phân loại đánh giá khối đá theo phương phápm m protodjakonov, phương pháp terzaghi, phương pháp v m moxtkov ý nghĩa của chúng

ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI  TIỂU LUẬN MƠN: Địa chất cơng trình ĐỀ bài: phân loại đánh giá khối đá theo phương phápM.M Protodjakonov, phương pháp Terzaghi, phương pháp V.M.Moxtkov Ý nghĩa chúng Sinh viên: Trần Thị Huệ Mục Lục I Mở đầu- đánh giá phân loại khối đá khái niệm : phân loại định lượng dựa vào tham số đơn lẻ độ bền Đá phân loại theo thang dộ bền từ yếu đến bền vững Sự thừa nhận tầm quan trọng khe nứt sau dẫn đến cách phân loại dựa khái niệm tiêu chất lượng đá(RQD) Để đánh giá khối đá nên hệ đa biến đề xuất năm gần nhằm đáp ứng số mục đích sau: • • • • • • Xác định thông số ảnh hưởng đến trạng thái đá Phân chia khối đá thành nhóm có ứng xử tương tự Xác định sở để nhận biết đặc tính nhóm Lập tương quan thực nghiệm đặc điểm khối đá điều kiện xét so với điều kiện tương tự khác Nêu số liệu định lượng để tham khảo cho thiết kế Làm sở chung cho việc thông tin, thu thập giữ liệu kĩ sư xây dựng nhà địa chất Với mục đích đó, hệ thống phân loại đá cần thỏa mãn số yêu cầu sau: • • • • • • Đơn giản, dễ hiểu, dễ nhớ Từ ngữ, thuật ngữ giới chuyên môn chấp nhận Bao hàm tính chất đặc trưng khối đá Sử dụng thơng số xác định dễ dàng rẻ trường Dựa hệ thống đánh giá xem xét mối quan hệ chủ yếu thông số phân loại Có khả cung cấp thơng tin sơ cho giải pháp thiết kế Các phương pháp phân loại đá chủ yếu Hiện có nhiều phương pháp phân loại khối đá Tuy nhiên, phần lớn phương pháp sử dụng cơng trình ngầm Theo phương pháp luận chia phương pháp hành thành hai nhóm: • • Các phương pháp đánh giá mức độ ổn định theo tải trọng khối đá Các phương pháp đánh giá mức độ ổn định theo thời gian II phương pháp phân loai khối đá theo tải trọng • Giới thiệu :Phương pháp phân loại khối đá theo tỉa trọng dựa nguyên tắc : xác định vùng phá hủy khối đá hầm mà trọng lực gây sập lở hầm Bởi phương pháp xếp vào phần đánh giá độ ổn định quanh đường hầm xác định áp lực đất đá lên vỏ chống Phương pháp M.M Protodjkonov Protodjkonov đưa phương pháp năm 1962, dùng tính tốn cho mơi trường rời, có ma sát trong, có khơng có lực liên kết Giả sử chiều sâu H có hình chữ nhật có chiều rơng b Trên đỉnh hầm, theo giả thuyết hình thành vòm cân tự nhiên có chiều cao kết tính tốn cho chiều cao xác định theo công thức: = : f= độ bền nén đơn trục[ Hình 1: Sơ đồ tính tốn vùng ổn định theo M.M Protodjakonov Hệ số bền vững f tiêu bản, tổng hợp đặc trưng học đá không xác định trực tiếp băng thực nghiệm M.M Protodjakonov dùng f để giải toán học đá phân loại đá (vật liệu đá) Ông chia đá làm 10 cấp, có trị số f thay đổi từ 0,3 đến 20 Cũng theo ông, chiều cao vòm cân tự nhên cho đá rời tỷ số ½ chiều rộng hầm hệ số bền vững đá Theo công thức này, độ ổn định khối đá hầm khơng phụ thuộc vào độ sâu vị trí hầm ngang Điều phù hợp cho trường hợp đá bên sườn hầm Bảng 1: phân cấp đất đá theo hệ số bền vững f M.M.Protodjakonov Cấp đất đá I Mức độ bền đá Chắc Tên đá F Quaczit bazan rắn 20 II Rất 15 III Chắc IIIa Chắc IV Iva V Khá Khá Trung bình Va Trung bình VI Khá mềm Via Khá mềm VII VIIa VIII IX X Mềm Mềm Đất Đá rời Đất chảy Đá granit rắn Các đá pocfia thạch anh, silic, quaczit, cát kết đá vôi rắn Granit chặt , cát kết đá vôi rắn Mạch quặng thạch anh Cuội kết rắn Quặng sắt rắn Đá vôi rắn chắc, granit rắn chắc, cất kết rắn Đá hao , dolomit rắn Cát kết thường Quặng sắt Phiến thạch cát Phiến thạch sét rắn Cát kết đá vôi rắn Cuội kết mềm Phiến thạch rắn Các loại đá macnơ chặt Phiến thạch mềm Đá vôi, đá pấn, muối mỏ, thạch cao mềm Đá macnơ thường Phiến thạch bị phá hoại , than đá rắn Sét chặt, than đá mềm đất bồi Sét cát nhẹ, đất lót Đát trồng, than bùn, cát pha nhẹ Cát, lở tích , dăm nhỏ, đất đắp Đất cát chảy, đất lầy, đất lót bị chảy nhão loại đát bị chảy nhão khác 10 1.5 1.0 0.8 0.6 0.5 0.3  Ý nghĩa: phương pháp M.M.Protodjakonov sử dụng rộng rãi đát xây dựng ngầm dơn giản dễ sử dụng Ở Liên Xô trước từ 1962 người ta sử dụng phương pháp M.M.Protodjakonov để phân cấp vật liệu đá theo hệ số bền vững ( hệ số kiên cố) “f” Trong điều kiện Việt Nam( đặc biệt ngành than) phương pháp xác định hệ số đá mỏ Protodjakonov đước sử dụng rộng rãi ăn sâu vào tiềm thức tất người làm công tác khai thác mỏ Hệ số kiên cố f sử dụng làm tiêu chí để định mức vật tư hoạt động khai thác mỏ than qua nhiều năm thể tính ưu việt đắn Phương pháp Terzaghi Terzaghi người khởi thảo phương pháp đánh giá giá trị tải trọng đá để sử dụng cho thiết kế lưới thép, ông bổ sung vào phương pháp phân loại khối đá việc xác định vùng xung yếu cơng trình phụ thuộc vào chiều rộng “b” chiều cao “h”của đường hầm bảng đây: Hình 2: sơ đồ tính tốn vùng ổn định theo Terzaghi Bảng 2: xác định vùng suy yếu cơng trình phụ thuộc vào chiều rộng “b” chiều cao “h” đường hầm Cấp đất đá Chiều cao vùng suy yếu Phản ứng đất đá A – Đá cứng cấu tạo khối B – Đá cứng: Phân lớp ngang Phân lớp đứng 0-0.25b 0-0.5b 0-0.25b Có thể có nổ đá, sập lở nhỏ, khơng có áp lực bên sườn hầm Sập lở nóc, khơng có áp lực bên sườn hầm C – Đá cứng, nứt nẻ không 0.25-0.35(b+h) Nóc khơng ổn định, áp lực bên sườn hầm từ nhỏ đến trung bình D – Đất dính gần mặt đất 1.1-2.1( b+h) Không ổn định, áp lực bên sườn lớn F – Đất dính độ sâu lớn 2.1 – 4.5(b+h) Không ổn định, áp lực bên sườn lớn  Trong nhiều năm( từ 1962) nhiều nước phương Tây sử dụng rộng rãi quan niệm chiều cao vùng suy yếu hầm Terzaghi để thiết kế lưới thép, chống thép, thừa nhận phương pháp phân loại khối đá Đây phát triển quan trọng vì chống thép vốn sử dụng rộng rãi để gia cường đường hầm 50 năm qua Tại Việt Nam ứng dụng phương pháp phân loại Protodjaknov xây dựng đường hầm qua đèo Hải Vân 3 Phương pháp V.M.Moxtkov Moxtkov cho xung quanh hầm tạo thành vùng đá yếu bị phá hoại Vùng ban đầu coi môi trường rời nằm trạng thái cân giới hạn Phân tích vùng phá hủy, ơng biểu diễn chúng phương trình đường cong logarit: – bán kính vòm hầm nối điểm xét với đỉnh vòm Hình 3: Sơ đồ tính tốn vùng ổn định theo Moxtkov Phương pháp thống kê tài liệu thực tế trình xây dựng Bảng Đất đá Đất rắn Đá nứt nẻ trung bình Đá cứng trung bình, nứt nẻ phong hóa mạnh M 0-0.05 0.1-0.15 0.2-0.3 Chiều sâu vùng phá hủy lớn tính đỉnh vòm giới hạn, ứng với ¥ =, xác định theo công thức sau: =nb với n= góc tâm vòm hầm Trong trường hợp khói đá phân lớp, nứt nẻ Moxtkov xét đến lực ma sát hệ khe nứt Moxtkov xét đến lực ma sát hệ khe nứt Lúc này, vòm phá hủy phát triển sườn hầm giá trị trọng lượng khối đá bên sườn phụ thuộc vào yếu tố nằm, giá trị cảu góc nội ma sát cường độ lực liên kết mặt yếu  Phương pháp Moxtkov với đường hầm có đường kính nhỏ 6m, đá có độ cứng trung bình Kết luận: Có thể nói thời điểm có nhiều phương pháp phân loại khối đá đời ba phương pháp phân loại theo tải trọng khối đá M.M.Protodjakonov,Terzaghi, V.M.Moxtkov yêu tiên sử dụng rộng rãi xây dựng ngầm khai thác mỏ khống sản sâu lòng đất lộ thiên Việt Nam 5 Nguồn tham khảo tài liệu: • • Giáo trình học đá: Nghiêm Hữu Hạnh http://text.123doc.org/document/1296753-phuong-phap-phan-loaikhoi-da-phuc-vu-cong-tac-khai-thac-mo.htm ... nh m: • • Các phương pháp đánh giá m c độ ổn định theo tải trọng khối đá Các phương pháp đánh giá m c độ ổn định theo thời gian II phương pháp phân loai khối đá theo tải trọng • Giới thiệu :Phương. .. đường h m 50 n m qua Tại Việt Nam ứng dụng phương pháp phân loại Protodjaknov xây dựng đường h m qua đèo Hải V n 3 Phương pháp V .M. Moxtkov Moxtkov cho xung quanh h m tạo thành v ng đá yếu bị... bình Va Trung bình VI Khá m m Via Khá m m VII VIIa VIII IX X M m M m Đất Đá rời Đất chảy Đá granit rắn Các đá pocfia thạch anh, silic, quaczit, cát kết đá v i rắn Granit chặt , cát kết đá v i