtương đối ổn
định, tuy nhiên ảnhhưởng củanước ngầm sẽ khó tránh khỏi khi xâydựng đường
hầm trong đấtyếu. Đo đó nềnhầmcố gắngbố trí vàolớp đấttốt không thấmnước.
ộ dốc dọc của tuyếnhầm được khống chế bởi việcbố trí các ga, điều kiện
thoátnước, thông giócủa tuyếnhầm. Đảm bảo điều kiện chuyển động của của
phương tiện giao thông độ dốc dọctối đanhỏ hơn độ dốctối đa của phần tuyếnlộ
thiên,tức phải triết giảm độ dốc dọc vì tronghầmhệ số bám giảm do ẩm ướt, do có
lực cản không khí lớnhơn ở ngoài khi phương tiện chuyển động do hiệu ứng piston,
độ dốc dọctối đa thường là 4% đồng thời để đảm bảo thoátnước dọc độ dốc dọc
nhỏ nhất là 0,3%.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
của khu vực xâydựng hầm để từ đó xác định chính xác áp lực địa tầng tác dụng lên công trình
ngầm là rất quan trọng. Chính việc này thường có ý nghĩa quyết định đến hình
dạng, kích thước, kết cấu vỏ hầm vì tải trọng tác dụng lên công trình ngầm chủ
yếu là áp lực địa tầng. Ngoài ra, việc xác định các tổ hợp tải trọng cũng có ý
nghĩa quan trọng trong việc tính toán kết cấu vỏ hầm đảm bảo công trình ổn
định và an toàn cả trong quá trình thi công và khai thác.
- 53 -
Chương 4. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
CÔNG TRÌNH NGẦM
Do tính chất nằm sâu trong lòng đất nên kết cấu công trình ngầm chịu lực
tương đối phức tạp. Nội lực trong vỏ hầm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: tính chất
của đất đá, cấu tạo địa tầng, hình dạng và kích thước vỏ hầm, phương pháp thi công
cũng như đặc điểm sử dụng công trình ngầm. Ngày nay có rất nhiều phương pháp
tính toán công trình ngầm, mỗi phương pháp được vận dụng phù hợp trong những
điều kiện nhất định.
4.1 Các phương pháp lực [1,2]
Các phương pháp lực sử dụng các giả thiết về nền biến dạng cục bộ hay nền
biến dạng tuyến tính làm cơ sở xác định chuyển vị của địa tầng trên vách hang, đưa
về các sơ đồ tính toán của cơ học kết cấu. Các phương pháp lực có ý nghĩa thực
nghiệm lớn, quá trình tính toán nói chung không quá phức tạp, đã được vận dụng
nhiều trong thực tế.
4.1.1 Phương pháp SN.Naumov
Phương pháp SN.Naumov tính toán kết cấu dạng vòm có tường thẳng. Khi
giữa tường và vòm trục kết cấu không liên tục, phần vòm xét như biến dạng tự do
và được tính toán giống như vòm thoải có gối tựa đàn hồi; sau tường thẳng hình
thành lực kháng đàn hồi tác dụng lại địa tầng được tính như dầm thẳng trên nền đàn
hồi. Khi trục kết cấu liên tục phải xét đến sự hình thành phản lực đàn hồi của vòm.
4.1.2 Phương pháp G.G. Zurabov
Phương pháp này tính toán kết cấu ngầm dạng vòm hình yên ngựa. Vỏ hầm
được xem như vòm không khớp có liên kết ngàm đàn hồi với địa tầng dưới móng
tường, chịu tải trọng chủ động và lực kháng đàn hồi hình thành trong phạm vi từ tiết
diện b đến chân vòm, với góc jb = 450 và phân bố theo quy luật parabol bậc hai với
giá trị lớn nhất tại h, và babh
3
1
=
- 54 -
y
q
x
b
1
X2
b
e1
e2
yh
h
a
h
j
hj
y1
s
h
s
Hình 4.1 Sơ đồ tính toán kết cấu ngầm dạng vòm hình yên ngựa
4.1.3 Phương pháp thay thế bằng hệ thanh
Phương pháp thay thế bằng hệ thanh theo đề xuất của tập thể các kỹ sư Viện
thiết kế đường tàu điện ngầm Maxcơva (1936) Botrov, Gorelie, Materi,...Trên cơ sở
giả thiết trước vùng phát sinh lực kháng đàn hồi, thay thế vỏ hầm bằng nhiều đoạn
thanh thẳng có độ cứng không đổi và tính kết cấu theo phương pháp lực. Lời giải
cho kết quả khá chính xác và có thể vận dụng cho nhiều loại kết cấu khác nhau.
4.1.4 Phương pháp S.A. Orlov
Chọn sơ đồ tính toán kết cấu ngầm dạng tròn theo phương pháp thay thế
bằng hệ thanh, nhưng xác định chuyển vị vách hang không theo thuyết biến dạng
cục bộ mà quan niệm địa tầng như một bán không gian biến dạng tuyến tính.
Chuyển vị của các điểm trên chu vi hang được biểu diễn dưới tác dụng của lực đơn
vị ở một điểm khác cũng trên chu vi hang, được biểu diễn dưới dạng chuỗi lượng
giác và xây dựng thành biểu đồ chuyển vị đơn vị dùng cho tính toán vỏ hầm dạng
tròn.
4.1.5 Phương pháp S.S. Đavưđov
Tính toán vỏ hầm dạng vòm có tường thẳng khi trục kết cấu liên tục. Giả
thiết rằng lực kháng đàn hồi chỉ phát sinh ở hai bên mặt tường và dưới móng tường.
- 55 -
Thay thế môi trường đất đá xung quanh hang bằng các lớp đàn hồi có chiều dày hữu
hạn ở mặt bên và mặt đáy tường. Vận dụng phương pháp tính dầm trên nền đàn hồi
để giải bài toán theo phương pháp hỗn hợp (phương pháp lực và phương pháp
chuyển vị).
4.1.6 Phương pháp I.A. Malikova
Tính toán kết cấu ngầm dạng khung, đặt nông, thi công bằng phương pháp
đào kín hay hở đảm bảo được liên kết chặt chẽ giữa vỏ hầm và đất đá hai bên. Kết
cấu vỏ hầm được xem là một khung mềm đặt giữa hai nửa không gian biến dạng
tuyến tính. Vận dụng phương pháp tính dầm trên nền đàn hồi của B.N. Lemotskin,
xây dựng lời giải cho kết cấu khung ngầm đối xứng chịu tải trọng đối xứng. Kết
quả tương đối phù hợp với thực tế.
4.2 Các phương pháp biến dạng [1, 2]
Khác với các phương pháp lực ở trên, phương pháp biến dạng tính toán kết
cấu công trình ngầm giả thiết môi trường biến dạng liên tục, xem vỏ hầm là một
vòng có bề dày nhỏ đặt trong chu vi lỗ khoét của địa tầng để xác định trạng thái ứng
suất trong điều kiện cùng chịu lực của vỏ hầm và môi trường xung quanh, nghĩa là
có xét đến tác dụng tương hỗ của khối địa tầng và vì chống. Trong quá trình tính
đưa về các sơ đồ tính toán của lý thuyết đàn hồi. Người đặt nền móng cho phương
pháp này vào năm 1938 là R. Phenher. Phương pháp này sử dụng phương pháp cơ
học môi trường liên tục: môi trường đàn hồi đẳng hướng (G.N. Xavin, I.V. Rodin,
V.L. Phedorov,…); môi trường giả đẳng hướng (X.G. Lexnhiski, A.X.
Kosmodamianxki, Ya. Bialer,…); môi trường đàn dẻo (R. Phenher, G. Labaxx,
K.V. Puppenheit,…); môi trường đàn nhớt và dẻo nhớt (I. Xaluxtovia, T.A.
Krugsanovskia, A.P. Makximov,…); môi trường đàn hồi di truyền đẳng hướng
(M.I. Rodovski, G.X. Ergianov, S.M. Aitaliev,…). Quan điểm lý thuyết của một số
tác giả áp dụng phương pháp này như sau:
- 56 -
4.2.1 Phương pháp Ya. Bialer
Xác định trạng thái ứng suất trong mặt phẳng có trọng lượng bị giảm yếu bởi
một hay nhiều lỗ tròn (hay lỗ vuông) có chống; và xác định trạng thái ứng suất
trong một nửa mặt phẳng có trọng lượng bị giảm yếu bởi lỗ tròn có chống để vận
dụng cho các công trình đặt nông. Quá trình tính toán có cơ sở lý luận chặt chẽ,
chính xác, có thể vận dụng để tính các hầm dạng tròn hay vuông trong môi trường
đất đá đồng nhất hay phân lớp, hay có thể xác định khoảng cách cần thiết giữa các
hầm song song nhau.
4.2.2 Phương pháp K.V.Ruppenneyt,V.A. Lutkin, A.N. Dranovxki
Tính vòng trong môi trường đàn hồi với điều kiện chuyển vị trên chu vi. Giả
thiết vòng chịu áp lực chủ động bất kỳ và hình thành hai khu vực: khu vực không
hình thành lực kháng đàn hồi đã biết ứng suất pháp tuyến và tiếp tuyến; và khu vực
biết điều kiện cùng chuyển vị theo phương bán kính của vỏ hầm và môi trường
rỗng bởi lỗ có chu vi nằm ngoài vỏ hầm. Kết quả tính toán cho biết quy luật và giá
trị phân bố lực kháng đàn hồi, cho ứng suất trong vòng vỏ hầm.
4.2.3 Phương pháp B.G. Galerkin
Giải bài toán vỏ hầm tròn chịu áp lực phân bố đều từ trong ra, hướng tâm với
điều kiện cùng chuyển vị theo phương bán kính trên toàn chu vi lỗ và mặt ngoài vỏ
hầm.
Công trình ngầm được xây dựng và sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau
do đó đặc điểm chịu lực của kết cấu cũng rất đa dạng. Mỗi phương pháp tính phù
hợp cho từng công trình cụ thể.
4.2.4 Phương pháp M.M. Protodiakonov
...