Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI TIỂU LUẬN SỐ 3 1.MỞ ĐẦU Phân loại khối đá là một điều cần thiết cho những người làm việc trong lĩnh vực khai thác mỏ và xây dựng công trình ngầm cũng như các ngành ký thuật khác. Quá trình phân loại khối đá có tác dụng lớn đến quá trình thiết kế các đường hầm, đặc biệt là để xác định kết cấu chống giữ cũng như quá trình lựa chọn phương án khai đào cho phù hợp. Hiện nay do sự phát triển của khoa học kỹ thuật nên càng ngày càng có nhiều phương pháp phân loại khối đá khác nhau. Dưới đây giới thiệu một số phương pháp phân loại khối đá thường được dùng trong lĩnh vực xây dựng công trình ngầm và mỏ. 2.TỔNG QUAN Trong cơ học đá, hai yếu tố được sử dụng nhiều liên quan đến “sự miêu tả” các đặc tính của khối đá là sự phân loại và mô tả đặc điểm của khối đá. Trong thực tế hai yếu tố này không có sự khác nhau nhiều. Mô tả khối đá là nhấn mạnh tới các yếu tố chỉ màu sắc, hình dạng, trọng lượng, các đặc điểm của khối đá, phân loại khối đá là sự kết hợp các đặc trưng khác của khối đá trong các nhóm khác nhau, phân loại khối đá là tiến hành phân các khối đá thành các nhóm theo những biểu hiện nhất định, theo những chỉ tiêu hay tiêu chuẩn xác định. Phân loại khối đá được phát triển với mục đích phục vụ công tác thiết kế xây dựng công trình ngầm, cụ thể được sử dụng để đánh giá, nhận định về trạng thái khối đá tại hiện trường, để lựa chọn và bố trí các giải pháp bảo vệ, chống giữ và thi công. Phân loại khối đá cũng còn được sử dụng để phục vụ công tác lập dự toán và quyết toán công trình. Các phương pháp phân loại khối đá hầu hết dựa theo kinh nghiệm, hoặc kết hợp các kinh nghiệm định lượng thực tế với các kết quả phân tích theo lý thuyết. Từ đó ta rút ra được mục đích lớn nhất của việc phân loại khối đá đó là: Lựa chọn sơ bộ phương pháp khai đào cho công trình ngầm Lựa chọn sơ bộ biện pháp và kết cấu chống giữ cho công trình ngầm sau khai đào
BÀI TIỂU LUẬN SỐ 1.MỞ ĐẦU Phân loại khối đá điều cần thiết cho người làm việc lĩnh vực khai thác mỏ xây dựng công trình ngầm ngành ký thuật khác Quá trình phân loại khối đá có tác dụng lớn đến trình thiết kế đường hầm, đặc biệt để xác định kết cấu chống giữ trình lựa chọn phương án khai đào cho phù hợp Hiện phát triển khoa học kỹ thuật nên ngày có nhiều phương pháp phân loại khối đá khác Dưới giới thiệu số phương pháp phân loại khối đá thường dùng lĩnh vực xây dựng công trình ngầm mỏ 2.TỔNG QUAN Trong học đá, hai yếu tố sử dụng nhiều liên quan đến “sự miêu tả” đặc tính khối đá phân loại mô tả đặc điểm khối đá Trong thực tế hai yếu tố khác nhiều Mô tả khối đá nhấn mạnh tới yếu tố màu sắc, hình dạng, trọng lượng, đặc điểm khối đá, phân loại khối đá kết hợp đặc trưng khác khối đá nhóm khác nhau, phân loại khối đá tiến hành phân khối đá thành nhóm theo biểu định, theo tiêu hay tiêu chuẩn xác định Phân loại khối đá phát triển với mục đích phục vụ công tác thiết kế xây dựng công trình ngầm, cụ thể sử dụng để đánh giá, nhận định trạng thái khối đá trường, để lựa chọn bố trí giải pháp bảo vệ, chống giữ thi công Phân loại khối đá sử dụng để phục vụ công tác lập dự toán toán công trình Các phương pháp phân loại khối đá hầu hết dựa theo kinh nghiệm, kết hợp kinh nghiệm định lượng thực tế với kết phân tích theo lý thuyết Từ ta rút mục đích lớn việc phân loại khối đá là: - Lựa chọn sơ phương pháp khai đào cho công trình ngầm Lựa chọn sơ biện pháp kết cấu chống giữ cho công trình ngầm sau khai đào CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI KHỐI ĐÁ Phân loại khối đá điều cần thiết cho người làm việc lĩnh vực khai thác mỏ xây dựng công trình ngầm ngành ký thuật khác Quá trình phân loại khối đá có tác dụng lớn đến trình thiết kế đường hầm, đặc biệt để xác định kết cấu chống giữ trình lựa chọn phương án khai đào cho phù hợp Sơ đồ phân loại tổng quan phương pháp phân loại khối đá lĩnh vực địa kỹ thuật mô tả bảng 3.1 PHÂN LOẠI KHỐI ĐÁ THEO DEER (RQD) Chu trình cho việc xác định giá trị trực tiếp RQD thể hình 1.1 Chu trình đề cập tới giá trị chiều dài lỗ khoan Các lõi khoan bị gẫy vỡ chu trình khoan thích hợp đếm mẫu Khi có không chắn lý gẫy vỡ thực công tác khoan hay điều kiện tự nhiên, xem nguyên nhân tự nhiên cốt để xem xét cẩn trọng trình xác định giá trị RQD (Deere, 1968), điều kiện cần thiết để tính toán RQD chiều dài lõi khoan thu hồi phải lớn 100mm Hình 1.1 Mô tả chu trình tính toán thiết kế chất lượng khối đá RQD (Deere 1998) Từ cách phân loại khối đá Deere ta có bảng 1.1 Đánh giá chất lượng khối đá sau Bảng 1.1 mối liên hệ giá trị RQD chất lượng khối đá (Deere 1968) 3.1.1.Phương pháp gián tiếp (không thu hồi lõi khoan có giá trị) Trong trường hợp xác định trực tiếp RQD, giá trị RQD xác định thông qua công thức gián tiếp Việc xác định giá trị RQD đề xuất vào năm 1973 với việc sử dụng công thức (Afrouz, 1973 cit Afrouz, 1992) theo biểu thức sau: (1.1) Ở đây: – tổng số mặt phân cách nứt nẻ khối đá Các bề mặt phân cách nứt nẻ không vuông góc với phương ứng suất lớn Các số A,B,x,y có quan hệ với hệ số Gía trị Vào năm 1976, Priest Hudson tìm việc xác định giá trị RQD từ khoảng cách khe nứt (λ khe nứt/mét) việc sử dụng công thức: (1.2) Công thức cách thức đơn giản để xác định giá trị RQD, lõi khoan thu hồi RQD xác định từ số lượng khe nứt/một đơn vị thể tích bề mặt khối đá Palmstrom(1982) giới thiệu mối quan hệ RQD cho khối đá không chứa sét dọc theo đường hầm biểu thức sau: (1.3) Trong đó: – mật độ khe nứt tính theo khối đá Trong trường hợp không xác định RQD từ lỗ khoan thăm dò lấy mẫu tính RQD gián tiếp công thức thực nghiệm (1.3) Hoặc théo công thức Priest (1976), RQD tính toán theo công thức sau: (0,1 (1.4) Trong đó: – mật độ khe nứt số khe nứt/một mét dài khảo sát Palmstrom (1996) đề xuất phương pháp để thu thông tin tốt từ bề mặt để thay cho lõi khoan, thông qua giá trị RQD phụ thuộc vào hướng lỗ khoan khảo sát Nguyên tắc dựa giá trị góc nghiêng khe nứt bề mặt hay lỗ khoan Mật độ khe nứt (Wjd) xác định theo biểu thức sau: Wjd Và với giá trị dọc theo lõi khoan hay theo đường thẳng: Wjd Ở đây: – góc giao cắt, góc bề mặt quan sát hay lỗ khoan khe nứt riêng rẽ; A - kích thước vùng diện tích quan sát tính ; L – chiều dài mặt cắt dọc theo lõi khoan hay đường thẳng, xem hình 1.2 Hình 1.2 a) Mặt giao cắt khe nứt lỗ khoan; b) Mặt giao cắt khe nứt bề mặt (palmstrom, 1995) 3.1.2 Hạn chế RQD ưu điểm Theo thống kê Merritt (1972) hệ thống phân loại RQD có hạn chế số khu vực mà khe nứt chứa chất lấp nhét dạng sét Các chất lấp nhét dạng sét làm giảm ma sát khe nứt RQD cao thực tế khối đá không ổn định Gía trị RQD không phụ thuộc vào kích thước đường hầm Có khác biệt lớn kích thước đường hầm nhỏ, hẹp so sánh với gian hầm chứa nước lớn với công trình ngầm có độ rộng giá trị RQD có tính phù hợp so với đường hầm có kích thước nhỏ RQD tham số không tốt khối đá có khoảng cách khe nứt nhỏ gần 100mm Nếu khoảng cách khe nứt liên tục 105mm (chiều dài lõi khoan), giá trị RQD 100% Nếu khoảng cách khe nứt liên tục 95mm, giá trị RQD 0% Nếu tham số (theo palmstrom 1982) sử dụng, giá trị 10 khe nứt/mét (Helgestsdt 1997) RQD liên quan tới tính không linh động kích thước khối nguyên (Milne 1991) Như đề cập đến (Milne 1991) khối đá với giá trị RQD xác định 100% có hệ khe nứt với khoảng cách trung bình 0,4m hay hệ khe nứt với khoảng cách tới vài mét Gía trị RQD bị thay đổi nhiều phụ thuộc vào phương lỗ khoan khảo sát quan hệ với cấu trúc địa chất Hoek(1993) • Ưu điểm: Phương pháp thực đơn giản, nhanh chóng cho kết 3.1.3 Phạm vi sử dụng Ưu điểm phương pháp dễ xác định nên áp dụng cho đường lò mỏ 3.2 PHÂN LOẠI KHỐI ĐÁ THEO BIENAWSKI (RMR) Chỉ số hệ thống dựa kinh nghiệm Biennawski đường hầm nằm nông gần mặt đất lớp đất đá trầm tích Về nguồn gốc, hệ thống RMR phát triển từ 49 trường hợp khai đào lịch sử không công bố Sau phân loại trải qua vi thay đổi từ tham số xuống vào năm 1975 Theo thông kê biennawski (1989) giá trị RMR áp dụng 28 dự án lịch sử khai đào đường hầm, gian hầm, mỏ, bờ dốc, móng gian hầm lớn Phân loại khối đá theo RMR biennawski có ý đến điểm khác khối đá xác định công thức thực sau: (1.5) Trong đó: - tham số xét độ bền nén đơn trục khối đá tham số thể lượng thu hồi lõi khoan RQD tham số thể khoảng cách khe nứt tham số thể trạng thái xủa khe nứt tham số thể điều kiện ngậm nước đá tham số thể mối tương quan nằm hướng đá Các tham số RMR phân loại đá theo biennawski thể bảng 1.2 Bảng 1.2 Đặc trưng tham số điểm theo biennawski Bảng 1.3 Hướng dẫn cho việc đào hầm kết cấu chống giữ đá chiều rộng 10m với hệ thống phân loại RMR (biennawski 1989) 3.2.1 Ưu điểm nhược điểm • Ưu điểm: Phương pháp phân loại khối đá biennawski có xét đến ảnh hưởng nhiều yếu tố cách cho điểm yếu tố đó, nhờ đánh giá với nhiều yếu tố để phân loại khối đá nên phương pháp cho kết xác gần thực tến phương pháp Deere • Nhược điểm: chi phí cho phương pháp đánh giá, phân loại lớn, tốn mặt thời gian Khó xác định số 3.2.2 Phạp vi áp dụng Phương pháp phân loại khối đá RMR thường áp dụng cho công trình có vốn đầu tư ban đầu lớn, tuổi thọ cao công trình ngầm giao thông, thủy lợi, thủy điện, công trình ngầm thi công theo phương pháp NATM Phương pháp sử dụng ngành mỏ tốn thời gian chi phí 3.3.HỆ THỐNG PHÂN LOẠI CHẤT LƯỢNG KHỐI ĐÁ Q Barton cộng giới thiệu số chất lượng khối đá thi công đường hầm vào năm 1974 Phương pháp phân loại kết hợp với đề xuất kết cấu chống giữ sở phân tích 212 ghi chép trường hợp thi công đường hầm cụ thể Hệ thống gọi chất lượng khối đá hay số chất lượng thi công đường hầm phát triển NA UY, gọi phân loại NGI Hệ thống Q ban đầu (Barton 1974) sử dụng tham số sau: - RQD Số lượng khe nứt Độ nhám khe nứt Sự phân bố khe nứt Các điều kiện nước khe nứt Hệ số ứng suất Các hệ số địa kỹ thuật giới thiệu tỉ số sau (Barton 2002): - Quan hệ kích thước khối: RQD/ Quan hệ độ bền ma sát: Tác động ứng suất: SRF Chất lượng khối đá định nghĩa (Barton 1974) Q Ở đây: RQD – số RQD Deere 10 (Deere 1968); – số lượng khe nứt – giá trị thể độ nhám khe nứt – giá trị thể biến đổi khe nứt – hệ số có xét đến giảm áp lực nước khe nứt SRF – hệ số giảm ứng suất với phay phá, độ bền/tỉ số ứng suất khối đá cứng liền khối, khối đá bị nén ép dãn nở Sử dụng hệ thống phân loại Q giới thiệu đơn giản cho đường hầm gian hầm với vòm khối đá phân làm hạng dựa sở giá trị Q (quan sát bảng 1.4.) Bảng 1.4 Sự phân loại khối đá sở giá trị Q (Barton 1974) Mối quan hệ số chất lượng đường hầm (Q) với biểu yêu cầu chống giữ khai đào công trình ngầm thành phần gọi kích thước tương đương () Bằng việc chia khoảng cách , đường kính hay chiều cao tường công trình ngầm tỉ số kết cấu chống (ESR) tương đương xác định là: ESR định nghĩa từ điều tra mối quan hệ khoảng cách giá trị lớn không chống giữ (khẩu lộ) Q xung quanh công trình khai đào tiêu chuẩn với 10 năm Mối quan hệ đinh nghĩa: Khẩu độ Barton 1976 đưa giá trị đề nghị ESR theo thống kê bảng 1.5 Bảng 1.5 Các giá trị ESR với công trình khai đào khác Hệ thống Q hiệu chỉnh cốt để thay đổi hệ số giảm ứng suất ( Grimstad Barton 1993) để đưa phương pháp chống giữ bê tông phun sợi thép [S(fr)] hệ thống neo (B) Grimstad Barton giới thiệu bảng đồ thị kết cấu chống Q cho phương pháp chống giữ mới, xem hình 1.3 Hình 1.3 Xác định kết cấu chống dựa số chất lượng đường hầm Q (Grimstad Barton 1993) Trong hình 1.3., giá trị giá trị Q 4,5 thay hạng gia cường (4) với yêu cầu mạng neo (khoảng cách neo 2,3m) bêtông phun dầy 50mm Theo Loset 1992 đề xuất, với khối đá có giá trị 4, nguy hiểm khoan nổ mìn làm xuất vết nứt với giá trị Q cho khối đá xung quanh công trình ngầm khai đào Gía trị RQD hầm trạm giảm 50% cho khối đá xung quanh hầm trạm, kết Q Từ hình 1.3 , tương ứng với hiệu chỉnh giá trị hạng gia cường (5) với yêu cầu cần thiết neo, với khoảng cách thích hợp 2m, lớp bêtông phun sợi thép gia cường dầy 50mm Barton 1980 cung cấp thêm chiều dài neo Chiều dài L neo xác định từ kích thước chiều rộng công trình ngầm B tỉ số kết cấu chống giữ công trình ESR (1.6) Khoảng cách không chống lớn xác định theo công thức: Khoảng cách khung chống max (1.7) Trên sở phân tích ghi chép, Grimstad Barton 1993 đề nghị mối quan hệ Q áp lực chống giữ tạm thời xác định theo công thức sau: (1.8) Gía trị Q hiệu chỉnh đưa vào 2002 bới Barton có ý đến việc áp dụng hệ thống Q vào đặc tính nghiên cứu giả thiết kế đường hầm Barton miêu tả giá trị Q hiệu chỉnh với tốc độ sóng P() là: Ở đây: giá trị thông thường Q, sử dụng 100MPa loại đá cứng tiêu chuẩn Hệ thống Q sử dụng để xác định độ bền nén khối đá: Ở đây: – trọng lượng thể tích đá tính t/ Với trường hợp đá bị nứt nẻ không liên túc: Ở đây: xác định từ giá trị RQ thay giá trị RQD tính toán Q ban đầu RQ giá trị RQD có quan hệ với hướng thi công đường hầm 3.3.1 Mối quan hệ hệ thống RMR VÀ hệ thống Q Dựa trường hợp nghiên cứu, biennawski (1976) tác giả đề xuất hiệu chỉnh hệ thống RMR hệ thống Q: RMR Vào năm 1978, Rutledge Preston công bố mối quan hệ khác , MORENO(1980) RMR RMR 3.3.2 Phạm vi sử dụng HỆ thống phân loại chất lượng khối đá Q dùng để đánh giá khối đá, lựa chọn sơ kết cấu biện pháp khai đào cho công trình giao thông, thủy điện… 3.4 CHỈ SỐ KHỐI ĐÁ MỎ Hệ thống MRMR đưa tính toán tham số tương tự giá trị RMR MRMR xác định số độ bền khối đá nguyên khối, RQD, khoảng cách khe nứt điều kiện khe nứt, giá trị MRMR, bao gồm khối đá bị nứt nẻ từ yếu đến tố,chỉ số hệ thống chia làm loại 10 lớp khác Laubscher (1984) giới thiệu mối quan hệ MRMR độ bền khối đá nguyên khối nghiên cứu là: Phân loại MRMR để ý đến phương khe nứt, ảnh hưởng nổ mìn phong hóa, tới việc xác định độ bền thiết kế khối đá (DRMS), giống RMR, kết cấu chống giữ cần thiết đề nghị với giá trị MRMR tương ứng 3.4.1 Phạm vi áp dụng Chỉ số khối đá mỏ MRMR phát triển cho việc áp dụng khai thác mỏ 3.5 SỰ PHÂN LOẠI CỦA RAMAMURTHY VÀ ARORA RAMAMURTHY ARORA đề xuất hệ thống phân loại với khối đá nguyên khối nứt nẻ sở độ bền nén chúng giá trị mô đun đàn hồi trạng thái không xác định Hệ thống phân loại dựa sở số tỉ lệ mô đun đàn hồi () điều kiện biến dạng đàn hồi, xác định theo công thức: Ở đây: f – thể với khối đá bị nứt nẻ – mô đun tiếp tuyến 50% ứng suất phá hủy Hệ số khe nứt hệ số giảm yếu khối đá ảnh hưởng hệ thống khe nứt Điều dẫn đến kết công thức sau: ; ; Trong đó: – độ bền khối đá bị nứt nẻ, xác định bảng 1.6 Từ giá trị biết, tỉ số mô đun xác định phân loại theo bảng thống kê 1.7 Bảng 1.6 Phân loại độ bền khối đá nguyên khối khối đá bị nứt nẻ (Ramamurthy Arora, 1993) Bảng 1.7 Phân loại tỉ số mô đun đàn hồi khối đá nguyên khối khối đá bị nứt nẻ (Ramamurthy Arora, 1993) 3.5.1 Phạm vi sử dụng Hệ thống phân loại phát triển phòng thí nghiệm thực đá cát kết granite nhằm xác định độ bền 3.6 PHÂN LOẠI KHỐI ĐÁ THEO THỜI GIAN ỔN ĐỊNH KHÔNG CHỐNG Sự chấp nhận thời gian không chống cho đường hầm việc chấp nhận trình giảm thời gian lắp đặt kết cấu chống giữ để giải phóng ứng suất nguyên sinh lòng khối đá, với đường hầm độ lớn thay đổi độ khai đào để giữ ổn định đường hầm tạo điều kiện giải phóng ứng suất nguyên sinh NATM chiến lược cho xây dựng đường hầm, dựa sở kỹ thuật an toàn đá yếu mềm, thời gian không chống giữ bị hạn chế Để gia cường đường hầm, cần lắp đặt kết cấu chống tạm thời gian vỏ chống bê tông phun, kết hợp hệ thống neo đá với vỏ chống bê tông phun cố định lâu dài, tạo thành vòm kết cấu mang tải Dựa nguyên tắc NATM tóm tắt (Singh , 1999) - Huy động độ bền khối đá Bê tông phun bảo vệ trì khả mang tải khối đá Sự điều chỉnh biến dạng việc khai đào khối đa Cung cấp tính linh hoạt nhanh chóng kêt cấu chống dạng khối đá Tạo vòm ngược khép kín với dạng thức vòm chống mang tải trọng để điều khiển biến dạng khối đá Phương pháp dự đoán kỹ biểu tự nhiên đất đá cho phép áp dụng biện pháp sau: Cho phép đá biến dạng nhỏ Đặt bê tông phun hệ thống chống đỡ neo đá Cách mềm dẻo đất đá không biến dạng thêm • Quan sát đo chuyển động đất đá tải trọng mà đá gây kết cấu chống đỡ không thời gian • Khi đá hệ thống chống đỡ tạm ổn định tiến hành chống cố định lớp vỏ hầm thực thụ Nếu đo biến dạng đủ lớn cẩn phải thay đổi hệ thống chống đỡ, lúc tăng giảm chiều dầy kết cấu chống thay đổi hẳn loại kết cấu chống đỡ cố định khác • • 3.7 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI ĐẤT ĐÁ THEO HỆ SỐ ĐỘ KIÊN CỐ F(G.S PROTÔĐIAKONÔV) Phương pháp phân loại đá theo hệ số độ kiên cố đá với số f xác định dựa sở thí nghiệm nén với loại khác rút kết luận tính chất học cho loại đá khác nhau: Gía trị độ kiên cố f xác định theo công thức sau: (1.9) Trong đó: – độ bền nén loại đá đem thí nghiệm, kG/ Dựa vào số f chia nhóm đá có tính chất học khác Dưới xếp đặc điểm nhóm đá Bảng 1.8 Phân loại đá theo f (hệ số kiên cố đá) Trong thực tế có loại đá có độ bền nén 200 kG/ (nghĩa hệ số bền f ) công thức trở nên không xác Sau L.I.Barton (1955) sử dụng công thức hợp lý để xác định hệ số bền chắc: (1.10) Theo công thức , đạt tới 3000kG/ f 20, thỏa mãn với giới hạn hệ số độ kiên cố đất đá G.S.Protodiakonov Gần đây, sổ tay công nghệ mỏ V.A.Grebenjuk (1983), người ta nêu công thức: f Ở đây: (1.11) – độ bền nén đơn trục mẫu đá, xác định thí nghiệm Sơ kiến nghị biện pháp khai đào kết cấu chống giữ fthì khai đào thủ công, nổ mìn với lượng thuốc nổ ít, đào máy Chống giữ khung thép, bê tông cốt thép đúc sẵn, kết cấu chống nặng • f khai đào máy khoan nổ mìn; chống giữ khung thép, neo + lưới thép (trong điều kiện cụ thể) • f nên sử dụng khoan nổ mìn, trường hợp cụ thể sử dụng máy đào; chống giữ sử dụng bê tông phun, lưới thép, khung thép… • 3.7.1 Ưu nhược điểm ƯU ĐIỂM: Cho kết nhanh, phương pháp thực đơn giản, không yêu cầu cao trang thiết bị tốn so với biện pháp NHƯỢC ĐIỂM: Không đánh giá đến yếu tố cấu trúc khối đá, ảnh hưởng công tác thi công, ảnh hưởng nước ngầm… • Khi hệ số bền fthì không sử dụng phương pháp • 3.7.2 Phạm vi sử dụng Phương pháp phân loại khối đá sử dụng ngành mỏ 3.8 CHỈ SỐ KHỐI ĐÁ (RMI) Chỉ số khối đá (Rmi) phát triển tới đặc tính độ bền khối đá cho mục đích xây dựng (Palmstrom, 1996) Được lựa chọn tham số đầu vào dựa sở nghiên cứu ban đầu quan điểm khu vực phân loại khối đá/ hệ thống đặc tính khối đá tiến trình kinh nghiệm Palmstrom miền Gía trị RMi nối liền với vật liệu miêu tả đặc tính cố hữu khối đá Các thông số đầu vào đặc tính độ bền khối đá chọn (Palmstrom, 1995) - Kích thước khối phác họa khe nứt – xác định thể tích khối Độ bền khối vật liệu – xác định độ bền nén đơn trục Độ bền kéo bề mặt khối – xác định góc ma sát Kích thước đóng kín khe nứt – xác định chiều dài tính liên tục Gía trị RMi có tính nguyên tắc giảm độ bền khối đá lý tính nứt nẻ viết là: RMi Ở đây: JP – tham số nứt nẻ, hệ số giảm bền miêu tả kích thước khối điều kiện bề mặt miêu tẩ đặc tính ma sát chúng kích thước khe nứt Một số tóm lược trước tham số áp dụng RMi xem hình 1.4 Hình 1.4 Các tham số áp dụng RMi (Palmstrom, 1995) Palmstrom (1995) miêu tả loại khác tính toán sử dụng để xác định thể tích khối Sự quan sát chia quan sát bề mặt 1- D, 2- D hay 3- D hay lỗ khoan quan sát 1- D Hình 1.5 Đồ thị xác định kết cấu chống giữ cho khối đá nứt nẻ không liên tục Hệ số nứt nẻ jC để miêu tả đặc tính ma sát khối viết là: jC Ở đây: jL- hệ số kích thước, miêu tả ảnh hưởng kích thước chấm dứt khe nứt Hệ số kích thước khe nứt (jL) chọn khe nứt lớn có đặc tính tác động lớn biểu khối đá nhỏ khối nứt có (Palmstrom, 1995) Hệ số nhám (jR) miêu tả không phẳng bề mặt khe nứt bó bao gồm: - Độ phẳng (jS) bề mặt khe nứt Độ gợn sóng (jW) hay tính phẳng nhẵn tường bên khe nứt Hệ số biến đổi (jA) biểu thị đặc tính khe nứt - Độ bền đá hai bên bờ khe nứt Chiều dầy độ bền chất lấp nhét có Các hệ số jR jA tương tự hệ số hệ thống phân loại Q viết công thức sau: JP Nơi thể tích khối ( ) tình đơn vị , D số 3.9 MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC HỆ THỐNG PHÂN LOẠI KHỐI ĐÁ RMR, Q VÀ RMi 3.9.1 Các tham số đầu vào sử dụng hệ thống phân loại Các tham số đất đá sử dụng đầu vào hệ thống phân loại RMR, Q RMi bảng 1.9 Một vài điều kiện đặc tính khối đá hay khối đất riêng trương nở, ném ép tróc vỡ không quan tâm hệ thống phân loại Bảng 1.9 Tổng quan tham số đầu vào sử dụng hệ thống phân loại RMR, Q RMi 3.9.2 Các tham số mức độ khe nứt Mối quan hệ RQD, thể tích khối nứt, số lượng thể tích khối nứt khoảng cách khối nứt thường xuyên sử dụng để mô tả mức độ khe nứt Cả ba hệ thống phân loại sử dụng giá trị khác Khi kết hợp hệ thống phân loại có kết hợp giá trị khe nứt Do đó, mối quan hệ chúng giới thiệu hình 1.6 Hình 1.6 Đồ thị liên hệ với giá trị khác mức độ khe nứt: RQD, , Vb (theo Palmstrom, 2005) Như giới thiệu Palmstrom (2005) mối quan hệ tốt RQD hay Vb Một giá trị trung bình, mối quan hệ thô Palmstrom đề xuất theo biểu thức sau RQD : RQD 3.9.3 Các tham số đặc trưng khe nứt Các tham số đặc trưng khe nứt bao gồm: - Độ nhám khe nứt Chất lấp nhét, bao bọc phong hóa khe nứt Chiều dầy hay độ mở khe nứt Kích thước khe nứt Các hệ thống phân loại Q RMR sử dụng giá trị tương tự đặc trưng tương ứng độ nhám lấp nhét khe nứt, RMR có số điểm khác thể bảng 2.0 Bảng 2.0 Các tham số độ ghồ ghề nhám, biến đổi, phong hóa lấp nhét sử dụng hệ thống phân loại khối đá RMR RMi sử dụng đầu vào kích thước khe nứt (chiều dài), hệ thống Q lại không sử dụng tham số RMi sử dụng tham số “khe nứt không liên tục” khe nứt đóng khối đá kết hợp với kích thước khe nứt Trong hệ thống phân loại khối đá kết hợp đặc trưng thể tham số mức độ lượn sóng khe nứt hệ thống RMi 4 TỔNG KẾT Phân loại khối đá điều cần thiết cho người làm việc lĩnh vực khai thác mỏ xây dựng công trình ngầm ngành ký thuật khác Quá trình phân loại khối đá có tác dụng lớn đến trình thiết kế đường hầm, đặc biệt để xác định kết cấu chống giữ trình lựa chọn phương án khai đào cho phù hợp Mỗi cách phân loại dùng cho trường hợp khác Nhưng điều kiện thực tế đất đá phức tạp nên thường phải sử dụng kết hợp phương pháp lại với để có kết xác TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Cơ học đá khối đá : TS.Trần Tuấn Minh