BÀI GIẢNG TK HẦM _CHƯƠNG IV_ÁP LỰC ĐẤT TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU CHỐNG ĐỠ ĐƯỜNG HẦM

I. SỰ HÌNH THÀNH ÁP LỰC ĐẤT ĐÁ LÊN ĐƯỜNG BIÊN HANG ĐÀO 1. Trạng thái ứng suất của khối đất đá xung quanh trước khi đào hang: Đất đá nằm trong trạng thái cân bằng dưới tác dụng của trọng lượng các lớp phía trên và những thành phần nội lực khác do các hoạt động kiến tạo vỏ Trái đất gây nên. Xét một phân tố đất nằm trong một tầng vỉa đất nằm ngang, chỉ có trọng lượng tác dụng, phân tố chịu nén ba trục dưới tác dụng của các thành phần ứng suất: hệ số nở hông (hệ số Poison). ứng suất tồn tại trong khối đất đá do ảnh hưởng của vận động kiến tạo vỏ Trái Đất, do nhiệt độ và áp lực nước ngầm. Khi chiều dày lớp phủ không lớn ứng suất này có thể bỏ qua. Trạng thái ứng suất khối đất đá sau khi đào hang: Sau khi đào hang trạng thái cân bằng bị phá vỡ, môi trường nền xung quanh đường hang chịu sự phân bố lại ứng suất của đất đá trong lòng hang bị khoét lấy đi và có hiện tượng tập trung ứng suất tại đường biên vách hang. Phân tố đất đã xét ở trên chuyển từ trạng thái chịu nén ở các phía sang chịu lực theo hai trục X và Z. Môi trường nền xung quanh hang bị biến dạng , dịch chuyển vào phía trong lòng hang và tác dụng lên vỏ hầm. Trạng thái cân bằng mới được xác lập. Nghiên cứu áp lực địa tầng tác dụng lên vỏ hầm tức là nghiên cứu trạng thái cân bằng mới này. Bài toán này về thực tế rất phức tạp vì môi trường đất nền là không đồng nhất, dị hướng, không hoàn toàn đàn hồi và có tính lưu biến. Để có khái niệm về sự phân bố ứng suất xung quanh hang đào chúng ta xét bài toán đơn giản với giả thiết: cấu tạo địa chất đồng đều, môi trường liên tục, đẳng hướng và đàn hồi, hang đào có tiết diện hình tròn bán kính đặt ở độ cao Z so với mặt đất