BÀI GIẢNG ÁP LỰC ĐẤT ĐÁ VÀ PHÂN LOẠI KHỐI ĐÁ - Người soạn: TS. Trần Tuấn Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ ÁP LỰC ĐẤT ĐÁ VÀ PHÂN LOẠI KHỐI ĐÁ (DÙNG CHO SINH VIÊN NGÀNH XDCTN VÀ XDCTN&MỎ) Người soạn: TS Trần Tuấn Minh Hà Nội, 2014 Giả thiết áp lực Protodiakonov Tsimbarevich a γ Qn = f Chiều cao vòm đá sụp đổ  90 − ϕ  a + h tg    a1 b1 = = f f   90 − ϕ ( a + htg ) − a2   2a Qn =  .γ 3f  90 − ϕ  (a + htg )   2 Giả thiết áp lực Bierbaumer Terzaghi 2  90 − ϕ  Qcd = γH tg       H  90 − ϕ  Qn = G − 2T = 2aγH 1 − tg  tgϕ   2a    H≤ 2a  90 − ϕ  tgϕ tg    H  − λtgϕ  90 − ϕ  + sin ϕ a γ  a Qn = = 1 − e  λ = tg   − sin ϕ  λtgϕ   2a2 γ Qn = λtgϕ Giả thiết áp lực sườn γh G= cot gα Qcd = Gtg (α − ϕ ) Qcd = h γ cot gα tg (α − ϕ ) qcd1 = γ 1.h1.tg2(450-ϕ1/2) qcd2 = γ 2.h2.tg2(450-ϕ2/2) γ tb = (γ h + γ h ) h1 + h Qs = qcd 1+ + qcd h Giả thiết áp lực Ximbarevich sơ đồ tính tốn áp lực cho cơng trình nằm nghiêng ϕ   γ a.cos α + h tg(450 − )    q n = q n cos α = f ϕ   γ a.sin α + h tg(450 − ) tgα   Tn = q n sin α =  f Sơ đồ tính tốn áp lực đất đá xung quanh giếng đứng n n ϕ Z q SN = ∑ γ i hi +( z − ∑ hi )γ n tg (45 − n )  i =1  i =1 q SN n = ( ∑ γ i h i ).tg (450 − i =1 n ϕn ) 2 q SN = ( ∑ γ i h i + γ n h n ).tg ( 450 − i =1 ϕn ) n −1 n −1 ϕ Z q SN = 0,75.∑ γ i hi + ∑ γ i hi +( z − ∑ hi )γ n .tg ( 450 − n )   i =1 i=4 i =1 Sơ đồ tính tốn áp lực đất đá lên miệng giếng đứng Xây dựng vỏ chống giếng đứng 10 Phân bố áp lực lò chợ sơ đồ tính tốn 23 PHN LOI KHI - Chất lợng khối đá phân loại theo RQD Chu trình xác định tính toán thiết kế chất lợng khối đá RQD theo Deere et al , 1998 24 25 - Hệ thống phân loại khối đá theo RMR (Bienawski) RMR = I1+ I2+ I3+ I4 + I5+ I6 Trong ®ã: I1 - Tham số xét đến độ bền nén đơn trục khối đá I2 - Tham số thể lợng thu hồi lâi khoan RQD I3 - Tham sè thĨ hiƯn kho¶ng cách khe nứt I4 - Tham số thể trạng thái khe nứt I5 - Tham số thể điều kiện ngậm nớc đá I6 - Tham số thể mối tơng quan nằm hớng đá 26 27 - H thng phân loại theo chất lượng thi công đường hầm Q (quaility tunnelings)  RQD   Jr   Jw  Q= × ×   Jn   Ja   SRF  • (RQD/Jn) = KÝch thíc khối nguyên (Jr/Ja) = ộ gồ ghề, xù xỡ/ma sát bề mặt (Jw/SRF) = Hệ số hai giá trị ứng suất (ứng suất chủ động động tác động vào khối đá) 28 Đồ thị cho thiết kế kết cấu gia cờng bê tông phun sợi thép hệ thống chống giữ neo (Grimstad Barton, 1993) Dựa trơng hợp nghiên cứu, Bieniawski (1976) tác giả đề xuất hiệu chỉnh hệ thống RMR hệ thống Q RMR = 9,0lnQ + 44 Vào năm 1978, Rutledge Preston công bố mối quan hệ khác RMR = 5,9lnQ + 43 Những mối quan hệ khác RMR = 5,4lnQ + 55,2, Moreno (1980) RMR = 5lnQ + 60,8, Cameron et al., (1981) RMR = 10,5lnQ + 41,8, Abad et al., (1984) 29 - Hệ thống phân loại đất đá theo số RMi (Palstrom-1995) Cơ sở tính tốn RMi Đồ thị lựa chọn kết cấu chống giữ dựa c s giỏ tr RMi 30 Hớng dẫn đặc tính phân loại khối đá 31 - Phõn loi ỏ theo phương pháp đo chuyển vị - phương pháp đào hm mi ca o (NATM) Nội dung phơng pháp dựa trình quan sát, đo đạc, ghi lại chuyển dịch biến dạng đất đá biên công trình ngầm theo thời gian dụng cụ đo đạc khác Phơng pháp dự đoán kỹ biểu tự nhiên đất đá cho phÐp ¸p dơng c¸c biƯn ph¸p sau (gåm c¸c giai đoạn): - Cho phép đá biến dạng nhỏ - Đặt bê tông phun hệ thống chống đỡ neo đá Cách mềm dẻo nhng mà đất đá không đợc biến dạng thêm - Quan sát đo chuyển động đất đá tải trọng mà đá gây kết cấu chống đỡ thời gian - Khi đá hệ thống chống đỡ tạm ổn định tiến hành chống cố định lớp vỏ hầm thực thụ Nếu đo đ ợc biến dạng đủ lớn cần phải thay đổi hệ thống chống đỡ, tăng giảm chiều dầy kết cấu chống(BTP, 32 BTCT đổ chỗ) phải thay đổi hẳn loại kết cấu chống Phân loại khối đá Protodiakonov f f = σn 100 Sơ kiến nghị biện pháp khai đào kết cấu chống giữ: f < khai đào thủ cơng, nổ mìn với lượng thuốc nổ ít, đào máy Chống giữ khung thép, bê tông cốt thép đúc sẵn, kết cấu chống nặng f = - khai đào máy khoan nổ mìn; chống giữ khung thép, neo + lưới thép (trong điều kiện cụ thể) f > - nên sử dụng khoan nổ mìn, trường hợp cụ thể sử dụng máy đào; chống giữ sử dụng bê tơng phun, lưới thép, khung thép 33 Thực tế, có loại đá có độ bền nén >2000 kG/cm2 (nghĩa hệ số độ kiên cố đá f > 20) cơng thức trở nên khơng xác.Sau này, L.I Baron (1955) sử dụng công thức hợp lý để xác định hệ số bên chắc: σn σn f = + 300 30 Theo công thức này, σn đạt tới 3000kG/cm2 f 20, thỏa mãn với giới hạn hệ số độ kiên cố đất đá G.S Protodiakonov Gần đây, sổ tay công nghệ mỏ V.A Grebenjuk (1983), người ta nêu công thức: f = σn 140 Ở σn - độ bền nén đơn trục mẫu đá, xác định thí nghiệm 34 Chỉ số địa chất GSI 35 Câu hỏi ôn tập nhà Sự hình thành áp lực đất đá xung quanh khoảng trống cơng trình ngầm, yếu tố ảnh hưởng đến áp lực xung quanh khoảng trống công trình ngầm? Phân tích điều kiện hình thành áp lực áp lực sườn, số giả thiết tính tốn áp lực áp lực sườn? Giả thiết tính tốn áp lực đất đá M.M Protodiakonop? Tsimbarevich? Giả thiết tính tốn áp lực đất đá Bierbaumer, Terzaghi, Houska? Giả thiết tính tốn áp lực đất đá cho cơng trình ngầm giao nhau, ngã ba, ngã tư? Cơng trình ngầm nằm nghiêng? Giếng đứng? Các phương pháp phân loại khối đá lĩnh vực xây dựng cơng trình ngầm mỏ? Vai trò phạm vi áp dụng 36 Xin chân thành cảm ơn! 37