NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG THEO MÔ HÌNH PHI TUYẾN. ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO ĐẬP THỦY ĐIỆN KHAO MANG THƯỢNG - TỈNH YÊN BÁI

Thủy Lợi, đến nay luận văn Thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thủy với đề tài: “Nghiên cứu trạng thái ứng suất - biến dạng của đập vật liệu địa phương theo mô hình phi tu

PHẠM TIẾN CẢNH

NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG THEO MÔ HÌNH PHI TUYẾN ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO ĐẬP THỦY ĐIỆN KHAO MANG THƯỢNG - TỈNH YÊN BÁI

Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy

Thủy Lợi, đến nay luận văn Thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình

thủy với đề tài: “Nghiên cứu trạng thái ứng suất - biến dạng của đập vật liệu địa

phương theo mô hình phi tuyến Áp dụng tính toán cho đập thuỷ điện Khao Mang Thượng - tỉnh Yên Bái” đã hoàn thành

Tác giả xin gửi lời chân thành cám ơn tới các đồng nghiệp trong Công ty Cổ phần Tư vấn Xây Dựng điện 1, người đã cung cấp các số liệu cho luận văn này Đặc biệt tác giả xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái, người đã trực tiếp hướng dẫn, và giúp đỡ tận tình tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Do thời gian và kiến thức có hạn, luận văn không thể tránh khỏi những điều thiếu sót Tác giả rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp và những quý vị quan tâm Mọi ý kiến đóng góp xin liên hệ theo địa chỉ email: canhpt_pecc@yahoo.com

Hà Nội, ngày 22 tháng 5 năm 2014

Tác giả

Phạm Tiến Cảnh

các số liệu sử dụng tính toán trong luận văn thuộc về sở hữu của Công ty Cổ phần

Tư vấn Xây dựng Điện 1 Tác giả tôn trọng bản quyền tác giả của các nguồn tài liệu được sử dụng trong luận văn, tất cả đều được trích dẫn cụ thể

Tác giả xin cam kết những điều trên là đúng sự thật Tác giả chịu trách nhiệm với những gì mình cam kết

Hà Nội, ngày 22 tháng 5 năm 2014

Tác giả

Phạm Tiến Cảnh

BẢNG BIỂU 1

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về đập vật liệu địa phương 4

1.1.1 Mở đầu 4

1.1.2 Nhiệm vụ, chức năng của đập 6

1.1.3 Ưu nhược điểm đập vật liệu địa phương 6

1.1.4 Một số đập vật liệu địa phương trên thế giới và Việt Nam 7

1.2 Trạng thái ứng suất biến dạng của đập 11

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT - BIẾN DẠNG CỦA ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG 13

2.1 Tổng quan về mô hình vật liệu 13

2.1.1 Tổng quan về ứng suất 13

2.1.2 Tổng quan về biến dạng 15

2.2 Một số mô hình vật liệu cơ bản 16

2.2.1 Mô hình vật liệu đàn hồi tuyến tính 16

2.2.2 Mô hình vật liệu đàn dẻo tuyệt đối (Mohr-Coulomb) 17

2.2.3 Mô hình vật liệu Hyperbolic (Duncan-Chang) 19

2.2.4 Mô hình đất tăng cứng Hardening Soil 21

2.3 Quy luật biến dạng cơ bản của đất 25

2.4 Các biến dạng trong đập và hậu quả 26

2.5 Đứt gãy thủy lực 30

3.1 Yếu tố về hình học của đập 32

3.2 Lựa chọn mô hình vật liệu 32

3.3 Lựa chọn chỉ tiêu của vật liệu 33

3.4 Lưới phần tử 34

3.5 Quá trình thi công 35

3.6 Quá trình tích nước 37

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG ĐẬP KHAO MẠNG THƯỢNG 39 4.1 Giới thiệu về đập Khao Mang Thượng 39

4.2 Phân tích số liệu, mô hình tính toán, mặt cắt tính toán 49

4.2.1 Khảo sát mỏ vật liệu đắp đập 49

4.2.2 Công tác thí nghiệm vật liệu đắp đập 50

4.2.3 Phân tích số liệu 53

4.2.4 Mô hình tính toán 53

4.2.5 Xác định chỉ tiêu tính toán cho mô hình hardening soil 55

4.2.6 Các tính toán ứng suất biến dạng đập 57

4.3 Kết quả tính toán 58

4.3.1 Ảnh hưởng mô hình tính toán, quá trình thi công, quá trình tích nước: Tính cho mặt cắt 0+100 59

4.3.2 Ảnh hưởng của hình dạng mặt cắt: Mặt cắt 0+75, 0+125, 0+150 70

4.3.3 Ảnh hưởng của khối gia tải hạ lưu: Mặt cắt 0+75 75

4.3.4 Tính toán cho mặt cắt dọc trục đập 76

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

PHỤ LỤC

Hình 2-3: Quan hệ giữa ứng suất biến dạng – mô hình đàn hồi tuyến tính 16

Hình 2-4: Quan hệ ứng suất – biến dạng mô hình Mohr Coulomb 17

Hình 2-5: Mặt dẻo trong không gian ứng suất chính (C=0) 18

Hình 2-6: Đường cong quan hệ giữa ứng suất – biến dạng 20

Hình 2-7: Xác định module tham chiếu ref oed E 23

Hình 2-8: Đường cong ứng suất biến dạng 23

Hình 2-9: Quy luật biến dạng của đất 25

Hình 2-10: Biến dạng đều 26

Hình 2-11: Chênh lệch chuyển vị do địa hình 26

Hình 2-12: Chênh lệch chuyển vị do vật liệu đắp khác nhau 27

Hình 2-13: Chênh lệch chuyển vị do thay đổi địa chất nền 27

Hình 2-14: Chênh lệch chuyển vị do vết nứt kiến tạo chạy dọc theo phương dòng chảy 27

Hình 2-15: Biến dạng theo phương ngang 27

Hình 2-16: Lún nền đập 27

Hình 2-17: Vết nứt vuông góc trục đập 28

Hình 2-18: Vết nứt ngang 29

Hình 2-19: Vết nứt dọc 30

Hình 2-20: Giảm ứng suất trong thân đập 31

Hình 3-1: Ảnh hưởng của quá trình thi công đến trạng thái ứng suất biến dạng 36

Hình 4-1: Thiết kế mặt cắt ngang đập điển hình 44

Hình 4-2: Biểu đồ cấp phối hạt các khối đắp 46

Hình 4-3: Đập đắp đến cao trình 470.00m 47

Hình 4-4: Đập đắp đến cao trình 900.00m 47

Hình 4-5: Thi công lõi sét chống thấm đến cao trình 900.00m 48

Hình 4-9: Đường cong quan hệ 𝛔~𝛆 thí nghiệm nén Oed 57

Hình 4-10: Kết thúc giai đoạn thi công - Ứng suất 𝜎y’ 59

Hình 4-11: Kết thúc giai đoạn thi công - Ứng suất 𝜎x’ 59

Hình 4-12: Chuyển vị theo phương đứng, kết thúc giai đoạn thi công 60

Hình 4-13: Kết thúc giai đoạn thi công – Chuyển vị theo phương ngang 60

Hình 4-14: MNDBT - Ứng suất 𝜎y’ 60

Hình 4-15: MNDBT - Ứng suất 𝜎x’ 60

Hình 4-16: MNDBT – Chuyển vị theo phương X 61

Hình 4-17: Kết quả ứng suất theo phương Y của giai đoạn thi công xong (màu đỏ) và giai đoạn mực nước dâng bình thường 62

Hình 4-18: Kết thúc giai đoạn thi công - Ứng suất 𝜎x’ 63

Hình 4-19: Kết thúc giai đoạn thi công - Ứng suất 𝜎y’ 64

Hình 4-20: Kết thúc giai đoạn thi công - Ứng suất chính 64

Hình 4-21: Các điểm vẽ biểu đồ chuyển vị thẳng đứng 64

Hình 4-22: Chuyển vị đứng các điểm đo 65

Hình 4-23: Chuyển vị đứng tăng thêm do từng lớp đất đắp ứng với các điểm khảo sát 65

Hình 4-24: Các ứng suất hiệu quả theo phương Y tại các cao trình 895, 905, và 884 66

Hình 4-25: MNDBT – Áp lực nước lỗ rỗng 67

Hình 4-26: MNDBT - ứng suất hiệu quả 𝜎y’ 68

Hình 4-27: MNDBT - ứng suất hiệu quả 𝜎x’ 68

Hình 4-28: MNDBT - ứng suất chính hiệu quả 68

Hình 4-29: Chuyển vị thẳng đứng – MNDBT 69

Hình 4-30: Chuyển vị thẳng đứng –cuối giai đoạn thi công 69

Hình 4-31: Mặt cắt 0+75 - Kết thúc thi công - ứng suất hiệu quả 𝛔y 70

Hình 4-34: Mặt cắt 0+125 - Kết thúc thi công - ứng suất hiệu quả 𝛔y 71

Hình 4-35: Mặt cắt 0+125 - Kết thúc thi công - ứng suất hiệu quả 𝛔x 72

Hình 4-36: Mặt cắt 0+125 - MNLTK - Ứng suất hiệu quả 𝛔y 72

Hình 4-37: Mặt cắt 0+150 - Kết thúc thi công - ứng suất hiệu quả 𝛔y 73

Hình 4-38: Mặt cắt 0+150 - Kết thúc thi công - ứng suất hiệu quả 𝛔x 73

Hình 4-39: Mặt cắt 0+150 - MNLTK - Ứng suất hiệu quả 𝛔y 74

Hình 4-40: Ứng suất trong lõi sét cao trình 904m khi MNDBT 75

Hình 4-41: Mặt cắt A-A 75

Hình 4-42: Trường hợp không có khối gia tải Max = 14,8cm 76

Hình 4-43: Có khối gia tải Max = 5cm 76

Hình 4-44: Thi công xong - chuyển vị theo phương X 77

Hình 4-45:Thi công xong - chuyển vị theo phương Y 77

Hình 4-46: Ứng suất Sx'- mực nước 915 78

xây dựng xong, đang vận hành bình thường Tính đến thời điểm tháng 1/2007 9

Bảng 1-3: Một số đập vật liệu địa phương được xây dựng ở Việt Nam 10

Bảng 4-1: Bảng thông số các hạng mục công trình thủy điện Khao Mang Thượng giai đoạn TKKT 41

Bảng 4-2:Cấp phối hạt cát lọc (khối 3) 45

Bảng 4-3: Cấp phối hạt cát lọc (khối 4) 45

Bảng 4-4: Cấp phối hạt đá đắp thượng lưu (khối 5) 45

Bảng 4-5:Khối lượng công tác thí nghiệm trong phòng và hiện trường 51

Bảng 4-6: Chỉ tiêu tính toán kiến nghị theo số liệu của chủ nhiệm địa chất 53

Bảng 4-7: Chỉ tiêu tính toán đập KMT theo mô hình Hardening Soil 55

Bảng 4-8: Kết quả thí nghiệm nén 3 trục CU cho lõi sét 56

Bảng 4-9: Kết quả thí nghiệm nén Oed 56

Bảng 4-10: Modulus đàn hồi trung bình cho các vùng vật liệu – kết thúc giai đoạn thi công 67

Bảng 4-11: Modulus đàn hồi trung bình cho các vùng vật liệu – Mực nước DBT 67

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Từ mấy nghìn năm trước công nguyên, đập vật liệu địa phương đã được xây dựng nhiều ở Ai cập, Ấn độ, Trung quốc và các nước Trung Á của Liên xô với mục đích dâng và giữ nước để tưới hoặc phòng lũ Về sau, đập vật liệu địa phương ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống thủy lợi nhằm lợi dụng tổng hợp tài nguyên dòng nước

Đối với nước ta khi xây dựng những hồ chứa, đập vật liệu địa phương là loại công trình dâng nước phổ biến nhất Do đặc điểm về địa hình, địa chất, vật liệu xây dựng, phương tiện thi công của nước ta, trong tương lai đập vật liệu địa phương còn có triển vọng phát triển rộng rãi hơn nữa

Tính toán trạng thái ứng suất- biến dạng của đập vật liệu địa phương đã được thực hiện từ những năm 40 của thế kỷ 20 ở CHLB Nga và các nước phương Tây Tuy nhiên do hạn chế về công cụ tính toán mà người ta buộc phải đưa vào quá nhiều giả thiết nhằm đơn giản hoá các công thức tính toán Các công thức này là những biểu thức giải tích theo bài toán một chiều Cho tới nay, các công thức đó chỉ

đó đều được giải theo mô hình tuyến tính

Do thực tế xây dựng các dự án thủy điện lớn ở CHLB Nga và các nước phương tây ngày càng phát triển, nên các đập đất đá cao cũng được ứng dụng nhiều hơn.Theo đó các nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm của đập cao cũng phát triển và đã chứng minh rằng các kết quả tính toán theo mô hình tuyến tính đã không phản ánh đúng thực tế làm việc của công trình Để phản ánh đúng sự làm việc của các đập cao cần phải đi tìm kiếm một phương hướng khác Đó là việc giải bài toán với mô hình phi tuyến về mối liên hệ giữa ứng suất - biến dạng

Vấn đề nghiên cứu ứng dụng các công nghệ tiên tiến trong thiết kế các đập vật liệu địa phương ở Việt nam là cần thiết và cấp bách

Sự phát triển gần đây của các chương trình máy tính địa kỹ thuật phân tích ứng suất-biến dạng theo phương pháp phần tử hữu hạn đã đem lại hiệu quả cao trong thiết kế công trình Tuy nhiên, thách thức không nhỏ đối với người thiết kế là việc lựa chọn đúng đắn mô hình phân tích cũng như các tham số của mô hình đất

đá

Đề tài “Nghiên cứu trạng thái ứng suất - biến dạng của đập vật liệu địa phương theo mô hình phi tuyến Áp dụng tính toán cho đập thuỷ điện Khao Mang Thượng - tỉnh Yên Bái” sẽ nghiên cứu trạng thái ứng suất – biến dạng theo

mô hình phi tuyến xác định ứng suất và biến dạng trong thân và nền đập Khi biết được sự phân bố ứng suất sẽ dự kiến được khả năng phát sinh vết nứt trong đập- là một trong những nội dung quan trọng khi thiết kế đập cao và có địa hình phức tạp (như vai đập vách dốc, độ dốc thay đổi lớn ) Đề tài sẽ áp dụng phân tích ứng suất biến dạng theo mô hình đàn hồi phi tuyến – mô hình đất tăng cứng Hardening soil cho đập thủy điện Khao Mang Thượng, đập đá đổ lõi sét

2 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu trạng thái ứng suất – biến dạng của đập vật liệu địa phương theo

mô hình phi tuyến phản ánh đúng sự làm việc của đập

- Đề xuất giải pháp thiết kế hợp phù hợp cũng như biện pháp xử lý trong thời

kỳ thi công

- Nghiên cứu trạng thái ứng suất – biến dạng giúp tăng khả năng an toàn đập

và giảm giá thành công trình đặc biệt là những đập có điều kiện địa hình phức tạp

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Tổng hợp các số liệu lưu trữ về đập vật liệu địa phương

- Nghiên cứu một số mô hình đàn hồi phi tuyến

- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến ứng suất biến dạng của đập

- Kết hợp nghiên cứu lý thuyết với việc tính toán áp dụng cho một công trình

cụ thể là đập thủy điện Khao Mang Thượng – đập đá đổ

- Từ kết quả tính toán áp dụng rút ra kết luận và kiến nghị

4 Kết quả và dự kiến đạt được

- Phân tích ứng suất biến dạng theo mô hình đàn hồi phi tuyến cho đập thủy

điện Khao Mang Thượng

- Đề xuất các biện pháp nâng cao an toàn cho đập

- Kết quả đề tài có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo phân tích ứng suất - biến dạng cho các đập vật liệu địa phương

5 Nội dung luận văn

Nội dung luận văn gồm các phần như sau

MỞ ĐẦU

Chương I: Tổng quan

Chương II: Cơ sở lý thuyết phân tích ứng suất biến dạng đập vật liệu địa

phương Chương III: Các yếu tố ảnh hưởng đến ứng suất biến dạng của đập vật liệu địa

phương Chương IV: Tính toán ứng suất biến dạng đập Khao Mang Thượng

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về đập vật liệu địa phương

Hình 1.1 Ảnh đập vật liệu địa phương

Đập vật liệu địa phương là loại đập không tràn có nhiệm vụ dâng nước và giữ nước trong các hồ chứa hoặc cùng với các loại đập và công trình khác tham gia

nhiệm vụ dâng nước, tạo hồ chứa trong các hệ thống thủy lợi, thủy điện hay xây dựng nhằm mục đích chỉnh trị dòng sông

Từ mấy nghìn năm trước công nguyên, đập đất đá đã được xây dựng nhiều ở

Ai cập, Ấn độ, Trung quốc và các nước Trung Á của Liên xô với mục đích dâng và giữ nước để tưới hoặc phòng lũ Về sau, đập đất ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống thủy lợi nhằm lợi dụng tổng hợp tài nguyên dòng nước

Ngày nay, nhờ sự phát triển của nhiều ngành khoa học như cơ học đất, lý luận thấm, địa chất thủy văn và địa chất công trình v.v cũng như việc ứng dụng rộng rãi cơ giới hóa và thủy cơ hóa trong thi công cho nên đập đất càng có xu hướng phát triển mạnh mẽ Cho đến nay, các nước đã xây dựng hàng nghìn đập đất (riêng Nhật

đã có 1281 đập đất cao hơn 15 m) trong đó có trên 70 đập cao hơn 75 m

Các công trình thuỷ công nói chung và đập vật liệu địa phương nói riêng được

sử dụng rất phổ biến ở tất cả các nước trên thế giới khi xây dựng các dự án thuỷ lợi, thuỷ điện, giao thông thuỷ v.v Các đập đất đã xuất hiện khá sớm, từ hàng nghìn năm trước công nguyên (như ở Trung quốc thời cổ đại đã có đê đập ven sông Hoàng Hà, ở Ấn Độ đã thời cổ cũng đã có đê đập ngăn nước lũ của sông Hằng, ở Việt Nam từ thời Lý đã có đê ven sông Hồng v.v ) Ở nước ta, trong những năm qua đã xây dựng nhiều đập đất đồng chất, đập đất nhiều khối, đập đất đá hốn hợp, đập đá đổ…trong đầu mối công trình thủy lợi, thủy điện

Đặc điểm chính của các đập đất đá là thường xuyên chịu áp lực nước tĩnh và động Qua phân tích sự làm việc và tổng kết các công trình đã được xây dựng, khai thác vận hành người ta nhận thấy rằng các công trình thuỷ công như các đập đất đá

là loaị công trình có nhiều vấn đề kỹ thuật hơn cả Sự có mặt thường xuyên của dòng thấm trong thân và nền của các công trình thuỷ công đã dẫn dến sự tăng kích thước mặt cắt ngang của chúng cũng như đòi hỏi quá trình thi công nghiêm ngặt, cho nên giá thành công trình cao hơn rất nhiều giá thành các công trình không chịu tác dụng của dòng nước (ví như so với các công trình kiến trúc trên mặt đất)

Để hạn chế tới mức tối thiểu nhất tác hại các loại ngoại lực bên ngoài tác động lên các đập đất đá mà vẫn đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật, nhất thiết phải hiểu được bản chất của của các loại nội lực phát sinh trong thân và nền công trình

Ngày nay, cùng với sự phát triển như vũ bão của các loại máy tính, đặc biệt

là sự phát triển cực kỳ nhanh chóng của các phần mềm ứng dụng, đã cho phép chúng ta gải quyết được rất nhiều vấn đề khoa học và công nghệ phức tạp đặt ra đối với các công trình thuỷ công như các đập vật liệu địa phương

1.1.2 Nhiệm vụ, chức năng của đập

Đập vật liệu địa phương là loại công trình tận dụng vật liệu tại chỗ, có nhiệm

vụ dâng nước và giữ nước trong các hồ chứa hoặc cùng với các loại đập và công trình khác tham gia nhiệm vụ dâng nước, tạo hồ chứa trong các hệ thống thủy lợi, thủy điện hay xây dựng nhằm mục đích chỉnh trị dòng sông

1.1.3 Ưu nhược điểm đập vật liệu địa phương

1.1.3.1 Ưu điểm

Yêu cầu chất lượng của nền đối với đập vật liệu địa phương không cao lắm so với những loại đập khác Đập vật liệu địa phương có thể xây dựng được với bất kỳ điều kiện địa chất, địa hình và khí hậu nào Những vùng có động đất cũng có thể xây dựng được đập đất Ưu điểm này rất cơ bản, bởi vì càng ngày những tuyến hẹp,

có địa chất tốt thích hợp cho các loại đập bê tông càng ít cho nên dần dần đi vào khai thác các tuyến rộng, nền yếu, chỉ thích hợp cho đập bằng vật liệu tại chỗ

Với những thành tựu nghiên cứu trong các lĩnh vực cơ học đất, lý luận thấm, trạng thái ứng suất cùng với sự phát triển của công nghiệp chất dẻo làm vật chống thấm, người ta có thể sử dụng được tất cả mọi loại đất hiện có ở vùng xây dựng để đắp đập và mặt cắt đập ngày càng có khả năng hẹp lại Do đó giá thành công trình ngày càng hạ thấp và chiều cao đập càng được nâng cao Người ta đã tính được rằng nếu lựa chọn được loại đất có thành phần hạt thích hợp và đầm nén tốt thì ứng suất cho phép trong thân đập có thể đạt đến 110 kg/cm2

và như vậy có thể xây dựng được đập cao đến 650 m

Có khả năng cơ giới hóa hoàn toàn các khâu đào đất, vận chuyển và đắp đất với những máy móc có công suất lớn do đó rút ngắn được thời gian xây dựng, hạ giá thành công trình và hầu như dần dần có thể loại trừ hoàn toàn lực lượng lao động thủ công…

Tóm lại ưu điểm của đập vật liệu địa phương bao gồm:

- Có cấu tạo đơn gian nhưng rất phong phú, giá thành hạ;

- Yêu cầu địa chất nền không cao, có thể xây dựng trên mọi loại nền;

- Vật liệu không cần xử lý nhiều, tận dụng được các vật liệu tại chỗ;

- Kỹ thuật thi công đơn giản, cho phép cơ giới hóa các công đoạn thi công từ khai thác vật liệu, chuyên chở, đắp, đầm nén Công tác chuẩn

bị trước khi xây dựng không tốn nhiều công sức như các loại đập khác

- Kinh nghiệm trong thiết kế, thi công và quản lý đập được tích lũy qua thời gian dài

- Làm việc tin cậy kể cả ở vùng có động đất

- Dễ quản lý, tôn cao, đắp dày thêm

1.1.3.2 Nhược điểm

- Khối lượng đập lớn, do mái thượng lưu và hạ lưu đập thoải;

- Không cho nước tràn qua đỉnh đập Nếu nước tràn qua đỉnh đập sẽ bị

hư hỏng hoặc bị phá hủy do tác động gây xói mòn của dòng nước;

- Đập lún nhiều, lún phân bố không đều;

- Dễ bị xói mòn bên trong thân đập

1.1.4 Một số đập vật liệu địa phương trên thế giới và Việt Nam

Trên thế giới, đập vật liệu địa phương được xây dựng từ thời xa xưa Đập Ceylou (Xrilanca) cao 21.5m, khối lượng đất đắp 13.000.000m3 được xây dựng từ năm 504 trước công nguyên Từ đó đến nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đập vật liệu địa phương được mở rộng về chủng loại, chiều cao Đập không chỉ còn được xây dựng từ đất, mà còn có thể từ đá đổ, bê tông kết hợp đất, đá đổ…Chiều cao đập đã lên tới 335m (đập Rogun ở Tajikistan – hoàn thành năm

2015), trở thành loại đập có chiều cao lớn nhất trên thế giới, vượt qua đập bê tông Bakhtiari (315m) và đập vòm Jinping-I (305m)

Bảng 1-1: Một số đập vật liệu địa phương có chiều cao trên 100m trên thế giới

Bảng 1-2: Các đập cao nhất Hoa Kỳ, bao gồm các đập cao từ 170m ở Hoa Kỳ

đã xây dựng xong, đang vận hành bình thường Tính đến thời điểm tháng

1/2007

TT Tên đập Trên sông

Vị trí XD (Bang)

Chiều cao đập (mét)

Năm hoàn thành

1 Oroville Feather California 262,4 1968

3 Dworshak

N Fork Clearwater Idaho 244,4 1973

4 Glen Canyon Colorado Arizona 242,0 1964

5

New Bullards

Bar North Yuba California 219,8 1969

6 Seven Oaks Santa Ana California 215,4 1999

7 New Melones Stanislaus California 213,0 1979

8 Mossyrock Cowlitz Washington 206,5 1968

9 Shasta Sacramento California 205,2 1945

10 Don Pedro Tuolumne California 199,4 1971

11 Hungry Horse

S Fork Flathead Montana 192,2 1953

12 Grand Coulee Columbia Washington 187,4 1942

14 Trinity Trinity California 183,4 1962

15 Yellowtail Bighorn Montana 178,9 1966

Ở Mỹ, nếu tính từ 1963 trở lại đây thì đập bằng vật liệu địa phương, trong đó chủ yếu là đập đất chiếm 75% trong toàn bộ những đập đã xây dựng trong cùng thời

gian Ở Canađa cũng trong thời gian đó chỉ xây dựng 1 đập bê tông duy nhất còn là đập bằng vật liệu địa phương Ở Anh, trước 1964 đập bằng vật liệu địa phương chỉ chiếm 45 tổng số các loại đập mà từ 1964 lại đây đã nâng tỷ số lên 67%

Đối với nước ta, đập vật liệu địa phương là loại công trình dâng nước phổ biến nhất khi xây dựng những hồ chứa Những hồ chứa nước đã xây dựng ở nước

ta đập đất chiếm tuyệt đại đa số

Bảng 1-3: Một số đập vật liệu địa phương được xây dựng ở Việt Nam

Stt Ký hiệu công trình Loại đập Chiều cao (m)

14 Đa nhim (đơn dương) Đất đồng chát 29,00

20 Hàm thuận(đ.chính) Đá đổ, lỗi giữa 94,00

21 Hàm thuận(đập phụ) Đất đồng chất 58,00

24 Đa mi (đập chính) Đá đổ, lỗi giữa 72,00

25 Yaly, (đập chính) Đá đổ, lõi giữa 75,00

27 Tuyên quang (đập chính) Đá đổ, bản mặt 92,20

28 Quảng trị (đập chính) Đá đổ, bản mặt 75,00

1.2 Trạng thái ứng suất biến dạng của đập

Dưới ảnh hưởng của trọng lượng bản thân đập và của áp lực nước các biến dạng của thân đập xảy ra theo các hình thức lún thẳng đứng và chuyển vị ngang Nếu trong trường hợp này đập không được xây dựng trên nền cứng thì còn xảy ra cả các biến dạng của nền

Nghiên cứu trạng thái ứng suất biến dạng của đập vật liệu địa phương nhằm tìm ra mặt cắt đập hợp lý, phân vùng hợp lý vật liệu, tìm ra các nguy cơ ảnh hưởng xấu đến sự ổn định của đập như đứt gãy thủy lực, nứt, đưa ra các dự báo lún để có biện pháp xử lý thích hợp

Tính toán trạng thái ứng suất- biến dạng của đập đất đá đã được thực hiện từ những năm 40 của thế kỷ 20 ở CHLB Nga và các nước phương Tây Tuy nhiên do hạn chế về công cụ tính toán mà người ta buộc phải đưa vào quá nhiều giả thiết nhằm đơn giản hoá các công thức tính toán Các công thức này là những biểu thức giải tích theo bài toán một chiều Cho tới nay, các công thức đó chỉ có ý nghĩa về mặt lịch sử

Tính toán trạng thái ứng suất- biến dạng của đập đất đá theo bài toán phẳng hai chiều cũng đã được tiến hành vào những năm 60 của thế kỷ trước (gắn liền với

sự ra đời của phương pháp phần tử hữu hạn ), và bài toán không gian ba chiều cũng chỉ mới được bắt đầu tính toán vào những năm 70 của thế kỷ 20 Tất cả các bài toán

đó đều được giải theo mô hình tuyến tính

Do thực tế xây dựng các dự án thủy điện lớn ở CHLB Nga và các nước phương tây ngày càng phát triển, nên các đập đất đá cao cũng được ứng dụng nhiều hơn.Theo đó các nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm về đập cao cũng phát triển

và đã chứng minh rằng các kết quả tính toán theo mô hình tuyến tính đã không phản ánh đúng thực tế làm việc của công trình Để phản ánh đúng sự làm việc của các đập cao cần phải đi tìm kiếm một phương hướng khác Đó là việc giải bài toán của đập với mô hình phi tuyến về mối liên hệ giữa ứng suất và biến dạng

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển về cơ học phi tuyến của môi trường rời và về trạng thái ứng suất không gian đã đi đến kết luận rằng:

- Đất, đá là những vật liệu thể hiện phi tuyến rất mạnh, ngay cả khi tải trọng nhỏ

- Khi chịu tải trọng lớn, nhất thiết phải kể đến ảnh hưởng của ứng suất nén trung gian 2 tức là phải tính đến trạng thái ứng suất không gian của phần tử đất đá đang xét

Mặt khác, việc giải các bài toán không gian (ba chiều) khi so sánh với bài toán phẳng đã đưa đến kết luận rằng chỉ có bài toán không gian mới phản ánh đúng sự làm việc tự nhiên của đập Những kết luận như vậy cũng đã được các cơ quan thiết

kế thừa nhận Chính việc xây dựng các đập có tuyến cong như Kugar (Mỹ), Ragun ( CHLB Nga), Hòa Bình, Yaly (Việt Nam),… là đã sử dụng các kết quả của bài toán không gian

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT - BIẾN

DẠNG CỦA ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG 2.1 Tổng quan về mô hình vật liệu

“Mô hình vật liệu là một tập hợp của các phương trình toán học mô tả quan

hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu”

xx yy zz xz xy yz

Trong điều kiện bài toán biến dạng phẳng, yz zx  0

Hình 2-1: Hệ trục tọa độ không gian tổng thể và ký hiệu ứng suất

Theo Terzaghi, ứng suất trong đất được chia ra thành ứng suất hiệu quả ' và

áp lực nước lỗ rỗng w Do đó ứng suất tổng được viết dưới dạng:

' w

Nước được coi như không chịu cắt, do đó ứng suất cắt hiệu quả luôn luôn bằng ứng suất cắt tổng

Thông thường, các thành phần ứng suất chính ( 1  2 3) được sử dụng thanh cho các thành phần ứng suất Cartesian với quy ước ứng suất mang dấu âm là ứng suất nén, mang dấu dương là ứng suất kéo

Hình 2-2: Không gian ứng suất chính

Ngoài ứng suất chính, hai thành phần ứng suất bất biến không phụ thuộc vào

hệ tọa độ cũng thường được sử dụng Đó là:

arcsin

J q

 ;

y yy y

2.2 Một số mô hình vật liệu cơ bản

Dưới sự tác dụng của tải trọng, vật liệu bị biến dạng Quan hệ giữa ứng suất biến dạng gọi là ứng xử của đất Ứng xử của đất rất phức tạp, mỗi một loại vật liệu thì ứng xử đều khác nhau Người ta cố gắng mô tả ứng xử của đất thông qua các công thức toán, các công thức này gọi là mô hình toán học của đất, hay mô hình vật liệu Không có một mô hình vật liệu nào có thể đúng cho tất cả các loại vật liệu, đặc biệt đối với vật liệu là đá đắp, đất…Mỗi một mô hình thường chỉ có phạm vi áp dụng cho một vài loại vật liệu cụ thể Sau đây là một số mô hình phổ biến

2.2.1 Mô hình vật liệu đàn hồi tuyến tính

Hình 2-3: Quan hệ giữa ứng suất biến dạng – mô hình đàn hồi tuyến tính

Trong mô hình này, biến dạng tỷ lệ thuận với ứng suất và tuân theo định luật Hooke, được thể hiện như công thức sau:

(2.10)

2.2.2 Mô hình vật liệu đàn dẻo tuyệt đối (Mohr-Coulomb)

Hình 2-4: Quan hệ ứng suất – biến dạng mô hình Mohr Coulomb

Đường quan hệ ứng suất biến dạng trong mô hình Mohr Coulomb gồm 2 đoạn thẳng Trước khi đạt đến trạng thái chảy, ứng suất biến dạng tỷ lệ thuận với nhau và tuân theo định luật Hooke Sau đó, đường quan hệ này là một đường nằm ngang Quan hệ giữa ứng suất biến dạng được mô tả theo công thức:

 d   C c    C p  d (2.11) Trong đó:

-  d : Vecto vi phân ứng suất

- [Ce] : ma trận đàn hồi

- [Cp] : ma trận dẻo, phụ thuộc vào hàm dẻo và hàm thế năng dẻo

-  de : Vecto vi phân biến dạng gồm 2 thành phần, đàn hồi và dẻo

-  : Hệ số dẻo phụ thuộc vào hàm dẻo

2.2.2.1 Điều kiện dẻo

Hình 2-5: Mặt dẻo trong không gian ứng suất chính (C=0)

Hàm dẻo Mohr Coulomb được viết dưới dạng như sau

Khi f  0 đất ở trạng thái đàn hồi

Điều kiện dẻo đầy đủ bao gồm 6 hàm dẻo như sau:

Hàm thế năng dẻo bao gồm ba thành phần ứng suất chính và góc nở 

2.2.3 Mô hình vật liệu Hyperbolic (Duncan-Chang)

Đường cong phi tuyến quan hệ giữa ứng suất – biến dạng của Duncan và Chang là một đường hyperbolic giữa độ lệch ứng suất và biến dạng tương đối dọc trục:

Et

Trong đó:  1 3 : Độ lệch ứng suất;  : Biến dạng tương đối dọc trục; Et: Mô đun tiếp tuyến

Hình 2-6: Đường cong quan hệ giữa ứng suất – biến dạng

Module tiếp tuyến Et được xác định theo công thức

- Ka: Số modun gia tải không có đơn vị

- Pa: Áp suất khí quyển

- 3: Ứng suất hông

- n: số mũ thể hiện quan hệ giữa áp lực hông và mô đun ban đầu

- c: Lực dính của vật liệu

- φ: Góc ma sát trong của vật liệu

- Rf: Tỷ số giữa đường tiệm cận với đường hyperbolic với sức kháng cắt lớn nhất của đất Rf được định nghĩa bằng công thức

n a a

- Kur : số mô đun dỡ tải Thông thường Kur=3Ka

- n, Pa: giống công thức (2.15)

Hệ số poison có thể là một hằng số độc lập hoặc tính toán từ mođun thể tích theo công thức:

3

3

;6

- Kb: Số mô đun thể tích không đơn vị

- Pa: Áp suất khí quyển

- m: số mũ mô đun thể tích

2.2.4 Mô hình đất tăng cứng Hardening Soil

Khác với mô hình đàn dẻo tuyệt đối, khi mà mặt dẻo là cố định trong không gian ứng suất chính, mặt dẻo của mô hình đất cứng có thể mở rộng do biến dạng dẻo Sự khác biệt trong ứng xử của đất có thể chia ra làm 2 loại tăng cứng, tăng cứng cắt (shear hardening) và tăng cứng nén (compress hardening) Tăng cứng cắt được dùng để mô tả biến dạng không đàn hồi (không thể đảo ngược) do độ lệch tải gây ra, trong khi đó tăng cứng nén được dùng để mô tả biến dạng dẻo không đàn hồi

do lực nén gây ra trong thí nghiệm nén cố kết 1 chiều (OED test) hoặc nén đẳng hướng

Mô hình đất tăng cứng là một mô hình tiên tiến để mô tả ứng xử của nhiều loại đất khác nhau, bao gồm cả đất cứng và đất yếu, Schanz (1998) Khi tăng độ lệch tải, đất có xu hướng đồng thời giảm độ cứng và biến dạng dẻo phát triển Đặc biệt trong trường hợp nén ba trục thoát nước (CD triaxials test), quan hệ ứng suất biến dạng có thể được mô tả gần đúng bởi đường cong hyperbol (được dùng trong mô hình Duncan-Chang phần 2.2.3) Điểm khác biệt giữa mô hình Duncan-Chang và mô hình tăng cứng là Duncan-Chang sử dụng lý thuyết đàn hồi trong khi mô hình tăng cứng sử dụng lý thuyết dẻo1

- Các thông số cơ bản của mô hình đất tăng cứng bao gồm:

- m: Sự phụ thuộc của độ cứng vào ứng suất theo hàm mũ

E : Đặc trưng cho quá trình dỡ tải

- c,φ, và  : Các thông số đặc trưng cho tiêu chuẩn phá hoại Coloumb

Morh-Nhiều thí nghiệm cho thấy có thể lấy xấp xỉ ref

oed oed ref

Hình 2-7: Xác định module tham chiếu ref

oed

E

Với thí nghiệm nén 3 trục CD ta có đường cong miêu tả mối quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng như hình 2-8

Hình 2-8: Đường cong ứng suất biến dạng

Biến dạng dọc trục được tính theo công thức:

- qa – Độ lệch ứng suất tiệm cận đường hyperbolic

E được tính theo công thức

' '

hệ phụ thuộc là quan hệ hàm số mũ m Theo các nghiên cứu, m có giá trị năm trong khoản từ 0.5 đến 1

Xuất phát từ tiêu chuẩn phá hoại Morh Coloumb, độ lệch ứng suất khi phá hoại được tính theo công thức:

' 3

2sin( cot )

q q R

m ref

Các thí nghiệm xác định bộ thông số cho mô hình gồm:

- Từ thí nghiệm nén 3 trục không thoát nước CD Xác định các thông số c,φ bằng cách vẽ vòng tròn Morh 50

ref

E , Rf được xác định từ đường cong quan hệ giữa độ lệch ứng suất và biến dạng

- Từ thí nghiệm nén OED, xác định module tham chiếu ref

oed

E Các thông

số c,φ có thể xác định từ các thí nghiệm hiện trường hoặc nén 3 trục không thoát nước có đo áp lực nước lỗ rỗng CD

2.3 Quy luật biến dạng cơ bản của đất

Tổng biến dạng của đất dưới tác dụng của tải trọng S gồm biến dạng tức thời

Se, biến dạng cố kết Sc và biến dạng từ biến Scr

S=Se+Sc+Scr

Hình 2-9: Quy luật biến dạng của đất

Biến dạng tức thời Se: xảy ra ngay khi tải trọng tác dụng Đối với vật

liệu rời (đá đắp, cuội sỏi, cát…), biến dạng này là chủ yếu, xảy ra so sự thay đổi hình dạng hạt, các hạt bị phá vỡ, trượt lên nhau dưới tác dụng của tải trọng và sắp xếp lại, gây ra sự thay đổi về thể tích Đối với các vật liệu dính (đất), biến dạng này là sự bóp méo, làm thay đổi hình dạng, không làm thay đổi thể tích và do sự thoát một phần khí ra khỏi lỗ rỗng của đất

Biến dạng cố kết thấm: Kiểm soát bởi sự tốc độ thoát nước dư trong lỗ

rỗng của đất – quá trình chuyển hóa từ ứng suất tổng sang ứng suất hiệu quả cho tới khi biến thiên áp lực nước lỗ rỗng dư bằng 0 Với đất hạt mịn (đất sét), biến dạng này chiếm khoảng 90% tổng biến dạng có thể

Biến dạng từ biến: Khi áp suất hiệu quả không đổi, vật liệu vẫn tiếp tục

bị biến dạng do đá bị “mềm hóa”, “phong hóa”, do các hạt tiếp tục trượt lên nhau qua màng nước liên kết…

2.4 Các biến dạng trong đập và hậu quả

Tất cả các đập đang làm việc đều biến dạng Biến dạng của đập là nguyên nhân chủ yếu gây lên hư hỏng của đập trừ các trường hợp đập bị phá hủy đột ngột

do động đất, lũ lụt…Việc biến dạng quá mức gây ra giảm chiều cao đập, hình thành

kẽ nứt bên trong đập gây ra hiện tượng nước tràn qua đỉnh đập, rò rỉ trong thân đập dẫn đến đập bị phá hoại

Chuyển vị của một điểm trong thân đập gồm ba thành phần, chuyển vị thẳng đứng (hay còn gọi là lún), chuyển vị theo hướng thượng hạ lưu (chuyển vị ngang), chuyển vị theo hướng vuông góc với trục đập (chuyển vị dọc trục)

Tùy thuộc vào chuyển vị của các phần tử trong thân đập, gây ra các biến dạng khác nhau trong thân đập

Biến dạng đều: Có sự chuyển vị đồng đều giữa các điểm trong thân đập Loại

biến dạng này không gây ra nứt nẻ trong thân đập nhưng làm thấp cao độ đỉnh đập

Hình 2-10: Biến dạng đều

Biến dạng theo phương đứng: Có sự chênh lệch chuyển vị khá lớn giữa các

điểm lân cận hoặc giữa các bộ phận trong thân đập Điều này gây nên các nứt nẻ trong thân đập

Hình 2-11: Chênh lệch chuyển vị do địa hình

Hình 2-12: Chênh lệch chuyển vị do vật liệu đắp khác nhau

Hình 2-13: Chênh lệch chuyển vị do thay đổi địa chất nền

Hình 2-14: Chênh lệch chuyển vị do vết nứt kiến tạo chạy dọc theo phương

dòng chảy

Biến dạng ngang: Đập bị dịch chuyển theo phương ngang do tác dụng của

nước, tải trọng bản thân hoặc do lún của nền Biến dạng ngang lớn gây ra khe nứt dọc trục đập, gây mất ổn định đập

Hình 2-15: Biến dạng theo phương ngang

Hình 2-16: Lún nền đập

Biến dạng của đập là nguyên nhân chủ yếu gây ra hình thành các vết nứt trong thân đập Nước chui vào các vết nứt này và dẫn đến hiện tượng xói, dần dần phá hoại đập Có ba loại vết nứt hay gặp

Vết nứt vuông góc trục đập: Loại vết nứt nàt xảy ra khi biến dạng kéo do

chuyển vị dọc trục gây ra vượt quá khả năng chịu đựng của vật liệu Chuyển vị dọc trục có thể gây ra bởi khả năng chịu nén không đều của nền, một phần nền yếu có tính nén lún lớn hoặc có sự thay đổi đột ngột ở vai đập Đập làm việc như một dầm chịu uốn được cố định ở hai đầu Vết nứt xuất hiện khi đường cong lún hướng cong lên trên

Trong trường hợp vai đập dốc có xu hướng dịch chuyển từ vai đập vào phía trung tâm của thung lũng Điều này có thể gây kéo, tạo nên vết nứt tách đập ra khỏi vai đập, đặc biệt tại vị trí phía trên của đập Hoặc làm giảm áp lực tiếp xúc giữa đập

và vai tạo điều kiện thuận lợi cho nứt gãy thuỷ lực xảy ra

Sự hình thành các khe nứt vuông góc với trục đập chủ yếu khống chế bởi hình dạng đường cong biên lún Khi đường cong có bề lõm hướng lên trên đập chịu nén

và không có nguy cơ xảy ra nứt vuông góc với trục đập Trong trường hợp ngược lại sẽ dẫn đến trạng thái ứng suất kéo và gây ra nứt

Hình 2-17: Vết nứt vuông góc trục đập

Vết nứt ngang: Các vết nứt ngang xảy ra do vật liệu làm lõi hoặc đất nền phía

dưới lõi có độ nén lún cao so với lớp vỏ bên cạnh Khi lõi có xu hướng lún xuống so với lớp vỏ ứng suất tiếp tại bề mặt tiếp xúc giữa lõi và lớp vỏ có xu hướng cản trở chuyển vị của lõi dẫn đến hình thành vết nứt ngang ở trong lõi khi đó phần phía dưới tách ra khỏi phần phía trên đang bị treo do ứng suất tiếp ở hai bên cạnh gây ra Trong trường hợp này dù lõi chưa bị nứt theo phương ngang thì áp suất nén trên

mặt phẳng nằm ngang cũng giảm nhỏ đến mức khi hồ chứa nước sẽ gây ra nứt gãy thuỷ lực Hiện tượng nứt ngang này rất nguy hiểm bởi vì ta không nhìn thấy được

và ta chỉ biết khi dòng thấm nguy hiểm xuất hiện

Vết nứt dọc: Các vết nứt dọc ít nguy hiểm hơn so với các vết nứt ngang và vết

nứt vuông góc với trục đập vì chúng không tạo ra đường thấm từ thượng lưu về hạ lưu Tuy nhiên chúng có thể tạo nên sự nối tiếp của các khe nứt vuông góc tạo nên một trạng thái nguy hiểm Vết nứt dọc quan trắc được ở nhiều đập và thường xuất hiện ở phía thượng lưu

Hình 2-18: Vết nứt ngang

Các vết nứt dọc thường xuất hiện ở cuối giai đoạn tích nước lần đầu tiên do chênh lệch lún giữa lớp vỏ và lớp lõi bên trong Lớp vỏ bị lún vì ngập trong nước còn lớp lõi chịu áp lực nước phía thượng lưu

Nếu lớp vỏ là đó đổ có tính nén lún cao hơn lớp lõi độ lún của nó sẽ cao hơn nhiều của lớp lõi lớp vỏ lún xuống sẽ kéo theo lớp lõi biến dạng nhiều hơn Vết nứt dọc có thể sẽ hình thành do chuyển vị xuống và hướng ra ngoài, trong khi đó lõi đập

bị uốn về phía sau

Khe nứt dọc ở trong đập cũng có thể hình thành do chênh lệch lớn giữa độ cứng của các lớp vật liệu liền nhau và sự thay đổi đột ngột hình dạng của nền ví dụ như chân khay chống thấm của đập có mái dốc lớn được đắp lại bằng đất sét mềm

có độ nén lún cao hoặc ngược lại khi tường chống thấm cứng xuyên vào lớp lõi Vết nứt dọc đồng thời cũng xuất hiện trong các đập đồng chất do khối đất phía thượng lưu bị bão hoà Nếu khối đất đó không được đầm chặt hoặc được đầm ở độ

ẩm nhỏ hơn độ ẩm tối ưu

Hình 2-19: Vết nứt dọc 2.5 Đứt gãy thủy lực

Chênh lệch lún của đập đầm nén tao nên biến dạng do đó làm thay đổi sự phân

bố ứng suất Do hiện tượng này ứng suất ở một số vị trí tăng lên và giảm đi ở một

số nơi khác Tại một số nơi cục bộ có thể có trường hợp ứng suất hiệu quả chính nhỏ nhất giảm tới gần giá trị 0 thậm chí hình thành ứng suất kéo nếu vật liệu đắp đập có độ dính đủ lớn để chịu kéo Khi mực nước hồ dâng cao hơn, những vị trí có ứng suất nhỏ, nước có thể chui vào qua một khe tập trung nhỏ, khi áp lực nước lớn hơn ứng suất tại đó nước tiếp tục chui vào khe tập trung đó Với mực nước hồ tiếp tục dâng cao áp lực nước trong khi tiếp tục tăng lên, lõi bị biến dạng và khe nứt được mở rộng ra, áp lực nước để mở rộng kẽ nứt này không cần quá lớn Thực tế cho thấy nhiều trường hợp cột nước ở phía trên chỉ từ 2 –4m cũng đủ gây ra nứt gãy thuỷ lực Thực nghiệm cho thấy khi áp lực nước lớn hơn ứng suất nén nứt gãy thuỷ lực xuất hiện

Để kiểm tra nứt gãy thủy lực, ta sử dụng các kết quả phân tích về ứng suất: Kiểm tra nứt gãy thủy lực theo mặt đứng:

'

z d

c K