Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm ứng xử của kết cấu chịu tải trọng động đất có xét đến tương tác với đất nền
Email:
quanhv_ph@utc.edu.vn
Từ khóa:
Tương tác đất nền-kết cấu, thí nghiệm bàn rung, động đất, phần tử vĩ mô.
Tóm tắt
Tương tác đất nền-kết cấu là hiện tượng hết sức phức tạp, các kết quả nghiên cứu vẫn còn hạn chế về nội dung và số lượng. Trong bài báo này, một mô hình thí nghiệm tương tác đất nền-móng-kết cấu phần trên được thực hiện trên bàn rung sẽ được giới thiệu. Hệ thí nghiệm sẽ được mô phỏng để phân tích lý thuyết. Trong phân tích lý thuyết, tương tác phi tuyến giữa đất nền và móng được mô hình bằng một phần tử vĩ mô ba bậc tự do do tác giả đề xuất, kết cấu phần trên là hệ một bậc tự do. Kết quả phân tích lý thuyết ứng xử của kết cấu phần trên dưới dạng gia tốc và chuyển vị theo phương ngang sẽ được so sánh với kết quả thí nghiệm tương ứng. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm còn góp phần bổ sung vào nguồn dữ liệu nghiên cứu tương tác đất nền-kết cấu.Tài liệu tham khảo
[1]. Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ TCVN 11823:2017.
[2]. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05.
[3]. Tiêu chuẩn thiết kế cầu AASHTO LRFD-Hoa Kỳ.
[4]. Tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất TCVN 9386:2012.
[5]. Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu chịu động đất EN 1998 Eurocode 8-Châu Âu.
[6]. C. T. Chatzigogos, A. Pecker, J. Salencon, Macroelement modeling of shallow foundations, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 29 (2009) 765-781. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2008.08.009
[7]. R. Nova, L. Montrasio, Settlements of shallow foundations on sand, Geotechnique, 41 (1991) 243-256. https://doi.org/10.1680/geot.1991.41.2.243
[8]. C. Cremer, A. Pecker, L. Davenne, Cyclic macro-element for soil-structure interaction: material and geometrical non-linearities, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 25 (2001) 1257-1284. https://doi.org/10.1002/nag.175
[9]. C. Cremer, A. Pecker, L. Davenne, Modelling of nonlinear dynamic behavior of a shallow strip foundation with macro-element, Journal of Earthquake Engineering, 6 (2002) 175-211. https://doi.org/10.1080/13632460209350414
[10]. S. Grange, P. Kotronis, J. Mazars, A macro-element to simulate 3D soil–structure interaction considering plasticity and uplift, International Journal of Solids and Structures, 46 (2009) 3651-3663. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2009.06.015
[11]. R. Paolucci, Simplified evaluation of earthquake-induced permanent displacements of shallow foundations, Journal of Earthquake Engineering, 1 (1997) 563-579. https://doi.org/10.1080/13632469708962378
[12]. R. Paolucci, M. Shirato, M. Tolga Yilmaz, Seismic behavior of shallow foundations: Shaking table experiments vs numerical modelling, Earthquake engineering and structural dynamics, 37 (2008) 577-595. https://doi.org/10.1002/eqe.773
[13]. R. Figini, R. Paolucci, C. T. Chatzigogos, A macro‐element model for non‐linear soil–shallow foundation–structure interaction under seismic loads: theoretical development and experimental validation on large scale tests, Earthquake engineering and structural dynamics, 41 (2012) 475-493. https://doi.org/10.1002/eqe.1140
[14]. Đào Văn Hưng, Phùng Văn Ngọc, Phạm Thanh Tâm, Nghiên cứu tính toán trạng thái ứng suất trong hệ bản cọc làm việc đồng thời, Tạp chí khoa học và công nghệ thủy lợi, 38 (2017) 1-8.
[15]. Lê Văn Tuân, Zheng Yong-Lai, Thí nghiệm bàn rung nghiên cứu ứng xử của công trình ngầm dưới tác dụng của động đất, Kết cấu - Công nghệ xây dựng, 1 (2016) 15-24.
[16]. Vũ Minh Ngọc, Phạm Văn Thuyết, Xác định độ cứng lò xo cọc khi thiết kế hệ móng cọc đài thấp theo mô hình nền Winkler, Tạp chí khoa học và công nghệ lâm nghiệp, 4 (2019) 134-143.
[17]. Trần Thu Hằng và các cộng sự, Xây dựng mô hình để nghiên cứu ảnh hưởng của động đất đến công trình ngầm bằng thí nghiệm bàn rung, Tạp chí cầu đường, 8 (2019) 25-32.
[18]. M. Maugeri et al., Shaking table test of failure of a shallow foundation subjected to an eccentric load, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 20 (2000) 435-444. https://doi.org/10.1016/S0267-7261(00)00091-9
[19]. I. Anastasopoulos et al., Shaking table testing of rocking-isolated bridge pier on sand, Journal of Earthquake Engineering, 17 (2013) 1-32. https://doi.org/10.1080/13632469.2012.705225
[20]. I. Anastasopoulos, T. Kontoroupi, Simplified approximate method for analysis of rocking systems accounting for soil inelasticity and foundation uplifting, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 56 (2014) 28-43. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2013.10.001
[21]. T. A. Won, K. V. Sai, Modeling the stress versus settlement behavior of shallow foundations in unsaturated cohesive soils extending the modified total stress approach, Soils and Foundations, 58 (2018) 382-397. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2018.02.008
[22]. S. Liu, Z. Yao, Y. Shang, Ultimate bearing capacity of circular shallow foundations in frozen clay, Journal of Vibroengineering, 21 (2019) 1030-1044. https://doi.org/10.21595/jve.2019.20476
[23]. Nguyễn Trung Kiên, Huỳnh Văn Quân và Nguyễn Thành Tâm, Xây dựng mô hình thực nghiệm nghiên cứu tương tác đất nền-kết cấu dưới tải trọng động đất, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, 71 (2020) 678-689. https://doi.org/10.25073/tcsj.71.6.4
[24]. V. Q. Huynh, X. H. Nguyen, T. K. Nguyen, A macro-element for modeling the non-linear interaction of soil-shallow foundation under seismic loading, Civil Engineering Journal, 6 (2020) 714-723. http://dx.doi.org/10.28991/cej-2020-03091503
[25]. K. Terzaghi, Theoretical Soil Mechanics, first ed., Wiley, New York, 1943.
[26]. G. Gazetas, Foundation Vibrations in Foundation Engineering Handbook, second ed., Springer, Boston, MA, (2013), pp. 553-593. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-3928-5_15
[2]. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05.
[3]. Tiêu chuẩn thiết kế cầu AASHTO LRFD-Hoa Kỳ.
[4]. Tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất TCVN 9386:2012.
[5]. Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu chịu động đất EN 1998 Eurocode 8-Châu Âu.
[6]. C. T. Chatzigogos, A. Pecker, J. Salencon, Macroelement modeling of shallow foundations, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 29 (2009) 765-781. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2008.08.009
[7]. R. Nova, L. Montrasio, Settlements of shallow foundations on sand, Geotechnique, 41 (1991) 243-256. https://doi.org/10.1680/geot.1991.41.2.243
[8]. C. Cremer, A. Pecker, L. Davenne, Cyclic macro-element for soil-structure interaction: material and geometrical non-linearities, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 25 (2001) 1257-1284. https://doi.org/10.1002/nag.175
[9]. C. Cremer, A. Pecker, L. Davenne, Modelling of nonlinear dynamic behavior of a shallow strip foundation with macro-element, Journal of Earthquake Engineering, 6 (2002) 175-211. https://doi.org/10.1080/13632460209350414
[10]. S. Grange, P. Kotronis, J. Mazars, A macro-element to simulate 3D soil–structure interaction considering plasticity and uplift, International Journal of Solids and Structures, 46 (2009) 3651-3663. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2009.06.015
[11]. R. Paolucci, Simplified evaluation of earthquake-induced permanent displacements of shallow foundations, Journal of Earthquake Engineering, 1 (1997) 563-579. https://doi.org/10.1080/13632469708962378
[12]. R. Paolucci, M. Shirato, M. Tolga Yilmaz, Seismic behavior of shallow foundations: Shaking table experiments vs numerical modelling, Earthquake engineering and structural dynamics, 37 (2008) 577-595. https://doi.org/10.1002/eqe.773
[13]. R. Figini, R. Paolucci, C. T. Chatzigogos, A macro‐element model for non‐linear soil–shallow foundation–structure interaction under seismic loads: theoretical development and experimental validation on large scale tests, Earthquake engineering and structural dynamics, 41 (2012) 475-493. https://doi.org/10.1002/eqe.1140
[14]. Đào Văn Hưng, Phùng Văn Ngọc, Phạm Thanh Tâm, Nghiên cứu tính toán trạng thái ứng suất trong hệ bản cọc làm việc đồng thời, Tạp chí khoa học và công nghệ thủy lợi, 38 (2017) 1-8.
[15]. Lê Văn Tuân, Zheng Yong-Lai, Thí nghiệm bàn rung nghiên cứu ứng xử của công trình ngầm dưới tác dụng của động đất, Kết cấu - Công nghệ xây dựng, 1 (2016) 15-24.
[16]. Vũ Minh Ngọc, Phạm Văn Thuyết, Xác định độ cứng lò xo cọc khi thiết kế hệ móng cọc đài thấp theo mô hình nền Winkler, Tạp chí khoa học và công nghệ lâm nghiệp, 4 (2019) 134-143.
[17]. Trần Thu Hằng và các cộng sự, Xây dựng mô hình để nghiên cứu ảnh hưởng của động đất đến công trình ngầm bằng thí nghiệm bàn rung, Tạp chí cầu đường, 8 (2019) 25-32.
[18]. M. Maugeri et al., Shaking table test of failure of a shallow foundation subjected to an eccentric load, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 20 (2000) 435-444. https://doi.org/10.1016/S0267-7261(00)00091-9
[19]. I. Anastasopoulos et al., Shaking table testing of rocking-isolated bridge pier on sand, Journal of Earthquake Engineering, 17 (2013) 1-32. https://doi.org/10.1080/13632469.2012.705225
[20]. I. Anastasopoulos, T. Kontoroupi, Simplified approximate method for analysis of rocking systems accounting for soil inelasticity and foundation uplifting, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 56 (2014) 28-43. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2013.10.001
[21]. T. A. Won, K. V. Sai, Modeling the stress versus settlement behavior of shallow foundations in unsaturated cohesive soils extending the modified total stress approach, Soils and Foundations, 58 (2018) 382-397. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2018.02.008
[22]. S. Liu, Z. Yao, Y. Shang, Ultimate bearing capacity of circular shallow foundations in frozen clay, Journal of Vibroengineering, 21 (2019) 1030-1044. https://doi.org/10.21595/jve.2019.20476
[23]. Nguyễn Trung Kiên, Huỳnh Văn Quân và Nguyễn Thành Tâm, Xây dựng mô hình thực nghiệm nghiên cứu tương tác đất nền-kết cấu dưới tải trọng động đất, Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, 71 (2020) 678-689. https://doi.org/10.25073/tcsj.71.6.4
[24]. V. Q. Huynh, X. H. Nguyen, T. K. Nguyen, A macro-element for modeling the non-linear interaction of soil-shallow foundation under seismic loading, Civil Engineering Journal, 6 (2020) 714-723. http://dx.doi.org/10.28991/cej-2020-03091503
[25]. K. Terzaghi, Theoretical Soil Mechanics, first ed., Wiley, New York, 1943.
[26]. G. Gazetas, Foundation Vibrations in Foundation Engineering Handbook, second ed., Springer, Boston, MA, (2013), pp. 553-593. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-3928-5_15
Tải xuống
Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
17/08/2020
Nhận bài sửa
18/10/2020
Chấp nhận đăng
02/11/2020
Xuất bản
28/12/2020
Chuyên mục
Công trình khoa học
Kiểu trích dẫn
Huỳnh Văn, Q., & Trần Thu, H. (1609088400). Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm ứng xử của kết cấu chịu tải trọng động đất có xét đến tương tác với đất nền. Tạp Chí Khoa Học Giao Thông Vận Tải, 71(9), 1016-1026. https://doi.org/10.47869/tcsj.71.9.1
Số lần xem tóm tắt
220
Số lần xem bài báo
262
