tính toán dự báo áp lực đất đá tác dụng lên kết cấu chống giữ công trình ngầm

1
2
TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
BỘ MÔN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM VÀ MỎ
CƠ HỌC VÀ TÍNH TOÁN KẾT CẤU
CHỐNG GIỮ CÔNG TRÌNH NGẦM
TS. TRẦN TUẤN MINH
HÀ NỘI, NĂM 2014
PHẦN 1: TÍNH TOÁN DỰ BÁO ÁP LỰC ĐẤT ĐÁ TÁC DỤNG LÊN
KẾT CẤU CHỐNG GIỮ CÔNG TRÌNH NGẦM
3
Việc tính toán và thiết kế kết cấu chống giữ công trình ngầm là điều cần
thiết đối với các kỹ sư xây dựng các công trình ngầm và những người làm
việc trong những lĩnh vực liên quan đến công trình ngầm. Công trình ngầm
nằm trong đất đá chịu sự tác động trực tiếp của môi trường đất đá xung
quanh, điều kiện vi khí hậu và các yếu tố trong lòng đất thậm chí cả các
công trình xây dựng hoặc các tổ hợp tải trọng trên bề mặt đất. Bài giảng
này nhằm giúp các sinh viên chuyên ngành xây dựng công trình ngầm ở
trường đại học Mỏ-Địa chất nói riêng và các trường đại học khác nói
chung hiểu biết được các phương pháp tính toán và thiết kế các dạng kết
cấu chống giữ trong các công trình ngầm.
MỤC ĐÍCH MÔN HỌC
4
¸p lùc th¼ng ®øng
¸p lùc
chñ ®éng
Ph©n bè ¸p lùc nÒn
PHÂN BỐ ỨNG SUẤT XUNG QUANH ĐƢỜNG HẦM
SƠ ĐỒ PHÂN BỐ ÁP LỰC (VÍ DỤ)
VÍ DỤ MỘT SƠ ĐỒ TÍNH
5

6
ÁP LỰC ĐẤT ĐÁ XUNG QUANH ĐƢỜNG HẦM NẰM NÔNG GẦN BỀ MẶT ĐẤT
Trường hợp bề mặt đất bằng phẳng
Trường hợp gần sườn núi, bờ dốc
Dưới móng nhà và 2 đường hầm song song Dưới móng nhà và tải trọng xe chạy
7
Sự mở rộng của vùng phá huỷ nếu không được
chống giữ với (a) đất đá phân lớp nằm ngang; b)
đất đá phân lớp thẳng đứng (Terzaghi).
Vùng phá hủy trong đất đá liền
khối (Terzaghi)
8
















B
H

K tg
v
e
Ktg
B
p
2
1
2







































2
452
2
45
1
2
452
0
02
0






tgmb
Htgtg
H
tgmb
P
p
Áp lực đất đá theo Bierbaumer Áp lực đất đá theo Terzaghi
9
Lý thuyết áp lực đất đá của Suquet
10
11
Áp lực đất đá ở những độ sâu lớn (Terzaghi)
12
Áp lực đất đá theo lý thuyết của Kaster
13
Áp lực đất đá theo lý thuyết của Theo Caquot và Kérisel
Sự phân bố áp lực khác nhau xung quanh
đường hầm tròn như là một hàm chức năng
của góc nằm đất đá  và khoảng cách r.
14
Áp lực đất đá theo lý thuyết của Theo Kommerell
Những chú giải và hình dạng đồ thị áp lực của Kommerell
15
Áp lực đất đá theo lý thuyết của V. Rittero 1879
16
Áp lực đất đá theo lý thuyết của Protodiakonop M.M
17
18

Tính toán áp lực nền đối với khoảng trống khai thác (Terzaghi)
.
3
2
3
2
3
1
22
11
11
cHfmH
b
cHbfy
mb
H
b
bQ
a



















19
Lý thuyết của Prôtôđiakônốp cho 2 đƣờng hầm gần nhau
20
Lý thuyết của Simbarevich cho 2 đƣờng hầm gần nhau
21
Sơ đồ phân bố các vùng cơ bản
xung quanh các đường lò nằm
ngang theo A.Labass.
Vùng III- hay là vùng đất đá giảm yếu
Vùng II- vùng ứng suất đá tăng lên
Vùng I- vùng ứng suất không thay đổi
a- sơ đồ tính toán đối với việc xác định áp
lực đất đá lên kết cấu chống giữ các đường
lò nằm ngang; b - đường biên của vùng biến
dạng không đàn hồi
Sơ đồ tính toán theo lý thuyết của
K.V.Rupenneyt
22
Lý thuyết dầm sập đổ V.D. Slesarev
23
PHƢƠNG PHÁP CƠ HỌC KẾT CẤU
Tính vòm nóc
Vỏ chống bê tông cốt thep

24
25
Trƣờng hợp vòm là một cung tròn
2
sin
2
222
0

prpx
M 