A study of anisotropic mechanical properties of fractured rock mass at
Km119+000 in 3B highway, Backan province by EFC method
Abstract: The stability of rock slope is almost studied based on the
assumption of homogenous and isotropic material properties of fractured
rock mass by equivalent equilibrium method. However, the complicated
distribution of fractures give significantly the anisotropy of mechanical
properties of fractured rock as results in the literature. The article
presents the anisotropic mechanical properties of fractured rock mass at
Km119+000 in 3B highway, Backan province by EFC method in which the
mechanical properties such as Young modulus and Poisson ratio are
obtained from mechanical properties of intact rock and fractures. By the
site survey and re-generation of fractures distribution at the Km119+000
in 3B highway, the anisotropy of fractured rock mass is highlighted.
8 trang |
Chia sẻ: thanhle95 | Lượt xem: 404 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nguyên cứu đặc trưng biến dạng bất đẳng hướng của khối đá nứt nẻ tại Km119+000 quốc lộ 3B, tỉnh Bắc Kạn theo phương pháp EFC, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2020 43
NGUYÊN CỨU ĐẶC TRƯNG BIẾN DẠNG BẤT ĐẲNG HƯỚNG
CỦA KHỐI ĐÁ NỨT NẺ TẠI KM119+000 QUỐC LỘ 3B,
TỈNH BẮC KẠN THEO PHƯƠNG PHÁP EFC
ĐẶNG HÔNG LAM*, PHÍ HỒNG THỊNH*
A study of anisotropic mechanical properties of fractured rock mass at
Km119+000 in 3B highway, Backan province by EFC method
Abstract: The stability of rock slope is almost studied based on the
assumption of homogenous and isotropic material properties of fractured
rock mass by equivalent equilibrium method. However, the complicated
distribution of fractures give significantly the anisotropy of mechanical
properties of fractured rock as results in the literature. The article
presents the anisotropic mechanical properties of fractured rock mass at
Km119+000 in 3B highway, Backan province by EFC method in which the
mechanical properties such as Young modulus and Poisson ratio are
obtained from mechanical properties of intact rock and fractures. By the
site survey and re-generation of fractures distribution at the Km119+000
in 3B highway, the anisotropy of fractured rock mass is highlighted.
1. GIỚI THIỆU CHUNG*
Nghiên cứu trượt lở ở Việt Nam được tiến hành
từ đầu những năm 1985 và tập trung chủ yếu ở
Viện Địa chất-Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam, Viện Khoa học Địa chất và
Khoáng sản, Viện Khoa học và Công nghệ Giao
thông Vận tải. Phần lớn các nghiên cứu đều được
tiến hành dựa vào xử lý số liệu ảnh vệ tinh, địa
hình, địa mạo... để xây dựng bản đồ phân vùng và
dự báo nguy cơ trượt lở. Các nghiên cứu đã kết
luận trong những năm gần đây tại các tỉnh miền núi
phía Bắc, dạng tai biến này diễn ra ngày càng nguy
hiểm hơn với 12/16 tỉnh nằm trong vùng có nguy
cơ trượt – lở cao. Theo hướng này, phải kể đến các
công trình: Nghiên cứu đánh giá tai biến trượt lở
khu vực các tỉnh miền núi phía Bắc và các giải
pháp phòng tránh (Lê Thị Nghinh và nnk, 2003).
Nghiên cứu đánh giá trượt lở, lũ quét- lũ bùn đá tại
vùng trọng điểm tỉnh Lào Cai (H. Bát Xát, H. Sapa
và TP. Lào Cai - tỉnh Lào Cai) và kiến nghị các giải
pháp phòng tránh giảm nhẹ thiệt hại (Nguyễn
* Khoa Công trình-Đại học Giao thông Vận tải
03 Cầu Giấy-Láng Thượng-Đống Đa-Hà Nội
Email: dang.hong.lam@utc.edu.vn
Trọng Yên, 2006). Có thể phân biệt hai nhóm
phương pháp mô hình nghiên cứu trượt lở:
- Nhóm phương pháp vật lý dựa trên các phương
trình toán lý mô phỏng bản chất vật lý của quá trình
trượt. Trong đó phương pháp phân tích cân bằng
giới hạn được sử dụng phổ biến. Một số tác giả khác
của Việt Nam đã phát triển Lý thuyết khối của
Goodman và Shi (1985) để phân tích xác định khối
nguy cơ trượt lở trên bề mặt mái dốc đá dựa vào số
đo thế nằm khe nứt và thế nằm của bề mặt mái dốc.
- Nhóm phương pháp thống kê dựa trên quan hệ
thống kê giữa các điểm trượt lở và các yếu tố được
cho là nguyên nhân gây nên trượt lở. Phí Trường
Thành (2018) đã nhận dạng các kiểu trượt và mô
hình hóa 3 chiều (3D) các khối nguy cơ trượt trên
một số mái dốc đá điển hình trong mối liên quan
với hoạt động tân kiến tạo: Áp dụng cho tuyến
Quốc lộ 4B, đoạn Tiên Yên - Lạng Sơn. Trần
Mạnh Liểu (2013) đã dự báo nguy cơ và cường độ
phát triển trượt lỡ khu vực Thị xã Bắc Kạn.
Tuy nhiên, các nghiên cứu ở trên vẫn chưa
làm nổi bật sự ảnh hưởng của vết nứt đến tính
ổn định của bờ dốc đá nứt nẻ. Cụ thể là do sự
phân bố của vết nứt làm cho tính chất biến dạng
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2020 44
của khối đá theo các phương là khác nhau. Một
số nghiên cứu của Dang (2018) và Dang và nnk
(2019) cho khối đá ở trên thế giới như Sellafield
chỉ ra rằng ứng xử của khối đá nứt nẻ là không
đẳng hướng. Do đó mục đích của bài báo là tìm
hiểu sự ảnh hưởng khe nứt đến tính chất biến
dạng của khối đá ở quốc lộ 3B thông qua kết
quả khảo sát hiện trường về tình trạng nứt nẻ
trên Quốc lộ 3B (QL3B) tại Km119.
Cấu trúc của bài báo như sau: tiếp theo phần
giới thiệu là lý thuyết xác định các thông số biến
dạng của đá nứt nẻ. Tiếp theo nhóm tác giả tiến
hành khảo sát hiện trường QL3B tại Km119 để
xác định thế nằm và các vết nứt nẻ của đá. Trên
cơ sở kết quả hiện trường, nhóm tác giả tiến
hành xây dựng lại hệ thống vết nứt và các thông
số đặc trưng của vết nứt. Từ đó, nhóm tác dụng
áp dụng phương pháp EFC (Dang, 2018; Dang
và nnk, 2019) để xác định đặc trưng biến dạng
của khối đá. Kết quả chỉ ra tính chất bất đẳng
hướng rất lớn của khối đá thực tế theo các
phương ở tuyến QL3B. Cuối cùng là một số kết
luận chung của bài báo.
2. PHƢƠNG PHÁP EFC TRONG VIỆC
XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CƠ HỌC TƢƠNG
ĐƢƠNG CỦA ĐÁ NỨT NẺ
Mô đun đàn hồi tương đương của đá nứt nẻ
Ý tưởng để xác định mô đun đàn hồi tương
đương của đá nứt nẻ ở đây được đề xuất trong
tài liệu (Dang và nnk, 2019) trong đó phương
pháp nhúng vết nứt vào môi trường liên tục
(EFC) được sử dụng để mô hình hóa mạng lưới
vết nứt dưới ứng xử cơ học. Điểm cơ bản của
phương pháp này, so với các phương pháp đã đề
cập trước đây, là việc sử dụng khái niệm phần
tử tương đương. Theo đó, mỗi vết nứt được mô
hình hóa bởi môi trường gồm một nhóm các ô
lưới (phần tử vết nứt) giao nhau (xem Hình 1)
(Dang và nnk, 2019).
Để thực hiện chi tiết, chúng tôi phân biệt ô
lưới thành 2 loại sau: (1) ô lưới có chứa vết nứt
(fracture cell) và (2) ô lưới không chứa vết nứt
(matrix cell) (Dang và nnk, 2019). Cũng lưu ý
rằng trong phương pháp EFC, chúng tôi phân
chia loại ô lưới có chứa vết nứt thành 2 loại nhỏ:
loại I đại diện cho tế bào được giao nhau bởi chỉ
một vết nứt trong khi đó loại II là tập hợp tất cả
ô lưới có chứa nhiều vết nứt (nhiều hơn một vết
nứt) như được chỉ ra trong Hình 1.
Hình 1: Sơ họa khái niệm ô lưới có chứa vết nứt
và ô lưới không chứa vết nứt trong phương
pháp EFC (a), loại I biểu thị các ô lưới chỉ chứa
một vết nứt (b) và loại II biểu thị ô lưới chứa
nhiều hơn một vết nứt (c).
Một trong những nghiên cứu đầu tiên trong
phương pháp này được thực hiện bởi Figueiredo
và nnk (2015) trong đó mô đun đàn hồi của đá
nứt nẻ là đẳng hướng được tính từ mô đun đàn
hồi của đá gốc (đá không nứt nẻ), độ cứng của
khe nứt và khoảng cách của khe nứt (công thức
1). Hơn nữa, hệ số Poisson của đá nứt nẻ được
đề xuất bằng hệ số Poisson của đá gốc
1 1 1
;
fc
iso m n
fc
iso m
E E k h
(1)
Trong đó Em, vm, kn và h tương ứng là mô
đun đàn hồi, hệ số Poisson của đá gốc, độ cứng
pháp tuyến và kích thước của ô lưới. Nghiên
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2020 45
cứu của Dang và nnk (2019) đã đề xuất công
thức xác định mô đun đàn hồi tương đương của
bề mặt đá có nứt nẻ theo công thức (2)(3):
Đối vớiphần tử loại I có một vết nứt, mô đun
đàn hồi theo các phương của phần tử được tính
theo công thức (2):
1
2 2 41 cos .sin cos
; ;
. .
fc fc
iso iso m
m t n
E
E k d k d
(2)
Trong đó: là góc nghiêng của vết nứt minh
họa theo hình 1b. kn và kt lần lượt là độ cứng
vuông góc (chống nén) và tiếp tuyến (chống cắt)
của vết nứt. d là khoảng cách các vết nứt.
Tương tự, đối với phần tử loại II có nhiều
hơn một vết nứt, mô đun đàn hồi theo các
phương cũng được xác định theo công thức (3):
1
2 2 4cos .sin cos1
( ) ; ;
. .
fc fci i i
iso iso mi i
im t i n i
E
E k d k d
(3)
Trong đó chỉ số i là chỉ số ứng với vết nứt
thứ i. Ý nghĩa của các đại lượng tương tự như ở
công thức (2) và được minh họa ở hình 1c.
3. ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP EFC ĐỂ
XÁC ĐỊNH MÔ ĐUN ĐÀN HỒI TƢƠNG
ĐƢƠNG CỦA ĐÁ NỨT NẺ Ở QUỐC LỘ 3B
TỈNH BẮC KẠN
Phương pháp xác định tính mô đun đàn hồi
tương đương
Mô đun đàn hồi tương đương của các khối đá
nứt nẻ được tính toán trong bài báo này dựa trên
giả thuyết biến dạng mặt phẳng 2D. Cách xác
định ma trận biến dạng đã được đề xuất trong
(Min và Jing, 2003) (Dang và nnk, 2019) được
áp dụng ở đây. Với giả thuyết biến dạng phẳng,
mô đun đàn hồi của vật liệu tổng quát được viết
dưới dạng ma trận như công thức (4) sau:
11 12 13 14
21 22 23 24
31 32 33 34
41 42 43 44
zz zz
xx xx
yy yy
xy xy
S S S S
S S S S
S S S S
S S S S
(4)
Lưu ý ở đây là tọa độ Oxyz thể hiện tọa độ
tổng thể, tọa độ phần tử được liên hệ với tọa độ
tổng thể như sau z = 1, x = 2, y = 3
Giả sử rằng mô đun đàn hồi và hệ số Poisson
theo hướng z bằng với các giá trị của đá gốc
(
zx zy m , z mE E ) và tuân
theo
12 21 13 31 / ,m mS S S S E 11 1/ mS E .
Nghiên cứu của (Min và Jing, 2003) cũng chỉ ra
rằng các giá trị S14,S24,S41,S42 rất nhỏ so với các
thành phần khác trong khi S34,S43bằng 0 do thực
tế là ứng suất cắt σxy không ảnh hưởng đến biến
dạng hướng z. Do đó, ma trận biến dạng trong
phương trình (4) có thể được viết lại dưới dạng
như công thức (5) sau:
22 23
32 33
44
1
0
0
02
0 0 0
m m
m m m
zz zz
m
xx xx
m
yy yy
m
xy xy
m
E E E
S S
E
S S
E
S
(5)
(a) (b) (c)
Hình 2: Ba bài toán: nén theo hướng x (a), nén theo hướng y (b), cắt thuần túy
(c) để xác định năm thành phần S22,S23,S32,S33,S44 của khối đá nứt nẻ
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2020 46
Do đó, việc tính toán các đặc trưng tính chất
đàn hồi tương đương của các khối đá bị nứt nẻchỉ
còn làviệc xác định năm thành phần S22, S23, S32,
S33, S44. Các thông số này được thực hiện thông
qua ba bài toán minh họa trong Hình 2.
Bài toán đầu tiên (Hình 2a) thể hiện cho bài
toán nén đơn phương với ứng suất pháp tuyến
f
a
x được áp dụng theo phương x. Hai thành phần
S22 và S32được tính toán từ bài toán này theo
công thức (6)trong đó có xét đến điều kiện
( )
0
a
zz (do đó
a
a
zz m xf ):
( ) ( )2 2
11 21( ) ( )
;
a a
xx yym m
a a
x m x m
S S
f E f E
( ) ( ) ( ) ( )
22 32( ) ( )
;
a a a am m
xx m x yy m x
m m
a a
x x
f f
E E
S S
f f
(6)
Tương tự, hai thành phần S23 và S33 được tính từ bài toán thứ hai theo công thức (7) (Hình 2b):
( ) ( )2 2
21 22( ) ( )
;
b b
xx yym m
b b
y m y m
S S
f E f E
(b) (b) (b) (b)
23 33(b) (b)
;
m m
xx m y yy m y
m m
y y
f f
E E
S S
f f
(7)
Thành phần cuối cùng S44 được xác định từ bài toán thứ ba theo công thức (8) (Hình 2c):
( ) ( )
44
2 c cxy xy
S
(8)
Lưu ý rằng ( ) ( ),a axx yy và
(b) (b),xx yy thể hiện biến
dạng trung bình dưới ứng suất theo hướng x và
y tương ứng trong khi (c)xy chỉ ra biến dạng cắt
trung bình theo tải trọng cắt.
Từ các thành phần này của ma trận biến dạng,
chúng ta suy ra mô đun đàn hồi, hệ số Poisson và
mô đun chống cắt của vật liệu tương đương (đá
nứt nẻ) được xác định theo công thức (9):
23 32 44
22 33
1 1
; ; ; ; 1/x y xy y yx x xyE E S E S E G S
S S
(9)
Kết quả mô đun đàn hồi của khối đá nứt nẻ
trên QL3B tỉnh Bắc Kạn
Tiến hành đo vẽ vết nứt tại Km 119 xác định
được dạng vết nứt được sơ họa theo hình 3. Tiến
hành đo góc vết nứt và độ nghiêng của vết nứt
theo minh họa ở hình thu được thông số vết nứt
theo như bảng1. Bằng phép thống kê số lượng
vết nứt cho mặt bờ dốc có kích thước 5m2, ta
được thống kê số lượng vết nứt như bảng 2.
Hình 3. Sơ họa mặt nứt của đá
Trong đó:
• Đường phương (a) là đường thẳng nằm
ngang trên mặt lớp đá (chỉ phương kéo dàicủa
lớp đá)
• Đường hướng dốc (b‟) là đường thẳng nằm
ngang, vuông góc với đường phương vàcắm
theo hướng dốc của lớp đá (chỉ hướng cắm của
lớp đá). Góc của đường hướng dốc so với
phương bắc được ký hiệu là ()
• Góc dốc (α) là góc tạo bởi giữa mặt lớp đá
với mặt phẳng nằm ngang
Bảng 1: Thế nằm của các lớp đá
trên bờ dốc đá tại Km119
Lớp
Góc phương
vị đường
hướng dốc
()
(độ)
Góc dốc
(θ)
(độ)
Khoảng
cách
(m)
1 125 60 3
2 345 40 10
3 95 70 0,2
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2020 47
Bảng 2: Sự phân bố chiều dài vết nứt
tại Km 119
Chiều dài vết nứt
(m)
Số lượng
vết nứt
(cái)
Góc phương
vị đường
hướng dốc
(θ) (độ)
Min. Max.
0,5 0,6 42 95
0,6 0,7 24 95
0,7 0,8 15 95
0,8 1 17 95
1 1,5 16 95
1,5 2 5 95
2 3 4 95
3 4 1 125
4 5 1 125
5 10 1 345
Khi đó thông số đặc trưng cho mật độ vết nứt
được xác định như sau:
P20 = 5.04 vết nứt / m
2
P21 = 4.78 m dài / m
2
Giống với sự phân bố vết nứt của đá được
nghiên cứu bởi Min và Jing (2003), sự phân bố
chiều dài của khe nứt được phân bố theo quy
luật power với công thức (10) trong đó trong đó
NF là số lượng khe nứt (với chiều dài gãy lớn
hơn chiều dài L) trên một đơn vị diện tích; C, D
là các hệ số đến mật độ phân bố của vết nứt
.
D
FN C L
(1
0)
Đối với đá ởquốc lộ 3B, C=1.1 và D=2.2
được lựa chọn. Khi đó sự phân bố theo lý thuyết
và thực tế của chiều dài vết nứt được biểu thị ở
Hình 4.
Dựa trên các cuộc thảo luận này, trong công
trình này, kích thước đặc trưng của khối đá 5m
được chọn để tính toán mô đun đàn hồi của khối
đá nứt nẻ này bằng cách sử dụng phương pháp
EFC. Trong đó sự phân bố thực tế của khối đá
5m được chụp lại ở hình 5.
Hình 6 trình bày một mẫu hình vuông (L = Lx
= Ly = 5m) của đá nứt nẻ ở QL3B được tạo ra
tương ứng số lượng vết nứt là 118 theo phương
pháp đã trình bày bởi Dang và Phi (2020)
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5
S
ố
lƣ
ợ
n
g
v
ết
n
ứ
t
Chiều dài (m)
Lý thuyết
Thực tế
Hình 4: So sánh sự phân bố chiều dài vết nứt
theo lý thuyết và thực tế
Hình 5: Sự phân bố vết nứt của đá lại Km119
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2020 48
Hình 6: Kết quả tạo lại mẫu đá nứt nẻ có cạnh 5m
Vấn đề tiếp theo trong việc xác định các tính
chất biến dạng tương đương của khối nứt ở quốc
lộ 3B đó là các đặc trưng biến dạng cần được
xác định.Nghiên cứu của Ahmed Alnuaim và
nnk (2019) đã chỉ ra giá trị cường độ kháng nén
nở hông (qu) của đá vôi thường dao động trong
khoảng từ 100MPa đến 200MPa đồng thời kiến
nghị giá trị mô đun đàn hồi Emtrong khoảng từ
47.0 GPa đến 58.0 GPa, hệ số poisson từ 0.19
đến 0.28. Do đó, nhóm tác giả chọn giá trị Em =
50.0 GPa và hệ số poisson bằng 0.24 cho đá vôi
ở quốc lộ 3B trong nghiên cứu này được thống
kê ở bảng 3.
Về độ cứng (pháp tuyến và tiếp tuyến) của
khe nứt, đây là vấn đề khó xác định trong điều
kiện Việt Nam khi chưa thể tiến hành thí
nghiệm cho khối đá nguyên dạng (khối đá bao
gồm cả khe nứt). Trong điều kiện của bài báo
này, nhóm tác giả xác định độ cứng của khe nứt
đá ở QL3B dựa theo các nghiên cứu đã có trên
thế giới, cụ thể như sau. Bandis và nnk (1983)
đã đề xuất công thức(11) tính độ cứng pháp
tuyến của vết nứt đá theo công thức sau:
(11)
Trong đó:
JRC là hệ số độ nhám của vết nứt. Barton
and Choubey (1977) để xuất thang hệ số JRC
ứng với 10 hình dạng vết nứt khác. Theo nghiên
cứu của Du Shigui và nnk (2011) đã chỉ ra cho
đá vôi thường có giá trị JRC trong khoảng từ
8.43 đến 9.20, do đó trong nghiên cứu này nhóm
tác giả đề xuất hệ số JRC = 9.0
JCS là cường độ nén của vết nứt (MPa), theo
kết quả nghiên cứu của Du Shigui và nnk (2011)
đã chỉ ra rằng JCS của đá vôi ở QL3B có giá trị
trung bình khoảng 70 MPa. Giá trị JCS = 70
MPa này sẽ được lựa chọn trong tính toán ở bài
báo này.
a0 là bề rộng ban đầu của vết nứt (mm). Kết
quả khảo sát hiện trường cho thầy vết nứt đã
được lấp đầy bằng vật liệu lớp nhét. Nghiên cứu
của Benmadi và nnk (2018) đã chỉ ra rằng với
đá vôi thì các vết nứt ở đây thước có kích thước
từ 0.05 đến 0.33 mm trong đó giá trị nhiều nhất
ở 0.1mm. Trong trường hợp tại quốc lộ 3B,
quan sát và đo trực tiếp ở hiện trường rút ra
được bề rộng vết nứt trung bình ở đây là 0.1mm
và giá trị này sẽ được sử dụng trong tính toán ở
bài báo này. Kết quả tính toán theo công thức
(11) trên cho được giá trị kn=22.6 MPa/mm =
22.6GPa/m
Về giá trị độ cứng chống cắt (ks), đã có nhiều
nghiên cứu về giá trị này cho đá như Barton và
Chubey (1977), Małkowski, Piotr. (2015) đã đề
xuất công thức (12)tính độ cứng chống chắt (ks)
như sau:
(12)
Trong đó:
Lx là khoảng cách giữa các vết nứt.
σn là ứng suất pháp.
JRC là hệ số độ nhám của vết nứt.
φr là góc ma sát trong của vết nứt.
Phần mềm UDEC (2000) đề xuất giá trị ks
trong khoảng từ 10 đến 100 MPa/m cho trường
hợp khe nứt được lấp phủ bởi đất sét trong khi
đó giá trị này được tăng lên rất nhiều cho đá
Magma là 100GPa/m. Giá trị mặc định ở phần
mềm Phase 2 (2013) là kn = 100 GPa/m và ks =
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2020 49
10 GPa/m. Nghiên cứu của Baohua Guo và
Hangyu Dong (2018) về cường độ kháng cắt
của đá đưa gia giá trị trong khoảng từ
100MPa/m đến 800 MPa/m. Với các nghiên
cứu trên, nhóm tác giả đề xuất giá trị dộ cứng
chống chắt của khe nứt đá ở QL3B là giá trị
tương ứng với 1% độ ứng chống nén, tức là
ks = 0.226 GPa/m
Bảng 3: Giá trị biến dạng của đá gốc
và vết nứt ở Quốc lộ 3B
Đá
gốc
Mô đun đàn hồi Em [GPa] 50,0
Hệ số poisson νm 0,24
Vết
nứt
Độ cứng pháp tuyến kn
[GPa/m]
22,6
Độ cứng tiếp tuyến kt [GPa/m] 0,226
Tiến hành xác định mô đun và hệ số poisson
tương đương của mẫu đá có vết nứt với kích
thước vuông 5m theo các công thức đã nêu ra ở
trên, kết quả chuyển vị của mẫu đá ứng với các
bài toán (a), (b), (c) minh họa ởhình 7 như sau.
Từ đó xác định các đặc trưng biến dạng tương
đương của mẫu đá theo công thức (11) cho kết
quả thông kê ở bảng 4.
Bảng 4: Mô đun đàn hồi tƣơng đƣơng
(Ex, Ey, υyz, υxy, Gxy)
xE
(GPa)
yE
(GPa)
yx xy
xyG
(GPa)
40,45 1,26 0,26 0,23 16,45
Hình 7: Kết quả chuyển vị của mẫu theo
các bài toán nêu ra ở hình 2
4. KẾT LUẬN
Các thông số biến dạng của đá nứt nẻ (mô
đun đàn hồi và hệ số poisson) ở quốc lộ 3B địa
phận Tỉnh Bắc Kạn đã được nghiên cứu thông
qua phương pháp EFC. Kết quả nghiên cứu đã
chỉ ra rằng mô đun đàn hồi của khối đá nứt nẻ
này chỉ còn lại khoảng 80% và 2,5% so với đá
gốc khi xét đến sự ảnh hưởng của khe nứt trong
khối đá nứt nẻ theo các phương khác nhau. Điều
này chứng tỏ tính bất đẳng hướng rất lớn theo 2
phương khác nhau ở khối đá thực tế đang xảy ra
ở Km119 thuộc quốc lộ 3B tỉnh Bắc Kạn.Kết
quả nghiên cứu này chỉ ra sự cần thiết phải đưa
mô hình vật liệu bất đẳng hưởng trong xem xét
sự ổn định bờ dốc đá trên tuyến quốc lộ 3B cho
các nghiên cứu tiếp theo sau này.
LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường đại
học Giao thông Vận tải (ĐH GTVT) trong đề tài
mã số T2020-CT-024.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2020 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Alnuaim, Ahmed & Hamid, Wagdi &
Alshenawy, Abdulhafiz. (2019). Unconfined
Compressive Strength and Young's Modulus of
Riyadh Limestone. Electronic Journal of
Geotechnical Engineering. 24. 707-717.
2. Bandis, Stavros & Lumsden, A.C. &
Barton, Nick. (1983). Fundamental of joint
deformation. International Journal of Rock
Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics
Abstracts. 20. 249-268. 10.1016/0148-
9062(83)90595-8.
3. Barton, Nick & Choubey, Vishnu. (1977).
The shear strength of rock joints in theory and
practice. Rock Mechanics Felsmechanik Mecanique
des Roches. 10. 1-54. 10.1007/BF01261801.
4. Dang Hong-Lam (2018), A hydro-
mechanical modeling of double porosity and
double permeability. PhD thesis, University of
Orleans (France), ftp://ftp.univ-
orleans.fr/theses/honglam-dang_3747.pdf
5. Dang, Hong-Lam & Do, Duc Phi & Hoxha,
Dashnor. (2019). Effective Elastic and Hydraulic
Properties of Fractured Rock Masses with High
Contrast of Permeability: Numerical Calculation
by an Embedded Fracture Continuum Approach.
Advances in Civil Engineering. 2019. 1-21.
10.1155/2019/7560724.
6. Dang, Hong-Lam and Thinh, Phi-Hong
(2020), A methodology of re-generating a
representative element volume of fractured rock
mass. Transp