7. Cấu trúc luận văn nghiên cứu
2.1. Tổng quan về lý thuyết sử dụng vì neo
2.1.6. Lý thuyết tăng cường hóa cường độ khối đá xung quanh [7]
Trên nền tảng kết quả nghiên cứu đã có của Hầu Triều Quýnh, đề xuất lý thuyết gia cường hóa cường độ khối đá xung quanh đường lò chống giữ neo. Nội dung chính của lý thuyết này là: 1 - Thực chất chống giữ neo là tác dụng tương hỗ lẫn nhau giữa neo và khối đá khu vực gia cố neo tổ hợp thành khối đá gia cường, hình thành kết cấu chịu tải thống nhất; 2 - Chống giữ neo có thể nâng cao tham số cơ học của khối đá gia cường, bao gồm tham số cơ học trước và sau khi phá hủy của khối đá được gia cố neo (mơ đun đàn hồi, lực dính kết và lực ma sát trong), cải thiện được tính năng cơ học của khối đá được neo; 3 - Khối đá xung quanh đường lò tồn tại vùng vỡ rời, vùng dẻo và vùng đàn hồi, cường độ lớn nhất, cường độ sau khi đạt lớn nhất và cường độ dư còn lại của khối đá trong khu vực gia cố neo đều có thể đạt được gia cường hóa; 4 - Chống giữ neo có thể cải thiện trạng thái ứng suất khối đá xung quanh lò, gia tăng áp lực nén, nâng cao khả năng chịu tải của khối đá xung quanh đường lò, cải thiện trạng thái chống giữ đường lò; 5 - Sau khi nâng cao cường độ của khối đá gia cố neo xung quanh đường lò, vùng phá hủy, vùng biến dạng dẻo của khối đá xung quanh lò và chuyển vị bề mặt của đất đá xung quanh lò giảm đi, khống chế sự phát triển của vùng phá hủy và vùng biến dạng dẻo, do đó có lợi đối với ổn định khối đá xung quanh đường lị.
Để có thể hiểu rõ sự biến đổi tham số cơ học trước và sau khi gia cố neo của khối đá, đã tiến hành thí nghiệm mơ hình vật liệu tương đương. Kết quả thí nghiệm biểu hiện rõ: sau khi gia cố neo cho khối đá, mô đun đàn hồi tăng tương đối cao, còn tùy theo mật độ neo gia tăng mà tăng mạnh; Neo đều có ảnh hưởng đối với lực dính kết và góc ma sát trong của khối đá gia cố neo trước khi phá hoại, nhưng mức độ ảnh hưởng khác nhau (đối với lực dính kết của khối đá gia cố neo biến đổi khơng lớn, lớn nhất có thể làm lực dính kết của khối đá gia cố neo tăng khoảng 10 %, nhưng đối với góc ma sát trong của khối đá gia cố neo ảnh hưởng tương đối lớn); lực dính kết và góc ma sát trong của khối đá gia cố neo sau khi phá hủy so sánh với lúc khơng chống neo đều có mức độ tăng cao khác nhau, mật
độ neo càng lớn, lực dính kết của khối đá gia cố neo ở giai đoạn còn lại càng lớn, lớn nhất có thể nâng cao >50 %.
Để mơ tả tác dụng gia cường hóa của neo đối với khối đá, đưa ra hệ số gia cường hóa, tức giá trị tỉ lệ giữa cường độ của khối đá gia cố neo với cường độ của khối đá chưa gia cố neo. Hệ số gia cường hóa giới hạn của khối đá gia cố Kj là:
Kj=1/c. (2.3)
Trong đó: 1 - Cường độ kháng nén giới hạn của khối đá gia cố neo, MPa; c - Cường độ kháng nén giới hạn của khối đá không gia cố neo, MPa.
Hệ số gia cường hóa cường cường độ còn lại của khối đá gia cố neo Kc là:
* 1 * Kc c (2.3)
Trong đó: 1*- Cường độ kháng nén còn lại của khối đá gia cố neo, MPa; c*- Cường độ kháng nén cịn lại của khối đá khơng gia cố neo, MPa.
Số liệu thí nghiệm biểu hiện rõ, tổng cường độ của khối đá gia cố neo nâng cao so với khi khơng có neo gia cường, mà cịn tùy theo mật độ neo gia tăng hệ số cường độ hóa của khối đá gia cường cũng khơng ngừng tăng. Khi cường độ neo không đổi, tác dụng gia cường hóa của neo đối với cường độ cịn lại của khối đá lớn hơn gia cường hóa đối với khối đá gia cường ở giai đoạn đường độ giới hạn, cái này vốn có tác dụng quan trọng đối với khống chế biến dạng khối đá xung quanh vùng vỡ rời, bảo đảm duy trì tính ổn định của nó.