Nghiên cứu ứng xử của kết cấu chống lắp ghép trong đường hầm tiết diện chữ nhật cong chịu tải trọng động đất
- Tác giả: Đỗ Xuân Hội 1, Phạm Văn Vĩ 2,4, Đỗ Ngọc Anh 3,4*
Cơ quan:
1 NCS Bộ môn Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, Việt Nam
2 Trường Đại học Điện lực, Hà Nội, Việt Nam
3 Bộ môn Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, Việt Nam
4 Nhóm nghiên cứu Xây dựng Hầm và Không gian Ngầm (TUS), Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, Việt Nam
- *Tác giả liên hệ:This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
- Từ khóa: Chữ nhật cong, Động đất, Đường hầm, Nội lực, Vỏ lắp ghép.
- Nhận bài: 13-10-2025
- Sửa xong: 26-01-2026
- Chấp nhận: 20-02-2026
- Ngày đăng: 08-08-2026
- Lĩnh vực: Kỹ thuật Xây dựng
Tóm tắt:
Trong nhiều năm qua, các nghiên cứu về ứng xử của kết cấu chống trong công trình ngầm khi chịu tải trọng động đất chủ yếu dành sự quan tâm đặc biệt tới hầm tròn và hầm chữ nhật. Đường hầm mặt cắt ngang hình chữ nhật cong được nghiên cứu và ứng dụng trong thời gian gần đây được xem là một giải pháp hiệu quả để khắc phục một số nhược điểm của các dạng đường hầm với mặt cắt ngang truyền thống như hình tròn hay hình chữ nhật. Khi chịu tải trọng động đất, ứng xử của đường hầm mặt cắt ngang hình chữ nhật cong có sự khác biệt đáng kể so với đường hầm mặt cắt ngang hình tròn khi xét đến điều kiện liên kết giữa kết cấu chống và khối đất. Các nghiên cứu đến thời điểm hiện nay chủ yếu tập trung biểu hiện ứng xử của kết cấu lắp ghép trong đường hầm mặt cắt ngang hình chữ nhật cong khi chịu tải trọng tĩnh hoặc của kết cấu chống liên tục không có mối nối khi chịu tải trọng động đất. Việc nghiên cứu xác định nội lực trong kết cấu chống lắp ghép của công trình ngầm mặt cắt ngang hình chữ nhật cong khi chịu tải trọng động đất cũng như khảo sát các thông số ảnh hưởng (thông số của kết cấu chống đường hầm, thông số của môi trường khối đất xung quanh,…) tới sự làm việc của kết cấu chống đường hầm khi chịu tải trọng động đất là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn và khoa học. Nghiên cứu này được thực hiện với các mục tiêu đánh giá ảnh hưởng của các thông số mối nối (bao gồm số lượng, vị trí, đặc tính kỹ thuật của mối nối trong kết cấu chống lắp ghép của đường hầm tiết diện hình chữ nhật cong), mô đun biến dạng đàn hồi của đất, cường độ động đất và chiều dày kết cấu chống đến ứng xử của kết cấu chống lắp ghép bên trong đường hầm khi chịu tải trọng động đất.
Abate G., Massimino M. R. and Maugeri M. (2015), Numerical modelling of centrifuge tests on tunnel-soil systems, Bull Earthquake Eng, 13: 1927-1951, Doi.org/10.1007/s10518-014-97 03-0. 
Baziar, M. H., Moghadam, M. R., Choo, Y. W., and Kim, D. S. (2016). Tunnel flexibility effect on the ground surface acceleration response. Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 15(3), 457-476. Doi.org/10.1007/ s11803-016- 0336-y.
Bobet A. (2003). Effect of pore water pressure on tunnel support during static and seismic, Tunnelling and Underground Space Technology, 18, 377-393.
Brinkgreve, R., Zampich, L., Ragimanoj, N. (2019). Plaxis connect Edition v20. Delft University of Technology and Plaxis b, the Netherlands.
Do N. A., Dias D., Oreste P. P., Djeran-Maigre I. (2013), 2D numerical investigation of segmental tunnel lining behavior, Tunneling and Underground Space Technology, 37, 115-127.
Do N. A., Dias D., Oreste P. P., Djeran-Maigre I. (2015), 2D Numerical Investigation of Segmental Tunnel Lining under Seismic Loading, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 72, 66-76. Doi:10.1016/j.soildyn. 2015.01.015.
Do N. A., Dias D., Zhang Z. X., Huang X., Nguyen T. T., Pham V. V., Nait-Rabah O. (2020), Study on the behaviour of squared and sub-rectangular tunnels using the Hyperstatic Reaction Method, Transp Geotech., 22, 10021.
Do N. A., Pham V. V., Dias D. (2023), A new pseudostatic loading scheme for the hyperstatic reaction method - case of sub-rectangular tunnels under seismic conditions, Sustainable and Resilient Infrastructure, 340-356, Doi:10.1080/23789689.2023.2200521
Đỗ X. H., Phạm V. V., Đỗ N. A. (2026), Nghiên cứu ứng xử của vỏ chống lắp ghép trong đường hầm tiết diện chữ nhật cong chịu tải trọng tĩnh, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, 67(3), 1 - 16. DOI: 10.46326/JMES.2026.67(3).02.
Feizi, D., Asgari Marnani, J., Alielahi, H., and Panji, M. (2022). Seismic ground amplification induced by box-shaped tunnels. Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 21(3), 697-714.
Hashash Y. M., Hook J. J., Schmidt B., Yao J. I. C. (2001), Seismic design and analysis of underground structures, Tunnelling and Underground Space Technology, 16 (4): 247-293, Doi:10.1016/s0886-f7798(01)00051-7.
Hashash Y. M. A., Park D., Yao J. I. (2005), Ovaling deformations of circular tunnels under seismic loading, an update on seismic design and analysis of underground structures, Tunnelling and Underground Space Technology, 20, 435-441.
Kontoe S., Avgerinos V., Potts D.M. (2014), Numerical validation of analytical solutions and their use for equivalent-linear seismic analysis of circular tunnels, SoilDynamicsandEarthquakeEngineering, 66, 206-219.
Kouretzis, G., Sloan, S. W., and Carter, J. P. (2013), Effect of interface friction on tunnel liner internal forces due to seismic S- and P-wave propagation, Soil Dynamic and Earthquake Engineering, 46, 41-51.
Naggar H. E., Hinchberger S. D. (2008), An analytical solution for jointed tunnel linings in elastic soil or rock, Canadian Geotechnical Journal, 45, 1572-1593.
Penzien Z. (2000), Seismically induced racking of tunnel linings, Int. J. Earthquake Eng. Struct. Dynamic, 29, 683-691.
Penzien J., Wu C. L. (1998), Stresses in linings of bored tunnels, Int. J. Earthquake Eng. Struct. Dynamics, 27, 283-300.
Pham V. V., Do N. A., Dias D. (2021), Sub-rectangular tunnels behavior under seismic loading, Applied Sciences, 11(21), 9909. doi. org/10.3390/app1–1219909.
Pham V. V., Do N. A., Dias D., Nguyen C. T., Dang V. K., (2022a), Sub-rectangular tunnels behavior under static loading, Transportation Infrastructure Geotechnology, Doi:10.1007/ s40515-022-00230-w.
Pham V. V., Do N. A., Vo T. H., Dias D., Nguyen C. T., Do X. H. (2022b), Efect of Soil’s Young’s modulus on Sub-rectangular tunnels behavior under quasi-static loadings, Journal of Mining and Earth Sciences, 63(3a), 10 - 21.
Pham V. V., Do N. A., Osinski P., Do N. T., Dias D. (2024), Study on the Tunnel Shape and Soil-Lining Interaction Influencing the Lining Behavior under Seismic Loading, Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 23,845-862, Doi.org/10.1007/s11803-024-227 6-2.
Pham V. V., Do N. A., Osinski P., Bui H. G., Dias D. (2025), New Hyperstatic Reaction Method for Design of Subrectangular Tunnel Under Quasi-Static Loading in Full-Slip Condition, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 49(9), 2095-2114, Doi.org/10.1002/nag.3973.
Rashiddel A., Koopialipoor M. R., Hadei M. R., Rahmannejad R. (2018), Numerical investigation of closed-form solutions for seismic design of a circular tunnel lining by quasi-static method, Civil Engineering Journal, Vol. 4, No. 1, Doi.org/10.28991/cej-030983.
Sandoval E., Bobet A. (2020), Seismic response of underground structures under undrained loading with excess pore pressures accumulation, Tunnelling and Underground Space Technology, 99, 103255.
Sederat H., Kozak A., Hashash Y. M., Shamsabadi A., Krimotat A. (2009), Contact interface in seismic analysis of circular tunnels, Tunnelling and Underground Space Technology, 24, 482-490.
Sun Q. Q., Du D. and Dias D. (2020), An improved Hyperstatic Reaction Method for tunnels under seismic loading, Tunnelling and Underground Space Technology, Doi.org/10. 1016/j.tust.2020.103687.
Yu H., Chen G. (2021), Pseudo-static simplified analytical solution for seismic response of deep tunnels with arbitrary cross-section shapes, Computers and Geotechnics, 137, 104306. Doi:10.1016/j.compgeo.2021.1043 06.
Yue C., Zheng Y. (2019), Shaking table test study on seismic behavior of underground structure with intermediate columns enhanced by concrete-filled steel tube (CFT), Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 127: 105838.
Wang J. N. (1993), Seismic design of tunnels: A state-of-the-art approach, Brinckerhoff Quade and Douglas Inc., New York.
Wu Q., Ding X., Zhang Y. and Zhang Y. (2023), Numerical analysis of seismic response of rectangular underground structure in coral sand, Underground Space, 9, 155-172. Doi.org/ 10.1016/j.undsp.2022.07.005.
Các bài báo khác
Toà soạn Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất
Phòng Xuất Bản - Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Số 18 Phố Viên, P. Đức Thắng, Q. Bắc Từ Liêm, Hà Nội
Tel: (+84-24) 3219 1509 Fax: (+84-24) 3838 9633 
Email: tapchi@humg.edu.vn