Nghiên cứu sự phát triển của ứng suất nhiệt trong bê tông áp dụng tính toán cho công trình bản mòng tỉnh sơn la

LỜICẢMƠN Luận văn“Nghiên cứu phát triển ứng suất nhiệt bê tơng ápdụng tính tốn cho cơng trình Bản Mịng tỉnh Sơn La”được hồn thành với sựgiúp đỡ nhiệt tình Phịng đào tạo đại học sau đại học, Khoa cơng trình cùngcácthầycơgiáocủaTrườngĐạihọcThuỷLợi Tácgiảxinbà ytỏlịngbiế t ơnsâ usắcđến PGS T S N guyễ n Cảnh Tháiđ ãtậntìnhhướngdẫn,dìudắttácgiảhồnthànhluậnvănnày,xinchânthànhcảmơncác thầy giáo Khoa Cơng trình, Phịng Đào tạo đại học Sau đại học -Trường đại học Thuỷ Lợi, đồng nghiệp cung cấp tài liệu số liệu choluậnvănnày Tácgiảcóđượckếtquảhơmnaychínhlànhờsựchỉbảôncầncủacácthầycơgiáo, cùngsựgiúpđỡ,độngviêncủacơquan,giađìnhvàbạnbèđồngnghiệptrongnhững nămqua.Mộtlầnnữatácgiảxinghinhớtấtcảcácđónggóptolớn đó.Dotrìnhđộcóhạnv t h i g i a n n g h i ê n c ứ u n g ắ n , n ê n l u ậ n v ă n k h ô n g t h ể tránhnhữngtồn tại,hạnchế,tácgiả rấtmong nhậnđượcsựchỉbả o vàđón ggópcủaQthầycơgiáovàcácbạnđồngnghiệp.Tácgiảmongmuốnnhững vấ nđềcịntồntạisẽđượ c tácgiảnghiêncứu sâ uhơnđểgópphầnđưanhữngkiếnthứ c khoahọcvàophụcvụsảnxuất HàNội,ngày tháng8n ă m 2015 Tácgiả PhùngThịThuQun BẢNCAMĐOAN Kính gửi: BanGiámhiệutrườngĐạihọcThủyLợi KhoaCơngTrình Phịng Đào tạo ĐH&SĐHTêntơilà:PhùngThịThuQun Họcviêncaohọclớp:20C11,chunngành:Xâydựngcơngtrìnht h ủ y , TrườngĐạihọ cThủyLợi Tơi xin cam đoan luận văn thạc sĩ“Nghiên cứu phát triển ứng suấtnhiệt bê tơng áp dụng tính tốn cho cơng trình Bản Mịng tỉnh Sơn La”làcơngt r ì n h n g h i ê n c ứ u c ủ a r i ê n g t ô i C c s ố l i ệ u t r í c h d ẫ n l t r u n g t h ự c C c k ế t quản g h i ê n c ứ u t r o n g l u ậ n v ă n c h a t n g đ ợ c n g i n o c ô n g b ố t r o n g b ấ t k ỳ cơngtrìnhnàokhác.Nếunhữngđiềucamkếtcủatơicóbấtkỳđiểmnàokhơngđúng, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm cam kết chịu hình thức kỷ luậtcủanhàtrường HàNội,ngày tháng8n ă m 2015 Tácgiảcamkết PhùngThịThuQuyên MỤCLỤC LỜI MỞ ĐẦULỜI CAM ĐOANMỤCLỤC DANH MỤC HÌNH VẼDANHMỤCBẢNGBIỂ U MỞĐẦU CHƯƠNG1:TỔNGQUANVỀBÊTÔNGVÀỨNGSUẤTNHIỆTTRONGBÊT ÔNG 1.1 Tổngquanvềbêtông 1.1.1 Bêtôngkhối lớn 1.1.2 Nhiệtđộcựcđạitrongbêtôngvàđộchênhlệchnhiệtđộ 1.1.3 Vậtliệudùngđểchếtạobêtơngkhốilớn .5 1.2 Cáctínhchấtcủabêtơng,sự pháttriểnnhiệttrongkhốiđổbêtông 1.2.1 Độdẫnnhiệtcủabêtông .6 1.2.2 Nhiệtdungcủabêtông .6 1.2.3 Biếndạngnhiệt 1.2.4 Sựpháttriểnnhiệttrongkhốiđổ 1.2.5 Nguyênnhânvàhậuquảcủaquátrìnhthayđổinhiệt 1.3 TìnhhìnhxâydựngđậpvànghiêncứuứngsuấtnhiệttrongbêtơngởViệtNam vàtrênthếgiới 10 1.3.1 TìnhhìnhxâydựngđậpvànghiêncứuứngsuấtnhiệttrongbêtơngởViệt Nam 10 1.3.2 Tìnhhìnhxâydựngđậpvànghiêncứuứngsuấtnhiệttrongbêtơngởnướcn gồi 14 1.4 Mộtsốđặcđiểmchungcủađậpbêtơngvàđiềukiệncơbảnđểxâydựngđập bêtơng 16 1.4.1 Đặc điểmchungcủađậpbêtông: .16 MỤCLỤC 1.4.2 Mộtsốđiềukiệncơbảnđểxâydựngđậpbêtông 17 2.1 Diễn biếnvềnhiệtvàứngsuấtnhiệttrongbêtông .19 2.1.1 Cácyếutốảnhhưởngđếndiễnbiếnnhiệtcủabêtôngkhốilớn .19 2.1.2 Nhiệtthủyhóacủaximăng .19 2.1.3 Ứngsuấtnhiệtvànứtdonhiệttrongbêtơng .21 2.2 Cácphươngphápgiảibàitốnnhiệtvàlựachọnphươngpháptínhtốn 27 2.2.1 Phươngphápgiảitích(phươngphápphânlybiếnsố) 28 2.2.2 Phươngpháptoántử .28 2.2.3 Phươngphápgầnđúng 28 2.2.4 Lựachọnphươngphápgiảibàitoánnhiệt 31 2.3 Nguyênlýkhốngchếnhiệtđộđậpbêtông 32 2.4 Cácbiệnphápcơbảnvềkhốngchếứngsuấtnhiệttrongbêtông 33 2.4.1 Giảmlượngtỏanhiệt(phátnhiệt)củabêtông .33 2.4.2 Hạthấpnhiệtđộcủakhốiđổ(làmmáttrước) .36 2.4.3 Tăngnhanhtốcđộtỏanhiệtcủabêtôngsaukhiđổ(làmmátsau) 38 2.5 Ảnhhưởngcủaphânkhe,phânkhốiđốivớiứngsuấtnhiệtđộ 39 2.6 Ứngdụngtổhợpbiệnphápkhốngchếnhiệt 43 2.6.1 Biệnphápcơ 43 2.6.2 Khốngchếphụthêm 43 2.6.3 Quảnlýquytrìnhthicơng(Lợidụnglúcnhiệtđộkhítrờithấpđểđổbêtơng) 44 CHƯƠNG ÁP DỤNG TÍNH TỐN SỰ PHÁT TRIỂNCỦA ỨNG SUẤTNHIỆT TRONG ĐẬP BÊ TƠNG CỦA CƠNG TRÌNHHỒ CHỨA NƯỚCBẢNMỊNG-TỈNHSƠNLA 45 3.1 Giớithiệutổngquancơngtrình 45 3.2 Tínhtốn,kiểmtraứngsuấtnhiệttheođiềukiệnthiếtkế 47 MỤCLỤC 3.2.1 Tính nhiệt độ giới hạn lớn cho phép theo lý thuyết so sánh kết quảvềmặtnhiệtđộ 47 3.2.2 Nộidungphư ơngphápPTH Hv àlựa c h ọn phầnmềm đểgiảibàitoán nhiệtvàứngsuấtnhiệt 50 3.2.3 Đặc tínhvậtliệuthânvànềnđập .52 3.2.4 Tiến độthi công: 55 3.2.5 Sốliệukhácphântíchnhiệt .56 3.2.6 Mơhìnhhóabàitốn: 61 3.2.7 Kếtquảtínhtốntrườngnhiệtđộ: .64 3.2.8 Kết quảtínhtốntrườngứngsuất: 79 3.3 Sosánhkếtquảtínhtốnvớisốliệuquantrắc .89 3.3.1 Bốtríthiếtbịquantrắctrongkhốibêtơngđập 89 3.3.2 Quátrìnhquantrắcvàsốliệuđo .90 3.4 Phântíchcáckếtquảtínhtốnvàđềxuấtbiệnphápcầnthiết 94 KẾTLUẬN 96 KIẾNNGHỊ 99 TÀILIỆUTHAMKHẢO 100 DANHMỤCHÌNHVẼ Hình1.1:Qtrìnhthayđổinhiệtđộtrongbêtơngkhốilớn .8 Hình1.2:ĐậpĐịnhBìnhtỉnhBìnhĐịnh(đậpbêtơngđầmlăn) .13 Hình1.3:ĐậpTânGiangtỉnhNinhThuận(đậpbêtơngtrọnglực) 14 Hình1.4: ĐậpMiyagasecao156m–NhậtBản 16 Hình2.1:T ỏ a nhiệtcủaximăngtheothờigian 20 Hình2.2:Ứngsuất nhiệtphátsinh khốibêtơng 22 Hình2.3:N ứ t n ẻ bề mặtvànứtxuyênởđậpbêtông 23 Hình2.4:Biếndạngdonhiệtv ứngsuấtdonềnkiềmchếcủakhốiBT 24 Hình2.5:P h â n bốứngxuấtởđáykhốibêtông 25 Hình2.6:HệsốảnhhưởngkiềmchếcủanềnR 25 Hình2.7:Đádămđượcchemát,tướiẩmđểhạnhiệt .37 Hình2.8:Sơ đồbốtríđườngốnglàmlạnhtrongkhốiđổ 39 Hình2.9:Tácdụngcủakhenhiệt 41 Hình2.10:Quanhệgiữachiềudàikhốiđổđốivớiứngsuấtnhiệt 42 Hình3.1:Qtrìnhthayđổinhiệttrongbêtơngkhốilớn 47 Hình3.2:Biểuđồtrasựchênhlệchnhiệtđộtrongkhốiđổ .48 Hình3.3:Biểuđồtrasựtăngnhiệttrởlại .49 Hình3.4: Cácđợtthicơngnângcaomặtcắtđập 56 Hình3.5:Đườngcongbiênnhiệtđộmơitrường,0C 57 Hình3.6:Đườngcongpháttriểncườngđộcủabêtơng 57 Hình3.7:Đườngbiểuthịtínhcongótvàtừbiếncủabêtơng(m/m) 60 Hình3.8: Đườngđặctrưngtăngnhiệtcủabêtơng,0C 61 Hình3.9:Mơhìnhcácđợtthicơngnângcaomặt cắtđập 63 Hình3.10:Mơhìnhhóamặtcắtđậphồnthiện .64 Hình3.11:ĐầuđọccầmtayModelGK-403vwreadoutbox 90 Hình3.12:Hiệntrườngthicơngxâydựng 91 Hình3.13:Hiệntrạngkhốiđổbêtơng 91 Hình3.14:Biểuđồpháttriểnnhiệtđộtrong16ngàyđầu–Thựcđo 94 DANHMỤCBẢNG Bảng1.1.Mộtsốcơngtrìnhxâydựngtronggiaiđoạntrướcnăm1945 .11 Bảng1.2.Mộtsốcơngtrìnhxâydựngtronggiaiđoạntừ năm1975đếnnay 13 Bảng2 :Nhiệtthủyhóacủacácđơnkhốngtrongximăng: .19 Bảng2 :Nhiệtthủyhóacủacácđơnkhốngtrongximăng: .20 Bảng2 :Hệsốkinhnghiệmđặctrưngchosựtỏanhiệtcủacáckhoáng 21 Bảng2 :HệsốảnhhưởngkiềmchếcủanềnR 21 Bảng2.5:Thốngkêhàmlượngximăngtrongmộtsốđập .35 Bảng3.1:Cấpphốibêtơngchínhthânđập 53 Bảng3.2:Kếtquảthínghiệmcườngđộkhángnénbêtơng .53 Bảng3.3:Kếtquảthínghiệmcườngđộkhángkéobêtơng .53 Bảng3.4:Kếtquảthínghiệmmơđunđànhồi bêtơng 54 Bảng3.5:Thơngsốtínhtốnvậtliệuphântíchtrườngnhiệt 54 Bảng3.6:TiếnđộthicôngcácđợtnângcaođậptạimặtcắtMC14 55 Bảng3.7:Dữliệumôđunđànhồicủabêtông(GPa) 59 Bảng3.8:Kếtquảnhiệtđộtínhtốn-Đợt1 68 Bảng3.9:Nhiệtđộđocủa1tuầnđầu-Đợt1 69 Bảng3.10:Nhiệtđộđoởtháng11và12/2013-Đợt1 .69 Bảng3.11:Sosánhkếtquảnhiệtđộtínhtốnvàthựcđo-Đợt1 71 Bảng3.12:Nhiệtđộđoởcácthiếtbịđo-Đợt2 .74 Bảng3.13:Giátrịđoứngsuấttheothựctế-Đợt1_kN/m2 82 Bảng3.14:Giátrịứngsuấtđượcthuthập- Đợt2 85 Bảng3.15:Sốliệuquantrắchiệntrường–06ngàyđầu 93 MỞĐẦU 1.Tínhcấpthiếtcủađềtài Ngành xây dựng Việt Nam ngày bước tạo nên hình ảnhmột đất nước Việt Nam đại với cơng trình mang tầm cỡ ngày càngđược cải thiện tốt Riêng cơng trình thủy lợi, thủy điện nước ta trongnhững năm qua xây dựng hàng trăm cơng trình Thủy lợi, thủy điện lớn vớiquy mô lớn- nhỏ như: đập bê tông trọng lực Tân Giang, Bái Thượng, Sông Đà, CửaĐạt Tuynhiênứngsuấtnhiệttrongbê tônglàmộttrongnhững vấ n đề đượ cđềcậpvànghiêncứunhiềubởikhixâydựngcáccơngtrìnhnàyđãsửdụngmộtlượnglớn bê tơng, bê tơng cốt thép Qua q trình thi cơng, đúc kết đượckhơngítnhững kinh nghiệm qbáutừkhâukhảosá t thiếtkế đếnkhâuthi c ơng cáccơngtrìnhbêtơngkhốilớn Mặt khác, nước Việt Nam ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, lại phân chiathành vùng miền có khí hậu biến đổi khác Ví dụ Miền Bắc: cóbốn mùa rõ rệt, mùa đơng nhiệt độ thấp, mùa hè lại cao Nhiệt độ chênh lệch cóthể lên tới 300C Ở Miền Trung thời tiết lại khác hơn, chênh lệch thờiđiểm khơng q lớn, mùa hè nhiệt độ lại cao, 35 0C Ở TâyNguyên, nhiệt độ ngày đêm chênh lệch 10 0C Sự thay đổi nhiệt độ nhưvậy ảnh hưởng nhiều đến biến đổi nhiệt cơng trình Tuy nhiên biến đổicủanóvàhậuquảgâyảnhhưởngchocơngtrìnhthìngườitachưabiếtnhiều.Vìthếtrongthiếtkếvàthicơngthiếusựchúýcần thiết.Đólàmộttrongnhữngngunnhân chủ yếu làm xuất khe nứt đập bê tông Các khe nứt xuất dù lớn haynhỏđềusẽlàmảnhhưởngđếntuổithọvàkhảnănglàmviệccủacơngtrìnhnhấtlàvới cơng trình thủy lợi Sự biến đổi khí hậu vùng miền biến đổi khác nhauphức tạp nên ngồi u cầu ổn định lật cịn phải đáp ứng khả chốngthấm cao Vậy nên khe nứt xuất làm giảm khả chống thấm tiềm ẩnsựmấtantồncủacơngtrìnhkhiđưavàosửdụng Tuy nhiên q trình phát sinh ứng suất nhiệt phụ thuộc nhiều vào giá trị nhiệtbanđầucủavậtliệucũngnhưđiềukiệnmơitrường.Dođótrongqtrìnhthicơng cần phải xác định trình phát triển ứng với điều kiện trường nhằmđánh giá, so sánh với kết thiết kế để từ có phương pháp xử lý thíchhợpvàkịpthời Đềtài: “Nghiêncứu sựpháttriểncủa t n g p dụng tính tốn cho cơng trình Bản Mòng,t ỉ n h ứngsuấtnhiệtt r o n g Sơn bê L a ” thực nhằmđóng vai trị thiết thực vào xu hướng phát triển khoa học kỹ thuật cơng nghệ mới.Việctínhtốntrênmộtcơngtrìnhcụthểđangthicơngsẽtìmranhữngbiếnđổiứngsuấtvềnhiệtchocơngtrìnhđó,kịpthời cónhữngbiệnphápngănchặnhoặcgiảmthiểu xảy cố Mặt khác, việc lựa chọn tính tốn cơng trình thuộcmiền Bắc có tính chất phức tạp thời tiết, điều kiện thi công giúp cho việc thựchiệnvàgiảiquyếtnhữngcơngtrìnhcótínhchấttươngtự Mụcđíchcủađềtài Đềtàinghiêncứunhằm2mụcđíchsau: - Tínhtốnứngsuấtnhiệttrongbêtơngtheođiềukiệnlýthuyếtvàđiềukiệnthi cơng - Sosánhcác kếtquả tí nh tốn vớ it rị số đo thực tế vàứngsuất c ho phé pt phâ ntíchkếtquảvàđềxuấtcácbiệnphápxử lý(nếucó) Đốitượng vàphạmvinghiêncứu 3.1 Đốitượngvàphạm vinghiêncứu Đối tượng nghiên cứu ứng suất nhiệt bê tông, phạm vi nghiên cứutrongl u ậ n v ă n c h ỉ p d ụ n g t í n h t o n c ụ t h ể t r ê n c ô n g t r ì n h B ả n M ò n g , t h u ộ c x ã HủaLa,thànhphốSơnLa 3.2 Nộidungnghiêncứu Luậnvăntậptrungnghiê n cứunộidungc bảnsau: - Cơs l ý t h u y ế t ứ n g s u ấ t n h i ệ t t r o n g bê tông, p h â n t í c h l ự a c h ọ n ph ươ ng n giảibàitoánnhiệt - Ápd ụ n g t í n h t o n t r ê n c ô n g t r ì n h c ụ t h ể b ằ n g v i ệ c t h c h i ệ n t í n h t o n v đ o đạctrịsốứngsuấtnhiệtcủacơngtrìnhBảnMịng,tỉnhSơnLa - Phântíchkếtquảtínhtốn,trịsốđothựctếđểtừđóđưaranhữngnhậnđịnhvềứngsuấ tnhiệttrongbêtơngvàđềxuấtcácbiệnphápxử lý(nếucó)