Phân tích ngược hiệu chỉnh thông số độ cứng nền đất yếu bằng mô hình Hardening Soil cho bài toán hố đào sâu tại Thành phố Hồ Chí Minh
DOI:
https://doi.org/10.46223/HCMCOUJS.tech.vi.21.1.4510.2026Tóm tắt
Tại Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), nhu cầu phát triển hạ tầng ngầm trong điều kiện nền đất yếu ngày càng tăng, đặc biệt ở các khu vực như Quận 2, Quận 7 và huyện Nhà Bè. Một trong những thách thức kỹ thuật lớn trong thiết kế hố đào sâu là dự báo chính xác chuyển vị ngang của tường vây. Trong khi mô hình Mohr-Coulomb (MC) còn nhiều hạn chế khi áp dụng cho đất bùn sét yếu, mô hình Hardening Soil (HS) đã chứng minh tính hiệu quả nhờ khả năng mô phỏng phi tuyến và phụ thuộc ứng suất. Tuy nhiên, việc xác định các thông số đầu vào, đặc biệt là môđun đàn hồi tham chiếu E50ref vẫn còn nhiều bất định. Nghiên cứu này thực hiện phân tích ngược trên phần mềm Plaxis 2D với giả thiết không thoát nước loại B (Undrained B), nhằm hiệu chỉnh tương quan thực nghiệm giữa môđun đàn hồi tham chiếu E50ref và sức kháng cắt không thoát nước Su cho lớp bùn sét yếu đặc trưng tại TP.HCM. Công trình nghiên cứu là dự án Trường Đại học Văn Lang - Giai đoạn 4, với số liệu quan trắc chuyển vị từ 14 vị trí bằng Inclinometer. Kết quả nghiên cứu đề xuất công thức tương quan E50ref = 500×Su, góp phần nâng cao độ chính xác mô phỏng và tối ưu thiết kế công trình ngầm trong điều kiện địa chất phức tạp.
Lượt tải
Tài liệu tham khảo
Becker, P., Gebreselassie B., & Kempfert, H.-G. (2008). Back analysis of a deep excavation in soft lacustrine clays. https://www.kup-geotechnik.com/media/2008b_becker_ gebreselassie_kempfert_-_back_analysis_of_deep_excav.pdf
Bentley Systems. (2022). PLAXIS 2D Reference manual (version 2022). https://bentleysystems.servicenow.com/community?id=kb_article&sysparm_article=KB0108423
Benz, T. (2007). Small-strain stiffness of soils and its numerical consequences [Doctoral dissertation, University of Stuttgart]. https://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/2578
Bosch, D. R., & Sotelo, R. R. (2015). Determination of stratigraphy-Soil types-Using cone penetration test in sedimentary deposits in north-east of Argentina. Journal of Geoscience and Environment Protection, 3(6), 134-139. https://doi.org/10.4236/gep.2015.36019
Bowles, J. E. (1996). Foundation analysis and design (5th ed.). McGraw-Hill.
Budhu, M. (2011). Soil mechanics and foundations (3rd ed.). John Wiley & Sons.
Công ty Cổ phần Đầu tư Xây dựng Newtecons. (2022). Hồ sơ thiết kế biện pháp thi công dự án Đầu tư xây dựng công trình Trường Đại học Văn Lang - Giai đoạn 4 [Design of construction methods for the Van Lang Unisersity - Phase 4].
Do, T. M., & Nguyen, N. T. (2013). Đặc điểm sức kháng cát của đất loại sét yếu amQ22-3 phân bố ở các tỉnh ven biển đồng bằng Sông Cửu Long [Undrained shear strenght of soft clayey soil amQ22-3 distributing on coastal provinces of Mekong delta]. Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, 42(4), 36-43.
Head, K. H. (1998). Manual of soil laboratory testing - Volume 3: Effective stress tests (2nd ed.). John Wiley & Sons.
Kieu, C. L. T., Phan, H. T. S., & Le, S. M. (2017). Xác định các thông số đặc trưng theo mô hình SHANSEP của đất bùn sét ở TP.HCM [Evaluation of SHANSEP parameters for soft clay in HCM City]. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, 20(K9), 31-37.
Konyushkov, V., Penkov, D., & Fedorenko, E. (2023). Initial data for hardening soil model. E3S Web of Conferences, 371(2023), Article 02019. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202337102019
Lai, Q. V., Huynh, T. Q., Tra, T. H., & Tran, T. D. (2021). Phân tích ứng xử hố đào sâu trong nền sét bão hòa nước bằng phương pháp FEM [Finite Element Method (FEM) for Analing behavior of a deep excavation in soft clay]. Tạp chí Địa Kỹ Thuật, (2), 4-11.
Le, V. B., & Nguyen, T. T. (2022). Phân tích ứng xử của tường vây trong tầng cát dày ở Thành phố Hồ Chí Minh [Study on the behaviours of diaphragm wall on thick sandy soils in Ho Chi Minh city]. Tạp chí Địa Kỹ Thuật, (2), 3-14.
Lim, A., Ou, C.-Y., & Hsieh, P.-G. (2010). Evaluation of clay constitutive models for analysis of deep excavation under undrained conditions. Journal of GeoEngineering, 5(1), 1-19.
Ngo, T. D., Vo, P., & Tran, T. T. (2018). Xác định mô-đun biến dạng dỡ tải và tham số (m) của đất yếu TP.HCM trong mô hình Hardening Soil [Determination of unloading-reloading modulus and exponent parameters (m) for hardening soil model of soft soil in Ho Chi Minh City]. Tạp chí Khoa học & Công nghệ Thủy lợi, (49), 1-11.
Nguyen, H. V., & Nikiforova, N. (2018). The choice of soil models in the design of deep excavation in soft soils of Viet Nam. MATEC Web of Conferences, 251(2018), Article 04033. https://doi.org/10.1051/matecconf/201825104033
Nguyen, H. V., Nguyen, D. T., Dang, L. B., & Nguyen, P. B. (2024). Nghiên cứu ổn định tường vây hố móng công trình Khu căn hộ Asiana, Quận Liên Chiểu, Tp Đà Nẵng [Research on stability of foundation pit diaphragm wall of Asiana Apartment Complex, Lien Chieu District, Da Nang City]. Kỷ yếu Hội thảo khoa học quốc gia ACEAT 2024 - Tiểu ban 01. Xây dựng, địa kỹ thuật xây dựng và vật liệu xây dựng mới, 39-46.
Nguyen, N. T., Nguyen, U. V. H., & Chaiyaput, S. (2025). Soil parameters at critical state for Ho Chi Minh clay. Geotechnical and Geological Engineering, 43(1), 37-56. https://doi.org/10.1007/s10706-024-03028-4
Nguyen, S. T., & Nguyen, V. B. (2016). Phân tích ngược nghiên cứu thông số biến dạng của nền đất trong bài toán hố đào sâu [Back-analysis study on deformation parameters of soil foundation in deep excavation problems]. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, 10(2), 120-127.
Nguyen, T. N., & Pham, Q. D. (2022). Mô hình 2D trong tính toán ổn định hố đào sâu cho dự án 6 tầng hầm tại trung tâm Hà Nội [2D numerical modelling for stabilizing deep excavation of 6-basement construction in the central area of Hanoi]. Tạp chí Khoa học Kiến trúc - Xây Dựng, (45), 19-24.
Nguyen, T. N., & Thinh, T. V. (2023). Ứng dụng mô hình nền Hardening Soil và Mohr Coulomb trong Plaxis 3D mô phỏng tính toán chuyển vị tường vây [Application of plaxis 3d with the hardening soil and mohr coulomb model in simulation of diaphragm wall deflection]. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, (2), 56-63. https://doi.org/10.59382/j-ibst.2023.vi.vol2-6
Papadopoulos, A. K. (1992). Stress-strain and stiffness characteristics of lacustrine clays. In Proceedings of the international symposium on soft ground engineering (vol.1, pp. 201-209).
Shanz, T., Vermeer, P. A., Bonnier, P. G., & Brinkgreve, R. B. J. (1999). Hardening-soil model: Formulation and verification. In Beyond 2000 in computational geotechnics (pp. 281-290).
Skempton, A. W., & Bjerrum, L. (1957) A contribution to the settlement analysis of foundations on clay. Reprinted from Geotechnique, 7(4), 168-178.
Surarak, C., Likitlersuang, S., Wanatowski, D., Balasubramaniam, A., Oh, E., & Guan, H. (2012). Stiffness and strength parameters for Hardening Soil model of soft and stiff Bangkok clays. Soils and Foundations, 52(4), 682-697. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2012.07.009
Sze, J. W. C., & Yau, J. C. Y. (2011). Correlation between secant stiffness and undrained shear strength for soft marine clays in Hong Kong. In Deformation characteristics of geomaterials (pp. 395-402). IOS Press.
Tan, Y. C., & Chow, C. M. (2012). Design of retaining wall and support systems for deep basement construction - A Malaysian experience. G&P Geotechnics Sdn Bhd.
Teparaksa, W. (2013). Stiffness and strength correlation for Hardening-Soil modelling of Bangkok soft clays. SEAGS.
Tran, H. T., & Tran, D. T. (2019). Nghiên cứu thông số độ cứng đất nền trong mô hình hardening soil cho bài toán mô phỏng chuyển vị tường vây hố đào [Study of soil stiffness parameter in hardening soil model for diaphragm wall deflection simulation]. Tạp chí Xây Dựng, (6), 138-142.
Tran, N. H., & Tran, D. T. (2018). Phân tích lựa chọn thông số độ cứng đất nền cho bài toán mô phỏng chuyển vị tường vây hố đào công trình khu vực Quận 1 - Tp. Hồ Chí Minh [Evaluation of soil stiffness parameter in diaphragm wall deflection simulation project in District 1 - Ho Chi Minh City]. Tạp chí Xây Dựng, (5), 118-122.
Tran, T. H. (2021). Phân tích ngược các hố đào sâu [Back analysis on deep excavation]. Tạp chí Địa Kỹ Thuật, (9), 113-117.
Zhao, C., Chen, L., Ni, P., Xia, W., & Wang, B. (2024). A modified back analysis method for deep excavation with multi-objective optimization procedure. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 16(4), 1373-1387. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2023. 05.007
