I. Tổng quan về ảnh hưởng của chấn động nổ mìn thi công đường hầm
Chương này trình bày tổng quan về chấn động nổ mìn và tác động chấn động đến kết cấu công trình ngầm khi thi công đường hầm. Nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá ảnh hưởng của sóng nổ đến các công trình lân cận, đặc biệt là trong bối cảnh Việt Nam. Các vấn đề như an toàn công trình, kỹ thuật thi công, và phân tích chấn động được phân tích chi tiết. Nghiên cứu cũng đề cập đến các tiêu chuẩn quốc tế và trong nước về đánh giá mức độ chấn động, từ đó làm cơ sở cho các phương pháp nghiên cứu tiếp theo.
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu chấn động nổ mìn
Phần này tổng hợp các nghiên cứu về chấn động nổ mìn trên thế giới và tại Việt Nam. Các nghiên cứu quốc tế tập trung vào việc đo lường và đánh giá tác động của sóng nổ đến công trình ngầm, trong khi các nghiên cứu trong nước chủ yếu tập trung vào các dự án cụ thể như hầm Hải Vân và hầm Cổ Mã. Các kết quả nghiên cứu cho thấy sự cần thiết của việc áp dụng các phương pháp đo đạc và mô phỏng hiện đại để đảm bảo an toàn công trình.
1.2. Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu
Phần này đánh giá tổng quan về các nghiên cứu trong và ngoài nước, chỉ ra những khoảng trống trong nghiên cứu về tác động chấn động đến kết cấu công trình ngầm. Nghiên cứu nhấn mạnh sự cần thiết của việc phát triển các mô hình số để dự báo và đánh giá chính xác hơn ảnh hưởng của chấn động nổ mìn.
II. Lý thuyết về truyền sóng trong môi trường đất đá
Chương này trình bày lý thuyết về truyền sóng trong môi trường đất đá và các phương pháp xác định tác động chấn động của sóng nổ lên kết cấu đường hầm. Các loại sóng chấn động được phân tích, bao gồm sóng P, sóng S, và sóng bề mặt. Phương trình truyền sóng trong môi trường đàn hồi, đồng nhất và đẳng hướng được trình bày chi tiết. Nghiên cứu cũng đề cập đến các phương pháp mô phỏng áp lực nổ và các thông số nghiên cứu để đánh giá tác động chấn động.
2.1. Phương trình truyền sóng nổ
Phần này trình bày phương trình truyền sóng nổ trong môi trường đất đá, bao gồm các yếu tố như vận tốc sóng, biên độ sóng, và tần số sóng. Các phương trình này là cơ sở để tính toán và mô phỏng tác động chấn động đến kết cấu công trình ngầm.
2.2. Phương pháp mô phỏng áp lực nổ
Phần này giới thiệu các phương pháp mô phỏng áp lực nổ khi nổ mìn trong xây dựng, bao gồm mô hình hóa áp lực nổ và các thông số động học của khối đá. Các phương pháp này giúp đánh giá chính xác hơn ảnh hưởng của chấn động nổ mìn đến kết cấu đường hầm.
III. Nghiên cứu ảnh hưởng của chấn động nổ mìn bằng phương pháp thực nghiệm
Chương này trình bày các nghiên cứu thực nghiệm về tác động chấn động của nổ mìn trong xây dựng đến kết cấu công trình ngầm. Các phương pháp đo đạc thực nghiệm như đo PPV (Peak Particle Velocity) và biến dạng được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của sóng nổ. Nghiên cứu cũng khảo sát mối quan hệ giữa các thông số địa chất và tác động chấn động, từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật để giảm thiểu ảnh hưởng của chấn động nổ mìn.
3.1. Đo đạc thực nghiệm PPV và biến dạng
Phần này trình bày các kết quả đo đạc thực nghiệm về PPV và biến dạng tại các vị trí khác nhau trong công trình ngầm. Các kết quả này được so sánh với các tiêu chuẩn quốc tế để đánh giá mức độ an toàn công trình.
3.2. Khảo sát mối quan hệ giữa RMR và thông số chấn động
Phần này khảo sát mối quan hệ giữa chỉ số RMR (Rock Mass Rating) của khối đá và các thông số chấn động như K và α. Kết quả nghiên cứu cho thấy mối quan hệ chặt chẽ giữa chất lượng đá và tác động chấn động, từ đó đề xuất các giải pháp thiết kế và thi công phù hợp.
IV. Nghiên cứu các thông số động của khối đá và vỏ chống
Chương này tập trung vào việc xác định các thông số động của khối đá và vỏ chống thông qua các thí nghiệm động như SHPB (Split Hopkinson Pressure Bar). Các thí nghiệm này giúp đánh giá đặc tính động học của khối đá và vỏ chống dưới tác dụng của chấn động nổ mìn. Nghiên cứu cũng phát triển các mô hình số 3D để mô phỏng thí nghiệm SHPB, từ đó cung cấp dữ liệu chính xác hơn cho việc đánh giá tác động chấn động.
4.1. Thí nghiệm động SHPB
Phần này trình bày quy trình và kết quả thí nghiệm SHPB trên các mẫu đá granit. Các thí nghiệm này giúp xác định các thông số động như mô đun đàn hồi động và độ bền động của khối đá.
4.2. Phát triển mô hình số 3D
Phần này trình bày quá trình phát triển mô hình số 3D để mô phỏng thí nghiệm SHPB. Mô hình này giúp đánh giá chính xác hơn ảnh hưởng của chấn động nổ mìn đến kết cấu công trình ngầm.
V. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của chấn động nổ mìn bằng phương pháp số
Chương này trình bày các nghiên cứu sử dụng phương pháp số để đánh giá tác động chấn động của nổ mìn trong xây dựng đến kết cấu đường hầm. Các mô hình số 2D và 3D được xây dựng để khảo sát ảnh hưởng của khoảng cách, vị trí nổ mìn, và các thông số động học của khối đá. Nghiên cứu cũng đề xuất các công thức kinh nghiệm để dự báo giá trị PPV trong vỏ chống bê tông của công trình ngầm.
5.1. Xây dựng mô hình số 2D và 3D
Phần này trình bày quá trình xây dựng và kiểm chứng các mô hình số 2D và 3D để đánh giá tác động chấn động. Các mô hình này giúp dự báo chính xác hơn ảnh hưởng của chấn động nổ mìn đến kết cấu đường hầm.
5.2. Đánh giá độ ổn định của vỏ chống
Phần này trình bày các kết quả đánh giá độ ổn định của vỏ chống bê tông dưới tác dụng của chấn động nổ mìn. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật để tăng cường độ ổn định của công trình ngầm.
