Luận văn thạc sĩ - Nghiên cứu ảnh hưởng của dòng thấm đến ma sát thân cọc trong đất CDTMHTNHĐSỔĐBTC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ ÁN THẠC SĨ
NGUYỄN HOÀNG TUẤN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA DÒNG THẤM
ĐẾN MA SÁT THÂN CỌC TRONG ĐẤT CÁT DỰA THEO
MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỐ ĐÀO SÂU ỔN ĐỊNH BẰNG
TƯỜNG CHẮN

NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG – 8580201
Hướng dẫn khoa học:
PGS.TS NGUYỄN MINH ĐỨC

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề án thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập
của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của đề án là trung thực, có nguồn
gốc rõ ràng và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 06 năm 2024
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Hoàng Tuấn

ii

TÓM TẮT ĐỀ ÁN
Hiện nay, chưa có nhiều nghiên cứu đề cập đến việc xem xét ảnh hưởng của dòng
thấm đến thành phần ma sát dọc thân cọc trong một hố đào sâu, dùng trong hệ giằng
chống Shoring – kingpost cho các công trình phần ngầm và các cọc bên ngoài một
hố đào sâu, đại diện cho các công trình hiện hữu, đã có từ trước.
Dòng thấm hướng đi lên (trong hố đào) làm tăng áp nước lỗ rỗng, giảm đi ứng suất
có hiệu trong đất cũng như tính liên kết giữa các hạt đất. Hệ quả, làm giảm sút ma
sát thành cọc dẫn đến việc cọc bị mất năng lượng ma sát cần thiết để làm việc đúng
với mục đích sử dụng.
Nghiên cứu này hướng đến việc tìm ra ảnh hưởng của dòng thấm đến ma sát thành
cọc dựa theo mô hình thí nghiệm hố đào sâu ổn định bằng tường chắn. Mô hình thí
nghiệm bố trí hệ 9 cọc đơn xuyên bể nhằm mục đích chỉ xét đến thành phần ma sát
thành cọc và triệt tiêu thành phần ma sát chống mũi cọc với khoảng cách giữa các
cọc thỏa mãn điều kiện không bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng nhóm cọc. Bên cạnh đó,
hệ thống bơm tuần hoàn bể cũng được thiết lập để tạo ra dòng chảy thấm cùng hệ
thống cân đo ma sát thành cọc và các ống đo áp (68 ống) được bố trí phân bố dọc
thân cọc.
Thông qua các trường hợp khảo sát sự thay đổi các biến mực cát cùng mực nước
trong và ngoài hố đào, nghiên cứu ứng dụng phương pháp giải tích xác định ma sát
thành cọc dựa theo thành phần ứng suất hữu hiệu kết hợp đo áp lực nước. Kết quả
sau đó được kiểm nghiệm lại với kết quả cân đo ma sát trực tiếp trên mô hình thí
nghiệm.
Kết quả nghiên cứu cho thấy dòng thấm làm giảm mạnh ma sát thân cọc với các cọc
nằm gần tường chắn và ảnh hưởng giảm dần đối với các cọc có vị trí càng ra xa
tường chắn trong một hố đào sâu. Đồng thời, chiều sâu hố đào và độ ngàm tường
chắn quyết định rất lớn đến việc chống lại hiện tượng này. Cụ thể, khi tăng độ ngàm
tường ch
...

...
al of the soil mechanics and foundations division, Vol. 99, Issue. 1, pp.
45-73, 1973.
[39] Mehdi Veiskarami, Jyant Kumar, Fatemeh Valikhah, “Effect of the flow rule
on the bearing capacity of strip foundations on sand by the upper-bound limit
analysis and slip lines”. International Journal of Geomechanics, Vol. 14, Issue.
3, p. 04014008, 2014.
[40] Ranjan K. Acharyya, Amrita Dey, “Finite element investigation of the bearing
capacity of square footings resting on sloping ground”. INAE Letters, Vol. 2,
pp. 97-105, 2017.
[41] Faris W. Jawad, Mohammed Fattah, “Finite element analysis of the bearing
capacity of footings nearby slopes”. International Review of Civil Engineering,
Vol. 10, Issue. 1, pp. 1-7, 2019.
[42] Yang Jiang, Yun Dong, Wen B. Sun, Bao H. Chen, “The bearing capacity of
footings near slope considering the footing-soil interaction”. Applied
Mechanics and Materials, Vol. 405-408, pp. 290-293, 2013.
[43] Bùi V. Trường, “Kết quả bước đầu tiên nghiên cứu xói ngầm, cát chảy nền đê
sông bằng phương pháp thí nghiệm hiện trường”. Tạp chí Khoa học kỹ thuật
Thủy lợi và Môi trường, số 50, tr. 133-139, 2015.
[44] Mohammed Y. Fattah, Salama A. Labban, Firas Salman, “Seepage analysis of
a zoned earth dam by finite elements”. International Journal of Civil
Engineering and Technology, Vol. 5, Issue. 8, pp. 128-139, 2014.
[45] Shlomo P. Neuman, Paul A. Witherspoon, “Finite element method of analyzing
steady seepage with a free surface”. Water Resources Research, Vol. 6, Issue.
3, pp. 889-897, 1970.

113

[46] Farhoud Kalateh, Milad Kheiry, “A Review of Stochastic Analysis of the
Seepage Through Earth Dams with a Focus on the Application of Monte Carlo
Simulation”. Archives of Computational Methods in Engineering, Vol. 31,
Issue. 77, pp. 47-72, 2023.
[47] Karl Terzaghi, “Der Grundbrunch on Stauwerken und Seine Verhutung”. Die
Wasserkraft, 1922.
[48] Leroy F. Harza, “Uplift and seepage under dams on sand”. Transactions of the
American Society of Civil Engineers, Vol. 100, Issue. 1, pp. 1352-1385, 1935.
[49] Henry Darcy, “The public fountains of the city of Dijon”. Victor Dalmont, Vol.
27, Issue. 4, pp. 307-309, 1856.
[50] Arthur Marsland, “Model experiments to study the influence of seepage on the
stability of a sheeted excavation in sand”. Geotechnique, Vol. 3, Issue. 6, pp.
223-241, 1953.
[51] Ifan Hughes, Thomas Hase, “Measurements and their uncertainties: a practical
guide to modern error analysis”. Oxford University Press, 2010.

114