Mô hình khối đá bằng cách sử dụng các điểm gián đoạn rời rạc (discrete discontinuities) so với mô hình Jointed Rock

03/08/2022

Lượt xem 4

Đá là vật liệu không đồng nhất bao gồm khối đá nguyên vẹn và một số lượng nhất định không liên tục, ví dụ, các đứt gãy và phân tầng. Tùy thuộc vào số lượng và hướng của sự gián đoạn mà người sử dụng có thể chọn để lập mô hình khối đá với các mô hình cấu tạo khác nhau.

1. Tóm tắt

Nếu có ít điểm gián đoạn và những điểm không liên tục đó có chất lượng cao, nghĩa là những điểm không liên tục có ít ảnh hưởng đến độ bền và độ cứng của toàn bộ khối đá, mô hình Hoek Brown thường được sử dụng. Ở phía bên kia của phổ khối đá, nếu có nhiều điểm không liên tục và hướng của các điểm không liên tục được phân bố ngẫu nhiên, thì một lần nữa, mô hình Hoek-Brown thường được sử dụng để mô hình khối đá bao gồm các điểm gián đoạn như thể nó là một vật liệu đồng nhất.

 

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu hướng của các điểm gián đoạn được căn chỉnh tốt theo một hoặc nhiều hướng, liệu có thể sử dụng mô hình Hoek-Brown không? Về nguyên tắc là không, bởi vì mô hình Hoek-Brown giả định hành vi đẳng hướng của khối đá; một giả định không còn giá trị khi các điểm không liên tục được căn chỉnh thay vì phân tán theo các hướng ngẫu nhiên trong khối đá. Để khắc phục vấn đề này, PLAXIS đã giới thiệu mô hình Jointed Rock có 2 tính năng quan trọng để xử lý các trường hợp gián đoạn được căn chỉnh:

1. Mô hình phân biệt độ cứng đàn hồi song song với hướng gián đoạn chính (Et) và độ cứng vuông góc với hướng gián đoạn chính (En). Do đó, mô hình có tính đàn hồi dị hướng.

2. Mô hình có thể xử lý tới 3 hướng gián đoạn, mỗi hướng có các thông số cường độ cụ thể riêng về lực dính và góc ma sát.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng mô hình Jointed Rock vẫn là một mô hình liên tục. Do đó, ảnh hưởng của những điểm không liên tục bị nhòe ra hơn là mô hình hóa những điểm gián đoạn riêng lẻ. Cách tiếp cận này hoạt động rất hiệu quả nếu khoảng cách giữa các điểm gián đoạn không quá lớn so với kích thước của cả khối đá và công trình chúng ta đang cố gắng lập mô hình. Câu hỏi quan trọng ở đây sẽ là: đâu sẽ là điểm (đối với tỷ lệ giữa khoảng cách gián đoạn và quy mô dự án) nơi tốt hơn là lập mô hình các điểm gián đoạn rời rạc hơn là sử dụng mô hình Jointed Rock?

 

Trong ví dụ được trình bày ở đây, chúng ta sẽ xem xét sự khác biệt trong kết quả sử dụng sự gián đoạn rời rạc so với mô hình Jointed Rock cho một bài toán đường hầm. Ngoài ra, chúng ta sẽ xem xét mô hình Jointed Rock có hoạt động tương tự như các điểm gián đoạn rời rạc hay không trong trường hợp khoảng cách giữa các điểm gián đoạn là rất nhỏ.

 

2. Nội dung

Chi tiết nội dung ví dụ vui lòng tham khảo tại: Modelling Rock mass using discrete discontinuities vs Jointed Rock [2022].pdf


Hình 1.1: Kích thước hình học của đường hầm

 


Hình 3.1: Tổng chuyển vị sau khi xây dựng đường hầm sử dụng mô hình Jointed Rock (trái) và các điểm gián đoạn rời rạc (phải)

 


Hình 3.2: Mô men uốn trong lớp vỏ sử dụng mô hình Jointed Rock (trái) và các điểm gián đoạn rời rạc (phải)

 

3. Thông tin cập nhật

Chi tiết các cập nhật và sửa lỗi của phiên bản PLAXIS 2D CE V22 Update 1 (V22.01.00.452) vui lòng tham khảo tại: Release notes