cơ học đá: phần 2

nối tiếp nội dung phần 1 cuốn "cơ học đá", phần 2 giới thiệu tới người đọc các nội dung: Ổn định nền và bờ dốc đá, trạng thái ứng suất và áp lực đá xung quanh công trình ngầm. mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
cơ học đá: phần 2Chương 4N ð NH N N VÀ BD C ðÁ4.1. SN ð NH C A N N ðÁ4.1.1. KHÁI NI M4.1.1.1. N n ñá và s phân b ng su t trong n n ñ ng nh tTrong th c t , kh i ñá thư ng ñư c làm n n cho các công trình giao thông(c u, ñư ng…), thu l i, thu ñi n (n n ñ p…), xây d ng dân d ng (n n nhà) hayqu c phòng…Tuỳ theo tính ch t và tr ng thái c a kh i ñá n n mà n n ñá có th b ng ph ng,n m ngang, ñá ít b phong hoá (hình 4 -1a) hay m p mô, l n nh n do ñá chưa bphân hu h t (hình 4-1b), hay n t n , nhi u hang h c do ho t ñ ng karst trong ñávôi (hình 4-1c) hay tính ch t c a ñá trong n n thay ñ i theo t ng nh p xen k các l pc ng (cát k t) và m m (sét k t) như trên hình 4 -1d hay trong n n ñá tr m tích có cácv t g y (hình 4-1e) hay n n ñá b n t n ch ng ch t do các h th ng khe n t trong ñá( hình 4-1f).(a)(b)(c)(d)(e)(f)Hình 4.1. Các lo i n n ñáTrên n n ñá, ngư i ta có th làm móng nông (khi m t ñá n m nông) hay móngc c (khi m t ñá n m xa m t ñ t, trên là các l p ñ t y u) ñ truy n t i tr ng t côngtrình xu ng n n.228.C¬ häc ®¸nhieu.dcct@gmail.comð i v i n n ñá, khi ch u tác d ng c a t i tr ng t p trung, th ng ñ ng thì cóth áp d ng l i gi i c a J.Boussinesq (1885) ñ xác ñ nh ñư c ng su t t i m t ñi mb t kỳ trong bán không gian ñàn h i, ñ ng nh t và ñ ng hư ng (hình 4.2) theo cáccông th c:σz =3P z 3P= k. 252π Rzσx =P  3x 2 z 1 − 2ν −2π  R 5R(R + z) σy =P(1 − 2ν )  z3 − 1 R2πR(R + z) τ xz =3P xz 22π R 5τ yz =3P yz 22π R 5(4.1)Các chuy n v thành ph n t i ñi m ñó ñư c xác ñ nh:u=P 1 + ν  xzx . R 2 − (1 − 2ν ) R + z 2πR E v=P 1 +ν  yzy . R 2 − (1 − 2ν ) R + z 2πR E ω=(4.2)P 1 +ν  z 2. 2 + 2 (1 − ν ) 2πR E  Rtrong các công th c trên:P là l c tác d ng theo hư ng Oz, vuông góc v i m t ph ng ngang.x,y,z là to ñ c a ñi m ñang xét.R là kho ng cách t ñi m ñang xét t i chân c a l c tác d ng.σx , σy , σz , τxz , τyz là các thành ph n ng su t theo các tr c và m ttương ng.u,v,w là chuy n v c a ñi m ñang xét theo các tr c tương ng x,y,z.k là h s , ñư c xác ñ nh theo công th c.3 / 2πk=(4.3)5/ 2  r 2 1 +    z V i r là kho ng cách t ñi m ñang xét t i tr c 0z. H s k ch ph thu c vào ts r/z và ñã ñư c l p thành b ng riêng (b ng 4.1).C¬ häc ®¸.229nhieu.dcct@gmail.comNăm 1938, trên cơ s lý thuy t c a Boussinesq, H.M. Westergaard ñã tính sphân b ng su t dư i tác d ng c a t i tr ng t p trung, th ng ñ ng cho môi trư ngphân l p g m các l p c ng ch có bi n d ng theo phương ñ ng theo công th c:P.kwz2σz =v ikw =(4.4)1/ π2r 1 + 2  z (4.5)3/ 2S khác nhau gi a h s k c aBoussinesq và kw c a Westergaard chth y rõ khi t s r/z 1,5, giá tr c a hai h s này h u nhưgi ng nhau.PyoβKhi n n ñá ch u tác d ng c a t iRZtr ng phân b ñ u theo m t ñư ng th ng (σzXσRtheo tr c y ch ng h n) (hình 4.3) thì m irm t ph ng vuông góc v i tr c có t i tr ngτM zyphân b ñ u s ñ u có m t tr ng thái ngτzxZsu t - bi n d ng như nhau. N u xét trongm t ph ng x0z thì ng su t t i m t ñi m b t kỳ s ch ph thu c vào hai to ñ x vàz. Năm 1892, Flamant ñã ñưa ra cáccông th c xác ñ nh ng su t t i m t ñi mHình 4.2. Bài toán Boussinesqnào ñó, có d ng:σx =)σz =2pz3π x2 + z2)τ xz =trong ñó:2px2zπ x2 + z22pxz 2π x 2 + z2)(((2(4.6)22p là cư ng ñ c a t i tr ng phân b ñ u.B ng tra h s k theo t s r/zB ng 4-1r/z0 000,010,020,030,040,05k0,47750,47730,47700,47640,47560,4745230.C¬ häc ®¸nhieu.dcct@gmail.comr/z0,500,510,520,530,540,55k0,27330,26790,26250,25710,25180,2466r/z1,001,011,021,031,041,05k0,08440,08230,08030,07830,07640,0744r/z1,501,511,521,531,541,55k0,02510,02450,02400,02340,02290,02240,060,070,080,090,100,110,120,130,140,150,160,170,180,190,200,210,220,230,240,250,260,270,280,290,300,310,320,330,340,350,360,370,380,390,400,410,420,430,440,450,460,470,480,490,47320,47170,46990,46790,46570,46330,46070,45790,45480,45160,44820,44460,44090,43700,43290,42860,42420,41970,41510,41030,40540,40040,39540,39020,38490,37960,37420,36870,36320,35770,35210,34650,34080,33510,32940,32380,31810,31240,30680,30110,29550,28990,28430,27880,560,570,580,590,600,610,620,630,640,650,660,670,680,690,700,710,720,730,740,750,760,770,780,790,800,810,820,830,840,850,860,870,880,890,900,910,920,930,940,950,960,970,980,990,24440,23630,23130,22630,22140,21650,21170,20700,20240,19780,19340,18890,18460,18040,17620,17210,16810,16410,16030,15650,15270,14910,14550,14200,13860,13530,13200,12880,12570,12260,11960,11660,11380,11100,10830,10570,10312,10050,09810,09560,09330,09100,08870,08651,061,071,081,091,101,111,121,131,141,151,161,171,181,191,201,211,221,2 ...