Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy đánh giá an toàn công trình trên hệ thống

LỜICẢMƠN Trong trình học tập làm luận văn tốt nghiệp cao học, giúp đỡcủa thầy, cô giáo trường Đại học Thủy lợi, đặc biệt côTS Phạm HồngCường,t h ầ y P G S T S N g u y ễ n Q u a n g H ù n g , c ô T h s N g u y ễ n L a n H n g ,v nỗ lực thân Đến nay, tác giả hồn thành luận văn thạc sĩ kỹthuật,chunngànhXâydựngcơngtrìnhthủy Các kết đạt đóng góp nhỏ mặt khoa học q trìnhnghiêncứuvàtínhtốnổnđịnhcơngtrìnhtronghệthốngthủynơng,gópphầnnângcaođộchínhxáctrongqtrìnhđưaramứcđộ hư hỏng độ tin cậy cơngtrình.Tuynhiên,trongkhnkhổ luậnvăn,đođiềukiệnthời gianvàtrìnhđộ cóhạnnênkhơngthểtránhkhỏinhữngthiếusót.Tácgiảrấtmongnhậnđượcnhững lờichỉbảovàgópýcủacácthầy,cơgiáovàcácđồngnghiệp Tác giả bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới cơTS Phạm Hồng Cường, thầy giáoPGS.TSNguyễn Quang Hùngvà côTh.s Nguyễn Lan Hươngđã hướng dẫn, chỉbảo tận tình cung cấp kiến thức khoa học cần thiết trình thực hiệnluận văn Xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo thuộc Bộ mơn Thủy cơngkhoaCơng trình, phịng Đào tạo Đại học Sau Đại học trường Đại học Thủy lợi tạomọiđiềukiện thuậnlợichotácgiảhồn thànhtốtluậnvănthạcsỹ củamình Tác giả xin chân thành cảm ơn bạn bè đồng nghiệp gia đình đãđộngviên,khích lệtác giảtrongqtrìnhhọctậpvàthựchiệnluậnvănnày Hà nội, tháng8 năm2013Tácgiả NguyễnThịLệ BẢNCAMKẾT Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các thơng tin,tài liệu trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Kết nêu luậnvăn trung thực chưa cơng bố cơng trình trướcđây Tácgiả NguyễnThịLệ DANHMỤCCÁCHÌNHVẼ,ĐỒTHỊ Hình1-1: Sơ đồđậpdângnước Hình1-2.CốngXnQuan(HTTLBắc-Hưng-Hải) Hình 1-3 Đập dâng Bái Thượng sơng Chu (khi chưa tơn cao)Hình1-4.CơngtrìnhđầumốiThạchNham(QuảngNgãi) Hình1-5 ĐậpdângĐầmChích–KiênGiang Hình 1-6 Cống Liên Mạc-đầu mối HTTL Sơng Nhuệ.Hình1-7.Sơ đồbố tríhệthốngkênh tưới Hình2-1:Đ ị n h nghĩabiênhưhỏngZ=0 Hình2-2S đ t í n h độ tincậy củakếtcấucơngtrình Hình 2-3: Sơ đồ hệ có cấu trúc phần tử ghép nối tiếpHình 2-4: Sơ đồ hệ có cấu trúc phần tử ghép song songHình2-5:M ộ t dạngghéphỗnhợpgiữacácphầntử Hình2-6:Sơđồ"câysựcố" Hình 2-7Định nghĩa xác suất xảy cố số độ tin cậyHình3-1:Sơ đồ đoạnkênhtínhtốn Hình 3-2:Sơ đồ tải trọng tác dụng lên cốngLăng TrìnhHình 3-3: Luật phânphốicủakcốngLăngTrình Hình 3-4: Luật phânphối củabtcống Lăng TrìnhHình 3-5: Luật phân phối củacống Lăng TrìnhHình 3-6: Luật phân phối C cống Lăng TrìnhHình3-7:LuậtphânphốicủaLcốngLăngTrình Hình – 8:Sơ đồ tải trọng tác dụng lên cống Km0+317 Hình 3-9: Luật phânphốicủakcốngtạiKm0+317 Hình 3-10: Luật phân phối củacống Km0+317Hình 3-11: Luật phân phối C cống Km0+317Hình312:LuậtphânphốicủaLcốngtạiKm0+317 Hình3-13:Ảnhhưởngcủacácđạilượngngẫunhiênđếnổnđịnht r ợ t cống Hình3-14:Ảnhhưởngcủacácđạilượngngẫu nhiênđếnổn địnhl ậ t cống Hình3-15:Ảnhhưởngcủacácđạilượngngẫu nhiênđếnổnđịnht r ợ t kênh DANHMỤC CÁCBẢNGBIỂU Bảng 3-1: Phân lớp tính tham số thống kê cốngLăng TrìnhBảng3-2:Tầnsuấtlýthuyếtni’ lớp cốngLăng TrìnhBảng33:ChuỗisốliệuthựcnghiệmcốngLăng Trình Bảng3-4:Quyluậtphânphốiluậtxácxuất Bảng3-5:Chuỗisốliệuthựcnghiệmcủacốngtại Km0+317 Bảng 3-6: Quy luật phân phối luật xác xuấtcủa cốngtại Km0+317Bảng3-7:Số liệuđịachất phụcvụ tínhtốnkênh Bảng 3- 8: Kết tính tốn Kmin Jmax cho mặt cắt kênhBảng3-9:CácgiátrịchophéptheotiêuchuẩnViệtNamvàChâuÂu MỤCLỤC I MỞ ĐẦU 1 Tínhcấpthiếtcủađềtài .1 Nộidungnghiêncứucủađềtài Phạmvinghiêncứucủađềtài Mụctiêucủađềtài Cáchtiếpcậnvànghiêncứu Cáckết quảvàđónggópcủaluậnvăn Ýnghĩakhoahọcvàthựctiễn CHƯƠNG1 : T Ổ N G Q U A N C H U N G V Ề H Ệ T H Ố N G C Ơ N G T R Ì N H T H Ủ Y NÔNGVIỆTNAM 1.1 Chứcnăngcủacơngtrìnhthủylợi 1.2 Nhiệmvụcơngtrìnhthủylợi 1.2.1 Cơngtrìnhdângnước 1.2.2 Cơngtrìnhđiềuchỉnhdịngchảy 1.2.3 Cơngtrìnhdẫn nước 1.3 TổngquanvềhệthốngcơngtrìnhthủylợiởViệtNam 1.3.1 Hệthốngthuỷ lợiBắc-Hưng-Hải .8 1.3.2 HệthốngthuỷlợisôngChu 1.3.3 HệthốngthuỷlợiThạchNham 10 1.3.4 HệthốngthuỷlợiDầuTiếng .11 1.3.5 HệthốngthuỷlợiTứgiácLongXuyên .11 1.4 Vaitrịcủacácloạicơngtrìnhtronghệthống: 12 1.4.1 Cơngtrìnhđầu mối 12 1.4.2 Cơngtrìnhchuyển nước 13 1.4.3 Cáccơngtrìnhtrênhệthống .14 1.4.3.1 Cáccốnglấynước,cốngđiềutiết 14 1.4.3.2 Cáccơngtrìnhchuyểnnước 14 1.4.3.3 Cáccơngtrìnhnốitiếp 15 1.4.3.4 Cơngtrìnhđo nước .15 1.4.3.5 Cáccơngtrìnhbảovệkênh .15 1.4.3.6 Bểlắngcát 16 1.4.3.7 Cơngtrìnhvậntảithuỷtrênkênh 16 1.4.3.8 Cầugiaothôngquakênh 16 1.5 Tổngquancácphươngphápđánhgiáantồncơngtrìnhtronghệthốnghiệnhành 17 1.5.1 Phươngphápứngsuấtchophép 17 1.5.2 Phươngpháphệsốantoàn .17 1.5.3 Phươngpháptrạngthái giớihạn .18 1.5.4 Phươngpháptínhtheolýthuyếtđộtincậy 19 1.5.4.1 Sựhìnhthànhcủaphươngphápthiếtkếngẫunhiên: 19 1.5.4.2 Lịchsửpháttriển phươngphápthiếtkếngẫunhiêntrênthếgiới 20 1.5.4.3.Cáccấpđộtiếpcậntrongứngdụngphươngphápthiếtkếngẫunhiên 20 1.6 Kếtluậnchương1 21 CHƯƠNG2:CƠSỞLÝTHUYẾTĐÁNHGIÁANTỒNỔNĐỊNHHỆTHỐNGCƠN GTRÌNHTHỦYLỢITHEOLÝTHUYẾTĐỘTINCẬY 23 2.1 Giớithiệuphươngpháplýthuyếtđộtincậy 23 2.1.1 Giớithiệuchung 23 2.1.2 Nhữngưuđiểmkhisửdụnglýthuyếtđộtincậy 26 2.2 Cơsởtoánhọccủaphươngphápngẫunhiên 27 2.2.1 Tínhtốncấpđộ I: 27 2.2.2 Tínhtốncấpđộ II 29 2.2.3 TínhtốncấpđộIII 34 2.3 Cơchếpháhoạiổnđịnhtổngthểcủahệthốngthủynông 35 2.3.1 Kháiniệmvềhệthống thủynôngtronglýthuyêtđộ tincậy 35 2.3.2 Hệcócấutrúcghépnốitiếp .36 2.3.3 Hệcócấutrúcghépsongsong: 36 2.3.4 Hệcócấutrúcghéphỗnhợp 37 2.3.5 Hệcócấutrúcghépbấtkỳ 38 2.3.6Sơđồc â y cốhệthốngthủynông 38 2.3.7.Cácyếutổngẫunhiêntácđộngđếnchấtlượngcơngtrìnhtronghệthốngthủynơng39 2.8 Lýthuyếtápdụngđểphântích 40 2.8.1 Lýthuyếtápdụng 40 2.8.2 Cơsởđánhgiámứcđộantoàn .43 2.9 Xácsuấtxảyrasựcốđốivớihệthốngthủynông .43 2.9.1 Cốngmấtổn địnhdotrượt 43 2.9.2 Cốngmấtổn địnhdolật 44 2.9.3 Mấtổnđịnhđoạnkênhdẫnnước: .44 2.9.4 Xácsuấtxảyrasựcốđốivớiđoạnkênhtínhtốn 45 2.10 Cácphầnmềmdùngtrongluậnvăn .45 2.11 Kếtluậnchương2 46 CHƯƠNG3 : Ứ N G D Ụ N G L Ý T H U Y Ế T Đ Ộ T I N C Ậ Y Đ Á N H G I Á Ổ N Đ Ị N H CHOMỘTĐOẠNKÊNHTHUỘC HỆTHỐNGSÔNGCẦU .47 3.1.Đặtvấn đề 47 3.2Giớithiệuvềhệthống 47 3.3 Nộidungtínhtốn 48 3.3.1 Sơđồtínhtốn 48 3.3.2 Nộidungtínhtốn 48 3.4 TínhtốnổnđịnhCốngLăngTrình 49 3.4.1 CáctrườnghợptínhtốnổnđịnhCốngLăngTrình 49 3.4.2 Cáctàiliệutínhtốn 50 3.4.3 Tínhtốnổnđịnhtrượtphẳng 51 3.4.3.1 Tínhổnđịnhtrượtcủacốngtheophươngpháphệsốantồn 51 3.4.3.2 Tínhổnđịnhtrượtcủacốngtheolýthuyếtđộtincậy 53 3.4.4 Kiểmtralậtc ủ a cống 60 3.4.4.1 Kiểmtralậtcủacốngtheophươngpháphệsốantoàn 60 3.4.4.2 Kiểmtralậtcủacốngtheolýthuyếtđộtincậy 60 3.5 TínhtốnổnđịnhcủacốngtạiKm0+317 .61 3.5.1 Tínhtốnổnđịnhtrượtphẳngcủacống 62 3.5.1.1 Tínhtốnổnđịnhtrượtphẳngcủacốngtheophươngpháphệsốantồn 62 3.5.1.2 TínhổnđịnhtrượtcủacốngKm0+317theolýthuyếtđộtincậy 64 3.5.2 KiểmtralậtquanhtrụcB 65 3.5.2.1 Kiểmtralậtc ủ a cốngtheophươngpháphệsốantoàn .65 3.5.2.2 Kiểmtralậtc ủ a cốngtheolýthuyếtđộtincậy 65 3.6 Đánhgiáđộtincậychocácphầntử-kênhtronghệthốngchọn 68 3.7 Phântích/Đánhgiákết 70 3.7.1 Phântích/Đánhgiákếtquảtínhtốnổnđịnh trượt phẳng: 71 3.7.2 Phântích/Đánhgiákếtquảtínhtốnổn định lật 71 3.7.3 Phântích/đánhgiákếtquảtínhtốnổn định củahệthống .72 3.7.3.1 ẢnhhưởngcủacácĐLNNđếnổnđịnhcủakênh 73 3.8 Kếtluậnchương3 77 KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 79 Nhữngkết quảđạtđược: .79 Nhữngtồn tại: 79 Kiếnnghị .80 Hướngtiếp tụcnghiêncứu: 80 TÀILIỆUTHAMKHẢO 82 I TiếngViệt 82 II Tiếngnướcngoài 83 I MỞĐẦU Tínhcấpthiếtcủađềtài Hiệnna y, việc đá nhgiác hấ tlượ ngkỹthuậ tc ho c c cơngtrìnhthuỷlợ il mộtbàitốnrấtphứctạp,vìcơngtrìnhthườngnằmsâutrongđấtvàchịutácdụngcủa nhiều yếu tố phức tạp lực tĩnh, lực động áp lực thấm…vv Việc đánh giáđúngnguyênnhânhưhỏnglạicàngkhókhăn Hiện biến đổi khí hậu, thiên tai bão lụt xảy thường xuyênhơnn ê n c c c ô n g t r ì n h n ó i c h u n g đ ặ c b i ệ t l c n g t r ì n h t h ủ y l ợ i p h ả i c h ị u t h ê m nhiềuyếutốbấtlợi.Vìvậyviệcnghiêncứuvàứngdụnglýthuyếtxácsuấtvàquátrình ngẫu nhiên nhằm phản ánh thực tế Là hướng nghiên cứu tất yếu trênthếgiớicũngnhưtrongnước,nhằm đầutưchocơngtrìnhđạthiệuquả.Hơnn ữavớiviệcpháttriểnmạnhmẽcủakhoahọccơngnghệđặcbiệtlàcơngnghệ thơn gtin,việcápdụngcáclýthuyếtmớinhưlýthuyếtđộtincậyvàobàitốnđánhgiávàchẩnđốnchấtlượngcơngtrìnhthủy lợiphảiđượcquantâmhơn Vấn đề nghiên cứu đánh giá chất lượng kết cấu cơng trình hồn thiện.Xong nghiên cứu để đánh giá chất lượng kết cấu hệ thống công trình thủy lợi hiệnnay chưa nghiên cứu Trên gii hin cú quy trỡnh ỏnh giỏ nhanh RAPcatỏcgiCharlesBurtTrờngờngĐạihọckỹthuậtCalifornia.Phngphỏpnygiỳpỏnh giá tồndiệnhiệntrạnghệthốngnhưngbằngđịnhtính,hồntồnphụthuộcvào chun gia người điều tra để trả lời 700 câu hỏi hệthống Việt Nam cóđề tài nghiên cứu áp dụng phương pháp rấtnhiều câu hỏi điều kiện hệ thống thủy lợi Việt Nam trả lờiđược.H n n ữ a , R A P k h ô n g đ n h g i đ ợ c b ả n c h ấ t t h ự c c ủ a k ế t c ấ u c ô n g t r ì n h bằngđịnhlượng Xuất phát từ thực tế khai thác hệ thống cơng trình thuỷ nơng, cho thấykhơng hệ thống cơng trình bị cố dẫn đến phá huỷ cơng trình với nhiều lý dokhác nhau, có yếutốkhơng xét đến hạnc h ế c ủ a c c phương pháp tính tốn truyềnthống nên gây nhữngt ổ n t h ấ t đ n g t i ế c đốivớ is ả n xuất, k in h tế ,a n t n mơi t rư n g vàc on ngườ i H n nữ a,c ác nghiê n