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

ÁP LỰC ĐẤT ĐÁ VÀ PHÂN LOẠI KHỐI ĐÁ DÙNG CHO SINH VIÊN NGÀNH XDCTN VÀ XDCTN&MỎ Hà Nội, 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ Người soạn: TS.. Giả thiết á

ÁP LỰC ĐẤT ĐÁ VÀ PHÂN LOẠI KHỐI ĐÁ

(DÙNG CHO SINH VIÊN NGÀNH XDCTN VÀ XDCTN&MỎ)

Hà Nội, 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BỘ MÔN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ

Người soạn: TS Trần Tuấn Minh

Giả thiết áp lực nóc của Protodiakonov và Tsimbarevich



tg tg

a H

2

0 2

a T G

Q n

2

90 2

1 2

2

0 2

Giả thiết áp lực nóc của Bierbaumer và Terzaghi

) (

cot

Giả thiết áp lực nền của Ximbarevich và sơ đồ tính toán áp lực

cho công trình nằm nghiêng

) 2 45 ( )

(

1 1

Z

SN

n n

i i n

n

i i i

tg h

n

n

i i n n i

2

Sơ đồ tính toán áp lực đất đá xung quanh giếng đứng

Sơ đồ tính toán áp lực đất đá lên miệng giếng đứng

Xây dựng vỏ chống giếng đứng

Tính toán áp lực đất đá cho các đoạn hầm giao nhau

Việc tính toán áp lực ở khu vực này được tính toán tương tự như công trình nằm ngang nhưng khẩu độ (chiều rộng) đường hầm được lựa chọn cho đoạn có chiều

rộng lớn nhất (l) như trên hình vẽ

Phương pháp đường đặc tính khối đá

1

1 1

1 2

1 1

2

1

ln 4

2 1 1

2 1

1 2

1 0

2 0

2 0

1 0

cr i

cr i

cr i

pl cr

i

K pl cr

R K

P S K

K v P

S

v R

R K

K

K p

G

R

u

Carranza-Torres và Fairhurst (2000)

Sơ đồ tính toán áp lực cho đường hầm gần mặt đất

Sơ đồ tính toán và phân bố áp lực đường hầm đặt gần mặt đất dưới

các công trình xây dựng của Houska

Sơ đồ tính toán áp lực đường hầm đặt gần mặt đất theo Terzaghi

Phân bố áp lực xung quanh đường hầm dạng elip và phân bố nội lực

xung quanh đường hầm dạng tròn

Áp lực đất đá cho khu vực lò chợ khai thác

Các giả thiết áp lực đất đá cơ bản, liên quan đến các mỏ khai thác than hầm lò

a - Vòm áp lực của M.M.Prôtôđiakônốp; b - bản dầm và nhiều dầm V.D Slesareva; c – bán kính tròn của địa tầng K.V Rupenhây; d - giả thiết tróc vỡ sập đổ của V.Lanbassa; đ - kết quả

Phân bố áp lực với dịch chuyển của đất đá địa tầng

Chiều dài đoạn sập đổ tự nhiên theo A.A Borisov

Trong đó  - hệ số khả năng sập đổ của lò

Phân bố áp lực trong lò chợ và

sơ đồ tính toán

PHÂN LOẠI KHỐI ĐÁ

- Chất l ợng khối đá phân loại theo RQD

- Hệ thống phõn loại khối đỏ theo RMR (Bienawski)

RMR = I 1 + I 2 + I 3 + I 4 + I 5 + I 6

Trong đó:

I 2 - Tham số thể hiện l ợng thu hồi lõi khoan RQD

I 3 - Tham số thể hiện khoảng cách giữa các khe nứt

I 5 - Tham số thể hiện điều kiện ngậm n ớc của đá

I 6 - Tham số thể hiện mối t ơng quan giữa thế nằm và h ớng của đá

- Hệ thống phân loại theo chất lượng thi công

các đường hầm Q (quaility tunnelings)

Jr Jn

RQD Q

Đồ thị cho thiết kế kết cấu gia c ờng bê tông phun sợi thép và

hệ thống chống giữ neo (Grimstad và Barton, 1993).

Dựa trên các tr ơng hợp nghiên cứu, Bieniawski (1976) là tác giả đầu tiên đề xuất một sự hiệu

- Hệ thống phân loại đất đá theo chỉ số RMi (Palstrom-1995)

Cơ sở tính toán RMi

Đồ thị lựa chọn kết

H ớng dẫn đặc tính phân loại khối đá

- Phõn loại khối đỏ theo phương phỏp đo chuyển vị - phương

phỏp đào hầm mới của Áo (NATM)

Nội dung của ph ơng pháp là dựa trên quá trình quan sát, đo đạc, ghi lại sự chuyển dịch biến dạng của đất đá trên biên công trình ngầm theo thời gian bằng các dụng

cụ đo đạc khác nhau Ph ơng pháp này dự đoán kỹ càng biểu hiện tự nhiên của đất

đá và cho phép áp dụng các biện pháp sau (gồm các giai đoạn):

Phân loại khối đá Protodiakonov f

100

n

f  

Sơ bộ kiến nghị biện phỏp khai đào và kết cấu chống giữ:

f < 3 khai đào thủ cụng, nổ mỡn với lượng thuốc nổ ớt, hoặc đào bằng mỏy Chống giữ bằng khung thộp, bờ tụng cốt thộp đỳc sẵn, hoặc cỏc kết cấu chống nặng

f = 3 - 6 khai đào bằng mỏy hoặc khoan nổ mỡn; chống giữ bằng khung thộp, neo +

lưới thộp (trong điều kiện cụ thể).

f > 6 - nờn sử dụng khoan nổ mỡn, trong trường hợp cụ thể cú thể sử dụng cỏc mỏy

đào; chống giữ thỡ sử dụng bờ tụng phun, lưới thộp, khung thộp

Thực tế, có những loại đá có độ bền nén >2000 kG/cm2 (nghĩa là hệ số độ

kiên cố của đá f > 20) và như vậy công thức trên trở nên không chính xác.Sau

này, L.I Baron (1955) đã sử dụng công thức hợp lý hơn để xác định hệ số bên chắc:

30300

n n

Theo công thức này, khi n đạt tới 3000kG/cm2 thì f cũng chỉ bằng 20,

thỏa mãn với giới hạn trên của hệ số độ kiên cố đất đá của G.S

Protodiakonov Gần đây, trong sổ tay công nghệ mỏ của V.A Grebenjuk (1983), người ta nêu ra công thức:

Chỉ số địa chất

GSI

1 Sự hình thành áp lực đất đá xung quanh khoảng trống công trình ngầm, các yếu tố ảnh hưởng đến áp lực xung quanh khoảng trống công trình ngầm?

2 Phân tích điều kiện hình thành áp lực nóc và áp lực sườn, một số giả thiết tính toán áp lực nóc và áp lực sườn?

3 Giả thiết tính toán áp lực đất đá của M.M Protodiakonop? Tsimbarevich?

4 Giả thiết tính toán áp lực đất đá của Bierbaumer, Terzaghi, Houska?

5 Giả thiết tính toán áp lực đất đá cho công trình ngầm giao nhau, ngã ba, ngã tư? Công trình ngầm nằm nghiêng? Giếng đứng?

6 Các phương pháp phân loại khối đá trong lĩnh vực xây dựng công trình ngầm và mỏ? Vai trò và phạm vi áp dụng

Câu hỏi ôn tập về nhà

Xin chân thành cảm ơn!