Hiện nay, trên toàn thế giới có rất nhiều các hệ thống phân loại khối đá khác nhau. Trong đó có một vài hệ thống (GSI, RMR, hệ thống Q) được sử dụng phổ biến hiện nay. Câu hỏi "Hệ phân loại khối đá nào tốt nhất?" có lẽ không có một câu trả lời duy nhất. Thực tế cho thấy mỗi hệ phân loại được phát triển nhằm phục vụ một mục đích cụ thể, phản ánh những khía cạnh khác nhau của khối đá và điều kiện công trình.
Thông thường, để đánh giá hệ thống phân loại, thường dựa vào các yếu tố sau: (i) tiết kiệm nhưng an toàn; (ii) có thể áp dụng chung hoặc chỉ áp dụng cho một mục đích chuyên môn cụ thể; (iii) dựa trên các tham số dễ xác định.... Có thể nhận xét 3 hệ phân loại phổ biến như sau:
RMR (Rock Mass Rating) của Bieniawski có lẽ là hệ phân loại được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới (ít nhất dựa vào thống kê sách vở và các tài liệu viết về nó). Với các thông số tương đối dễ xác định như cường độ đá nguyên khối, chỉ số RQD, khoảng cách khe nứt, điều kiện khe nứt và nước ngầm, RMR cho phép kỹ sư nhanh chóng đánh giá chất lượng khối đá tại hiện trường. Nhờ tính đơn giản và trực quan, RMR đã trở thành "ngôn ngữ chung" trong nhiều báo cáo khảo sát địa chất công trình và địa kỹ thuật.
Trong khi đó, Q-System của Barton được phát triển với mục tiêu gắn trực tiếp chất lượng khối đá với yêu cầu chống đỡ công trình ngầm. Hệ thống này đặc biệt chú trọng đến đặc điểm của hệ khe nứt, điều kiện nước ngầm và ảnh hưởng của trạng thái ứng suất. Vì vậy, Q-System được sử dụng rất rộng rãi trong thiết kế hầm tại các nước Bắc Âu, nơi có nhiều công trình ngầm trong đá cứng. Đối với kỹ sư hầm, Q-System không chỉ là một hệ phân loại mà còn là công cụ hỗ trợ lựa chọn giải pháp chống đỡ.
Sự phát triển mạnh mẽ của mô hình số trong vài thập kỷ gần đây đã đưa GSI (Geological Strength Index) trở thành một trong những hệ thống được sử dụng nhiều nhất trong nghiên cứu và thiết kế hiện đại. Khác với RMR hay Q-System, GSI không hướng đến phân loại chất lượng khối đá theo nghĩa truyền thống mà tập trung vào việc mô tả cấu trúc khối đá và đặc điểm của các mặt gián đoạn (các khe nứt). Giá trị GSI được sử dụng trực tiếp trong tiêu chuẩn phá hoại Hoek–Brown để xác định các thông số cơ học của khối đá phục vụ phân tích bằng các phần mềm như FLAC, RS2 hay PLAXIS.
Có thể nói rằng RMR giúp trả lời câu hỏi "Khối đá tốt hay xấu?", Q-System hỗ trợ quyết định "Cần chống đỡ như thế nào?", còn GSI giúp xác định "Khối đá sẽ ứng xử ra sao trong mô hình tính toán?". Chính vì vậy, xu hướng hiện nay không phải là lựa chọn một hệ phân loại duy nhất mà là kết hợp nhiều hệ thống để tận dụng thế mạnh của từng phương pháp.
Một kỹ sư địa kỹ thuật cứng là ngoài việc biết tính toán xác định chỉ số phân loại còn phải hiểu ý nghĩa thực sự đằng sau các con số đó và biết sử dụng chúng đúng mục đích trong khảo sát, thiết kế và thi công công trình.
No comments:
Post a Comment