Phân tích ứng xử của vệt chống lầy VCLN trên nền đất bùn sét chịu tải trọng xe cơ giới đi qua

Nội dung text: Phân tích ứng xử của vệt chống lầy VCLN trên nền đất bùn sét chịu tải trọng xe cơ giới đi qua

1. PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA VỆT CHỐNG LẦY VCLN TRÊN NỀN ĐẤT BÙN SÉT CHỊU TẢI TRỌNG XE CƠ GIỚI ĐI QUA Phan Nhật Quang, Nguyễn Sỹ Hùng, Lê Phương Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, nghiên cứu về ứng xử của đất bùn sét khi có sự tham gia làm việc của vệt chống lầy VCLN để chịu tải trọng xe cơ giới (Zil-130 và IMR2M) đi qua. Cụ thể: phân tích ứng xử đất bùn sét bằng các bài tóan mô hình dưa trên phần mềm Plaxis 3D Foundation để đưa ra các kết quả chuyển vị của vệt chống lầy VCLN và so sánh với kết quả thực nghiệm, từ đó cho thấy độ tin cậy của việc sử dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation trong tính toán và tính toán độ lún tích lũy của vệt VCLN sau các lần xe qua để dự đoán được số lần xe qua vệt tối đa có thể. Từ khóa: vệt chống lầy VCLN, mô hình, độ lún lũy tích, chuyển vị. 1. GIỚI THIỆU dựng, xe khám phá địa hình (off road), Khi xe di chuyển trên các loại địa hình có nền đất yếu như: đất bùn sét, đất cát, thì xe Hiện nay, nhu cầu của Binh chủng Công sẽ rất khó di chuyển hoặc không di chuyển binh Việt Nam cần một số lượng lớn bộ vệt được (mắc lầy). Để khắc phục tình trạng đó thì chống lầy có tính cơ động nhanh khi lắp ráp và ta sử dụng vệt chống lầy cho xe cơ giới khi di thu hồi, đảm bảo độ bền và khả năng chịu tải. chuyển trên nền đất yếu. Yêu cầu của các bộ vệt chống lầy là giảm thiểu Vệt chống lầy là kết cấu được tạo thành từ khối lượng để tăng tính cơ động khi triển khai, thu hồi và dễ bảo quản, nhưng không làm giảm các tấm hoặc thanh, và được nối với nhau độ bền và khả năng chịu tải của sản phẩm. Một bởi các chi tiết liên kết. Vệt chống lầy được trải (lót) trên các loại nền đất yếu, bãi lầy, để số bộ vệt chống lầy cũ được chế tạo bằng thép, giúp các loại xe có thể cơ động dễ dàng đi qua. khối lượng nặng, hạn chế khi triển khai, thu hồi và bảo quản. Vệt chống lầy đang được các nước trên thế Mặc dù qua nhiều thử nghiệm cho thấy giới như: Nga, Mỹ, Hàn Quốc, Trung Quốc, quan tâm, nghiên cứu và chế tạo, trong đó có VCLN đáp ứng tốt được các yếu tố cũng như yêu cầu sử dụng. Tuy nhiên VCLN vẫn còn Việt Nam. Việt Nam là một đất nước với đặc đang trong gian đoạn thử nghiệm, chưa phổ trưng có nhiều sông ngòi, kênh rạch chằn chịt và hơn 3260 km đường bờ biển, vì vậy các bến biến. Ngoài ra đề tài chủ yếu chỉ nghiên cứu công nghệ chế tạo thanh hợp kim nhôm mà bãi ven sông ,ven biển cũng không ít mà đặc chưa tính toán các số liệu khác như: ứng xử của thù của các bến bãi này là đất nền yếu (đất bùn sét và đất cát), khi xe di chuyển trên các địa thanh vật liệu với tải trọng xe cơ giới, ứng xử của đất nền khi được rải vệt, Một nguyên hình như thế sẽ rất khó khăn và dễ bị lún lầy. nhân khác nữa là do hệ thống tiêu chuẩn, quy Do đó, việc nghiên cứu và chế tạo vệt chống lầy cho xe cơ giới đi qua là cần thiết và có tính chuẩn thiết kế, thi công cho việc áp dụng vật liệu này chưa đầy đủ, rõ ràng. Vì vậy, cần thiết ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: quân sự và cả dân sự. phải có nhiều nghiên cứu hơn để có thể chế tạo bộ sản phẩm hoàn chỉnh, thực hiện đúng mục Quân sự: tạo các bến vượt dã chiến đích sử dụng và đưa vào sản xuất đại trà. cho các loại xe công binh cơ động di Việc nghiên cứu ứng xử của vệt chống lầy chuyển vào chiến trường; sử dụng VCLN trên nền đất bùn sét chịu tải trọng xe cơ trong các công tác tìm kiếm, cứu hộ, giới đi qua bằng phần mềm Plaxis 3D cứu nạn vùng thiên tai bão lũ, Foundation cho ta kết quả đầy đủ về chuyển vị Dân sự: tạo làn đường tạm thời cho của vệt, cũng như hình dạng chuyển vị và độ các xe di chuyển trên nền đất yếu lún tích lũy của vệt. Từ đó có thể đánh giá được trong thời gian ngắn với kinh phí sự làm việc vệt VCLN và dự báo được số lần thấp: xe thi công công trình xây
2. tối đa xe có thể đi qua vệt. Bảng1. Tính chất cơ lý của thanh vật liệu hợp kim nhôm [22]. 2. CẤU TẠO VỆT CHỐNG LẦY VCLN 2.1 Bộ vệt chống lầy VCLN Bộ vệt chống lầy VCLN gồm hai vệt riêng lẻ, mỗi vệt có kích thước dài 5 m và rộng 1,7 m. VCLN được cấu tạo từ hệ thanh nhôm liên kết với nhau bằng cáp vải-bulong và được trải tấm lót phía bên dưới, chi tiết cấu tạo bộ vệt chống lầy được mô tả trong các hình sau: 2.3 Cáp vải Cáp vải có bề rộng 12 cm, dài 5 m và dày 1700 4 mm được may cùng với chốt đệm cao su tạo thành mối liên kết với các thanh hợp kim nhôm. <1000 1700 5000 Hình 1. Mặt bằng bộ vệt chống lầy VCLN. Hình 4. Chi tiết cáp vải. 50 75 25 Các thông số cơ bản của cáp vải [26] được 5000 thống kê trong bảng sau: Hình 2. Mặt cắt theo chiều dài vệt VCLN. Bảng 2. Thông số của cáp vải. 2.2 Thanh hợp kim nhôm Thanh hợp kim nhôm có dạng hình hộp với chiều dài 1700 mm, chiều rộng 75 mm, chiều cao 50 mm và được khoan các khe với kích thước 5x120 mm chạy dọc thanh. 2.4 Tấm lót Tấm lót có thể sử dụng là các tấm vải địa kỹ thuật hoặc tấm cao su: là vật liệu dễ tìm, có bán phổ biến trên thị trường. Các thông số của vải địa kỹ thuật [27] được thống kê trong bảng sau: Bảng 3. Thông số của tấm lót. Hình 3. Chi tiết mặt cắt thanh VCLN. Vật liệu dùng để chế tạo các thanh kim loại của VCLN là hợp kim nhôm mác 2014 theo tiêu chuẩn của Mỹ. Các tính chất của thanh hợp kim nhôm được trình bày ở các bảng sau:
3. 3. PHẦN MỀM PLAXIS 3D cho mô hình Plaxis cần rất nhiều thí nghiệm FOUNDATION hiện đại như thí nghiệm nén 3 trục CU, thí nghiệm nén cố kết, Tuy nhiên không phải Phần mềm Plaxis 3D Foundation là một công trình nào cũng tiến hành đầy đủ các thí chương trình phần tử hữu hạn không gian ba chiều, ứng dụng vào việc phân tích nền cho các nghiệm này. Do đó cần sử dụng các thông số tương quan thu được từ các thí nghiệm hiện công trình xây dựng. Chương trình cho phép trường như SPT, CPT, để xác định các thông người dùng giải quyết những bài toán phức tạp bằng những dữ liệu đầu vào đơn giản. Kết quả số của mô hình. bài toán cho ta các trị số ứng suất, biến dạng, Thông số hệ số nén quá cố kết OCR là một tại từng vị trí trong kết cấu. thông số không được nhập khi tính toán điều 3.1 Lựa chọn mô hình đất kiện ban đầu của mô hình. Giá trị của thông số Trong thực tế đất nền được xét là đất yếu OCR được lấy trực tiếp từ thí nghiệm nén cố (đất bùn sét) và có tính đàn hồi nên ta chọn mô kết theo công thức: hình phải phù hợp với loại đất này. p OCR c (2) Ta thấy mô hình Hardening – Soil phù hợp p với đất nền yếu vì lý thuyết đàn hồi có xét đến Trong đó: pc : áp lực tiền cố kết; đặc tính chảy của đất và biên phá hoại, ứng xử p : áp lực thẳng đứng hữu hiệu. đàn hồi được mô tả bằng một đường Hyperbol. Khi không có thí nghiệm nén cố kết có thể Tuy số liệu phức tạp đòi hỏi nhiều thí nghiệm, sử dụng công thức tương quan với SPT để xác nhưng cơ sở vật chất của Viện khoa học và định hệ số OCR: công nghệ - Bộ quốc phòng có thể đáp ứng. Vì OCR= 0.47÷0.58 ×N /σ' (3) thế ta chọn mô hình Hardning – Soil để mô tả 60 v0 đất nền trong phần mềm tính toán Plaxis. Trong đó: σ' (kN/m2 ) : ứng suất hữu hiệu 3.2 Các thông số địa chất sử dụng trong mô v0 hình thẳng đứng N =N×C : chỉ số SPT đã hiệu 3.2.1 Các thông số từ thí nghiệm và hồ sơ 60 E khảo sát địa chất chỉnh (4) CE =0.5÷0.9 : ở Việt Nam thường lấy Đối với mô hình Hardening Soil, xác định CE = 0.5 các chỉ số c, γ , γ , kx, ky và kz lấy từ số sat unsat 4. TÍNH TOÁN CHUYỂN VỊ CỦA NỀN liệu thí nghiệm và hồ sơ khảo sát địa chất. ĐẤT BÙN SÉT Xác định các module biến dạng: Dùng phần mềm Plaxis 3D Foundation để mô hình tính toán chuyển vị của nền đất bùn Eref và Eref xác định từ thí nghiệm nén oed ur sét khi được trải VCLN và cho xe cơ giới (xe cố kết. ZIL-130 và xe IMR2M) đi qua. ref E50 xác định từ thí nghiệm nén 3 trục mô 4.1 Dữ liệu đầu vào hình CD, tuy nhiên chỉ có kết quả nén 3 trục 4.1.1 Đất nền với mô hình CU nên ta tính chuyển đổi theo Bảng 4. Bảng thống kê địa chất sử dụng cho công thức: mô hình Plaxis. 2(1+v) Eref = E ref tại pref=100kN/m2 (1) 50CD3 50CU Theo giá trị trung bình của các loại đất ref ref khác nhau thì: Eur 3E 50 nên ta lấy ref ref Eur 3E 50 để tính toán cho mô hình Hardenning Soil. 3.2.2 Sử dụng các thông số tương quan từ thí nghiệm hiện trường Để xác định được các thông số chính xác
4. 4.1.2 Tải trọng tác dụng chuyển qua. VCLN được đặt dưới đường di chuyển của 4.3.1.1 Trình tự thiết lập mô hình (Model) xe ZIL-130 và xe IMR2M, tải trọng xe được Điều kiện biên, tải lực: việc thiết lập điều quy đổi thành ứng suất tác dụng trên một đơn kiện biên là bắt buộc đối với việc lập mô hình. vị diện tích của bánh xe tương ứng lên vệt Ta thấy VCLN gồm hai vệt riêng biệt giống VCLN, cụ thể như bảng sau: nhau được đặt dưới đường di chuyển của bánh Bảng 5. Ứng suất của bánh xe tác dụng lên xe và ta xem tải trọng phân bố hai bên bánh xe vệt VCLN. là đối xứng, vì thế ta tiến hành tạo mô hình đối xứng cho VCLN – mô hình một dải vệt chịu tải trọng một bên bánh xe. Tải trọng xe được đặt lên các bánh xe, các bánh xe di chuyển trên VCLN tạo thành một vệt dài từ đầu cho tới cuối VCLN với bề rộng vệt là 0,2 m (Hình 5). 4.1.3 Vật liệu Thiết lập mô hình tấm lót và VCLN (Model): tấm lót được đặt trên nền đất và bên Các thông số về vật liệu như: thanh nhôm, dưới VCLN, tấm lót có kích thước rộng hơn cáp vải, tấm lót đã được thống kê ở mục 2; lấy VCLN. VCLN được mô hình bằng các thanh các số liệu tương ứng thích hợp đưa vào mô và liên kết với nhau bằng cáp vải với diện tích hình để tính toán. là 1,7 m 5 m (Hình 5). 4.2 Các mô hình tính toán Để mô phỏng quá trình xe (ZIL-130 và IMR2M) di chuyển qua bộ VCLN trên nền đất yếu (đất bùn sét), ta thiết lập các mô hình tính toán bằng phần mềm Plaixs 3D Foundation như sau: Mô hình 1: VCLN có tấm lót trên nền đất bùn sét chịu tải trọng xe ZIL-130 đi Hình 5. Mô hình VCLN, tấm lót và lực bánh xe ZIL-130 tác dụng lên nền đất. qua; Mô hình 2: VCLN không có tấm lót Khai báo vật liệu (Materials): phần này trên nền đất bùn sét chịu tải trọng xe cho phép người dùng khai báo từng loại vật IMR2M đi qua; liệu cấu thành VCLN, tấm lót và cả đất nền. Mô hình 3: VCLN có tấm lót trên nền Phần tử dầm (Beams): sử dụng cho đất bùn sét chịu tải trọng xe IMR2M đi thanh nhôm và cáp vải qua; Phần tử sàn (Floors): sử dụng cho tấm 4.3 Tính toán các mô hình lót. 4.3.1 Mô hình 1: VCLN có tấm lót trên nền Phần tử đất (Soil & Interfaces): sử đất bùn sét chịu tải trọng xe ZIL-130 dụng cho đất nền. đi qua Khai báo chiều dày lớp đất: từ kết quả Khi chỉ trải VCLN lên trên nền đất thì khi khoan trắc, ta thấy chiều dày lớp đất lớn hơn 8 xe đi qua đất bùn sẽ trồi qua các khe hở của m, nhưng do tải trọng tác dụng lên nền chỉ ảnh VCLN làm giảm khả năng di chuyển của xe – hưởng chủ yếu lên phần bề mặt lớp đất và để giảm độ bám giữa bánh xe và VCLN. Vì vậy cho mô hình tính toán nhanh hơn, nên ta chọn để VCLN hoạt động hiệu quả hơn khi cho xe chiều dày khai báo vào mô hình là 2 m. đi qua, thì việc lót một tấm lót phía bên dưới Các thông số khác: ngoài các thông số kể VCLN là cần thiết vì tấm lót có nhiệm vụ ngăn trên thì việc khai báo mực nước ngầm và hệ số cản cho đất không trồi qua giữa các khe hở của cố kết OCR cũng không thể thiếu trong mô VCLN từ đó cũng một phần tham gia vào việc hình. hạn chế chuyển vị của đất nền. Chia lưới cho mô hình đất (Mesh): việc Lập mô hình bài toán plaxis với thêm tấm chia lưới cho mô hình đất càng mịn thì độ lót bên dưới VCLN khi cho xe ZIL-130 di chính xác càng cao, nhưng thời gian tính toán
5. mô hình thì lại rất lâu. Vì thế để mô hình tính quá trình trải tấm lót, trải VCLN và cho xe đi vừa có độ chính xác mà thời gian tính không qua. Các giai đoạn thực hiện được mô tả cụ thể quá lâu ta chia lưới cho mô hình ở mức độ như sau: trung bình (medium) cho mặt phẳng 2D (Hình Giai đoạn ban đầu (Initial Phase): giai 6) và 3D (Hình 7). đoạn này là bắt buộc bài toán nào cũng phải có, mô tả hiện trạng ban đầu của đất nền; Trải tấm lót (TAM LOT): kích hoạt tấm lót đã đươc mô hình ở phần mô hình (Model); Trải VCLN (VCLN): kích hoạt VCLN đã được mô hình; Kích hoạt tải trọng xe đi qua VCLN: trong bài toán này ta cho số lần xe Hình 6. Chia lưới 2D chạy qua VCLN là 5 lần, mỗi lần tương ứng với 21 điểm dừng của xe và được đặt tên theo thứ tự từ 1.1 – 1.21, riêng phase có tên “LAN 1” là mô tả xe đã đi qua VCLN hoàn toàn với 1 lần. Tương tự ta có các phase 2.1, 2.2, , LAN 2, ,5.20, 5.21, LAN 5 mô tả từ lần 2 – lần 5 xe đi qua VCLN. 4.3.1.3 Kết quả tính toán và so sánh với thực Hình 7. Chia lưới 3D nghiệm 4.3.1.2 Trình tự tính toán (Calculation) a. Kết quả tính toán Khi xe di chuyển trên VCLN sẽ tạo thành Tiến hành kiểm tra chuyển vị tại các vị trí một vệt dài có bề rộng bằng bề rộng bánh xe. biên trái (vị trí 1), giữa (vị trí 2) và biên phải Nhưng để bài toán chính xác hơn với thực tế (vị trí 3) của các thanh trong VCLN sau từng thì ta xem tại một thời điểm rất ngắn thì xem lần xe đi qua. xe như đứng yên trên VCLN, tải trọng của xe sẽ truyền lên bánh xe và truyền xuống VCLN trên một đợn vị diện tích – diện tích bánh xe, cứ thế nối tiếp nhau tạo thành đường di chuyển của bánh xe. Thời điểm đặt lực bánh trước lên đầu vệt là thời điểm xe bắt đầu di chuyển và đến khi đặt lực bánh sau lên cuối vệt là kết thúc quá trình di chuyển của xe. Khoảng cách từ Hình 9. Các vị trí cần kiểm tra trên VCLN. thời điểm trước và thời điểm liền ngay sau đó Từ đó ta lập được sơ đồ chuyển vị của bằng chiều dài vệt bánh xe (0,4 m), khoảng VCLN tại các vị trí 1, vị trí 2 và vị trí 3 sau 5 cách vệt bánh trước và vệt bánh sau chính bằng lần xe đi qua như sau: khoảng cách 2 bánh xe thực tế (2,8 m tính đầu bánh sau đến cuối bánh trước). Như vậy để mô tả 1 lần xe đi qua VCLN thì ta có 21 điểm dừng. 2,8 m Hình 8. Khoảng cách vệt bánh trước và vệt bánh sau xe ZIL-130 Hình 10. Biểu đồ chuyển vị của VCLN tại vị trí 1 trong mô hình 1 sau 5 lần xe qua. Tạo các giai đoạn tính (Phase): việc tạo giai đoạn tính là việc mô tả trình tự thực hiện
6. b. So sánh kết quả tính toán với kết quả thực nghiệm Sau khi tính toán và thu thập kết quả từ dữ liệu phần mềm Plaxis, ta tiến hành so sánh với kết quả thực nghiệm [22], kết quả so sánh được trình bày ở bảng sau: Hình 11. Biểu đồ chuyển vị của VCLN tại vị Bảng 6. So sánh kết quả tính toán của mô trí 2 trong mô hình 1 sau 5 lần xe qua. hình 1 với kết quả thực nghiệm. Hình 12. Biểu đồ chuyển vị của VCLN tại vị trí 3 trong mô hình 1 sau 5 lần xe qua. Biểu đồ chuyển tại vị trí có giá trị vị lớn nhất của VCLN sau các lần xe đi qua: Nhận xét: qua các kết quả thu thập được, ta thấy trong mô hình 1 VCLN có chuyển vị lớn nhất là -15,88 cm với sai số so với thực tế là 15,5%. Tuy sai số với thực tế lớn, lớn hơn 10%. Nhưng do vệt chống lầy là kết cấu mang tính chất tạm thời, phục vụ trong thời gian ngắn nên yêu cầu về độ chính xác không quá Hình 13. Biểu đồ chuyển vị tại vị trí có giá trị cao. Vì thế kết quả đó có thể chấp nhận được. lớn nhất của VCLN trong mô hình 1 tại các vị c. Độ lún tích lũy trí 1, vị trí 2 và vị trí 3 sau các lần xe đi qua. Sau các lần xe qua, có sự thay đổi về giá Nhận xét: trị chuyển vị của vệt. Khoảng thay đổi đó là độ Qua các sơ đồ, ta nhận ra rằng từ lần thứ 2 lún tích lũy, giá trị của độ lún tích lũy sau các xe đi qua trở lên thì sơ đồ chuyển vị của vệt lần xe qua được trình bày ở bảng sau: gần như trùng nhau, cho ta thấy đất bắt đầu cố Bảng 7. Độ lún tích lũy sau các lần xe qua kết tốt hơn từ lần 2 xe đi qua. Tại các vị trí khác nhau thì sơ đồ chuyển vị của vệt khác nhau, cho ta thấy vệt bị lún lệch không đồng nhất, vệt lún nghiêng về bên trái- giống với thực tế. Chuyển vị của vệt là không đối xứng (lún nhiều ở phần đầu vệt), vì:  Khi đặt tải trọng xe lên vệt thì đất bị đẩy chặc về phía sau vệt, làm cho đất Nhận xét: độ lún tích lũy giảm dần theo phía sau vệt khó lún hơn. Cứ thế sau số lần xe qua vệt. Độ lún tích lũy lớn nhất là các lần đặt tải liên tiếp về sau vệt thì đất 0,51 cm. bên dưới vệt ở phía sau càng chặc hơn 4.3.2 Mô hình 2: VCLN không có tấm lót và khó lún hơn. trên nền đất bùn sét chịu tải trọng xe  Phần đất phía sau khu vực đặt tải bị đùn IMR2M đi qua lên khỏi cốt ban đầu gây ra chuyển vị dương, nên khi đặt tải lên trên các vị trí Khác với xe ZIL-130 – xe bánh hơi, xe đó thì đất bị lún xuống ít hơn. IMR2M có đặc thù bộ phận di chuyển bằng dải xích nên độ bám với nền đất tốt hơn nhiều, do
7. đó có thể xem xét trường hợp xe IMR2M di chuyển trên đất nền khi chỉ trải VCLN (không sử dụng tấm lót). 4.3.2.1 Trình tự thiết lập mô hình (Model) Trình tự và các thông số tương tự như đối với xe ZIL-130, tuy nhiên trong mô hình này không sử dụng tấm lót và tải trọng tác dụng Hình 15. Biểu đồ chuyển vị của VCLN tại vị của xe IMR2M lên VCLN được phân bố lên trí 1 trong mô hình 2 sau 5 lần xe qua. trên dải xích với bề rộng xích là 0,58 m được đặt giữa VCLN (Hình 14). Hình 16. Biểu đồ chuyển vị của VCLN tại vị trí 2 trong mô hình 2 sau 5 lần xe qua. Hình 14. Mô hình VCLN và lực tải bánh xe IMR2M tác dụng lên nền đất. 4.3.2.2 Trình tự tính toán (Calculation) Khi xe di chuyển trên VCLN sẽ tạo thành một vệt dài có bề rộng bằng bề rộng dải xích 0,58 m. Số điểm dừng để mô tả cho 1 lần xe IMR2M đi qua là 15 điểm dừng. Hình 17. Biểu đồ chuyển vị của VCLN tại vị trí 3 trong mô hình 2 sau 5 lần xe qua. Tạo các giai đoạn tính (Phase): việc tạo giai đoạn tính là việc mô tả trình tự thực hiện Biểu đồ chuyển tại vị trí có giá trị vị lớn quá trình trải VCLN và cho xe đi qua. Các giai nhất của VCLN sau các lần xe đi qua: đoạn thực hiện được mô tả cụ thể như sau: Giai đoạn ban đầu (Initial Phase): giai đoạn này là bắt buộc bài toán nào cũng phải có, mô tả hiện trạng ban đầu của đất nền; Trải VCLN (VCLN): kích hoạt VCLN đã được mô hình; Kích hoạt tải trọng xe đi qua VCLN: trong bài toán này ta cho số lần xe chạy qua VCLN là 5 lần, mỗi lần Hình 18. Biểu đồ chuyển vị tại vị trí có giá trị tương ứng với 16 điểm dừng của xe lớn nhất của VCLN trong mô hình 2 tại các vị và được đặt tên theo thứ tự từ 1.1 – trí 1, vị trí 2 và vị trí 3 sau các lần xe đi qua. 1.15, riêng phase có tên “LAN 1” là mô tả xe đã đi qua VCLN hoàn toàn Nhận xét: với 1 lần. Tương tự ta có các phase Qua các sơ đồ, ta nhận ra rằng sơ đồ của 2.1, 2.2, , LAN 2, ,5.20, 5.15, các lần xe đi qua gần như trùng nhau, chỉ khác LAN 5 mô tả từ lần 2 – lần 5 xe đi qua nhau ở vị trí gần cuối vệt. Từ đó cho ta thấy đất VCLN. có độ cố kết tương đối tốt. 4.3.2.3 Kết quả tính toán và so sánh với thực Tại các vị trí khác nhau thì sơ đồ chuyển nghiệm vị của vệt khác nhau, cho ta thấy vệt bị lún lệch a. Kết quả tính toán không đồng nhất, vệt lún nghiêng về bên phải –giống với thực tế. Sơ đồ chuyển vị của VCLN tại vị trí 1, vị trí 2 và vị trí 3 sau năm lần xe đi qua như sau: Vệt lún không đối xứng (như mô hình 1).
8. b. So sánh kết quả tính toán với kết quả 4.3.3.2 Kết quả tính toán và so sánh với thực thực nghiệm nghiệm Kết quả so sánh chuyển vị của VCLN a. Kết quả tính toán tính bằng phần mềm plaxis với kết quả thực Sơ đồ chuyển vị của VCLN tại các vị trí 1, nghiệm [22] được trình bày ở bảng sau: vị trí 2 và vị trí 3 sau năm lần xe đi qua như Bảng 8. So sánh kết quả tính toán của mô sau: hình 2 với kết quả thực nghiệm. Hình 19. Biểu đồ chuyển vị của VCLN tại vị trí 1 trong mô hình 3 sau 5 lần xe qua. Nhận xét: Trong mô hình 2 VCLN có chuyển vị lớn nhất là -12 cm với sai số so với thực tế là 13,7%, kết quả này chấp nhận được. c. Độ lún tích lũy Giá trị của độ lún tích lũy sau các lần xe Hình 20. Biểu đồ chuyển vị của VCLN tại vị qua được trình bày ở bảng sau: trí 2 trong mô hình 3 sau 5 lần xe qua. Bảng 9. Độ lún tích lũy sau các lần xe qua Hình 21. Biểu đồ chuyển vị của VCLN tại vị trí 3 trong mô hình 3 sau 5 lần xe qua. Biểu đồ chuyển tại vị trí có giá trị vị lớn nhất của VCLN sau các lần xe đi qua: Nhận xét: độ lún tích lũy giảm dần theo số lần xe qua vệt. Độ lún tích lũy lớn nhất là 0,2 cm. 4.3.3 Mô hình 3: VCLN có tấm lót trên nền đất bùn sét chịu tải trọng xe IMR2M đi qua 4.3.3.1 Trình tự thiết lập mô hình (Model) Hình 22. Biểu đồ chuyển vị tại vị trí có giá trị và trình tự tính toán (Calculation) lớn nhất của VCLN trong mô hình 3 tại các vị trí 1, vị trí 2 và vị trí 3 sau các lần xe đi qua. Tương tự ở mô hình 3 như với trình tự ở mô hình 2. Tuy nhiên ở mô hình này không mô Nhận xét: phỏng sự làm việc của tấm lót, cũng như tính Qua các sơ đồ, ta nhận ra rằng sơ đồ toán sự làm việc của tấm lót. của các lần xe đi qua gần như trùng nhau, chỉ khác nhau ở vị trí gần cuối vệt, tương tự như với mô hình 2. Tại các vị trí khác nhau thì sơ đồ
9. chuyển vị của vệt khác nhau, cho ta thấy Nhận xét: độ lún tích lũy giảm dần theo vệt bị lún lệch không đồng nhất, vệt lún số lần xe qua vệt. Độ lún tích lũy lớn nhất là nghiêng về bên phải-giống với thực tế. 0,16 cm nhỏ hơn với mô hình 2 (0,2 cm). Vệt lún không đối xứng. 4.4 Nhận xét chung b. So sánh kết quả tính toán với kết quả Nhìn chung sai số giữa kết quả tính toán thực nghiệm bằng phần mềm plaxis với thực nghiệm của các mô hình đều nhỏ hơn hoặc bằng 15%, đạt Kết quả so sánh chuyển vị của VCLN yêu cầu. tính bằng phần mềm plaxis với kết quả thực nghiệm [22] được trình bày ở bảng sau: Hình dạng chuyển vị của VCLN gần giống với thực nghiệm. Bảng 10. So sánh kết quả tính toán của mô hình 3 với kết quả thực nghiệm. Mô hình 1: có chuyện vị lớn nhất -15,88 cm, lớn hơn so với 2 mô hình còn lại tại vì áp lực xe (ZIL-130) tác dụng lên nền lớn PZil-130 = 588,81 kN/m2, trong khi đó áp lực của xe 2 IMR2M lên nền chỉ là PIMR2M = 83,40 kN/m . Mô hình 2 chuyển vị nhiều hơn mô hình 3: vì ở mô hình 3 có sự tham gia làm việc của tấm lót, giúp cho chuyển vị giảm từ -12 cm (mô hình 2) xuống còn -10,59 cm tương ứng giảm 6,24%. Cụ thể được miêu tả ở biểu đồ: Nhận xét: trong mô hình 3 VCLN có chuyển vị lớn nhất là -10,59 cm với sai số so với thực tế là 14,2%, chấp nhận được. Ngoài ra chuyển vị của VCLN ở mô hình 3 ít hơn so với mô hình 2 là 1,41 cm, vì ở mô hình 3 có thêm phần tử tấm lót. Hình 25. Biểu đồ chuyển vị tại vị trí có giá trị Hình 23. Biểu đồ chuyển vị lớn nhất khi có tuyệt đối lớn nhất của 3 mô hình sau 5 lần xe và không có tấm lót (mô hình 2 và 3). đi qua. c. Độ lún tích lũy Sau 5 lần xe đi qua, ta thấy VCLN lún nhiều nhất chỉ 15,88 cm nhỏ hơn nhiều so với Giá trị của độ lún tích lũy sau các lần xe khoảng sáng gầm xe ZIL-130 (khoảng sáng qua được trình bày ở bảng sau: gầm 27 cm) và xe IMR2M (khoảng sáng gầm Bảng 11. Độ lún tích lũy sau các lần xe qua 40 cm). Độ lún tích lũy lớn nhất của các mô hình là 0,51 cm, vì vậy ta dự đoán được số lần xe đi qua vệt VCLN trên đất bùn sét như sau:  Xe ZIL-130: khoảng 25 lần xe qua thì đất chạm gầm.  Xe IMR2M: khoảng 50 lần xe qua thì đất chạm gầm.  Tuy nhiên do điều kiện thực tế không lý tưởng như trong tính toán nên ta đề xuất số lần xe đi qua tối đa với xe bánh ZIL-130 là 18 lần và xe IMR2M là 28
10. lần (tương ứng giảm 0,7 lần so với tính chịu tải trọng xe cơ giới trên nền đất yếu toán). (VCLN) mang tính khả thi, có thể áp dụng thêm cho nhiều loại đất yếu khác. 5. KẾT LUẬN LỜI CẢM ƠN Việc dự đoán số lần xe qua vệt chống lầy VCLN trên nền đất yếu là cần thiết ngoài thực Để hoàn thành nghiên cứu này, ngoài sự tế, từ đó có thể biết được số lần xe qua tối đa cố gắng của bản thân, thì sự giúp đỡ nhiệt tình để cơ động trong việc điều chỉnh số lượng hoặc và truyền đạt cho tôi những kiến thức vô cùng số lượt xe vào khu vực tác chiến. quý báo trong quá trình nghiên cứu của thầy TS. Nguyễn Sỹ Hùng và thầy Ths. Lê Phương Sự tham gia làm việc của tấm lót là cần là hết sức to lớn. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thiết cho các trường hợp cần tăng số lần xe đi qua (giảm chuyển vị sau các lần xe qua so với thành nhất đến quý thầy. Đồng thời tôi xin cảm ơn Thượng tá Nguyễn Viết Quang-Phụ trách không sử dụng tấm lót) hoặc xe có độ bám với phòng vượt sông, viện kỹ thuật Công binh của nền không tốt, tấm lót sẽ làm giảm đất trồi qua các khe hở để tăng độ ma sát bánh xe với nền. Bộ quốc phòng đã cung cấp kịp thời và đầy đủ các số liệu liên quan để tôi có thể hoàn thành Việc sử dụng phần mềm Plaxis để tính tốt nghiên cứu này. toán cho hệ thanh nhôm liên kết bằng cáp vải
11. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] K. Terzaghi. Theoretical Soil Mechanics. Join Wiley & Sons, Inc. 1943. [2] M.F. Randolph (1981). The Respone of Flexible Piles to Lateral Loading. Geotechnique 31, No. 2, 247-259. [3] Я. Емелевский. Литье цветных металов. М., Высш. Школа, 1977. 540 с. [4] Ю.Н Логинов., С.П Буркин. Технология прессования и листовой прокатки специальных сплавов в решениях задач. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ- УПИ, 2004. 118 с. [5] T. Sheppard. Extrusion of aluminium alloys. Kluwer Academic Publishers. 1999. 420. [6] В. Н. Щерба. Прессование алюминиевых сплавов. М.: Интермет инжинеринг. 2001, 768 с. [7] Б.А. Колачев Р.М. Габидуллин Ю.В. Пигузов. Технология термическая обработки цветных металлов и сплвов. М., Металлургия. 1980. 280с. [8] Phan Dũng. Các cách tính toán giá trị hệ số tỷ lệ của hệ số nền đối với đất sét yếu. Tạp chí Khoa học Công nghệ Giao thông vận tải, số. 7/2009. Trường Đại học Giao thông vận tải Tp. Hồ Chí Minh. [9] Phan Dũng. Cách vận dụng TCVN 205:1998 để dự báo sức chịu tải giới hạn của cọc chịu lực dọc trục đóng thẳng đứng qua lớp sét yếu dày trên mặt. Tạp chí Biển & bờ, số 11+12/2009, Hội cảng – Đường thủy – Thềm lục địa Việt Nam. [10] Trần văn Phác. Báo cáo kết quả nghiên cứu khoa học, đề tài ’ Nghiên cứu, thiết kế, chế thử mẫu vệt chống lầy bến vượt’. Hà Nội, 2005. [11] TCVN 10304 : 2014. Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc. [12] Sổ tay tính năng xe quân sự (1993), Viện Kỹ thuật ôtô – Tổng cục kỹ thuật – Bộ quốc phòng – Hà Nội. [13] Sổ tay kỹ thuật xe máy công binh (2011), Cục Kỹ thuật – Bộ Tư lệnh Công binh. [14] Tiêu chuẩn ngành 22TCN 18-79: Quy trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn, Bộ Giao thông Vận tải. [15] Vũ Mạnh Hùng. Sổ tay thực hành kết cấu công trình. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, 1999. [16] Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Vượng. Sức bền vật liệu (tập 1, 2). Nhà xuất bản Giáo dục Hà Nội, 2007. [17] Châu Ngọc Ẩn. Giáo trình Nền Móng, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2002. [18] Ngô Tấn Dược. Thí nghiệm cơ học đất. Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội, 2015. [19] Nguyễn Trâm. Phương pháp phần tử hữu hạn và các ứng dụng trong tính toán kỹ thuật. Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội, 2013. [20] Đỗ Văn Đệ. Phần mềm Plaxis 3D Foundation ứng dụng vào tính toán móng và
12. công trình ngầm. Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội, 2012. [21] Nguyễn Huy Côn. Từ điển bách khoa xây dựng. Nhà xuất bản Xây dựng Hà Nội, 2010 [22] Nguyễn Viết Quang, Nguyễn Sỹ Hùng. Nghiên cứu và chế tạo hệ kết cấu thanh và thanh nối dây chịu tải trọng xe quân sự trên nền đất yếu. Hà Nội 2015. [23] Viện kỹ thuật Công binh. Hồ sơ địa chất bến bãi khu vực miền Bắc năm 2014. [24] Một số đặc tính xe ZIL-130: [25] Lý thuyết mô hình đất nền [26] Thông số của cáp vải [27] Thông số của vải địa kỹ thuật TS65 Thông tin liên hệ tác giả chính (người chịu trách nhiệm bài viết): Họ tên: PHAN NHẬT QUANG Đơn vị: trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM Điện thoại: 0942242335 Email: nhatquang120790@gmail.com XÁC NHẬN CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
13. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2017-2018 của Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.