การเสริมความแข็งแรงของหิน Rock Reinforcement กลุ่มนักศึกษาวิชา Rock Mechanics ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

Histories of Rockbolts - มีการเริ่มใช้ Roof Bolting ขึ้นในปี 1981 ในเหมืองของโปแลนด์ - 1952 Rock Bolts เข้ามาแทนที่ การใช้ไม้อย่างมาก - มีการใช้ Rock Bolts ในเหมืองของอเมริกาปีปีหนึ่งประมาณ 120 ล้านตัว

System of Rock reinforcement Rock bolts High – Capacity Grouted Ground Anchors Composite Sytem งานอุโมงค์ และ การเสริมความมั่นคงตามเชิงเขาต่างๆ งาน Pre – Stress ของเขื่อนคอนกรีต งานฐานรากที่ต้องรับแรง Uplift

Why must to use Rockbolts ? can be used in any excavation geometry simple and quick to apply relatively inexpansive Installation can be fully mechanized

Scope and Planning Before excavation -Site investigation -Excavation requirement -Relevant past case histories -Choice of rockbolt system -Initial design -Choice of monitoring system

Scope and Planning ( cont . ) During excavation After excavation -Detailed site investigation -Installation of rock bolt system -Installation of monitoring system -Long term monitoring -Review experience -Review design -New design

ชนิดของ Rock Anchor Mechanically anchored rockbolts Grouted rock and cable bolts Friction anchored rockbolts

1. Mechanically anchored rockbolts 1.1 Single Wedging Action

1. Mechanically anchored rockbolts 1.2 Double Wedging Action

2. Grouted rock and cable bolts 2.1 การ grouted dowel โดยใช้ cement

2. Grouted rock and cable bolts 2.2 การ grout ผ่านท่อเจาะรู(Perfobolts)

2. Grouted rock and cable bolts 2.3 การ grout โดยใช้ resin

3. Friction anchored rockbolts 3.1 Split Set System

3. Friction anchored rockbolts 3.2 Swellex System

การใช้สลักหินในการค้ำยันจะทำให้เกิดผลดังนี้ ทั้งหมดที่กล่าวมานั่นคือเมื่อใส่ชุดสลักหินเข้าไปแล้ว ก็จะเกิดผลทันทีต่อส่วนที่อยู่ด้านในบริเวณที่ถูกขุด สลักหินจะทำให้เกิดโครงสร้างที่มีลักษณะคล้ายไดอะแฟรมของหินซึ่งจะถูกทำให้เป็นส่วนที่ช่วยพยุงหินให้อยู่ได้ด้วยตัวของมันเอง ซึ่งความหนาของไดอะแฟรมนี้จะน้อยกว่าความยาวของสลักหิน อย่างไรก็ตามในการที่จะใช้สลักหินในการค้ำยัน ผู้ดำเนินการควรจะรู้พฤติกรรมของหินด้วยว่ามีลักษณะเป็นอย่างไร และจะมีการตอบสนองต่อสลักยึดหินอย่างไร 4. การแปรเปลี่ยนหรือการเปลี่ยนรูปของผิวที่ถูกขุดเนื่องจากการปรับหน่วยแรงโดยรอบของอุโมงค์จะไม่ขยายขอบเขตออกไปและไม่เคลื่อนที่เข้าสู่อุโมงค์ โดยการใส่สลักหินเข้าไปเป็นชุด 2. การยึดของสลักหินเป็นสาเหตุให้เกิดหน่วยแรงกดสัมผัสกระทำตั้งฉากกับทิศทางของสลักหิน และเกิดขึ้นโดยการกระทำร่วมกันของแรงดึงในสลักยึดหิน และปฏิกิริยาตอบสนองของหินต่อการยึด 1. ทำให้เกิดโซนของแรงกดในแนวรัศมีโดยรอบในหิน ซึ่งเกิดจากแรงดึงในสลักยึดหิน 3. หน่วยแรงกดโดยแรงที่เกิดขึ้นจากแรงดึงในสลักหินทำให้เกิดแรงกดดันเข้าไปและมีการขยายตัวตามแนวนอน ซึ่งผลจากการตรึงนี้ทำให้การกดถูกเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นเป็นมุมฉากกับทิศทางของสลักยึดหิน

Rockbolt Interaction Friction Anchored Rockbolts เทียบเคียงได้กับระบบ fully grouted bolts นั่นคือการเคลื่อนตัวของ rock mass กับ reinforcement เคลื่อนที่ไปด้วยกันไม่แยกออกจากกัน Mechanically Anchored Rockbolt จะเกิดค่า strain คงที่ตลอดความยาวของระยะความยาวอิสระ (Free length of bolt) การเคลื่อนตัวของหินระหว่างจุดยึดของสมอนั้นจะมีการเคลื่อนตัวตลอดความยาวส่วนล่างของสมอยึด ดังนั้นถือได้ว่า Expansion Shell Anchors Bolt เป็นระบบ flexible rock reinforcement system Fully Grouted Bolts แรงจะถูกส่งถ่ายจาก cement grout ไปยังหิน การเคลื่อนตัวของ rock mass และ reinforcement จะเคลื่อนตัวไปด้วยกัน โดยการกระจายแรงจะกระจายออกไปยังจุดยึดสมอโดยประมาณเท่ากับ 5-20 เท่าของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของสมอ โดยระบบนี้จะเป็นระบบ stiff rock reinforcement system

Design Principles Rockbolt หรือ cablebolt จะต้องออกแบบให้เกิดค่าการเคลื่อนตัวของหินให้น้อยที่สุด หลักการขั้นพื้นฐานคือ การเสริมความมั่นคงให้แก่มวลหินบริเวณผิวหิน ชั้นหินที่อยู่ใกล้ชิดกับบริเวณผิวหิน ชั้นหินที่อยู่ใกล้ชิดกับบริเวณมวลหินที่มีโอกาสทำให้เกิดการเคลื่อนตัวได้

1. เจาะ และระเบิดหิน 2. โกยหินออกและรังวัด ในการเปิดช่องอุโมงค์ขนาดใหญ่อาจจะต้องใช้ cable ยาวเป็นพิเศษ เพื่อจะสร้างแรงอัดกับหิน โดยหลักการออกแบบนั้นไม่ว่าจะเป็น rockbolt หรือ cablebolt ก็ใช้หลักการเดียวกัน ตามหลักการของ New Austrain Tunnelling Method (NATM) ในการขุดและการค้ำยันมีดังนี้ 1. เจาะ และระเบิดหิน 2. โกยหินออกและรังวัด 3. เสริมความมั่นคงขั้นแรก ด้วย Rockbolt และ Shortcreting 4. ปฏิบัติตามวงจรการทำงาน คือ เจาะ โกยหินและเสริมความแข็งแรงหินชั้นแรก 5. วัดการเคลื่อนตัวของหินและกำหนดเวลาที่เหมาะสมในการติดตั้ง permanent lining และ ติดตั้ง lining

Thank you for Attraction