Bài giảng Cơ học đá: Giới thiệu về cơ học đá - GV. Kiều Lê Thủy Chung

Bài giảng Cơ học đá: Giới thiệu về cơ học đá - GV. Kiều Lê Thủy Chung cung cấp cho học viên các kiến thức về khái niệm cơ học đá, ứng dụng của cơ học đá, phương pháp nghiên cứu, sự phát triển của lĩnh vực cơ học đá,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Giới thiệu về Cơ học đá

 Cơ học đá là gì?

 Ứng dụng của Cơ học đá

 Phương pháp nghiên cứu

 Sự phát triển của lĩnh vực Cơ học đá

Nội dung

Cấu tạo trái đất

“Đá” là gì?

Đá:

 Tồn tại trong tự nhiên ở thể rắn

 Cấu thành bởi khoáng vật hoặc các vật chất giống như khoáng vật

 Tuổi rất cổ

 Cấu tạo vỏ trái đất

 Là vật liệu xây dựng, do đó các công trình xây dựng có thể được làm bằng

đá, xây trên hoặc trong đá

Cơ học đá là gì?

Cơ học đá là ngành khoa học lý thuyết

và ứng dụng, vận dụng lý thuyết cơ học môi trường liên tục kinh điển vào

đá để xác lập nên các tiêu chuẩn phá hủy và nghiên cứu ảnh hưởng của nứt

nẻ

Đập Vaiont Dam (Ý) năm 1960

Trượt lở đất ở đập Vaiont Dam (Ý) năm 1963

Trượt lở đất ở đập Vaiont Dam (Ý) năm 1963

Rockburst: hiện tượng nổ đá

A wedge failure controlled

by intersecting structural features in the rock mass forming the bench of an open pit mine

Lở mỏ đá tại Thuỷ điện Bản Vẽ

trượt lở mái dốc (Nghệ An, 12/2007)

Khối đá lớn hàng ngàn m 3 từ trên sườn đồi đã bị sụt lở đổ xuống công trình chôn vùi 18 người đang làm việc dưới hầm khai thác

Đặc điểm cần chú ý: có lớp đất kẹp giữa khe đá

Đất

Đá

Sập mỏ đá Rú Mốc – Hà Tĩnh (2007)

 Đá bị phong hóa mạnh mẽ

 Khi khai thác không cắt tầng

mà khai thác từ dưới lên trên

tạo ra hàm ếch; khi bạt taluy

độ dốc cao hơn mức cho

phép (trên 15 o ) nên khi nổ

mìn đá bị nứt vỡ rất dễ bị đổ

ập xuống Việc nổ mìn cũng

không bảo đảm an toàn

Nail: đinh

Shotcrete: phun vữa bê tông Anchor: neo

Concrete lining for weak to very weak rock

(concrete lining: lớp lót bê tông)

◦ Loss of the entire wellbore

 2 Main causes are:

Thép (steel)

Khối đá (rock mass)

Đất (soil)

Đá nguyên khối và khối đá

(intact rock vs rock mass)

 Đất (soil) và khối đất (soil mass) có thể

có đặc tính giống nhau (very similar

properties)

 Mẫu đá (rock sample) và khối đá (rock mass) thường có đặc tính khác nhau đáng kể

Đá nguyên khối

(intact rock)

Bề mặt gián đoạn (discontinuities)

Đá nguyên khối (intact rock)

 Không có những khe nứt đáng kể

 Ở tỉ lệ nhỏ: đá nguyên khối gồm các hạt có cấu trúc vi mô được tạo ra

trong quá trình hình thành đá (rock forming processes)

Các bề mặt gián đoạn

(discontinuities)

 Bề mặt đánh dấu sự thay đổi về các đặc tính vật lý hoặc hóa học của vật liệu đá

 Không đồng nhất (inhomogeneous)

 Bất đẳng hướng (anisotropic)

 Không thuận nghịch (irreversible)

 Phi tuyến (nonlinear)

Môi trường đá (rock medium)

 Đá nguyên khối

 Bề mặt gián đoạn và cấu trúc của đá

 Ứng suất của đá ở hiện trường

 Dung dịch lỗ rỗng và dòng chảy

 Yếu tố thời gian (time factor)

Các yếu tố địa chất có ảnh

hưởng đến hành vi của đá và khối đá

Phương pháp nghiên cứu

 Khảo sát ngoài hiện trường

 Thí nghiệm trong phòng

 Mô hình vật lý

 Mô hình toán

Ứng dụng của ngành Cơ học đá

 Ngành xây dựng

 Ngành khai thác mỏ

 Ngành dầu khí