Nghiên cứu sức chịu tải của nền đá một số đập thủy điện ở việt nam theo chuẩn hoek brown và kiến nghị sử dụng kết quả

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ THỊ THÙY NGHIÊN CỨU SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐÁ MỘT SỐ ĐẬP THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM THEO CHUẨN HOEK - BROWN VÀ KIẾN NGHỊ SỬ DỤNG KẾT QUẢ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ THỊ THÙY NGHIÊN CỨU SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐÁ MỘT SỐ ĐẬP THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM THEO CHUẨN HOEK - BROWN VÀ KIẾN NGHỊ SỬ DỤNG KẾT QUẢ Ngành: Mã số: Kỹ thuật Địa chất 60520501 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH Phạm Văn Tỵ HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình Hà Nội, ngày 18 tháng năm 2015 Tác giả luận văn VŨ THỊ THÙY MỤC LỤC Danh mục biểu bảng…………………………………………………… Danh mục hình vẽ……………………………………………………….7 Mở đầu……………………………………………………………………… Chương 1: Đặc điểm địa chất cơng trình khối đá, tổng quan phương pháp đánh giá sức chịu tải đá…………………………………………12 1 Khái niệm khối đá…………………………………………………… 12 1.2 Cấu trúc khối đá …………………………………………………… .12 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng học khối đá……………….16 1.4 Trạng thái ứng suất khối đá……………………………………… 23 1.5 Phân loại chất lượng khối đá……………………………………………26 1.6 Các phương pháp xác định sức chịu tải khối đá……………………31 Chương 2: Chuẩn cường độ Hoek – Brown ứng dụng xác định cường độ khối đá………………………………………………………… 37 2.1 Cơ sở lý thuyết thực nghiệm…………………………………………37 2.2 Nội dung Chuẩn cường độ Hoek – Brown………………………… .38 2.3 Xác định sức chịu tải khối đá theo Chuẩn cường độ Hoek – Brown… 42 2.4 Chương trình tính tốn theo phần mềm RockLab………………… 50 Chương 3: Đặc điểm địa chất cơng trình khối đá số đập thủy điện Việt Nam…………………………………………………………… 51 3.1 Khối đá granit đập Thủy điện Lai Châu……… … …… 51 3.2 Khối đá granit đập Thủy điện Hủa Na……………………………… 61 3.3 Khối đá bazan porphyrit đập Thủy điện Sơn La…………………… 67 3.4 Khối đá cát bột kết đập Thủy điện Sông Bung 4…………………… 76 Chương 4: Xác định sức chịu tải đá đập thủy điện theo Chuẩn cường độ Hoek – Brown…………………………… ………… …82 4.1 Đặt vấn đề……………………………………………………………….82 4.2 Xác định sức chịu tải khối đá đập thủy điện Lai Châu…………… 83 4.3 Xác định sức chịu tải khối đá đập thủy điện Hủa Na………………86 4.4 Xác định sức chịu tải khối đá đập thủy điện Sơn La……………….89 4.5 Xác định sức chịu tải khối đá đập thủy điện Sông Bung 4…………92 4.6 Nhận xét, so sánh …………………………………………………… 96 4.7 Kiến nghị……………………………………………………………… 96 Kết luận kiến nghị…………………………………………………… 100 Tài liệu tham khảo…………………………………………………… …102 DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG STT Nội dung Trang Bảng 1.1 Bảng phân nhóm khối nứt theo kích thước 16 Bảng 1.2 Bảng đặc trưng học số loại đá 17 Bảng 1.3 Hệ số giảm yếu ket ảnh hưởng khe nứt 21 Bảng 1.4 Hệ số tính chuyển modul biến dạng số khối đá 22 Bảng 1.5 Bảng phân loại khối đá theo số RQD 27 Bảng 1.6 Bảng phân loại chất lượng khối đá theo Barton, R.Lien J.Lunde 29 Bảng 1.7 Bảng phân loại chất lượng khối đá Bieniawski 31 Bảng 1.8 Bảng xác định sức chịu tải dự đoán đá 32 Bảng 1.9 Bảng giá trị tính toán tiêu độ bền khối đá theo TCVN 4253.86 33 10 Bảng 2.1 Bảng hướng dẫn xác định hệ số xáo trộn D 46 11 Bảng 2.2 Bảng giá trị số mi số loại đá 47 12 Bảng 2.3 Đánh giá cường độ kháng nén trục đá theo mô tả thực địa 48 13 Bảng 2.4 Ảnh giá số mb/mi, s, a, EM, giá trị GSI hệ số ν theo đặc điểm cấu trúc điều kiện bề mặt khe nứt khối đá 49 14 Bảng 3.1.1 Các hệ thống khe nứt khu vực cơng trình 55 15 Bảng 3.1.2 Phân cấp khe nứt, đứt gãy kiến tạo khu vực cơng trình 55 16 Bảng 3.1.3 Bảng tổng hợp kết thấm vùng tuyến đập Lai Châu 56 17 Bảng 3.1.4 Tổng hợp kết thí nghiệm mẫu đá 58 18 Bảng 3.1.5 Tổng hợp kết nén điểm nõn khoan đập Lai Châu 59 19 Bảng 3.1.6 Tổng hợp kết nén điểm nõn khoan đập Lai Châu 59 20 Bảng 3.1.7 Kết đẩy trượt trụ đá đới IIA - HN1 vai trái đập Lai Châu 60 21 Bảng 3.1.8 Kết đẩy trượt trụ đá đới IIA - HN1 vai phải đập Lai Châu 60 22 Bảng 3.1.9 Tổng hợp kết nén vỡ trụ đá đập Lai Châu 60 23 Bảng 3.1.10 Kết đo biến dạng khối đá hầm ngang đập Lai Châu 61 24 Bảng 3.1.11 Kết phân loại chất lượng khối đá đập Lai Châu 61 25 Bảng 3.2.1 Tính thấm khối đá đập Hủa Na 66 26 Bảng 3.2.2 Tổng hợp kết thí nghiệm mẫu đá đập Hủa Na 66 27 Bảng 3.2.3 Kết đẩy trượt trụ đá đới IIA - Vai trái đập Hủa Na 67 28 Bảng 3.2.4 Kết đo biến dạng từ thông số địa vật lý đập Hủa Na 67 đập Lai Châu 29 Bảng 3.2.5 Kết phân loại chất lượng khối đá 67 30 Bảng 3.3.1 Hệ thống khe nứt vùng đập Sơn La 69 31 Bảng 3.3.2 Đặc trưng thấm đá đập Sơn La 71 32 Bảng 3.3.3 Kết thí nghiệm lý mẫu đá đập Sơn La 73 33 Bảng 3.3.4 Kết đo biến dạng hố khoan đập Sơn La 74 34 Bảng 3.3.5 Kết cắt trượt trụ đá hầm ngang số đập Sơn La 75 35 Bảng 3.3.6 Kết cắt trượt trụ đá hầm ngang số đập Sơn La 75 36 Bảng 3.3.7 Kết nén vỡ trụ đá hầm ngang đập Sơn La 75 37 Bảng 3.3.8 Kết phân loại chất lượng khối đá đập Sơn La 76 38 Bảng 3.4.1 Hệ thống khe nứt đập Sông Bung 77 39 Bảng 3.4.2 Kết thí nghiệm thấm trường đập Sơng Bung 78 40 Bảng 3.4.3 Kết đẩy trượt trụ đá 80 41 Bảng 3.4.4 Kết đo biến dạng khối đá hầm ngang 81 42 Bảng 3.4.5 Kết phân loại chất lượng khối đá 81 43 Bảng 4.2.1 Sức chịu tải khối đá đập Lai Châu theo chuẩn Hoek - Brown 83 44 Bảng 4.2.2 Sức chịu tải khối đá đập Lai Châu theo TCVN 4253.86 85 45 Bảng 4.2.3 Sức chịu tải khối đá đập Lai Châu theo RQD 85 46 Bảng 4.2.4 Tổng hợp kết tính sức chịu tải đá đập Lai Châu theo phương pháp khác 86 47 Bảng 4.3.1 Sức chịu tải khối đá đập Hủa Na theo chuẩn Hoek - Brown 86 48 Bảng 4.3.2 Sức chịu tải khối đá đập Hủa Na theo TCVN 4253.86 88 49 Bảng 4.3.3 Sức chịu tải khối đá đập Hủa Na theo RQD 88 50 Bảng 4.3.4 Tổng hợp kết tính sức chịu tải đá đập Hủa Na theo phương pháp khác 88 51 Bảng 4.4.1 Sức chịu tải khối đá đập Sơn La theo chuẩn Hoek - Brown 89 52 Bảng 4.4.1 Sức chịu tải khối đá đập Sơn La theo TCVN 4253.86 91 53 Bảng 4.4.3 Sức chịu tải khối đá đập Sơn La theo RQD 91 54 Bảng 4.4.4 Tổng hợp kết tính sức chịu tải đá đập Sơn La theo phương pháp khác 91 55 Bảng 4.5.1 Sức chịu tải khối đá đập Sông Bung theo chuẩn Hoek - Brown 92 56 Bảng 4.5.2 Sức chịu tải khối đá đập Sông Bung theo TCVN 4253.86 94 57 Bảng 4.5.3 Sức chịu tải khối đá đập Sông Bung theo RQD 94 58 Bảng 4.5.4 Tổng hợp kết tính sức chịu tải đá đập Sông Bung theo phương pháp khác 94 59 Bảng 4.5.5 Tổng hợp kết tính tốn sức chịu tải cơng trình 95 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Nội dung Trang Hình 1.1 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ suy giảm cường độ khối đá 20 Hình 1.2 Kết đo ứng suất tự nhiên nhiều nơi giới 25 Hình 1.3 Biểu đồ xác định sức chịu tải cho phép đá theo giá trị RQD 34 Hình 1.4 Đới nứt nẻ móng 35 Hình 1.5 Trạng thái cân giới hạn ứng suất đáy móng 36 Hình 2.1 Quan hệ ứng suất lớn nhỏ cho tiêu chuẩn Hoek-Brown Mohr-Coulomb tương đương 44 Hình 2.2 Quan hệ để tính tốn cho thơng số Hoek-Brown MohrCoulomb tương đương 45 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống khe nứt tuyến đập Lai Châu 53 Hình 3.2 Mơ hình hóa hệ thống khe nứt đập Lai Châu 54 10 Hình 3.3 Mặt mơ tả địa chất hố móng đập Hủa Na 64 11 Hình 3.4 Mặt cắt địa chất cơng trình đập Sơn La 70 12 Hình 3.5 Đồ thị đẳng trị khe nứt hầm ngang đập Sông Bung 78 13 Hình 4.1: Biểu đồ ứng suất đá đới IIA đập Lai châu 84 14 Hình 4.2: Biểu đồ ứng suất đá đới IIA đập Hủa Na 87 15 Hình 4.3: Biểu đồ ứng suất đá đới IIA đập Sơn La 90 16 Hình 4.4: Biểu đồ ứng suất đá đới IIA đập Sông Bung 93 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Việt Nam biết đến nước có tiềm thủy điện tương đối cao, cơng trình đập thủy lợi thủy điện xây dựng mang lại lợi ích cho kinh tế xã hội Bên cạnh đó, việc đảm bảo ổn định an tồn cho cơng trình có ý nghĩa vô quan trọng, liên quan mật thiết đến sống dân cư khu vực rộng lớn vùng hạ lưu Một yếu tố đóng vai trị định đến ổn định đập thủy điện sức chịu tải đá Sức chịu tải đá phụ thuộc vào nhiều yếu tố cấu trúc, đặc trưng học khối đá, điều kiện làm việc đá thực tế, … Đã có nhiều phương pháp xác định sức chịu tải đá đề xuất Trong số phương pháp đó, phương pháp tính dựa theo Chuẩn cường độ Hoek - Brown áp dụng rộng rãi giới Ở Việt Nam phương pháp ứng dụng số cơng trình thủy điện, nhiên chưa phổ biến Chuẩn Hoek - Brown xem xét đầy đủ đặc điểm cấu trúc phản ánh tốt đặc trưng độ bền khối đá Vì thế, việc nghiên cứu, tìm hiểu ứng dụng chuẩn xác định sức chịu tải đá có tính cấp thiết, có ý nghĩa thực tiễn khoa học rõ rệt Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu sức chịu tải khối đá đập cơng trình thủy điện Lai Châu, thủy điện Hủa Na, thủy điện Sơn La thủy điện Sơng Bung 93 Tính tốn cho đới đá IIA đập Sông Bung Các thông số đầu vào : σci = 60MPa; mi = 14; GSI = 50; D = 0.3 Kết tính toán : φ = 30.73o; C = 2.96; MPa; σcm = 10.42MPa ; Khi σ3max = 10.42MPa; σ1 = 43.04MPa Hình 4.4: Biểu đồ ứng suất đá đới IIA đập Sông Bung 94 4.5.2 Sức chịu tải theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 4253.86) Cường độ kháng nén trục toàn khối khối đá đập (σ*) tính theo cơng thức Mohr - Coulumb (4.1) Bảng 4.5.2 Sức chịu tải đập Sông Bung theo TCVN Lực dính C Mpa 0.44 Góc ma sát ϕ độ 41 Độ bền nén toàn khối σ* Mpa 1.98* Từ giá trị σ* theo biểu đồ phần mềm Rocklab xác định sức chịu tải cho phép đá 5.43 MPa 4.5.3 Sức chịu tải theo RQD (Phương pháp Peck, Hanson Thorburn) Bảng 4.5.3 Sức chịu tải đập Sông Bung theo RQD Giá trị RQD đá đới IIA Sức chịu tải cho phép 50 Mpa 6.6 Tổng hợp kết xác định sức chịu tải cho phép theo phương pháp khác trình bày bảng 4.4.4 đây: Bảng 4.5.4: Tổng hợp kết tính tốn sức chịu tải đá đập Sông Bung theo phương pháp khác Theo tiêu chuẩn Hoek - Brown Mpa 14.37 Theo tiêu chuẩn TCVN 4253.86 Mpa 5.43 Mpa 6.6 Theo phương pháp tương quan kinh nghiệm Peck, Hanson Thorburn 95 Bảng 4.5.5: Tổng hợp kết tính tốn sức chịu tải Cơng trình Nền đá đập thủy điện Lai Sức chịu tải cho phép (MPa) Theo RQD (PP Peck, Hanson Thorburn 9.2 Theo TCVN 4253.86 10.82 Theo Chuẩn Hoek - Brown 27.96 Theo RQD (PP Peck, Hanson Thorburn 7.04 Theo TCVN 4253.86 8.47 Theo Chuẩn Hoek - Brown 27.7 Theo RQD (PP Peck, Hanson Thorburn 7.7 Theo TCVN 4253.86 8.9 Châu Nền đá đập thủy điện Hủa Na Nền đá đập thủy điện Sơn La Theo Chuẩn Hoek - Brown Nền đá đập thủy điện Sông 30.57 Theo RQD (PP Peck, Hanson Thorburn 6.6 Theo TCVN 4253.86 5.43 Theo Chuẩn Hoek - Brown 14.37 Bung 96 4.6 Nhận xét so sánh Bằng phương pháp khác xác định sức chịu tải cho phép đá đập nêu (Bảng 4.4.5) Các kết nhận có giá trị khơng hồn tồn tương tự Theo phương pháp tương quan kinh nghiệm Peck, Hanson Thorburn đưa giá trị sức chịu tải ban đầu phụ thuộc vào số chất lượng khối đá RQD Các giá trị sức chịu tải đá đập nhận thấp rõ rệt Trong thực tế, số RQD phản ánh mức độ nứt nẻ khối đá nền, giá trị phụ thuộc nhiều vào yếu tố tình trạng thiết bị khoan, kỹ kinh nghiệm người công nhân trực tiếp thực công tác khoan Hơn nữa, khối lượng khoan khơng đủ đại diện để đánh giá chất lượng toàn khối đá Do đó, phương pháp nên áp dụng để đánh giá bước đầu sức chịu tải đá Phương tính tiêu chuẩn TCVN 4253.86 cho kết sức chịu tải thấp so với phương pháp xác định theo tiêu chuẩn Hoek - Brown từ 3-5 lần Giá trị góc ma sát khối đá theo hai phương pháp tương tự giá trị lực dính kết theo TCVN thấp so với giá trị tính theo Hoek Brown dẫn đến cho giá trị ứng suất tồn khối khối đá có khác biệt lớn 4.7 Kiến nghị Mỗi tiêu chuẩn, phương pháp áp dụng bên cạnh mặt tích cực mang lại tồn hạn chế riêng Điều thể rõ từ giá trị sức chịu tải nhận qua q trình tính tốn * Về giá trị tính tốn Các tiêu chuẩn qui phạm xây dựng kinh nghiệm, theo số liệu tổng kết từ nhiều cơng trình Để đảm bảo ổn định cho cơng trình, qui phạm, tiêu chuẩn giá trị nêu thường thiên thấp, điều hồn tồn hiểu 97 Phương pháp tính dựa theo Chuẩn cường độ Hoek - Brown cho kết sức chịu tải cho phép đá lớn Chuẩn Hoek - Brown xét đến độ bền khối nứt qua thông số cường độ kháng nén mẫu đá tính chất đặc trưng cấu trúc khối đá qua thông số số phân loại chất lượng đá RMR, số cường độ địa chất GSI, số vật liệu mi, đặc trưng cấu trúc ν, điều kiện bề mặt khe nứt a yếu tố xáo trộn D khối đá Vì vậy, giá trị tính tốn thu đáng tin cậy sức chịu tải khối đá xây dựng phù hợp với điều kiện làm việc thực tế khối đá tiến hành xây dựng cơng trình Cùng với ứng dụng phần mềm RockLab thông số đầu vào đáng tin cậy, Chuẩn cường độ Hoek - Brown đưa giá trị sức chịu tải đá phục vụ tính tốn thiết kế cách nhanh chóng, thuận tiện hiệu Từ kết thực tế nhận mở khả sử dụng Chuẩn Hoek - Brown nghiên cứu sức chịu tải khối đá, đánh giá tích cực độ bền khối đá mang lại hiệu kinh tế lớn cho công tác thiết kế, thi cơng cơng trình Tuy nhiên, việc xác định thông số đầu vào Chuẩn cường độ Hoek - Brown phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm, lực trách nhiệm kỹ sư địa chất cơng trình cơng tác ngồi trường Để đảm bảo ổn định lâu dài cho cơng trình, thực tế giá trị sức chịu tải đá lấy thấp với hệ số phù hợp tùy thuộc qui mơ, tính chất u cầu thiết kế cụ thể cơng trình Hiện nay, nước ta hầu hết cơng trình thủy điện tính tốn sức chịu tải đá đập theo Chuẩn cường độ Hoek - Brown phương pháp đề cập để so sánh cân nhắc phương án thiết kế tối ưu * Về cơng tác khảo sát địa chất cơng trình Để tiêu chuẩn Hoek - Brown ứng dụng thực tế rộng rãi hiệu cần phải thiết lập số liệu thông số đầu vào đáng tin 98 cậy Như biết, môi trường đá khơng hồn tồn mơi trường rời rạc tồn liên kết ổn định, bền vững định môi trường đá mơi trường liên tục khối đá cịn có mặt hệ thống khe nứt, phân đới, phân phiến Xét riêng khối đá, tự thân khối đá tồn nước, ứng suất nội tác động q trình phong hóa Vì vậy, việc xác định thơng số đầu vào cần xác Đạt điều này, cần cải tiến nâng cao cơng tác khảo sát địa chất cơng trình số vấn đề đây: + Công tác nghiên cứu tính chất, đặc điểm, yếu tố đặc trưng địa chất khối đá Cần có nghiên cứu đầy đủ chi tiết vật liệu tạo đá (thành phần khống vật, nguồn gốc hình thành, độ rỗng, khối lượng riêng…), đặc tính nứt nẻ, phá hủy loại đá riêng biệt, khả chịu ảnh hưởng q trình phong hóa nước… + Một vấn đề thiếu nghiên cứu ứng suất tự nhiên khối đá, trạng thái tồn khối đá + Vấn đề phân loại chất lượng khối đá đặc trưng phản ánh trung thực tình trạng khối đá, khả đáp ứng yêu cầu khối đá cho mục đích xây dựng Tuy nhiên vấn đề phân loại chất lượng đá phụ thuộc nhiều vào tình trạng thiết bị khoan, trình tiến hành khoan lực thực công tác khoan Trong thực tế khảo sát vấn đề phản ánh rõ chất lượng khoan không đảm bảo + Do phụ thuộc vào điều kiện thi cơng, qui mơ tính chất cơng trình, cơng trình thăm dị thực khơng Trong trường hợp có bố trí cơng trình khảo sát ngầm, cần thực khảo sát chi tiết, cụ thể đặc trưng cấu trúc, tính nứt nẻ, đặc điểm lấp nhét, tính hệ thống đặc trưng bề mặt hệ thống khe nứt Một số cần xác định xác số RMR với tất yếu tố cấu thành 99 Hơn nữa, phương trình thực nghiệm Chuẩn Hoek -Brown xác lập sở kết nghiên cứu khối đá nước phương Tây, ứng dụng vào điều kiện Việt Nam có khí hậu nhiệt đới ẩm, diễn biến q trình phong hóa phức tạp, ảnh hưởng diện rộng độ sâu khác làm biến đổi tính chất, cấu trúc, tính nứt nẻ, bề mặt khe nứt phản ánh tham số s a phương trình Do đó, để đảm bảo cơng trình làm việc ổn định lâu dài cần thận trọng lựa chọn thông số đầu vào có nghiên cứu chi tiết, cụ thể cho loại đá phổ biến Việt Nam, tổng kết nhiều kết tính tốn, kinh nghiệm việc xác định sức chịu tải khối đá 100 KẾT LUẬN Luận văn trình bày đặc điểm địa chất cơng trình khối đá tổng quan phương pháp đánh giá sức chịu tải đá đồng thời sâu tìm hiểu, nghiên cứu ứng dụng Tiêu chuẩn Hock - Brown vào việc đưa đặc trưng học khối đá thông số đầu vào để tính tốn sức chịu tải cho đá Để luận chứng cho cho nghiên cứu này, luận văn thu thập, đánh giá nghiên cứu đặc điểm cấu trúc khối đá số cơng trình Thủy điện xây dựng Việt Nam Từ kết thu cho phép rút số kết luận sau: Khối đá xét đến mơi trường phức tạp, khơng hồn tồn liên tục, khơng hồn tồn đồng khơng hồn tồn đẳng hướng Khối đá có mặt cấu trúc khối nứt hình thành từ nứt nẻ, chúng ảnh hưởng đến đặc trưng học khối đá Chuẩn Hoek - Brown xét tới ảnh hưởng mặt cấu trúc, cường độ đá khối nứt, trạng thái khối đá, xây dựng đường cong phi tuyến phản ánh điều kiện phá hủy khối đá thực tế Do đó, Chuẩn Hoek Brown sử dụng rộng rãi giới Ở Việt Nam, Chuẩn Hoek Brown cần phổ biến ứng dụng lĩnh vực xây dựng cơng trình đá Hiện có nhiều phương pháp xác định sức chịu tải đá song phương pháp tính tốn sức chịu tải dựa theo Chuẩn Hoek - Brown xét tới tương đối đầy đủ đặc trưng khối đá nên phương pháp ngày phổ biến Nhờ trợ giúp phần mềm RockLab, việc tính tốn thực nhanh chóng, thuận tiện hiệu Kết tính sức chịu tải đá đập thủy điện Lai Châu, Hủa Na, Sơn La Sông Bung phương pháp áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam 4253.86, phương pháp tương quan kinh nghiệm Peck, Hanson Thorburn 101 dựa số phân loại chất lượng đá RQD Chuẩn Hoek - Brown cho thấy: giá trị nhận dựa số RQD thấp rõ rệt phương pháp chưa xét tới đầy đủ đặc điểm, tính chất khối đá; giá trị nhận theo TCVN 4253.86 thiên an tồn cho cơng trình; giá trị nhận dựa theo Chuẩn Hoek - Brown phù hợp với tính chất điều kiện làm việc đá Tuy nhiên, việc đánh giá, mô tả xác định thông số khối đá thực địa để tính tốn chưa có quy chuẩn thơng nên giá trị tính dựa theo Chuẩn Hoek - Brown thiên cao Vì vậy, sử dụng kết cần xem xét cụ thể chi tiết cho cơng trình * Kiến nghị: Chuẩn cường độ Hoek - Brown xây dựng sở kết nghiên cứu khối đá nước phương Tây nên tiếp cận ứng dụng vào nghiên cứu khối đá Việt Nam điều kiện đặc trưng riêng cần có nghiên cứu chi tiết điều chỉnh tham số a, s mi phù hợp với khối đá Việt Nam Nâng cao chất lượng khảo sát, mô tả địa chất cơng trình nhằm xác định thơng số đầu vào xác tiến tới xây dựng chuẩn đánh giá thông số cụ thể phù hợp với điều kiện Việt Nam Qua nghiên cứu thực luận văn, kiến nghị với công trình thủy điện, thủy lợi khơng có đủ điều kiện thực thí nghiệm địa trường, việc ứng dụng Chuẩn cường độ Hoek - Brown đưa đặc trưng học khối đá đáng tin cậy phục vụ công tác thiết kế xây dng cụng trỡnh 102 Tài liệu tham khảo Phòng Địa chất - Công ty Cổ phần T vấn Xây dựng Điện 1, "Báo cáo điều kiện địa chất công trình tập vẽ - Công trình thủy điện Sơn La", Hà Nội Phòng Địa chất - Công ty Cổ phần T vấn Xây dựng Điện 1, Báo cáo điều kiện địa chất công trình tập vẽ - Công trình thủy điện Lai Châu, Hà Nội Phòng Địa chất - Công ty Cổ phần T vấn Xây dựng Điện 1, Báo cáo điều kiện địa chất công trình tập vẽ - Công trình thủy điện Hua Na, Hà Nội Phòng Địa chất - Công ty Cổ phần T vấn Xây dựng Điện 1, Báo cáo điều kiện địa chất công trình tập vẽ - Công trình thủy điện Sông Bung 4, Hà Nội Trung tâm thí nghiệm - Công ty Cổ phần T vấn Xây dựng Điện 1, Báo cáo kết thí nghiệm - Công trình thủy điện Sơn La, Hà Nội Trung tâm thí nghiệm - Công ty Cổ phần T vấn Xây dựng Điện 1, Báo cáo kết thí nghiệm - Công trình thủy điện Lai Châu, Hà Nội, Trung tâm thí nghiệm - Công ty Cổ phần T vấn Xây dựng Điện 1, Báo cáo kết thí nghiệm - Công trình thủy điện Hua Na, Hà Nội Trung tâm thí nghiệm - Công ty Cổ phần T vấn Xây dựng Điện 1, Báo cáo kết thí nghiệm - Công trình thủy điện Song Bung 4, Hà Nội Colenco Power Engineering Ltd, "Design Criteria Foundation - S¬n La Hydropower Project, Hà Nội 10 Công ty T vấn Xây dựng Điện (2000), Báo cáo tổng kết Đề tài nghiên cứu trạng thái học khối đá tập trung ứng suất biến dạng xung quang công trình ngầm cho xây dựng thuỷ điện, Hà Nội 103 11 Nguyễn Thị Hiền (2001), Nghiên cứu ảnh hởng tính nứt nẻ đến đặc trng tính chất công trình khối đá, lấy ví dụ số khối đá Việt Nam, luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trờng Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội 12 Tạ Minh Đức (2003), Nghiên cứu đánh giá khả ứng dụng tiêu chuẩn Hoek-Brown để xác định đặc trng học khối đá Việt Nam, lấy ví dụ số khối đá công trình thuỷ điện, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trờng Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội 13 Nghiêm Hữu Hạnh(1997), Về số phơng pháp đánh giá ổn định đá quanh công trình ngầm theo khuynh hớng sập lở, Tuyển tập Hội nghị Cơ học đá môi trờng rời toàn quốc lần thứ III, Hà Nội 14 Nguyễn Quang Phích (1992), Cơ học đá, Trờng Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội 15 Nghiêm Hữu Hạnh (2004), Cơ học đá, Nxb Xây dùng, Hµ Néi 16 Ngun Quang PhÝch (2000), Lý thut học khối đá nguyên khối nứt nẻ, giảng cao học ngành Địa chất công trình, Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội 17 Nguyễn Huy Phơng, Tạ Đức Thịnh (1999), Lý thuyết biến đổi tính chất địa chất công trình đất đá, giảng cao học ngành Địa chất công trình, Trờng Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội 18 Nguyễn Huy Phơng, Lê Trọng Thắng (1999), Các phơng pháp thí nghiệm đất đá nguyên khối, giảng cao học ngành Địa chất công trình, Trờng Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội 19 Tiêu chuẩn Việt Nam, Nền công trình thuỷ công yêu cầu thiết kế, (TCVN.4253-86), Hà Nội 20 Tiêu chuẩn nhà nớc CHND Trung Hoa (1993), Quy phạm khảo sát thăm dò địa chất công trình thuỷ lợi thuỷ điện, Bắc Kinh 104 21 Lomtadze (1978), Địa chất công trình-Thạch luận công trình, (Bản dịch), Nhà xuất ĐH THCN, Hà Nội 22 Barton N(1995) Design of Tunnels using NMT and Verification with UDEC-BB 23 Rock Engineering - Course notes by Evert Hoek (2001), Institution of Engineers, Chicago 24 Hoek - Brown Failure Criterion (2002) Edition/by Evert Hoek, Carlos Carranza-Torres and Brent Corkum 25 Roclab - User's guide for Rock mass strength analysis using the HoekBrown criterion software, 2002 26 U.S.Army Corps of engineer (1997), Engineering and design tunells and shafts in rock, Washington 27 E.Hoek and J.W.Bay (1981), Rock Slope Engineering, The institution of Mining and Metallurgy, London 28 Fred G.Bell (1992), Engineering Geology, University of Natal, Durban, South Afica 24 Giá trị tiêu độ bền khối đá theo TCVN 4253.86 Bảng 1.9 Giá trị tính tốn đặc trưng đá tgϕI.II C I.II dùng để tính Độ bền cục mặt trượt không trùng với khe nứt với mặt tiếp xúc bê tông - đá Các loại đá tgϕΙΙ Độ ổn định độ bền cục mặt mặt phẳng trượt tiếp xúc bê tông- đá; độ ổn định theo mặt trượt khối đá, phần theo vết nứt phần nguyên khối tgϕI, CII (daN/cm ) tgϕII Kd ϕ CI, CII KdC Độ ổn định độ bền cục mặt mặt phẳng trượt khối đá theo khe nứt lấp đầy cát sét, với chiều rộng khe nứt (mm) Từ đến 20 Nhỏ tgϕI, tgϕII Kd ϕ CI, CII KdC tgϕI, (daN/cm2) tgϕII Kd ϕ CI, CII KdC Lớn 20 tgϕI, CI, CII KdC (daN/cm2) tgϕII Kd ϕ (daN/cm2) 10 11 Đá có sức chống nén tức thời trục Rn lớn 500 daN/cm2 (dạng liền khối, tảng lớn, phân lớp dạng phiến, nứt nẻ, khơng bị phong hóa) 40 0.95 0.8 1.5 0.7 0.55 0.5 Đá có Rn lớn 500daN/cm (dạng liền khối phân thành khối lớn, khối dạng phân lớp, dạng phiến nứt nẻ vừa, phong hóa yếu) 2.4 25 0.85 0.8 1.5 0.7 0.55 0.5 Đá có Rn 150 đến 500 daN/cm2 (dạng liền khối phân thành khối lớn, khối dạng phân lớp, phân phiến, nứt nẻ nhiều Đá có Rn 50 đến 150 daN/cm2 (phong hóa yếu có độ bền nhỏ, nứt nẻ) 15 0.75 0.7 0.65 0.5 0.45 0.2 1.5 0.7 0.65 0.5 0.5 0.3 0.45 0.2 2 Đá nửa cứng có Rn nhỏ 50 daN/cm (dạng phiến, phiến mỏng, nứt nẻ trung bình mạnh) Chú ý: Trong cột đến cột 11, lấy Kdϕ =1.15 Kdc=1.8 N E Equal Angle Upper Hemisphere 601 Poles 601 Entries No Bias Correction Max Conc = 13.6873% 0.00 % 1.50 % 3.00 % 4.50 % 6.00 % 7.50 % 9.00 % 10.50 % 12.00 % 13.50 % Fisher Concentrations % of total per 1.0 % area MẶT BẰNG MƠ TẢ ĐỊA CHẤT HỐ MĨNG TUYẾN ĐẬP HUA NA W S Hình 3.3 Mặt mơ tả hố móng địa chất đồ thị đẳng trị khe nt tuyn p Hua Na Tim đập tràn 148 330.50 Cao ®é (m) 360 340 б I (3) C n = 224 б а I (1) б IV (2) б I (3) б III (1) а IV (2) б III (1) C n = 348 II б б а I (3) V- 129.52 04/98 2a 0.047 0.172 0.092 0.78 0.106 Tảlmtàò 2a 0.082 V=1500-2000 0.068 0.055 8.3 8.3 11.2 8.4 6.8 8.0 2.0 1.2 - 90 001.2 r = 5.6 6.8 4.8 4.4 5.2 0.053 4.0 4.8 2.8 3.6 1.6 3.2 V 0.04 0.53 0.58 0.32 0.11 0.21 0.21 7.3 7.6 7.36 8.0 0.88 1.12 1.2 1.2 1.8 2.0 3.8 3.2 2.8 2.8 2.4 1.2 1.2 1.8 IA¶ 4.0 2.0 PV41 204.54 0.03 0.056 0.095 0.118 2.5 2.9 1.0 2.7 0.8 0.6 1.2 0.9 0.7 1.0 1.1 1.2 1.3 2.3 2.1 0.9 130 Tảlmtàò 3.0 2.2 1.5 0.7 0.9 0.8 1.0 1.0 1.1 1.0 0.169 1.0 0.7 0.5 135 2a 30 30 IV - 0.9 1.0 3.0 1.0 V=4000-4500 5.0 IIA 0.096 1.0 2.0 1.0 1.0 0.8 0.8 0.7 46.0 38.0 2.0 IIB 1.5 1.8 1.3 0.7 0.046 1.8 V IV- 14 150 2.3 1.6 0.2 130 0.2 0.3 0.4 0.6 0.249 0.23 0.23 0.162 5.0 18.3 22.8 0.9 8.0 1.6 0.6 5.2 0.7 0.071 3.7 1.9 3.3 3.6 30 1.2 1.6 1.6 1.9 1.7 1.0 1.2 0.9 1.3 0.3 0.051 0.7 0.058 0.1 0.1 0.1 0.1 150 IB PV42 227.5 14.0 2.0 0.115 0.094 0.135 0.105 0.088 2.8 3.4 0.23 5.8 5.1 2.6 3.5 4.0 3.9 3.2 2.9 2.8 2.6 2.4 4.0 3.3 3.8 4.4 5.2 3.6 2.7 2.8 150 IA¶ PV139 234.34 2a IIA 130 IV-25 -8 V7 IV -1 IV V- -5 40 5.9 6.5 1.7 6.0 5.1 3.2 1.8 0.7 0.5 0.6 0.5 0.5 0.4 14.0 0.208 4.4 2.4 40 130 7.5 1.2 1.6 0.2 0.4 0.3 1.0 1.6 1.8 1.9 0.307 1.5 20.8 5.3 1.6 1.5 1.7 Tảlmtàò PV141 V=2.5-3.5 PV143 258.67 253.81 IIB V=5500 V=2500-3500 24.2 3.6 1.0 3.7 5.1 1.0 0.8 0.6 0.8 0.6 0.6 1.5 0.293 23.7 19.1 3.0 3.2 130 40 V-2 0.6 0.6 150 V-14 2.4 1.2 0.8 V-13 1.3 0.8 0.9 0.6 1.3 1.2 0.9 0.8 0.8 1.1 0.5 1.0 1.0 3.0 29.0 30.0 0.9 0.8 0.8 0.6 PV40 194.09 0.12 0.05 0.04 0.035 0.6 0.6 0.6 150 350 IB MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH DỌC ĐẬP SƠN LA б III (1) б PV23 151.63 0.052 0.039 0.29 0.47 2.43 3.2 3.1 2.7 1.9 0.9 0.9 1.0 1.0 100 §­êng giíi h¹n khoan phun IIB PV437 II 0.007 5.2 92.4 1.7 13.3 6.2 11.3 7.1 7.1 7.7 5.8 11.0 11.6 4.6 4.2 3.6 2.8 3.0 tim kªnh II IIA IB HN3 Hầm ngang vai phải 2.8 2.5 3.2 1.5 1.9 2.2 1.5 7.5 5.4 4.1 6.1 5.6 141.01 IB Hầm ngang vai trái 119.63 320 2b IA¶ 168.84 300 IIA 309.52 280 119.8 8.0 1.2 49.0 1.1 9.0 13.0 1.1 0.08 3.0 0.8 3.6 2.7 r =1200-1500 0.9 6.3 0.8 0.5 0.4 0.3 0.3 40 259.28 260 0.8 ĩịTảỗà 40 262.12 MNDBT-FSL 215m 0.6 4.6 4.4 40 249.42 IAµ 0.7 IA¶ 2.1 1.9 1.7 2.0 1.8 1.6 1.8 1.5 1.2 1a 0.9 0.788 1.5 2.6 2.6 6.3 4.5 2.3 0.7 0.7 40 229.40 PV93 178.2 1.1 aQ 51.3 12.0 10.0 8.8 6.1 6.0 6.1 7.1 3.5 V=5000-5500 3.9 2.9 3.6 4.3 3.6 3.6 0.5 0.8 0.3 0.031 0.4 4.1 2.5 40 233.22 240 HN6 (ChiÕu) MNS 115 m 1.3 0.9 0.7 0.8 0.6 0.7 0.7 IIB 100 208.10 40 224.02 220 230.69 PV199 Ch.19m 231.33 180m 6.2 4.2 4.4 2.8 2.9 2.1 2.8 3.4 1.6 1.0 0.6 0.5 0.7 0.6 0.7 1.0 40 235.86 200 317.80 PV441 PV71 Ch.16m 235.66 180 IIB 0.01 IIA 41.0 6.7 3.2 3.6 3.4 2.5 1.4 1.6 4.8 4.3 3.9 4.5 4.6 1.5 1.6 2.0 1.6 0.6 1.0 4.1 0.7 40 215.34 PV83 Ch.15m 218.96 PV135 225.77 226.51 tim cèng 130 40 204.29 0.5 0.5 0.7 1.4 100 1.3 2.2 5.3 4.6 5.3 2.6 1.3 40 209.30 160 150m 130 1.5 1.5 0.9 0.7 130 40 256.12 1.3 40 253.27 1.0 0.8 350 40 240.77 4.9 40 228.37 150 40 210.16 PV439 232.28 0.8 40 195.13 PV132 Ch.9m 216.30 150 40 203.53 120 40 164.33 0.5 40 218.65 130 39.9 180.07 350 189.42 PV77 Ch.12m 216.28 b 158.08 40 121.35 PV76 Ch.18m 133.34 140 a 40 151.56 PV117 Ch.18m 116.95 PV91 ChiÕu 199.91 40 145.70 Hình 3.4 Mặt cắt địa chất cơng trình dọc đập Sơn La 107.14 PV75 ChiÕu c 40 113.02 120 240.45 40 126.63 PV35 Ch.9m 103.60 100 247.72 40 102.00 80 272.83 40 112.28 HN1 (Chiếu) 132.36 Sông Đà 103.51 60 297.98 40 180.50 PV185 Ch.14m PV223 Ch.12m 102.83 20 314.85 40 209.21 40 319.20 40 106.18 346.23 40 220.29 PV52 Ch.12m PV222 Ch.13m PV53 Ch.13m 105.04 -20 -40 Khoảng cách (m) Cao độ (m) 362.78 285.87 260.07 242.94 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT VŨ THỊ THÙY NGHIÊN CỨU SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐÁ MỘT SỐ ĐẬP THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM THEO CHUẨN HOEK - BROWN VÀ KIẾN NGHỊ SỬ DỤNG KẾT QUẢ Ngành: Mã số: Kỹ... điện Sông Bung - Kiến nghị sử dụng kết xác định sức chịu tải đá theo tiêu chuẩn Hoek – Brown Nội dung nghiên cứu: - Tìm hiểu phương pháp áp dụng để đánh giá sức chịu tải đá - Nghiên cứu đặc điểm... hợp kết tính sức chịu tải đá đập Lai Châu theo phương pháp khác 86 47 Bảng 4.3.1 Sức chịu tải khối đá đập Hủa Na theo chuẩn Hoek - Brown 86 48 Bảng 4.3.2 Sức chịu tải khối đá đập Hủa Na theo