Khi phân tích ổn định của khoang hầm không chống hình tròn đặt sâu, ứng suất và biến dạng của môi trường đất đá quanh hầm đã được đưa ra với các giả thiết là ảnh hưởng của lực trọng trường lên đất đá quanh hầm có thể bỏ qua và vì đường hầm nằm sâu nên coi như áp lực hông là một hằng số. Chấp nhận rằng thế năng biến dạng hình dáng trong đất đá thay đổi dần dần trong quá trình đào hầm.
TIỂU LUẬN A PHẦN LÝ THUYẾT I Phân tích ổn định khoang hầm khơng chống hình tròn đặt sâu Nhận xét Giới thiệu Khi phân tích ổn định khoang hầm khơng chống hình tròn đặt sâu, ứng suất biến dạng môi trường đất đá quanh hầm đưa với giả thiết ảnh hưởng lực trọng trường lên đất đá quanh hầm bỏ qua đường hầm nằm sâu nên coi áp lực hông số Chấp nhận biến dạng hình dáng đất đá thay đổi trình đào hầm Chúng ta nghiên cứu ổn định đường hầm thông qua hệ số biến dạng hệ số áp lực hông Thông thường, đường hầm độ sâu lớn đá cứng đá cứng vừa, khoang đào không cần phải chống đỡ Dịch chuyển khoang hầm biến dạng đàn hồi tuyến tính nhỏ đất đá quanh khoang hầm Trong đường hầm với áp lực phía lớn, mơi trường đá cứng xảy trượng hình thành vết nứt đất Giả thiết hình thành vết nứt xung quanh khoang hầm Nếu đất đá vật liệu đàn hồi đồng nhất, điều kiện hóa dẻo xác định thơng qua việc so sánh lượng biến dạng xuất đất với khả tích trữ lượng Năng lượng biến dạng Us biểu diễn thông qua thành phần ten-xơ biến dạng lệch ứng suất (1 -m, 2 -m ,3 -m) công thức (1-1) sau đây: (1-1) Vật chất chảy dẻo lượng biến dạng lưu trữ đạt đến giới hạn định xác định điều kiện dẻo Bảng 1-1: Năng lượng biến dạng hình dáng tích lũy tối đa Điều kiện dẻo Năng lượng biến dạng hình dáng tích lũy tối đa Tresca Von Mises Mohr-coulomb Drucker-Prager Năng lượng lưu trữ đất trước đào hầm Năng lượng biến dạng lưu trữ đất trước đào hầm ký hiệu Us(1) xác định theo công thức (1-2) điều kiện ( = -s) ( = = -k.s), ta có: (1-2) Năng lượng lưu trữ lớn U s thể thông qua điều kiện dẻo: Bảng 1-2: Năng lượng biến dạng cực đại lưu trữ đất trước đào Điều kiện dẻo Năng lượng biến dạng cực đại lưu trữ đất trước đào Tresca Von Mises Mohr-coulomb Drucker-Prager Thế biến dạng sau đào ổn định khoang hầm Ổn định khoang hầm khơng chống hình tròn đặt sâu, ứng suất tức thời sau đào hầm tương ứng với trạng thái ứng suất trước đào ngăn cản mặt gương đào Nếu gương đào khơng có chống, ứng suất từ từ tiến tới giá trị (1-3), gọi trạng thái ứng suất khoang hầm không chống Phân bố ứng suất quanh khoang hầm dạng tròn với áp lực phân bố ngang –ks áp lực thẳng đứng phân bố –s là: (1-3) Trạng thái ứng suất khoang hầm không chống Thế biến dạng Us(2) trường ứng suất: (1-4) hay: (1-5) (2) Khi biến dạng cực đại, ký hiệu U s , đại lượng tính tốn đất đá xung quanh khoang hầm hóa dẻo Nói cách khác, (2) (2) đất đá xung quanh khoang hầm thỏa mãn điều kiện U s Us làm việc giai đoạn đàn hồi hóa dẻo nều khơng chống đỡ Bảng 1-3: Thế cực đại lưu trữ đất sau đào hầm Điều kiện dẻo Tresca Von Mises Mohr-coulomb Drucker-Prager Thế cực đại lưu trữ đất sau đào hầm (2) (2) Nếu Us Us (k, X, ) thỏa mãn đất xung quanh khơng hóa dẻo (2) (2) Mặt khác, vùng thỏa mãn Us Us (k, X, ) vùng dẻo Khi áp dụng điều kiện dẻo Von Mises, kết tương tự cho hình Đồ thị khơng thể gần xác hình dạng vùng ly mà phản ánh cách ước lượng khả xuất vùng dẻo 4 Hình 1-1 Vùng âm (với điều kiện dẻo Mises) a) Theo chuẩn dẻo Mises: (1-6) b) Theo chuẩn dẻo Drucker-Prager: (1-7) Với điều kiện phương trình thỏa mãn, khoang hầm ổn định mà không cần khung chống Các mối liên hệ cho thấy số nhận định là: - Giới hạn y/s điều kiện dẻo Mises k = biên gương đào (X = 1), điều có nghĩa đất đá vùng y/s = với hệ số áp lực hơng k = khơng bị hóa dẻo Khi k = 0,5 k = 1,5 điều kiện tương ứng y/s = 2,5 y/s = 3,5 - Nếu tỷ số bền y/s