Nghiên cứu hiện tượng trượt ở cửa hầm và biện pháp xử lý trong quá trình thi công đường hầm

Theo phương pháp này kết cấu hầm được xây dựng bên trong khối đào và được dùng khi đường viền hầm đặt nông và công đoạn đào từ mặt đất là khả thi và nông là ưu điểm.. Phương pháp thi côn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

TRẦN ĐÌNH DŨNG

NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG TRƯỢT Ở CỬA HẦM

VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ TRONG QUÁ TRÌNH

THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

TRẦN ĐÌNH DŨNG

NGHIÊN CỨU HIỆN TƯỢNG TRƯỢT Ở CỬA HẦM

THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy lợi

Mã số: 60 - 58 - 40

LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Vũ Trọng Hồng

Hà Nội - 2012

LỜI CẢM ƠN

sau đại học – Trường Đại Học Thủy Lợi đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

tượng nghiên cứu là một công trình có điều kiện địa chất phức tạp nên nội dung của

đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và của các quí vị quan tâm

ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM VÀ YÊU CẦU VỀ SỰ ỔN

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN HIỆN

DANH M ỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Chỉ tiêu cơ lý các lớp địa chất 54

Bảng 3.1: Các trị số dính bám đá/vữa đã và đang được kiến nghị cho thiết kế (theo Littlejohn và Bruce 1977) 80

Bảng 3.2: Chiều dài bầu neo cho các neo đá phun vữa xi măng đã và đang được sử dụng hoặc kiến nghị trong thực tế (theo Littlejohn và Bruce 1977 82

Bảng 3.3: Các kích thước tiêu chuẩn và độ bền đặc trưng của thép làm thanh neo ứng suất trước 87

Bảng 4.1: Các đặc trưng hình thái lưu vực tính đến tuyến công trình 91

Bảng 4.2: Chỉ tiêu cơ lý các lớp địa chất 97

1B DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Dạng chung của khiên 6

Hình 1.2: Kết cấu khiên không cơ giới hóa 6

Hình 1.3: Máy đào TBM 7

Hình 1.4: Các hình thức đào mặt cắt ngang hầm 12

Hình 1.5: Sơ đồ hệ thống đường ống dẫn nước nhà máy thủy điện 13

Hình 1.6: Cửa hầm đèo Hải Vân 15

Hình 1.7: Sơ đồ mặt cắt dọc cửa hầm có khối đắp phản áp 16

Hình 1.8: Sơ đồ mặt cắt dọc cửa hầm có tường mặt phản áp 16

Hình 1.9: Cấu tạo tiết diện cửa hầm 17

Hình 1.10 - Hố sụt nóc cửa tạm thời phía Nam nhánh chính hầm Hải Vân khi đang thi công 19

Hình 1.11 - Chống mái dốc trước cửa hầm 24

Hình 2.1: Các dạng mặt trượt 29

Hình 2.2: Mái dốc trên cửa hầm 31

Hình 2.3: Sơ đồ phân tích ổn định mái đất rời lý tưởng khi khô hoặc ngập nước 33

Hình 2.4: Sơ đồ phân tích ổn định của mái đất dính lý tưởng 35

Hình 2.5: Mặt trượt cung tròn 37

Hình 2.6: Đường cong quan hệ c gh = f(ϕgh) 37

Hình 2.7: Sơ đồ tính toán ổn định theo phương pháp phân mảnh 39

Hình 2.8: Sơ đồ tính toán ổn định khi xem khối đất như vật rắn nguyên khối 40

Hình 2.9: Sơ đồ tính toán theo phương pháp của 14TK.Terzaghi14T 43

Hình 2.10: Sơ đồ tính toán theo phương pháp phân mảnh của Bishop 44

Hình 2.11: Cửa sổ chính của chương trình geoslope 48

Hình 2.12: Các phương pháp chính trong Geoslope 49

Hình 2.13: Cửa sổ lặp tính ổn định mái dốc 50

Hình 2.14: Xem kết quả phân tích mặt trượt 51

Hình 2.15: Trường hợp mái dốc 2:1 từ cao trình 700 ÷ 710 m 52

Hình 2.16: Trường hợp hạ thấp mái dốc 1:1 53

Hình 2.17 – 2.19 (Sơ đồ tính toán TH1) 55-56 Hình 2.20 – 2.22 (Sơ đồ tính toán TH2) 57-58 Hình 2.23 – 2.26 (Sơ đồ tính toán TH3) 59-63 Hình 2.27 – 2.29 (Sơ đồ tính toán TH4) 64-65 Hình 2.30 – 2.32 (Sơ đồ tính toán TH5) 66-67 Hình 2.33 – 2.36 (Sơ đồ tính toán TH6) 68-70 Hình 3.1: Xử lý các bờ dốc xung quanh hào cửa Nam hầm Hải Vân 73

Hình 3.2: Phun vẩy gia cố mái 76

Hình 3.3: Các dạng neo gia cố 79

Hình 3.4: Neo điển hình trong đá 79

Hình 3.5: Neo điển hình trong đất 83

Hình 3.6: Quan hệ giữa hệ số sức chị tải NR q R và dóc có hiệu của sức kháng cắt 84

Hình 4.1: Vị trí vùng dự án thủy điện Nậm An 90

Hình 4.2: Bản đồ địa chất khu vực xây dựng Nhà máy thủy điện 94

Hình 4.3: Kết quả tính toán cho trường hợp mái dốc 2:1 từ cao trình 700 ÷710m 98

Hình 4.4: Kết quả tính toán cho trường hợp hạ thấp mái dốc 1:1 99

Hình 4.5: Sơ đồ neo gia cố cho trường hợp mái dốc 2:1 từ cao trình 700 ÷710m 100 Hình 4.6: Sơ đồ neo gia cố cho trường hợp hạ thấp mái dốc 1:1 101

MỞ ĐẦU

I Tính c ấp thiết của đề tài

Hiện nay đường hầm của Việt Nam đang phát triển rất mạnh, trong đó bao gồm đường hầm phục vụ cho giao thông, thủy lợi, thủy điện… Đặc điểm của đường hầm là hay đi qua các vùng có địa chất khác nhau: đá cứng, đất mềm… nên khả năng trượt dễ xảy ra

II M ục đích của đề tài

III Cách ti ếp cận và phương pháp nghiên cứu

ngoài nước có liên quan đến đề tài này

IV K ết quả dự kiến đạt được

V N ội dung của luận văn:

CHƯƠNG I

7B

ĐẶC ĐIỂM THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM VÀ YÊU CẦU VỀ SỰ ỔN ĐỊNH

CỦA CỬA VÀO

đất đá xung quanh hầm trước khi thi công kết cấu vỏ hầm sau cùng, người ta tiến

thông thường hoặc xây đá theo từng phân đoạn Trước khi đổ bê tông, vỏ hầm thường được xử lý chống thấm bằng một lớp bao tải tẩm nhựa đường hoặc bằng

quanh người ta phụt vữa bù hoặc phụt vữa gia cố ở sau vỏ Trong trường hợp đào

Phương pháp khoan nổ có thể sử dụng đào toàn mặt cắt gương hầm cũng như đào chia nhỏ mặt cắt gương hầm Chu kỳ đào hầm được chia nhỏ thành các công đoạn gồm khoan gương hầm, nạp thuốc mìn, nổ mìn, thông gió, xúc chuyển ra bãi

Trong đào hầm bố trí 3 loại lỗ mìn:

cao

Lỗ mìn phá, bố trí trên toàn bộ gương hầm nhằm phá đá

dáng đường viền gương hầm phù hợp thiết kế hoặc giảm ảnh hưởng lay động do nổ mìn đến đất đã xung quanh hầm

đào, thí dụ đào hầm có mặt cắt không tròn hoặc cũng mặt cắt hầm tròn nhưng có

đá vò nát hoặc đá quá cứng (k>9) thì phương pháp nổ mìn ưu việt hơn hẳn so với máy đào TBM

điểm tiếp xúc nên vẫn có xu hướng biến dạng vào phía trong đường hầm nhằm lấp đầy khoảng trống nói trên

Đặc điểm của phương pháp nổ mìn đào hầm là các công đoạn phải theo phương pháp tuần tự nên tốc độ đào chậm, mặt đào không đều và nhiều khuyết

điểm khác như: khi nổ phá địa tầng bị xáo động nhiều, an toàn kém, môi trường thi công độc hại, lao động của công nhân căng thẳng Ngoài ra đối với đường hầm dài, L>1km, để đẩy nhanh tiến độ đào luôn phải mở các cửa hầm phụ để tăng thêm mặt công tác, do đó tăng giá thành công trình

b) Đào hầm bằng phương pháp NATM

NATM

Phương pháp xây dựng hầm mới của Áo (NATM) là phương pháp xây dựng

đó, tự bản thân khối đất đá xung quanh sẽ trở thành một phần kết cấu chống đỡ

Trước tiên đào hầm dẫn trên hoặc dưới Hầm dẫn được đào còn kết hợp đánh giá địa

* Ưu điểm:

nhanh

* Nhược điểm:

đã trải qua thực tế

36B

a) Phương pháp đào bằng khiên

dùng khiên đào đường hầm ngầm dưới mặt đất Khiên (Shield) là một loại kêt cấu ống thép hoạt động dưới sự che chống áp lực địa tầng lại có thể hoạt động tiến lên trong địa tầng

Đoạn đầu ống có thiết bị che chống và đào đất, đoạn giữa của ống được lắp

khiên, đồng thời người ta sẽ ép vữa xi măng cát vào khe hở đằng sau lưng các vòng

bê tông để đề phòng hầm và mặt cắt lún xuống Phản lực đẩy khiên tiến lên do vòng

đứng, lắp ráp khiên cũng tại giếng đứng, đất đá do khiên đào xong được đưa qua

ngang; 6 kích sàn; 7 kích gương; 8 Bản đệm; 9 áo khiên; 10 kích khiên; 11 đế kê

* Ưu điểm:

băng chuyền, hệ thống thông gió, hệ thống điện, các kích thủy lực … Ở đầu TBM là

cái đục giống như những chiếc răng, hoặc những đĩa thép răng cưa hoặc kết hợp cả

nát đá cho đến khi rơi ra, chui qua những hốc trên mặt khay chảy vào một hệ thống băng chuyền Hệ thống băng chuyền tiếp tục chuyển đá vụn ra đuôi của TBM để xe

TBM để đẩy TBM tiến lên phía trước

Trong lúc sự vận hành TBM được coi là một quá trình liên tục, thì đó không

cho đến khi đã đạt được giới hạn vươn tới nhờ bộ phận pittong thủy lực tỳ vào mặt trước Tại điểm này công đoạn đào dừng lại, đuôi của máy được chống đỡ, bộ đỡ

khi TBM đào trong đá cứng cho hầm không vỏ, thì đó là TBM phải gồm đầu cắt,

mô tơ, vỏ chính, và những bộ đỡ ở phía trước, nối tiếp bởi những xilanh thủy lực đối với khung ở đuôi và một bộ đỡ thứ hai Trong một số máy bộ phận tỳ thủy lực đặt xiên để chống lại lực quay

cường độ lao động thấp, địa tầng ít bị lay động, chất lượng che chắn bằng vỏ hầm

37B

1.1.3 Phương pháp dánh chìm

Đường hầm dạng ống đánh chìm là loại hầm được xây dựng dưới đường nước chảy Dưới đáy sông hoặc đáy biển đào sẵn một hào, những đốt hầm dạng bê

hành đánh chìm vào hào Sau đó bơm nước ra khỏi các đốt hầm và lắp các đệm cao

Thiêm qua sông Sài Gòn được xây dựng bằng phương pháp này

Theo phương pháp này kết cấu hầm được xây dựng bên trong khối đào và

được dùng khi đường viền hầm đặt nông và công đoạn đào từ mặt đất là khả thi và

nông là ưu điểm Hai phương pháp thi công được áp dụng cho xây dựng hầm theo cách đào và lấp và bottom-up và Top-down Đối với chiều sâu đặt hầm từ 30 đến 40

phương pháp top – down

1.1.5 Phương pháp kích các ống bê tông cốt thép vào đất

Phương pháp kích các ống bê tông cốt thép để tạo ra đường ống dẫn mà

pháp này được coi là giải pháp kinh tế khi đường ống đặt ở độ sâu lớn hơn 5m với

nước đô thị có thể thi công theo phương pháp này

Ống bê tông cốt thép được kích từ một hố kích tới hố tiếp nhận thường bố trí

ở những khoang tiếp cận đường ống Những thiết bị kích chính bố trí trong hố kích thường dùng để ấn những ống bê tông cốt thép vào lỗ đã được bộ phận phía trước đào trong quá trình tiến lên của hệ đường ống Năng lực của kích chính và lực đẩy

chui vào Thông thường có hai hoặc bốn loại kích với năng lực tới 300T và chiều dài đẩy được 1200mm

Lực kích bị chống lại bởi khối bị ép trong hố kích và tác dụng lên đầu ống bê

Thông thường khiên và ống dẫn hướng được ấn vào hố tiếp nhận và tháo ra

để dùng lại Những trạm kích trung chuyển có thể yêu cầu về chiều dài và điều kiện đất cứng Để giảm ma sát cho ống khi ép vào đất có thể sử dụng vữa bentonite phụt vào đất ở xung quanh ống

Phương pháp thi công nhìn chung đi theo một chuỗi công đoạn lặp đi lặp lại như đào đất ở gương hầm, ép ống vào trong khối đã đào và chuyển đất thải bằng cách xúc lên xe ray đặt ở phía đáy ống

Giai đoạn lắp ống quan trọng nhất là khi chiều dài của 2 ống trong 3 ống đầu

vào tường của hố kích, nó rời khỏi những ray đỡ và được chống đỡ bởi đất ở tường

Thông thường việc kiểm soát tuyến được trợ giúp bằng cách gắn vào mặt thẳng đứng bịt kín ở hố tiếp nhận bằng những tấm gỗ hoặc cọc cừ và sẽ tháo đi khi vị trí

Nhìn chung, công đoạn kích ống được tiến hành 2 ca một ngày, mỗi ca gồm

8 đến 10h và chiều dài tiến đạt được còn phụ thuộc kích thước ống và điều kiện của đất, rất khác nhau, có thể được 1 đến 6 ống một ca Thông thường đòi hỏi nhân lực

2 người trên mặt đất ( thợ lái cần trục), và 3 người trong ống và hố kích, (2 người đứng ở gương hầm và 1 người đứng ở hố kích) Đối với những dự án nhỏ hơn số người có thể giảm đến 3 vẫn đảm bảo công việc tiến hành tốt

23B

đó là vỏ hầm

trường hợp đào một lần thì diện tích của gương bằng diện tích toàn tiết diện hầm

tác đào đất đá, mở rộng tiết diện hầm đến kích thước thiết kế 2,4,5,7 Vỏ hầm 3,6,8 được xây dựng một lần trong hầm đã được gia cố và hoàn toàn tự do, hoặc theo

Đối với đường hầm dẫn nước của nhà máy thủy điện cần đảm bảo độ dốc cho nước có thể tự chảy trong hệ thống đường dẫn nước và gồm các bộ phận:

tuabin phát điện ra ngoài

nước sinh ra không tác dụng lên đường dẫn nước vào Tháp điều áp có thể đặt trên

mặt đất hoặc trong lòng đất Trường hợp đặt trong lòng đất thì cấu trúc của tháp điều áp giống cấu tạo của hầm đứng Tháp điều áp thường được bố trí ở vị trí tiếp

ngay trong nước hoặc trong lòng đất

40B

xu hướng tăng số lượng gương đào Việc mở diện thi công đào hầm có thể tiến hành trực tiếp từ đường đào trước cửa, từ giếng đứng, bố trí dọc tuyến hầm, hoặc qua các hầm ngang, đào vuông góc với hướng trục hầm

công trình

Việc sử dụng các hầm ngang là cực kỳ hợp lý, bởi vì nó không đòi hỏi chi

còn có các lò mù để thăm dò địa chất, để tạo không gian phụt vữa gia cố

41B

Ngoài ra còn có các công tác phụ trợ trong thi công hầm bao gồm:

42B

bất kỳ thời điểm nào và ở tất cả các diện thi công Trong hầm có sự thay đổi gay gắt của nhiệt độ không khí, điều này cũng tác động có hại cho trạng thái sức khỏe con người Vì thế thông gió cũng có nhiệm vụ giữ nhiệt độ và độ ẩm tối ưu ở nơi có người, tạo điều kiện thuận lợi cho lao động trong hầm Điều quan trọng là nhớ thông gió để hòa loãng khí độc (do người thải ra, do nổ mìn, do xe, máy thải ra…)

khô

trong quá trình thi công cũng khá lớn ( khoan, công tác bê tông, các loại nước tưới

thoát nước tự nhiên và thoát nước nhân tạo

đều phải chiếu sáng nhân tạo bằng điện Việc chiếu sáng cục bộ trong gương, chỗ

năng lượng cơ bản Vì thế khi xây dựng các tổ hợp ngầm thường phải xây dựng

điện xoay chiều điện áp 380V qua biến thế riêng đặt ở gần cửa hầm

24B

1.3 Đặc điểm của cửa hầm

43B

Tường chắn được bố trí vuông góc với trụ hầm, có thể cấu tạo thẳng đứng

để gia cố

8 6

1

3

1 7

6

4 5

10

2 9

cường) bảo vệ bờ dốc; 6- Lỗ thoát nước giảm

Hình 1.9: Cấu tạo tiết diện cửa hầm

Thông thường, có thể chia các bờ dốc xung quanh cửa hầm xuyên núi, theo hướng

quanh, vẫn có thể còn phải xử lý cả địa hình, địa vật và môi trường bờ dốc ở đây

còn để tránh khả năng dẫn đến những tác hại cho toàn bộ kết cấu và khả năng công

động chính của lũ và những phóng vật độc lập có thể lao xuống cửa hầm, sân công

trôi trượt theo hướng dốc chính, gây nguy hại cho người và phương tiện vận tải hoạt động tại cửa hầm; đòi hỏi chúng ta phải nghiên cứu các biện pháp phòng tránh phù

44B

dưới tác dụng của những khối lớn đất đá

- Nếu có mối nguy hiểm đá rơi hoặc thấm nước mặt thì khi đó cần có tường

được thiết kế như những tường chống - Do cửa hầm nằm ở nếp lõm của tầng địa

định, người ta tường phải đào bỏ đoạn cổ hầm đến độ sâu lớp phủ trên cửa hầm với

chung do đặc tính của bờ dốc

định: Tải trọng của đất đá sườn

núi theo hướng ngang từ trong ra

trong đó đối với cửa và cổ hầm, lại tùy theo từng giai đoạn hình thành, phát triển và

thi công

cửa và cổ hầm, cùng với bờ dốc chính diện hào cửa hầm chưa hoàn thành kết cấu gia cường cố định thích hợp

45B

quan khác nhau Trong đó, đáng chú ý là:

46B

Để mở gương ngầm ngoài cùng của cổ hầm ở đây, chúng ta đều phải

ứng gồm 1 bờ dốc chính diện có chứa không gian ngầm và 2 bờ dốc cánh gà ở 2 bên Khi đó mặt bằng sân công tác trước cửa hầm giới hạn bởi đường chân các bờ

nhau; trong đó quan trọng nhất là:

- Phòng chống tác hại của các dòng nước và các dòng phóng vật rắn từ trên

đó có đặc tính cơ học là chịu áp lực đất đá xung quanh theo các phương vuông góc

tính cơ học là chịu áp lực đất đá xung quanh theo phương song song với trục dọc công trình, đặc tính vật lý là chống cháy nổ cùng với đặc tính kiến trúc và bảo vệ môi trường sinh thái nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống cho con người

nhau Ngay khi chưa kể đến yêu cầu kiến trúc mỹ thuật, các thông số cơ bản của

đó cơ bản là:

- Các yêu cầu cụ thể liên quan đến công nghệ mở gương ngầm ngoài cùng

đường hầm nói chung trên cơ sở các tiêu chuẩn thiết kế thi công, nghiệm thu và sử

sau:

trước cửa hầm và các sườn dốc xung quanh cửa hầm theo cả phương vuông góc và phương song song với trục dọc công trình

trong đất đá xung quanh cửa hầm;

đổi;

đường và sân công tác trước cửa hầm cùng với các công trình xây dựng và các trang

- Tạo thuận lợi cho sự sinh trưởng của thảm thực vật trên các bờ dốc xung

cơ bản làm 2 nhiệm vụ cơ học cơ bản nhưng có liên quan mật thiết với nhau:

dòng định sẵn hai bên cửa hầm và hai bên bờ dốc cánh gà, nhất định không được

25B

trước của đường đào cần được chống đỡ tạm để tránh sụt lở Việc chống đỡ mái dốc

Trong trường hợp cần thiết ở phía trong của các cây gỗ nằm ngang 6 có đặt ván chèn

Ở phía trên vì chống mái dốc có đặt các máng 5 để giữ đá long rơi ngẫu

Trong các đá cứng thì việc chống đỡ mái dốc thường không cần thiết Tuy

K ết luận chương I

Theo phương dọc trục đường hầm, cửa hầm có chiều dài rất ngắn Tiết diện

thước thích hợp

cũng như khai thác sử dụng

trôi trượt theo hướng dốc chính, gây nguy hại cho người và phương tiện vận tải hoạt động tại cửa hầm Chúng ta phải nghiên cứu các biện pháp phòng tránh phù hợp với

Năm 1776 Coulomb đã đưa ra phương trình đầu tiên về cường độ chống cắt

n tg c

τ σ= ϕ+

hưởng của áp lực nước lỗ rỗng và của các ứng suất

Năm 1862 Rankine đã nhận thấy sức kháng trên mặt trượt trong khối đất một

hưởng của lực dính dần tiêu tan do những quá trình cơ học, do vậy độ ổn định lâu

Năm 1912, sau khi các khối trượt lớn xảy ra ở cảng Gothemburg (Thụy Điển), chính phủ Thụy Điển đã triệu tập một Ủy ban Địa kỹ thuật để xác định nguyên nhân trượt nhằm đề ra các giải pháp xử lý Tuy nhiên các kết quả rút ra từ

Hultin đã xây dựng phương pháp cung tròn ma sát để tính toán và được gọi là phương pháp Thụy Điển Phương pháp đã dùng khối lượng riêng đẩy nổi của đất, nhưng chưa xét đến áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất hiệu quả Hellon đề nghị dùng cường độ chống cắt không thoát nước của đất khi tính toán

Năm 1918 Fellenius đã kết hợp ý tưởng của Hellon và phương pháp của

Năm 1920 Terzaghi đã đưa nguyên lý cường độ chống cắt hiệu quả và mối

' ( ) '

f c n u tg

Năm 1930 đến 1935, Jurgenson và Casagrande đã đóng góp lớn cho sự phát

Năm 1936 trong Hội nghị khoa học quốc tế về Cơ học đất và Nền móng ở trường Đại học Havard (Mỹ), (Terzaghi đã đề nghị có thể dùng phương pháp ứng

Năm 1937, Hvorslev đề nghị sử dụng các thông số để tính ổn định mái dốc

Năm 1952, Bishop đưa ra phương trình và phương pháp tính ổn định mái dốc đơn giản

Năm 1952 – 1953, Taylor đưa ra phương pháp gần giống Bishop nhưng có xét đến lực tương tác giữa các mảnh của khối trượt

Năm 1953 tại Hội nghị khoa học quốc tế về Cơ học đất và Nền móng lần thứ

Năm 1957 Skempton và cộng sự đã tìm ra rằng đối với phân tích ổn định lâu

o

P

Năm 1963 Skempton đã thảo luận sự khác nhau giữa đất sét cứng nguyên

Ông cũng đã đưa ra lý do triệt tiêu lực dính tại thời điểm trượt là cường độ chống

Các nguyên nhân chính

Như đã biết, nguyên nhân gây trượt có thể hoặc là do độ bền của đất đá bị

nguyên nhân trên làm cho điều kiện cân bằng của khối đất đá ở sườn dốc bị phá

công trình ), các điều kiện địa lý tự nhiên (địa hình, địa mạo, khí tượng, thủy văn ), các yếu tố thời gian và các yếu tố nhân sinh (phá rừng, các loại ngoại lực do con người tác dụng lên sườn dốc, mức độ đúng đắn của phương án thiết kế, công

Hình 2.1: Các dạng mặt trượt a) Trượt phẳng; b) Cung tròn; c) Không theo quy tắc; d) Phức hợp

Trượt phẳng là sự di chuyển theo mặt phẳng ở nông song song với mái dốc kéo dài Thường khi có lớp đất cứng hơn nằm dưới thì mặt phá hoại theo một mặt

đẩy do áp lực nước lỗ rỗng tăng đột ngột, đặc biệt trong đất bề mặt bị sấy khô một

Trong trường hợp nền đất có lớp kẹp mềm yếu, mặt trượt sẽ gồm 2 đoạn mặt

trượt phức hợp

47B

đất Trọng lượng của đất trên mái dốc được phân ra thành hai thành phần, một thành

phần vuông góc với mái dốc, một thành phần song song với mái dốc là lực chính

cường độ chống cắt của đất là lực chống trượt lớn nhất trên một đơn vị diện tích hay

Đối với đá: trong đá cứng lực chống trượt phụ thuộc vào độ bền liên kết giữa

nhau

Đối với đất rời: lực chống trượt trong đất đá rời rạc chủ yếu phụ thuộc vào

Đối với đất loại sét (đất dính) sức chống cắt không chỉ phụ thuộc vào lực ma

cũng chịu ảnh hưởng của lực ma sát giữa các hạt với nhau tạo nên góc ma sát trong

48B

lý, đặc biệt là góc nội ma sát và lực dính kết giảm đột ngột, là nơi tàng trữ nước,

sinh các quá trình địa động lực khác và nó có tác dụng gây trượt

quá trình phát sinh trượt Bề dày của các lớp vỏ phong hoá càng dày thì quá trình trượt càng dễ xảy ra và quy mô các khối trượt lở càng lớn

Mưa nhiều sẽ tạo dòng chảy mặt lớn gây xói lở sườn dốc, mái dốc, hình

nước mưa được ngấm sâu vào đất đá vỏ phong hoá gây tẩm ướt vừa làm tăng khối lượng thể tích, vừa làm giảm lực kháng cắt của đất đá, thậm chí có thể tạo ra tầng nước ngầm với áp lực thuỷ tĩnh và áp lực thuỷ động lớn đe doạ ổn định sườn dốc

Mái dốc là khối đất có mặt giới hạn là mặt dốc (hình 2.2) Mái dốc được hình

Như chúng ta đã biết mái dốc càng thoải thì độ ổn định sẽ càng cao, nhưng

định mái dốc là xác định được độ dốc mái thỏa mãn yêu cầu kinh tế và kỹ thuật

Để đánh giá ổn định của mái dốc, về mặt lý thuyết hiện nay tồn tại nhiều phương pháp tính, nhưng có thể gộp chúng thành hai nhóm phương pháp chính như sau:

50B

trượt giả định, được áp dụng rộng rãi)

Đặc điểm của nhóm phương pháp dùng mặt trượt giả định là không căn cứ

đó nêu lên phương pháp tính toán, đồng thời xem khối trượt như là một vật thể rắn

ở trạng thái cân bằng giới hạn

Phương pháp tính toán dựa vào giả thiêt mặt trượt là mặt hình trụ tròn do K.E.Pettecxon đề nghị năm 1916, về sau được nhiều nhà nghiên cứu về ổn định mái

đồng nhất Đáng kể nhất đối với các phương pháp tính toán theo gia thiết này là