- Khiên đào từng phần thích hợp với hầm có đờng kính nhỏ do khả năng giữ ổn định mặt gơng của khiên thấp;
2. Mơ hình tính tốn ổn định g-ơng đào (hình 4-20)
Trong trạng thái cân bằng giới hạn, khối tr-ợt tại g-ơng xác định bởi các mặt phẳng tr-ợt hình thành từ mặt g-ơng phát triển lên tới bề mặt đất. Không làm mất tính tổng quát của bài tốn trong mơi tr-ờng đất, ở đây giả thiết đất là môi tr-ờng đồng nhất và đẳng h-ớng. Trong cả hai tr-ờng hợp dùng máy khiên đào chất lỏng có áp và khiên cân bằng áp lực đất, độ ổn định của g-ơng trong khối đất đồng nhất phụ thuộc vào khối đất tr-ợt hình thành phía tr-ớc mặt g-ơng (dạng nêm) và trong khối đất phía trên (dạng lăng trụ)
(hình 4-20). Dạng mơ hình khối tr-ợt này phù Hình 4-20. Cơ chế tr-ợt tr-ớc g-ơng Khí nén Bentơnit Đất đào (b) (a) (c)
hợp với những CTN nằm ở độ sâu nhỏ. (theo Horn 1961)
Nếu bỏ qua biến dạng trong bản thân khối đất có thể coi khối đất tr-ợt là môi tr-ờng vật liệu dẻo cứng có các thơng số đặc tr-ng: lực dính kết c và góc ma sát trong , tuân theo tiêu chuẩn bền Mohr-Coulomb. Khi đó, tại mỗi điểm trên mặt tr-ợt, sức kháng tr-ợt của đất xác định theo công thức:
FF F
c
tan (1)
Trong đó: và F t-ơng ứng là thành phần ứng suất pháp tác dụng trên mặt tr-ợt và hệ số an toàn. Hiện t-ợng thấm nhập của dung dịch chất lỏng vào trong khối đất (khiên chất lỏng có áp) cũng nh- n-ớc thấm từ khối đất vào CTN (khiên cân bằng áp lực đất) đ-ợc giả thiết tuân theo định luật Darcy. Các thành phần lực tác dụng lên khối nêm tr-ợt tr-ớc mặt g-ơng bao gồm:
(a) Tự trọng khối tr-ợt (có chú ý tới điều kiện đẩy nổi của n-ớc); (b) áp lực dòng thấm (tr-ờng hợp dùng khiên cân bằng áp lực đất);
(c) Lực pháp tuyến và tiếp tuyến tác dụng trên các mặt tr-ợt của khối (ADE, BCF, ABFE);
(d) Trọng l-ợng của khối lăng trụ tr-ợt phía trên tác dụng trên mặt phẳng DFEC. Trong tr-ờng hợp dùng khiên cân bằng áp lực đất, cần tính thêm áp lực dòng thấm tác dụng trong khối lăng trụ.
(e) áp lực chống giữ tại mặt g-ơng.
Việc tính tốn thực hiện theo trình tự: Thiết lập các ph-ơng trình cân bằng giới hạn cho khối nêm tr-ợt với góc tr-ợt . Lời giải hệ các ph-ơng trình này cho ta các thành phần lực tiếp tuyến và pháp tuyến tác dụng trên mặt tr-ợt, áp lực chống giữ cần thiết trên mặt g-ơng. Góc tr-ợt tới hạn cr đ-ợc xác định theo quy trình lặp dựa vào việc tăng áp lực chống giữ cần thiết trên mặt g-ơng tới mức tối đa, hoặc Nếu áp lực chống giữ đ-ợc cho tr-ớc thì góc tr-ợt tới hạn cr đ-ợc tính với mặt tr-ợt có hệ số an tồn nhỏ nhất.