Giới thiệu về Cơ học đá
Cơ học đá là gì? Ứng dụng của Cơ học đá Phương pháp nghiên cứu Sự phát triển của lĩnh vực Cơ học đá
Nội dung
Cấu tạo trái đất
“Đá” là gì?
Đá: Tồn tại trong tự nhiên ở thể rắn Cấu thành bởi khoáng vật hoặc các vật
chất giống như khoáng vật
Tuổi rất cổ Cấu tạo vỏ trái đất Là vật liệu xây dựng, do đó các công trình xây dựng có thể được làm bằng đá, xây trên hoặc trong đá
“Đá” là gì?
Cơ học đá là ngành khoa học lý thuyết và ứng dụng, vận dụng lý thuyết cơ học môi trường liên tục kinh điển vào đá để xác lập nên các tiêu chuẩn phá hủy và nghiên cứu ảnh hưởng của nứt nẻ
Cơ học đá là gì?
Đập Vaiont Dam (Ý) năm 1960
Trượt lở đất ở đập Vaiont Dam (Ý) năm 1963
Trượt lở đất ở đập Vaiont Dam (Ý) năm 1963
Rockburst: hiện tượng nổ đá
A wedge failure controlled by intersecting structural features in the rock mass forming the bench of an open pit mine.
Lở mỏ đá tại Thuỷ điện Bản Vẽ trượt lở mái dốc (Nghệ An, 12/2007)
Khối đá lớn hàng ngàn m3 từ trên sườn đồi đã bị sụt lở đổ xuống công trình chôn vùi 18 người đang làm việc dưới hầm khai thác
Đặc điểm cần chú ý: có lớp đất kẹp giữa khe đá
Đá
Đất
Sập mỏ đá Rú Mốc – Hà Tĩnh (2007)
Đá bị phong hóa mạnh mẽ Khi khai thác không cắt tầng mà khai thác từ dưới lên trên tạo ra hàm ếch; khi bạt taluy độ dốc cao hơn mức cho phép (trên 15o) nên khi nổ mìn đá bị nứt vỡ rất dễ bị đổ ập xuống. Việc nổ mìn cũng không bảo đảm an toàn.
Nail: đinh Shotcrete: phun vữa bê tông Anchor: neo
Concrete lining for weak to very weak rock (concrete lining: lớp lót bê tông)
An unstable wellbore can
result in: ◦ Stuck Pipe ◦ Lost Circulation ◦ Loss of the entire wellbore
2 Main causes are: ◦ Chemical Instability Reactive Formations
◦ Mechanical failure of wellbore
Faults Insufficient Mud Weight
Wellbore Stability
Thép (steel)
Khối đá (rock mass)
Đất (soil)
Đá nguyên khối và khối đá (intact rock vs. rock mass)
Đất (soil) và khối đất (soil mass) có thể có đặc tính giống nhau (very similar properties).
Mẫu đá (rock sample) và khối đá (rock mass) thường có đặc tính khác nhau đáng kể.
Bề mặt gián đoạn (discontinuities)
Đá nguyên khối (intact rock)
Không có những khe nứt đáng kể Ở tỉ lệ nhỏ: đá nguyên khối gồm các hạt có cấu trúc vi mô được tạo ra trong quá trình hình thành đá (rock forming processes)
Đá nguyên khối (intact rock)
Các bề mặt gián đoạn (discontinuities) Bề mặt đánh dấu sự thay đổi về các đặc tính vật lý hoặc hóa học của vật liệu đá Bao gồm:
Khe nứt (fissure) Hệ thống khe nứt (Joint) Bề mặt phân lớp (bedding plane) Đứt gãy (fault)
Không đồng nhất (inhomogeneous) Bất đẳng hướng (anisotropic) Không thuận nghịch (irreversible) Phi tuyến (nonlinear)
Môi trường đá (rock medium)
Đá nguyên khối Bề mặt gián đoạn và cấu trúc của đá Ứng suất của đá ở hiện trường Dung dịch lỗ rỗng và dòng chảy Yếu tố thời gian (time factor)
Các yếu tố địa chất có ảnh hưởng đến hành vi của đá và khối đá
Khảo sát ngoài hiện trường
Thí nghiệm trong phòng
Mô hình vật lý
Mô hình toán
Phương pháp nghiên cứu
Ngành xây dựng Ngành khai thác mỏ Ngành dầu khí
Ứng dụng của ngành Cơ học đá
