NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬA CHỮA ĐẬP ĐẤT HỒ CHỨA NƯỚC ĐẬP LÀNG, TỈNH QUẢNG NGÃI

LỜI CẢM ƠN Qua quá trình nỗ lực phấn đấu học tập và nghiên cứu của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng và các bạn bè đồng nghiệp,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

PHẠM HOÀNG VÂN

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬA CHỮA ĐẬP ĐẤT

HỒ CHỨA NƯỚC ĐẬP LÀNG, TỈNH QUẢNG NGÃI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

Đà Nẵng - Năm 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

PHẠM HOÀNG VÂN

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬA CHỮA ĐẬP ĐẤT

HỒ CHỨA NƯỚC ĐẬP LÀNG, TỈNH QUẢNG NGÃI

Chuyên ngành : XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

Mã số : 858.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

Người hướng dẫn khoa học: TS VŨ HUY CÔNG

Đà nẵng - Năm 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu nêu trong luận văn là trung thực và kết quả của luận văn chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

LỜI CẢM ƠN

Qua quá trình nỗ lực phấn đấu học tập và nghiên cứu của bản thân cùng với

sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng và

các bạn bè đồng nghiệp, luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu đề xuất giải pháp sửa chữa đập đất Hồ chứa nước Đập Làng, huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng

Ngãi” đã được tác giả hoàn thành

Để có được thành quả này, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy TS.Vũ Huy Công đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thông tin khoa học cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Phòng Đào tạo Đại học & Sau đại học đại học Bách Khoa Đà Nẵng

đã giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng và Đầu tư Quảng Ngãi, Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Ngãi nơi tác giả công tác, gia đình, bạn bè đã động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn này

Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do hạn chế về thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế của bản thân tác giả nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành giúp tác giả hoàn thiện hơn đề tài của luận văn

Xin trân trọng cảm ơn!

Quảng Ngãi, tháng 9 năm 2019

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM ĐẬP ĐẤT HỒ

CHỨA NƯỚC ĐẬP LÀNG, TỈNH QUẢNG NGÃI

Học viên: Phạm Hoàng Vân Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy

Mã số: 60.58.02.02 Khóa: K35CTT-QNg, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng

Tóm tắt- Công trình Hồ chứa nước Đập Làng tỉnh Quảng Ngãi, được xây

dựng vào năm 1978 Sau gần 37 năm khai thác sử dụng, công trình đã có dấu hiệu xuống cấp Đập có hiện tượng thấm qua thân đập xuất hiện ở vùng lòng sông cũ, trong phạm vi khoảng 350m chiều dài đập Đường bão hòa xuất hiện trên mái, cao hơn đỉnh đống đá tiêu nước Trong điều kiện bình thường, thấm chưa gây xói ngầm thân đập nhưng khi gặp lũ lớn, mức nước hồ dâng cao, sẽ tiềm ẩn nguy cơ xói ngầm thân đập đất Tại vị trí hai bên mang cống có dòng thấm làm ướt phần mái hạ lưu đập Ngoài ra, lớp đá bảo vệ mái thượng lưu đã bị sóng mạnh gây sạt lở, lún sụt cục bộ Nguy cơ sạt trượt thân đập khi mùa mưa bão đến là rất lớn, có nguy cơ mất an toàn đập Nghiên cứu này tác giả đã trình bày giải pháp sửa chữa chống thấm, tăng ổn định cho hồ chứa nước Đập Làng, tỉnh Quảng Ngãi

Từ khóa: Đập Làng, dòng thấm, Đập đất, Jet Grouting, Geo slope

STUDY AND PROPOSE SOLUTIONS TO REPAIR DAP LANG DAM

IN NGHIA HANH DITRICT, QUANG NGAI PROVINCE

Abstract - The Dap Lang dam in Quang Ngai province was built in 1978

After nearly 37 years of exploitation and use, the dam has shown signs of degradation The seepage through the dam body in the old riverbed, within about 350m of the dam length The seepage line appears on the slope, higher than the top of the rock toe Under normal conditions, seepage does not cause erosion of the dam body but when the flood is large, the water level is high, there is a potential for erosion of the dam body At the two sides of the sluice gate, there are also the seepage flows In addition, the layer protecting the upstream roof has been destroyed by strong waves causing landslides and subsidence locally The risk of slipping down of dam slope is very high in rainy season In this study, the author presented the solution of waterproofing and stabilizing for Dam Lang reservoir, Quang Ngai province

Keywords: Dap Lang, seepage, earth Dam, Jet Grouting, Geo-slope

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC IV DANH MỤC CÁC HÌNH VII DANH MỤC CÁC BẢNG X

MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 2

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

4 CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

5 KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THẤM QUA ĐẬP ĐẤT 3

1.1 KHÁI NIỆM VỀ THẤM 3

1.1.1 Nguyên nhân gây thấm 3

1.1.2 Môi trường thấm 4

1.1.3 Phân loại dòng thấm 5

1.1.4 Tính chất đẳng hướng và dị hướng của vật liệu 7

1.1.5 Ảnh hưởng của các loại đất đắp đập đến dòng thấm 8

1.2 CÁC TÁC NHÂN GÂY MẤT AN TOÀN ĐẬP ĐẤT 9

1.2.1 Các tác nhân chính gây mất an toàn công trình đầu mối: 9

1.2.2 Sự cố công trình thường gặp do dòng thấm gây ra đối với đập đất: 12 1.2.3 Nguyên nhân gây mất an toàn công trình 13

1.3 TÍNH TOÁN THẤM QUA ĐẬP ĐẤT 14

1.3.1 Mục đích của việc tính toán thấm qua đập đất 14

1.3.2 Nghiên cứu tính toán thấm 14

1.3.3 Phương pháp nghiên cứu thấm qua đập 16

1.3.4 Phương pháp phần tử hữu hạn 19

1.4 ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐÂT 20

1.4.1 Tổng quan 20

1.4.2 Điều kiện làm việc của đập đất 21

1.4.3 Các trường hợp tính toán ổn định mái đập 22

1.4.4 Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định mái dốc 23

1.5 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG THẤM 30

1.5.1 Yêu cầu chống thấm ở thân và nền đập [7] 30

1.5.2 Phương án chống thấm thân, nền đập 31

1.5.3 Phương án chống thấm thân nền đập, giải pháp chống thấm bằng cọc xi măng đất (phương pháp Jet – Grouting) 39

1.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 52

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG THẤM VÀ ỔN ĐỊNH ĐẬP LÀNG 54

2.1 GIỚI THIỆU VỀ HỒ CHỨA NƯỚC ĐẬP LÀNG 54

2.1.1 Vị trí công trình 54

2.1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ công trình 55

2.1.3 Các thông số kỹ thuật chủ yếu của hồ chứa 55

2.2 HIỆN TRẠNG ĐẬP ĐẤT CỦA HỒ CHỨA 58

2.2.1 Hiện trạng Công trình hồ chứa nước Đập Làng 58

Hình 51 Mặt cắt ngang hiện trạng đập Làng 60

2.2.2 Đánh giá hiện trạng 61

2.2.3 Hiệu quả thực tế của công trình 71

2.3 TÍNH ỔN ĐỊNH HIỆN TRẠNG ĐẬP LÀNG 72

2.3.1 Mặt cắt và trường hợp tính toán 72

2.3.2 Tính chất cơ lý 72

2.3.3 Kết quả tính toán hiện trạng 73

2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 76

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬA CHỮA CHO ĐẬP LÀNG 78

3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG THẤM ĐẬP LÀNG 78

3.2 PHƯƠNG ÁN CHỐNG THẤM BẰNG CHÂN KHAY (DO CÔNG TY CP TƯ VẤN XÂY DỰNG VÀ ĐẦU TƯ QUẢNG NGÃI ĐỀ XUẤT) 79

3.3 PHƯƠNG ÁN CHỐNG THẤM BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT (ĐỀ XUẤT) 82

3.4 LỰA CHỌN PHẦN MỀM TÍNH TOÁN 88

3.5 TÍNH TOÁN KIỂM TRA THẤM VÀ ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬP 89

3.5.1 Tính thấm và ổn định theo phương án của Công ty Cổ phần Tư vấn

XD và Đầu tư Quảng Ngãi 89

3.5.2 Tính thấm và ổn định theo phương án tạo tường chống thấm bằng Jet-grouting 97

3.6 PHÂN TÍCH KINH TẾ VÀ ỔN ĐỊNH THẤM CỦA 2 PHƯƠNG ÁN 107

3.6.1 Phân tích sơ bộ kinh tế 107

3.6.2 Phân tích kết quả thấm, ổn định, đánh giá và lựa chọn phương án 108 3.6.3 Lựa chọn phương án 111

3.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 111

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 112

1 K ẾT LUẬN 112

2 K IẾN NGHỊ 112

3 H ƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 112

TÀI LIỆU THAM KHẢO 114

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 Hiện tượng thấm hồ chứa 3

Hình 2 Sơ đồ đất bão hòa, đất không bão hòa, đất khô 5

Hình 3 Dòng thấm phẳng 6

Hình 4 Sơ đồ vùng thấm mao dẫn (a), biểu đồ áp lực nước trong đập đất (b) 7

Hình 5 Thiết bị đóng mở của tràn gặp sự cố [6] 10

Hình 6 Sạt mái thượng lưu đập [6] 11

Hình 7 Sự cố vỡ đập Đầm Hà Động (Quảng Ninh) [6] 11

Hình 8 Nứt thân đập [6] 12

Hình 9 Thấm ở mái hạ lưu đập [6] 13

Hình 10 Mô hình thí nghiệm thấm bằng máng kính [6] 17

Hình 11.Thí nghiệm thấm khe hẹp [6] 18

Hình 15 mặt cắt ngang một mái dốc 24

Hình 16.Các đạng di chuyển của khối đất đá 24

Hình 26 Biện pháp chống thấm tường nghiêng bê tông cốt thép 32

Hình 27 Biện pháp chống thấm bằng màng HPDE 33

Hình 28 Biện pháp tường lõi bê tông cốt thép 34

Hình 29 Biện pháp phụt vữa chống thấm 35

Hình 30 Sân phủ đập đất 36

Hình 31 Thi công tường hào bentonite chống thấm 37

Hình 32 Thi công cọc bê tông 39

Hình 33 Sơ đồ nguyên lý dây chuyền công nghệ Jet – Grouting 40

Hình 34 Quy trình thi công công nghệ jet grouting 40

Hình 40 Máy khoan phụt YBM-2P, D=60,5 mm 41

Hình 41 Máy bơm vữa cao áp SG-75MK(II), Pmax=40 MPa, Qmax=200l/p 41

Hình 42 Máy trộn YGM – 1 42

Hình 43 Máy phát điện 250 kVA 43

Hình 44 Thiết bị Công nghệ trộn khô 44

Hình 45 Sơ đồ công nghệ trộn khô 44

Hình 46 Thiết bị Công nghệ trộn ướt 45

Hình 47 Sơ đồ công nghệ trộn ướt 46

Hình 48 Nguyên lý một số công nghệ khoan phụt 47

Hình 49.Bình đồ vị trí hồchứa nước Đập Làng tỉnh Quảng Ngãi 54

Hình 50 Bản đồ hồ chứa nước Đập Làng (1/50.000) 55

Hình 51 Mặt cắt ngang hiện trạng đập Làng 60

Hình 52 Hiện trạng lòng hồ HCN Đập Làng 61

Hình 53 Hiện trạng mặt đỉnh đập 62

Hình 54 Hiện trạng thấm ở hạ lưu đập 62

Hình 55 Cây cỏ mọc um tùm trên mái TL 63

Hình 56 Mái thượng lưu đá lát bị bong tróc 63

Hình 57 Ngưỡng tràn bị bong tróc 65

Hình 58 Ngưỡng tràn bị cuốn trôi 65

Hình 59 Vết nứt giữa dốc nước và sân tiêu năng 66

Hình 60 Tường đá xây bị bong tróc 66

Hình 61 Vết nứt ngang, dọc 67

Hình 62 Vết nứt dọc 67

Hình 63 Dàn van công tác cống 68

Hình 64 Cửa ra cống bị rò rỉ 68

Hình 65 Hiện trạng đường quản lý 69

Hình 66 Đường quản lý giáp đầu vai đập 70

Hình 67 Kênh bằng đất chưa được kiên cố 71

Hình 68 Kết quả tính thấm, tổ hợp cơ bản, MNTL = 28,80 m, HL= MĐTN 73

Hình 69 Kết quả tính thấm, tổ hợp đặc biệt, MNTL = 28,8-:-24,0 m, HL = MĐTN 74

Hình 70.Kết quả tính ổn định, tổ hợp cơ bản, MNTL = 28,80 m, HL = MĐTN (cơ bản) 75

Hình 71 Kết quả tính ổn định, tổ hợp đặc biệt, MNTL = 28,8-:-24.0 m, HL = MĐTN (nước rút) 75

Hình 72 Mặt cắt ngang đập (Phương án sữa chữa) của đơn vị Tư vấn thiết kế 81 Hình 73 Kết quả tính thấm, tổ hợp thi công, MNTL = 22,93 m, HL = MĐNT 90 Hình 74 Kết quả tính thấm, tổ hợp cơ bản, MNDBT = 28,8 m, HL = MĐTN 90

Hình 75 Kết quả tính thấm, tổ hợp đặc biệt, MNTL = 31,24 m, HL = MĐNT m 91

Hình 76 Kết quả tính thấm, tổ hợp đặc biệt, MNTL = 31,67 m, HL = MĐTN 91

Hình 77 Kết quả tính thấm, tổ hợp đặc biệt, MNTL = 31,67 m, HL = MĐTN (Tắc lọc) 91

Hình 78 Kết quả tính thấm, tổ hợp cơ bản, MNTL =(31,24-:-28,80) m, HL = MĐTN (nước rút) 92

Hình 79 Kết quả tính thấm, tổ hợp cơ bản, MNTL =(28,80-:-24,00) m, HL = MĐTN (nước rút) 92

Hình 80 Kết quả tính ổn định, tổ hợp thi công, MNTL = 22,93 m, HL = MĐTN

93

Hình 81 Kết quả tính ổn định, tổ hợp cơ bản, MNTL = 28,8 m, HL = MĐTN 94 Hình 82 Kết quả tính ổn định, tổ hợp cơ bản, MNTL = 31,24 m, HL = MĐTN 94

Hình 83 Kết quả tính thấm, tổ hợp đặc biệt, MNTL = 31,67 m, HL = MĐTN 94

Hình 84 Kết quả tính ổn định, tổ hợp đặc biệt, MNTL = 28,8 m, HL = MĐTN (tắc lọc) 95

Hình 85.Kết quả tính ổn định, tổ hợp đặc biệt, MNTL =31,24-:-28,8 m, HL = MĐTN (nước rút) 95

Hình 86.Kết quả tính ổn định, tổ hợp đặc biệt, MNTL =28,8-:-24,00 m, HL = MĐTN (nước rút) 96

Hình 87 Mặt cắt điển hình đập 97

Hình 88 Sơ đồ bố trí hai hàng cọc XMĐ D60 98

Hình 89 Mặt cắt Đập đại diện phương án công nghệ Jet-Grouting 99

Hình 90 Kết quả tính thấm, tổ hợp cơ bản, MNTL = 22,93 m, HL = MĐTN 100 Hình 91 Kết quả tính thấm, tổ hợp cơ bản, MNTL = 28,80 m, HL = MĐTN 100 Hình 92 Kết quả tính thấm, tổ hợp cơ bản, MNTL = 31,24 m, HL = MĐTN 101 Hình 93 Kết quả tính thấm, tổ hợp đặc biệt, MNTL = 31,67 m, HL = MĐTN 101 Hình 94 Kết quả tính thấm, tổ hợp đặc biệt, MNTL = 28,8 m, HL = MĐTN (tắc lọc) 101

Hình 95 Kết quả tính thấm, tổ hợp đặc biệt, MNTL =31,24-:-28,8 m, HL = MĐTN (nước rút) 101

Hình 96 Kết quả tính ổn định, tổ hợp đặc biệt, MNTL =28,8-:-24,00 m, HL = MĐTN (nước rút) 102

Hình 97 Kết quả tính ổn định, tổ hợp cơ bản, MNTL = 22,93 m, HL = MĐTN 103

Hình 98 Kết quả tính ổn định, tổ hợp cơ bản, MNTL = 28,80 m, HL =MĐTN 104

Hình 99 Kết quả tính ổn định, MNTL = 31,24 m, HL = MĐTN 104

Hình 100 Kết quả tính thấm, tổ hợp đặc biệt, MNTL = 31,67 m, HL = MĐTN 105

Hình 101 Kết quả tính ổn định, tổ hợp đặc biệt, MNTL = 28,8 m, HL = MĐTN 105 Hình 102 Kết quả tính ổn định, tổ hợp cơ bản, MNTL =31,24-:-28,8 m, HL = MĐTN 106 Hình 103 Kết quả tính ổn định, tổ hợp cơ bản, MNTL =28,80-:-24,00 m, HL = MĐTN 106

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 Hệ số thấm của các loại đất đá khác nhau( theo N.M Maxiov) 9

Bảng 2 Trị số građient cho phép [Jk]cp ở khối đắp thân đập 15

Bảng 3 Trị số građient trung bình tới hạn [Jk]th ở các bộ phận chống thấm 15

Bảng 4.Hệ số an toàn ổn định nhỏ nhất của mái đập [Kcp] 21

Bảng 5.Các trường hợp tính toán ổn định đập đất, [7] 22

Bảng 6 Kết quả thí nghiệm trong phòng xác định cường độ kháng nén của hỗn hợp vật liệu xi măng đất 48

Bảng 7 Tỷ lệ xi măng với đất tối ưu tương ứng với các loại đất khác nhau 49

Bảng 8 Tỷ lệ xi măng với đất với các loại đất khác nhau theo hệ thống phân loại Unified (Mitchell and Freitag, 1959) 49

Bảng 9 Các thông số kỹ thuật chính của hồ chứa nước Đập Làng 56

Bảng 10 Tính chất cơ lý của đất nền đất đắp 72

Bảng 11 Kết quả tính thấm đập hiện trạng 74

Bảng 12 Kết quả tính ổn định đập hiện trạng 76

Bảng 13 Bảng tính toán cao độ đỉnh đập 86

Bảng 14 Xác định cao trình đập thiết kế 87

Bảng 15 Kết quả tính thấm đập theo phương án cty CPTV&ĐT Quảng Ngãi 92

Bảng 16 Tổng hợp các trường hợp tính toán 96

Bảng 17 Bảng kiểm tra điều kiện bề dày tường lõi cọc Jet - grouting 98

Bảng 18 Kết quả tính thấm đập theo phương án chống thấm bằng 102

Bảng 19 Kết quả tính ổn định công nghệ Jet groutng 106

Bảng 20 Dự toán các phương án chống thấm 107

Bảng 21 Hiệu quả chống thấm của các các phương án 110

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Quảng Ngãi là một tỉnh ven biển nằm ở vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ, Việt Nam Quảng Ngãi trải dài từ 14°32′ đến 15°25′ Bắc, từ 108°06′ đến 109°04′ Đông, tựa vào dãy núi Trường Sơn hướng ra Biển Đông với chiều dài bờ biển

144 km, phía Bắc giáp tỉnh Quảng Nam với chiều dài đường địa giới 98 km, phía Nam giáp tỉnh Bình Định với chiều dài đường địa giới 83 km, phía Tây giáp tỉnh Kon Tum với chiều dài đường địa giới 79 km, phía Đông giáp Biển Đông Toàn tỉnh hiện có 123 hồ chứa với tổng dung tích thiết kế trên 407 triệu m3, được phân bổ trên địa bàn 11/14 huyện thành phố, các địa phương có nhiều

hồ chứa gồm: Bình Sơn 59 hồ, Sơn Tịnh 15 hồ, Đức Phổ 11 hồ, Trà Bồng 10 hồ, Nghĩa Hành 7 hồ, Mộ Đức 6 hồ Trong đó 5 hồ có dung tích từ 10 triệu m3 trở lên, 7 hồ có dung tích từ 3-10 triệu m3, còn lại là hồ chứa có dung tích từ 3 triệu

m3 trở xuống Có thể nói hệ thống các hồ chứa nước cơ bản đáp ứng được nhu cầu dùng nước phục vụ cho sản xuất, sinh hoạt của nhân dân trong thời gian vừa qua

Công trình Hồ chứa nước Đập Làng thuộc địa phận thôn Tân Phú, xã Hành Tín Tây, huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi; cụm đầu mối cách tỉnh lỵ Quảng Ngãi khoảng 21 km về phía nam –tây nam, cách huyện lỵ Nghĩa Hành khoảng

13 km về phía nam Công trình được xây dựng vào năm 1978 Sau gần 37 năm khai thác sử dụng, công trình đã góp phần vào công cuộc xóa đói giảm nghèo cho nhân dân vùng sở tại, đồng thời góp phần đáng kể trong việc phát triển kinh

tế, dân sinh và ổn định an ninh lương thực người dân tỉnh Quảng Ngãi

Với tình hình biến đổi khí hậu ngày càng khắc nhiệt như các năm gần đây, thêm vào đó sự phát triển kinh tế -xã hội tỉnh Quảng Ngãi, với tốc độ đô thị hóa khá cao, sự gia tăng số lượng ngành nghề, dân số, dẫn đến nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng, trong khi công trình xây dựng đã lâu, qua thời gian sử dụng một

số hạng mục (đập đất, tràn xả lũ, tháp cống lấy nước, đường quản lý…) đã có dấu hiệu xuống cấp Đập có Hiện tượng thấm qua thân đập xuất hiện ở vùng lòng sông cũ, trong phạm vi khoảng 350m chiều dài đập Đường bão hòa xuất hiện trên mái, cao hơn đỉnh đống đá tiêu nước Trong điều kiện bình thường, thấm chưa gây xói ngầm thân đập Nhưng khi gặp lũ lớn, mức nước hồ dâng cao, sẽ tiềm ẩn nguy cơ xói ngầm thân đập đất Tại vị trí Hai bên mang cống có

dòng thấm làm ướt phần mái hạ lưu đập Ngoài ra, lớp đá chít mạch bảo vệ mái thượng lưu đã bị sóng mạnh gây sạt lở, lún sụt cục bộ Nguy cơ sạt trượt thân đập khi mùa mưa bão đến là rất lớn, có nguy cơ mất an toàn đập Do đó, việc nghiên cứu, phân tích xác định nguyên nhân và đề xuất giải pháp xử lý thấm, đảm bảo an toàn cho việc vận hành đập đất hồ chứa nước Đập Làng là hết sức cần thiết trong tình hình hiện nay

2 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu

Đánh giá tổng thể về hiện trạng đập đất hồ chứa nước Đập Làng, nghiên cứu nguyên nhân thấm, mất ổn định và đề xuất các giải pháp sửa chữa đập

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Hồ chứa nước Đập Làng

- Phạm vi nghiên cứu: Đập đất hồ chứa nước Đập Làng

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Khảo sát thực tế hiện trường, thu thập phân tích các tài liệu đã có kết hợp với nghiên cứu các phương pháp kỹ thuật mới, đề xuất giải pháp kỹ thuật phù hợp

- Phương pháp nghiên cứu:

+ Phương pháp điều tra, thu thập số liệu;

+ Phương pháp phân tích thống kê;

+ Phương pháp số: Ứng dụng phần mềm SEEP/W và SLOPE/W tính thấm

và ổn định cho cho các mặt cắt đại diện

5 Kết quả dự kiến đạt được

Nghiên cứu các giải pháp sửa chữa chống thấm, tăng ổn định cho hồ chứa nước Đập Làng, tỉnh Quảng Ngãi

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THẤM QUA ĐẬP ĐẤT

1.1 KHÁI NIỆM VỀ THẤM

Thấm là sự chuyển động của chất lỏng trong đất, trong đá nứt nẻ hoặc trong môi trường ( rỗng, xốp) nói chung của đất được diễn ra dưới tác dụng của lực trọng trường khi có sự chênh lệch cột nước giữa các điểm khác nhau trong môi trường xốp [1]

Hình 1 Hiện tượng thấm hồ chứa

Tính thấm nước của đất đá phụ thuộc nhiều nhân tố, quan trọng nhất là kích thước, hình dạng lỗ rỗng và độ rỗng, nó được quyết định bởi độ phân tán và thành phần khoáng vật của đất đá

Sự xuất hiện của dòng thấm qua đập đất gây nên những tác hại nhiều lúc rất lớn về mặt tổn thất lượng nước cũng như tính bền vững của công trình Do đó, trong thiết kế và xây dựng đập đất vấn đề nghiên cứu, đánh giá những đặc trưng của dòng thấm là một khâu quan trọng không thể thiếu [1]

1.1.1 Nguyên nhân gây thấm

Nguyên nhân gây ra thấm trong đất bão hòa nước là do thế chuyển động của dòng thấm hay chính là Gradient cột nước thấm Nguyên nhân gây thấm trong đất không bão hòa nước ngoài tác nhân chính là Gradient cột nước thủy lực (bao gồm Gradient áp lực và Gradient cao trình) còn do Gradient độ ẩm, Gradient hút dính Ua-Uw Trong đó Ua chính là áp lực khí lỗ rỗng, Uw là áp lực nước lỗ rỗng [2]

Thế chuyển động của dòng thấm: xác định năng lượng hay khả năng của dòng Năng lượng tại một điểm được tính theo mức chuẩn Mức chuẩn được chọn tuỳ ý vì chỉ gradient năng lượng giữa hai điểm là quan trọng để mô tả dòng thấm

Tổng năng lượng tại một điểm có thể biểu thị năng lượng trên trọng lượng

đơn vị được gọi là vị thế hay cột nước thủy lực

g: Cột nước lưu tốc trong đất (m)

Do cột nước lưu tốc trong đất là rất nhỏ so với cột nước trọng lực nên công thức (2-1) có thể viết thành:

3 w w

Nước ở trong đất có thể được tồn tại ở các trạng thái khác nhau như: nước ở thể hơi, nước ở thể bám chặt, nước ở thể màng mỏng, nước mao dẫn, nước trọng lực

- Nước mao dẫn chứa đầy trong các khe rỗng của đất, chịu tác động của sức căng mặt ngoài và trọng lực Nước mao dẫn có thể chuyển động trong đất và có thể truyền áp lực

- Nước trọng lực (Nước ngầm) là nước tự do chứa đầy ỏ tất cả các khe rỗng của đất từ các thể tích rất nhỏ có thể chứa không khí Nước trọng lực chịu tác dụng của trọng lực và nước ngầm, chuyển động được là do tác dụng của trọng lực Nước trọng lực có thể truyền áp lực

Nước trong đất có trạng thái liên tục chuyển động tạo thành dòng nước ngầm hay còn gọi là dòng thấm Cũng giống như chuyển động của nước mặt, chuyển động của nước ngầm có thể coi là chuyển động không áp hoặc có áp Trong

chuyển động không áp, ở phía trên được giới hạn bởi mặt tự do còn gọi là mặt bão hòa, áp suất tại các điểm trên mặt đó bằng hằng số và bằng áp suất khí quyển (chưa xét đến hiện tượng mao dẫn)

Theo tính chất bão hòa nước, môi trường nước thấm chia làm hai loại: Đất bão hòa và đất không bão hòa:

Đất bão hoà: Đất bão hoà chỉ chứa hạt rắn và nước - lỗ rỗng chứa đầy nước, nên môi trường gồm 2 pha, độ bão hoà: Vn/Vr= 1, độ chứa nước thể tích: w=

Vn/V = Vr/V = n, độ rỗng (n): n = Vr/V;

Đất không bão hoà: Đất không bão hoà chứa hạt rắn, khí và nước: môi trường 3 pha, lỗ rỗng chứa cả khí và nước, độ bão hoà: Vn/Vr< 1, độ chứa nước thể tích: w= Vn/V ;w< n; độ rỗng (n): n = Vr/V;

Dưới góc độ đảm bảo sự làm việc tin cậy của đập đất đá thì nghiên cứu

thấm không ổn định có một vai trò quan trọng Đáng chú ý là trường hợp chuyển động thấm không ổn định ở khu vực nêm thượng lưu của đập và ở mái dốc hai bờ phía thượng lưu, khi mực nước trong hồ chứa hạ đột ngột với tốc độ lớn Hiện tượng này thường xảy ra khi cần tháo nước hồ chứa để tạo dung tích phòng lũ trước thời điểm có lũ lớn theo dự báo hoặc trong tình huống sự cố Do vị trí đường bão hòa trong thân đập cao hơn mực nước hồ cho nên sẽ hình thành sự chuyển động thấm ngược về phía hồ chứa, và hiện tượng thấm ngược có thể gây mất ổn định cho mái dốc thượng lưu hoặc làm trượt lớp gia cố bảo vệ mái dốc

b Thấm có áp và thấm không áp

Dòng thấm có áp – khi nó bị giới hạn từ phía trên bởi biên cứng, dòng thấm không có mặt thoáng, chuyển động của dòng thấm giống như nước chảy trong ống có áp Đây là trường hợp khi xét dòng thấm dưới đáy công trình [3]

Dòng thấm không áp – khi nó không bị giới hạn từ phía trên bởi công trình Đây là trường hợp dòng thấm hai bên vai công trình, dòng thấm qua thân đập đất Giới hạn phía trên của dòng thấm là mặt thoáng hay mặt bão hòa, tại đây có

áp suất bằng áp suất khí trời

c Dòng thấm phẳng và thấm không gian

Đối với các đập xây dựng ở sông đồng bằng thường có chiều cao nhỏ, chiều dài lớn, do đó chuyển động thấm trong phạm vi phần lớn chiều dài đập là thấm gần như phẳng, nghĩa là dòng thấm gần vuông góc với trục dọc của đập Các đập cao xây dựng ở vùng núi, hoặc trên các sông suối hẹp thì chuyển động của dòng thấm có tính không gian rõ rệt [3]

Hình 3 Dòng thấm phẳng

d Hiện tượng mao dẫn trong thấm không áp

Dòng thấm qua đập đất đá là thấm không áp có mặt bão hòa là mặt thoáng tự

do, vì vậy phía trên mặt bão hòa hình thành vùng đất có độ ẩm giảm dần dưới tác dụng của lực mao dẫn (wm < wb, trong đó: wm - độ ẩm của đất ở vùng mao dẫn, wb - độ ẩm của đất trong điều kiện bão hòa nước - đất nằm dưới đường bão hòa) Chiều cao mao dẫn và sự phân bổ độ ẩm của đất ở vùng mao dẫn phụ thuộc vào kích thước kẽ rỗng giữa các hạt đất đá [3]

Hình 4 Sơ đồ vùng thấm mao dẫn (a), biểu đồ áp lực nước trong đập đất (b)

Nước mao dẫn tham gia chuyển động thấm ở vùng bão hòa Nếu kể tới chuyển động mao dẫn thì cột nước thấm được tính như sau:

Trong đó:

Ht : cột nước thấm có kể đến mao dẫn (m)

h : cột nước thấm kể từ đường bão hòa đến đáy đập (m)

hm : chiều cao mao dẫn (m)

a : hệ số kể đến mức độ chứa nước trong lớp mao dẫn lấy bằng 0,3 ÷ 0,4

1.1.4 Tính chất đẳng hướng và dị hướng của vật liệu

Khái niệm đất đồng chất về phương diện thấm trong đập đất thường không dẫn đến những sai số đáng kể so với thực tế, tuy vậy ở một số trường hợp phải chú ý đến sự không đồng nhất của vật liệu (tính chất dị hướng về thấm)

Nếu thân đập hoặc bộ phận chống thấm của đập (như lõi giữa, tường nghiêng bằng đất) được thi công bằng loại vật liệu tương đối đồng chất, thì hệ số không đồng nhất có giá trị nhỏ và có thể giải quyết bài toán thấm với môi trường đồng nhất Sự không đồng nhất - dị hướng ở đây thường xảy ra do công nghệ thi công đắp đất với những lớp nằm ngang, tạo sự khác nhau về hệ số thấm theo phương ngang và đứng với , trong đó: kx và ky là các hệ số thấm theo phương x (ngang) và y (đứng) [3]

t t

Trong trường hợp vật liệu sử dụng cho kết cấu chống thấm của thân đập có cấu tạo thành phần hạt rất khác nhau, thì khi đổ đất thường xảy ra hiện tượng phân tầng, ở dưới là đất hạt thô với hệ số thấm lớn, phía trên nó cỡ hạt nhỏ hơn

và hệ số thấm nhỏ hơn Với lớp đổ tiếp theo sự phân tầng cũng tương tự như vậy Hậu quả của phân tầng là tạo ra sự dị hướng về hệ số thấm trong phạm vi mỗi lớp với độ chênh lệch tới 5 -:- 7 lần, có khi tới 10 lần

Khi tính thấm, cần phân tích khả năng tồn tại các vùng vật liệu có hệ số thấm

dị hướng với sự khác biệt lớn để có biện pháp khắc phục hậu quả bất lợi của biến dạng thấm

Một vấn đề khác cần chú ý là ảnh hưởng của ứng suất đến hệ số thấm trong vật liệu đập Nếu đất bị nén mạnh và ứng suất trung bình khác nhau trong thân đập có sự khác nhau đáng kể về giá trị, thì sẽ có hiện tượng thấm không đồng nhất, bởi vì độ rỗng của đất thay đổi phụ thuộc vào ứng suất Theo V.P Nedriga,

hệ số thấm trong lõi giữa của đập cao và siêu cao có thể khác nhau đến 10 lần đối với vật liệu ở vùng dưới đáy lõi so với vùng trên đỉnh lõi Thậm chí nếu kx =

ky , thì lưu lượng thấm và tính chất lưới thấm còn phụ thuộc vào sự thay đổi hệ

số thấm (kt) theo tọa độ

1.1.5 Ảnh hưởng của các loại đất đắp đập đến dòng thấm

Đất đá có thành phần hạt không đồng nhất thường có tính thấm nước lớn hơn đất đá có thành phần hạt đồng nhất, sự có mặt của nhóm hạt sét sẽ làm cho tính thấm của cát giảm Cấu trúc của đất ảnh hưởng đến tính thấm của nó Cấu tạo lớp, dải, gơnai…làm cho tính thấm của đất đá không đẳng hướng Khả năng thấm nước lớn nhất theo phương song song với mặt lớp, phương kéo dài của dải

Sự có mặt của các lớp kẹp không thấm nước có tính dị hướng rõ rệt Khi phá hoại kết cấu của đất cũng như sự đầm chặt nhân tạo có khả năng thay đổi lớn tính thấm của đất Ngoài ra, nồng độ điện phân trong nước và các cation trao đổi

có ảnh hưởng rất lớn đến tính thấm nước của đất sét

Theo nghiên cứu của theo N.M Maxiov hệ số thấm của một số loại đất phổ biến như ở bảng 1 [4]

Bảng 1 Hệ số thấm của các loại đất đá khác nhau( theo N.M Maxiov)

thấm nước yếu

thấm nước

thấm nước tốt

thấm nước mạnh

1.2 CÁC TÁC NHÂN GÂY MẤT AN TOÀN ĐẬP ĐẤT

Hồ chứa nước là công trình tổng hợp nguồn nước nhằm cung cấp nước cho các ngành kinh tế quốc dân, cắt giảm lũ, phát điện và cải thiện môi trường Đến nay, các hồ chứa này đã phát huy hiệu quả, thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt góp phần vào sự phát triển nông nghiệp, công nghiệp, ổn định đời sống nhân dân, đảm bảo an ninh lương thực quốc gia Tuy nhiên, các đập của hồ chứa nước hầu hết là đập đất, được xây dựng cách đây 30 - 40 năm trong thời kỳ đất nước còn nhiều khó khăn, trình độ kinh tế - xã hội thấp, nhu cầu dùng nước chưa cao, tiêu chuẩn thiết kế thấp, nguồn vốn đầu tư thủy lợi hạn hẹp, năng lực khảo sát thiết kế, thi công, quản lý còn nhiều bất cập, hạn chế Ngoài ra, thời tiết diễn biến ngày càng phức tạp, cực đoan tác động tiêu cực đến sự ổn định của hồ chứa Nhiều tác nhân cộng hưởng lại nên nhiều đập đất không tránh khỏi các nhược điểm như chưa đồng bộ, chất lượng thấp, thiếu mỹ quan, chưa thật sự an toàn, tiềm ẩn nguy cơ gây mất an toàn hồ chứa

1.2.1 Các tác nhân chính gây mất an toàn công trình đầu mối:

- Các yếu tố công trình [5]

+ Đập không đủ cao độ chống lũ, bố trí công trình đầu mối chưa tuân thủ theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT và các tiêu chuẩn hiện hành, đảm bảo

thích ứng với điều kiện biến đổi khí hậu;

+ Thấm qua nền, vai đập và thân đập gây xói ngầm hoặc sạt trượt mái hạ lưu; thấm hai bên mang cống

+ Tràn không đủ năng lực xả lũ, nhất là trong điều kiện bị ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, chặt phá rừng phòng hộ đầu nguồn làm đường quá trình lũ diễn biến bất lợi

+ Thiết bị đóng mở cửa tràn bị sự cố, hoặc thậm chí bị sự cố an toàn cửa van (Hình 5)

+ Sóng lớn do gió bão làm sạt trượt mái thượng lưu (Hình 6)

Hình 5 Thiết bị đóng mở của tràn gặp sự cố [6]

+ Không có số liệu quan trắc trong quá trình quản lý vận hành để phân tích đánh giá.Sự cố công trình (đập, tràn, cống lấy nước) do không có đủ độ kiên cố cần thiết hoặc vận hành không đúng quy trình kỹ thuật (đặc biệt với các công trình có cửa xả sâu)

+ Tổ mối hoặc các các hang hốc không được phát hiện và xử lý kịp thời + Trong các tác nhân trên thì lũ và thấm là hai tác nhân thường trực gây mất an toàn, đồng thời công tác xử lý cũng hết sức khó khăn và tốn kém

Hình 6 Sạt mái thượng lưu đập [6]

Hình 7 Sự cố vỡ đập Đầm Hà Động (Quảng Ninh) [6]

- Các yếu tố quản lý:

+ Công tác quản lý vận hành chưa được quan tâm đúng mức (thậm chí các

hồ nhỏ không có người quản lý vận hành) Do vậy không phát hiện được các

sự cố gây mất an toàn công trình ngay từ khi mới có các hiện tượng ban đầu + Về thể chế: mặc dù đã có Nghị định số 72/NĐ-CP ngày 7/5/2007 về ‘Quản

lý an toàn đập’ nhưng chưa có các quy định khác đồng bộ để thực hiện và cũng chưa có chế tài bắt buộc nên thực chất trong những năm vừa qua chưa triển khai công việc này

+ Công tác quản lý nhà nước về xây dựng tại các địa phương còn yếu, đặc biệt là đối với các công trình không sử dụng nguồn vốn nhà nước

- Các yếu tố về tự nhiên:

Chế độ thủy văn, dòng chảy thay đổi phức tạp không tuân theo các quy luật thông thường Ngày càng xuất hiện nhiều trận mưa có cường độ rất lớn làm thay đổi đường quá trình lũ bất lợi cho công trình

1.2.2 Sự cố công trình thường gặp do dòng thấm gây ra đối với đập đất:

Trong thời gian làm việc bình thường của công trình sẽ tạo ra sự chênh lệch mực nước giữa thượng lưu và hạ lưu Nước di chuyển qua các khe rỗng trong đất đắp, nền và hai bên vai công trình tạo thành dòng thấm Đối với đập đất, dòng thấm sẽ gây ra những ảnh hưởng bất lợi như sau [7]:

- Sạt, trượt mái đập (thượng hạ lưu) và nền đập;

- Lún, sập cục bộ ở mặt đập;

- Thấm mạnh hoặc trôi đất ở nền đập, ở một phần nền tiếp giáp với hạ lưu đập;

- Thấm hoặc sủi bọt nước ở mái đập;

- Thấm hoặc sủi bọt nước ở vai đập;

- Thấm hoặc sủi bọt nước ở phần tiếp giáp giữa đập và mang công trình (Cống, Tràn xả lũ);

- Lún hoặc chênh lệch quá mức cho phép;

- Có hiện tượng chuyển vị về phía hạ lưu;

- Nứt thân đập: bao gồm các hiện tượng nứt ngang và nứt dọc (Hình 8);

- Vỡ đập: Đập bị phá hoại không có khả năng giữ nước được nữa;

- Làm mất nước từ hồ chứa;

- Gây áp lực lên các bộ phận công trình giới hạn miền thấm (bản đáy, tường chắn, )

Hình 8 Nứt thân đập [6]

Hình 9 Thấm ở mái hạ lưu đập [6]

1.2.3 Nguyên nhân gây mất an toàn công trình

- Trong quá trình khảo sát ban đầu, đơn vị khảo sát không tuân thủ thực

hiện đúng các quy định về quy chuẩn, tiêu chuẩn trong khảo sát địa hình, địa mạo, địa chất thủy văn công trình dẫn đến các số liệu thiết kế đập sai lệch

- Sử dụng vật liệu đất đắp không đúng tiêu chuẩn, tính thấm cao so với giới hạn cho phép, không đủ tính bền để đảm bảo ổn định chống trượt của mái đập (tính bền đó thể hiện ở các chỉ tiêu cơ lý như: cường độ chống cắt, góc ma sát trong, lực dính),…Vùng vật liệu đất đắp có tính trương nở, tan rã hoặc vùng đất

có hàm lượng sét quá cao dẫn đến độ ẩm lớn nhưng thiết kế không chỉ rõ biện pháp xử lý khi đắp cũng có nguy cơ gây nứt đập, thấm lớn

- Xử lý kỹ thuật vùng tiếp giáp vai đập: Vùng vai đập có độ dốc lớn nếu không xử lý đúng kỹ thuật cũng dễ gây ra hiện tượng trượt giữa đất đắp mới và nền đất cũ nên khi đắp xong dễ gây ra thấm Hoặc bản vẽ quy định mái dốc của đợt đắp trước quá dốc, khi đắp tiếp đợt sau cũng gây trượt giữa 2 khối đắp

- Thi công xử lý tiếp giáp giữa các khối đắp trước sau và chuyển tiếp giữa vật kiến trúc bên trong thân đập với đập không được quan tâm đúng mức, thường có chất lượng kém, tạo điều kiện cho sự phá hoại do thấm tiếp xúc

- Trong quá trình quản lý và vận hành hồ chứa của đơn vị chủ quản đã chưa làm hết trách nhiệm các khâu kiểm tra chống mối, bảo quản trâu bò chăn thả trên bề mặt taluy hồ đập

- Do hư hỏng khớp nối cống: Khớp nối cống bị hỏng, dòng chảy có áp phun

ra xung quanh gây thấm dọc theo cống

- Do bị tắc nghẽn vật thoát nước hạ lưu đâp: Trong quá trình vận hành đập các hạt đất chui vào các kết cấu thoát nước (lăng thể đá hạ lưu, ống khói thoát nước giữa đập, ) làm tắc tầng lọc ngược Vì vậy đường bão hòa trong thân đập dâng cao, dòng thấm lộ ngay trên mái hạ lưu đập

1.3 TÍNH TOÁN THẤM QUA ĐẬP ĐẤT

1.3.1 Mục đích của việc tính toán thấm qua đập đất

Trong quá trình thiết kế cũng như thi công các công trình xây dựng cơ bản, đặc biệt là các công trình thuỷ lợi như hồ chứa nước thì việc tính toán thấm phải rất thận trọng vì nó có tính quyết định đến sự ổn định cũng như tính lâu dài của

hồ chứa Nhiệm vụ của tính thấm qua đập đất là xác định các đặc trưng thấm sau: [7]

- Xác định lưu lượng thấm qua thân đập và qua nền Trên cơ sở đó tìm lượng nước tổn thất của hồ do thấm gây ra và có biện pháp phòng chống thấm thích

1.3.2 Nghiên cứu tính toán thấm

Tính toán thấm qua thân đập và nền đập cần tương ứng với các điều kiện làm việc của đập (nêu tại 1.4.2) và tổ hợp tải trọng tác động (nêu tại 1.4.3) Tùy từng trường hợp cụ thể của đập mà lựa chọn mặt cắt tính toán phù hợp

Thông qua việc nghiên cứu tính toán thấm, cần xác định được các thông số sau của dòng thấm ở thân đập, nền và bờ vai đập: [7]

- Vị trí bề mặt dòng thấm (đường bão hòa) trong thân đập và các bờ vai đập Cần xét đến hiện tượng mao dẫn nhất là ở các phần thân đập;

- Lưu lượng nước thấm qua thân, nền và các bờ vai đập;

- Građient thấm của dòng thấm trong thân đập và nền, ở chỗ dòng thấm đi vào bộ phận tiêu nước phía hạ lưu của đập, ở chỗ tiếp xúc giữa các lớp đất có các đặc trưng khác nhau, ở mặt tiếp xúc của các kết cấu chống thấm, ở vị trí đi

ra của dòng thấm (Jcp: Gradient thấm tại điểm ra của dòng thấm, được xác định trong mô hình tính toán được nêu trong TCVN; Jmax= Gradient lớn nhất trong

thân đập)

Khi đập xây dựng ở vùng núi cao, lòng sông hẹp, nơi có cấu tạo địa chất nền phức tạp, không đồng nhất, bất đẳng hướng, loại đập nhiều khối và đối với đập cấp I, II các thông số tính toán dòng thấm nêu trên cần được phân tích tính toán cho phù hợp theo các hướng dẫn ở các tài liệu, tiêu chuẩn hiện hành về tính toán thấm Đồng thời cần kiểm nghiệm bằng phương pháp thực nghiệm theo các tài liệu chỉ dẫn chuyên ngành

Tính toán ổn định thấm có nhiệm vụ làm rõ độ bền thấm của đất trong thân đập, đất nền và bờ vai đập ở vị trí tiếp xúc giữa các lớp hoặc giữa thân đập và nền, ổn định dưới tác dụng của građient thấm vào công trình có xét đến ảnh hưởng của trạng thái ứng suất và biến dạng của thân đập và nền, đặc điểm kết cấu đập, phương pháp thi công và điều kiện khai thác

Khi tính toán sơ bộ và khi không có các nghiên cứu cần thiết với đập cấp III trở xuống, cho phép dùng các giá trị građient thấm cho phép đối với các loại đất

đắp ở Bảng 2 và Bảng 3 (Bảng 5 và Bảng 6 theo TCVN 8216 – 2009: Tiêu chuẩn thiết kế - Đập đất đầm nén)

Bảng 2 Trị số građient cho phép [Jk]cp ở khối đắp thân đập

Nếu Jk lớn hơn các trị số trên thì phải thiết kế tầng lọc ngược

Bảng 3 Trị số građient trung bình tới hạn [Jk]th ở các bộ phận chống thấm

1.3.3 Phương pháp nghiên cứu thấm qua đập

Phương pháp nghiên cứu thấm qua đập đất cũng như trường hợp nghiên cứu thấm nước trong môi trường rỗng nói chung thường bằng hai phương pháp: lý luận và thực nghiệm [1]

a Nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu về lý luận là sử dụng định luật cơ bản về

thấm cùng những liên hệ lý thuyết để xác định những đặc trưng của dòng thấm Dùng lý luận để nghiên cứu thấm có hai phương pháp: cơ học chất lỏng và thủy lực học

- Phương pháp cơ học chất lỏng : Phương pháp này dùng toán học làm công

cụ để xác định đặc trưng của dòng thấm như lưu lượng, lưu tốc, gradien, áp lực, đường bão hòa… tại bất kỳ một vị trí nào trong môi trường thấm Do khi tính toán không đưa vào nhiều những giả thiết cho nên phương pháp cơ học chất lỏng cho kết quả chính xác Tuy vậy phương pháp này chỉ sử dụng được trong trường hợp bài toán có sơ đồ đơn giản Khi gặp những sơ đồ phức tạp nghĩa là những điều kiện ban đầu và điều kiện biên phức tạp thì cách giải này gặp nhiều khó khăn về mặt toán học Do vậy trong thực tế những thành tựu tính thấm theo phương pháp này ứng dụng rất hạn chế

- Phương pháp thủy lực học: Kết quả tính toán theo phương pháp thủy lực

học là cho những đặc trưng trung bình của dòng thấm cho nên độ chính xác của phương pháp thủy lực học có kém chính xác hơn vì phải dựa vào một số tiền đề, một số giả thiết nhất định Tuy nhiên cách giải này có thể giải được những trường hợp phức tạp trong thực tế Hơn nữa độ chính xác cũng nó cũng đủ cho yêu cầu kỹ thuật cho nên phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong thực

tế

b Nghiên cứu thực nghiệm: Nghiên cứu thực nghiệm là dùng mô hình để

xác định những đặc trưng của dòng thấm Phương pháp này là dùng những loại

mô hình nghiên cứu sau:

- Thí nghiệm bằng máng kính: Việc thí nghiệm được tiến hành trên mô hình

máng kính để xác định lưu lượng, áp lực, đường bão hòa v.v Phương pháp này khá đơn giản nhưng độ chính xác rất hạn chế

Hình 10 Mô hình thí nghiệm thấm bằng máng kính [6]

- Thí nghiệm bằng khe hẹp: Dựa vào sự tương tự giữa sự chuyển động của

chất lỏng có độ nhớt lớn ( các loại dầu nhờn) trong khe hẹp với sự chuyển động của nước trong môi trường rỗng ( chảy tầng) mà xác định đặc trưng của dòng thấm trên cơ sở đo đạc những đặc trưng của dòng chảy của dầu trong khe hẹp Phưong pháp này ứng dụng tốt trong trường hợp thấm ổn định và cả không ổn định như trường hợp thấm qua đập đất như mực nước thượng lưu hạ xuống đột ngột

Hình 11.Thí nghiệm thấm khe hẹp [6]

- Phương pháp tương tự điện – thủy động ( ECDA): Dùng tính tương tự giữa

dòng điện và dòng thấm để giải quyết những bài toán thấm trên mô hình dòng điện Phương pháp này khá tiện lợi và chính xác, đồng thời có thể giải quyết được những sơ đồ thấm phức tạp, thấm bình diện, thấm không gian…v v, cho nên ngày nay phương pháp này được ứng dụng rộng rãi nhất

Ngoài ra để tính toán những đặc trưng của dòng thấm còn dùng phương pháp đồ giải, thực chất của phương pháp này là xây dựng lưới thấm để trên cơ

sở đó mà xác định những đặc trưng của dòng thấm

Trong thực tế khi lựa chọn phương pháp nghiên cứu thấm phải dựa vào từng trường hợp cụ thể Trong nhiều trường hợp có thể dùng đồng thời hai hoặc nhiều phương pháp để giải quyết một sơ đồ thấm Phương pháp lý luận thường dùng phổ biến trong trường hợp bài toán phẳng và môi trường đồng chất Đối với những đập đất không đồng chất cũng có thể dùng phương pháp lý luận để nghiên cứu nhưng cần phải dựa vào những phương pháp gần đúng khác như phương pháp phân đoạn để tính toán Trong trường hợp gặp những sơ đồ phức tạp vì điều kiện biên, đất không đồng chất, thấm phẳng và thấm không gian v.v… thì cần thiết tiến hành thí nghiệm trong khe hẹp hoặc bằng máy tương tự điện – thủy động Phương pháp đồ giải để vẽ lưới thấm trong một chừng mực nhất định có thể thay thế được phương pháp tương tự điện – thủy động nhưng trong điều kiện phức tạp việc vẽ lưới thấm đòi hỏi phải nhiều kinh nghiệm Trong thực tế hiện nay, người ta thường giải bài toán xác định các đặc trưng dòng thấm bằng phương pháp phần tử hữu hạn Các phần mềm thương mại hiện

có xây dựng theo phương pháp này như: Seep/W, PlaxFlow,

1.3.4 Phương pháp phần tử hữu hạn

Biến đổi và giải trực tiếp từ phương trình vi phân là phương pháp số, ưu điểm nổi bật của phương pháp số là có thể giải được với sơ đồ tổng quát nhất và cho lời giải tương đối chính xác với các giả thiết sát với thực tế nhất, nhưng bên cạnh đó khối lượng tính toán lớn cho nên thường chỉ phát huy có hiệu quả khi thực hiện trên máy tính điện tử

Phương pháp số được sử dụng rộng rãi hiện nay là phương pháp Phần tử hữu hạn.Đối với bài toán thấm khi giải bằng phương pháp PTHH cho phép miền tính toán bao gồm các loại vật liệu khác nhau và có hình dáng kích thước bất kỳ, một điểm quan trọng nữa là biên của bài toán có thể cho được ở nhiều dạng Mặt khác, với sự tiến bộ của phương tiện tính toán là máy tính điện tử, lời giải của bài toán thu được là tương đối thuận tiện

Phương pháp phần tử hữu hạn là một phương pháp số đặc biệt có hiệu quả

để giải những bài toán được biểu diễn bằng các phương trình đạo hàm riêng; miền tính toán được rời rạc hoá bằng cách chia miền xét ra làm nhiều miền nhỏ đơn giản có hình dạng tuỳ ý được gọi là các phần tử hữu hạn, mỗi phần tử gồm một số điểm nút, hàm xấp xỉ được tìm trên từng phần tử; do đó phương pháp này rất thích hợp với các bài toán có miền xác định phức tạp gồm nhiều vùng nhỏ có đặc trưng hình học, tính chất vật lý khác nhau, điều kiện biên khác nhau [8]

Hàm xấp xỉ được biểu diễn qua các giá trị của hàm, có khi cả giá trị đạo hàm của nó tại các điểm nút trên phần tử, các giá trị này được gọi là bậc tự do (freedom degree)

Với những bài toán phi tuyến, không dừng, miền tính toán lớn, dẫn đến khối lượng tính toán của bài toán rất lớn; do đó cần có sự hỗ trợ của máy tính điện tử

1.4 ỔN ĐỊNH ĐẬP ĐÂT

1.4.1 Tổng quan

Khi đánh giá ổn định của đập đất đá thì trước hết phải xét ổn định của các mái dốc thượng và hạ lưu đập dưới tác động của các lực và tải trọng trong điều kiện vận hành khai thác bình thường cũng như trường hợp có các lực và tổ hợp lực đặc biệt tác động bất thường [3]

Vì vậy, tính toán ổn định mái dốc là nội dung hết sức quan trọng khi thiết

kế đập vật liệu địa phương - đập đất đá

Về phương diện khoa học, bài toán ổn định mái dốc bằng đất (đá) nói chung

và mái dốc của đập đất đá nói riêng cho đến nay vẫn còn chưa được giải quyết triệt để và đầy đủ, chứng tỏ đó là vấn đề không đơn giản

Ổn định của mái dốc phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nội ngoại như tính chất

cơ lý hoá của vật liệu cấu thành mái dốc, các lực và tổ hợp tác dụng (áp lực thủy tĩnh, áp lực đẩy nổi, áp lực thấm, áp lực sóng gió, áp lực ngược, lực động đất, áp lực kẽ rỗng, tải trọng tĩnh và động của các phương tiện thiết bị quản lý vận hành v.v ), sự biến đổi theo thời gian của các tải trọng và tác động kể cả tác động biến đổi của môi trường như nhiệt độ, độ ẩm v.v

Mục đích tính toán là xác định hệ số dự trữ nhỏ nhất về ổn định của mái dốc đập với dữ liệu cho trước gồm mặt cắt ngang của đập, các đặc trưng cơ lý của thân đập và nền đập, và tải trọng tính toán khác

Đối với mái dốc các thượng lưu, ổn định được xét cho hai trường hợp tính toán cơ bản sau đây:

Đập đất chịu các tải trọng khác nhau, và đất đắp trong thân đập cũng có cường độ chống cắt khác nhau, trong các thời kỳ làm việc khác nhau từ thi công, thi công xong, tích nước đến xả lũ, do đó cần lần lượt tính toán cho từng mái đập thượng lưu và hạ lưu

- Thời kỳ thi công (bao gồm cả hoàn công): Mái thượng lưu, hạ lưu;

- Thời kỳ thấm ổn định: Mái thượng lưu, hạ lưu;

- Thời kỳ mực nước hồ rút nhanh: Mái thượng lưu

Trong tính toán cần phân biệt điều kiện làm việc bình thường và điều kiện làm việc bất thường theo nội dung quy định ở điều 3.1.2

Ở các vùng mưa nhiều, nên căn cứ hệ số thấm của đất đắp và khả năng dẫn thoát nước của các thiết bị tiêu nước mặt đập, xem xét tình hình cụ thể để kiểm

toán sự ổn định của mái đập trong thời kỳ mưa kéo dài, đồng thời chọn hệ số an toàn theo điều kiện làm việc không bình thường

Hệ số an toàn về ổn định của mái đập không được nhỏ hơn hệ số an toàn cho phép (Kcp) theo cấp công trình và theo điều kiện làm việc của đập quy định ở Bảng 8, cụ thể:

Hệ số ổn định không được vượt quá 15 % đối với đập cấp III trở xuống, và không được vượt quá 20 % đối với đập cấp I, II so với các trị số quy định ở Bảng 4;

Bảng 5 cũng áp dụng để kiểm tra hệ số an toàn cho tường nghiêng, lớp bảo

vệ và gia cố mái đập hoặc các mặt trượt bất kỳ khác Đối với mặt đập rất cao hoặc đối với công trình rất quan trọng, trị số cho phép của hệ số an toàn nhỏ nhất có thể theo quy định riêng do cấp có thẩm quyền quyết định

Bảng 4.Hệ số an toàn ổn định nhỏ nhất của mái đập [Kcp]

Điều kiện làm việc

Đập ở vùng động đất từ cấp VII trở lên, cần tuân thủ các quy định của các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành về thiết kế công trình ở vùng có động đất [7]

1.4.2 Điều kiện làm việc của đập đất

Tính toán thấm trong đập đất đá được xét với những trường hợp sau:

b Làm việc không bình thường: một trong các trường hợp sau:

- Thời kỳ thi công;

- Hồ ở mực nước lớn nhất kiểm tra (MNLKT) có thể hình thành thấm ổn

định;

- Mực nước hồ giảm nhanh từ MNLTK hoặc từ MNDBT xuống đến mực nước đảm bảo an toàn cho đầu mối khi hồ có nguy cơ sự cố vỡ đập nhưng không được thấp hơn MNC;

- Các thiết bị tiêu nước trong thân đập làm việc không theo thiết kế (hư hỏng một phần) khi ở MNDBT;

- Có động đất khi ở MNDBT [7]

1.4.3 Các trường hợp tính toán ổn định mái đập

Đập đất chịu các tải trọng khác nhau, và đất đắp trong thân đập cũng có cường độ chống cắt khác nhau, trong các thời kỳ làm việc khác nhau từ thi công, thi công xong, tích nước đến xả lũ, do đó cần lần lượt tính toán cho từng mái đập thượng lưu và hạ lưu

- Thời kỳ thi công (bao gồm cả hoàn công): Mái thượng lưu, hạ lưu;

- Thời kỳ thấm ổn định: Mái thượng lưu, hạ lưu;

- Thời kỳ mực nước hồ rút nhanh: Mái thượng lưu

Trong tính toán cần phân biệt điều kiện làm việc bình thường và điều kiện làm việc bất thường Tính toán ổn định các mái đập phải bao gồm các thời kỳ làm việc khác nhau của mái đập, thời kỳ thi công (kể cả hoàn công), thời kỳ thấm ổn định, thời kỳ mực nước hồ rút nhanh và khi làm việc bình thường gặp động đất Nội dung tính toán như Bảng 9

Đập ở vùng động đất từ cấp VII trở lên, cần tuân thủ các quy định của các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành về thiết kế công trình ở vùng có động đất

1 Thi

công

Căn cứ vào khối đắp hình thành ở phần mái thượng, hạ lưu trong các phân đợt thi công trong năm kể cả khi đắp hoàn thành đập nhưng chưa đưa vào khai thác và chế độ mực nước bất lợi, tương ứng tiến hành kiểm tra ổn định mái thượng, hạ lưu

Đặc biệt

Thượng,

hạ lưu

2 Thấm Ở thượng lưu là MNDBT; ở hạ lưu có nước Cơ bản Hạ lưu

ổn định ứng với mực nước lớn nhất có thể xảy ra trong

thời kỳ cấp nước nhưng không lớn hơn 0,2Hđập

3 Ở thượng lưu là MNLNTK, ở hạ lưu là mực

nước ứng với Qxả thiết kế Cơ bản Hạ lưu

4 Ở thượng lưu là MNLNTK, ở hạ lưu là mực

nước ứng với Qxả kiểm tra

Đặc biệt Hạ lưu

5

Ở thượng lưu là MNDBT, ở hạ lưu là mực nước trung bình thời kỳ cấp nước Bộ phận tiêu nước trong đập làm việc không bình thường

Đặc biệt Hạ lưu

Thượng lưu

8

Ở thượng lưu là MNDBT rút xuống đến mực nước đảm bảo an toàn cho đập khi có nguy cơ

sự cố; Mực nước hự lưu tương ứng với Qxả max

khi tháo nước từ hồ

Đặc biệt

Thượng lưu

9 Động

đất

Ở thượng lưu là MNDBT, ở hạ lưu là mực nước trung bình trong thời kỳ cấp nước, có xét đến động đất

Đặc biệt

Hình 12 mặt cắt ngang một mái dốc

Tất cả các mái dốc đều có xu hướng giảm độ dốc đến một dạng ổn định hơn

- cuối cùng là chuyển sang nằm ngang Cho nên quan niệm mất ổn định của mái dốc là khi chúng có xu hướng di chuyển và phá hoại (khi khối đất đá thực sự có

di chuyển) Trong thực tế người ta quan sát được nhiều dạng di chuyển (phá hoại) khác nhau Thường phân ra ba dạng di chuyển chủ yếu như sau:

c)

a)

d) b)

Hình 13.Các đạng di chuyển của khối đất đá

a Sụt lở; b trượt tịnh tiến; c Trượt xoay; d Trượt dòng

Sụt lở: Đất đá di chuyển rời xa khỏi chỗ bị gián đoạn (khe nứt, mặt phân lớp dốc, mặt đứt gẫy…) Điều kiện phá hoại chủ yếu do sự tăng thêm áp lực trong các gián đoạn (áp lực nước, lực rung động…)

Trượt: Ở dạng di chuyển này, khối đất đá cơ bản không bị xáo trộn trong khi

bị trượt theo một mặt xác định Nguyên nhân có sự di chuyển này là do phá hoại cắt dọc theo một mặt ở trong khối đất Thực tế thường có hai hình thức trượt:

trượt tịnh tiến và trượt xoay

Trượt dòng: Ở đây bản thân khối trượt bị xáo động và di chuyển một phần hay toàn bộ như một chất lỏng Trượt dòng thường xảy ra trong đất yếu bão hoà nước khi áp lực nước lỗ rỗng tăng đủ để làm mất toàn bộ cường độ (độ bền) chống cắt của đất Mặt trượt thực hầu như không có hoặc chỉ biểu hiện từng lúc Như chúng ta đã biết mái dốc càng thoải thì độ ổn định sẽ càng cao, nhưng khối lượng công tác đất, diện tích chiếm dụng sẽ càng lớn, điều này sẽ dẫn đến trái với quan điểm kinh tế hiện nay Vì vậy, mục tiêu cuối cùng của việc tính toán ổn định mái dốc là xác định được độ dốc mái taluy thỏa mãn yêu cầu kinh

tế và kỹ thuật

Để đánh giá ổn định của mái dốc, về mặt lý thuyết hiện nay tồn tại nhiều phương pháp tính, nhưng có thể gộp chúng thành ba nhóm phương pháp chính như sau:

+ Nhóm phương pháp 1: Nhóm phương pháp theo lý thuyết cân bằng giới hạn của khối rắn (giả thiết trước hình dạng của mặt trượt ) dựa trên điều kiện cân bằng giới hạn Coulomb, phát triển trên mặt trượt tới hạn của khối trượt, và được xem như một cố thể Phương pháp này hiện còn được dùng phổ biến trên thực

tế

Đặc điểm của nhóm phương pháp dùng mặt trượt giả định là không căn cứ trực tiếp vào tình hình cụ thể của tải trọng và tính chất cơ lý của đất đắp để quy định mặt trượt cho mái dốc, mà xuất phát từ kết quả quan trắc lâu dài các mặt trượt của mái dốc trong thực tế để đưa ra giả thiết đơn giản hoá về hình dạng mặt trượt rồi từ đó nêu lên phương pháp tính toán, đồng thời xem khối trượt như

là một vật thể rắn ở trạng thái cân bằng giới hạn

+ Nhóm phương pháp 2: Nhóm phương pháp dựa vào lý thuyết cân bằng giới hạn thuần tuý

Nhóm lý thuyết này dựa trên giả thuyết chính cho rằng, tại mỗi điểm trong khối đắp đất đều thoả mãn điều kiện cân bằng giới hạn Việc một điểm mất ổn định được giải thích là do sự xuất hiện biến dạng trượt tại điểm đó Còn mái đất mất ổn định là do sự phát triển của biến dạng trượt trong một vùng rộng lớn giới hạn của khối đất đắp

Trong hai nhóm phương pháp nêu trên, "nhóm phương pháp dựa vào lý thuyết cân bằng giới hạn thuần tuý" vẫn mô phỏng được gần đúng trạng thái ứng

suất trong khối đất bị phá hoại, về mặt toán học mang tính logic cao, nhưng điểm hạn chế là chưa xét được biến dạng thể tích của khối đất, đồng thời là giải bài toán ổn định của mái dốc theo phương pháp này chưa được áp dụng rộng rãi trong thực tế Nhóm phương pháp "dùng mặt trượt giả định " tuy có nhược điểm

là xem khối trượt như là một cố thể và được giới hạn bởi mặt trượt và mặt mái dốc, đồng thời xem trạng thái ứng suất giới hạn chỉ xảy ra trên mặt trượt mà thôi, thực tế thì mặt trượt xảy ra rất phức tạp, phụ thuộc vào sự tác dụng của tải trọng ngoài, vào tính chất của các địa tầng và vào các yếu tố khác Tuy vậy tuỳ theo tình hình cụ thể của từng công trình, mà việc giả định trước các mặt trượt cho phù hợp, đồng thời nhóm phương pháp này tính toán đơn giản hơn và thiên

về an toàn hơn so với nhóm phương pháp lý luận cân bằng giới hạn Chính vì thế thực tế hiện nay sử dụng phương pháp này để tính toán ổn định mái dốc được áp dụng rộng rãi hơn

+ Nhóm phương pháp 3: Nhóm Phương pháp phần tử hữu hạn xét trạng thái cân bằng giới hạn tại từng điểm trên mặt trượt thỏa mãn các phương trình thành phần trong lý thuyết đàn hồi và điều kiện cân bằng giới hạn Mohr - Coulomb nhờ các phần mềm chuyên dụng như SLOPE/W, PLAXISBV có sự hỗ trợ của máy tính điện tử

1.4.4.2 Các phương pháp phân tích ổn định mái dốc

a Hệ số ổn định (F os )

Hệ số ổn định để phân tích ổn định mái dốc thường được định nghĩa là tỷ số giữa sức kháng cắt lớn nhất với ứng suất cắt khi mặt trượt bắt đầu phá hoại Có nhiều cách để thiết lập hệ số ổn định F Cách thiết lập phổ biến nhất là giả định

hệ số ổn định F không thay đổi dọc theo mặt trượt, và nó được định nghĩa theo phương pháp cân bằng mô men hoặc/ và cân bằng lực:

Cân bằng mô men: Hệ số ổn định Fm xác định theo công thức:

Với: Mr là tổng mô men chống trượt,

Md là tổng mô men gây trượt

Đối với cung trượt tròn, tâm của cung trượt thường lấy làm tâm quay để xác định mô men Đối với một cung trượt không tròn, một điểm tùy ý có thể được xem xé tđưa vào phân tích

Cân bằng lực: thường áp dụng để phân tích mặt trượt tịnh tiến hoặc quay

gồm các mặt trượt phẳng hoặc đa giác Hệ số ổn định Ff đượcxác định theo công thức:

Với: Fr là tổng các lực chống trượt,

Fd là tổng các lực gây trượt

b Phương pháp cân bằng giới hạn tổng quát

Phương pháp cân bằng giới hạn tổng quát (GLE) là dựa trên hai phương trình xác định hệ số ổn định (một phương trình là cân bằng mô men(Fm), phương trình còn lại là phương trình cân bằng lực theo phương ngang (Ff)) và giả định lực cắt trong phạm vi một lát cắt Ý tưởng này được xây dựng bởi Spencer [9] Lực tiếp tuyến giữa các lát cắt trong phương pháp GLE được Morgenstern

và Price [10] đề xuất theo phương trình:

(2.25) Trong đó, f(x) là một hàm,  là tỉ lệ phần trăm của hàm, E là lực pháp tuyến của lát cắt và X là lực tiếp tuyến của lát cắt

Phương trình cân bằng mô men theo phương pháp GLE [11]

(2.26) Phương trình cân bằng lực theo phương ngang theo phương pháp GLE:

(2.27) Trong đó:

(2.28)

F là Fm khi N được thay bằng phương trình hệ số ổn định cân bằng mô menvà F là Ff khi N được thay bằng phương trình hệ số ổn định cân bằng lực Phương pháp GLE là rất hữu ích cho sự hiểu biết những gì đang xảy ra ở thực địa và hiểu những lý do cho sự khác biệt giữa các phương pháp khác nhau

Nó không nhất thiết phải là một phương pháp để phân tích thường xuyên trong thực tế, nhưng nó là phương pháp hiệu quả bổ sung hữu ích cho việc nâng cao

sự tự tin của chúng ta trong việc lựa chọn và sử dụng các phương pháp thông thường khác

c Phương pháp Ordinary hay Fellenius

Phương pháp này đôi khi cũng được gọi là phương pháp lát cắt Thụy Điển [16]

Đây là phương pháp lát cắt đầu tiên phát triển và thể hiện trong tài liệu Sựđơn giản của phương pháp này đã làm cho nó có thể tính toánhệ số ổn định bằng tay

Dạng đơn giản nhất của phương trình hệ số ổn định Ordinary trong trường hợp không có áp lực nước lỗ rỗng cho một mặt trượt tròn là:

(2.29) Trong đó:

: góc nghiêng của đáy lát cắt

Phương pháp Ordinary có trong SLOPE/W chỉ vì những lý do lịch sử và cho mục đích giảng dạy Đó là một bài tập học tập hữu ích để so sánh một SLOPE/W phân tích với tính toán tay Ngoài ra, phương pháp này là phương pháp ban đầu, vì vậy nó mang ý nghĩa tham khảo lịch sử là chính

d Phương pháp Bishop đơn giản