zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Các phương pháp đo nứt nẻ phục vụ mô hình hóa hệ thống nứt nẻ rời rạc bằng phương pháp số

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

5
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Các phương pháp đo nứt nẻ phục vụ mô hình hóa hệ thống nứt nẻ rời rạc bằng phương pháp số trình bày các nội dung chính sau: Mô hình mạng lưới khe nứt rời rạc; Các phương pháp đo nứt nẻ trong địa chất công trình.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Các phương pháp đo nứt nẻ phục vụ mô hình hóa hệ thống nứt nẻ rời rạc bằng phương pháp số

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NỨT NẺ PHỤC VỤ MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG NỨT NẺ RỜI RẠC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỐ Nguyễn Quang Tuấn Trường Đại học Thủy lợi, email: nqtuan@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG 2. MÔ HÌNH MẠNG LƯỚI KHE NỨT RỜI RẠC Các yếu tố gián đoạn trong đá như các khe nứt, đứt gãy, mặt lớp, mặt phân phiến có ảnh Mô hình mạng lưới khe nứt rời rạc hưởng rất lớn tới ổn định và tính thấm của (discrete fracture network/DFN) là mô hình khối đá. Để hướng tới việc mô phỏng hệ tính toán biểu diễn hệ thống các khe nứt rời thống khe nứt trong mô hình số, công tác khảo rạc (hướng, kích thước, vị trí, hình dạng, độ sát địa chất cũng cần xác định rõ các thông tin mở). DFN có thể được tạo ra từ kết quả đo vẽ địa chất, thống kê hoặc mô phỏng địa cơ học cần xác định để cung cấp cho việc nghiên cứu để biểu diễn các loại khe nứt trong đá. mô phỏng và xa hơn là việc tính toán. Mô hình các khe nứt rời rạc được sử dụng Đặc điểm của hệ thống khe nứt trong khối trong nhiều lĩnh vực. Trong địa kỹ thuật, mô đá hay các khe nứt riêng lẻ được mô tả bằng hình DFN dùng để mô phỏng khả năng truyền nhiều thông số khác nhau. Các thông số này dẫn nước trong môi trường đá, liên quan tới có thể xác định bằng đo đạc hoặc tính toán các bài toán tính toán nước dưới đất chảy vào một cách trực tiếp hoặc gián tiếp. Theo công trình đào, khả năng thấm mất nước dưới phương pháp truyền thống, đối với bài toán nền đập, khả năng truyền dẫn chất gây ô cơ học đá công trình, ổn định của khối đá nhiễm. DFN còn dùng để nghiên cứu sự ảnh được xét theo điều kiện về đặc điểm nứt nẻ hưởng của hệ thống khe nứt tới độ ổn định của của khe nứt. khối đá. Hình 1 là ví dụ về mô hình DFN Việc đánh giá đặc điểm nứt nẻ của khối đá trong PFC3D mô phỏng mái dốc đá nứt nẻ. tại hiện trường phục vụ mô phỏng thường Hầu hết các phương pháp tạo mô hình DFN được xác định dựa trên 3 phương pháp: Đo sử dụng 3 yếu tố quan trọng là thế nằm khe địa vật lý, khoan khảo sát và đo đạc vết lộ địa nứt, mật độ khe nứt và kích thước khe nứt. chất. Trong đó, việc đo đạc các vết lộ đá nứt Bên cạnh đó, các hàm số sẽ được sử dụng nẻ cho phép cung cấp thông tin về đặc điểm để mô tả quy luật phân bố của các yếu tố nứt nẻ một cách chính xác và đầy đủ nhất. trên. Thông thường, quy luật hàm mũ được Vết lộ đá có kích thước từ vài mét tới hàng sử dụng. Ngoài ra, quy luật phân bố có thể được mô tả theo quy luật hàm lũy thừa, hàm trăm mét nên việc xác định dễ dàng và đầy logarit, v.v. như tóm tắt trong [1]. Tổng hợp đủ hơn so với 2 phương pháp còn lại. Tuy các thông số đầu vào cho mô hình DFN được nhiên, số liệu đo đạc vết lộ trên bề mặt được trình bày trong Bảng 1. sử dụng để đánh giá cho phần dưới mặt đất Để mô phỏng khả năng thấm nước hay hay số liệu từ vết lộ hẹp dùng ngoại suy cho cường độ của khối đá thì cần có các thông số không gian rộng. Do đó, việc mô tả đặc điểm về độ mở hay độ dẫn nước của khe nứt, các nứt nẻ từ số liệu đo tại các điểm lộ cần thông thông số cường độ của khe nứt. Trong bài qua công tác thống kê. Các đặc tính của khe báo này, tác giả chỉ tập trung trình bày về các nứt và hệ thống khe nứt cần được nghiên cứu phương pháp đo xác định đặc trưng hình học chi tiết. của hệ khe nứt. 100
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 Khe nứt thống, đặc điểm nứt nẻ của đá được xác định Các phần tử liên kết thủ công bằng cách đo đạc ngay tại các nơi đá (phần đá liền khối) lộ ở hiện trường. Bên cạnh đó, còn có các phương pháp sử dụng ảnh hay công nghệ tiên tiến để nghiên cứu nứt nẻ. Xử lý ảnh và đo khe nứt bằng lazer là những phương pháp mới đã được áp dụng. Tuy nhiên, các kỹ thuật này đòi hỏi thiết bị và công nghệ, chủ yếu là áp Khối đá dụng trong phân tích ảnh viễn thám, việc áp dụng trong địa chất công trình còn hạn chế. Hình 1. Mô hình mái dốc đá nứt nẻ Trong thực khảo sát hiện nay, công tác đo thủ bằng phương pháp phần tử rời rạc công vẫn là phổ biến. Trong công tác đo đạc kết hợp mạng lưới khe nứt rời rạc [2] đánh giá nứt nẻ nói chung, có 2 cách đo cơ Bảng 1. Các thông số mô hình DFN bản: đo theo tuyến và đo theo diện tích. Tuy nhiên, trên cơ sở hai cách đo này, việc đo đạc Yếu tố Thông số đầu vào hiện trường có thể kết các kỹ thuật mới như Góc dốc  (tb, max , min); chụp ảnh phân tích, quét tia lazer. Thế nằm Góc hướng dốc  (tb, max , min) 3.1. Phương pháp đo theo tuyến và thông số hàm phân bố góc dốc. Theo phương pháp này, các khe nứt cắt Chiều dài L: Ltb, Lmax , Lmin Kích thước qua tuyến đã chọn sẽ được đo đạc. Thường và thông số hàm phân bố tuyến đo có hai dạng: đường thẳng và đường Số khe nứt trên một đơn vị diện tròn. Tất cả các thông tin về khe nứt có thể Mật độ tích và thông số của hàm phân bố xác định một cách nhanh chóng. Kết quả chỉ cung cấp thông tin một chiều cho hệ thống Khi khảo sát đo đạc vết lộ đá tại hiện nứt nẻ. Việc phân tích nứt quả thông qua nõn trường, chúng ta không thể đo đạc toàn bộ khoan với các thông số RQD, RR, v.v. hay khối đá hay toàn bộ phạm vi đá cần nghiên ảnh chụp hố khoan chính là tuân theo phương cứu. Thay vào đó chúng ta chỉ khảo sát các vị pháp này. Kết quả đo theo phương pháp này trí, diện tích đại diện. Hơn nữa, không phải lúc sẽ bị ảnh hưởng rất nhiều bởi phương, độ dài, nào chúng ta cũng có thể chọn nơi để đo đạc vị trí của tuyến đo. đánh giá, bởi chúng ta chỉ có thể đo đạc tại những điểm lộ hoặc tại các vị trí khoan, đào khảo sát. Việc lựa chọn các điểm khảo sát làm sao để có thể đánh giá phản ánh khách quan cho toàn phạm vi khảo sát rất quan trọng. Thông thường, những thông tin do chúng ta đo đạc, đánh giá thông qua một số điểm có diện tích nhỏ không phản ánh được hết tính chất nứt nẻ của toàn khối đá. Do những khó khăn kể trên, việc sử đánh giá tính chất nứt nẻ của đá cần kết hợp sử dụng với việc thống kê. Hình 2. Sơ đồ đo khe nứt theo tuyến 3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NỨT NẺ 3.2. Phương pháp đo theo diện tích TRONG ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Phương pháp đo theo diện tích còn được Trong địa chất và địa chất công trình, có gọi là đo theo cửa sổ được Pahl (1981) [3] đề nhiều phương pháp để đánh giá đặc điểm nứt xuất. Theo phương pháp này, diện tích đo nẻ của đá. Theo phương pháp địa chất truyền thường là hình vuông hoặc chữ nhật trên diện 101
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 đá lộ, các khe nứt có trong diện tích chọn sẽ được đo đạc. Độ lớn diện tích đo có ảnh hưởng nhiều tới kết quả đo, do vậy diện tích Diện đo đo càng lớn thì càng cho kết quả đo càng hình tròn Diện đo chính xác. Priest (1993) kiến nghị chọn sao cho cửa sổ đo cắt qua tối thiểu 30 đến 100 Tuyến đo khe nứt. Nên chọn hai mặt đá vuông góc với Điểm giao hình tròn nhau để đo để tránh việc đo thiếu các khe nứt với khe nứt song song song với mặt đá. Phương pháp này sẽ hạn chế được các sai lệch do hướng của khe nứt. Tuy nhiên, hạn Hình 4. Sơ đồ đo khe nứt chế của phương pháp này là tốn công sức và theo phương pháp kết hợp thời gian. Việc quyết định khe nứt nào cần đo đạc cũng rất phức tạp, đặc biệt trong trường 4. KẾT LUẬN hợp có nhiều khe nứt nhỏ. Ngoài ra đo đạc Bài báo đã giới thiệu cơ bản về các theo phương pháp này cũng bị ảnh hưởng phương pháp đo đạc mức độ nứt nẻ tại vết lộ nhiều bởi diện tích đo. hiện trường. Như trình bày ở trên, mỗi Phương pháp này thường được áp dụng phương pháp đo đạc khe nứt đều có những khi đo đạc các điểm đá lộ, hay phân tích ảnh ưu điểm và hạn chế nhất định. Việc lựa chọn viễn thám. Nếu thực hiện đo đạc thủ công thì phương pháp phục vụ khảo sát nên căn cứ sẽ rất tốn công, tuy nhiên phương pháp này sẽ phù hợp nếu kết hợp công nghệ xử lý ảnh vào mục đích công việc và điều kiện thực tế bằng hỗ trợ của máy tính trong việc đo đạc. về điều kiện đá lộ, nhân lực, thiết bị và công nghệ. Trong đa số công tác đo vẽ khảo sát địa chất công trình hiện nay, khi đo vẽ cho công trình cụ thể, việc tiến hành đo theo tuyến thường được áp dụng. Tuy nhiên, với sự phát triển của khoa học công nghệ, việc đo đạc theo diện tích có sự kết hợp với phân tích ảnh bằng các chương trình máy tính ngày càng trở nên khả thi hơn. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình 3. Sơ đồ đo khe nứt theo diện tích [1] Bonnet, E., et al. 2001. Scaling of fracture 3.3. Phương pháp đo kết hợp sys tems in geological media. Reviews of Geophysics, 2001. 39(3): p. 347-383. Mauldon et al (2001) [4] đưa ra một [2] Lorig, L.J., et al. 2015. Application of phương pháp kết hợp, đó là phương pháp ước discrete fracture networks in mining and lượng theo diện hình tròn (Circular civil geomechanics. Journal of Mining estimator). Phương pháp này kết hợp đo theo Technology. 124(4): p. 239-254. tuyến và diện tích của hình tròn. Một diện [3] Pahl, P.J. 1981. Estimating the mean length tích hình tròn trên diện đá lộ được chọn để đo of discontinuity traces. International Journal đạc. Khi đo, chỉ việc xác định số khe nứt (n) of Rock Mechanics and Mining Sciences & cắt với đường tròn và số điểm mút của khe Geomechanics. 18(3): p. 221-228. nứt nằm trong đường tròn đó. Do đó, phương [4] Mauldon, M., W.M. et al. 2001. Circular pháp này chỉ xác định các thông tin về mật scanlines and circular windows: new tools độ khe nứt và chiều dài trung bình. Phương for characterizing the geometry of fracture pháp này tiết kiệm hơn về thời gian và cũng traces. Journal of Structural Geology. 23(2): sẽ loại trừ được ảnh hưởng sai số lấy mẫu. p. 247-258. 102

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2418 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.