Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu rung động và biện pháp giảm rung động trong nền do khai thác hệ thống tàu điện ngầm

BỘ QUỐC PHÒNG<br /> HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ<br /> --------------<br /> <br /> NGUYỄN QUANG DŨNG<br /> <br /> NGHIÊN CỨU RUNG ĐỘNG VÀ BIỆN PHÁP<br /> GIẢM RUNG ĐỘNG TRONG NỀN DO KHAI THÁC<br /> HỆ THỐNG TÀU ĐIỆN NGẦM<br /> <br /> Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình đặc biệt<br /> Mã số:<br /> <br /> 62 58 02 06<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT<br /> <br /> Hà Nội – 2013<br /> <br /> CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI<br /> HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ - BỘ QUỐC PHÕNG<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học:<br /> GS.TS Vũ Đình Lợi<br /> <br /> Phản biện 1: GS.TS Nguyễn Mạnh Yên<br /> Đại học Xây dựng Hà Nội<br /> Phản biện 2: GS.TSKH Nguyễn Văn Quảng<br /> Đại học Kiến Trúc Hà Nội<br /> Phản biện 3: GS.TSKH Nguyễn Đông Anh<br /> Viện Cơ học<br /> <br /> Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện<br /> theo quyết định số ………./……….., ngày ….. tháng ….. năm 2013<br /> của Giám đốc Học viện Kỹ thuật Quân sự, họp tại: Học viện Kỹ thuật<br /> Quân sự vào hồi: ……..giờ…….. ngày…..tháng….. năm 2013.<br /> Có thể tìm hiểu luận án tại:<br /> - Thư viện Học viện Kỹ thuật Quân sự<br /> - Thư viện Quốc gia<br /> <br /> DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ<br /> 1. Nguyễn Quang Dũng, Vũ Đình Lợi (2010), Đánh giá ảnh hưởng<br /> rung dối với môi trường do khai thác tàu điện ngầm Hà Nội, Tạp<br /> chí Khoa học và Kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân sự, số 136/082010.<br /> 2. Nguyễn Quang Dũng, Vũ Đình Lợi (2013), Dự báo rung động nền<br /> do khai thác các tuyến metro Thành phố Hồ Chí Minh, Tạp chí<br /> Giao thông Vận tải, số tháng 04/2013.<br /> 3. Nguyễn Quang Dũng (2013), Ứng dụng phương pháp phổ biên độ<br /> Fourier xác định tần số dao động riêng của nền đất, Tạp chí Khoa<br /> học và Kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân sự, chuyên san tuyển<br /> tập công trình Hội nghị khoa học các nhà nghiên cứu trẻ, số<br /> 154/04-2013.<br /> 4. Nguyễn Quang Dũng, Phan Thành Trung (2013), Mô phỏng tải<br /> trọng động đoàn tàu di chuyển trong đường hầm để phân tích bài<br /> toán động của metro theo mô hình bài toán phẳng, Tạp chí Khoa<br /> học và Kỹ thuật, Học viện Kỹ thuật Quân sự, số 155/06-2013.<br /> 5. Nguyễn Quang Dũng (2013), Sử dụng đệm đàn hồi giảm rung<br /> động cho nền khi khai thác hệ thống Metro, Tạp chí Giao thông<br /> Vận tải, số tháng 07/2013.<br /> <br /> 1<br /> MỞ ĐẦU<br /> Tính cấp thiết của đề tài<br /> Giao thông ngầm là một hình thức giao thông tiên tiến, sử dụng<br /> hợp lý không gian ngầm, cho phép giải quyết nhiều vấn đề của các đô<br /> thị lớn trên thế giới. Ở Việt Nam, đặc biệt là Hà Nội và TpHCM đã<br /> tiến hành khởi động các dự án đường sắt đô thị. Khi đưa vào khai<br /> thác hệ thống này sẽ phát sinh rung động gây khó chịu cho dân cư<br /> sinh sống hai bên tuyến và có thể gây phá hoại kết cấu của công trình<br /> xây dựng nếu xảy ra cộng hưởng.<br /> Hiện nay ở nước ta chưa có các nghiên cứu về dự báo rung động<br /> và biện pháp giảm rung động trong nền đất khi khai thác hệ thống<br /> metro trước khi xây dựng, nhằm phát triển kinh tế quốc dân đi đôi<br /> với việc đảm bảo môi trường sống đô thị. Do vậy đề tài “Nghiên cứu<br /> rung động và biện pháp giảm rung động trong nền do khai thác hệ<br /> thống tàu điện ngầm” luận án đặt ra cho đến nay đang là vấn đề có ý<br /> nghĩa khoa học và thực tiễn.<br /> Mục đích nghiên cứu của luận án<br /> Nghiên cứu phương pháp, mô hình, thuật toán và chương trình<br /> tính để dự báo mức độ rung động của nền đất do tải trọng động của<br /> đoàn tàu di chuyển trong hầm và biện pháp giảm rung động bằng<br /> đệm đàn hồi.<br /> Phạm vi nghiên cứu của luận án<br /> - Về kết cấu: Kết cấu công trình hầm được mô tả là hệ thanh.<br /> - Về nền đất: Nền đất được mô tả bằng mô hình đàn dẻo.<br /> - Về tải trọng: Tải trọng đoàn tàu được mô tả là một dãy trục xe di<br /> chuyển trong hầm có xét đến khuyết tật của mặt tiếp bánh xe-ray và<br /> không xét hệ treo giảm chấn của toa xe.<br /> Phƣơng pháp nghiên cứu<br /> Nghiên cứu lý thuyết, sử dụng phương pháp PTHH tiến hành thử<br /> nghiệm số tính toán hệ “tàu điện ngầm – kết cấu hầm – nền đất” và<br /> lập trình tính toán số liệu tải trọng động đầu vào trong Labview.<br /> Cấu trúc của luận án<br /> Toàn bộ nội dung luận án được trình bày trong phần mở đầu, 4<br /> chương, phần kết luận, danh mục các tài liệu tham khảo. Nội dung<br /> <br /> 2<br /> luận án bao gồm 119 trang, 16 bảng biểu, 81 hình vẽ và đồ thị, 85 tài<br /> liệu tham khảo, 5 bài báo khoa học phản ánh nội dung của luận án.<br /> CHƢƠNG I<br /> TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU<br /> Luận án đã tiến hành tổng quan về các vấn đề liên quan đến nội<br /> dung của luận án. Từ tổng quan rút ra các nhận xét, đánh giá như sau:<br /> - Trong đánh giá rung động, áp dụng khái niệm “cường độ rung”,<br /> cường độ rung được mô tả thông qua vận tốc và được phân cấp theo<br /> Decibel rung động, ký hiệu là VdB để phân biệt với cường độ âm<br /> thanh (dB) [7]. Các tiêu chuẩn trên thế giới về rung động áp dụng<br /> điều kiện giới hạn rung như sau:<br /> L max Li [ L]<br /> [VdB]<br /> (1.1)<br /> trong đó:<br /> <br /> Li<br /> <br /> 20 log 10<br /> <br /> vi<br /> vref<br /> <br /> [VdB]<br /> <br /> (1.2)<br /> <br /> L: Cường độ rung động lớn nhất phát sinh.<br /> Li : Cường độ rung động tại khoảng thời gian 1s thứ i.<br /> [L]: Cường độ rung động giới hạn trong tiêu chuẩn áp dụng.<br /> vi : Vận tốc dao động căn quân phương tại khoảng 1s thứ i.<br /> vref : Vận tốc dao động tham chiếu, vref=5.10-8 m/s [77].<br /> - Các nghiên cứu đã tiếp cận bài toán theo hướng giải quyết hai<br /> mô hình con: (i) bài toán tương tác ray-bánh xe để xác định tải trọng<br /> xuống sàn hầm và (ii) bài toán tương tác động lực học hầm – nền.<br /> - Nhiều nghiên cứu xem môi trường đất là một lớp với các tham<br /> số là trung bình của các lớp hoặc nhiều lớp đàn hồi tuyến tính. Việc<br /> quy đổi về 1 lớp trung bình khi đặc tính các lớp đất khác nhau nhiều<br /> sẽ dẫn đến kết quả chưa phù hợp.<br /> - Thực tế tải trọng động của đoàn tàu là rất phức tạp và bị ảnh<br /> hưởng của nhiều yếu tố liên quan, đến nay nhiều nghiên cứu đã đơn<br /> giản hóa xem tải trọng đoàn tàu là hàm điều hòa 1 tần số và tính toán<br /> cho 1 trục hay 1 toa xe, dẫn đến việc mô phỏng tải trọng chưa sát<br /> thực tế. Một số nghiên cứu sử dụng kết quả đo gia tốc hay tải trọng<br /> <br />