Trường áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất xung quanh hầm đặt sâu trong môi trường đá bất đẳng hướng bão hòa có độ thấm nhỏ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

6
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này phân tích trường áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất xung quanh đường hầm không chống đặt sâu dưới mực nước ngầm trong môi trường đá bất đẳng hướng có độ thấm nhỏ. Mô hình ứng xử tương tác hai chiều thủy - cơ kết hợp của vật liệu đá được sử dụng để xét đến sự tác động qua lại của hiện tượng cơ học và thủy lực xảy ra đồng thời trong khối đá xung quanh hầm. Mô hình ứng xử có tính đến tính chất bất đẳng hướng thủy lực và cơ học của vật liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Trường áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất xung quanh hầm đặt sâu trong môi trường đá bất đẳng hướng bão hòa có độ thấm nhỏ

. 435 TRƢỜNG ÁP LỰC NƢỚC LỖ RỖNG VÀ ỨNG SUẤT XUNG QUANH HẦM ĐẶT SÂU TRONG MÔI TRƢỜNG ĐÁ BẤT ĐẲNG HƢỚNG BÃO HÒA CÓ ĐỘ THẤM NHỎ Trần Nam Hƣng1,*, Trần Nguyên Dƣơng2, Phạm Đức Thọ3, Vũ Anh Tuấn1 1 Trường Đại học Kỹ thuật Lê Quý Đôn; 2Trường Đại học Ngô Quyền 3 Trường Đại học Mỏ - Địa chất *Tác giả chịu trách nhiệm: tranhung@lqdtu.edu.vn Tóm tắt Bài báo này phân tích trường áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất xung quanh đường hầm không chống đặt sâu dưới mực nước ngầm trong môi trường đá bất đẳng hướng có độ thấm nhỏ. Mô hình ứng xử tương tác hai chiều thủy - cơ kết hợp của vật liệu đá được sử dụng để xét đến sự tác động qua lại của hiện tượng cơ học và thủy lực xảy ra đồng thời trong khối đá xung quanh hầm. Mô hình ứng xử có tính đến tính chất bất đẳng hướng thủy lực và cơ học của vật liệu. Các tính toán được thực hiện thông qua các mô phỏng số dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn. Kết quả cho thấy rằng, sự tiêu tán của trường áp lực nước lỗ rỗng xung quanh hầm diễn ra rất chậm khi đào hầm do độ thấm của môi trường nhỏ. Hơn nữa, cùng với tính chất bất đẳng hướng của vật liệu dẫn đến việc hình thành một vùng áp lực nước lỗ rỗng dư phân bố bất đẳng hướng xung quanh vách hầm. Hệ quả là, sự xuất hiện ứng suất kéo hiệu quả của đá trong vùng này có thể là nguyên nhân làm cho khối đá bị nứt gãy. Từ khóa: hầm đặt sâu; độ thấm nhỏ; bất đẳng hướng; ứng xử thủy - cơ kết hợp; phương pháp phần tử hữu hạn. 1. Đặt vấn đề Đường hầm đặt sâu thường được đào trong các tầng đá bão hòa một phần hoặc toàn phần. Do sự hiện diện của nước trong các lỗ rỗng, ứng xử của vật liệu đá luôn luôn được đặc trưng bởi một sự kết hợp giữa biến dạng của pha rắn và sự khuếch tán áp lực nước lỗ rỗng. Các đặc trưng cơ học và vật lý của môi trường có lỗ rỗng và chất lưu quyết định bản chất của biến dạng, tốc độ khuếch tán áp lực nước lỗ rỗng và cường độ kết hợp của hai hiện tượng cơ học và thủy lực. Phản ứng kết hợp là kết quả của ít nhất hai hoạt động xảy ra đồng thời và ảnh hưởng lẫn nhau. Một mặt, ứng suất gây ra sự thay đổi thể tích lỗ rỗng, và do đó, ảnh hưởng đến áp lực nước lỗ rỗng hoặc lưu chất. Hiện tượng này có thể được xem như là tác động từ pha rắn đến pha lỏng. Mặt khác, sự thay đổi của áp lực nước lỗ rỗng hoặc lưu chất cũng tạo ra một sự thay đổi thể tích của vật liệu có lỗ rỗng và được gọi là tác động từ pha lỏng đến pha rắn (Wang, 2000). Theo Rice và Cleary (1976), và Cleary (1977), độ rỗng của môi trường, khả năng chịu nén của pha rắn và lỗ rỗng, và nước lỗ rỗng tác động đến mức độ kết hợp giữa hiện tượng cơ học và thủy lực. Khi đào hầm, sự thay đổi của trường áp lực nước lỗ rỗng tạo ra một gradient thủy lực cái mà có thể dẫn đến một sự dịch chuyển khuếch tán của nước. Sự khuếch tán này cũng ảnh hưởng một cách dần dần lên biến dạng và gây ra một đáp ứng phụ thuộc thời gian (Detournay và Cheng, 1993). Lúc này dòng thấm trong môi trường đá là dòng thấm không ổn định. Theo thời gian, dòng thấm sẽ đạt đến trạng thái ổn định. Nếu vật liệu đá có độ thấm nhỏ, trạng thái không ổn định được duy trì lâu dài và tác động đến hiện tượng cơ học của pha rắn. Hầm đặt sâu cũng thường được đào trong các khối đá trầm tích hoặc biến chất có cấu tạo phân phiến với các lớp song song. Giữa các lớp đá tồn tại các mặt liên kết, được gọi là các mặt phẳng yếu. Cấu trúc như vậy của khối đá làm cho nó có ứng xử bất đẳng hướng (Wittke, 2014; Amadei, 1983). Loại đá này được xếp vào lớp vật liệu đẳng hướng ngang, có nghĩa là vật liệu có một mặt
436 phẳng mà trên đó ứng xử là đẳng hướng và khác với ứng xử theo phương vuông góc với nó. Một số quan trắc hiện trường của hầm đặt sâu trong môi trường đá bão hòa có độ thấm nhỏ cho thấy đối với hầm không chống hoặc chưa lắp kết cấu chống, xung quanh hầm xuất hiện vùng phá hủy và phân bố không đều ngay cả khi trường ứng suất nguyên sinh trong đá đẳng hướng (Darius và nnk., 2016). Hiện tượng này có thể không giải thích được nếu dựa trên giả thiết hầm nằm trong đá khô, đồng nhất, đẳng hướng. Sự ảnh hưởng của hiện tượng thủy lực và tính chất bất đẳng hướng của đá lúc này có thể là một giải thích khả dĩ. Bài báo này tập trung nghiên cứu trạng thái ứng suất xung quanh một đường hầm tiết diện tròn không chống đặt sâu trong môi trường đá đàn hồi, bất đẳng hướng và bão hòa nước. Sự tương tác hai chiều của các hiện tượng cơ học và thủy lực được tính đến thông qua một mô hình ứng xử kết hợp thủy - cơ đầy đủ của vật liệu đá. Các tính toán được thực hiện bằng các mô phỏng số dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn. 2. Bài toán hầm đặt sâu không chống trong môi trƣờng ất đẳng hƣớng ão hòa 2.1. Mô tả bài toán Một đường hầm không chống tiết diện tròn bán kính r0 đặt sâu trong môi trường đá đẳng hướng ngang bão hòa có độ thấm rất nhỏ được chọn là đối tượng nghiên cứu (Hình 1). Trục của hầm song song với trục z của hệ trục tọa độ Đề-các vuông góc và nằm trong mặt phẳng đẳng hướng nằm ngang; mặt cắt ngang của hầm nằm trong mặt phẳng x - y là mặt phẳng bất đẳng hướng của môi trường. Vì hầm được đặt sâu nên coi như hầm nằm trong môi trường vô hạn với trường ứng suất nguyên sinh (ở vô cùng) đồng nhất là  hff ,  vff lần lượt theo các phương ngang và đứng. Áp lực nước lỗ rỗng nguyên sinh (ở vô cùng) là pff trong khi đó tại vách hầm áp lực nước lỗ rỗng là p0. Giả thiết đường hầm có chiều dài lớn hơn nhiều so với kích thước mặt cắt ngang nên thỏa mãn các điều kiện của bài toán biến dạng phẳng trong mặt phẳng x - y. Hình 1. Hầm đặt sâu trong môi trường đẳng hướng ngang. Nếu tốc độ đào hầm nhanh thì với giả thiết độ thấm của môi trường nhỏ có thể coi rằng hầm được hình thành ngay lập tức và lúc này áp lực nước lỗ rỗng trên vách hầm cũng hạ xuống bằng áp suất không khí và coi như bằng không. Đối với môi trường đá có độ thấm nhỏ thì giả thiết này có thể chấp nhận được (Darius và nnk., 2016). Do sự chênh lệch áp lực nước lỗ rỗng giữa môi trường xung quanh và vách hầm mà sẽ hình thành các dòng thấm hướng về phía hầm. Dòng thấm lúc đầu có trạng thái không ổn định và sẽ đạt đến trạng thái ổn định theo thời gian. Vì môi trường đá có độ thấm nhỏ nên trạng thái ổn định của dòng thấm sẽ lâu đạt được. Hay nói một cách khác, vùng có áp lực nước lỗ rỗng lớn mất nhiều thời gian để tiêu tán. Hiện tượng này tương tác với hiện tượng cơ học sẽ làm cho trạng thái ứng suất hiệu quả trong khối đá cũng biến đổi theo thời gian và chỉ đạt được trạng thái ổn định khi dòng thấm đạt đến ổn định.
. 437 2.2 .Các phƣơng tr nh cơ ản Tất cả các điểm trong khối đá xung quanh hầm phải thỏa mãn các phương trình cơ bản sau đối với bài toán biến dạng phẳng trong mặt phẳng x - y (hình 1) theo mô hình ứng xử kết hợp thủy - cơ thuận nghịch. Phương trình truyền dẫn chất lưu trong môi trường đá có lỗ rỗng (Abousleiman và Ekbote, 2005):   F p    F p    x    y  (1) x  x  y  y   trong đó, xF và yF lần lượt là các hệ số truyền dẫn thủy lực theo các phương x và y;  là sự thay đổi của thể tích nước trong lỗ rỗng trên một đơn vị thể tích địa vật liệu. Hệ số truyền dẫn thủy lực được liên hệ với độ thấm nội tại của vật liệu theo quan hệ sau đây: KF  F  int với f là hệ số nhớt của nước. (2) f Phương trình cân bằng viết trong mặt phẳng x - y (Amadei, 1983):  x  xy  yx  y   0;  0 (3) x y x y trong đó x, y, xy lần lượt là các thành phần ứng suất tổng pháp tuyến trong các phương x, y và ứng suất cắt trong mặt phẳng x - y. Phương trình tương thích biến dạng trong mặt phẳng x - y (Amadei, 1983):  2 xy  2 x  2 y 2   2 (4) xy y 2 x trong đó x, y, xy lần lượt là các biến dạng dài trong các phương x, y và biến dạng xoay trong mặt phẳng x - y. Phương trình định luật Hooke cho môi trường đá có lỗ rỗng bão hòa nước (Amadei, 1983):   x   s11 s12 0    x   bx              x    s21 s22 0    y    by  p  (5)    0  xy   0 s33   xy      0       trong đó sij (i, j = 1, 2, 3) là các thành phần của ten-xơ hằng số mềm của vật liệu; bx, by lần lượt là các hệ số Biot theo các phương x và y. Các hằng số mềm liên hệ với các Môđun đàn hồi của vật liệu đẳng hướng ngang như sau: 1  xz 2  xy (1  xz ) s11  , s12  s21   , Ex Ex (6) 1  xy yx 1  xy E y s22  , s33  , yx  Ey Gxy Ex trong đó Ex, Ey lần lượt là các Môđun Young trong các phương x, y; ij (i, j = x, y, z) là các tỷ số Poisson thoát nước được đặc trưng bởi biến dạng nén trong phương j do ứng suất kéo trong phương i gây ra. Các hệ số Biot được xác định từ các hệ số đàn hồi theo các quan hệ sau: M  M 12  M 13 2M 13  M 33 bx  1  11 ; by  1  (7) 3K s 3K s trong đó M11, M12, M13, M33 là các thành phần ten-xơ đàn hồi của vật liệu được cho bởi:
438 Ex ( yz xy  1) E y ( xz zy  xy ) M 11  ; M 12   ; d d (8) E (   xz ) E (   1) M 13   x xy yz ; M 33  x xy yx d d với  d   yx xy  zx xz  yz zy  xy yz zx  xz zy yx  1 (9) Ứng suất hiệu quả theo lý thuyết Biot được xác định từ ứng suất tổng và áp lực lỗ rỗng theo công thức (Biot, 1955):   x   x  bx p,     y  by p y (10) Lưu ý rằng trong phương trình (10) ứng suất kéo và áp lực lỗ rỗng được coi mang dấu dương. Mối quan hệ giữa biến dạng và áp lực nước lỗ rỗng được biểu diễn như sau (Abousleiman và Ekbote, 2005): p  M    bx x  by y  với M là môđun Biot. (11) 3. Mô phỏng số ài toán Trong phần này nhóm nghiên cứu tiến hành mô phỏng ứng xử của một hầm tròn không chống bán kính r0 = 2,6 m được đào ở độ sâu 500 m trong tầng đá phiến sét trong khuôn khổ dự án nghiên cứu hầm lưu trữ chất thải hạt nhân tại Pháp. Mục tiêu của dự án nhằm nghiên cứu sự lưu trữ trong tầng địa chất sâu các chất thải hạt nhân y tế và công nghiệp đảm bảo an toàn dài lâu. Đá phiến sét Callovo-Oxfordian ở đây có độ thấm rất nhỏ có tác dụng như một rào chắn tự nhiên để ngăn chặn phóng xạ hạt nhân trong quá trình lưu trữ. Các tham số tính toán của đá phiến sét Callovo-Oxfordian được cho trong Bảng 1 (Armand và nnk., 2013). Bảng 1. Các tham số tính toán của đá phiến sét Callovo-Oxfordian Tham số Thứ nguyên Giá trị Môđun Young theo phương x, Ex MPa 5600 Môđun Young theo phương y, Ey MPa 4000 Tỷ số Poisson trong mặt phẳng bất đẳng hướng, yx - 0,15 Tỷ số Poisson trong mặt phẳng đẳng hướng, xz - 0,30 Ứng suất chính nguyên sinh nhỏ nhất trong phương MPa -12,5 ngang, ffh Ứng suất chính nguyên sinh lớn nhất trong phương MPa -16,25 ngang, ffH Ứng suất nguyên sinh trong phương đứng, ffv MPa -12,5 Áp lực nước lỗ rỗng nguyên sinh, pff MPa 4,7 Độ thấm nội tại trong phương x, Kintx m2 4,0×10-20 Độ thấm nội tại trong phương y, Kinty m2 1,33×10-20 Độ nhớt của nước, f Pa.s 10−3 Môđun nén của nước, Kf MPa 2×103 Hệ số Biot trong phương x, bx - 0,42 Hệ số Biot trong phương y, by - 0,60 Độ rỗng của đá,  - 0,18 Khối lượng riêng của đá, s kg/m3 2695 Khối lượng riêng của nước, f kg/m3 1000
. 439 a) b) Hình 2. Mô hình hình học và đi u kiện biên của bài toán (a); chi tiết vách hầm (b). Mô hình hình học của bài toán, kích thước của mô hình và điều kiện biên của bài toán được minh họa trên hình 2. Mô phỏng số được thực hiện trên phần mềm phần tử hữu hạn ASTER là phần mềm mã nguồn mở mạnh mẽ trong xử lý các ứng xử đa trường vật lý (Tran và nnk., 2023). Mô hình hai chiều biến dạng phẳng với phần tử bậc hai dạng tứ giác 8 điểm nút được sử dụng với 8 bậc tự do cho chuyển vị và 4 bậc tự do cho áp lực nước lỗ rỗng trong đó cung vách hầm được rời rạc thành 200 phần tử và toàn bộ mô hình được rời rạc thành 13.248 phần tử tứ giác bậc hai. 4. Kết quả và thảo luận Hình 3 thể hiện sự phân bố áp lực nước lỗ rỗng trên đoạn thẳng nằm ngang (sau đây gọi là phương ngang) và đoạn thẳng thẳng đứng (sau đây gọi là phương đứng) có đường kéo dài đi qua tâm hầm. Có thể nhận thấy rằng, trên phương ngang áp lực nước lỗ rỗng biến thiên nhiều theo khoảng cách từ vách hầm và theo thời gian (hình 3a). Ở khoảng thời gian đầu ngay sau khi đào hầm (t = 1 giờ), áp lực nước lỗ rỗng lân cận vách hầm tăng đột biến, lớn hơn khá nhiều áp lực nước lỗ rỗng nguyên sinh trong khối đá. Cụ thể, ở khoảng cách khoảng 0,3 r0 tới vách hầm giá trị áp lực nước lỗ rỗng lớn nhất và đạt đến xấp xỉ 8,4 MPa trong khi áp lực nước lỗ rỗng nguyên sinh là 4,7 MPa. Lân cận vách hầm và phương ngang lúc này hình thành một vùng áp lực nước lỗ rỗng dư hay siêu áp lực nước lỗ rỗng (over pore pressure). Theo lý thuyết ứng suất hiệu quả Biot, áp lực nước lỗ rỗng ảnh hưởng lớn đến ứng suất hiệu quả trong khối đá. Do vậy, trong vùng áp lực nước lỗ rỗng dư này trường ứng suất hiệu quả sẽ chịu tác động lớn của trường áp lực nước lỗ rỗng. Ngược lại so với phương ngang, trên phương đứng, áp lực nước lỗ rỗng cũng biến thiên theo thời gian và khoảng cách đến vách hầm, song với giá trị không lớn (hình 3b). Trên phương này, ta không quan sát thấy vùng áp lực nước lỗ rỗng dư như trên phương ngang. Hiện tượng phân bố áp lực nước lỗ rỗng trên hai phương như được mô tả ở trên có thể được giải thích như sau. Phương ngang là phương có độ cứng lớn hơn, và theo nguyên lý cơ học đây sẽ là phương chịu lực lớn hơn trong vật liệu bất đẳng hướng. Khi chịu lực nén lớn hơn, trên phương này thể tích lỗ rỗng của vật liệu đá bị giảm xuống dẫn đến đẩy áp lực nước lỗ rỗng tăng lên. Do độ thấm của môi trường rất nhỏ, áp lực nước lỗ rỗng không kịp tiêu tán và do đó xuất hiện vùng áp lực nước lỗ rỗng dư. Theo thời gian, dòng thấm đưa nước lỗ rỗng từ vùng có áp lực cao đến vùng có áp lực thấp, hay nói một cách khác là áp lực nước lỗ rỗng dư được tiêu tán dần. Hình 3 thể hiện sự phân bố ứng suất hướng tâm hiệu quả theo phương ngang (hình 3a) và theo phương đứng (hình 3b). Có thể quan sát thấy rằng, trên phương ngang ứng suất nén hiệu quả hướng tâm tăng dần theo thời gian để đến trạng thái ổn định. Trạng thái ứng suất đạt ổn định
440 khi dòng thấm đạt đến trạng thái ổn định. Một điểm cần lưu ý rằng, ở khoảng thời gian sớm sau khi đào hầm, lân cận hầm xuất hiện ứng suất kéo hiệu quả. Giá trị ứng suất kéo lớn nhất r  1,1 MPa được quan sát thấy ở khoảng cách 0,2 r0. Đối với vật liệu đá, là vật liệu có sức chịu kéo kém, thì vùng ứng suất kéo có thể hình thành các vết nứt và dẫn đến đá bị phá hủy nếu ứng suất kéo vượt sức chịu kéo của đá. Trên phương đứng, ứng suất hiệu quả có xu hướng giảm dần đến giá trị ổn định. Như vậy, sự phân bố ứng suất theo hai phương cũng có những đặc điểm khác nhau như đối với phân bố áp lực nước lỗ rỗng. a) b) Hình 2. Áp lực nước lỗ rỗng trên cạnh nằm ngang (a) và trên cạnh thẳng đứng (b) đi qua tâm hầm. a) b) Hình 3. Ứng suất hướng tâm hiệu quả trên cạnh nằm ngang (a) và trên cạnh thẳng đứng (b) đi qua tâm hầm. Hình 4. Ứng suất tiếp tuyến hiệu quả dọc theo vách hầm.
. 441 a) b) Hình 5. Trường áp lực nước lỗ rỗng (a) và ứng suất hướng tâm hiệu quả (b) xung quanh hầm tại thời điểm t = 1 giờ. Sự thay đổi của ứng suất tiếp tuyến hiệu quả trên vách hầm theo thời gian được thể hiện trên hình 4. Như được dự báo, ứng suất tiếp tuyến hiệu quả cũng thay đổi theo thời gian để đạt đến trạng thái ổn định. Giá trị lớn nhất của ứng suất tiếp tuyến hiệu quả đạt được tại các góc cực 90o và 270o và càng ở thời gian sớm sau đào hầm giá trị này càng lớn. Hình 5 thể hiện phân bố của trường áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất hướng tâm hiệu quả trong mặt cắt ngang của hầm. Dễ dàng quan sát được sự phân bố của vùng áp lực nước lỗ rỗng dư và vùng chịu ứng suất kéo hướng tâm hiệu quả trên hình 5. Sự phân bố này là không đối xứng (bất đẳng hướng) ngay cả khi, trong nghiên cứu này, trường ứng suất nguyên sinh là đẳng hướng. Cụ thể là, sự bất đối xứng của phân bố áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất kéo hướng tâm có dạng lệch về phương ngang nơi có độ cứng lớn hơn. Các hiện tượng được quan sát ở trên cũng phù hợp với những dữ liệu quan trắc hiện trường tại dự án nghiên cứu hầm xử lý chất thải hạt nhân ở Pháp (Armand và nnk., 2013; Darius và nnk., 2016). Điều đó cho thấy, mô hình ứng xử thủy - cơ kết hợp có thể phản ánh tốt sự làm việc của hầm trong môi trường bất đẳng hướng bão hòa nước và có độ thấm nhỏ. 5. Kết luận Bài báo đã trình bày các khảo sát số trường áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất xung quanh một đường hầm tròn đặt sâu không vỏ chống trong môi trường đá đẳng hướng ngang bão hòa nước có độ thấm nhỏ. Một vài nhận xét có thể được đưa ra như dưới đây. - Xung quanh hầm xuất hiện những vùng áp lực nước lỗ rỗng dư và ứng suất kéo hướng tâm hiệu quả ở thời gian sớm sau khi đào hầm. Sự phân bố của các vùng này bất đẳng hướng và lệch về phương có độ cứng lớn hơn ngay cả khi trường ứng suất nguyên sinh trong mặt cắt ngang hầm đẳng hướng. Tính chất bất đẳng hướng của môi trường đá và độ thấm nhỏ của môi trường là nguyên nhân của hiện tượng này. Các kết quả phân tích cũng phù hợp về mặt hiện tượng với các quan trắc thực tế. - Mô hình ứng xử kết hợp hai chiều thủy - cơ học của vật liệu có thể phản ánh tốt sự làm việc của hầm trong môi trường bất đẳng hướng bão hòa nước và có độ thấm nhỏ. Lời cảm ơn Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 105.99-2020.21.
442 Tài liệu tham khảo Abousleiman Y., Ekbote S., 2005. Solutions for the inclined borehole in a porothermoelastic transversely isotropic medium. Jour. Appl. Mech., 72, pp 102-114. Amadei, B., 1983. Rock anisotropy and the theory of stress measurement. Springer Verlag. Armand G., Noireta A., Zghondi J., Seyedi D.M., 2013. Short- and long-term behaviors of drifts in the Callovo-Oxfordian claystone at the Meuse/Haute-Marne Underground Research Laboratory. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering; 5, pp 221-230. Biot. M. A. , 1955. Theory of Elasticity and consolidation of a porous anisotropic solid. J. Appl. Phys.. 26, pp 182-185. Cleary M.P., 1977. Fundamental solutions for a fluid-saturated porous solid, Int. J. Solids Structures, 13, 785-806. Darius M. Seyedi, Gilles Armand, Aurélien Noiret, 2016. „„Transverse Action” - A model benchmark exercise for numerical analysis of the Callovo-Oxfordian claystone hydromechanical response to excavation operations. Computers and Geotechnics, pp 1-19. Detournay E., Cheng AH-D., 1993. Fundamentals of poroelasticity. In: Hudson JA (ed.) Comprehensive rock engineering: principles, practice and projects. Pergamon Press, Oxford, UK, vol 2, pp 113-171. Tran N.H., Nguyen T.T.N., Pham D.T., and Trieu H.T., 2023. Thermo-hydro-mechanical responses of the host rock in the context of geological nuclear waste disposal. Journal of Applied Science and Engineering, Vol. 26, No. 12, pp 1689-1702. Rice, J.R., and Cleary, M.P., 1976. Some basic stress diffusion solutions for fluid saturated elastic porous media with compressible constituents. Reviews of Geophysics and Space Physics, 14(4), pp 227-241. Wang HF., 2000. Theory of linear poroelasticity with applications to geomechanics and hydrogeology. Princeton University Press, Princeton. Wittke W., 2014. Rock Mechanics Based on an Anisotropic Jointed Rock Model. Wiley, Ernst and Sohn. Pore water pressure and stress fields around deep tunnel excavated in low- permeability anisotropic poroelastic rock Tran Nam Hung1,*, Tran Nguyen Duong2, Pham Đuc Tho3, Vu Anh Tuan1 1 Le Quy Don technology University; 2 Ngo Quyen University 3 Hanoi University of Mining and Geology *Corresponding author: tranhung@lqdtu.edu.vn Abstract This paper is devoted to analyse the pore water pressure and stress fields around unlined deep tunnel excavated in low-permeability anisotropic poroelastic rock and under the groundwater table. The two ways coupling hydro-mechanical model of the rock materials is used to consider the interaction of mechanical and hydraulic phenomena occurring simultaneously in the rock mass around the tunnel. The behavior model takes into account the hydraulic and mechanical anisotropy of the material. The calculations are performed through numerical simulations based on the finite element method. The results show that the dissipation of the pore water pressure field around the tunnel takes place very slowly when tunneling due to the low permeability of the medium. Furthermore, the anisotropic nature of the material leads to the formation of an anisotropic over pore pressure region around the tunnel wall. As a consequence, the presence of effective radial tensile stress in this region may cause the fracture initiation of the rock mass. Keywords: Deep tunnel, low permeability, anisotropy, coupled hydro-mechanical behavior, the finite element method.