(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu lựa chọn kích thước của bản mặt bê tông trong đập đá đổ bê tông bản mặt sông cạn

L I C M N

Trong su t quá trình h c t p vƠ lƠm lu n v n, đ c s nhi t tình gi ng d y, giúp đ

c a các th y giáo, cô giáo tr ng i h c Th y l i, b ng s n l c c g ng h c t p,

nghiên c u vƠ tìm tòi, tích l y kinh nghi m th c t c a b n thơn đ n nay đ tài “Nghiên

c u l a ch n kích th c c a b n m t bê tông trong đ p đá đ bê tông b n m t Sông

C n” đư đ c tác gi hoƠn thƠnh đúng th i h n quy đ nh

c bi t tác gi xin đ c bƠy t lòng bi t n sơu s c t i các th y giáo T.S Nguy n Kiên Quy t vƠ PGS.TS Nguy n Quang Hùng đư t n tình h ng d n, ch b o vƠ cung

c p các thông tin khoa h c c n thi t trong quá trình th c hi n lu n v n Tác gi xin chơn thƠnh c m n các th y giáo, cô giáo vƠ cán b công nhơn viên Phòng Ơo t o i

h c & Sau đ i h c, Khoa Công trình, Tr ng i h c Th y l i đư gi ng d y, t o đi u

ki n giúp đ tác gi trong su t quá trình th c hi n lu n v n

Cu i cùng tác gi xin g i l i c m n chơn thƠnh đ n Vi n đƠo t o & Khoa h c ng

d ng mi n Trung ậ n i tác gi đang công tác; gia đình, b n bè & đ ng nghi p đư đ ng viên, t o m i đi u ki n thu n l i đ tác gi hoƠn thƠnh lu n v n đúng th i h n

Do h n ch v th i gian, ki n th c khoa h c vƠ kinh nghi m th c t c a b n thơn tác

gi còn ít nên lu n v n không th tránh kh i nh ng thi u sót Tác gi r t mong nh n

đ c Ủ ki n đóng góp vƠ trao đ i chơn thƠnh giúp tác gi hoƠn thi n h n đ tƠi c a

B N CAM K T

Tôi xin cam đoan đơy lƠ công trình nghiên c u c a riêng tôi Các s li u trích d n, k t

qu nghiên c u trong Lu n v n lƠ trung th c, ch a t ng đ c ng i nƠo công b trong

b t k công trình nƠo khác

H C VIểN

L u V n Kiên

M C L C

M U 1

I Tính c p thi t c a đ tƠi 1

II M c đích c a đ tƠi 2

III Cách ti p c n vƠ ph ng pháp th c hi n 2

IV K t qu đ t đ c 2

CH NG 1: T NG QUAN TỊNH HỊNH XÂY D NG P Á 3

1.1 Tình hình xơy d ng đ p đá đ bê tông b n m t trên th gi i 3

1.2 Tình hình xơy d ng đ p đá đ b n m t bê tông vi t nam 8

1.3 Nh ng thƠnh t u, t n t i trong xơy d ng đ p đá đ bê tông b n m t Vi t Namầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầầ 11

1.3.1 Nh ng thành t u 11

1.3.2 Nh ng t n t i 11

1.4 Nh ng v n đ k thu t trong thi t k đ p đá đ bê tông b n m t 12

1.4.1 Phân lo i đ p đá đ bê tông b n m t 12

1.4.1.1 Phân lo i theo v t li u đ p đ p 12

1.4.1.2 Phân lo i theo chi u cao đ p 13

1.4.1.3 Phân lo i theo c p công trình 13

1.4.2 C u t o các b ph n c a đ p đá đ bê tông b n m t 14

1.4.3 i u ki n n n xây d ng đ p CạRD 15

1.4.4 V t li u xây d ng đ p 18

1.4.4.1 V t li u làm l p đ m và vùng chuy n ti p 18

1.4.4.2 V t li u đá đ p thân đ p 19

1.4.5 V n đ n đ nh tr t 20

1.4.6 V n đ ng su t - bi n d ng 21

1.4.7 V n đ v th m 21

1.4.8 Ải i pháp kháng ch n cho thân đ p vùng có đ a ch n 21

1.5 Tình hình ch u l c vƠ đ c đi m c a b n m t bê tông [2] 22

1.6 K t lu n ch ng 1 24

1.6.1 u đi m c a đ p đá đ bê tông b n m t 24

1.6.2 Nh c đi m c a đ p đá đ bê tông b n m t 24

1.6.3 K t lu n 25

CH NG 2: C S Lụ THUY T C A PH NG PHÁP TệNH TOÁN P Á BÊ TỌNG B N M T 26

2.1 Các ph ng pháp ch y u tính toán tr ng thái ng su t bi n d ng cho CFRD 26

2.1.1 Các ph ng pháp tính toán ng su t- bi n d ng 26

2.1.2 2.2.2 Ph ng pháp tính toán đ c l a ch n đ phân tích trong lu n v n 27

2.2 C s lỦ thuy t c a ph ng pháp ph n t h u h n [3] 27

Trình t gi i bài toán b ng ph ng pháp PTảả 28

2.2.2 Ải i bài toán phân b ng su t-bi n d ng trong thân đ p và b n m t bê tông

b ng ph ng pháp PTảả 29

2.2.2.1 Các gi thi t c b n và phi n hàm th n ng 29

2.2.2.2 Ph n t t di n và hàm x p x b c nh t 31

2.2.2.3 Ph n t t m hình ch nh t 34

2.3 T ng quan v ph n m m SAP2000 [4] 37

2.3.1 Ph n m m SAP2000 và nh ng u đi m 37

2.3.2 Bài toán hình kh i (Solid) 38

2.3.2.1 Khái ni m v bài toán kh i 38

2.3.2.2 M t s quy c v ph n t kh i 38

2.3.3 Trình t gi i bài toán k t c u b ng SAP2000 V14 40

2.4 K t lu n ch ng 40

CH NG 3: PHÂN TệCH L A CH N KệCH TH C B N M T VÀ ÁP D NG CHO P SỌNG C N 41

3.1 Nghiên c u nh h ng c a các nhơn t t i đ p b n m t 41

3.1.1 Mô hình tính toán 41

3.1.2 T i tr ng và t h p t i tr ng 42

3.1.3 nh h ng c a chi u cao đ p 42

3.1.3.1 Các tham s tính toán 42

3.1.3.2 K t qu tính toán 42

3.1.4 nh h ng c a nhân t n n 46

3.1.4.1 Các tham s tính toán 46

3.1.4.2 K t qu tính toán 47

3.1.5 nh h ng c a mái đ p 51

3.1.5.1 Các tham s tính toán 51

3.1.5.2 K t qu tính toán 52

3.2 Xơy d ng m i t ng quan gi a chi u r ng b n m t vƠ chi u cao c a đ p 56

3.2.1 Các tham s tính toán 56

3.2.2 K t qu tính toán 57

3.3 Áp d ng cho đ p đá đ bê tông b n m t Sông C n 60

3.3.1 Ải i thi u công trình [5] 60

3.3.1.1 V trí đ a lý 60

3.3.1.2 Nhi m v 60

3.3.1.3 Quy mô công trình 60

3.3.1.4 Ch tiêu c lý c a đá đ p đ p và n n 62

3.3.2 Tính toán l a ch n kích th c b n m t 62

3.3.2.1 Ph m vi tính toán 62

3.3.2.2 Tham s hình h c và s đ tính toán 62

3.3.2.3 Phân tích k t qu tính toán 64

K T LU N VÀ KI N NGH 68

1 Nh ng k t qu đ t đ c c a lu n v n 68

2 Nh ng k t lu n c a lu n v n 68

3 Nh ng t n t i c a lu n v n 69

4 Nh ng ki n ngh c a lu n v n 69

TÀI LI U THAM KH O 70

PH L C 71

DANH M C CÁC HỊNH NH

Hình 1.1 ToƠn c nh đ p Cirata cao 125m ậ Inđônêxia 5

Hình 1.2 M t c t đ p Cirata cao 125m 6

Hình 1.3 p Kanaviou - Cyprus 6

Hình 1.4 ToƠn c nh đ p Toulnustouc cao 77m - Canada 6

Hình 1.6 ToƠn c nh thu đi n Tuyên Quang nhìn t h l u 9

Hình 1.7 M t c t đ i đi n công trình thu l i - thu đi n C a t 10

Hình 1.8 Vai ph i đ p đá đ bê tông B n m t C a t tháng 2/2008 10

Hình 1.9 M t c t ngang thơn đ p đ p b ng đá c ng 12

Hình 1.10 M t c t ngang thơn đ p đ p b ng cu i s i 12

Hình 1.11 M t c t ngang đi n hình c a đ p đá đ p bê tông b n m t 14

Hình 1.12 B trí vùng t ng đ m đ c bi t 15

Hình.1.13 Kh p n i d c b ép v đ p Mohale (Lesotho, Chơu Phi) 23

Hình 2.1 MƠn hình kh i đ ng c a ph n m m SAP2000 37

Hình 2.2 Ph n t kh i trong SAP2000 38

Hình 2 3 Ph n t kh i trong SAP2000 39

Hình 2.4 Ph n t kh i 6 m t vƠ kh i 5 m t 39

Hình 3.1 S đ tính toán cho m t m t d i b n m t kh i đá đ 41

Hình 3.2 Mô hình tính toán cho m t m t d i b n m t kh i đá đ 41

Hình 3.3 Bi u đ ng su t chính m t trên và m t d i t m b n m t ng v i chi u cao đ p 40m 43

Hình 3.4 Bi u đ ng su t chính m t trên và m t d i t m b n m t ng v i chi u cao đ p 60m 44

Hình 3.5 Bi u đ ng su t chính m t trên và m t d i t m b n m t ng v i chi u cao đ p 80m 45

Hình 3.6 Bi u đ t l chênh l ch ng su t chính m t trên và m t d i t m b n m t 46 Hình 3.7 Bi u đ ng su t chính m t trên và m t d i t m b n m t ng v i TH n n có E = 2*104 T/m2 48

Hình 3.8 Bi u đ ng su t chính m t trên và m t d i t m b n m t ng v i TH n n có E = 1*105 T/m2 49

Hình 3.9 Bi u đ ng su t chính m t trên và m t d i t m b n m t ng v i TH n n có E = 1,8*105 T/m2 50

Hình 3.11 Bi u đ ng su t chính m t trên và m t d i t m b n m t ng v i TH h s

mái mTL=1,30; m=1,25 53

Hình 3.12 Bi u đ ng su t chính m t trên và m t d i t m b n m t ng v i TH h s mái mTL=1,40; m=1,35 54

Hình 3.13 Bi u đ ng su t chính m t trên và m t d i t m b n m t ng v i TH h s mái mTL=1,50; m=1,45 55

Hình 3.14 Bi u đ t l chênh l ch ng su t chính m t trên và m t d i t m b n m t.56 Hình 3.15 Bi u đ ng su t chính S11l n nh t 58

Hình 3.16 Bi u đ ng su t chính S22 l n nh t 58

Hình 3.17 Bi u đ ng su t chính S33l n nh t 59

Hình 3.18 C t ngang đ p đi n hình 61

Hình 3.19 C t ngang đ p đi n hình 63

Hình 3.20 Ph mƠu ng su t chính S1 64

Hình 3.21 Ph mƠu ng su t chính S2 64

Hình 3.22 Ph mƠu ng su t chính S3 65

DANH M C B NG BI U

B ng 1-1 M t s đ p trên th gi i cao trên 100m 4

B ng 1-2 p đá đ b n m t đang xơy d ng cao trên 100m Trung Qu c 7

B ng 1-3 C p công trình theo chi u cao đ p vƠ tính ch t n n [1] 13

B ng 1-4 Tên đ t đá theo phơn lo i c a Nga 16

B ng 1-5 S c kháng nén c a v t li u đá ng v i chi u cao đ p 19

B ng 1-6: H s m m hóa cho phép c a v t li u đá 20

B ng 3-1 Tham s hình h c c a đ p 42

B ng 3-3 ng su t chính d c t m b n m t ng v i TH1.1 (Hđ = 40m) 43

B ng 3-4 ng su t chính d c t m b n m t ng v i TH1.2 (Hđ = 60m) 43

B ng 3-5 ng su t chính d c t m b n m t ng v i TH1.3 (Hđ = 80m) 44

B ng 3-6 Chênh l ch ng su t m t trên vƠ m t d i 45

B ng 3-7 Tham s hình h c c a đ p 46

B ng 3-8 Ch tiêu c lỦ c a v t li u đ p vƠ n n 47

B ng 3-9 ng su t chính d c t m b n m t ng v i TH2.1 n n có E = 2*104 T/m2 47

B ng 3-10 ng su t chính d c t m b n m t ng v i TH2.2 n n có E = 1*105 T/m2 48

B ng 3-11 ng su t chính d c t m b n m t ng v i TH2.3 n n có E = 1,8*105 T/m249 B ng 3-11 Chênh l ch ng su t m t trên vƠ m t d i 50

B ng 3-12 Tham s hình h c c a đ p 51

B ng 3-13 Ch tiêu c lỦ c a v t li u đ p vƠ n n 52

B ng 3-15 ng su t chính d c t m b n m t ng v i TH3.2 h s mái mTL=1,40; mHL =1,35 53

B ng 3-16 ng su t chính d c t m b n m t ng v i TH3.3 h s mái mTL=1,50; mHL=1,45 54

B ng 3-17 Chênh l ch ng su t m t trên vƠ m t d i 55

B ng 3-18 Tham s hình h c c a đ p 56

B ng 3-20 ng su t chính l n nh t 57

B ng 3-21 Ch tiêu c lỦ c a đá đ p đ p vƠ n n 62

B ng 3-22 Tham s hình h c c a đ p 63

B ng 3-23 ng su t chính d c t m b n m t 65

M U

I Tính c p thi t c a đ tƠi

Các đ p đá đ n c ta vƠ trên th gi i th ng đ c xơy d ng b ng hình th c: thơn

đ p lƠ đá đ vƠ ch ng th m lƠ t ng nghiêng ho c lõi gi a b ng đ t sét ho c bê tông atphal Tuy nhiên khi ngu n v t li u lƠm k t c u ch ng th m khan hi m ho c vùng

th i ti t không thu n, m a nhi u, yêu c u ti n đ thi công nhanh, ho c c n gi m công trình d n dòng b ng cách cho trƠn qua m t đ p xơy d , ầ thì hình th c đ p đá đ

ch ng th m b ng lõi gi a ho c t ng nghiêng không còn phù h p n a mƠ thay th vƠo

đó lƠ đ p đá đ ch ng th m b ng l p bê tông b n m t

p đá đ ch ng th m b ng bê tông b n m t (Concrete Face Rockfill Dams) đ c xơy

d ng đ u tiên vƠo n m 1985 t i M , đư d n thay th các đ p đá đ truy n th ng V i

nh ng u đi m n i b t c a mình, nó đư đ c ng d ng r ng rưi các n c phát tri n

t lơu, đ c bi t lƠ Trung Qu c, Nga, M vƠ ngƠy cƠng đ c hoƠn thi n v ph ng pháp tính toán c ng nh ph ng pháp xơy d ng u đi m chính c a lo i đ p nƠy lƠ thi công nhanh, gi m kh i l ng đ p đ p, áp d ng cho các đ p có chi u cao l n, có th cho n c trƠn qua m t đ p đang xơy d ng, ch đ ng trong thi công nên rút ng n đ c

th i gian xơy d ng công trình, gi m đ c giá thƠnh vƠ đ t hi u qu kinh t Tuy nhiên

đ đ m b o đ c ch t l ng vƠ l i th c a CFRD đòi h i trình đ t ch c thi công khá cao, trang thi t b xe máy ph i đ ng b , đ ng th i trong công tác kh o sát, thi t k

c ng ph i đáp ng đ c các yêu c u kh t khe, đ c bi t lƠ vi c x lỦ đúng đ n b n chơn

vƠ phơn khe d c c a b n m t nh m đ m b o vi c kín n c vƠ n đ nh b n v ng khi

b n m t b chuy n d ch vƠ bi n d ng

p đá đ bê tông b n m t lƠ m t lo i hình th c đ p t ng đ i m i đ i v i Vi t Nam Trong tính toán thi t k lo i hình đ p nƠy đi u quan tr ng ch y u lƠ kh ng ch bi n

d ng c a b n m t bê tông nh m đ m b o an toƠn ch ng th m vƠ đ b n tránh phát sinh

v t n t Tuy nhiên m t v n đ đ t ra lƠ trong tính toán k thu t, thông th ng quan

ni m b n m t bê tông đ c ngƠm ch t vƠo n n vƠ đ c t a lên kh i đá đ đ c đ m

ch t theo yêu c u Chính vì v y nên trong quá trình lƠm vi c x y ra hi n t ng chuy n

đ n bi n d ng c c b gơy m t n đ nh cho công trình V i s phát tri n c a công ngh tính toán thi t k hi n nay đư d n mô ph ng đ c liên k t gi a b n m t bê tông vƠ thơn đ p b ng đá đ nh m ti p c n sát v i th c t quá trình lƠm vi c c a đ p đá đ bê tông b n m t

N i dung đ tƠi nƠy ti n hƠnh nghiên c u mô ph ng đ y đ các liên k t gi a các b

ph n trong đ p nh m tìm ra kích th c b n m t bê tông m t cách h p lỦ nh t v đi u

ki n ch u l c, m t trong nh ng n i dung chính trong công tác thi t k vƠ thi công quan tâm - v i mong mu n góp ph n phát tri n vƠo vi c xơy d ng m nh m lo i hình đ p nƠy Vi t Nam hi n nay

II M c đích c a đ tƠi

B n m t bê tông lƠ ph n h t s c quan tr ng c a đ p đá đ p ch ng th m b ng bê tông

b n m t Nó có tác d ng ng n n c dòng th m t th ng l u v h l u Vì v y, v n đ

b o đ m s lƠm vi c bình th ng, không phát sinh các h h ng c a b n m t vƠ đ gi

n đ nh t ng th cho c đ p đá đ bê tông b n m t lƠ r t quan tr ng M c đích c a

lu n v n nƠy lƠ s d ng các ph ng pháp tính toán hi n đ i đ phơn tích ng su t, bi n

d ng vƠ s n đ nh c a đ p đá đ bê tông b n m t, t đó đ a ra các ki n ngh v kích

th c c a t m bê tông b n m t m t cách h p lỦ

III Cách ti p c n vƠ ph ng pháp th c hi n

Vi c phơn tích đi u ki n lƠm vi c đ ng th i c a b n m t bê tông vƠ đ p đá đ p đ c nghiên c u d a trên ph ng pháp Ph n t h u h n

Vi c xác đ nh kích th c h p lỦ c a các t m bê tông b n m t d a vƠo các lỦ thuy t

c a s c b n v t li u, k t c u bê tông c t thép, đ a k thu t

IV K t qu đ t đ c

Khái quát đ c tình hình xơy d ng đ p đá đ bê b n m t trên th gi i vƠ Vi t Nam;

N m v ng đ c các yêu c u k thu t tính toán đ p đá đ bê tông b n m t;

Xác đ nh đ c m i t ng quan gi a chi u dƠy vƠ chi u r ng b n m t theo đi u ki n

ch u l c

CH NG 1: T NG QUAN TÌNH HỊNH XỂY D NG P Á

p đá đ lƠ m t lo i đ p v t li u đ a ph ng do ph n l n kh i l ng đ p lƠ v t li u

đ c khai thác t i ch (khai thác m v t li u g n công trình ho c đá đƠo móng ho c

s i đá t nhiên) Vi c b trí các lo i v t li u trong m t c t đ p lƠ r t quan tr ng Nó quy t đ nh đ n tính n đ nh trong quá trình lƠm vi c c a đ p vƠ nh t lƠ tính kinh t c a

d án Hi n nay m t c t đ p đá đ ngƠy cƠng ph c t p vƠ đ c phơn ra nhi u vùng Tu theo vi c phơn b ng su t trong thơn đ p, tu thu c vƠo đi u ki n lƠm vi c c a các vùng trong thơn đ p vƠ c n c vƠo kh n ng khai thác v t li u trong vùng mƠ m t c t ngang c a đ p s đ c tính toán đ ch n ra m t c t h p lỦ nh t Ng i ta th ng t n đ t

đá đƠo h móng công trình đ đ p vƠo m t ph n thích h p c a đ p p đá đ p bê tông

b n m t lƠ m t d ng đ p trong nhóm đ p đá đ

1.1 Tình hình xây d ng đ p đá đ bê tông b n m t trên th gi i

p đá đ b n m t bê tông có l ch s phát tri n t r t lơu đ i, cách đơy kho ng h n 1

th k các n c đư nghiên c u xơy d ng lo i đ p nƠy N m 1895 lo i đ p nƠy l n đ u tiên đ c xơy d ng California (M ) Tuy nhiên ph i t nh ng n m 1980 tr đi ki u

đ p nƠy m i phát tri n m nh m , do công ngh thi công đ p đá đ m nén phát tri n J.Barry Cooke lƠ ng i đ u tiên nghiên c u lo i đ p b n m t bê tông hi n đ i vƠo n m

1984 vƠ vƠo n m 1989 ICOLD đư có nh ng khuy n ngh v ki u đ p nƠy T đó lo i

đ p nƠy đ c nhi u n c m nh d n áp d ng nh t lƠ Trung Qu c, M , Anh, n , Nga, Nh t Chơu Á đ p đá đ b n m t bê tông đ c áp d ng xơy d ng cho nhi u công trình thu l i, thu đi n l n Trung Qu c Trung Qu c đư có đ c nh ng nghiên

c u vƠ thƠnh công nh t đ nh trong l nh v c xơy d ng đ p lo i nƠy Hi n nay đơy lƠ m t trong các lo i đ p đang phát tri n m nh nh t trên th gi i

p đá đ b n m t bê tông lƠ lo i đ p c i ti n c a đ p đá đ truy n th ng (th ng đ c

ch ng th m b ng t ng nghiêng ho c lõi gi a lƠ đ t sét) Mái c a đ p lo i nƠy t ng

đ i d c (1:1,0 ~ 1:1.5) do đó ti t ki m đ c m t l ng l n v t li u đ p đ p so v i đ p

đá đ truy n th ng p đá đ b n m t bê tông th ng áp d ng cho các lo i đ p cao (H>40m) vƠ đ t trên n n đá Vi c thi t k các đ p đá đ b n m t bê tông ban đ u ch

n nay vi c tính toán thi t k đ p đá đ b n m t bê tông đư d n đ c hoƠn ch nh p

đá đ b n m t bê tông đư đ c áp d ng nhi u n i vƠ áp d ng cho c nh ng đ p cao t i 187m

n cu i n m 2008 theo th ng kê c a h i đ p đá đ bê tông b n m t Th gi i thì trên

th gi i đư xơy d ng đ c kho ng 200 đ p có chi u cao l n h n 100m, trong đó có 20

đ p cao h n 150m Các đ p đi n hình đ c th ng kê trong b ng sau (xem B ng 1-1):

B ng 1-1 M t s đ p trên th gi i cao trên 100m

TT Tên đ p Tên n c Chi u cao đ p (m) Chi u dƠi đ p (m)

21 Thu b á H B c 233 584

Hình 1.2 M t c t đ p Cirata cao 125m

Hình 1.3 p Kanaviou - Cyprus

So v i các n c đi đ u trong l nh v c xơy d ng đ p đá đ bê tông b n m t, Trung Qu c tuy b c đ u tiên h i ch m nh ng kh i đi m r t m nh vƠ phát tri n nhanh Ch trong vòng 10 n m đư ph bi n ra toƠn qu c n cu i n m 1998, c n c vƠo th ng kê ch a

đ y đ Trung Qu c đư hoƠn thƠnh 39 đ p, đ p cao nh t lƠ đ p thu đi n B ch Vơn

t nh H Nam, xơy d ng n m 1998, cao 120m Hi n nay Trung Qu c đ p CFRD cao trên 100m đang xơy d ng có h n 20 đ p (xem b ng 1.2)

B ng 1-2 p đá đ b n m t đang xơy d ng cao trên 100m Trung Qu c

TT Tên đ p xơy d ng a đi m Chi u cao đ p (m) Chi u dƠi đ p (m) đ p (10 Kh i l ng 5 m 3 )

4 Thi n Gia Bình H B c 180

19 BƠn Th ch u Hà Nam 100,8 558 529

1.2 Tình hình xơy d ng đ p đá đ b n m t bê tông vi t nam

p đá đ b n m t bê tông m i đ c du nh p vƠo Vi t Nam trong nh ng n m g n đơy

vƠ đư đ c áp d ng cho m t s công trình nh : công trình Th y đi n Tuyên Quang (2002), công trình Th y l i - Th y đi n RƠo Quán (Qu ng Tr , 2002) vƠ công trình

Th y l i - Th y đi n C a t (Thanh Hoá, 2004), công trình th y đi n An Khê & Kanak (Gia Lai 2009) vƠ đ p Sông Bung 2 (Qu n Nam, đang xơy d ng) Các nguyên lý tính toán vƠ qui ph m áp d ng đ thi t k vƠ thi công nh ng công trình nƠy th ng d a vƠo các qui ph m vƠ kinh nghi m đư áp d ng thƠnh công cho các công trình cùng lo i

c a Trung Qu c vƠ Nga

p đá đ p bê tông b n m t ch ng th m lƠ m t lo i hình đ p đá đ m i đ c đ a vƠo

n c ta Tuy nhiên nó đang d n t ng b c ch ng minh đ c tính u vi t c a nó so v i các lo i đ p khác nh t lƠ v i các lo i đ p cao V i công ngh vƠ trang thi t b thi công ngƠy cƠng hi n đ i, các khó kh n phát sinh trong quá trình thi công đ p đá bê tông b n

m t ch ng th m s gi m b t nhi u vƠ vi c xơy d ng lo i hình đ p nƠy s ngƠy cƠng phát tri n n c ta Chúng ta hi v ng hƠng lo t các công trình đ p đá đ bê tông b n m t s

đ c xơy d ng r ng rưi trong n c

Thông s k thu t c a m t s công trình đá đ bê tông b n m t đang đ c xơy d ng

- Công trình thu đi n Tuyên Quang

+ Chi u dƠi đ p theo đ nh : 717,9 m

+ Th i gian thi công : 5 n m

Hình 1.6 ToƠn c nh thu đi n Tuyên Quang nhìn t h l u

- Công trình thu l i - thu đi n C a t

Hình 1.7 M t c t đ i đi n công trình thu l i - thu đi n C a t

Hình 1.8 Vai ph i đ p đá đ bê tông B n m t C a t tháng 2/2008

- Công trình th y đi n An Khê & Kanak

+ Lo i đ p (c m Kanak): p đá đ bê tông b n m t

1.3 Nh ng thƠnh t u, t n t i trong xơy d ng đ p đá đ bê tông b n m t Vi t Nam

p đá đ nói chung vƠ đ p đá đ p bê tông b n m t ch ng th m nói riêng đ c xơy

d ng n c ta còn ít so v i đ p đ t, tuy nhiên nh ng công trình s d ng lo i đ p này

đ u lo i đ p cao nh Ialy, Hòa Bình, a Mi-HƠm Thu n (đ p đá đ ho c đ t đá h n

h p), thu đi n RƠo Quán (Qu ng Tr ), thu đi n Tuyên Quang, H ch a n c C a t (đ p CFRD) vƠ nhi u d án chu n b đ u t khác có chi u cao đ p t 50m đ n h n 100m

p CFRD lƠ m t lo i hình đ p đá đ m i đ c đ a vƠo xơy d ng n c ta Tuy nhiên

nó đang d n t ng b c ch ng minh đ c tính u vi t c a nó so v i các lo i đ p đá đ khác, nh t lƠ v i các lo i đ p cao V i công ngh vƠ trang thi t b thi công ngƠy cƠng

hi n đ i, các khó kh n phát sinh trong quá trình thi công đ p đá đ bê tông b n m t

ch ng th m s gi m b t nhi u vƠ vi c xơy d ng lo i hình đ p nƠy s ngƠy cƠng phát tri n n c ta T thƠnh công vƠ nh ng kinh nghi m rút ra t công tác kh o sát, thi t k

và thi công trong các công trình CFRD nh RƠo Quán, Tuyên Quang, C a t, chúng ta

hi v ng hƠng lo t các công trình s d ng CFRD s đ c xơy d ng r ng rưi Vi t Nam

1.3.2. Nh ng t n t i

CFRD lƠ lo i đ p m i (nh t lƠ n c ta) nên các lỦ thuy t tính toán ch a th t hoàn

ch nh, kinh nghi m xơy d ng đ p lo i nƠy còn r t thi u

Nhi u b ph n c a đ p th ng đ c ch n theo kinh nghi m c a n c ngoƠi ho c tính toán b ng mô hình 2D vƠ công c thô s nên ch a ph n ánh đúng tình hình lƠm vi c c a

đ p, ch a ti t ki m đ c giá thƠnh xơy d ng đ p

n c ta ch a có các tiêu chu n, qui ph m dƠnh riêng cho các công tác kh o sát, thi t

k vƠ thi công đ p lo i nƠy Vi c xơy d ng đ p lo i nƠy th ng đ c ti n hƠnh theo các

1.4 Nh ng v n đ k thu t trong thi t k đ p đỏ đ bờ tụng b n m t

1.4.1. Phõn lo i đ p đỏ đ bờ tụng b n m t

1.4.1.1. Phõn lo i theo v t li u đ p đ p

D a vƠo v t li u dựng đ đ p đ p ng i ta phơn thƠnh 2 lo i lƠ:

- p đỏ đ b n m t cú thơn đ p đ c đ p b ng đỏ c ng, lo i đ p nƠy th ng đ c phơn vựng v t li u theo m t c t ngang nh hỡnh 1.9:

9

10 11

10 (3E) Vùng đá thải (thoát n- ớc chân đập)

1:1,6) Tuy nhiên thơn đ p đ p b ng cu i s i thì d t n d ng v t li u đƠo t móng công trình ho c khai thác v i giá thƠnh r h n

1.4.1.2. Phân lo i theo chi u cao đ p

Theo chi u cao đ p, tiêu chu n thi t k đ p đ t đá ki u đ m nén (SDJ 218-84) c a Trung Qu c đư phơn thƠnh 3 lo i:

- p th p: chi u cao đ p (H)<30m

- p v a: chi u cao đ p (H) t 3070m

- p cao: chi u cao đ p (H)>70m

đơy chi u cao đ p đ c tính t đ nh đ p đ n v trí sơu nh t c a n n sau khi đư d n

s ch h móng (v i đ p đá đ bê tông b n m t lƠ n n b n chơn)

1.4.1.3. Phân lo i theo c p công trình

Theo quy chu n Vi t Nam (QCVN 04-05:2012/BNNPTNT) thì chi u cao đ p đ t đá

đ c xác đ nh nh sau (xem b ng 1-3)

B ng 1-3 C p công trình theo chi u cao đ p vƠ tính ch t n n [1]

Nhóm B: N n lƠ đ t cát, đ t h t thô, đ t sét tr ng thái c ng, n a c ng

Nhóm C: N n lƠ đ t sét bưo hòa n c tr ng thái d o

Chi u cao đ p tính t m t đ p đ n v trí n n th p nh t sau khi d n s ch móng

Nh n xét: Vì đ p đá đ h u nh ch xơy d ng trên n n đá (yêu c u n n cao h n đ p đ t)

do v y c ng có th hi u đ p c p đ c bi t, I, lƠ đ p cao, đ p c p II, III lƠ lo i v a, đ p

1.4.2. C u t o cỏc b ph n c a đ p đỏ đ bờ tụng b n m t

p đỏ đ p bờ tụng b n m t ch ng th m CFRD cú c u t o chớnh lƠ kh i đỏ c p ph i

đ p, đ m nộn thơn đ p vƠ ph n bờ tụng c t thộp mỏc cao ph trờn b m t mỏi th ng

l u đ ng n c n n c th m qua đ p Kh i đỏ đ p c ng đ c chia lƠm nhi u vựng khỏc nhau nh nh ng đ p đỏ đ thụng th ng tu thu c vƠo cỏc lo i đỏ dựng trong thơn đ p

Ph n ti p giỏp gi a bờ tụng b n m t vƠ kh i đỏ đ p lƠ l p đ m (dƠy t 2m đ n 3m) vƠ

l p chuy n ti p (dƠy 4m) Hai l p nƠy đ c c u t o b ng cỏt cu i s i đ m ch t v i c p

ph i phự h p M t c t ngang đi n hỡnh c a CFRD cho Hỡnh 1.11

9

10 11

10 (3E) Vùng đá thải (thoát n- ớc chân đập)

11 Bản mặt bê tông

Hỡnh 1.11 M t c t ngang đi n hỡnh c a đ p đỏ đ p bờ tụng b n m t

ỏ đ p trong thơn đ p th ng đ c phơn thƠnh hai kh i chớnh: kh i đỏ đ p th ng l u

vƠ kh i đỏ đ p h l u Kh i đỏ đ p th ng l u đũi h i yờu c u k thu t cao h n kh i đỏ

l n h n trong thơn đ p đ t ng kh n ng n đ nh cho đ p

Bờ tụng b n m t cú tỏc d ng ch ng th m cho đ p vƠ đ c liờn k t v i n n qua b n chơn

T i đi m ti p giỏp gi a b n m t vƠ b n chơn đ c b trớ kh p n i biờn đ m b o ng n dũng th m khi cú chuy n d ch gi a b n m t vƠ b n chơn B n m t c ng đ c chia lƠm

nhi u t m b ng các khe lún (kh p n i) d c đ đ m b o không phát sinh dòng th m t

th ng l u v h l u khi có s chuy n d ch khác nhau gi a các t m b n m t

đ m b o cho s n đ nh c a ph n ti p giáp gi a b n m t vƠ b n chơn, ng i ta b trí

m t t ng đ m đ c bi t ngay sau h l u b n chơn T ng đ m nƠy đ c c u t o t cát cu i

s i ho c đá xay vƠ đ c đ m n n ch t nh tiêu chu n c a l p đ m d i b n m t NgoƠi

2

CHÚ THÍCH: 1 - B n chơn; 2 - B n m t; 3 - Kh p n i biên;

V i các lỦ do trên, đi u ki n quy t đ nh đ xơy d ng CFRD v đ nh tính lƠ: á n n đ m

b o yêu c u c n thi t, b lún ít d i tác d ng c a t i tr ng ngoƠi p đá đ có yêu c u

c a đ a ch t cao v trí đ t lõi đ p T t c các đ p đá đ đ c xơy d ng n c ta thì lõi

đ u đ c đ t lên l p đá IIA-IB, đ i v i đ p lo i v a đ n th p ho c v trí s n đ i có th

đ t trên l p IB-IA2, v t li u đá đ có th đ t trên l p IA2-IA1 đơy tên g i c a đ t đá theo h th ng phơn lo i c a Nga nh li t kê B ng 1.4

B ng 1-4 Tên đ t đá theo phơn lo i c a Nga

H th ng Q

(Banon)

E (kG /cm 2 )

Trong t t c các đ p đá đ đư thi t k n c ta đ u c n ph i x lỦ ch ng th m cho n n

i v i n n đá thì ch y u lƠ dùng bi n pháp khoan ph t xi m ng ho c hóa ch t

Thông th ng chi u sơu khoan ph t đ c ti n hƠnh theo s li u thí nghi m ép n c l khoan, c n khoan ph t t i h t t ng có đ m t n c q>3lu (luy rông)

Kho ng cách gi a các hƠng khoan vƠ gi a các l trong hƠng th ng đ c xác đ nh thông qua thí nghi m ho c theo các công trình t ng t

p HoƠ Bình 7 hƠng khoan ph t, Ialy 5 hƠng, a Nhim 3 hƠng, Tuyên Quang 3 hƠng,

C a t 4 hƠng, v.v các đ p trên th gi i c ng th ng b trí không nh h n 3 hƠng khoan

1.4.4. V t li u xây d ng đ p

Tr c h t ph i có đ v t li u đ đ p các kh i cho thơn đ p nh : đá, đ t lƠm lõi, cát s i

l c, (có th t n d ng đ t đá đƠo móng) v.v th ng thì v n ph i tính toán thông qua lu n

ch ng hi u qu kinh t vƠ tƠi chính

1.4.4.1. V t li u làm l p đ m và vùng chuy n ti p

L p đ m th ng có chi u dƠy không đ i vƠ đ c ch n tu theo thi t b vƠ ph ng pháp thi công Chi u dƠy nƠy th ng không nh h n 3m khi thi công b ng máy ho c có th

gi m xu ng còn t 11,5m khi thi công b ng th công ho c máy nh L p chuy n ti p

có chi u dƠy không đ i t 34m Khi thi công, l p đ m vƠ l p chuy n ti p th ng đ c thi công đ ng th i, ph n ti p giáp gi a hai l p th ng đ c đ m k h n đ đ m b o s không phơn l p

L p đ m trong đ p CFRD đ c b trí ngay d i bê tông b n m t Tác d ng c a l p

đ m lƠ t o b m t n đ nh cho bê tông b n m t đ ng th i nó c ng có tác d ng nh m t

l p ch ng th m Hi n nay c p ph i lỦ t ng c a l p đ m do Sherard đ ngh đ c dùng

r t ph bi n Trong thƠnh ph n c p ph i đó, các h t có đ ng kính nh h n 5mm có hƠm l ng cao, nó th ng chi m t 35% đ n 55%, các h t có đ ng kính nh h n 0,1mm chi m t 2% đ n 12% ng kính h t l n nh t Dmax= 80mm C p ph i nƠy tho mưn yêu c u n a th m vƠ l c các h t b i L p đ m th ng đ c lƠm b ng h n h p cát cu i s i ho c đá xay có c p ph i liên t c i m y u nh t c a đ p CFRD lƠ th ng

kh p n i biên d n đ n th m nghiêm tr ng Do v y m t vùng đ m đ c bi t v i v t li u

h t m n có Dmax=40mm đ c dùng khá ph bi n d i kh p n i biên Nó đ c đ m đ n

tr ng thái ch t h n đ m t m t lƠ gi m đ lún, m t khác có th h n ch dòng th m, rò r

xu t hi n

Vùng chuy n ti p c ng đ c lƠm b ng h n h p cát cu i s i ho c đá xay có c p ph i liên

t c Tuy nhiên t l h t l n trong vùng chuy n ti p cao h n l p đ m ng kính h t

l n nh t Dmax=300mm Vùng chuy n ti p nƠy đ c b trí gi a l p đ m vƠ vùng đá

đ p chính Nó có tác d ng nh m t l p l c tránh s r a trôi các h t nh t l p đ m vƠo vùng đá chính

1.4.4.2. V t li u đá đ p thân đ p

V t li u đá đ p thơn đ p có th dùng đá c ng ho c k t h p gi a đá c ng, đá m n vƠ cu i

s i Các lo i đá dùng đ p đ p có th lƠ đá vôi, đá cát k t, đá tuff, granit v.v

Quy trình k thu t c a kh i đá đ chính không ph i ch t ch l m Nó ch c n đ m b o các yêu c u: kích th c đá l n nh t không v t quá chi u dƠy l p đá đ p, th ng Dmax

= 8001000mm; hƠm l ng các h t có đ ng kính nh h n 25mm không v t quá 50%; hƠm l ng các h t có đ ng kính nh h n 2mm không v t quá 10%; đá đ ph i

có đ c tính thoát n c d dƠng ThƠnh ph n c p ph i c a v t li u đá đ p thơn đ p c ng

ph i liên t c

Các ch tiêu c a đá thông th ng đ c xác đ nh d a vƠo các kinh nghi m th c t hi n

có đ c nêu trong các tiêu chu n, quy ph m, sau đó s xem xét mƠ đi u ch nh qua thí nghi m hi n tr ng vƠo th i gian b t đ u đ p đ p H u h t đ p hi n tr ng đ u đ c

kh ng ch b i các thông s đ p vƠ b ng s quy t đ nh dung tr ng khô v i ph ng pháp đƠo h thí nghi m b sung Qua các k t qu đư thu đ c, ng i ta th y r ng dung tr ng khô c a đá đ p th ng n m trong kho ng t 1,79T/m3đ n 2,39T/m3

Các lo i đá m n vƠ cu i s i th ng đ c dùng đ p trong vùng gi a đ p vƠ h l u đ p

Vi c lún c a kh i đá h l u nh h ng r t nh đ n t m bê tông b n m t nên yêu c u v

ch t l ng c a nó không đòi h i nghiêm ng t

Có th s d ng các lo i v t li u đư khai thác hay l y t h móng công trình, t t nh t lƠ

H s m m hóa trong đi u ki n khô gió vƠ bưo hoƠ ph thu c vƠo t ng lo i đá nh

p CFRD có yêu c u v đ a ch t n n cao h n đ p đ t đá thông th ng: B n chơn đ c

đ t trên l p đá có m c đ phong hóa khác nhau tu thu c vƠo chi u cao đ p N n kh i

l ng tr đ c đ t trên l p đá phong hóa m nh ho c trên l p đá có mô đuyn bi n d ng

t ng đ ng v i mô đuyn bi n d ng c a kh i đá đ p Do các đ c đi m nƠy mƠ CFRD không th x y ra hi n t ng tr t sơu, c ng nh tr t ph ng (tr các đ p th p không có thi t b tiêu n c)

d c mái đ p đá đ b n m t bê tông th ng đ c ch n theo kinh nghi m ho c t ng

t theo các công trình đư có (th ng lƠ m = 1,01,6 h l u vƠ m=1,01,5 th ng

l u), th ng không phơn tích n đ nh Trong các tr ng h p sau, c n ph i phơn tích n

1.4.6. V n đ ng su t - bi n d ng

D i tác d ng c a tr ng l ng b n thơn, kh i n c th ng h l u, t i tr ng c a các thi t b vƠ các lo i xe đi trên m t đ p v.v b n m t, thơn đ p vƠ n n trong m i quan h lƠm vi c đ ng th i v i nhau s sinh ra ng su t vƠ bi n d ng Do b n m t t a hoƠn toƠn lên thơn đ p nên tr ng thái ng su t bi n d ng c a n n vƠ thơn đ p s nh h ng tr c

1.4.8. Ải i pháp kháng ch n cho thân đ p vùng có đ a ch n

Khi thi t k đ p vùng có đ a ch n (đ ng đ t) c p 8, 9 nên m r ng đ nh đ p, mái đ p nên ch n tho i ho c mái trên d c mái d i tho i, ch mái thay đ i nên có c Mái h l u

g n đ nh đ p dùng đá quá c đ lát, có th t ng c ng thép neo các hòn đá quá c v i thơn đ p, m t ngoƠi có th dùng l i thép gia c Nên ch n t ng ch n sóng th p vƠ có

v t cao an toƠn c a đ p vùng có đ a ch n ph i xét đ n đ d nh cao c a sóng d i tác đ ng c a sóng có đ a ch n p xơy d ng vùng có đ ng đ t c p 8, 9 thì đ v t cao an toƠn ph i xem xét k đ n c đ lún c a thơn vƠ n n đ p do tác d ng c a đ ng đ t

T ng chi u r ng c a vùng t ng đ m, t ng c ng s liên k t thơn đ p v i n n vƠ vai đ p Khi vai đ p t ng đ i d c, nên kéo dƠi đ ng ti p xúc gi a v t li u t ng đ m vƠ n n đá

Khi dùng cu i s i đ p thơn đ p ph i t ng c ng n ng l c tiêu n c c a vùng thoát

n c Trong vùng h l u đ p nên b trí m t khu v c nh t đ nh dùng đá đ

1.5 Tình hình ch u l c vƠ đ c đi m c a b n m t bê tông [2]

Hai b ph n ch ng th m c a đ p đá đ bê tông lƠ b n chơn vƠ b n m t đ c lƠm b ng

bê tông c t thép v i yêu c u kín n c đ h n ch t i đa rò r n c t h ch a, tránh m t

n c vƠ gơy xói thơn đ p, lƠm m t an toƠn đ p Bê tông c t thép lƠ lo i v t li u dòn, d

b n t n khi có bi n d ng l n nên yêu c u kh i đá đ m n n đ lƠm n n cho b n m t vƠ

n n đ c l a ch n đ đ t b n chơn ph i ít bi n d ng trong quá trình ch u l c B n m t

đ c thi t k ch y u đ b o đ m yêu c u ch ng th m vƠ đ "m m" đ có th bi n d ng theo bi n d ng c a m t th ng l u thơn đ p, nên có b dƠy khá m ng Do v y, kh n ng

ch u l c c a b n m t ch y u d a vƠo s ti p xúc ch t ch c a b n m t v i m t th ng

l u c a thơn đ p V nguyên lỦ, vì thơn đ p đ c đ m nén k , ít b bi n d ng, nên b n

m t h u nh không ch u u n mƠ ch ch u bi n d ng do bê tông co ngót vƠ dưn n do

bi n đ i nhi t đ Vì v y trong b n m t ch b trí m t l p c t thép chính gi a chi u dƠy c a nó Th c t lƠm vi c cho th y r t khó th c hi n đ h n ch bi n d ng l n c a thơn đ p, vì r t khó ki m soát s đ ng đ u c a đá dùng đ đ p đ p c ng nh ch t l ng

đ m nén các kh i đá hi n tr ng v i kh i l ng thi công lên t i hƠng tri u kh i M t khác, m c dù b n m t đ c đ khi k t qu quan tr c cho th y thơn đ p đư n đ nh lún,

nh ng trong quá trình tích n c k t qu tính toán c ng nh quan tr c th c t cho th y

trong quá trình thi công ph i phơn đ t đ p đ p vƠ đ b n m t Thơn đ p đ c đ p vƠ đ

b n m t đ t tr c ti p t c b lún vƠ chuy n v v phía h l u khi đ p ti p các kh i phía trên các đ t thi công sau K t qu lƠ m t th ng l u c a đ p b võng vƠ b n m t m c

dù đ c thi t k có chi u dƠy m ng, nh ng l i lƠm b ng bê tông c t thép lƠ lo i v t li u

c ng nên không th u n theo m t th ng l u c a thơn đ p b võng nh Ủ đ nh c a ng i thi t k , d n đ n hi n t ng m t ti p xúc gi a b n m t vƠ m t th ng l u c a thơn đ p Chính vì lỦ do nên d i tác d ng c a tr ng l ng b n thơn b n m t vƠ nh t lƠ áp l c

n c b n m t d b n t, d n đ n rò r , th m l u n c qua thơn đ p Có th nói, n t b n

m t đ p đá đ b n m t bê tông lƠ đi u h u nh không th tránh kh i, ch có v n đ lƠ s

l ng v t n t ít hay nhi u vƠ b r ng v t n t to hay nh

V n đ th hai lƠ b n m t đ c chia thƠnh nhi u t m, gi a các t m lƠ các khe d c Do vai đ p n m trên s n d c nên các khe d c n m hai bên vai ch u kéo, còn các khe n m

gi a lòng sông ch u nén M c dù đư có s tính toán vƠ có các bi n pháp c u t o thích

h p cho t ng lo i khe, nh ng v i nhi u đ p v n x y ra s ép v các khe ch u nén khu

v c gi a đ p

Hình.1.13 Kh p n i d c b ép v đ p Mohale (Lesotho, Chơu Phi)

1.6 K t lu n ch ng 1

1.6.1. u đi m c a đ p đá đ bê tông b n m t

p đá đ bê tông b n m t t n d ng đ c v t li u t i ch , đ c bi t có th t n d ng đá đƠo móng trƠn, đ ng h m, nhƠ máy th y đi n đ đ p đ p, ít ph i s d ng v t li u hi m

ho c v n chuy n t xa v nên nhìn chung đ p CFRD có giá thƠnh th p h n các lo i đ p khác nh đ p bê tông tr ng l c, vòm, b n ch ng v.v đ c bi t g n ch xơy d ng công trình hi m đ t, có đ tiêu chu n đ p đ p thì đ p CFRD còn kinh t h n

p CFRD có kh n ng c gi i hóa cao trong quá trình khai thác đá, v n chuy n vƠ đ p

đ p, có th thi công ngay c khi trong mùa m a Do toƠn b dòng th m đư đ c b n m t

bê tông ng n l i vƠ ph n đá đ p trong thơn đ p đ c đ m nén ch t nên h s n đ nh c a mái th ng h l u đ p khá cao vƠ mái th ng h l u đ p có th r t d c (m= 1,4-1,7)

d n t i kh i l ng đ p đá gi m nh so v i đ p đá đ thông th ng

p CFRD yêu c u đ a ch t n n th p h n đ p bê tông

p CFRD có đ n đ nh ch ng đ ng đ t, ch ng tr t vƠ tu i th công trình không thua kém các lo i đ p khác

p CFRD trong nhi u tr ng h p có th xơy d ng ngay trên n n cát cu i s i lòng sông, mƠ ph n l n kh i l ng cát s i không ph i bóc b khi đ p đ p Trong m t vƠi s

đ có th cho n c trƠn qua đ p dơng xơy d nên v n đ d n dòng trong nh ng công trình có l u l ng d n dòng l n có th đ c gi i quy t v i giá thƠnh khá r

1.6.2. Nh c đi m c a đ p đá đ bê tông b n m t

p CFRD lƠ lo i đ p m i (nh t lƠ đ i v i n c ta) nên các lỦ thuy t tính toán ch a th t hoƠn ch nh, kinh nghi m xơy d ng đ p lo i nƠy còn r t thi u

Trong thơn đ p CFRD có nhi u vùng v t li u, m i vùng có các ch tiêu c lỦ khác nhau

do v y vi c phơn b ng su t vƠ bi n d ng trong thơn đ p ph c t p, tuy nhiên nó không

nh h ng l n đ n quá trình v n hƠnh an toƠn c a đ p Hi n t ng treo ng su t ho c

bi n d ng quá m c gơy nên các n t gưy th y l c đư x y ra m t s công trình ngay c khi c t n c th p, đ c bi t khi s chênh l ch l n v modul bi n d ng gi a các l p v t

li u k nhau

B n m t bê tông ch u tác đ ng c a nhi u y u t khác nhau, thay đ i theo th i gian, lƠm

nh h ng đ n kh n ng ch u l c vƠ tu i th c a nó

Yêu c u v thi t b thi công c ng nh trình đ thi công cao h n đ p đá đ thông th ng

1.6.3. K t lu n

B n m t bê tông ch ng th m là m t b ph n đ c bi t quan tr ng trong đ p CFRD Nó

ng n toàn b dòng th m t th ng l u v h l u, đ m b o cho kh i đá đ p phía sau làm vi c an toàn Vi c h h ng b ph n này s kéo theo nh ng hi m h a không th

l ng tr c c a CFRD

Do tr i dài trên toàn b m t th ng l u đ p nên b n m t bê tông đ c phân ra thành

t ng gi i v i các k t c u ng n n c ph n liên k t (các khe lún) D i tác d ng c a ngo i l c và bi n d ng c a ph n thân đ p, ph n b n m t bê tông c ng b bi n d ng theo Trong gi i h n nghiên c u c a lu n v n này, tác gi đi sâu vào nghiên c u

nh ng nhân t nh h ng đ n b n m t bê tông T đó s xơy d ng đ c m i t ng quan h p lỦ gi a kích th c t m bê tông b n m t vƠ các nhơn t khác c a đ p vƠ n n

vƠ t nh h c Vi c gi i bƠi toán đƠn h i có th đ c th c hi n b ng các ph ng pháp gi i tích - t c lƠ tìm nghi m c a bƠi toán đƠn h i t vi c gi i các ph ng trình vi phơn đ o hƠm riêng tho mưn các đi u ki n biên đ tìm nghi m c a bƠi toán d i d ng hƠm gi i tích BƠi toán đƠn h i còn có th đ c gi i b ng các ph ng pháp s lƠ các ph ng pháp

g n đúng v i k t qu không ph i lƠ các hƠm gi i tích mƠ lƠ nh ng tr s c a đ i l ng

c n tìm t i m t s đi m nh t đ nh trong mi n tính toán và trên biên Ngoài ra bài toán đƠn h i còn có th đ c gi i b ng các ph ng pháp thí nghi m mô hình

Các ph ng pháp gi i tích ch có th gi i đ c m t s bƠi toán nƠo đó V i nh ng k t

c u có hình dáng đa d ng vƠ đi u ki n biên ph c t p thì ph ng pháp gi i tích t ra kém

hi u qu vƠ đôi khi không th gi i đ c

Nh ng nh c đi m c a các ph ng pháp gi i tích hoƠn toƠn có th đ c gi i quy t b ng

ph ng pháp s v i s tr giúp c a các ph ng ti n tính toán Ph ng pháp s hay còn

g i lƠ ph ng pháp r i r c hoá có th chia thƠnh hai nhóm chính: ph ng pháp r i r c

B n ch t c a ph ng pháp r i r c ki u v t lỦ lƠ ch ta thay th h th c (h liên t c)

b ng m t mô hình v t lỦ g n đúng b ng m t s h u h n các ph n con g i lƠ các ph n t

K t qu nh n đ c t ph ng pháp nƠy c ng không ph i lƠ các hƠm chính xác mƠ lƠ các

giá tr s t i các nút c a các ph n t i di n cho ph ng pháp nƠy lƠ ph ng pháp

ph n t h u h n

2.1.2. 2.2.2 Ph ng pháp tính toán đ c l a ch n đ phân tích trong lu n v n

Do đ c đi m c a đ p đá đ p lƠ đ p có nhi u kh i v i các lo i v t li u khác nhau, n n

đ p th ng có nhi u l p, nên vi c gi i bƠi toán ng su t bi n d ng b ng các ph ng pháp gi i tích lƠ không thích h p Trong ph m vi lu n v n nƠy ph ng pháp thích h p

đ gi i bƠi toán ng su t bi n d ng trong b n m t vƠ thơn đ p lƠ ph ng pháp ph n t

h u h n v i mô hình không gian 3D

tr c trên biên ph n t , g i lƠ nút Trong ph m vi m i ph n t , đ i l ng c n tìm (nh

ng su t, bi n d ng) đ c l y x p x trong m t hƠm đ n gi n đ c g i lƠ các hƠm x p

x Các hƠm x p x nƠy đ c bi u di n qua các giá tr c a hƠm (vƠ có khi c đ o hƠm

c a nó) t i các đi m nút trên ph n t Các giá tr nƠy đ c g i lƠ các b c t do c a ph n

t vƠ đ c xem lƠ n s c n tìm c a bƠi toán

Tu theo Ủ ngh a v t lỦ c a hƠm x p x , ng i ta có th phơn bƠi toán theo ba lo i mô hình sau:

- Mô hình t ng thích: l y chuy n v lƠm n s vƠ l p h m x p x chuy n v

- Mô hình cân b ng: l y ng su t lƠm n s , l p hƠm x p x c a ng su t

- Mô hình h n h p: hƠm x p x bao g m c chuy n v vƠ ng su t

NgƠy nay v i s tr giúp c a công ngh tin h c nhi u bƠi toán ph c t p trong các ngƠnh

k thu t đư gi i quy t đ c b ng ph ng pháp ph n t h u h n

2.2.1. Trình t gi i bài toán b ng ph ng pháp PTảả

a) Chia mi n tính toán thƠnh nhi u các mi n nh g i lƠ các ph n t Các ph n t đ c

n i v i nhau b ng m t s h u h n các đi m nút Các nút nƠy có th lƠ đ nh các ph n t ,

c ng có th lƠ m t s đi m đ c quy c trên c nh c a ph n t Tu thu c bƠi toán c n

gi i có th s d ng các lo i ph n t d ng thanh, d ng ph ng ho c ph n t kh i

b) Trong ph m vi c a m i ph n t gi thi t m t d ng phơn b xác đ nh nƠo đó c a hƠm

c n tìm i v i bƠi toán k t c u thì hƠm x p x có th lƠ hƠm chuy n v ho c hƠm ng

su t ho c c hƠm chuy n v vƠ ng su t

i v i bƠi toán th m thì hƠm x p x có th lƠ hƠm c t n c

Th ng gi thi t hƠm x p x lƠ nh ng đa th c nguyên mƠ h s c a nó đ c g i lƠ các thông s Trong ph ng pháp PTHH, các thông s nƠy đ c bi u di n qua các tr s c a hƠm vƠ có th lƠ tr s c a đ o hƠm c a nó t i các đi m nút c a ph n t D ng đa th c nguyên c a hƠm x p x ph i đ c ch n đ m b o đ bƠi toán h i t Ngh a lƠ khi t ng s

c) Thi t l p h ph ng trình c b n bƠi toán

thi t l p h ph ng trình c b n bƠi toán gi i b ng ph ng pháp PTHH th ng d a vƠo nguyên lỦ bi n phơn T các nguyên lỦ bi n phơn rút ra đ c h ph ng trình đ i s tuy n tính d ng:

[K] {} = {F} (2-1) Trong đó: [K] : ma tr n đ c ng c a k t c u

{F}: véc t t i tr ng nút c a toƠn b k t c u

d) Gi i ph ng trình c b n (2-1) s tìm đ c các hƠm n c a mi n xét t i các đi m nút (thông qua giá tr hƠm ho c đ o hƠm c a nó)

gi i h ph ng trình trên thì m t yêu c u r t quan tr ng lƠ ma tr n đ c ng [K] không đ c suy bi n, có ngh a lƠ det(K) ≠ 0 đáp ng đ c yêu c u nƠy khi gi i ta có

th x lỦ b ng đi u ki n biên, khi đư x lỦ đi u ki n biên thì đi u ki n trên đ ng nhiên tho mưn Th ng có th x lỦ đi u ki n biên b ng 2 cách sau trong khi l p trình lƠ x

lỦ ki u gán 0 vƠ x lỦ b ng s vô cùng l n

e) D a vƠo ph ng trình c b n c a lo i bƠi toán nghiên c u đ tìm các đ i l ng khác

i v i bƠi toán k t c u s d ng các ph ng trình c b n c a lỦ thuy t đƠn h i đ tìm

tr ng ng su t, tr ng bi n d ng v v

2.2.2. Ải i bài toán phân b ng su t-bi n d ng trong thân đ p và b n m t bê tông

b ng ph ng pháp PTảả

2.2.2.1. Các gi thi t c b n và phi n hàm th n ng

Các bƠi toán ph ng c a lỦ thuy t đƠn h i r t hay g p trong tính toán công trình, ch ng

h n nh khi ta phơn tích ng su t-bi n d ng trong thơn đ p, trong đ ng h m áp l c, trong c ng h p v.v Tuy nhiên, nh đư nêu trong ph n trên, vi c nghiên c u SBD c a

bê tông b n m t đ c gi i quy t b ng bƠi toán không gian c a lỦ thuy t đƠn h i bao

g m hai tr ng h p riêng c a bƠi toán ng su t không gian ho c bi n d ng không gian

- BƠi toán ng su t không gian

),,(

zyxw

zyxv

zyxu

yz

xy

zyx

00

0

00

00

00

Thơn đ p đá đ p th ng đ c mô hình hoá b ng các ph n t kh i (ph n t t di n ho c

ph n t l c di n) Ph n t th ng dùng lƠ ph n t t di n

B n m t có chi u dƠy nh h n nhi u l n so v i chi u dƠi vƠ chi u r ng nên th ng đ c

mô hình hoá b ng các ph n t t m v Ph n t th ng dùng lƠ ph n t t m ch nh t

ho c ph n t t m tam giác

R 3y

R 4z 4y

R

4x

R x

y

z

Ta kỦ hi u các ng l c đ t t i các nút 1,2,3,4 c a ph n t lƠ:

{R} = { R1x R1y R4z}

vƠ kỦ hi u {q} = {u1v1w1u2 w4} lƠ vect chuy n v nút c a ph n t đó

N i dung bƠi toán nh m xác đ nh m i liên h :

Trong đó: [K] lƠ ma tr n đ c ng c a ph n t

Ta bi t r ng v trí c a t di n hoƠn toƠn ph thu c v trí c a 4 đi m nút, ngh a lƠ t di n

s có v trí hoƠn toƠn xác đ nh khi bi t đ 12 thƠnh ph n chuy n v nút Do đó ta có th

gi thi t t n t i m i liên h sau: