Xem mẫu
- Hình 2.14. Hoa h ng khe n t.
Tuỳ theo góc phương v ñư ng phương và s lư ng khe n t ñã ño ñư c, m t
h th ng khe n t nào ñó s ñư c bi u di n trên ñ th b ng 1 ñi m. Các h th ng khe
n t khác nhau s th hi n b ng các ñi m khác nhau. N i các ñi m này l i v i nhau s
ñư c m t ñư ng g p khúc, ñó chính là hoa h ng khe n t (hình 2.14).
Nhìn vào ñ th này, không bi t ñư c góc d c và hư ng ñ c a các m t khe
n t.
ð th vòng tròn.
F.P.Xavarenxki (1939) ñã dùng ñ th vòng tròn ñ bi u di n tính ch t n t n
c a kh i ñá. Trên vòng tròn b t kỳ, v các tia bán kính cách nhau 10o m t. L y tia
th ng ñ ng coi là hư ng B c – Nam (phía B c bên trên). S ch c a các tia này
(theo chi u kim ñ ng h ) tương ng v i góc phương v hư ng d c c a khe n t. Chia
bán kính vòng tròn làm 9 kho ng b ng nhau, v ñư ng tròn ñ ng tâm qua các ñi m
chia. S ch c a các vòng tròn ñ ng tâm (t 0 – 90o) s tương ng v i góc d c c a
m t khe n t.
Căn c vào góc phương v hư ng d c và góc d c c a các khe n t ñã ño ñư c,
m i khe n t s ñ ơc bi u di n b ng 1 ñi m là giao ñi m c a bán kính ng v i góc
phương v hư ng d c và ñư ng tròn ñ ng tâm ng v i góc d c (hình 2.15).
Hình 2.15. ð th
152.C¬ häc ®¸
- vòng tròn F.P.Xavarenxki, bi u th 3 h th ng khe n t có các góc phương v hư ng
d c và góc d c khác nhau.
1. 200 và 75 ; 2. 115 và 82o; 325 và 43o.
o
Nhìn vào ñ th vòng tròn khe n t, ngư i ta d dàng hình dung ñư c v trí c a
khe n t trong không gian (theo các ch s trên ñ th ), h th ng khe n t (theo s t p
trung c a các ñi m bi u di n), các lo i khe n t khác nhau như khe n t ki n t o,
phong hoá, kín, h , có hay không có ch t l p ñ y (theo các ký hi u quy ư c hay màu
s c c a chúng trên ñ th ).
ð th các ñư ng ñ ng tr :
ð v ñư c các ñư ng ñ ng tr , ngư i ta có th dùng ñ th vòng tròn c a K.
Wulff hay c a Walter – Schmidt.
C¬ häc ®¸.153
- Trên cơ s các ñi m ñã ñư c bi u di n trên ñ th vòng tròn, b ng phép chi u
l p th v i quy ư c dùng bán c u trên hay dư i trong các phép chi u b o toàn góc
c a Wulff hay b o toàn di n tích c a Walter – Schmidt, ngư i ta ti n hành th ng kê,
ch nh lý chúng. L y ô th ng kê có kích thư c b ng 1% (theo B.Sander) hay b ng 1‰
(theo Schmidt) di n tích c a ñ th . Trong m i ô ñó ph i xác ñ nh ñư c m t ñ c a
khe n t (là s ñi m bi u di n có trong m t ñơn v di n tích) hay m t ñ tương ñ i
c a khe n t (là t s gi a s ñi m bi u di n có trong ô và toàn b t ng s ñi m bi u
di n ñã có trên ñ th ). N i các ô có cùng m t ñ hay m t ñ tương ñ i v i nhau s
ñư c ñư ng ñ ng tr v m t ñ c a khe n t. Các ñư ng ñ ng tr có th ñư c ký hi u
khác nhau ñ phân bi t gi a chúng.
Nhìn trên ñ th s th y ñư c m t cách t ng quát tình tr ng n t n c a kh i ñá
cũng như các y u t khác c a khe n t. Tuy nhiên, phương pháp này ñòi h i ph i làm
công phu, ph c t p hơn r t nhi u so v i phương pháp ñ th vòng tròn c a
Xavarenxki.
Khi nghiên c u tính ch t n t n c a ñá n n ñ p Malpasset (Pháp), J.Bernaix
ñã v bi u ñ có các ñư ng ñ ng tr ñ th hi n tính ch t n t n c a n n ñá như trên
hình 2.16.
Hình 2.16. ð th bi u di n s
n t n c a ñá ñ p Malpasset.
Bi u ñ vòng tròn l n.
Vi c xây d ng bi u ñ này d a trên nguyên t c c a phép chi u l p th m t
hình c u lên m t ph ng.
Gi s có m t m t khe n t có góc d c β và góc phương v hư ng d c αd. M t
ph ng này ñư c xác ñ nh trong không gian và giao tuy n c a nó v i m t c u s là
m t ñư ng tròn và ñư c g i là vòng tròn l n.
156.C¬ häc ®¸
- Chi u ñư ng tròn này lên m t ph ng xích ñ o c a hình c u theo nguyên t c
b o toàn góc (gi nguyên góc trong khi chi u) hay b o toàn di n tích (gi nguyên
di n tích trong khi chi u) s ñư c m t cung tròn, bi u th v trí khe n t trong không
gian.
ñây c n lưu ý là khi chi u, ph i quy ư c ch n n a c u trên hay n a c u dư i.
Tuỳ t ng cách ch n mà khi bi u di n, s ñư c các cung tròn có hư ng ngư c nhau.
Bi u ñ vòng tròn l n s ñư c trình bày chi ti t hơn trong chương 4.
T ñ ng hoá công ngh ño v , bi u di n khe n t.
Ngày nay vi c ño v , bi u di n tính n t n c a kh i ñá ñã ñư c ñơn gi n ñi r t
nhi u nh nh ng phương ti n k thu t hi n ñ i: ch p nh s m t ñá n t n , m i m t
ñá ch p ít nh t hai ki u t hai góc ñ khác nhau. Nh p thông tin vào chương trình
tính cho vi c x lý nh l p th ñ xác ñ nh th n m c a các khe n t, th ng kê các h
khe n t và t ñ ng bi u di n các h khe n t lên màn hình máy tính ho c in ra gi y.
Công ngh hi n ñ i này cho phép ñánh giá nhanh chóng, chính xác tính ch t
n t n c a kh i ñá. M t khác, công ngh này giúp ngư i ta ñánh giá ñư c m c ñ
n t n c a ñá nh ng vùng không th ño ñư c b ng th công như các b vách
d ng ñ ng, vòm h m cao…
2.2.3. TÍNH CH T CƠ H C
ð i v i kh i ñá, ngư i ta thư ng nghiên c u ñ b n, tính ch t bi n d ng và
tính ch t lưu bi n c a nó.
2.2.3.1.ð b n
ð b n nén
Ngư i ta thư ng dùng phương pháp bàn nén ñ xác ñ nh ñ b n nén m t tr c
c a kh i ñá: tác d ng lên kh i ñá qua các bàn nén có kích thư c khác nhau nh ng
l c v i giá tr tăng d n t i khi phá hu kh i ñá. Tuỳ theo kích thư c c a bàn nén mà
l c tác d ng có th t 0,5 MN (50T) ñ n 12 MN (ph i h p 4 kích 3 MN).
Cũng theo nguyên t c trên, ngư i ta xác ñ nh ñ b n nén 3 tr c c a kh i ñá t i
hi n trư ng (phương pháp in situ) theo cách làm c a các k sư Thu Sĩ B.Gilg và
E.Dietlicher như sau:
T i kh i ñá ñ nh ño, ngư i ta t o ra m t tr ñá (kích thư c ñư c ch n tuỳ theo
kh năng tác d ng l c c a các kích ph ng). B c xung quanh tr ñá m t khung thép.
Gi a khung và tr ñá có ñ t các kích ph ng (ñư c ch t o t các t p thép m ng hàn
l i v i nhau theo chu vi thành m t chi c bánh tròn có m t l nh tâm. T l này có
th n i v i giãn k l khoan ñ ño bi n d ng c a ñá dư i vùng ch u t i). Các kích
này s t o ra áp l c ngang. Áp l c th ng ñ ng
ñư c t o ra nh các kích ph ng hay kích thu
l c (hình 2.17). Tăng d n áp l c c a kích ñ n
khi m u b phá hu .
Nói chung, ñ b n nén c a kh i ñá KÝch ph¼ng
thư ng r t th p, ph thu c nhi u vào m c ñ
phong hoá, tính ch t n t n , hư ng tác d ng
Khung thÐp
c a l c… V i các ñá c ng, giòn, ñ b n nén
Khèi
C¬ häc ®¸.157
®¸
KÝch ph¼ng
- c a kh i ñá thư ng ch ñ t kho ng 5 – 30MPa, trong khi ñó m u ñá có th là 50 –
200MPa.
ð b n c t (trư t).
ð b n c t c a kh i ñá có ý nghĩa r t quan tr ng trong th c t và r t hay ñư c
xác ñ nh ñ nghiên c u kh năng ch u t i và ñ n ñ nh c a ñá.
Trong kh i ñá nguyên tr ng, ñ b n c t Hình 2.17. Thí nghi m nén 3 tr c
có tính d hư ng r t rõ so v i ñ b n nén. in situ.
Thư ng là theo các hư ng song song v i m t
phân l p hay các khe n t l n thì ñ b n c t có
giá tr th p nh t. N u trên m t phân l p có ch a
các ch t có tính bôi trơn như sét, sericit, mica…
K Ýc h
và nh t là nư c thì ñ b n c t l i càng gi m
K hèi ®¸
m nh.
ð xác ñ nh ñ b n c t c a kh i ñá, ngư i
Hình 2.17. Thí Æ t t r − î t
M nghi m
ta có th dùng nhi u phương pháp khác nhau.
nén 3 tr c iã csitu.î t
G n tr−
α
Khi thí nghi m v i m t kính thu l c thì
vi c b trí ñ t kích có th th y như trên hình
2.18 n u l c tác d ng c a kích theo phương
Hình 2.18. Xác ñ nh ñ b n c t
th ng ñ ng hay trên hình 2.19 thì l c tác d ng
b ng kích ñ t th ng ñ ng
c a kích theo phương nghiêng ñ tri t tiêu
mômen u n có th sinh ra.
1 – Kh i ñá 0,7x0,7x 0,3m
2,12 – Bê tông
3,5 – ð ng h ño bi n d ng
4 – Chu n ño
6 – Khung thép
7 – Kích th y l c
– Nêm 15o và 10o
8,9
10,11 – T m ñ m
Hình 2.19. Xác ñ nh ñ b n c t
b ng kích ñ t nghiêng.
Sau thí nghi m, tuỳ theo góc c t α c a kh i ñá khi b phá hu và di n tích m t
phá hu (trong trư ng h p ñ t kích th ng ñ ng) hay tuỳ theo quan h xác ñ nh ñư c
gi a ng su t c t τ và chuy n v khi c t ño ñư c (trư ng h p ñ t kích n m nghiêng)
mà ngư i ta s xác ñ nh ñư c các ñ c trưng c a ñ b n c t c a kh i ñá.
158.C¬ häc ®¸
- Xác ñ nh ñ
Hình 2.20.
b n c t c a kh i ñá.
Khi thí nghi m v i 2 kích thu l c thì vi c b trí các kích và thi t b ño có th
th y như trên hình 2.20.
Sơ ñ thí nghi m này cũng ñư c g i là phương pháp thí nghi m B ðào Nha
do M.Rocha (1969) ñ ra: thí nghi m ñư c ti n hành trên kh i ñá có kích thư c 0,7 x
0,7 x 0,3m v n li n kh i v i ph n ñá dư i ñáy và trong kh i ñá v n còn gi l i
nh ng ph n ñá ñã b phong hoá, các khe n t, các m t phân l p… ñ c trưng cho toàn
kh i ñá nguyên tr ng. Kh i ñá thí nghi m cũng ñư c bao quanh b ng m t khung
thép ñ t o nên s phân b ñ u áp l c trên toàn b kh i ñá. T i tr ng th ng ñ ng và
n m ngang ñ t lên kh i ñá b ng các kích thu l c. Riêng t i tr ng ngang thư ng ñ t
nghiêng theo m t hư ng qua tâm kh i ñá ñ
σn
tri t tiêu mômen u n (l t) c a l c ñ y ngang.
Uh
a) τ
τ
Khi thí nghi m, ñ u tiên tác d ng l c 1
th ng ñ ng trư c. Sau khi m u n ñ nh, tác
d ng l c ngang v i giá tr tăng d n.
2
T i các ñi m ño ñã b trí s n các d ng 3
c ño, ngư i ta xác ñ nh s chuy n v c a
kh i ñá.
0 Uh
Theo k t qu thí nghi m, v các ñư ng b) τ
bi u di n quan h gi a ng su t c t τ và
ng su t pháp σ, gi a ng su t c t τ và ϕp
chuy n v Uh c a kh i ñá, s tìm ñư c các
4
ñ c trưng s c ch ng c t c a kh i ñá. B ng ϕr
5
c C¬ häc ®¸.159
σn
- ñ th τ và Uh, ngư i ta s xác ñ nh ñư c ñ b n ñ nh (c c ñ i) và ñ b n dư c a kh i
ñá, n t n (hình 2.21a) và b ng ñ th τ và σ, ngư i ta s xác ñ nh cư ng ñ liên k t
và góc ma sát trong ng v i ñ b n ñ nh cũng như góc ma sát trong dư (hình 2.21b)
Các nư c khác cũng d a trên nguyên t c c a phương pháp B ðào Nha ñ thí
nghi m xác ñ nh ñ b n c t c a kh i ñá nhưng kích thư c kh i ñá ñ thí nghi m thì
không như nhau: n ð , Pháp thí nghi m trên các kh i ñá có kích thư c gi ng như
B ðào Nha, nghĩa là 0,7 x 0,7 x 0,3m. Nh t thư ng làm v i kích thư c nh hơn m t
chút 0,6 x 0,6 x 0,3m. M l i thư ng thí nghi m v i kích thư c nh hơn là 0,38 x
0,38 x 0,2m. H i Cơ h c ñá Qu c t thì
khuyên là nên thí nghi m trên các kh i ñá có Hình 2.21. Các thông s ñ b n c t
c a kh i ñá.
kích thư c 0,7 x 0,7 x 0,35m.
a – 1: ñ b n ñ nh
Ngư i ta ñã th y là kích thư c kh i ñá
2: ñ b n dư
thí nghi m càng l n thì ñ tin c y c a k t
qu thí nghi m càng tăng. Liên Xô khi xây 3: ñ b n dư c a ñá n t n
d ng nhà máy thu ñi n Bratxk, ngư i ta ñã không giãn n
thí nghi m trên kh i ñá 7 x 7 x 6m hay nhà b – 4: góc ma sát trong và cư ng ñ
máy thu ñi n Kraxnojarxk là 8 x 12 x 7m l c liên k t ng v i ñ b n
v i t i tr ng th ng ñ ng là 70 MN và t i ñ nh
tr ng ngang t i 110MN.
5: góc ma sát dư.
Cũng b ng phương pháp trên, ngư i ta
cũng thí nghi m ñư c cho kh i ñá tr ng
thái no nư c – nhưng vi c th c nghi m s ph c t p hơn nhi u.
Theo M.F.Bollo thì góc ma sát trong c a ñá thay ñ i t 12 – 17o t i 22o và có
khi t i 45o.
Do trong ñá có khe n t, các thành khe n t không ph ng nên s c ch ng c t c a
ñá s ph i tính toán ph c t p hơn. ði u này s ñư c nói t m hơn chương 4.
ð b n kéo và ñ b n u n
ð i v i kh i ñá, ngư i ta cũng có th xác ñ nh ñ b n kéo và ñ b n u n
nhưng thư ng là r t khó khăn trong khi th c hi n và do th c t , các lo i ñ b n này
cũng ñư c s d ng không nhi u trong tính toán nên vi c xác ñ nh các lo i ñ b n này
trên các kh i ñá ít ñư c ñ ý t i.
Quan h gi a ñ b n c a kh i ñá nguyên tr ng và c a m u ñá.
Nhi u nhà nghiên c u ñã c g ng tìm ra s liên h gi a các ch tiêu tính ch t
c a m u ñá và kh i ñá nguyên tr ng. Nh ng m i tương quan này ch là g n ñúng
nhưng cũng có th s d ng ñ tính toán trong trư ng h p không th xác ñ nh ñư c
m t lo i ñ b n nào ñó.
- V.ð.Xlexarev ñã dùng các công th c ñ bi u th quan h gi a các ñ b n
nén và kéo c a kh i ñá và m u ñá, s d ng trong tính toán áp l c ñá cho
các công trình ng m:
σnnt = (0,3 ÷ 0,35) σnm (2.11)
σknt = kyc . σkm (2.12)
160.C¬ häc ®¸
- trong ñó: σnnt và σnm là ñ b n nén c a kh i ñá nguyên tr ng và c a
m u ñá.
σknt và σkm là ñ b n kéo c a kh i ñá nguyên tr ng và c a m u ñá.
kyc là h s làm y u c u trúc, ñ c trưng cho m c ñ làm gi m ñ
b n c a ñá nguyên tr ng so v i ñá m u. H s này b ng t s gi a
cư ng ñ l c liên k t trong kh i ñá và cư ng ñ l c liên k t trong
m u ñá.
kyc = 0 khi m t ñ khe n t r t dày, kh i ñá hoàn toàn n t n .
kyc = 0,01 – 0,1 khi kh i ñá có các khe n t thô, kín.
kyc = 0,1 – 0,2 khi trong ñá có các vi khe n t.
- D.E.Coates và M.Gyenge d a trên cơ s c a thuy t b n Griffith và ñ c
trưng phân b ng su t dư i bàn nén ñã ñưa ra công th c bi u th quan
h gi a ñ b n nén c a kh i ñá nguyên tr ng và m u ñá:
k
σ nnt = n σ nm (2.13)
B
trong ñó: k và n là các h s kinh nghi m;
B là chi u r ng bàn nén.
- K.Terzaghi ñã nghiên c u quan h gi a cư ng ñ l c liên k t trong kh i
ñá liên t c (t m coi như trong m u ñá) và cư ng ñ l c liên k t trong
kh i ñá nguyên tr ng n t n , chúng có th bi u di n thành công th c:
Al
c nt = c m (2.14)
A
trong ñó: cnt và cm là cư ng ñ l c liên k t c a ñá nguyên tr ng và c a m u
ñá;
Al là di n tích ph n ñá liên t c (c a các c u ñá) trong toàn b di n
tích m t ñá ñ nh xét A.
- G.L.Fixenko cũng nghiên c u quan h trên và th hi n thành công th c
có d ng ph c t p hơn:
Khi kh i ñá b phân c t b i các khe n t h u như vuông góc v i nhau, thì:
cm
c nt = (2.15)
H
1 + a ln
l
Khi kh i ñá b phân c t b i nh ng khe n t nghiêng, chéo nhau, thì:
c m − c'
c nt = c'+ (2.16)
H
1 + a ln
l
trong ñó: a là h s , ph thu c vào ñ b n và ñ c trưng n t n c a ñá;
C¬ häc ®¸.161
- V i ñá sét – cát không ch t, ít n t n , b phong hoá m nh thì
a = 0,5;
V i ñá sét – cát ch t, các khe n t vuông góc v i nhau thì a =
2;
V i ñá b kaolin hoá m nh, ñá cát – sét ch t có các khe n t
xiên chéo thì a = 2 – 3;
V i ñá c ng v a, phân l p và có các khe n t vuông góc thì a
= 3 – 5;
V i ñá ch c, các khe n t vuông góc v i nhau thì a = 6;
V i ñá phun trào b n ch c, có các khe n t xiên chéo thì a =
10.
H
là t s gi a chi u cao c a kh i ñá nguyên tr ng và kích thư c
l
trung bình c a các t ng n t n do các khe n t t o thành;c’ là cư ng ñ
l c liên k t gi a các t ng ñá riêng bi t.
- H s tính ñ i cũng ñư c s d ng ñ xác ñ nh ñ b n c a kh i ñá
nguyên tr ng b ng cách s d ng m t h s tính ñ i ñã k ñ n nh hư ng
c a r t nhi u các y u t góp ph n làm gi m ñ b n c a kh i ñá nguyên
tr ng so v i ñ b n c a m u ñá.
ð b n c a kh i ñá ñư c bi u th qua ñ b n c a m u ñá dư i d ng:
Rnt = k. Rm (2.17)
trong ñó: Rnt và Rm là m t lo i ñ b n nào ñó c a kh i ñá nguyên tr ng và
c a m u ñá;
k là h s tính ñ i, có th ñư c tính theo công th c:
k =kyc. kgn . khñ . ktg . kcn. kn. (2.18)
ñây, kyc là h s làm y u c u trúc, ý nghĩa c a nó gi ng như
trong công th c (2.12) hay xác ñ nh theo công th c c a Fixenko
(1965):
1
k yc = (2.19)
b
1 + k ln
l
trong ñó:k là h s , l y b ng 0,7 khi tính áp l c ñá cho các
ñư ng lò cơ b n và chu n b m h m lò;
b là kích thư c ñ c trưng c a công trình ng m như chi u r ng
ñư ng lò…
l là kho ng cách trung bình gi a các khe n t.
162.C¬ häc ®¸
- kgn là h s k ñ n nh hư ng c a góc nghiêng hay góc c m
c a các l p ñá hay khe n t. Theo Bazinxki và Ivanov (1987)
thì khi góc nghiêng c a khe n t càng l n thì càng làm tăng s
n ñ nh c a kh i ñá và làm gi m áp l c ñá; nên kgn có th tính
theo công th c:
kgn = exp [αp/ (400σn .kyc)] (2.20)
trong ñó:α là góc nghiêng hay góc c m c a khe n t p = γH
v i γ là tr ng lư ng th tích c a kh i ñá và H là chi u sâu
ñ t công trình ng m, p tính b ng MPa;
σn là ñ b n nén m t tr c c a ñá;
khñ là h s k ñ n hư ng ñào c a công trình ng m. Theo
Reyxki và Komixarov (1987) thì có th tính khñ theo công
th c kinh nghi m:
khñ = 0,6 + σn/500 (2.21)
khi ñào theo ñư ng phương (d c v a)
khñ = 1 khi ñào vuông góc v i ñư ng phương
(xuyên v a).
ktg là h s k ñ n nh hư ng c a th i gian ñ n kh năng ch u t i
c a kh i ñá. H s này có th tính theo công th c:
k tg = k ∞ − (1 − k ∞ ) exp( −α 1 t ) (2.22)
trong ñó: k ∞ là h s ph thu c vào ñ b n lâu dài, l y trong
kho ng 0,6 – 0,9;
α1 là h s th c nghi m, bi u th t c ñ gi m b n theo
th i gian, l y b ng 0,01 ngñ-–1;
t là th i gian, tính b ng ngày ñêm (ngñ);
kcn là h s k ñ n nh hư ng c a các y u t công ngh thi công
như khoan n mìn hay b ng máy, bi n pháp gia c , ch ng gi …
Khi ñào công trình ng m b ng phương pháp khoan n mìn, h s
kcn ñư c tính theo công th c:
kcn = 1 – exp [–p/ (σnkyc)] (2.23)
còn khi ñào b ng máy thì kcn = 1.
kn là h s k ñ n nh hư ng c a nư c.
Ngoài các y u t k trên, ngư i ta cũng có th k ñ n các y u t khác và th
hi n dư i d ng các b ng tra. Càng k ñ n nhi u y u t nh hư ng thì h s tính ñ i
càng chính xác.
2.2.2.3. Tính ch t bi n d ng
Dư i tác d ng c a ngo i l c, kh i ñá cũng b bi n d ng, nhưng do các khe n t,
các phá hu bên trong kh i ñá nên các ñ c trưng c a tính ch t bi n d ng c a kh i ñá
C¬ häc ®¸.163
- có khác hơn các ñ c trưng tương ng c a m u ñá m t chút v tr s cũng như các
phương pháp xác ñ nh.
Môñun ñàn h i và h s Poisson h u hi u.
W.A.Waldorf cho r ng kh i ñá nguyên tr ng ñư c coi như m t h th ng các
kh i hình h p t o b i m t h khe n t n m ngang và hai h khe n t khác c t nhau
th ng ñ ng.
Do có các khe n t, nên khi ch u tác d ng l c, ngay c khi ngo i l c th p hơn
gi i h n ñàn h i, thì trong ñá không ch xu t hi n bi n d ng ñàn h i mà còn có bi n
d ng d o.
Gi s theo hư ng σ1, bi n d ng tuy t ñ i δ1 có th vi t:
δ1 = δd1 + δd1 (2.24)
δd1 là chuy n v do tính ch t ñàn h i c a ñá:
trong ñó:
σ 1d 1
δ d1 = (2.25)
E
ñây: σ1 là ng su t theo phương th ng ñ ng;
d1 là chi u dày kh i ñá ñang xét;
E là môñun ñàn h i c a ñá.
δd1 là bi n d ng d o c a ñá, ñư c tính theo công th c:
c 1 d 1 σ1
2
δ d1 = (2.26)
E
ñây: c1 là h s , ph thu c vào h s Poisson ν .
Như v y là v i cùng m t ng su t σ1, v i m u ñá thì ch có bi n d ng ñàn h i
δñ1, còn v i kh i ñá thì có bi n d ng t ng c ng δ1. Do ñó, n u ký hi u môñun ñàn h i
c a kh i ñá (cũng g i là môñun ñàn h i h u hi u) Eh thì có th suy ra bi u th c sau
t ñ nh lu t Hooke:
E h δ d1
= (2.27)
δ1
E
Tính tương t theo hư ng σ3 vuông góc v i σ1, bi n d ng tuy t ñ i δ3 cũng có
th vi t:
δ3 = δñ3 + δd3 (2.28)
σ3d 3 c3d 3 σ3
2
= + (2.29)
E E
σ3 là ng su t theo phương n m ngang;
trong ñó:
d3 là chi u r ng kh i ñá xét theo hư ng σ3;
c3 là h s .
164.C¬ häc ®¸
- Như v y là dư i tác d ng c a ng su t σ3, v i m u ñá ch có bi n d ng ñàn h i
δñ3 và tính ñư c h s Poisson ν, còn v i kh i ñá, l i có bi n d ng t ng c ng δ3 và s
tính ñư c m t h s Poisson khác c a kh i ñá, g i là h s Poisson h u hi u νh. Gi a
bi n d ng và h s Poisson có quan h t l thu n, nên có th vi t:
νh δ
=3 (2.30)
ν δ d3
ð ñơn gi n, coi r ng
δ d1 δ d 3
= (2.31)
δ1 δ3
thì t bi u th c (2.27) và (2.30), có th vi t:
ν
Eh
= (2.32)
E νh
M t khác, s tác ñ ng c a các ng su t theo 3 phương vuông góc v i nhau
trong kh i ñá cũng tuân theo ñ nh lu t Hooke t ng quát, nên có th bi u di n:
1
ε 2 = [σ 2 − ν h ( σ1 + σ 3 )] (2.33)
E
Khi xét trong bài toán ph ng, ε2 = 0 và gi s r ng σ2 = σ3. Thay ñi u ki n này
vào công th c (2.33) s ñư c:
σ3
νh = (2.34)
σ1 + σ 3
Thay giá tr c a νh vào công th c (2.32) s ñư c:
σ + σ3
ν
Eh
= = ν. 1 (2.35)
E νh σ3
Bi u th c này cho phép tìm ñư c các giá tr c a môñun ñàn h i h u hi u c a
kh i ñá khi bi t các giá tr c a các ñ c trưng bi n d ng trong m u ñá và các ng su t
tác d ng theo hai hư ng vuông góc nhau.
N u theo gi thuy t v s phân b các thành ph n ng su t trong kh i ñá c a
A.Heim (thư ng th y chi u sâu khá l n) là σ1 = σ2 = σ3 thì Eh s b ng 2Eν. Giá tr
l n nh t c a ν là 0,5 trong trư ng h p lý tư ng, thì Eh = E. Th c t , khi ν = 0,25 thì
Eh ch b ng 0,5E – m t k t qu r t phù h p mà Waldorl ñã th y.
Nói chung, trong kh i ñá nguyên tr ng thì môñun ñàn h i h u hi u c a nó nh
hơn môñun ñàn h i c a m u ñá, còn h s Poisson c a nó thì l n hơn so v i giá tr
tương ng trong m u ñá.
Xác ñ nh các ñ c trưng bi n d ng c a kh i ñá.
ð xác ñ nh các ñ c trưng bi n d ng c a kh i ñá, ngư i ta có th xác ñ nh m t
cách gián ti p qua vi c ño các t c ñ truy n sóng ñàn h i trong khôí ñá r i áp d ng
các công th c c a lý thuy t ñàn h i như công th c (1.173) hay (1.176) ñã nêu
chương trư c. Th c t thư ng xác ñ nh tr c ti p các ñ c trưng c a tính ch t bi n
d ng qua các thí nghi m in situ khác nhau. Cách làm này cũng ch m i b t ñ u th c
C¬ häc ®¸.165
- hi n t năm 1920 – 1921, khi xây d ng ñư ng h m Amsteg mi n B c dãy Alpes
thu c Thu Sĩ. T ñư ng cong bi n d ng – ng su t thu ñư c trong quá trình thí
nghi m, ngư i ta s tính ñư c môñun ñàn h i c a kh i ñá. M t s phương pháp thí
nghi m chính có th như sau:
- Phương pháp bu ng áp l c.
Phương pháp này ñư c dùng l n ñ u khi xây d ng ñư ng h m Amsteg.
Ph n h m ñ nh thí nghi m ph i ñư c ph m t l p bê tông m ng hay m t l p
cách nư c. Hai ñ u ph n h m ph i ch n b ng nút bê tông c t thép kín, gi a có nút
kim lo i. Các d ng c ño bi n d ng ñư c l p t i 6 ñi m trên chu vi h m. Bơm nư c
vào ph n h m ñ nh thí nghi m. Dư i tác d ng c a áp l c nư c, h m b bi n d ng và
tr s bi n d ng s ñư c ghi l i trên các d ng c ño ng v i các áp l c nư c khác
nhau (hình 2.22).
Hình 2.22. Phương
pháp bu ng áp l c
7
1- nút, 2
2- ng thoát khí,
6 1
3- áp k ,
4- ng d n nư c, 3
+
5- ñư ng cáp, 4
5
6- dây cáp,
7- d ng c ño.
Theo tr s bi n d ng t i các ñi m ño, ngư i ta s xác ñ nh môñun ñàn h i c a
kh i ñá theo các hư ng khác nhau và s ñánh giá ñư c tính d hư ng c a kh i ñá.
C.Jaeger (1975) ñã nêu ra công th c:
a 2 (1 + ν )
E=p (2.36)
R ∆R
trong ñó: E là môñun ñàn h i c a kh i ñá;
p là áp l c bên trong bu ng thí nghi m;
a là bán kính c a bu ng thí nghi m;
ν là h s Poisson;
R là bán kính t i ñi m ño bi n d ng;
∆R là gia s c a bán kính R dư i tác d ng c a áp l c p.
ð ñơn gi n, n u coi R = a thì công th c trên s tr thành:
166.C¬ häc ®¸
- R
E=p (1 + ν ) (2.37)
∆R
Phương pháp này thí nghi m trên m t kh i ñá l n nên k t qu khá chính xác,
nhưng khó làm và giá thành cao.
Nh ng năm g n ñây, ngư i ta thay áp l c nư c b ng kích ph ng nên d làm
hơn.
- Phương pháp bàn nén
B n ch t c a phương pháp này là tác d ng
l c lên b m t c a m t kh i ñá ñã ñư c gia công
qua bàn nén là nh ng t m thép n ng – r i ño ñ
lún (ñ bi n d ng) c a kh i ñá.
Bàn nén có th ñ t ngay trên m t kh i ñá,
trong các h ñào hay trong các ñư ng h m. T i
tr ng có th tác d ng theo phương th ng ñ ng
hay n m ngang b ng các kích thu l c 0,5 MN
ñ n 12 MN (4 kích 3 MN) qua các t m bàn
nén tròn, vuông hay ch nh t. T i tr ng ñư c
tăng d n theo t ng c p phù h p v i áp l c mà
công trình s ph i gánh ch u. ð i t i c a các kích
thư ng là neo, các giàn thi t b n ng khi thí
nghi m trên m t ñ t, trong h ñào ho c là tr ng
lư ng ñá nóc h m khi thí nghi m trong ñư ng
h m. Trên hình 2.23 mô t thí nghi m bàn nén
Hình 2.23. Thí nghi m bàn
ti n hành trong m t ñư ng h m.
nén
D a vào l i gi i c a J.Boussinesq v s
1- kích, 2- ñ m, 3- kh p c u,
chuy n v b m t c a bán không gian ñàn h i vô
4- c t, 5- chu n ño,
h n dư i tác d ng c a l c vuông góc, ñúng tâm,
c1- c7: ñ ng h ño.
có th xác ñ nh môñun ñàn h i E c a kh i ñá
theo công th c:
1 −ν 2
E = kP (2.38)
soB
trong ñó: k là h s , ph thu c vào d ng c a bàn nén. Theo E.Absi (1970),
khi dùng bàn nén hình ch nh t thì h s k thay ñ i theo t s kích
thư c B/A c a bàn nén như trong b ng 2.8.
B ng 2.8
B/A 1 1,2 1,6 1,8 2 3 4 5
k 0,87 0,94 1,07 1,13 1,18 1,40 1,55 1,68
P là l c tác d ng lên bàn nén
C¬ häc ®¸.167
- ν là h s Poisson. Trong trư ng h p không xác ñ nh ñư c giá tr
c a ν thì có th l y b ng 0,25.
so là ñ lún dư i tâm bàn nén, xác ñ nh theo các d ng c ño.
B là kích thư c ñ c trưng c a bàn nén.
Khi dùng bàn nén tròn ñư ng kính là D thì môñun ñàn h i c a kh i ñá có th
ñư c tính:
π dp
D(1 − ν 2 )I c
E= (2.39)
.
4 dS
dp
trong ñó: là gradien c a bi u ñ quan h gi a áp l c tác d ng và ñ lún
dS
c a kh i ñá.
Ic là h s hi u ch nh ñ sâu, dao ñ ng trong kho ng t 0,5 – 1 và
ph thu c vào t l gi a ñ sâu ño và ñư ng kính bàn nén và h s
Poisson.
Thư ng sau thí nghi m, ngư i ta v bi u ñ quan h gi a ng su t và bi n
d ng theo các chu kỳ tăng t i, d t i liên ti p nhau. T ñây, ngư i ta có th xác ñ nh
ñư c giá tr c a môñun ñàn h i chung hay môñun ñàn h i thu n ngh ch v i giá tr
cao hơn (hình 2.24)
B ng phương pháp bàn nén, ngư i
ta cũng có th xác ñ nh ñư c bi n d ng và
môñun ñàn h i c a các l p ñá n m dư i
sâu b ng cách khoan, các l khoan nh
dư i tâm bàn nén, trong ñó có ñ t các
d ng c ño bi n d ng.
Nhi u nghiên c u cho r ng ñư ng
kính bàn nén b ng 0,61m như Ban nghiên
c u c a M ñã dùng là quá bé, k t qu
không chính xác. M.Rocha (1966) ñã
dùng bàn nén có di n tích là 1m2, t i
tr ng 3MN hay A.Stucky ñã dùng bàn Hình 2.24. ðư ng cong ng su t – bi n
nén có di n tích 1,2m2, t i tr ng t i d ng sau các chu kỳ tăng, gi m t i.
7,2 MN.
Phương pháp bàn nén thư ng ñư c
s d ng khi nghiên c u kh i ñá nh t là trong công ngh n n móng.
- Phương pháp dùng kích ph ng.
Trong phương pháp này kích ph ng ñư c ñ t vào các rãnh ñã cưa s n trong
kh i ñá. Vi c t o thành rãnh có th b ng các cưa ñĩa dây hay khoan theo m t ñư ng
th ng. Khi thí nghi m trên di n tích r ng, các rãnh ñư c cưa thành nhi u ño n dài
b ng chi u r ng c a kích liên ti p nhau thành m t ñư ng th ng. ð t các kích ph ng
vào rãnh và l p ñ y v a vào các l ñư ng tâm c a rãnh.
168.C¬ häc ®¸
- Các chuy n d ch giãn n c a rãnh, theo công ngh c a phòng thí nghi m xây
d ng dân d ng qu c gia B ðào Nha, ñư c ño b ng b chuy n ñ i ñi n ñ t t i chính
tâm bên trong kích ph ng. Áp l c ñư c tăng theo t ng c p và ñ c ñ giãn n c a
rãnh t i các c p áp l c ñã ch n. K t qu s ñư c th hi n b ng ñ th và môñun bi n
d ng s ñư c tính cho b t kỳ ñi m ñã cho nào trên ñư ng cong áp su t – bi n d ng
theo công th c:
dp
E = k(1 − ν 2 ) (2.40)
dD
trong ñó: k là h s ñư c xác ñ nh b ng ñ th , ph thu c vào hình d ng và
s lư ng kích, hình d ng bu ng thí nghi m;
ν là h s Poisson, thư ng l y g n ñúng theo phương pháp thí
nghi m trong phòng;
dp
là ñ nghiêng c a ñư ng cong áp l c - ñ m c a rãnh t i ti p
dD
ñi m ñã ch n.
- Phương pháp dùng thi t b ño ñ giãn c a l khoan.
Thi t b thí nghi m ch y u g m m t b ph n có th giãn n ñư c khi ch u tác
d ng c a áp l c. Khi th thi t b xu ng l khoan có ñư ng kính tương ng, áp l c
trong ng tăng lên s làm thành ng ti p xúc v i thành l khoan, r i làm thành l
khoan b bi n d ng. T quan h gi a s giãn n c a thành l khoan v i áp l c tác
d ng, s tính toán ñư c các ñ c trưng bi n d ng c a kh i ñá.
Tuỳ theo thi t b thí nghi m, mà ngư i ta chia thành lo i thi t b ño ñ giãn c a
l khoan ki u c ng (cũng g i là giãn k ki u c ng, kích trong l khoan, kích
Goodman hay dilatometer) có c u t o ng ño là m t ng c ng ñư c x ñôi: khi ch u
tác d ng l c, hai n a c a nó b ñ y ra, t a vào thành l khoan. M c ñ phân cách c a
hai n a ng s ñư c ño b ng các b chuy n ñ i ñi n l p t i các v trí khác nhau trên
chu vi ng ño (theo các góc tâm 120o hay 90o) và d c theo chi u dài ng ño. Làm
như v y s nghiên c u ñư c tính d hư ng c a s bi n d ng và n u gi nguyên áp
l c thí nghi m trong m t kho ng th i gian dài, s nghiên c u ñư c tính t bi n c a
kh i ñá.
Lo i thi t b ño ñ giãn c a l khoan ki u m m (cũng g i là giãn k ki u m m,
thi t b nén ngang, nén sâu hay pressiometre) có ng ño làm b ng cao su nhân t o.
Áp l c giãn n ñư c ño b ng áp l c thu l c, còn s giãn n c a ng ñư c xác ñ nh
theo th tích nư c bơm vào trong ng ño hay ño tr c ti p qua b bi n năng chuy n
d ch.
Tùy theo ñư ng kính l khoan mà ngư i ta có th dùng các pressiomètre có
ñư ng kính t 76 – 160 mm và l n hơn. Chi u dài c a pressiomètre thư ng g p 5 l n
ñư ng kính c a nó.
Khi th pressinomètre xu ng l khoan, dư i tác d ng c a áp l c bên trong ng
ño t o nên m t áp l c phân b ñ u trên thành l khoan. Tăng áp l c, thân ng ño b
giãn ra và bi n d ng này coi như bi n d ng c a ñá trên thành l khoan, ñư c ghi l i
trên s ch c a d ng c ño.
C¬ häc ®¸.169
- T công th c c a Lame’, môdun ñàn h i E s ñư c xác ñ nh theo công th c:
R
E = p. (1 + ν ) (2.41)
∆R
trong ñó: p là áp l c bên trong ng ño;
R là bán kính l khoan;
∆R là gia s c a bán kính l khoan dư i tác d ng c a áp l c p;
ν là h s Poisson.
N u k ñ n góc nghiêng c a l khoan so v i phương th ng ñ ng θ, A.Mayer
ñã ñưa ra công th c:
∆R 1 + ν
[(σ1 + σ 3 ) + (3 − 4ν )(σ1 − σ 3 ) cos θ]
= (2.42)
R 2E
trong ñó: σ1 và σ3 là ng su t theo phương th ng ñ ng và n m ngang.
Khi σ1=σ3 thì công th c (2.42) l i có d ng gi ng như công th c
(2.41).
ð tránh hi n tư ng rung khi t o áp l c nén, E.Gaziev (1961) ñã s d ng lo i
presionmetre c ñ nh. D ng c là m t ng kim lo i m ng ñư c ñưa xu ng ñáy l
khoan. Ph n phía trên c a d ng c ñư c trám ch t l i b ng v a xi măng. Các c m
bi n ki u ñi n ñư c g n xung quanh thành ng ño ñ ghi bi n d ng c a ng khi ch u
tác d ng l c. Áp l c bên trong ng ño ñư c t o ra b ng khí nén.
Môñun ñàn h i c a ñá ñư c xác ñ nh theo công th c:
E t .δ
R
E = p. − (2.43)
∆R R(1 − ν t )
trong ñó: p là áp l c bên trong ng ño;
R là bán kính l khoan;
∆R là gia s c a bán kính l khoan do áp l c p;
Et và νt là môñun ñàn h i và h s Poisson c a thép làm ng ño;
δ là chi u dày thành ng.
Phương pháp dùng thi t b ño ñ giãn c a l khoan là nhanh nh t và r nh t
trong các bi n pháp thí nghi m in situ. Do có th ño ñư c s bi n d ng c a thành l
khoan theo các hư ng khác nhau khi ch u tác d ng c a áp l c nên phương pháp này
r t thu n ti n trong vi c nghiên c u tính d hư ng, tính lưu bi n c a kh i ñá.
M t s nhà nghiên c u cho r ng khi nghiên c u kh i ñá, k t qu thí nghi m
b ng pressiomètre không ñáng tin c y l m, nh t là v i ñá c ng.
Trong th c t , khi xác ñ nh môñun ñàn h i c a kh i ñá, trong nh ng ñi u ki n
có th , ngư i ta thư ng thí nghi m v i các hư ng khác nhau – nh t là trong các ñá
phân l p. K t qu th c nghi m th y là môñun ñàn h i xác ñ nh theo hư ng song
song v i m t l p thư ng l n g p 2 – 3 l n môñun ñàn h i xác ñ nh theo hư ng
vuông góc v i m t phân l p. S thay ñ i t giá tr l n nh t ñ n nh nh t thư ng tuân
theo quy lu t phân b hình ellip.
170.C¬ häc ®¸
- ð ng th i, ngư i ta cũng xác ñ nh bi n d ng theo các hư ng khác nhau c a
kh i ñá khi ch u tác d ng c a t i tr ng và t ñó, bi u th lên ñ th vòng tròn. K t qu
th y là s thay ñ i bi n d ng theo các hư ng cũng g n như theo m t hình ellip. (hình
2.25) Theo các ñ th này, ngư i ta d dàng xác ñ nh ñư c bi n d ng theo m t hư ng
b t kỳ so v i m t phân l p và cũng s th y ñư c hư ng bi n d ng l n nh t và nh
nh t. ði u này r t quan tr ng khi thi t k các công trình.
Ngoài các phương pháp xác ñ nh
trên, ngư i ta cũng xác ñ nh môñun
bi n d ng c a kh i ñá qua các công
H−íng ph©n líp
th c th c nghi m, liên quan v i các
ch tiêu khác.
0.8 1.2 1.6 2mm
Z.T.Bieniawski (1989) ñã ñưa ra
công th c:
RQD 2
E k = 0,5 (2.44)
100 E m
hay công th c c a Honisch
Hình 2.25. Nghiên c u s bi n d ng c a ñá
(1993):
theo các hư ng khác nhau.
Ek= 0,07 RQD+0,05σn+ 55Em ðư ng ñ t: Bi n d ng ñàn h i
ðư ng li n: T ng bi n d ng.
(2.45)
trong ñó: Ek là môñun bi n d ng c a kh i ñá;
Em là môñun ñàn h i c a m u ñá;
σn là ñ b n nén c a m u ñá xác ñ nh trong phòng thí nghi m.
2.2.3.4. Tính ch t lưu bi n
Các quy lu t c a tính ch t lưu bi n
Thu t ng “lưu bi n h c” có ngu n g c t ti ng Hyl p, nghĩa là h c thuy t v
s ch y c a v t li u, ñ ch m t môn khoa h c nghiên c u tính ch t, quy lu t bi n
d ng c a v t li u theo th i gian, dư i tác d ng c a t i tr ng mà không làm thay ñ i
thành ph n v t ch t c a chúng.
ð i v i ñá, lưu bi n là tính ch t liên quan ñ n s thay ñ i các ñ c trưng cơ h c
c a nó khi ch u tác ñ ng lâu dài c a t i tr ng (c nh ng t i tr ng th p hơn gi i h n
ñàn h i c a nó).
Ngư i ta th y là ñ b n c a ñá b t kỳ th i ñi m nào, trong m t ch ng m c
nào ñó, ñ u ph thu c vào giá tr c a bi n d ng. N u áp l c tác ñ ng nhanh, ñá hình
như b n hơn do các l r ng, khe n t không có ñ th i gian ñ phát tri n và m r ng,
nh ng ch g gh không có ñ th i gian ñ b c t qua. N u áp l c tác ñ ng t t , ñá
C¬ häc ®¸.171
- có v y u hơn do khi y, khe n t có ñ th i gian ñ n i l i v i nhau, phát tri n qua
các ch g gh .
N u áp l c duy trì n ñ nh m t m c ñ l n, bi n d ng s phát tri n không
gi i h n và s phá hu s x y ra t i ng su t ch b ng m t n a ñ b n nén m t tr c
t c th i c a ñá. Như v y khuy t t t trong c u t o v t ch t (các l r ng, khe n t…) ñã
ñóng vai trò h t s c quan tr ng trong vi c xu t hi n các bi n d ng không thu n
ngh ch và có th coi lưu bi n là s d ch chuy n c a các khuy t t t dư i tác d ng c a
ngo i l c.
ð nghiên c u tính ch t lưu bi n c a ñá, ngư i ta thư ng nghiên c u 3 hi n
tư ng: t bi n, chùng ng su t và ñ b n lâu dài c a ñá.
- T bi n
T bi n là hi n tư ng bi n d ng c a ñá tăng d n theo th i gian trong khi ng
su t không ñ i.
Nhìn b ngoài, hi n tư ng t bi n gi ng như hi n tư ng ch y d o c a v t li u
khi b tác d ng l c. Khác v i ch y d o, hi n tư ng t bi n có th x y ra khi ng su t
th p hơn gi i h n ñàn h i v i th i gian tác
d ng c a t i tr ng ñ l n, còn hi n tư ng
ch y d o ch x y ra khi ng su t l n hơn
gi i h n ñàn h i c a v t li u.
Khi ch u tác d ng l c, th i gian tăng
lên làm bi n d ng c a ñá cũng thay ñ i.
Theo W.Spath, s ph thu c lý tư ng gi a
bi n d ng và th i gian có th ñư c bi u
di n theo m t ñư ng cong, trên ñó có th
chia làm 4 vùng ñ c trưng (hình 2.26).
Hình 2.26. ðư ng cong t bi n
+ ðo n 0A là ph n bi n d ng khi m i b t ñ u ch u l c. Trong giai ño n
này, v t li u b bi n d ng ñàn h i không ph thu c vào th i gian.
Sau ñó là ba giai ño n t bi n:
+ ðo n AB ng v i giai ño n t bi n không n ñ nh (ch m d n), t c ñ
bi n d ng gi m d n t i 0.
+ ðo n BC ng v i giai ño n t bi n n ñ nh, t c ñ bi n d ng không
ñ i. Trong giai ño n này bi n d ng liên quan ñ n s phá hu các m i liên k t c u
trúc trong v t li u. Do v y, khi gi m t i, v t li u không th h i ph c l i tr ng thái cũ
ñư c.
+ ðo n CD ng v i giai ño n tăng t c ñ bi n d ng, xu t hi n các khe
n t và cu i cùng, m u b phá hu .
172.C¬ häc ®¸
- Th i gian c a các giai ño n t
bi n ph thu c vào t ng lo i v t li u
và tr s c a ng su t trong chúng.
A.Nadai (1950) ñã tính toán lý
thuy t là n u ch n ngón tay vào thép
thì sau 10.000 năm s th y xu t hi n
tr ng thái ch y.
I.V.Baklasov (1975) ñã thí
nghi m và l p ñư c h ñư ng cong t
bi n khi ch u các áp l c khác nhau.
Qua ñó, ng su t càng l n thì th i gian
ñ xu t hi n giai ño n phá hu càng
ng n và ngư c l i (hình 2.27).
- Chùng ng su t Hình 2.27. H các ñư ng cong t bi n và
ñ b n lâu dài c a ñá cát k t.
Chùng ng su t là hi n tư ng
ng su t c a ñá gi m d n theo th i
gian trong khi gi nguyên bi n d ng c a nó.
Th i gian ñ trong kho ng ñó, ng su t gi m ñi e = 2,718 l n so v i lúc ban
ñ u g i là th i gian (hay chu kỳ) chùng ng su t. Theo A.E.Scheidegger, v i các v t
li u c u t o nên v Trái ð t thì chu kỳ này là kho ng t 2 ngày ñ u t i 15000 năm.
Vì chu kỳ chùng ng su t c a ña s các lo i ñá r t l n, nên ñ ñ c trưng cho tính ch t
lưu bi n, ngư i ta thư ng dùng ch tiêu gi m ng su t tương ñ i trong ñá sau m t
kho ng th i gian nh t ñ nh như 1 thàng, 1 năm…
σ1 − σ 2
R= (2.46)
100%
σ1
σ1 là ng su t c a kh i ñá khi ñ t t i tr ng;
trong ñó:
σ2 là ng su t t i ñó sau m t kho ng th i gian nh t ñ nh.
Trong hi n tư ng chùng ng su t, bi n d ng ñàn h i ñã d n d n chuy n thành
bi n d ng d o trong khi t ng bi n d ng theo th i gian là không ñ i, do v y ng su t
s gi m ñi. Ngày nay, ngư i ta gi i thích hi n tư ng t bi n và chùng ng su t là do
c u t o tinh th c a v t r n không hoàn h o. nh ng ch khuy t t t , có m t th
năng th a nh t ñ nh, nó làm chuy n v và d n d n s p x p l i c u t o bên trong c a
v t th theo khuynh hư ng làm gi m th năng c a chúng. Do v y, khi gi nguyên
bi n d ng thì làm ng su t gi m ñi xu t hi n hi n tư ng chùng ng su t, còn khi gi
nguyên t i tr ng, s làm xu t hi n hi n tư ng t bi n. Trong th c t , hi n tư ng t
bi n xu t hi n ñ ng th i v i hi n tư ng chùng ng su t trong v t r n.
- ð b n c a ñá theo th i gian
Nghiên c u hi n tư ng chùng ng su t và t bi n c a ñá, ch ng t có m t quy
lu t chung v s thay ñ i tính ch t c a ñá theo th i gian tác d ng c a t i tr ng. Th i
gian tác ñ ng t i tr ng lên ñá càng lâu thì tính ch t ñàn h i c a ñá càng kém, gi i h n
ñàn h i gi m và tính d o xu t hi n càng m nh. ði u này có ý nghĩa th c t r t l n, vì
C¬ häc ®¸.173
nguon tai.lieu . vn
