Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - VAÊN NHẬT QUANG TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI MŨI CỌC TRONG ĐÁ Chuyên ngành: Xây Dựng Dân Dụng Công Nghiệp Mã số ngành : 23.04.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2004 HV: Văn Nhật Quang Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS Ngô Nhật Hưng Cán chấm nhận xeùt : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm HV: Văn Nhật Quang Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin chân thành cám ơn TS Ngô Nhật Hưng nhiệt tình hướng dẫn em thực đề tài Những lời dẫn, tài liệu tham khảo, lời khuyên quý giá thầy bổ ích cho em trình làm luận văn mà theo em đường đời sau Em xin chân thành cám ơn thầy cô tận tình dạy suốt khoá học cao học này, thầy cô khoa xây dựng truyền dạy cho em kiến thức bổ ích giảng đường đại học Em xin cảm ơn anh chị khoá trước, đặc biệt ThS Lê Như Thạch, hết lòng dẩn giới thiệu cho em nhiều tài liệu bổ ích Xin chân thành cám ơn bạn giúp đỡ tạo cho nhiều động lực để hoàn thành luận văn HV: Văn Nhật Quang Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng TÓM TẮT LUẬN VĂN Móng cọc phương án móng sử dụng phổ biến khả chịu tải lớn điều kiện áp dụng rộng rải Có nhiều phương pháp tính toán móng cọc tùy trường hợp đất Tuy nhiên, trường hợp móng cọc tựa lên đá chưa mổ nghiên cứu theo chiều sâu Dựa tảng báo tác giả A Serrano, tạp chí “International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences” năm 2002 Đề tài đề nghị phương pháp tính toán sức chịu tải mũi cọc gắn đá, theo lý thuyết dẽo Trong áp dụng tiêu chuẩn phá hoại phi tuyến Hoek Brown giả thuyết Meyerhof Đề tài cung cấp phần mềm nhằm tự động hoá trình tự tính toán theo lý thuyết chương trình Matlab Sau trình bày lý thuyết chương trình tính, đề tài cung cấp sáu toán tính toán theo phương pháp khác kết thử nghiệm cọc trường nhằm so sánh đưa kết luận cho việc áp dụng tính toán Đề tài gồm chương, có chương tổng quan, chương sở lý thuyết, chương chương trình tính kết toán, chương kết luận kiến nghị HV: Văn Nhật Quang Luận văn cao học Ngành XDDD&CN MỤC LỤC GVHD: TS Ngô Nhật Hưng Trang CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 12 I.1 Giới Thiệu Chung: 12 I.1.1 Theo TCVN tập III, TCXD205-1998 : phụ lục A (chủ yếu theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ SNIP 2.02.03.85) 15 I.1.2 Theo Terzaghi, Stagg and Zienkiewicz (1968) 17 I.1.3 Theo Goodman (naêm 1980) : 18 I.1.4 Moät số tác giả khác: 18 I.1.5 Sức chịu tải cọc ngàm sâu đá theo Wilson (1977), Ladanyi (1977) số tác giả 20 I.1.6 Nhận xeùt chung: 25 I.2 Giới Thiệu Đề Tài Nghiên Cứu: 26 I.3 Định hướng nghiên cứu giới hạn 26 I.3.1 Định hướng nghiên cứu: 26 I.3.2 Giới hạn đề tài: 27 CHƯƠNG II : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 28 II.1 Sơ Lược Một Số Lý Thuyết Và Tiêu Chuẩn Phá Hoại Của Đá 28 II.1.1 Độ bền nén đơn trục 28 II.1.2 Ứng suất đá đáy móng 30 II.1.3 Tiêu chuẩn bền cho khe nứt 35 II.1.3.1 Tiêu chuẩn Mohr – Coulomb độ bền cắt 35 I1.1.3.2 Tiêu chuẩn Patton 35 II.1.3.3 Tiêu chuẩn Barton Bandis: 36 II.1.4 Tiêu chuẩn bền Hoek Brown : 38 II.2 Cơ sở lý thuyết phương pháp 40 HV: Văn Nhật Quang Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng II.2.1 Một số giả thuyết tiêu chuẩn phá hoại áp dụng 40 II.2.1.1 Giả thuyết bản: 40 II.2.1.2 Tiêu chuẩn phá hoại Hoek Brown: 43 II.2.1.3 Biến đổi công thức: 45 II.2.2 Tiến trình tính toán: 47 II.2.2.1 Giới thiệu : 47 II.2.2.2 Các bước tính toán 48 II.2.2.3 Bieân 49 II.2.2.4 Chuyển đổi bất biến 56 II.2.2.5 Bieân : 56 II.2.2.6 Hệ số ngàm 57 II.2.3 Khaû chịu tải mũi cọc : 64 II.2.3.1 Hệ số hình dạng: 64 II.2.3.2 Caùch xaùc định góc ma sát trung bình: 65 II.2.3.3 Kết quả: 66 CHƯƠNG III : CHƯƠNG TRÌNH TÍNH, KẾT QUẢ VÀ CÁC BÀI TOÁN 67 III.1 Chương trình MatLab kết 67 III.1.1 Chương trình MatLab 67 III.1.2 Kết 67 III.2 Các toán minh hoa 72 III.2.1 Baøi toaùn 72 III.2.2 Bài toán 75 III.2.3 Bài toán 78 III.2.4 Bài toán 81 III.2.5 Bài toán 84 HV: Vaên Nhật Quang Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng III.2.6 Bài toán 87 III.2.7 So sánh kết phương pháp 90 III.2.8 Nhận xét kết 92 III.2.9 Giới hạn lý thuyết 94 CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN VÀ CÁC KIẾN NGHỊ 95 IV.1 Kết luận 95 IV.2 Các kiến nghị 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHUÏ LỤC 1: Các số liệu thống kê 100 PHUÏ LUÏC 2: File chạy chương trình 103 HV: Văn Nhật Quang Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng CÁC KÝ HIỆU B : Đường kính cọc (m) GSI (Geological Strength Index): số bền địa chất HR, HS : độ sâu cọc ngàm đá (m), bề dày lớp đất phủ (m) hm = hm * : Ứng suất nén trung bình, không thứ nguyên β I : bất biến Riemann i1 : góc nghiêng tải trọng cho biên m, s: tham số tiêu chuẩn Hoek Brown m0 : tham số m Hoek Brown cho đá nguyên vẹn Nq, Nc : hệ số tải trọng Prandtl NβP, Nβ : Hệ số tải trọng cho sức chịu tải cọc, mặt phẳng Nσ, Nσ/ m0 : hệ số tải trọng mà nhân ứng suất nén đơn trục cung cấp sức chịu tải cọc, hệ số tải trọng hợp lý trường hợp nhân với ứng suất nén đơn trục cung cấp sức chịu tải cọc n, nL1, nL2: hệ số ngàm, hệ số ngàm giới hạn 1, hệ số ngàm giới hạn p= p * σ I + σ III = β 2β q= q * σ I − σ III = : Hệ số Lambe (không thứ nguyên) β 2β Hệ số Lambe (không thứ nguyên) p1, q1, p2, q2 : Hệ số Lambe cho biên 1, (không thứ nguyên) RMR (Rock Mass Rating): Chỉ số khối đá theo Bieniawski s1, t1, s2, t2 : ứng suất kéo (nén) ứng suất cắt tới biên 1, biên (không thứ nguyên) sq, sβ : hệ số hình dạng α : góc nghiêng giả định mặt phá hoại ảo HV: Văn Nhật Quang Luận văn cao học Ngành XDDD&CN β= GVHD: TS Ngô Nhật Hưng mσ c : mun cường độ cho khối đá Tham số biểu thị tiêu chuẩn Hoek Brown (KN/m2) ε : góc hợp thành từ ứng suất chủ yếu mặt nghiêng xác định γR, γS : Trọng lượng riêng đá, đất (KN/m3 ) µ1µ2 : Góc hình thành mối liên hệ đường tính chất 1, với mặt đất ρ, ρ1, ρ2, ρm : Góc nội ma sát nội tức thời (tổng quát, biên 1, 2, trung bình) σ I* σI = : ứng suất lớn (không thứ nguyên); β * σ III σIII = : ứng suất nhỏ (không thứ nguyên) β σc, σcm, σcm* : độ bền nén đơn trục đá nguyên dạng (kN/m2), khối đá (không thứ nguyên có thứ nguyên) ξ= 8s ; hệ số cường độ chịu kéo khối đá m2 σv : ứng suất đứng vươn tới biên σh khả chịu tải mũi cọc giả thuyết hai phương (KN/m2) σhp: Khả chịu tải mũi cọc (kN/m2) τ;σn: ứng suất cắt ứng suất kéo nén vòng tròn bao Mohr Ψ1 ,Ψ2: góc nghiêng ứng suất lớn cho biên với phương đứng RQD (Rock Quality Designation): Chỉ số chất lượng đá theo Deere HV: Văn Nhật Quang Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng LIỆT KÊ HÌNH ẢNH MINH HOẠ Trang Hình 1.1: Các loại móng đá 14 Hình 1.2: Mô hình phá hoại đá móng 15 Hình 1.3: Tải trọng phân bố cọc ngàm sâu 23 Hình 1.4: Độ lún cọc đá 24 Hình 1.5: Tiêu chuẩn phá hoại 27 Hình 2.1: Sự ảnh hưởng số yếu tố đến giá trị độ bền nén đơn trục 29 Hình 2.2: Quỹ tích ứng suất tải trọng tác dụng nửa không gian đàn hồi 32 Hình 2.3:Tải trọng đường tác dụng không gian đàn hồi mặt nghiên 34 Hình 2.4: Vùng ứng suất tải đường tính toán John Bray 35 Hình 2.5: Ba tiêu chuẩn bền cho khe nứt 37 Hình 2.6: Điều kiện sử dụng tiêu chuẩn Hoek-Brown 38 Hình 2.7: Tiêu chuẩn phá hoại 44 Hình 2.8: Biểu đồ lực Ellipse ứng suất 48 Hình 2.9:Vòng tròn ứng suất nén chủ yếu (G) thứ yếu (S) ứng suất nén đơn trục 50 Hình 2.10: a Phá hoại động học, b Vòng tròn ứng suất nén chủ yếu, c Vòng tròn ứng suất nén thứ yếu 52 Hình 2.11:Vòng tròn Morh cho biên 54 Hình 2.12:Mối quan hệ ρ1 α cho giá trị khác hm 55 Hình 2.13: Mối quan hệ góc nghiên mặt ảo α hệ số ngàm n 59 Hình 2.14: Mối quan hệ hm giá trị giới hạn n theo ξ 60 HV: Văn Nhật Quang 10 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN Thử nghiệm 5.3 Tác giả thử Carrubba (1997) nghiệm 5.9 Tỷ lệ σhp*/σc GVHD: TS Ngô Nhật Hưng 5.68 27.7 2.743 4.15 13.1 Aurora Leung Aurora Orpwood Gloss vaø vaø Resse vaø Ko vaø Resse et al Brigg (1977) (1993) (1977) (1989) (1983) 3.9 7.56 4.9 7.5 6.5 III.2.8 Nhận xét kết tính toán: TCVN: - Đối với đá có m0 σc nhỏ (đá mềm) (ví dụ 1, 2, 4), TCVN cho giá trị nhỏ thử nghiệm (từ 6% - 45%) nên áp dụng an toàn có lãng phí - Đối với đá có m0 lớn σc nhỏ (ví dụ 5), TCVN cho giá trị nhỏ thử nghiệm (khoảng 10%) nên áp dụng an toàn - Đối với đá có σc lớn m0 σc lớn (đá cứng) (ví dụ 3, 6), TCVN cho giá trị lớn thử nghiệm ( khoảng 80%) nên áp dụng không an toàn Lý thuyết trình bày: 2.1 So với lý thuyết khác: - Lý thuyết trình bày cho kết có lớn có nhỏ so với lý thuyết khác (từ 1% đến 50%) (ví dụ 1, 2, 4) - Sự sai khác thể rỏ m0 σc lớn, giá trị lý thuyết lớn thuyết khác (từ 20% đến 90%) (ví dụ 3, 5, 6) - Từ bảng ta có: + σhp* = (3-6) σc cho đá mềm có σc nhỏ m0 từ (5 – 10) + σhp* = (6-10) σc cho đá cứng với σc lớn m0 >10 HV: Văn Nhật Quang 96 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng Sức chịu tải giới hạn (theo thử nghiệm; Mpa) 1.1 So với thực nghiệm: 60 50 40 30 20 10 50 100 150 sức chịu tải giới hạn (theo lý thuyết;MPa) Hình 3.5 so sánh sức chịu tải giới hạn theo lý thuyết thử nghiệm Tính nhiều toán so sánh với thực nghiệm ta hình 3.5 Từ hình ta thấy: - Lý thuyết cho kết gần sát với thử nghiệm cho đá mềm với m0 = (5-10) σc nhỏ (chênh lệch khoảng 10%) Khi kết σhp* ≤ (20-30) Mpa (ví dụ1, 2, 4) tức σc ≤ (3.5-10) Mpa - Khi đá có σc nhỏ m0 >20, lý thuyết cho kết lớn thử nghiệm khoảng 35% (ví dụ 5), nên đề nghị hệ số an toàn (từ đến 1.5) cho trường hợp - Khi đá cứng m0 >10, σc lớn Với kết σhp* >30 Mpa (ví dụ 3, 6) tức σc >(5-10) Mpa, lý thuyết cho kết lớn HV: Văn Nhật Quang 97 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng thử nghiệm (khoảng 60% - 80%) nên đề nghị hệ số an toàn (từ đến 5) cho trường hợp - Tương tự, vùng phá hoại dẽo mũi cọc đá mềm phù hợp lý thuyết loại phá hoại khác chọc thủng, ép vắt… phù hợp với đá cứng cứng III.2.9 Giới hạn lý thuyết: Từ phương trình (2.19) biến đổi tương đương ta được: (q+1)2 = 2p+2ξ+1 (3.1) Như vậy, đường biểu diễn tiêu chuẩn Hoek & Brown trục toạ độ p q parabole không đối xứng qua trục p vòng tròn Morh tiếp xúc với đường Hoek & Brown theo hình 2.9 hay hình 2.10 nhánh (nhánh có ứng suất cắt dương) không tiếp xúc với nhánh Phương trình (3.1) cho thấy tiêu chuẩn Hoek & Brown, ứng với giá trị ứng suất trung bình p có đến hai giá trị ứng suất cắt q Với lập luận trên, tiến trình tính toán áp dụng ứng suất cắt dương: q > 0, từ (2.21) ta có − sin ρ >0 sin ρ ⇒ sinρ > ⇒ 0 -ξ 98 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ IV.1 Kết Luận - Khi dùng phương pháp đường tính chất, sức chịu tải mũi cọc gắn vào đá tính toán giả thuyết khối đá ứng xử theo tiêu chuẩn phá hoại Hoek Brown, giả thuyết Meyerhof - Tiêu chuẩn Hoek & Brown áp dụng cho đá nứt nẻ mạnh có nhiều khe nứt Tức đá coi đẳng hướng giả đẳng hướng - Sự phân tích vòng tròn ứng suất nén với tiêu chuẩn phá hoại Hoek Brown biểu đồ ứng suất (τ, δ) có hai trường hợp khác nhau, phụ thuộc vào mối liên hệ ứng suất nén hm tham số ξ, biểu lộ trạng thái khối đá: ứng suất nén thứ yếu hm < 2ξ , ứng suất nén chủ yếu hm > 2ξ Trường hợp ứng suất nén thứ yếu, vùng phá hoại phát triển hoàn toàn Trường hợp ứng suất nén chủ yếu, vùng phá hoại không phát triển hoàn toàn - Có hai loại cọc xác định: cọc ngàm sâu nửa sâu Đối với cọc sâu, vùng phá hoại hoàn toàn chứa đựng khối đá Đối với cọc sâu, vùng phá hoại chạm đến mặt khối đá - Như vậy, có tất bốn trường hợp nảy sinh : cọc sâu với ứng suất nén thứ yếu (DL) chủ yếu (DH), cọc nửa sâu với Í ứng suất nén thứ yếu (SL) chủ yếu (SH) - Toàn tiến trình tính toán dùng dạng không thứ nguyên theo góc nội ma sát ρ, phù hợp tham số công thức tiêu chuẩn phá hoại tượng dẻo Nó làm cho việc tính toán trở nên đơn giản - Cường độ chịu tải mũi cọc phụ thuộc vào loại đá, chất lượng khối đá, độ bền nén đơn trục, hệ số ngàm ứng suất nén lớp đá lớp đất phủ h m HV: Văn Nhật Quang 99 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng - Cường độ chịu tải mũi cọc σhP* tỷ lệ với độ bền nén đơn trục σc đá theo dạng gần tuyến tính với giá trị mũ k gần trường hợp k < 0.75 - Kết tính toán theo lý thuyết phương pháp khác sai khác không lớn (< 50%) với đá mềm có m0 σc nhỏ Sự sai khác tăng lên rõ rệt m0 σc lớn (chênh lệch lên đến 90%) - So sánh kết tính với thử nghiệm trường, ta được: + Với đá mềm, m0 = (5-10) σc ≤ (3.5-10) Mpa, cường độ chịu tãi mũi cọc vùng ứng suất dẻo mũi cọc lý thuyết phù hợp thử nghiệm (chênh lệch khoảng 10%) + Khi đá cứng m0 >10, σc >(5-10) Mpa, lý thuyết cho kết lớn thử nghiệm vùng ứng suất dẻo không phù hợp thực tế nên nên đề nghị hệ số an toàn (từ đến 5) cho trường hợp IV.2 Kiến Nghị Trước tính toán sức chịu tải mũi cọc ngàm vào đá, phải tìm hiểu xác định kỹ thí nghiệm tính chất chất lượng lớp đá mũi cọc Khi cọc ngàm vào lớp đá mềm coi đẳng hướng (nứt nẻ mạnh có nhiều hệ khe nứt), đề nghị sử dụng lý thuyết để tính sức chịu mũi cọc xác định vùng phá hoại dẻo xung quanh mũi cọc Khi cọc ngàm vào lớp đá cứng coi đẳng hướng (nứt nẻ mạnh có nhiều hệ khe nứt), lý thuyết áp dụng với hệ số an toàn ( từ đến 5) tính toán HV: Văn Nhật Quang 100 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng Từ kết ta thấy tiêu chuẩn tính toán không xác (thường lớn hơn) cho đá cứng cứng Do đó, loại đá này, thiết phải thử nghiệm cọc trường đảm bảo an toàn cho công trình Sự chênh lệch lớn phương pháp tính thể tính chất phức tạp đá Do đó, cần thiết phải lập bảng thống kê loại đá, tính chất chất lượng khối đá, thử nghiệm sức chịu tải mũi cọc trường cho loại khu vực nước ta nhằm giúp kỹ sư có bảng so sánh kiểm nghiệm tính toán Do nhiều thời gian điều kiện, tác giả phát triển lý thuyết riêng cho loại đá thử nghiệm trường Tác giả kỳ vọng phát triển đề tài cho loại đá san hô nay, nhiều công trình biển có hệ móng cọc gắn vào lớp đá chưa có nhiều nghiên cứu sâu vấn đề HV: Văn Nhật Quang 101 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng TÀI LIỆU THAM KHẢO A SÁCH 1) Tuyển tập Tiêu Chuẩn Xây Dựng Việt Nam (Tập III), Bộ Xây Dựng, Nhà xuất Xây Dựng 2) Các tính chất vật lý đá, lý thuyết mô hình, người dịch Lê Phước Hảo, Phan Thị San Hà, NXB Giáo Dục -1995 3) Pile Design and Construction Practice (Fourth edition), M.J.Tomlinson, Published by E & FN Spon 4) Principles of Foundation Engineering (Second edition), Braja M Das, PWS-KENT Publishing Company 5) Foundation Analysis and Design (Fourth edition), Joseph E Bowles, McGraw-Hill Book Company 6) Rock Mechanics (Second edition), Richard E Goodman, John Wiley & Sons 7) Rock mechanics Volumn – Theoretical Fundamentals, Charlez Ph A, Editons Technip, 1991 8) Rock mechanics Volumn – Theoretical Fundamentals, Charlez Ph A, Editons Technip, 1991 9) Rock mechanics, John A Franklin and Maurice B Dusseault, Mc Graw – hill International editions,1989 10)Canadian Geotechnical Society Canadian Foundation Engineering Manual 2nd eidition Toronto, Ontario, Canada, 1985 11)DIN 4014 Bored cast – in place piles Formation, design and bearing capacity Deutsche Normative Germany, 1980 HV: Văn Nhật Quang 102 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng 12)AASHTO Standard specifications for highway bridges Washington, DC: American Association of State Highway and Transport Officials, 1997 B BÀI BÁO 13)The elasto-plastic response of underground excavations in rock masses that satisfy the Hoek-Brown failure criterion, C CarranzaTorres, C Fairhurst, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 39 (2002) 777-809 14)Ultimate bearing capacity at the tip of a pile in rock – part 1: theory, A Serrano & C Ollala, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 39 (2002) 833-846 15)Ultimate bearing capacity at the tip of a pile in rock – part 2: application, A Serrano & C Ollala, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 39 (2002) 833-846 HV: Văn Nhật Quang 103 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng PHỤ LỤC BẢNG 1: ĐẶC TÍNH CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐÁ Loại đá Trọnglượng riêng (kN/m3) Mun đàn hồi Hệ số Poisson Cường độ chịu nén (MPa) E (10 MPa) Basalt 28 17 – 103 0.27-0.32 170 – 415 Granite 26.4 14 – 83 0.26-0.3 70 – 276 Đá phiến 26 – 83 0.18-0.22 35 – 105 Đá vôi 26 21 – 103 0.24-0.45 35 – 170 Đá vôi tổ ong 22.8 - 23.6 – 83 0.35-0.45 – 35 Sa thaïch 15.7 - 22 – 42 0.2-0.45 28 – 138 Đá phiến sét 15.7 - 23.6 - 21 0.25-0.45 - 35 BAÛNG 2: GÓC NỘI MA SÁT CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐÁ Độ xốp (%) φ 18.2 27.8 - 37.2 Sa thạch Portsvilla 14 45.2 Đá bùn Repetto 5.6 32.1 Đá bùn phiến sét 4.7 14.4 Phiến sét Stockton - 22 Thạch anh Sioux - 48 Cẩm thạch Georgia 0.3 25.3 Đá vôi Wolf Camp - 34.8 Tên đá Sa thạch Berea Sa thạch Bartlesvilla HV: Văn Nhật Quang 104 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN Đá vôi Indiana GVHD: TS Ngô Nhật Hưng 19.4 42 Đá phấn 40 31.5 Hasmark dolomite 3.5 35.5 - 29.4 Granite Inada 0.4 47.7 Đá Granite núi 0.2 51 Bazan thí nghiệm Nevada trường 4.6 31 Đá thạch cao rộp Đá phiến gneiss: - 90° đến đá phiến 0.5 28 - 30° đến đá phiến 1.9 27.6 BẢNG 3: SỨC CHỊU TẢI GIỚI HẠN KHI THỬ CỌC TRÊN ĐÁ YẾU Loại đá Loại cọc Đường kính (mm) Sức chịu tải phá hoại (MN/m2) Đá bùn, phong hoá Khoan 406 1.5 Đá bùn, mạnh Đóng 508 4.9 Đá bùn Khoan 740 5.3 Đá vôi vụn (Carbonate siltstone, sandstone) Đóng 762 5.1 ( Đá vôi yếu Đóng 1200 3( Sa thạch, yếu đến yếu Đóng 275 19 ( HV: Văn Nhật Quang qb = 3) quc qb = 1.3) quc qb = 3.5) quc 105 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng BẢNG 4: MỘT SỐ GIÁ TRỊ CỦA N VÀ K TRONG CÔNG THỨC σhp* = N.σck Tác giả N k 5-8 - 11 2.7 4.5vaø ≤ 10Mpa 0.15 – 1.2 RMR < 70 0.7 RMR = 70 0.7 RMR = 80 1 RMR = 90 RMR = 100 11 RMR = 25 0.3 RMR = 50 1.5 RMR = 75 5.1 σc = 0.5 Mpa σc = Mpa 1 σc = 20 Mpa 0.5 0.015 – 6.1 – 6.6 0.5 Teng Coates Pells Rowe vaø Armitage Argema Jimenez Salas Kulhawy vaø Goodman Canadian Foundation Engineering Manual (CFEM) Standard DIN 4014 AASHTO Zhang vaø Einstein HV: Văn Nhật Quang 106 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng PHỤ LỤC Clear Syms Hr Hs B RMR gamaR gamaS xichmaC m0 Syms n m s beta nuy hm hm0 anpha Syms p1 p2 q1 q2 t1 s1 r01 r02 Ir01 Ir02 Syms nbeta Sbeta phi1 lamda beta nuy % % Cac tham so dau vao % Hr = input (' Do sau coc ngam da:'); Hs = input (' Do sau coc ngam dat:'); B = input (' Be rong cua coc / Duong kinh coc:'); RMR = input (' Thong so RMR:'); gamaR = input (' Trong luong rieng cua da:'); gamaS = input (' Trong luong rieng cua dat:'); xichmaC =input (' Ung suat ban dau cho phep:'); m0 =input (' Gia tri bandau cua :'); % % Tinh toan cac thong so trung gian % n=Hr/B; % % Tham so cua tieu chuan Hoek va Brown m=mo*exp(RMR-100)/28; s=exp(RMR-100)/9; % beta=m*xichmac/8; nuy=8*s/(m^2); % % Tinh ung suat nen % function vongtronUS(s1,hm); hm=Hr*gamaR/(2*beta)+Hs*gamaS/beta; hm0=hm+nuy; % % Thong qua cac thong so trung gian xet bai toan theo n % - HV: Văn Nhật Quang 107 Luận văn cao học Ngành XDDD&CN GVHD: TS Ngô Nhật Hưng sin(r01)=1/(lamda+sqrt((1-lamda)^2+2*hm0)); function vongMohrb1(p1,q1); function vongMohrb2(p2,q2); p1=cotang(r01)^2/2-nuy; % He so lambe q1=(1-sin(r01))/sin(r01); % He so lambe sin(anpha)=q1*sqrt(1-lamda^2)/(p1^2-lamda^2*q1^2)); % % Tinh toan goc ao cho mat cat ao % t1=hm*cos(anpha)*sin(anpha); s1=hm*cos(anpha)^2; phi1=pi/2+anpha+epxilon; tang(2*epxilon)=t1/(p1-s1); Ir01=(cotang(r01)+lncotang(r01/2))/2; Ir02=ir01+phi1; % % Tinh toan cho mat cat ao so % p2=cotang(r02)^2/2-nuy; q2=(1-sin(r02))/sin(r02); khi1=pi/4-r01/2; n=sin(anpha)*cos(kh1)/sin(khi1+epxilon)*sqrt(tang(r01)/tang(r02); nbeta=q2+p2+nuy; sin(r0m)=2*sin(r01)*sin(r02)/(sin(r01)+sin(r02)); Sbeta=1+tang(r0m); % % Xuat ket qua suc chiu ta cua coc % function vongMohr(p,q); xichmahP=beta*(Nbeta-nuy)*Sbeta; XichmahP=nxichma*xichmaC; XichmahP=beta*NbetaP; If hm