(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập

(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có động đất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập

Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường đại học Thủy lợi HàNội;được sự dạy bảo, giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo các bộ môn trong vàngoàitrường, sự cộng tác của các cơ quan chuyên môn và các bạn bè cộng sự; với

sự nổlực phấn đấu của bản thân tác giả đã hoàn thành luận văn Thạc sĩ kỹ thuật,

chuyênngành Kỹ thuật xây dựng công trình thuỷ với nội dung:“Nghiên cứu ảnh hưởngcủa độ nghiêng đến ổn định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện

có độngđấtvàbiệnphápxửlýđểđảmbảoantoànđập”.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cán bộ hướng dẫn khoa học làthầygiáo GS.TS.NGND Nguyễn Chiến đã tận tình hướng dẫn cũng như cung cấptàiliệu,thôngtinkhoahọccầnthiếtđểtácgiảhoànthànhluậnvăn

Xin cảm ơn sự giúp đỡ chân thành và nhiệt tình của các thầy cô giáo khoacôngtrình, các thầy cô giáo và đồng nghiệp ở nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhauđãcungcấpchotácgiảnhữngkiếnthứcquýbáuđểhoànthànhluậnvăn

Xin chân thành cám ơn Chi uỷ, Lãnh đạo, Cán bộ công nhân viên cơ quanChicục Quản lý đê điều và Phòng chống lụt bão Hà Tĩnh đã tận tình giúp đỡ trongsuốtthờigiantácgiảthựchiệnluậnvăn

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thântronggia đình đã động viên, khích lệ tinh thần và vật chất để tác giả đạt được kếtquả nhưngàyhômnay

Do điều kiện thời gian còn hạn chế nên trong luận văn này không tránhkhỏinhững khiếm khuyết, tác giả mong nhận được những góp ý, chỉ bảo của cácthầy côgiáo,cácbạnbèđồngnghiệpđểluậnvănđượchoànchỉnhhơn

HàNội,thángn ă m 2015

Tácg i ả

NguyễnTháiHương

NguyễnTháiHương

MỞĐẦU 1

I Tínhcấpthiếtcủađềtài 1

II Mụcđíchcủađềtài 1

III Cáchtiếpcậnvàphươngphápnghiêncứu 2

1 Cáchtiếpcận 2

2 Phươngphápnghiêncứu 2

IV Kếtquảđạtđược 2

CHƯƠNG1:TỔNGQUANVỀXÂYDỰNGĐẬPBÊTÔNGTRỌNGLỰCVÀVẤN ĐỀ ANTOÀNĐẬP 3

1.1 Tổng quanvềxâydựngđậpbêtôngtrọng lựcởViệtNam 3

1.2 Cácyếutốảnh hưởngđếnantoànđậpbê tôngtrọnglực 8

1.3 Cácyếutốtácđộnglàmchonềnđập bịnghiêng 8

1.4 Vấnđềkiểmsoátantoànđập 8

1.5 Giớihạnphạmvinghiêncứu 9

CHƯƠNG2 : N G H I Ê N C Ứ U ẢNHH Ư Ở N G C Ủ A ĐỘN G H I Ê N G M Ặ T N Ề N ĐẾNỔNĐỊNHCỦAĐẬPBÊTÔNGTRỌNGLỰC 10

2.1 Cáctrạngtháimặtnềnbịnghiêng 10

2.1.1 Mặtnềnnghiêng vềphíathượnglưu 10

2.1.2 Mặtnềnnghiêng vềphíahạlưu 10

2.1.3 Cáctrạngtháinghiêngdọctheotrụcđập 11

2.2 Cơsởtínhtoánổnđịnhcủađậptrênmặtnềnnghiêng 11

2.2.1 TínhtoánổnđịnhcủađậptheotiêuchuẩnViệtNam 11

2.2.2 TínhtoánổnđịnhcủađậptheotiêuchuẩnMỹ 27

2.1.Nghiêncứuquan hệgiữađộnghiêngmặtnềnvớiổnđịnhcủađập 34

2.3.1 Giớihạnphạmvinghiêncứu 34

2.3.2 Xácđịnh mặtcắt hợplýcủađậpkhôngtràn 36

2.3.3 Nghiêncứuảnh hưởngcủađộnghiêng mặtnềnđến ổnđịnhcủađập 42

2.4 Giảiphápkiểmsoátđộnghiêngcủađập 48

2.4.1 Conlắcthuận 48

2.4.2 Conlắcnghịch 50

2.4.3 Ghi kếtquảđo 53

2.5 Đềxuấtbiệnphápxửlýđểđảmbảoantoànđập 53

2.6 Kếtluậnchương2 54

CHƯƠNG 3:ÁPDỤNGTÍNHTOÁNCHOĐẬPSÔNGTRANH2 55

3.1 Giới thiệucôngtrình 55

3.1.1 Tổngquanvềcôngtrình 55

3.1.2 Đậpchính 56

3.1.3 Đậpphụ 58

3.2 CácvấnđềliênquanđếnantoànđậpSôngTranh2 63

3.2.1 Hìnhthứcmấtổnđịnhtổngthể 63

3.2.2 Hìnhthứcmấtổnđịnhcụcbộ 64

3.3 HệthốngthiếtbịquantrắcđậpSôngTranh2 65

3.4 KiểmtraổnđịnhđậpSôngTranh2trongđiềukiệnhiệntại 66

3.4.1 Phươngpháptínhtoán 66

3.4.2 Mặt cắttínhtoán 66

3.4.3 Cáctrườnghợptínhtoán 67

3.4.4 Kết quảtínhtoán 69

3.5 GiảiphápđảmbảoantoànchođậpSôngTranh2 70

3.5.1 Đềxuấtgiảipháp 70

3.5.2 Tínhtoánthôngsốcủa màn chốngthấmgiacường 71

3.5.3 Đánhgiáhiệuquảtăngổnđịnhđập khilàmmànchốngthấmgiacường 73

3.6 Kếtluậnchương3 73

KẾTLUẬN,KIẾNNGHỊ 75

4.1 Cáckếtquảđạt đượctrongluậnvăn 75

4.2 Mộtsốvấnđềtồntại 76

4.3 Hướngtiếptụcnghiêncứu 76

Hình1.1-Đậpbêtôngđầmlănthuỷđiện SôngTranh2 6

Hình1.2-Đậpbêtông đầmlănthuỷđiện SơnLa 6

Hình1.3-ĐậpbêtôngtrọnglựcTânGiang-NinhThuận 7

Hình1.4-ĐậpbêtôngtrọnglựcLòngSông-BìnhThuận 7

Hình2.1-Trạngtháimặtnềnbịnghiêng vềphíathượnglưu 10

Hình2.2-Trạngtháimặtnềnbị nghiêngvề phíahạlưu 11

Hình2.3-Sơđồtínhổnđịnhtrượtphẳngtrườnghợpmặttrượtnằmngang 15

Hình2.4-Sơđồtínhổnđịnhtrượtphẳngtrườnghợpmặttrượtnằmnghiêng 16

Hình2.5-Sơđồcáclựctácdụnglênđậpkhi chưabịnghiêng 18

Hình2.6-Sơđồtínhr1’vàr2’khiđậpbịnghiênggócvềhạlưu 19

Hình2.7-SơđồcáclựctácdụnglênđậptheoTCVN 22

Hình2.8-Áplựcnướctăngthêmkhicóđộngđất 26

Hình2.9-Sơđồtínhổnđịnhtrượtphẳngtrườnghợpmặttrượtnằmngang 30

Hình2.10-Sơđồtínhổnđịnhtrượtphẳngtrườnghợpmặttrượtnằmnghiêng 31

Hình2.11-Vịtrícủahợplựctrongcáctrườnghợp 32

Hình2.12-ÁplựcđẩyngượctheotiêuchuẩnMỹ 33

Hình2.13 -Mặtcắtcơbảncủađập 37

Hình2.14 -Mặtcắt thựcdụngđậpkhôngtràn 38

Hình2.15 -Sơđồtínhtoánchotrườnghợp1(TCVN) 39

Hình2.16 -Sơđồtínhtoánchotrườnghợp3(TCVN) 40

Hình2.17 -Sơđồtínhtoánchotrườnghợp2và5(TC Mỹ) 40

Hình2.18-Quan hệK=f()củađậpcó Hđ=60m 43

Hình2.19-Quan hệK=f()củađậpcó Hđ=80m 43

Hình2.20-Quan hệK=f()củađậpcóHđ= 100m 44

Hình2.21-Quan hệK=f()củađậpcóHđ=120m 45

Hình2.22-Quan hệK=f()củađậpcóHđ=140m 45

Hình2.23- Quanhệ[] = f(Hđ) 46

Hình 2.24- Quanhệ Kmin=f(Hđ) khi= 2o

46 Hình 2.25- Quanhệ Kmin=f(Hđ) khi= 4o

47 Hình2.26 -Nguyênlýlàmviệccủa conlắcthuận 49

Hình2.27 -Thiết bịghiđodịchchuyểnngang 50

Hình2.28-Cảmbiếnghiđovịtrí củadâydọi 50

Hình2.29-Nguyênlýlàmviệccủa conlắcnghịch 51

Hình2.30 -ThiếtbịconlắcngượccủaRSTsaulắpđặt 52

Hình3.1-Đậpdâng,đậptrànthuỷđiệnSông Tranh2nhìntừhạlưu 62

Hình3.2-Hồchứa,thượnglưuđậpphụ 62

Hình3.3-MặtcắttínhtoánổnđịnhđậpdângSôngTranh2 67

Hình3.4-SơđồtínhtoánổnđịnhđậpSôngTranh2cho TH1(TCVN) 67

Hình3.5-SơđồtínhtoánổnđịnhđậpSông Tranh2cho TH3(TCVN) 68

Hình3.6-SơđồtínhtoánổnđịnhđậpSông Tranh2cho TH5(TCVN) 68

Hình3.7-SơđồtínhtoánổnđịnhđậpSông Tranh2theoTCMỹ 69

Hình3.8-QuanhệKmin=f()củađậpSông Tranh2 70

Hình3.9-Giảiphápbốtríneothépchođập SôngTranh2 71

Bảng1.1-Sốlượng đậpBTĐLtạicácnướctrênthếgiớitínhđến12/2005 4

Bảng1.2-Mộtsốđập BTTLđãvà đangđược xâydựngởnướcta 5

Bảng2.1-Cácthànhphầnlựcđốivớicáctrườnghợp 14

Bảng2.2-Cáctrịsố’và’’theoTCVN 24

Bảng2.3-Hệsốđộngđất 26

Bảng2.4-CáctổhợptảitrọngtheotiêuchuẩnMỹ 29

Bảng2.5-HệsốantoàntheotiêuchuẩnMỹ 32

Bảng2.6-Giatốcđộngđấttheotiêuchuẩn Mỹ 33

Bảng2.7-Bảngtổnghợpkếtquảkiểmtra ổnđịnhđậptheoTCVN 41

Bảng2.8-Bảngtổnghợpkếtquảkiểmtra ổnđịnhđậptheoTCMỹ 41

Bảng2.9-Kếtquảtínhtoánmặtcắthợplý 42

Bảng2.10-Bảng tổng hợpkếtquảkhảo sátK=f ()chođậpcao60m 42

Bảng2.11-Bảng tổnghợpkếtquảkhảosátK =f ()chođậpcao80m 43

Bảng2.12-Bảng tổng hợpkếtquảkhảo sátK =f ()chođậpcao100m 44

Bảng2.13-Bảng tổng hợpkếtquảkhảo sátK =f ()chođậpcao120m 44

Bảng2.14-Bảng tổng hợpkếtquảkhảo sátK =f ()chođậpcao140m 45

Bảng2.15-Góc[]ứngvớicácchiềucaođập khácnhau 46

Bảng2.16-Tổnghợpkếtquảtínhổnđịnhkhi=2o

46 Bảng2.17-Tổnghợpkếtquảtínhổnđịnhkhi=4o

47 Bảng3.1-CácthôngsốchínhcủacôngtrìnhthuỷđiệnSôngTranh2 59

Bảng3.2-Cáchưhỏngcóthểgặpởđậpchínhthuỷđiện SôngTranh2 64

Bảng3.3-BảngtổnghợpkếtquảkhảosátKmin=f()chođậpSôngTranh2 69

Bảng3.4-BảngtổnghợpkếtquảkiểmtraổnđịnhđậpSôngTranh2theoTCMỹ 70

Bảng3.5 - Bảng đánhgiá hiệuquả tăng ổn định đậpSông Tranh2 khilàm mànchốngthấmgiacường 73

MỞĐẦU

I Tínhcấpthiếtcủađềtài

Ởnướctahiệnnaycórấtnhiềuhồchứavừavàlớn.Cácđậptrongcôngtrìnhđầumốitừtrước đếnnaychủyế u đượcxâydựngbằngđấthaybằngvậtliệuđịaphương.Tuy nhiên,vớisựtiếnbộcủakhoahọckỹthuật,thờigianquađãcónhiềucôngtrìnhđượcxâydựngbằngbêtôngvàbêtôngcốtthépvớiquymôlớn

Đậpbêt ôn g trọng l ực d u y trìổnđịnhn hờ trọnglượng của bảnthân khốibê tông.V ì thến ê n nhữngc ô n g t r ì n h n à y c h ủ y ế u

đ ư ợ c x â y d ự n g t r ê n n ề n đá;g ó c nghiêngcủamặtnềnbằng0.Khuvựcxâydựngvàởphíasâudướinềnđậpcóthểcócácđứtgãykiếntạo,trongquátrìnhkhảosátthiếtkếkhônglườngđếnhậuquảhoặcchưapháthiệnrađểcógiảiphápxửlýtrướckhixâydựngđập;cộngthêmtácnhânđộngđất,độngđấtkíchthíchdoquátrìnhtíchnướctronglònghồtácdụnglêncôngtrình,làmchođậpbịnghiêngvàcóthểxảyracácsựcốvềđậpnhưtrượt,lật.Nếuđậpbịnghiêngvềphíathượnglưuthìm ứ c độtáchạikhôngnhiều, cònnếunghiêngvềphíahạlưuthìrấtbấtlợichoổnđịnhcủađập.Vìvậy,phảinghiêncứuvàtìmrađượcgócnghiêngchophép củamặtnền,giảiphápantoànchođậpkhibịnghiêngvượtmứcchophép

II Mụcđíchcủađềtài

- Nghiêncứuảnhhưởngcủađộnghiêngđếnổnđịnhcủađậpbêtôngtrọnglựctrongđiềukiệncóđộngđất

- Vậndụngnhững k ế t q u ả nghiêncứu đóđểkiểmtra ổnđịnhch ođậpSô ngTranh2

III Cáchtiếpcậnvàphươngphápnghiêncứu

1 Cáchtiếpcận

- Từthựctế:Cácnguyênnhântiềmẩnlàmchomặtnềnbịnghiêngsaukhiđậpđivàosửdụng

- Tiếp cận từ các điều kiện kỹ thuật: Công trình phải đảm bảo điều kiện bền, ổnđịnh

-Tiếpcậnhiệnđại:Ứngdụngcácphươngpháptínhtoántiêntiến,phầnmềmhiệnđạiđểkiểmtraổnđịnhchođập

-Thiếtbịquantrắccầnthiếtđểkiểmsoátđộnghiêngcủamặtnền

-GiảiphápantoànchođậpBTTLkhibịnghiêng

-KếtquảtínhchođậpSôngTranh2

CHƯƠNGI TỔNGQUANVỀXÂYDỰNGĐẬP BÊTÔNGTRỌNGLỰCVÀVẤNĐỀANTOÀNĐẬP 1.1 TổngquanvềxâydựngđậpbêtôngtrọnglựcởViệt Nam

Đậpbêtôngtrọnglựclàđậpcókhốilượngbêtônglớn.Đậpduytrìổnđịnhnhờtrọnglượngcủa khốibêtông

Loạiđậpnàycóưuđiểmlàkếtcấuvàphươngphápthicôngđơngiản,độổn

địnhcao,cóthểdùngđểtrànnướchoặckhôngtrànnước.Chínhtừnhữngưuđiểmđónênđậpbêtông trọnglựcsớmđượcsửdụngtrêntoànthếgiới

Đậpbêtôngtrọnglựccótừ100nămsaucôngnguyênởPontediSanMauro.Đậpđầutiêncao15mđượcxâydựngkhichưacócơsởlýluận.Từnăm853khithiếtkếvàxâydựngđậpbêtôngtrọnglựcđãbấtđầucólýluậnthựctiễntrênhaichuẩn: cường độ và ổn định trượt Từ năm 70 – 80 của thế kỷ XX đập bê tông trọnglựcbấtđầupháttriển mạnh,cứvàibangàylạicómộtđậpmớiđượcxâydựng

TheoconsốthốngkêcủaHộiđậplớnthếgiới(ICOLD)thìởMỹđậpbêtôngtrọnglựcchiếm34,5%tổngsốcácloạiđập,ởNhật83%,ởÝ51%,ởTây

BanNha85%,ởPháp51%,ởCanada60%

Bêncạnhnhữngưuđiểm,đậpbêtôngtrọnglựccũngcónhữngnhượcđiểm:

khốilượngbêtônglớn,trongđócóvậtliệuximăng,dẫnđếngiáthànhcaosovớicáckiểuđậpkhác.Sửdụngkhônghếtkhảnăngchịulựccủavậtliệubêtông,đặcbiệtlàcácđậpkhôngcaolắm(H<60m).Dotoànđậplàbê tôngkhốilớnnêndễsinhraứng suấtnhiệtvàcácbiến

dạngnhiệttrongthânđập.Nhữngnhượcđiểmnàyđặtrasựcầnthiếtphảitìmcácbiệnphápcảitiếnđậpbêtôngtrọnglựckhốilớn.Năm1970,J.M.RapherngườiMỹgiớithiệuvề“đậptrọnglựctốiưu”lầnđầutiênđãraphươngphápdùngmáyđầmnénvàvậnchuyểncơgiớicủađậpđấtđá,dùngvậtl iệ uc ấ p p h ố i h ạ t t h ô t ự n h i ê n t r ộ n v ớ i x i m ă n gđầmnéntạ ot h à n h t h â n đập,cườngđộkhángcắtcủanótănglênnhiềusovớiđậpđấtđálàmchomặtcắtngangthânđậpgiảmnhỏđi,đồngthờiso

vớiđậpbêtôngtrọnglựctruyềnthốngcóthểrút

ngắn thời gian thi công, giảm giá thành công trình và đến năm 1972 ông tiếptụccông bố kết quả thí nghiệm dùng xe ô tô tự đổ, rải bằng máy gạt, và dùng đầmrungđầm nén bê tông, hình thành khái niệm sơ bộ của đập bê tông đầm lăn Đập bêtôngđầmlănlàđậplàmbằngbêtôngthicôngvớicôngnghệđầmlăn.Bêtôngđầmlănlà

một hỗn hợp gồm cốt liệu (đá, cát, sỏi), xi măng và các phụ gia được trộn vớimộtđộẩmchophépvậnchuyển,đổbằngphươngtiệnthicônggiốngnhưvậnchuyểnđấtđá và làmchặt bằng máy đầm lăn rung Cho tới nay, đập BTĐL được thi công xâydựng ở nhiều nước trên thế giới, ở nơi

có nhiệt độ môi trường thấp cho đến nơicónhiệtđộmôitrườngcaovàcóthểtrongcảnhữngvùngthườngxuyêncómưalớn

Bảng1.1-SốlượngđậpBTĐLtạicácnướctrênthếgiớitínhđến12/2005[3]

r

Tênnước

Sốđ ậpđã XD

KL RCC(10 3

m 3 )

Tỷ lệđậ p(%

) ChâuÁ

3 )

Tỷ lệđậ p(% ) NamMỹ

m 100 B

126 BT đầm lăn

i ChâuLa

ản Chát

11 B

BT đầm lăn72

Ngãiước Trong Quảng

10 N

đầm lăn

129 BTg

ng Nai 4 Đắk Nôn

9 Đồ

đầm lăn

110 BTg

6 A

5 BT đầm lăn13

ệ AnNgh

PleiKrông3

1

ng nghệ XD Hmax Cô

n đập Địa điểm

TT Tê

ỞViệtNam,cácđậpđãđượcxâydựngtrướcđâychủyếulàđậpđất,đậpđáđổ,đậpđấtđáhỗnhợp,cònđậpbêtôngchỉchiếmmộttỷtrọngnhỏ.Đậpbêtôngtrọnglựcbấtđầuđượcxâydựngtương

đốinhiềutrongkhoảnggầnchụcnămgầnđây.ĐậpT â n Giangthuộctỉnh N i n h T h

u ậ n ca o 39,5mđượcxem làđậpbêtông trọnglựcđầutiêndonghànhthuỷlợinướctatựthiếtkếvàthicông

đãhoànthànhnăm2001.Chođếnnă m 1995Bộthuỷl ợ i m ới quantâmđếncôngng

hệ bêt ôn g đầmlăn.SovớithếgiớicôngnghệRCCcủaViệtNampháttriểntươngđốimuộn,nhưng trước sự phát triển nhanh chóng của nó và đặc biệt tại nước láng giềng TrungQuốc,nướccóđặc

điểmtựnhiêngầntươngtựnhưViệtNam,nêncórấtnhiềudựánthuỷlợi,thuỷđiệnlớnđãvà

đangchuẩnbịđượcthicôngvớicôngnghệnày.Cuốinăm2003,BộCôngnghiệpđãraquyếtđịnhphêduyệtthiếtkếkỹthuậtcôngtrìnht h u ỷ điệnP l e i K r ô n g tạit ỉ n h K o n T

u m t r o n g đóp h ầ n đậpb ê t ô n g đượct h i côngbằngc ô n g n g h ệ b ê t ô n g đầml ă n v ớ i

c h i ề u c a o đậpl ớ n n h ấ t l à 7 1 m , k h ố i lượngbêtôngRCC là326000m3trongtổng số573000m3bêtôngcácloại

Hình1.1-Đậpbêtông đầmlănthuỷđiệnSôngTranh2

Hình1.2-Đậpbêtông đầmlănthuỷđiện SơnLa

Hình1.4-ĐậpbêtôngtrọnglựcLòngSông-BìnhThuận

1.2 Cácyếutốảnhhưởngđếnantoànđập bêtôngtrọnglực

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến an toàn đập bê tông trọng lực Có thểkểđến các yếu tố chính như áp lực nước (từ thượng, hạ lưu), áp lực nước thấm vàđẩynổi,trọnglượngbảnthânđập vàthiếtbị(cửavan,máynângv.v ),bùn cátbồilắngphíathượng lưu, sóng, gió, nhiệt độ, vật nổi, động đất, địa chất vai và nền đập, địahìnhlòngsông

- Trongquátrìnhsửdụngcóthểxuấthiệnsựvượttảitrọngthiếtkế,chiềutừthượnglưuvềhạlưu.Đặcbiệtlàcácđậpđượcxâydựngtrongvùngcóđộngđấtmạnhvàđộngđấtkíchthíchdo quátrìnhtích

nướctronghồ.Cáctácnhânnhưđộngđất,nổpháv.v làcáctácnhânkhólường,nguyênnhângâynênsựvượttảitrọngthiếtkế

1.4 Vấnđềkiểmsoátantoànđập

Đậpbêtôngtrọnglựcthườngcóchiềucaolớn,khisựcốxảyrathìhậuquảsẽrấtnặngnề.Vìvậyvấnđềkiểmsoátantoàn

đậplàvôcùngquantrọng.Đểkiểmsoátantoànđậpcầnthựchiệnnghiêmngặtcácvấnđềsau:

- Lắpđầyđủcáchệthốngthiếtbịquantrắctrạngtháilàmviệccủađập.CácthiếtbịquantrắcchủyếunhưPezometquantrắcáplựcthấmdướinềnđập,mốcquant r ắ c c

h u y ể n v ị ởb ề m ặ t c ô n g t r ì n h , m ố c q u a n t r ắ c l ú n , t h i ế t b ị q u a n t r ắ c chuyểnvịkhốiđậptạikhenhiệt,thiếtbịquantrắcnhiệt độtrongkhốibêtông,thiếtbịđoứngsuất, mángtrànđolưulượngthấm,cảmbiếngiatốcđộngđấtv.v

- Thựchiệnquantrắckiểmtratrongthờikìthicôngđểđobiếndạngcủanền,chếđộnhiệtđộ,trạngtháiứngsuấtnhiệtvàsựhìnhthànhvếtnứttrongcáckhốiđổbêt ô n g Tiếnh à n h

q u a n t r ắ c k i ể m t r a t r o n g t h ờ i k ỳ k h a i t h á c đểđoá p l ự c đẩyngượcvàdòngthấmcủanướctrongnềnvàbênbờởvaiđậpchuyểnvịthẳngđứng(lún)vànằmngang,trạngtháiứngsuấtvà ứngsuấtnhiệtcủađậpvànềnđập,chếđộthủy

lựccủadòngchảytạicôngtrìnhxảvàởthượnghạlưu,trạngtháilòngdẫnởhạlưu,điềukiệnlàmviệccủacáckhớpnốitiếpxúcởnềnvàsựmởrộngcủacáckhớpnốithicông

CHƯƠNG2 NGHIÊNCỨUẢNHHƯỞNGCỦAĐỘNGHIÊNGMẶTN ỀNĐẾNỔNĐỊNHCỦAĐẬPBÊTÔNGTRỌNGLỰC

2.1 Cáctrạngtháimặtnềnbịnghiêng

2.1.1 Mặtnềnnghiêngvềphíathượnglưu

Khi mặt nền đập bê tông trọng lực bị nghiêng về phía thượng lưu sẽ làmchođập nghiêng về phía thượng lưu Mặt thượng lưu là mặt chịu áp lực cột nướclớn,các tác nhân gây ra ngoại lực tác dụng đa phần có chiều từ thượng lưu về hạlưu Vìvậy, trạng thái mặt nền bị nghiêng về phía thượng lưu có mức độ tác hạikhôngnhiềuchoổnđịnhcủađậpbêtông trọnglực

Hình2.1-Trạngtháimặtnềnbịnghiêngvềphíathượnglưu

2.1.2 Mặtnềnnghiêngvềphía hạlưu

Ngược lại với trạng thái mặt nền bị nghiêng ở 2.1.1, khi mặt nền đập bêtôngtrọnglựcbịnghiêngvềphíahạlưusẽlàmchođậpbịnghiêngvềphíahạlưu.Đâylàtrạng thái rất bất lợi cho ổn định của đập Khi góc nghiêng của mặt nền lớn vượtmức cho phép, cộng với các tácnhân khó lường như động đất, nổ phá v.v cóthểdẫnđếncácsựcốvềđậpnhưtrượtởmặtphẳngtiếp giápgiữađậpvà nền,lậtquanhtrục đi quachân đập phía hạ lưu Đồng thời cũng có thể gây nên các pháh o ạ i

v ề ứngsuấttrongthânđậpvànềndođiểmđặtcủahợplựclệchtâmlớnvềphíahạlưu

2.2 Cơsởtínhtoánổnđịnhcủađậptrênmặt nềnnghiêng

Với đập có chiều cao lớn, ổn định và độ bền của đập phụ thuộc nhiều vàocáctổ hợp tải trọng và độ bền của vật liệu thân đập Trong thiết kế các đập cao, đểantoàn thường áp dụng cả hai hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam và nước ngoài, chủyếu làtiêuchuẩnMỹ

- Lựctácđộngcủanướcbaogồm:áplựcthuỷtĩnh vàáplựcthấmứngvớithượnglưulàmựcnướcdângbìnhthường(MNDBT),hạlưulàmựcnướctươngứng.

- Áp lực thấm khi thiết bị chống thấm, thiết bị tiêu nước làm việc khôngbìnhthường

- Tác động của nhiệt được xác định với năm có biên độ dao động lớn nhấtcủanhiệtđộtrungbìnhtháng

- Áp lực sóng có vận tốc gió lớn nhất nhiều năm có tần suất p=2%, mựcnướchồởMNDBT

b) Cáctổhợptảitrọng

TheotiêuchuẩnViệtNam,tínhtoánổnđịnhtheohailoạitổhợptảitrọnglàtổhợptảitrọngcơbảnvàtổhợptải trọngđặcbiệt

Tổ hợp tải trọng cơ bản gồm các tải trọng và các tác động thường xuyên,tạmthờidàihạn,tạmthờingắnhạnmàđậpcóthểcùngtiếpnhậnmột lúc

Tổ hợp tải trọng đặc biệt bao gồm các tải trọng và tác động đã xét trong tổhợpcơ bản nhưng một trong số các tải trọng đó được thay thế bằng tải trọng hoặctácđộngđặcbiệt.Trườnghợptảitrọngcơbảncóxétthêmtảitrọngđộngđấthoặcchấnđộng do vụ nổcũng xét vào loại tổ hợp đặc biệt Các tổ hợp tải trọng tương ứng vớicáctínhtoánnhưsau:

+W(KN):áplựcđẩynổidoáplựcthấmvàáplựcthuỷtĩnhtácdụnglênmặttrượt.+(0):gócgiữaphươngmặttrượtvàphươngnằmngang(>0khimặttrượtnghiêngvềthượnglưu,< 0khimặttrượtnghiêngvềhạlưu)

+A(m2):diệntích mặttrượt

+(0),C(KN/m2):chỉtiêucơlýtrênmặttiếpgiápgiữabêtôngvàlớpđását

đáyđập

+

[KC]:hệsốantoànchốngtrượtchophép,xácđịnhtheocấpcôngtrìnhvàtổhợplựctínhtoán

+MCL(KN.m):t ổ n g m ô m e n c h ố n g l ậ t t í n h v ớ i t r ụ c nằmn g a n g q u a m é

p h ạ lưuđập

+MGL(KN.m):tổngmômengâylậttínhvớitrụcnằmngangquaméphạlưuđập

+[KC]:hệsốantoànchốnglậtchophépxácđịnhnhưổnđịnhtrượt

* Thànhlậpcôngthức tínhhệsốổnđịnhchốnglậtchotrườnghợp nền đậpbịnghiêngvềhạlưu:

-Trườnghợpđáyđậpnằmngang:

Đểthànhlậpcôngthứctínhhệsốổnđịnhlậttrongtrườnghợpđáyđậpnằmngang,ta x é t b à i t oá nn hư hình2 5 Xétkhảnăng l ật quanh trụcnằmngang q u a điểmI(mépbiênhạlưucủađáyđập).Tacó:

BW.r;

Nhậnthấy,khiđáyđậpbịnghiêngvềhạlưuthìtrịsốvàkhoảngcáchtừđiểmđặt hợp lực tới tâm lật (I) của các lực: áp lực nước thượng hạ lưu, áp lực bùn cát,

áplựcthấm,áplựcđẩynổi,áplựctăngthêmdođộngđấtlàkhôngđổisovớitrườnghợpđáyđậpnằmngang.Dođómômendochúnggây

rakhiquayquanhđiểmchânđập(I)khôngthayđổi.Trọnglượngbảnthân(G)củađậpkhôngthayđổivềtrịsốnhưngcókhoảngcáchđếntâmlật(I)giảmnênmômendotrọng

lượngbảnthângâyrakhilậtquanhchânđập(I)giảm.Điều

đólàmgiảmmômenchốnglậtvàhệsốổnđịnhlậtbịgiảmxuống

Chia mặt cắt ngang đập thành 2 hình đơn giản (hình chữ nhật và hình tamgiác)đã biết trọng tâm O1, O2như hình 2.6 Trọng lượng và cánh tay đòn tương ứnglàG1,G2và r1, r2

b d

Hình2.6-Sơđồtínhr 1 ’vàr 2 ’khiđậpbịnghiênggócvềhạlưu

-Xéttam giácvuôngIB1C1(hình2.6a):

r1’=IB1=IC1.cos,vớiIC1=AI–AC1=

c) CôngthứctínhhệsốantoànổnđịnhchophéptheotiêuchuẩnViệtNam

TheoQuychuẩncủaViệtNam[6]hiệnnay,tínhtoánhệsốantoànổnđịnh(trượt,lật)vàđộbềncủacôngtrìnhtheotrạngtháigiới hạnthứnhất

*Mặtthượnglưu:

-Thànhphầnthẳngđứng:

Gntl=0,5.n.m1.H2, (2.11)trongđó:m1:hệsốmáinghiêngthượnglưu;

 n:trọnglượngriêngcủanước;

H:cộtnướcphíathượnglưuđập

Côngthức(2.11)ápdụngkhimặtthượnglưuchỉcó1hệsốmái,trườnghợpmặtthượnglưugãynhưhình(2.7)thìtaphảichiaratừngphầnđểtính

- Thànhphầnnằmngang:

Ptl=0,5.n.H2 (2.12)

- Thànhphầnthẳngđứng:

Gnhl=0,5.n.m2.h2, (2.13)trongđó:m2:hệ sốmáinghiênghạlưu;

Ms=Km..hs1%.[(hs1%)2/6+(H.hs1%)/2+H2/2], (2.16)trongđó:

bằngk h ô n g , trongđó:Hth= H –

h,v ớ i H , h l ầ n l ư ợ t l à c ộ t n ư ớ c t h ư ợ n g l ư u v à h ạ lưutínhđếnđáyđập,cáctrịsốhmvàhtxácđịnhnhưsau:

Cáchệsố’,’’phụthuộcvàotổhợptảitrọngvàcấpcôngtrìnhđượclấynhưsau:

+bc(KN/m3):trọnglượngriêngđẩynổi củabùncát

+hb(m):chiềusâubùncáttrướcđập,hb=Zbc–Zđ

+Kcđ=tg2(450–/2): hệsốáplựcđấtchủđộng

+:góc masáttrongcủabùncátbãohoà nước

Công thức (2.20) được áp dụng khi cao trình bùn cát thấp hơn cao trìnhđiểmgãy, trườnghợpngược lạitacầnchiathànhtừngphầnđểtínhtoán.

e) Trọnglượngcủathânđập

Để dễ dàng tính toán lực do trọng lượng bản thân và điểm đặt của nó, mặtcắtđập được chia thành các phần hình tam giác và chữ nhật Trọng lượng phầnthânđậpcódiệntíchmặtcắtisẽlà:

vớib: trọnglượng riêng của bêtông

Trọnglượng của toàn đậpsẽ là: G =Gi (2.22)

f) Tínhlựcdođộngđất

Theo Quy phạm Việt Nam, tải trọng động đất phải lấy theo tổ hợp bất lợinhấtcó thể xảy ra trong thời kỳ khai thác và thi công Động đất được tính với cấp caonhấtcóthểxảyratrongvùngxâydựng.Cáclựctăngthêmdocóđộngđấtnhưsau:

0,9.k..H

trongđó: :góc masáttrongcủabùncát;

Pbc:áplựcbùncátkhichưacóđộngđất

2.2.2 TínhtoánổnđịnhcủađậptheotiêuchuẩnMỹ

Cácyêucầuổnđịnhcơbảnđốivớiđậpbêtôngtrọnglựckhichịutấtcảcácđiềukiệntảitrọng:

+ Ổn định chống lật ở mặt phẳng bất kì, mặt phẳng cắt qua thân, mặt phẳng đáyđậphoặcmặtphẳngdướiđáyđập

+Ổnđịnhchốngtrượtởmặtphẳngngang,mặtphẳngcắtquathân,mặtphẳnggiữađậpvànền,mặttrượtsâudướinền

+Ứngsuấtphátsinhtrongđậpvànềnđập khôngvượtquáứngsuấtchophép

+Cáctínhtoánkiểmtrađặcbiệtchúýtạimặtcắtgiảmyếu(mặtcắtcósựthay

đổihệsố máithượng hoặchạlưu)

+Kếtquảkiểmtraổnđịnhlật,trượtvàứngsuấtđậpphảithoảmãn cáctiêuchuẩnđánhgiácủa EM1110-2-2200[16]

2.2.2.1 Cáctổhợptảitrọng

KhitínhtoánổnđịnhtheohệthốngtiêuchuẩnMỹcầnphảitínhtoántheocáctrườnghợptổhợp tảitrọngnhưsau:

Trường hợp1: Điều kiệntải trọng bất thường

Trường hợp 3: Tổ hợp tải trọng bất thường

+ThượnglưulàMNDBT,vanđóng

+ Mực nước hạlưuthấpnhất(ZHLmin)

+Áplựcđẩyngượcvớihiệuquảkhoanthoát nướcbằng0.0%

+Áplựcbùncát

Trường hợp4: Tổhợp tải trọng đặc biệt

+Côngtrìnhvừaxâyxong,thượng vàhạlưu khôngcónước

DBT, các điều kiện sau động đất

u động đất MNTrường hợp 8 Sa

DBT, có động đất OBEKhông BT MN

Trường hợp 5

ng, động đất OBE hướng về thượng lưu

c biệt Sau thi côTrường hợp 4 Đặ

MNDBT, màng chống thấm và thoát nước hỏngKhông BT

Trường hợp 3

hành bình thường, MNDBT, MNHLmin

nh thường VậnTrường hợp 2 Bì

u thi công, thượng hạ lưu không có nướcKhông BT Sa

Trường hợp 1

h phần

o hợp Các thàn Trường hợp T

 P g P g

F = c.a W

F = c.a w

Côngtrìnhđảmbảo ổnđịnhtrượtphẳngtrênmặtnằmnghiêngkhithoảmãnđiềukiệnsau:

L L/3 e

R

L L/3 e

R

L b=3s e

Hệsốant oàn tốithiểu Ứngsuất

nền

Ứngsuấtbêtông

ĐặcbiệtTrong đáy 1,3 ≤1,33.US cp 0,9.fn 0,9.fk

b) Lựctăng thêmdođộngđất

Lựctăngthêmdođộngđấtbaogồm:lựcquántínhđộngđất,áplựcnướctăngthêmdođộngđất,áplựcbùncáttăngthêmdođộngđất.Cácthànhphầnlựcnàytính toán tương

tự như với tiêu chuẩn Việt Nam Tuy nhiên hệ số động đất k theo

+Khitínhtoántuỳtheotừngtrườnghợpmàtatínhlựcđộngđấtvớitrậnđộngđấtđạtđỉnhhayliêntụcxảyra

+VớiđộngđấtMCEkhi tínhtoánổnđịnhhệ sốđộngđấtnhânvới2/3,khi phântíchứngsuấtthìgiữnguyên.

2.2.2.4 GiớithiệuphầnmềmCADAM

Hiệnnay cónhiềuphầnmềm cókhảnăngt í n h ổ n đ ị n h v à ứ n g s u ấ t

đ ậ p b ê tông trọng lực trên nền đá theo Tiêu chuẩn Mỹ Phần mềm CADAM được chọn

làmcôngcụtínhtoáncholuậnvănnày

Phần mềm CADAM do nghiên cứu viên Martin Leclerc, M.Eng trườngtổnghợp Montreal Canada nghiên cứu và phát triển năm 2003 Mục tiêu chínhcủachương trình là tính toán phân tích ổn định cũng như ứng suất theo các tiêuchuẩnMỹ Việc tính toán ứng suất dựa trên phương pháp sức bền vật liệu hay còngọi làphương phápphân tích trọng lực Cơ sởcủa phương pháp là dựat r ê n c â n

b ằ n g trọng lực và lý thuyết dầm Chương trình CADAM được dùng để tính toáncho bàitoán2chiều

2.3 Nghiêncứuquanhệgiữađộnghiêngmặtnềnvớiổnđịnhcủađập

2.3.1 Giớihạnphạmvinghiêncứu

Việcnghiêncứukhảnăngổn định củađậpđượcgiớihạn trongphạmviquymôvà điều kiệnxây dựng đập bê tông trọng lực trên nền đá ở Việt Nam Trongnghiêncứuđiểnhình,lựachọnphạmvibiếnđổicủacácthôngsốnhưsau: