Về chỉ số chất lượng đá RQD

Chỉ số chất lượng đá RQD (Rock Quality Designation), hay còn gọi tắt là ''rờ cu dê'' hê hê hê, do Deere (1963) đề xuất, là một chỉ số đánh giá một cách định lượng mức độ nứt nẻ hay chất lượng của khối đá. Đây là một thông số được sử dụnjg nhiều trong đánh giá chất lượng khối đá, có thể coi là một thông số tiêu chuẩn để đánh giá đá qua công tác khoan thăm dò. Sự phổ biến của chỉ số này có lẽ nằm ở chính sự giản dị trong việc xác định.
Theo định nghĩa, giá trị RQD là tỷ số % giữa tổng chiều dài của các đoạn mẫu đá có chiều dài ≥ 10 cm và chiều dài đoạn khoan qua.

RQD dùng để làm gì?
- Đánh giá mức độ nứt nẻ, đánh giá nhận định ban đầu về khối đá với việc xây dựng công trình. Tất nhiên, chỉ là sơ bộ, bởi RQD chỉ đánh giá dọc hố khoan, không đánh giá được các thế nằm của các khe nứt.
- Làm thông số cơ sở cho việc thiết kế chống hầm theo phương pháp kinh nghiệm. Tất nhiên cũng rất sơ bộ bởi dựa trên cơ sở thông số RQD quá ''giản dị'', hehe.
- Dùng là 1 thông số cho các hệ thống phân loại khối đá khác như theo Q, RMR, SMR, GSI...cái này quan trọng, hầu hết các hệ thống phân loại được cho là tiến bộ đều cần tới RQD. Từ các hệ thống phân loại này chúng ta cũng có luôn cơ sở để thiết kế đào chống hầm hay ổn định mái dốc theo kinh nghiệm, tất nhiên là toàn diện và tốt hơn cái cơ sở dựa trên độc có RQD rồi.
- Làm thông số dự báo mô đun biến dạng của khối đá, cũng là theo kinh nghiệm thôi, nhưng có còn hơn không, đó là điều một tất nhiên trong cơ học đá hay địa chất công trình.

Tuỳ theo giá trị của RQD, chất lượng đá theo DEER được chia thành các loại sau:
- RQD < 25%   ------------ Rất xấu
- RQD = 25 – 50% --------Xấu
- RQD = 50 – 75% --------Trung bình
- RQD = 75 – 90% --------Tốt
- RQD > 90% ------------- Rất tốt

Hình 1: Ví dụ về đo đạc và tính toán RQD.

RQD = (tổng chiều dài các đoạn mẫu đá nõn khoan dài hơn≥10cm / tổng chiều dài đoạn khoan) x 100%

Trong ví dụ ở hình 1, RQD = ((33+12+14+35)/150 )x 100% = 63%
xếp loại theo Deer --> đá trung bình

Dù vậy, trong cái được gọi là đơn giản của chỉ số RQD, có một số vấn đề khi thực tế xác định chỉ số mà có thể dẫn tới sai lệch RQD.

Các yếu tố ảnh hưởng tới kết quả RQD:

1. Đường kính nõn khoan. Lúc khởi đầu, Deer dùng loại nõn khoan có đường kính 55,7mm (cỡ NX - tên cỡ này do mấy ông tây nghĩ ra, Wasabi cũng chả hiểu tại sao lại thế, cũng chả quan trọng lắm, phỏng ạ? Mời tham khảo bảng 1 - tên cỡ nõn khoan và đường kính nõn). Cỡ nõn khoan để xác định RQD có thể từ BQ đến PQ, thích hợp nhất là khoảng kích thước từ NX đến PQ. Thực ra ảnh hưởng của đường kính nõn khoan tới RQD không đáng kể. Đường kính nõn khoan chủ yếu ảnh hưởng đến khả năng lấy nõn. Khi kỹ thuật khoan cao, thì ảnh hưởng của kích nước nõn khoan tới RQD sẽ giảm đi. Điều đáng sợ nhất là kỹ thuật khoan kém, quá trình khoan làm đá vỡ vụ hết, không thể xác định được RQD, đôi khi khoan tệ còn phá tan mẫu đưa mùn theo dung dịch, mất luôn cả nõn khoan, đó mới là điều đáng ngại.
Bảng 1 đường kính nõn khoan (mm) theo các cỡ

Thực tế để được nõn khoan như vậy, đường kính hố khoan phải to hơn, to như thế nào thì Wasabi cũng chả biết đâu , mời gúc, chỉ biết nó sẽ phụ thuộc vào loại mũi khoan.

2. Cách đo: không đo tùy tiện, cần thực hiện đúng quy cách
- Theo từng mẩu nõn khoan, chiều dài được đo đúng theo tim nõn khoan: từ đầu mẩu đến đít mẩu.
- Khi mẫu bị vỡ do quá trình khoan, mặt vỡ không tính là khe nứt, cần xếp các mẩu vỡ lại cho đến hết mặt gián đoạn (khe nứt). Việc phân biệt mặt vỡ và mặt khe nứt với đa số đá thông thường không khó, nhận diện thế nào khỏi cần diễn đạt. Tuy nhiên, cũng có  trường hợp đá có tính phân phiến hay phân thớ thì sẽ không dễ chút nào. Lúc này cần cái đầu tỉnh táo của một nhà địa chất thực thụ. Còn khi khó phân biệt đến mức cái đầu địa chất cũng chịu thì hãy coi chỗ đứt đó là mặt khe nứt cho an toàn, lại khỏe đầu, hehe. Một số đá khác thì do một số lý do như ngấm nước - vỡ, tan rã, trương nở - vỡ, khi khoan lên tự vỡ do giải phóng ứng suất làm cho RQD bằng không... tất nhiên cũng chả nên lăn tăn gì mà ghi RQD=0. Tuy nhiên, cần ghi lại các đặc điểm đó như một lưu ý cho các kỹ sư thiết kế.
-  Với các mẩu đá nõn khoan có chiều dài hơn 10cm, dù cầm lên là một mẩu đá nhưng nếu xét thấy có dấu hiệu của mặt không liên tục kiểu như có khe nứt nhưng chưa đứt rời hay đá bị phong hóa mạnh thì cũng không xét để tính RQD. Đó cũng là kiến nghị của Bieniawski (1974). Wasabi theo phương án này, càng an toàn.

3. Chiều dài hiệp khoan: hiệp khoan càng ngắn, RQD càng thấp, tất nhiên. Deer kiến nghị lấy chiều dài hiệp khoan thực tế không lớn hơn 1,5m. Lưu ý khi mô tả cũng cần ghi lại cả chiều dài hiệp khoan. Khi gặp đới đá yếu hay khu vực đới phá hủy kiến tạo, chiều dài hiệp khoan sẽ được rút ngắn để đảm bảo tỷ lệ mẫu, điều này được chấp nhận bởi với những đới yếu RQD thấp, nếu thu ngắn hiệp khoan để đảm bảo lấy nõn cũng đồng nghĩa RQD sẽ thấp hơn, thiên về an toàn hơn.


Tài liệu tham khảo:

Deere, D.U. 1963. Technical description of rock cores for engineering purposes. In Rock mechanics and engineering geology 1(1): 18. Vienna: Springer