Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của chấn động nổ mìn khi thi công đường hầm đến kết cấu công trình ngầm lân cận

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT<br /> ĐẶNG VĂN KIÊN<br /> <br /> ĐẶNG VĂN KIÊN<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤN ĐỘNG NỔ MÌN<br /> KHI THI CÔNG ĐƯỜNG HẦM<br /> ĐẾN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH NGẦM LÂN CẬN<br /> <br /> Chuyên Ngành: Kỹ thuật xây dựng Công trình ngầm<br /> Mã số<br /> <br /> : 9580204<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬTrọng Hùng<br /> <br /> Hà Nội - 2018<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại Bộ môn Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ<br /> Khoa Xây dựng Trường Đại học Mỏ-Địa chất<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học:<br /> GS.TS.NGND. Võ Trọng Hùng<br /> <br /> Phản biện 1 : GS.TS. Đỗ Như Tráng<br /> Phản biện 2 : GS.TS. Nhữ Văn Bách<br /> <br /> Phản biện 3 : TS. Cao Chu Quang<br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường<br /> tại Trường Đại học Mỏ-Địa chất<br /> (Theo Quyết định số 1001/QĐ-MĐC ngày 14 tháng 08 năm 2018 của<br /> Hiệu trưởng Trường Đại học Mỏ-Địa chất)<br /> Vào hồi …..giờ….ngày…….tháng …..năm 2018<br /> <br /> Có thể tìm hiểu Luận án tại:<br /> - Thư viện Quốc gia<br /> - Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ<br /> - Thư viện Trường Đại học Mỏ-Địa chất.<br /> <br /> 1<br /> MỞ ĐẦU<br /> 1.Tính cấp thiết của luận án<br /> Trong thời gian qua rất nhiều các dự án hầm dân dụng lớn được đào mới hoặc đào mở<br /> rộng trong đó hầm mới đào gần đường hầm cũ với kết cấu vỏ hầm cần được bảo vệ tránh phá hủy<br /> như hầm Cổ Mã, hầm Hải Vân… Phương pháp thi công được lựa chọn là khoan nổ mìn do đào<br /> trong đá cứng như granite, trong khi khoảng cách giữa hầm đào mới và hầm cũ tồn tại lân cận<br /> nhỏ: với hầm Cổ Mã cách hầm đường sắt số 24 khoảng 47m; hầm Hải Vân, hầm mới cách hầm<br /> lánh nạn 30m. Do vậy, vấn đề đánh giá ảnh hưởng của chấn động nổ mìn khi đào hầm đến kết<br /> cấu đường hầm cũ lân cận là hết sức cần thiết và cấp bách. Mặc dù thực tế sản xuất đặt ra những<br /> yêu cầu cấp bách cần tiến phải tiến hành các nghiên cứu đánh giá, áp dụng các giải pháp nhằm<br /> giảm thiếu tối đa những ảnh hưởng tiêu cực của chấn động nổ mìn đến kết cấu công trình ngầm<br /> lân cận, xong hiện nay vấn đề đó vẫn chưa được quan tâm đúng mức, chưa có một công trình<br /> khoa học chuyên sâu về chấn động nổ mìn đối với các công trình ngầm dân dụng. Các tiêu chuẩn<br /> thiết kế, thi công các Quy phạm hiện hành của nước ta chưa chú nhiều nhiều đến vấn đề này, đặc<br /> biệt là những quy định cụ thể cho kết cấu công trình ngầm lân cận với vụ nổ. Trên thế giới, hướng<br /> nghiên cứu ảnh hưởng của chấn động nổ mìn đến kết cấu chống giữ của công trình ngầm lân cận<br /> khi thi công đường hầm bằng phương pháp khoan nổ mìn đã được nhiều tác giả quan tâm nghiên<br /> cứu và đã có một số kết quả nhất định. Một số tiêu chuẩn của một số nước cũng đã đề cập chi tiết<br /> và đưa ra những ngưỡng cụ thể để đánh giá mức độ ảnh hưởng của chấn động nổ mìn đến kết cấu<br /> công trình ngầm lân cận như CH Liên bang Đức, Trung Quốc. Qua đó cho thấy, vấn đề nghiên<br /> cứu ảnh hưởng của chấn động nổ mìn đến kết cấu công trình ngầm lân cận là hết sức cần thiết và<br /> cấp bách. Do vậy để đáp ứng được yêu cầu cấp bách ở trên tác giả đã lựa chọn luận án với tiêu<br /> đề “Nghiên cứu ảnh hưởng của chấn động nổ mìn khi thi công đường hầm đến kết cấu công trình<br /> ngầm lân cận”.<br /> 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án: Mục tiêu nghiên cứu của luận án gồm:<br /> - Xây dựng được các mô hình số 2D, 3D cho phép nghiên cứu phân tích dự báo ảnh hưởng của<br /> chấn động nổ mìn đến kết cấu chống giữ của đường hầm lân cận khi thi công đường hầm bằng<br /> phương pháp khoan nổ mìn;<br /> - Đánh giá được mức độ ảnh hưởng của chấn động nổ mìn đến kết cấu chống giữ của đường hầm<br /> lân cận dựa trên các số liệu đo đạc thực tế tại một số dự án và kết quả nghiên cứu trên mô hình<br /> số 2D, 3D;<br /> - Tìm ra một số quy luật thực nghiệm đánh giá mức độ ảnh hưởng của chấn động nổ mìn đến kết cấu<br /> chống giữ của đường hầm;<br /> <br /> 2<br /> 3. Đối tượng nghiên cứu của luận án<br /> - Ảnh hưởng của chấn động nổ mìn khi thi công đường hầm đến vỏ hầm của hầm cũ lân cận;<br /> - Kết cấu chống giữ của đường hầm lân cận với đường hầm mới được thi công bằng phương pháp khoan<br /> nổ mìn;<br /> 4. Phương pháp nghiên cứu: Luận án sử dụng các phương pháp nghiên cứu như sau:<br /> - Phương pháp nghiên cứu phân tích tổng hợp: tiến hành thu thập các số liệu đo đạc thực tế tại<br /> các dự án hầm thuộc phạm vi nghiên cứu của luận án;<br /> - Phương pháp đo đạc thực nghiệm: thí nghiệm trên các mẫu đá thu được tại hiện trường;<br /> - Phương pháp số: xây dựng các mô hình số đánh giá ảnh hưởng của chấn động nổ mìn đến kết<br /> cấu đường hầm lân cận khi thi công đường hầm bằng phương pháp khoan nổ mìn trên mặt phẳng<br /> đi qua gương hầm (2D) và dọc trục đường hầm (3D).<br /> 5. Phạm vi nghiên cứu của luận án:<br /> - Môi trường đất đá là đồng nhất, đẳng hướng, chưa xem xét đến sự ảnh hưởng của khe nứt và<br /> mặt phân cách trong khối đá đến kết quả nghiên cứu;<br /> - Liên kết giữa vỏ chống bê tông liền khối của đường hầm cũ lân cận với khối đá là liên kết cứng<br /> liên tục. Lớp vỏ chống bê tông liền khối được giả thiết như lớp lát hàn bám chặt vào đất đá và<br /> cùng dao động với đất đá.<br /> 6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của vấn đề nghiên cứu<br /> - Ý nghĩa khoa học của luận án: các kết quả nghiên cứu mới của luận án sẽ góp phần làm cơ sở<br /> lý luận cho việc đánh giá chấn động nổ mìn khi thi công các đường hầm dân dụng;<br /> - Ý nghĩa thực tiễn của luận án: các kết quả nghiên cứu của luận án sẽ phục vụ cho các công tác thiết kế,<br /> công tác thi công đường hầm nhằm giảm thiểu sự ảnh hưởng bất lợi của sóng nổ mìn đến kết cấu của các<br /> đường hầm lân cận.<br /> 7. Những điểm mới của luận án: Kết quả luận án đạt được các điểm mới sau đây:<br /> (1) Thực hiện thí nghiệm động SHPB và mô phỏng số để xác định các thông số động của khối đá,<br /> và vỏ chống; tìm ra các mối quan hệ giữa ứng suất, biến dạng, tốc độ biến dạng theo thời gian của<br /> kết cấu chống giữ dưới tác dụng của tải trọng động giống như áp lực nổ mìn trên thực tế;<br /> (2) Xây dựng các công thức kinh nghiệm xác định giá trị PPV và lượng thuốc nổ nạp lớn nhất khi nổ mìn<br /> thi công đường hầm; chỉ ra mối quan hệ giữa RMR của khối đá, mức độ chấn động đến vỏ chống bê tông<br /> đường hầm lân cận tại hầm Croix-Rousse; xây dựng các công thức thực nghiệm xác định giá trị PPV phụ<br /> thuộc vào RMR;<br /> (3) Xây dựng, kiểm chứng mô hình số hai chiều 2D, ba chiều 3D; khảo sát các thông số của các mô<br /> hình và tìm ra giá trị hệ số giảm chấn phù hợp bằng 5,0 %; xác định giá trị PPV tỉ lệ nghịch với hệ<br /> <br /> 3<br /> số giảm chấn của khối đá; xác định chiều dài mô hình hợp lý; chỉ ra các vùng phá hủy của vỏ chống<br /> đường hầm cũ; tìm ra các công thức thực nghiệm dự báo giá trị PPV cho các vị trí trong vỏ chống<br /> đường hầm cũ; đề xuất phương pháp xem xét mức độ chấn động của nổ mìn thi công đường hầm<br /> mới đến trạng thái của khối đá và kết cấu chống giữ bê tông của đường hầm cũ lân cận.<br /> 8. Cấu trúc luận án: Luận án có kết cấu gồm 5 chương với nội dung như sau:<br /> Chương 1: Tổng quan về ảnh hưởng của chấn động nổ mìn thi công đường hầm đến kết cấu chống công<br /> trình ngầm lân cận;<br /> Chương 2: Lý thuyết về truyền sóng trong môi trường đất đá và phương pháp xác định sự ảnh<br /> hưởng của sóng nổ mìn lên kết cấu đường hầm lân cận;<br /> Chương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của chấn động nổ mìn khi thi công đường hầm bằng phương<br /> pháp khoan nổ mìn đến kết cấu đường hầm lân cận bằng phương pháp đo đạc hiện trường;<br /> Chương 4: Nghiên cứu các thông số động của khối đá và vỏ chống;<br /> Chương 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của chấn động nổ mìn khi thi công đường hầm bằng phương<br /> pháp khoan nổ mìn đến kết cấu đường hầm lân cận bằng phương pháp số;<br /> 9. Bố cục của luận án: Ngoài phần mở đầu của luận án, luận án trình bầy trong 5 chương và 03<br /> Phụ lục, kết luận, hướng nghiên cứu tiếp theo, các công trình đã công bố, danh sách tài liệu tham<br /> khảo với nội dung chính trình bầy trong 147 trang đánh máy khổ A4 gồm 135 hình vẽ, 34 bảng.<br /> Các kết quả chính của luận án đã được công bố trên 24 bài báo trên các tạp chí trong nước, quốc<br /> tế và kỷ yếu hội nghị quốc tế và trong nước, trong đó có 01 bài báo thuộc danh mục ISI và nhiều<br /> bài được đăng tải trên trang DOI uy tín.<br /> CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤN ĐỘNG NỔ MÌN ĐẾN<br /> CÁC CÔNG TRÌNH NGẦM LÂN CẬN<br /> 1.1.Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng của chấn động nổ mìn đến kết cấu công trình ngầm<br /> lân cận và các thông số nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của chấn động nổ mìn<br /> 1.2.Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước về hướng nghiên cứu<br /> của luận án<br /> Từ kết quả nghiên cứu trên đây, có thể rút ra một số nhận xét sau:<br /> ➢ Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phương pháp nghiên cứu trên mô hình vật lý tương<br /> đương rất khó sử dụng khi nghiên cứu ảnh hưởng của chấn động nổ mìn. Phương pháp mô hình<br /> số và phương pháp đo đạc hiện trường đang được sử dụng rất phổ biến và cho kết quả tin cậy. Do<br /> đó, luận án chọn sử dụng kết hợp hai phương pháp trên để nghiên cứu.<br /> <br />