Cọc rỗng đường kính lớn với tỷ lệ nhỏ giữa chiều dài ngập đất (L) với đường kính (D), Monopile, ngày càng được sử dụng nhiều cho nền móng cọc ngoài khơi tại các dự án điện gió trong vùng chiều sâu mực nước tới 50 m. Phân tích cọc làm việc dưới tải trọng ngang tĩnh và động là cần thiết trong bài toán thiết kế cọc monopiles vì cọc chịu tải trọng ngang lớn do gió, sóng và dòng chảy. Việc tính toán và phân tích hiện nay vẫn phụ thuộc nhiều vào phương pháp số như FEM. Tuy vậy, kết quả tính toàn từ việc mô hình hóa để đánh giá khả năng làm việc ở trạng thái làm việc bình thường (servicesebility limit state) do tải trọng động vẫn còn nhiều sai lệch so với thí nghiệm. Kết quả tính toán phụ thuộc rất nhiều vào mô hình nền đất (constitutive model) trong các bài toán phân tích bằng phương pháp số.
Mô hình nền đất SANISND-MS được phát triển gần đây bởi Liu et al. (2019) dựa trên mô hình sẵn SANISAND (Dafalias & manzari, 2004) bằng cách thêm memory surface nhằm cải thiện sự phát triển biến dạng dẻo của nền cát dưới tải trọng động. Mô hình này được tích hợp thành công trong chương trình phân tích bằng phần tử hữu hạn như PLAXIS 3D hay OpenSees và cho kết quả phù hợp với số liệu thí nghiệm nén 3 trục dưới tải trọng động (Hình 1, Bentley, 2023) và cọc monopile đường kính D = 0.762 m chịu tải trọng ngang tại hiện trường (Hình 2, Ho et al., 2023). Như vậy, việc phát triển mô hình SANISAND-MS giúp cho tính toán và phân tích cọc monopiles trong nền cát dưới tải trọng tĩnh và động được chính xác hơn và mang lại hiệu quả trong việc áp dụng cọc monopiles trong các dự án điện gió ngoài khơi.
Hồ Mạnh Hùng
Bentley Systems Singapore, Pte. Ltd., Singapore.
E-mail: [email protected]
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Liu, H. Y., Abell, J. A., Diambra, A. & Pisano, F. (2019). Modelling the cyclic ratcheting of sands through memory-enhanced bounding surface plasticity. Geotechnique ´ 69, No. 9, 783–800.
Dafalias, Y. F. & Manzari, M. T. (2004). Simple plasticity sand model accounting for fabric change effects. J. Engng Mech. 130, No. 6, 622–634.
Bentley Systems. (2023). SANISAND-MS UDSM manual
Ho, M. H., Brocco, I. D., Li, Z., Pisano, F. (2023). FE modelling of monopiles in sand under monotonic and cyclic lateral loads, Proc. Int. Conf. Geotec Hanoi 2023, Hanoi (under publication).
