CHƯƠNG 1. Cơ chế phá hoại của đá [7] Trong trường hợp phá hoại trượt cắt tổng quát, một phá hoại cắt liên tục liên tục xảy ra trong lớp đá ở dưới đáy móng đến mặt đất và kết quả sẽ đẩy lớp dưới ra cả hai mặt bên của móng. Nhưng trong mặt phá hoại, do biến dạng quá mức (phá hoại do xuyên thủng), thì sự phá hủy xảy ra bên dưới đáy móng và khối đá bên ngoài diện chịu tải vẫn tương đối không bị xáo trộn, do đó chuyển vị ở cả hai bên của đáy móng sẽ là tối thiểu. Trong trường hợp lớp đất bên dưới, loại phá hoại điển hình thường được quan sát thấy trong các lớp đất chịu nén.
Sự phá hủy do biến dạng quá mức cũng có thể xảy ra ở các đá khối nhưng thường không như là kết quả của khả năng chịu nén của khối đá, vì thậm chỉ ở các khối đá yếu cũng không thể chịu nén được như hầu hết các loại đất. Như đã nhấn mạnh bởi tiêu chuẩn Eurocode 7, một dạng trạng thái giới hạn khác cho móng trên nền đá là sự chuyển vị quá mức của nền trong đó độ bền của đá là đáng kể. Trong trường hợp như vậy, áp lực chịu nén được tăng liên tục theo chuyển vị của đáy móng, mà không đạt đến sức chịu tải cực hạn, ít nhất là trong phạm vi các biên của cách tiếp cận chuyển vị nhỏ. Do đó, các bề mặt trượt không chạm đến bề mặt nền và độ lún lớn xảy ra trong khối đá.
Trong trường hợp này, các phương pháp xác định sức chịu tải dựa trên phá hoại cắt tổng quát nó không đủ chính xác. Một cách tiếp cận thích hợp hơn để xác định sức chịu tải cực hạn trong những trường hợp như vậy là sử dụng đường cong tải trọng - độ lún của nền đá. Trong các tình huống thực hành, tùy thuộc vào các thuộc tính của khối đá, mà sự phá hủy do biến dạng quá mức có thể xảy ra trước khi xảy ra trước phá hoại cắt tổng quát, điều này cho thấy sự cần thiết của việc quan tâm đến các chuyển vị. Trong các phần tiếp theo, quy trình được sử dụng để xác định sức chịu tải cực hạn trong mỗi hai dạng phá hoại được đề cập ở trên sẽ được khảo sát và ảnh hưởng của khoảng cách khe nứt được thảo luận.
Phá hoại cắt tổng quát Định lý giới hạn cận trên của phép phân tích giới hạn được áp dụng để thu được sức chịu tải của khối đá chịu sự phá hoại tổng quát. Theo định lý này, tốc độ tiêu tán năng lượng không nhỏ hơn tốc độ công của ngoại lực đối với bất kỳ cơ chế phá hoại cho phép có tính chất động học nào. Việc xây dựng cơ chế phá hoại cho phép bằng cách sử dụng phương pháp cận trên. Trong các móng chịu tải đứng đúng tâm, cơ chế phá hoại thường được coi là đối.
Tuy nhiên, trong khối đá có khe nứt, cơ chế phá hoại có thể bị ảnh hưởng bởi các bộ khe nứt, và do đó chuyển thành hình dạng không đối xứng. Để xác định hình dạng của cơ chế phá hoại, một phân tích số được thực hiện. Vì công thức lời giải cận trên chỉ đúng trong trường hợp phá hoại tổng quát, các đặc tính của đá nguyên khối và các tập hợp khe nứt được lựa chọn sao cho các bề mặt phá hoại trong khối đá chạm tới bề mặt nền (dạng phá hoại tổng quát). Dự báo SCT móng nông trên nền đá theo TCVN 9362–2012 1.
Đối với đá có khả năng hòa tan trong nước ( muối mỏ, thạch cao, đá vôi …) phải quy định độ hòa tan của nó. Phân loại đá Loại đá Chỉ số A. Theo sức chống nén tức thời một trục Rn (MPa ) Rn> 120 Rất bền 120000>Rn> 50 Bền 50000>Rn>15 Bền vừa 15000>Rn>5 Ít bền Rn<5 Đá nửa cứng B. Theo hệ số hóa mềm trong nước Km Không hóa mềm được Km> 0.75 Hóa mềm được Km<0.
Theo độ phong hóa Kph Đá cứng nằm thành từng khối liên tục Không phong hóa ( Nguyên khối ) Kph=1 Phong hóa yếu ( bị nứt nẻ ) Đá cứng nằm thành từng đoạn không lẫn nhau ( từng mảng) 1>Kph>0.9 Phong hóa Đá cứng nằm thành từng đám chuyển sang đá nứt nẻ 0.8 Phong hóa mạnh ( rời rạc) Đá cứng nằm trong toàn khối ở dạng rời Kph<0. Tính sức chịu tải của móng nông trên nền đá Mục đích tính nền theo sức chịu tải (theo nhóm trạng thái) giới hạn thứ nhất là đảm bảo độ bền của nền và tính ổn định của nền đất (không phải đá), cũng như không cho phép móng trượt theo đáy và không cho phép lật vì sẽ dẫn đến sự chuyển vị đáng kể của từng móng hoặc của toàn bộ công trình và do đó công trình không thể sử dụng được. Khi dùng trong tính toán sơ đồ phá hoại của nền (lúc đạt đến trạng thái giới hạn của nền) phải xét cả về mặt tĩnh cũng như mặt động đối với móng hoặc công trình cho trước. Tính nền theo sức chịu tải phải xuất phát từ điều kiện: N (1-1) ktc Trong đó: N là tải trọng tính toán trên nền; 4 Luan van là sức chịu tải của nền; ktc là hệ số độ tin cậy do cơ quan thiết kế quy định tùy theo tính chất quan trọng của nhà hoặc công trình, ý nghĩa của nhà hoặc công trình khi tận dụng hết sức chịu tải của nền, mức độ nghiên cứu điều kiện đất đai và lấy không nhỏ hơn 1,2.
Sức chịu tải (độ bền) của nền đá được tính theo công thức sau đây không phụ thuộc vào độ sâu đặt móng: Rda b l (1-2) Trong đó: Rđá, là trị tính toán cường độ tức thời của khối đá nén ở trạng thái no nước; b , l lần lượt là bề rộng và chiều dài tính đổi của móng xác định theo các công thức: b b 2.el (1-4) eb và et lần lượt là độ lệch tâm của điểm đặt hợp lực theo hướng trục dọc và ngang của móng. Mô hình Mohr-Coulomb (mô hình dẻo lý tưởng ) [9] Tính dẻo là sự liên kết với sự gia tăng biến dạng bất thuận nghịch và nó giới hạn trạng thái ứng suất cho phép. Để tiếp tục đánh giá xem liệu có hoặc không có tính dẻo xảy ra trong phép tính toán, một hàm số chảy dẻo, f, là một hàm được giới thiệu là một hàm của ứng suất và biến dạng. Sự chảy dẻo có liên quan đến điều kiện f=0.
Điều kiện này có thể được trình bày như một mặt phẳng trong không gian ứng suất chính. Mô hình dẻo lý tưởng là mô hình được cấu thành với một sự điều chỉnh mặt phẳng chảy dẻo tức là một mặt phẳng dẻo là một mặt phẳng hoàn toàn được khai báo bởi các thông số của mô hình và không bị ảnh bởi ứng suất dẻo.Các trạng thái ứng suất được thể hiện bởi các điểm trong mặt phẳng chảy dẻo, sự ứng xử là hoàn toàn đàn hồi và tất cả các ứng suất có thể được thuận nghịch. Các thông số cơ bản của mô hình Mohr-Coulomb Mô hình MC yêu cầu 5 thông số rất quen thuộc với các kĩ sư cơ đất và có thể thu được từ các thí nghiệm cơ bản. Các thông số bao gồm.
E : mô đun Young [kN/m2] V : hệ số Poisson [-] : góc ma sát trong [độ] C : lực dính [kN/m2] : góc giãn nở [độ] 1. Mô đun Young (E) 5 Luan van Plaxis sử dụng mô đun Young là mô đun độ cứng cơ bản trong mô hình đàn hồi và mô hình MC, nhưng một số mô đun độ cứng khác cũng được trình bày. Một mô đun độ cứng có thứ nguyên của ứng suất. Giá trị của thông số độ cứng được chấp nhận trong tính toán yêu cầu một sự chú ý đặc biệt vì nhiều vật liệu đất có biểu hiện phi tuyến ngay từ khi bắt đầu gia tải.
Trong cơ học đất, góc nghiêng ban đầu được gọi là E0 và mô đun tại 50% sức chịu tải được gọi là E50. Với những vật liệu có vùng đàn hồi tuyến tính lớn. Mô hình Jointed Rock [10] 1. Phần mở đầu Vật liệu có thể có nhiều thuộc tính khác nhau theo nhiều phương khác nhau.
Kết quả là, chúng có những phản ứng khác nhau khi đặt trong những điều kiện đặc thù theo hướng này hoặc hướng khác. Khía cạnh này của ứng xử vật liệu được gọi là tính dị hướng. Khi mô hình tính dị hướng, sự phân biệt có thể được tạo ra giữa dị hướng đàn hồi và dị hướng dẻo. Dị hướng đàn hồi đề cập đến việc sử dụng thuộc tính độ cứng đàn hồi khác nhau theo từng phương hướng riêng biệt.
Tính dị hướng dẻo có thể được kể đến bằng cách sử dụng các thuộc tính cường độ khác nhau theo từng phương khác nhau, được xem như là mô hình Jointed Rock. Một dạng khác của tính dị hướng dẻo được xem là tái cứng động học. Điều này không được xét đến trong chương trình tính toán của phần mềm Plaxis. Mô hình Jointed Rock là một mô hình đàn hồi – dẻo lý tưởng dị hướng, có nghĩa đặc biệt để mô phỏng ứng xử của của các lớp đá bị phân tầng.
Trong mô hình này, người ta giả sử rằng đá ở dạng nguyên khối với các điều kiện phương hướng phân tầng ngẫu nhiên và các phương hướng chính. Đá nguyên khối được xem là vật liệu có ứng xử dị hướng đàn hồi ngang, được định lượng bằng 5 thông số và 1 hướng. Tính dị hướng có thể là kết quả của sự phân tầng hoặc từ những hiện tượng tương tự khác. Trong các hướng joint chính, người ta giả sử rằng ứng suất tiếp bị giới hạn theo tiêu chuẩn của Coulomb.
Khi đạt đến giá trị ứng suất tiếp lớn nhất theo một hướng nào đó, hiện tượng trượt dẻo sẽ xảy ra. Giá trị lớn nhất của ba hướng trượt (hay mặt phẳng trượt) có thể được kể đến, trong đó mặt phẳng đầu tiên được giả định đồng nhất với hướng của dị hướng đàn hồi. Mỗi mặt phẳng có thể có những thuộc tính cường cắt khác nhau. Ngoài hiện tượng cắt dẻo, các giá trị ứng suất kéo vuông góc với 3 mặt phẳng được giới hạn bởi các giá trị độ bền kéo xác định trước đó (độ kéo giới hạn).
Ứng dụng của mô hình Jointed Rock là một điều hợp lý khi mà họ của các joint hay bộ joint được kể đến. Những bộ joint này phải song song với nhau, không được chứa các lỗ hỏng và khoảng cách giữa chúng phải nhỏ hơn so với các kích thước đặc trưng của cấu trúc.