Bài viết Một phương pháp thiết kế neo dính kết theo nguyên lý gia cố khối đá trình bày cơ sở lý thuyết tính toán, thiết kế neo dính kết theo nguyên lí gia cố khối đá. Các tham số của hệ thống neo được xác định với giả thiết là kết cấu neo góp phần tăng khả năng nhận tải và giảm khả năng biến dạng của khối đá.
Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, số 37, 01/2012, tr.39-43 MỘT PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ NEO DÍNH KẾT THEO NGUYÊN LÝ GIA CỐ KHỐI ĐÁ NGUYỄN MẠNH KHẢI, Văn phòng Chủ tịch nước NGUYỄN QUANG PHÍCH, NGUYỄN VĂN MẠNH, Trường Đại học Mỏ LÊ VĂN CÔNG, Viện Khoa học Cơng nghệ mỏ - Địa chất Tóm tắt: Sử dụng neo dính kết để gia cố, giữ ổn định khối đá xây dựng cơng trình ngầm, khai thác mỏ lĩnh vực khác triển khai rộng rãi Tuy nhiên tồn nhiều quan điểm khác chế làm việc neo dính kết vậy, neo dính kết thiết kế theo nhiều phương pháp, dựa giả thiết khác Bài báo trình bày sở lý thuyết tính tốn, thiết kế neo dính kết theo nguyên lí gia cố khối đá Các tham số hệ thống neo xác định với giả thiết kết cấu neo góp phần tăng khả nhận tải giảm khả biến dạng khối đá Sử dụng neo để tạo kết cấu chống tích thiết kế phương pháp giải tích, phương cực, tăng cường mức độ ổn định khối đá pháp số, phương pháp thí nghiệm xung quanh cơng trình ngầm tiến trường, thí nghiệm vật lý hay phân loại khối đá hành giới từ kỷ trước Cùng với [1] khối lượng xây dựng cơng trình ngầm ngày Ở nước ta, nguyên lý làm việc nhiều, loại neo sử dụng neo phân tích theo nhiều dấu hiệu rộng rãi, phát triển, hoàn thiện ngày khác nhau, việc xác định thông số tỏ công hiệu nhiều lĩnh vực kết cấu neo chủ yếu thực Neo dính kết (NDK), điển hình neo bê tông theo "nguyên lý treo" " nguyên lý dầm hay cốt thép (BTCT), neo chất dẻo cốt thép (CDCT) vòm mang tải" Về mặt học, việc tính tốn neo chất dẻo cốt chất dẻo (CDCD) ngày tương tự sơ đồ cho trước tải trọng chiếm tỷ lệ cao so với loại neo khác Tại Tuy nhiên, lý thuyết thực tế chứng tỏ Việt nam sử dụng chủ yếu neo dính kết (neo bê "vòm phá hủy" hay "vòm cân bằng" khơng tơng cốt thép) để chống giữ, gia cố khối đá phải xuất hiện, sử xây dựng cơng trình ngầm khai thác dụng neo bê tơng phun Việc tính tốn than hầm lò Neo dính kết lắp dựng theo nguyên lý chưa thực khai thác dính kết phần đầu neo với khối đá cho hết vai trò gia cố NDK Tính tích cực phép kéo căng tạo dự ứng lực (ứng suất trước) neo làm tăng khả "tự mang tải" khối neo học đầu nở, song thông thường đá ý không đầy đủ, tính thực tế tồn thân neo theo nguyên lý treo Cũng có cơng trình gắn kết với khối đá Trong trường hợp nghiên cứu tính tốn thiết kế neo theo ngun lý coi neo dính kết đóng vai trò gia cố khối gia cố tiến hành, Nguyễn Quang đá Khối đá ví "được đặt cốt" Phích, Đào Văn Canh (1996) [2,3], Lê Văn Mặc dù NDK sử dụng ngày Công (2002) [4], nhiên, chưa có nhiều, song nhận thức, hiểu biết khả dẫn thiết kế cụ thể Một dẫn theo nguyên làm việc, khả chiụ tải thiết kế kết cấu tắc giới thiệu [5], song cho neo nhiều hạn chế Vật liệu làm thân tốn với thơng số mang tính trung bình hóa neo, đường kính neo, khoảng cách, chiều vùng cắm neo dài tham số kết cấu neo Sau giới thiệu phương pháp tính giải chủ yếu xác định lựa chọn theo kinh tích có ý đến kích thước vùng ảnh hưởng nghiệm, phương pháp thiết kế sở neo khối đá 1 Mơ hình tốn kết Để nghiên cứu, khảo sát vấn đề nêu lý thuyết, trước tiên xét mô hình tốn phẳng, phát triển kết [2,3,4,5] với giả thiết sau: Cơng trình ngầm có tiết diện tròn với bán kính R (1/2 chiều rộng đường lò); trạng thái ứng suất ban đầu thủy tĩnh với thành phần ứng suất p=.H ( dung trọng trung bình khối đá, H độ sâu bố trí cơng trình ngầm); Khối đá trước neo có mơ đun đàn hồi E0 , độ bền nén đơn trục σ*N0 hệ số Poisson 0 =0,5; Vùng khối đá sau neo có mô đun đàn hồi E n , độ bền nén đơn trục σ*Nn hệ số Poisson n =0,5 Giữa tham số học vùng khối đá sau trước neo xác định gần theo mơ hình vật liệu tổ hợp (composite) [1], phụ thuộc vào kích thước diện tích vùng tác động neo, cụ thể xa biên hầm, hệ số gia cố giảm, theo biểu thức sau: L E n σ*Nn = =α= E0 σ*N0 2 π dlk Elk -E0 +d tn E tn -Edk R R 1+ =1+A0 a E0 r r (1) đó: dlk - đường kính lỗ khoan neo; dn đường kính neo; Edk - mơ đun đàn hồi chất dính kết (bêtông hay chất dẻo); En - mô đun đàn hồi vật liệu làm neo (chúng ta sử dụng thép, số nước giới sử dụng neo chất dẻo); a khoảng cách neo vòng neo, tính biên cơng trình nghiên cứu khoảng cách không đổi hàng neo; - hệ số gia cố sử dụng NDK, phụ thuộc vào tham số hình học kết cấu neo tham số học vật liệu thành phần; cho thấy rõ tăng mật độ neo tăng, tức a giảm Khối đá khảo sát theo sơ đồ hình với vùng R ( -1) n0 (11) Kết hợp với (10) với (4) xác định khoảng cách neo, sở lựa chọn đường kính neo, đường kính lỗ khoan chất dính kết với tham số học chúng, theo biểu thức 2 π d lk Edk -E0 +d tn E tn -Edk (12) a 3 -1 E n0 Tuy nhiên, lựa chọn khoảng cách neo theo kinh nghiệm, từ tính A0 Trong trường hợp hệ số ổn định khối đá sau cắm neo đạt giá trị lớn theo biểu thức (13) n max = 1+ A0 n Tùy thuộc yêu cầu gia cố hệ số ổn định thực tế nắm khoảng lựa chọn sau: (14) 1