Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, tính toán và thiết kế đầu khoan của thiết bị thi công đường hầm cỡ nhỏ (microtunnelling) theo phương pháp kích đầy (pipe jacking)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo TỐNG DUY PHƯƠNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT, TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ĐẦU KHOAN CỦA THIẾT BỊ THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM CỠ NHỎ (MICROTUNNELLING) THEO PHƯƠNG PHÁP KÍCH ĐẨY (PIPE JACKING) Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ XÂY DỰNG, NÂNG CHUYỂN Mã số : 60 52 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2012 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học :PGS.TS Nguyễn Hồng Ngân….Chữ ký: … Cán chấm nhận xét : … Chữ ký: … Cán chấm nhận xét : … Chữ ký: … Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Tống Duy Phương Ngày, tháng, năm sinh: MSHV: 11300412 Nơi sinh: Kiên Giang 09-08-1986 Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị xây dựng – nâng chuyển Mã số: 60 52 10 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu sở lý thuyết, tính tốn thiết kế đầu khoan thiết bị thi công đường hầm cỡ nhỏ ( Microtunnelling) theo phương pháp kích đẩy ( Pipe jacking) II NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Tìm hiểu, phân tích cơng nghệ thiết bị thi công đường hầm - Nghiên cứu công nghệ thiết bị thi công đường hầm cỡ nhỏ theo phương pháp kích đẩy - Nghiên cứu sở lý thuyết tính tốn cho phận cơng tác - Tìm hiểu cấu tạo địa chất khu vực Tp Hồ Chí Minh - Tính tốn thơng số làm việc thiết kế cấu tạo đầu khoan III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : 02-07-2012 30-11-2012 PGS.TS Nguyễn Hồng Ngân Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) LỜI CÁM ƠN Đề tài luận văn “ Nghiên cứu sở lý thuyết, tính tốn thiết kế đầu khoan thiết bị thi công đường hầm cỡ nhỏ ( Microtunnelling) theo phương pháp kích đẩy (Pipe jacking)” thực với mục đích đưa tảng cho việc ứng dụng chế tạo thiết bị phục vụ cho cơng trình ngầm Việt Nam Tôi xin chân thành cám ơn Cô PGS.TS Nguyễn Hồng Ngân tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cám ơn Thầy PGS.TS Đặng Văn Nghìn tạo hội cho tơi tìm hiểu sâu loại thiết bị thi cơng ngầm, tận tình hướng dẫn tơi q trình tra cứu tài liệu Tôi xin cám ơn Cô Bùi Thị Kim Dung bạn lớp gợi mở đến với đề tài Tôi xin cám ơn người gia đình, bạn đồng nghiệp ủng hộ tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành hạn luận văn Luận văn thực từ 7/2012 đến 11/2012 Vì thời gian có hạn nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót luận văn Tơi mong nhận đóng góp từ quý Thầy cô giáo bạn bè để đề tài tiếp tục phát triển tương lai Xin chân thành cám ơn! Tác giả luận văn: Tống Duy Phương TĨM TẮT LUẬN VĂN - Phân tích đặc điểm công nghệ thiết bị thi công ngầm giới Đánh giá ưu nhược điểm phương pháp Lựa chọn công nghệ thiết bị thi công phù hợp với nhu cầu thi công cống ngầm cỡ nhỏ - Phân tích cơng nghệ thiết bị thi công cống ngầm cỡ nhỏ “ Microtunnelling” theo phương pháp kích đẩy “ Pipe jacking” Phân tích ưu nhược điểm loại cấu tạo đầu khoan nay, chọn phương án hợp lý - Tổng hợp sở lý thuyết phục vụ cho q trình tính tốn phận cơng tác điều kiện thi công Các sở lý thuyết chọn lựa trình tham khảo cơng trình nghiên cứu nhiều tác giả - Phân tích đánh giá điều kiện địa chất khu vực cụ thể nhằm đưa miền thông số phục vụ cho q trình tính tốn phận cơng tác hệ thống thiết bị - Tính tốn dựa miền thông số khảo sát, đưa biểu đồ quan hệ thông số nhằm đánh giá, phục vụ cho trình thiết kế, chế tạo vận hành thiết bị - Thiết kế sơ cấu tạo phận công tác, tảng cho q trình thiết kế cải tiến phận cơng tác hệ thống thiết bị thi công đường hầm cỡ nhỏ cơng trình nghiên cứu lĩnh vực LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tìm hiểu thân xuất phát từ nhu cầu thực tế xã hội Các số liệu, cơng thức tính tốn có nguồn gốc rõ ràng, dựa kết nghiên cứu từ trước Các tài liệu tham khảo ghi cụ thể trình thực luận văn Kết q trình tính tốn thiết kế trình bày luận văn thực nghiêm túc trung thực Tác giả luận văn: Tống Duy Phương MỤC LỤC Danh sách kí hiệu Danh sách hình ảnh Lời nói đầu Nội dung chính: Chương 1: Giới thiệu chung cơng nghệ thiết bị thi công đường hầm 1.1 Các phương pháp thi công đường hầm giới 1.1.1 Phân loại công nghệ thiết bị thi công ngầm 1.1.2 Đặc điểm công nghệ thiết bị thi công ngầm 1.2 Đặc điểm lựa chọn tiêu đánh giá tính hiệu cơng nghệ 1.2.1 Các tiêu lựa chọn công nghệ 1.2.2 Các tiêu đánh giá tính hiệu cơng nghệ 1.3 Phân loại đặc điềm thiết bị thi cơng tồn tiết diện 1.3.1 Máy khoan đào Shield Machine 1.3.2 Máy khoan hầm TBM ( Tunnel Boring Machine) 11 1.3.3 Máy khoan hầm cỡ nhỏ Microtunnelling 15 Chương 2: Công nghệ thiết bị thi công đường hầm máy Microtunnelling theo phương pháp Pipe Jacking 2.1 Mô tả hệ thống thiết bị 19 2.2 Nguyên lý làm việc hệ thống thiết bị 22 2.3 Phân tích lựa chọn cấu tạo đầu khoan thiết bị 2.3.1 Phân tích đặc điểm cấu tao loại đầu khoan 23 2.3.2 Lựa chọn cấu tạo đầu khoan thiết bị 33 Chương 3: Nghiên cứu sở lý thuyết tính tốn cho phận cơng tác 3.1 Cơ sở lý thuyết cắt đất đá 3.1.1 Một số lý thuyết tính tốn q trình cắt đất lưỡi cắt 3.1.1.1 Phương pháp xác định lực cản cắt đất N.G.Dombrovski 35 3.1.1.2 Lý thuyết cắt đất Evans 36 3.1.1.3 Lý thuyết cắt đất Nishimatsu 37 3.1.2 Một số lý thuyết tính tốn q trình cắt đất đĩa cắt 3.1.2.1 Mơ hình đĩa cắt đơn dạng chữ V Roxborough Phillips 38 3.1.2.2 Lý thuyết cắt Sanio 39 3.1.2.3 Lý thuyết cắt Saffet Yagiz 40 3.1.2.4 Lý thuyết cắt đất Dots Oyenuga 41 3.1.2.5 Mơ hình lý thuyết CSM 43 3.2 Cơ sở lý thuyết tính tốn áp lực đất tác dụng lên đầu khoan 3.2.1 Phương pháp xác định áp lực thủy tĩnh 44 3.2.2 Tính tốn áp lực đất theo lý thuyết C.A.Coulomb 44 3.2.3 Tính tốn áp lực đất theo lý thuyết cân giới hạn phân tố 45 3.2.4 Tính tốn áp lực đất tác dụng lên đầu khoan theo nghiên cứu George Milligan & Paul Norris 45 3.2.5 Tính tốn áp lực đất theo lý thuyết V.V.Xoclovski 46 3.3 Cơ sở lý thuyết tính tốn tốc độ thi cơng đầu khoan 3.3.1 Lý thuyết tính tốn Hustrulid Fairhust 46 3.3.2 Lý thuyết tính tốn S Kahraman, N Bilgin, C Feridunoglu 47 3.3.3 Lý thuyết tính tốn T Ramamurthy 49 3.3.4 Lý thuyết tính toán Boyd (1986) 50 3.4 Cơ sở lý thuyết tính tốn bước tiến đầu khoan 3.4.1 Lý thuyết tính tốn Richard Kastner 50 3.4.2 Lý thuyết tính tốn Palmström A 51 3.5 Cơ sở lý thuyết nghiền đất đá 53 3.6 Cơ sở lý thuyết lực đẩy ống áp lực tác dụng lên ống 3.6.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn lực đầy ống 57 3.6.2 Cơ sở lý thuyết tính tốn áp lực tác dụng lên ống 60 3.7 Cơ sở lý thuyết tính tốn hệ thống vận chuyển bùn lỗng 68 3.8 Cơ sở lý thuyết tính tốn thơng số khác đầu khoan 3.8.1 Tính tốn khoảng cách đĩa cắt 71 3.8.2 Tính tốn số lượng đĩa cắt 71 3.8.3 Tính tốn lượng hao mòn đĩa cắt 71 3.8.4 Tính tốn tốc độ quay đầu khoan 72 3.8.5 Tính tốn momen xoắn cụm đĩa cắt 72 3.8.6 Tính tốn cơng suất dẫn động cụm đĩa cắt 72 Chương 4: Phân tích điều kiện địa chất TP Hồ Chí Minh 4.1 Các đặc tính lý đất 73 4.2 Đặc điểm địa chất khu vực TP Hồ Chí Minh 76 Chương 5: Tính tốn thơng số thiết kế đầu khoan 5.1 Sơ đồ tính tốn 79 5.2 Tính tốn thơng số chính: 5.2.1 Điều kiện toán 80 5.2.2 Các thông số cụm đĩa khoan 80 5.2.3 Tốc độ thi công 81 5.2.4 Bước tiến đầu khoan 82 5.2.5 Tốc độ quay đầu khoan 85 5.2.6 Các thành phần lực cắt đất 86 5.2.7 Công suất cắt đất 90 5.2.8 Công suất nghiền vật liệu 92 5.2.9 Áp lực tác dụng lên đầu khoan 94 5.3 Kết cấu đầu khoan 5.3.1 Cụm đĩa cắt 95 5.3.2 Khoang nghiền 96 5.3.3 Khoang dẫn động 96 5.3.4 Khoang lái 97 5.3.5 Tổng thể đầu khoan 97 Kết luận kiến nghị 99 Phụ lục: Phụ lục I: Các loại bảng tra Phụ lục II: Các vẽ kết cấu đầu khoan Tài liệu tham khảo Lý lịch trích ngang DANH SÁCH KÍ HIỆU w – chiều rộng phoi cắt p – chiều sâu cắt – lực cản cắt riêng – hệ số tỉ lệ FC – lực cắt ngang thành phần phụ thuộc vào hướng chuyển động dụng cụ cắt FN – lực cắt đứng thành phần tác động tới bề mặt đất đá theo độ xuyên sâu F – lực cắt tạo dụng cụ cắt lên khối đá – độ bền kéo đất đá p – độ xuyên sâu w – bề rộng dụng cụ cắt – góc má sát bên đất đá – góc cào dụng cụ cắt – góc ma sát dụng cụ cắt đất đá – phân nửa góc dụng cụ cắt so với mặt phẳng cắt kn – hệ số phân bố áp suất – cường độ kháng nén dọc trục dc – đường kính đĩa cắt – góc cắt lưỡi dao – áp lực thủy tĩnh khu vực cắt k – hệ số cắt ( k=Fr/Fn) a – hệ số xuyên sâu S – khoảng cách lưỡi cắt Tài liệu tham khảo [1] Trương Minh Vệ, Nguyễn Danh Sơn Trương Quang Được Máy làm đất Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, 1984 [2] Nguyễn Hồng Ngân Máy sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2001 [3] Nguyễn Hồng Ngân Bài tập máy xây dựng Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2009 [4] Nguyễn Hồng Ngân, Nguyễn Danh Sơn Kỹ thuật nâng vận chuyển tập Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2008 [5] Evans.“A theory of the cutting force for point attack picks” Internl.J.of Mining Engineering, 1984 [6] Okubo, S., Fukui, K & Chen, W “ Size and shape of TBM debris estimated by the Nishimatsu’s cutting-resistance equation” The Open Civil Engineering Journal, Departmant of Systems Innovation, The University of Tokyo, Tokyo, Japan, 2010 [7] Roxboruogh, F.F and Phillips, H R “ Rock excavation by disc cutter” Int J Rock Mech Min Sci 1975 [8] Sanio, H P “ Prediction of the performance of disc cutters in anisotropy rock” Int J of rock mechanics and Mining Sciencs & Geomachanics, 1985 [9] Saffet Yagiz “A model for the prediction of tunnel boring machine performance” Pamukkale University, 2006 [10] Theo Dots Oyenuga, Ph.D., P.E “FHWA Road Tunnel Design Guidelines” Federal highway Administration Office of Bridge technology, 2004 [11] Jamal Rostami, Levent Ozdemir, and Bjorn Nilson “ Compararison between CSM and NTH hard rock TBM performance prediction models” Dept.of Geology and Mineral Resources Engineering, University of Trondheim The Norwegian Institute of technology, 1995 [12] Marco Barla “Analysis of jacking forces during microtunnelling in limestone” Research Associate, Department of Structural and Geotechnical Engineering, Politecnico di Torino, corso Duca degli Abruzzi 24, 10129 Torino, Italy [13] Mark Marshall “ Jacking loads and ground movements” Thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy at the University of Oxford, 1998 [14] J.P Pruiksma, D Pfeff and H.M.G Kruse “The calculation of the thrust force for pipeline installation using the Direct Pipe method” National institute unit geoengineering and Herrenknecht AG tunnelling systems [15] K J Shou, J M Jiang “A study of jacking force for a curved pipejacking” Department of Civil Engineering,National Chung Hsing University,Taichung, China, 2010 [16] “ Jacking concrete pipe” American Concrete Pipe Association, 2009 [17] Albert J Genetti, JR “Engineering and Design CONDUITS, CULVERTS, AND PIPES” DEPARTMENT OF THE ARMY U.S Army Corps of Engineers Washington, DC, 1998 [18] George Milligan & Paul Norris “ Pipe jacking research results and recommendations” The Pipe Jacking Association on behalf of The Pipe Jacking Research Group [19] Peter J Tarkoy “ Selecting used tunnel boring machines: the pros and cons” Tunnels & Tunnelling, 1983 [20] Shoji Kuwahara “Recommendations and Guidelines for Tunnel Boring Machines” International TunnellingAssociation, 2000 [21] S Kahraman “Dominant rock properties affecting the penetration rate of percussive drills” Geological Engineering Department, University of Nigde, 2003 [22] Palmström A “RMi – a rock mass characterization system for rock engineering purposes” PhD thesis, Oslo University, Norway, 1995 [23] T Ramamurthy “Penetration rate of TBMs” World Tunnel Congress, 2008 [24] M Mansouri “Influence of rock mass properties on TBM penetration rate in KarajTehran water conveyance tunnel” Tarbiat Modares University, Tehran, Iran, 2010 [25] Hustrulid WA, Fairhurst C “A theoretical and experimental study of the percussive drilling of rock” Int J Rock Mech Min Sci 1971;8:11–33 [26] Richard Kastner “Performance Prediction Models for Hard Rock Tunnel Boring Machines” Professor , URGC, Géotechnique, INSA of Lyon, France [27] Claudio Oggeri and Pierpaolo Oreste “The Wear of Tunnel Boring Machine Excavation Tools in Rock” Department of Environment Land and Infrastructure Engineering, Faculty of Engineering, Politecnico di Torino, Italy, 2012 [28] Anders Ericsson, 2010 “Adams modeling of contact forces between disc cutter and mount” Department of Applied Mechanics Division of Dynamics CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Göteborg, Sweden [29] Nguyễn Thế Hùng, 2010 “Thi công hầm” Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [32] TS Bùi Đức Chính & ThS Phạm Thanh Tùng, 2009 “Lựa chọn công nghệ phù hợp xây dựng cơng trình ngầm theo kỹ thuật đào kín” Viện Khoa học Công nghệ GTVT, Hà Nội [30] Bernhard Maidl, Leonhard Schmid, Willy Ritz, Martin Herrenknecht, 2008 “Hardrock tunnel boring machines” Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co.KG, Berlin [31] Ramoni M & Anagnostou G., 2008 “TBM drives in sqeezing rock – Shield- rock interaction” AFTES International Congress Monaco, Montercarlo [32] Zichang Shangguan, Shouju Li, Maotian Luan, 2008 “Determining Optimal Thrust Force of EPB Shield Machine by Analytical Solution” Dalian University of technology, Dalian, China [33] French Society for Trenchless Technology (ISTT), 2006 “Microtunneling and Horizontal Drilling” French National Project “Microtunnels” Recommendations [34] Saffet Yagiz, 2006 “A model for the prediction of tunnel boring machine performance” Pamukkale University, The Geological Society of London [35] Serhat & Keles, 2005 “Cutting performance assessment of a medium weight roadheader at Çayirhan coal mine” M.Sc., Department of mining Engineering [36] Dimitrios Kolymbas, 2005 “Tunelling and Tunnel Mechanics” A Rational Approach to Tunnelling, Springer-Verlag Berlin heidelberg [37] German Committee for Underground Construction (DAUB), 2005 “Recommendations for static Analysis of Shield Tunnelling Machine” Static Analysis of Shield Tunnelling Machines [38] Pipe Jacking Association, 2005 “ A Guide to Pipe Jacking and Microtunneling Design,” PJA, London [39] GS.TSKH Cao Văn Chí & PGS.TS Trịnh Văn Cương, 2003 “Cơ học đất” Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [40] Martin Herrenknecht, 2003 “Microtunnelling With Herrenknacht Micromachines” Colorado School Of Mines [41] Japan Micro Tunneling Association , 2000 “Pipe-jacking Application” JMTA, Tokyo [42] Phelipot, A , 2000 “ Soil-structure Interaction Associated With Microtunnelling Operations”, Doctoral Thesis, L’Institute National Des Sciences Appliquées De Lyon (in French) [43] Chapman, DN and Ichioka, Y, 1999 “Prediction of Jacking Forces for Microtunnelling Operations”, Trenchless Technology Research, Tunnelling and Underground Space technology [44] Glen Frank Lachel & Associates, 1999 “ Performance Prediction for hardrock Microtunnelling” North American Society for trenchless technology, Orlando, Florida, USA [45] Bennett, D, 1998 “Jacking Foreces and Groind Deformation associated with Microtunnelling”, PhD Thesis, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, USA [46] Beacour, A, 1997 “Analysis of the Interaction between the Soil and Pipe and the Soil and machine during Microtunnelling Operations”, Doctoral Thesis, L’Institute National Des Sciences Appliquées De Lyon ( in French) [47] James E Friant, 1997 “ Disc cutter technology applied to drill bits” U.S Department of Energy’s Natural Gas Conference, Houston, Texas, USA [48] Maidl B., herrenknecht M., Cnheuser L., 1996 “Mechanized Shield Tunnelling” Errnst & Sons [49] JSTT WORKING GROUP NO 3., 1994 “Microtunneling jacking force” , Japan Society of Trenchless Tunneling Techniques, Japan [50] Rostami, J & Ozdemir, L.1993 “Computer Modeling for Cutterhead Design and Layout of Mechanical Excavators” Proceedings of Annual Technical Meeting of the Institute of Shaft Drilling Technology Las Vegas, NV USA [51] Pipe Jacking Association Manual “An introduction to pipe jacking and microtunelling design” , Pipe Jacking Assocition [52] Mark Andrew Marshall, 1998 “Jacking loads and Ground Movements” A thesis submitted for the Degree of Doctor of Philosophy, Magdalen College, University of Oxford [53] Paul Norris, 1992 “ The behavior of jacked concrete pipes site installation Pembroke College, University of Oxford [54] Franỗois Xavier BORGHI, 2006 “Soil conditioning for pipe-jacking and tunneling” A dissertation submitted for the degree of Doctor of Philosophy at the University of Cambridge PHỤ LỤC I: CÁC LOẠI BẢNG TRA Bảng 1: Các trị số K1 Tên đất Cát, cát, sét nhẹ trung bình (ẩm rời) Á sét, sỏi nhỏ trung bình, sét mềm (ẩm nhẹ rời) Á sét chắc, sét trung bình, than đá mềm Á sét nặng pha sỏi lẫn đá nhỏ, sét ẩm nhiều, than đá cứng vừa Sét khơ, hồng thổ cứng chắc, thạch cao Loại đất I Lực cản cắt riêng K1 10-30 II 27-60 III 55-130 IV 130-250 V 250-320 Bảng 2: Giá trị hệ số độ bền c: Loại đất Đất sét Mềm…………………………… Trung bình……………………… Cứng…………………………… Cát Tơi xốp………………………… Bùn…………………………… Chặt…………………………… Trên mặt đất Bão hòa………………………… Giá trị c (N/m2) 1,915 11,970 47,880 4,788 14,364 4,788 Bảng 3: Hệ số Kt số loại đất trình bày bảng sau: Loại đất Hệ số Kt Cát, cát 1,08 – 1,17 Đất canh tác than bùn 1,20 – 1,30 Đất sét màu vàng, đất hoàn thổ ẩm, sỏi nhỏ 1,14 – 1,28 Đất sét khô, đất sét lẫn sỏi 1,26 – 1,32 Đất sét nặng, sỏi lớn 1,24 – 1,30 Đất hoàng thổ khô 1,33 – 1,37 Đất đồi núi khô cứng 1,30 – 1,45 Đất đá đồi núi, quặng 1,40 – 1,50 Bảng 4: Trị số hệ số ma sát đất với đất Loại đất phụ thuộc vào tính chất lý đất: Hệ số ma sát f1 Cát 0,58 – 0,75 Đất đen 0,58 – 0,75 Sỏi 0,62 – 0,78 Sét khô 0,7 – Đá nhỏ 0,9 – 1,1 Sét bảo hòa nước 0,18 – 0,42 Đá dăm 0,9 Xỉ lò cao, quặng 1,2 Xi măng 0,84 Bảng 5: Trị số hệ số ma sát đất với thép f2 Loại đất Hệ số ma sát f2 Cát 0,73 Đất đen 0,73 Sỏi 0,75 Sét khô 0,75 – Đá nhỏ 0,9 – Sét bảo hòa nước 0,18 – 0,42 Đá dăm 0,84 Xỉ lò cao, quặng 1,2 Xi măng 0,73 Bảng 6: Trị số hệ số K m Loại đất m K (N/cm) Đất pha sét 1,72 0,1 Lớp bùn phủ dày 0,4 m 1,53 0,15 Lớp bùn phủ dày 0,3 m 1,70 0,32 Cát chặt với độ ẩm W = 14% 2,08 0,40 Cát khô với độ ẩm W = 68% 1,12 3,20 Cát chặt với độ ẩm W = 8% 1,50 3,00 Đất sét 0,86 13,50 Than bùn với độ ẩm W = 73% 0,92 3,20 Than bùn với độ ẩm W = 78% 0,26 1,40 Bảng 7: Phân loại đất đá theo tiêu chí σc σt Kí hiệu Loại đất đá σc (MPa) σt (MPa) R0 Cực kỳ yếu 0.25-1.0 R1 Rất yếu 1.0-5.0 R2 Yếu 5.0-25 R3 Trung bình 25-50 1-2 R4 Cứng 50-100 2-4 R5 Rất cứng 100-250 4-10 R6 Cực kỳ cứng >250 >10 - Bảng 8: Góc ma sát loại đất Loại đất Đá Cát Sỏi Bùn Đất sét Cát tơi Cát trung bình Cát chặt Cát có lẫn sỏi Bùn có lẫn sỏi Góc ma sát 30 30-40 35 34 20 30-35 40 35-45 34-48 26-35 ( độ) Bảng 9: Độ bền dính loại đất đá Loại đất Đá Bùn Đất sét Đất sét mềm Đất sét mềm Đất sét trung bình Đất sét đặt Đất sét bão hịa Đất sét cứng Độ bền dính (KPa) 10000 75 10-20 0-48 48-96 96-192 192-384 384-766 >766 Bảng 10: Khối lượng riêng số loại đất đá Loại đất Đá Đất có lẫn cát Đất có chứa sỏi Đất bùn Đất có lẫn sét Đá nham thạch mafic Đá nham thạch felsic Đá biến thể Đá trầm tích Đá granite Đá phiến sét Đá vôi Đá phấn Sa thạch Thép Bêtông Nước Khối lượng riêng (kg/m3) 2650 1800 2000 2100 1900 3000 2700 2700 2600 2700 2500 2700 2100 2000 7600 1680-3000 1000 Bảng 11: Độ rỗng số loại đất đá Loại đất Sỏi Cát Bùn Sét Cát có lẫn sỏi Sét tảng Sa thạch Đá vơi Đá phiến sét Đá nham thạch vụn Đá granite Độ rỗng (%) 30-40 20-35 35-50 33-60 20-35 10-20 5-30 5-30 10-30 10-40 0,5-1,5 Bảng 12: Độ thấm số loại đất đá Loại đất Cát bùn, cát Sét lẫn sỏi, sét lẫn cát Sét Độ thấm (cm/sec) 10-5 - 10-3 10-6 -10-4 10-9 -10-6 Bảng 13: Khả nén số loại đất Loại đất Sét mềm Sét Sét bùn Sét cứng Khả nén Cc >0,3 0,3-0,15 0,15-0,075