Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu ổn định cục bộ đập vật liệu địa phương trong trường hợp mực nước rút nhanh ở khu vực Duyên hải miền Trung

Trang 1

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 1 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy

LỜI CÀM ON

Với sự giúp đỡ của phòng Đảo tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa Công trình

trường Dai học thuỷ lợi, Tổng Công ty Tư vấn xây dựng thủy lợi Việt Nam - CTCP,cũng các thiy cô giáo, bạn bé, đồng nghiệp, đến nay Luận văn Thậc sĩ kỹ thuật

chuyên ngành Xây dựng công trình thủy với đề t“Nghiên cứu ồn định củavậtu địa phương trong trường hợp mực nước rút nhanh ở khu vực duyén hiMiễn Trung” đã được hoàn thành.

Tác giả xin tỏ long biết ơn chân thành đến các cơ quan đơn vị và các cá nhân đãtruyễn dat kiến thức, cho php sử dụng ti bu đã công bổ cũng như sự gip đổ, ạođiều kiện thuận lợi của lĩnh đạo Tổng Công ty tư vẫn xây dựng thủy lợi Việt Nam -CTCP cho tie giả trong quá tình học ập, nghiền cứu vừa qua

ic biệt tác giá xin được tô lòng biết ơn sâu sắc đến, PGS.TS Nguyễn QuangHùng người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tinh cho tác giả trong quá trình thực.

hiện luận văn này.

'Với thời gian và trình độ còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi những thiếu.

sốt Tác giá rất mong nhận được sự chỉ bảo và đông góp ý kiến củ các thy cô gio,

của các Quý vi quan tâm và bạn bè đồng nghiệp.

Luận văn được hoàn thành tại Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi.

Hà Nội, Thing 12 năm 2010

“Tác giả

Vai Hoàng

Trang 2

2 Chuyên ngànhLuận văn thạc sĩ kỹ thuật

“Xây dựng công trình thiyMỤ

LỜI CÀM ON

CHUONG HH HÌNH XÂY DỰNG DAP V

VUNG DUYEN HAI MIEN TRUNG VA DIEU KIỆN LAM VIỆC CUA NO 10

0EU DIA PHƯƠNG

1.1.Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở Việt Nai

1.2.Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở duyên hải Miền Trung Việt

1.2.1.Địa hình và địa chất1.2.2.Khi hậu và thời tiết

123 Tình hình mưa lũ ð miễn Trung Việt Na

12.3.1 Tình hình mica ta & miễn Trung năm 20071.23.2, Tình hình mu lũ ở miền Trung năm 200

1.2.3.3 Tình hình mưa lit ở miền Trung năm 2009 19

1.3 Điều kiện làm việc của

lớn của vùng Duyên Hải Miễn Trung -.-e-eeerererseereeee.2S1.4 Tinh cắp thiết và nội dung nghiên cứu của d

LAL Tính cấp thiết của đề tài

1.42 Nội dung nghiên cứu của đ

(HUONG 2: DÁNH GIÁ ÔN ĐỊNH CYC BỘ CUA DAP VAT LIEU DIAPHUON

2.1, Phân tích ứng suất ~ biến dang và áp lực lỗ rỗng trong đập vat liệu địa

2.11 Uing suất và biến dạng trong đập vật iệu da phưeơng 02.1.2 Ap lực lỗ rỗng trong đập vật liệu dja phươm

Trang 3

3.1.4.4 Ôn định trưp2.1.4 On định thắm:

2.2 Phân tích ứng suất ~ biến dạng và áp lực nước kế rỗng trong đập vật liệu

ia phương, trong điều kiện mực nước rút nhan

2.2.1 Các phương phúp nghiên cứu thắm không dn din

2.2.11 Phương pháp gid teh,

2.2.1.2 Phương pháp thí nghiệm thắm khe hep.

2.2.1.3 Phương pháp thí nghiệm tương tự dign-thiy động lực học.2.2.14 Phương pháp mô hình s

2.2.2 Cơ sở lý thuyết phương tình vi phân thắm không ổn din

2.2.3 Phương trình vi phân cơ bản cia đồng thẳm không in định cho đt

0332.24 Giải bài toán thẫm theo phương pháp phiin tử hữu hại

23 Trường ứng suất hiệu quả, ảnh hưởng cia áp lực nước kế rỗng tối sức chịu

23.1 Đặt ấn đ 42.3.2 Ảnh hưởng của áp lực nước tổ rằng tối sức chịu tải của cốt đắt 35

582.3.3 Các phương pháp tính áp lực kể rim

2.3.3.1 Phương pháp thực nghiệm (hay còn gọi là phương pháp đường.cong nến ép).

Trang 4

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 4 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy24.3, Bài toán phân tích cân bằng giới hạn chia it 65

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ANH HUONG CUA MYC NƯỚC ROT NHANHTỚI ON ĐỊNH CỤC BỘ DAP VAT LIEU DIA PHƯƠNG 703.1, Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều cao đập tới dn định cục bộ củn đập trongđiều kiện mực nước rút nhanh

3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng cia hệ số thắm thân đập tới dn định cục bộ cũa đập

trong điều kiện mực nước rút nhanh 18

3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ rút nước tới dn định cục bộ của đập

82trong điều kiện mực nước rút nhanh.

3.4 Nghiên cứu phân bố ứng suất trong điều kiện mực nước rút nhanh 8625, Kết luận chung.

CHUONG 4: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CHO CÔNG TRINH

THUY LỢI NGÀN TRƯƠI - CAM TRANG - TINH HÀ TĨNH.

thiệu công trinl

cứu dn định cục bộ của đập dưới tác dụng của mực nước rút nhanh.

4.2.1 Tính thắm và kiểm tra Ổn định thắm của đập chính 964.2.2 Tinhđịnh trượt mắi.

4.2.3 Tinh ứng suất~ biến dạng trong thân đập

Trang 5

THONG KẾ CÁC BANG BIEU

Baing 1-1: Ting hop số lượng các hỗ chica nước (én năm 2002) 0

Bing 1-2: Một số hồ đập lớn ở Việt Nam (Theo thứ tự chiéw cao đập) 1Bảng 1-3: Một số hỗ đập ở Miễn Trung Việt Nam 3hằng 1-4: Một số hồ đập ở uyên hải Miễn Trung được sửa chữa gin độ 6Bing 2-1: So ánh tương tự giữa các thông số của đồng thẫm và ding di 7Bang 2-2: Các giả thiết của một số phương pháp đại biểu 66Bang 3.1: Tài liệu địa chất 70Bang 3.2 : Két quá tính thắm và dn định 71Bảng 3.2 : Kết quả tính tham về On định trường hợp mực nước rút nhanh, Cao trình

định đập 57,80, T2, KI= 3*10” 78

Bing 3.9 : Kết qua tính thẫm và Gn định tường hợp mực nước rit nhanh, Cao trink

đình đập 57,80, TỊ, K2= 5*10”, 79Bang 3.10 : Kết quả tinh thắm và ôn định trường hợp mực nước rút nhanh, Cao.trình định đập 57,80, TI, K3=5*10" 80Bang 3.11: tổng hop ket quả :

đánh giá sự ảnh hưởng của hệ số thắm thân đập tới ôn định cục bộ của đập 81

Bảng 3.12 : Kết quả tinh thám và ổn định trường hợp myc nước rit nhanh, Cao

trình đỉnh đập 57,80, TI, KI= 3*10” 82Bảng 3.13 Két qui tink thắm va ấn định trường hợp mục nước rút nhanh, Caotrình định dập 57,80, T2, KI= 5*10" 83Bảng 3.14 : Kửquả tỉnh thắm và ôn định ring hop mực nước rit nhanh, Caotrình định dap 57,80, T3, KI= 5*10" 84"Bảng 3.15: Bảng tổng hop kết qui đẳnh gi sự ảnh hướng của túc độ rt nước tỏi ấn

định cục bộ của đập số

"Bằng 3.16: tong hop ker quả tinh tn ing suấ biên dang trong thân độp 90

"Bằng 3 17: Bang tông hợp Kết qua tink toán thắm và ôn định 91

Trang 6

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 6 Chuyên ngành_Xây dựng công trình thủy.

Bảng 4.1 Các mực nước thế kế %Bảng 4.2 Kích thước cơ bản của đập: 96Bảng 4.3 Kết qui tỉnh toân %

Bảng 4-4 Két quả tỉnh toán 100

Bảng 4.5 Két quả tỉnh ton 10s

Trang 7

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 7 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiyTHONG KÊ CÁC HÌNH VE

Hình 1-1: Địa hình khu vực Mai Nẻ ở Bình Thuận 1

Hình 1-2: Hom 3000 nhà dân bị ngập tới nóc - Huyện Hương Khê 15Hinh 1-3: Nước lũ dâng cao nhắn chim phổ cổ Hội An (Quảng Nam) 7Hink 1-4: Cot điện gay dé tại tâm bao Kỳ Anh, Ha Tình 18

Hinh 1-5: Đường Hùng Vương ở thành phổ Tam Kỳ (Quảng Nam) bi ngập nhiễu

Hình 1-11: Vỡ đập Mơ (Hà Tinh) lực lượng cửu đập đã không thé tiếp cận vì lượng,

nước quả lớn, khiển đường vào bị phong toa hoàn toàn 24Hình 1-13: Sự cổ tràn đập Hồ Hỗ (4/10/2010) 24

Hình 1-13: Sự cổ sat lở mái saa 2sHình 2.1 Tách phân tổ trong thân đập 33Hinh 2-2 Mang li chữ nhật 48Hình 2-3: Xác mình thực nghiệm về Định luật thắm Darcy cho ding thắm nước qua

đắt không bão hỏa (eo Chids và Collis-Goerge) soHinh 2-4: Dòng thắm di qua phân tổ đất HN

Hinh 2-5: Mé hình tí nghiện 56

Hình 2-6: Mẫu đất bão hia nude 56Hình 2-7: Quá tình ép mước ra ngoài của đất bão hỏa nước 37

Hinh 2-8: So đổ chia lá tink toán bn din 65

Tình 3.1: Quan hệ giữa lm lượng tha và chu 7

Tình 3.2 Quan hệ giữa hệsố én định và chiều cao đập 7

Hình 3.3: Kết quả tính thắm 72

Trang 8

"Hình 3.4: Kết quả tỉnh ấn định 2Hinh 35: Ket qua tình thắm 73"Hình 3ó: Két qua tinh ổn dink 73

"Hình 3.8 ‘Ket qua tinh ổn dink 74Hinh 3.9 Ket qua tink thậm 75

Hinh 3.11 ›Kết quả tinh thẳm 7Minh 3.12 :K quả tinh ổn định 7

Hình 3.13 :Két qué tính thẩm 7Hình 3.14 :Két quả tỉnh ôn định 7Hình 3.14 ›Kế quả tinh thắm 78Hình 3.15 :Két quả tỉnh ồn định 78

Hình 3.16 :Két quả tính thẩm 79Hình 3.17 :Kết quả tink ấn định 79Hình 3.18 :Kết qua tỉnh thẩm ‘80Hình 3.19 "

Hình 3.20 SIHình 3.21 81Hình 3.22 92Hình 3.23 2Hình 3.24 33

Hinh 3.25 :Kế quả tình ôn định 33

Hinh 3.26 ›Kết quả tinh thắm sfHinh 327 °Két qua tinh ôn định sứHình 3.28 :Quan hệ giữa lưu lượng thẩm và tốc độ rút nước 85Hinh 3.29 hệ giữa hệ số ôn định và toc độ rút nước 85Hinh 3.30 judi tinh ứng suất — biển dang trong thân đập đóHình 3.31 :Két quả tỉnh ứng suất — biển dang trong thân đập 86Hinh 3.32 :Kết qua tỉnh ứng suất — biển dang trong thân đập 87Hình 3.33 :Két quả tinh ứng suất — biển dang trong thân đập 87Hình 3.34 :Két quả tinh ứng suất — biển dang trong thân đập 88Hinh 3.34 :Két quả tinh ứng suất ~ biến dang trong thân đập sựHinh 3.33 :Kế quả tính ứng suất ~ biến dang trong thân đập 39Hinh 3.36 :Két quả tính ứng suắt~ biển dang trong thân đập 39

Hình 4.1 Bản đồ dự ân hỗ chứa nước Ngàn Tra 9

Hình 42 Biên đỒ quan hệ giữa ưu lượng thắm và mực nước thương hơi ước khỉ

Trang 9

Hình 45 Kế quả tinh thẫm trường hop rit nhanh từ MNDBT=52.00 suing

Hinh 4.11 Kết quả tỉnh = Ứng suất ting theo phương ngang (phương ) 102Tình 4.12 KÁ quả tink Ủng suất hiệu quả theo phương ngang (phương X) 102Hình 4.13 Kết qué tính chuyển vị theo phương đứng (phương Y) 103Hinh 4.14 Kế quả tink = Ung suất tổng theo phương dling (phương }) 103Tình 4.15 Kết quả th —Ủng suắt hiệu quả theo phương đứng (phương Y) 108Hinh 4.16 Kế quả tỉnh Ủng suất tổng mac 104Hình 4.17 Kế quả tính Ủng suất ting min 104Tình 4.18 Kế quả tỉnh Ứng suất hiệu quả max: 18Tình 4.19 Kế quả tỉnh Ủng suất hiệu quả min 105

Trang 10

CHUONG 1: TINH HÌNH XÂY DUNG DAP VAT LIEU DIA PHƯƠNGVUNG DUYÊN HAI MIEN TRUNG VA DIEU KIỆN LAM VIỆC CUA NÓL.LTinh hình xây đựng đập vật liệu địa phương ở Việt Nam

Việt Nam là một nước có 14 lưu vực sông lớn với nguồn tải nguyên nước

phong phú, hing năm có khoảng 845 tỷ m’ nước chuyển tải trên 2360 trên con sông.lớn nhỏ Tuy nhiên do lượng mưa phân bổ không đều trong năm nên dòng chảy.căng tha đồi theo mùa Mùa khô kéo đãi khoảng 6+7 thing, lượng mưa chỉ chiếm

15+20% lượng mưa cả năm, côn lại 80+85% lượng mưa trong 5z6 thing mia mưa.

Vé địa hình nước ta có nhiều đổi núi thuận lợi cho việc xây dựng các hỗ chứa phục.vụ phát triển các ngành kinh tế và nhu cầu về nước cho dn sinh

Tình hình xây dựng hẻ óc ta cũng đã phát triển sớm từ nửa đầu thếkỹ XX; đặc biệt la sau khi thống nhất đất nước, Nhà nước đã dẫu tư xây đựng ritnhiều hỗ chứa Theo thống kế của Bộ nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm.2002, ca nước ta đã có 1967 hỗ chứa có dung tích trên 02.10" m`đã được xây đựng

với tổng dung tích trữ thiết kế 19 tỷ m* và 1957 hồ chứa thủy nông với tổng dung,

tích trữ trên 5,82 tý még số lượng hỗ chứa theo dung tích như bảng 1-1"Bảng 1-1: Tổng hop số lượng các hỗ chit nước (đấu năm 2002)

TT Logihồchứa SỐMượng | gee fume He ere

Trang 11

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật " Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiyDo những tính năng wu việt như : có cấu tạo đơn giản, có thể phù hợp với các

điều kiện địa chất mimồ các loại đập khác Không thé xây dựng được; đập đượcxây dựng chủ yếu từ vật liệu địa phương, khả năng cơ giới hoá cao trong thi công

dẫn đến đa số trường hợp có giá thành hạ, mang lại hiệu quả kinh tế cao, nên đậpđất là loại đập được ứng dụng rộng rãi nhất tong hầu hết các nước, Ngày nay, ahi

sur phát tiển của nhiều ngành khoa học như cơ học đắt, địa chất công trình, địa chấtthuỷ văn, thủy văn, lý thuyết thám, ứng suất biển dạng, vật liệu cũng như việc ứng.

dụng các biện pháp thi công tiên tiến sử dụng các thiết bị hidai, ứng dung rộng

rải cơ giới hoá trong thi công cho nên đập đất càng có xu hướng phát triển mạnh.mẽ, cổ thể xây dựng được cả trong những điều kiện dia chất phức tạp, Kết cầu dip

m nhiều khối có các chỉ tiêu cơ lý khác nhau, để tan dung được các bãivat liệu có sẵn tại địa phương.

"Bảng 1-3: Mặt số hồ dip lớn ở Việt Nam (Theo thứ tự hid can đập)

Năm [NămTT |Tênhồ Tỉnh xây - |hoàn

đựng _ |thành

i Khánh Hoa 1977 | 1988? Bie Giang | 55500 | 4550 | T966 [19743 lXgHương | VinhPhic | 1343 [ 4100 | 1977 | T98

4 [YênLập — Í QuảngNinh | 118,10 | 4000 | 1976 | 19805 |PhiNinh | QuảngNam | 41440 | 3940 | 1977 | 19866 |DaNhm 7 LimDéng | 16500 | 3800 | 1960 | 1963

7 |KẽGã HìTmh 734500 | 3750 | 1976 | 1979§ [TaKeo TangSon | 14,00 | 3500 | 1967 | 19729 [Sing Mue | Thanh Héa | 32400 | 3340 | 1977 | 198310 |TiênLang | Quing Binh | 17,90 | 3230 | 1976 | 1978TT [TuyểnLâm | TâmĐồng | 10.60 | 3200 | 1980 | T9715 [Nữ Mặt Binh Dinh) 11150 | 30,00 | 1978 | 1986

13 | Cimty Quing Binh | 42,00 | 3000 | 1963 | 1965

Trang 12

14 | Vực Tròn Quảng Bình 52,80 29,00 1979 1986.

15 | Hội Sơn BìhĐnh MUấU | 39,00] 1982 | 198516 [LigtSon | QuingNewi 2860 | 2900 | HP | 198117 [DầuTiếng | TỹNnh | 158080 | 2800 | T99 | T9518 [Nai Ce) Tha Neuyén H550 | 2600 | 1972 | 1978

19 |PaKhoang | LaiChiu | 45,90 2600 | 1974 | 197830 /KhuinThin | BieGimg | 2010 | 2600 | 1960 | T9632i [Hồainme | DaNing l0â0 | 2600 | 1979 | T98

22 [Khe Chè Quảng Ninh 1150 2520 | 1986 | 1990| Yen My Thanh Héa 6620 | 2500 | 1978 | 198024 |Thượg Tuy | Ha Tinh 1960 | 2500 | 1961 | 1968

25 | Subi Hai Hà Tây 4650 | 2400 | 1958 | 1963

Trang 13

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 1B Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy2.1.Địa hình và địa chất

Tat cả các đồng bằng miền Trung đều bắt nguồn từ một lịch sử thống nhấtliên quan đến qué tình biển tién-mai mòn mã dẫu th ngày nay là các bộc thmđánh dấu sự dao động của mực nước qua các thời ki băng hà tan.

Hình 1-I: Địa hình khu vực Mũi Nẻ ở Bình Thuận

và có tuổi te dẫn, Điều đó chứng tỏ địa hình được nắng cao dần và liên tục, Bờ biển

lùi ra xa, các con lươn con trịch tạo nên những cổn cát, những côn cát này được gió

van lên thành những đạn cát và ngăn chặn các dim phá Cùng thời gian đó hình

thành nên các đảo và bán dio

6 đồng bằng duyên hải miễn Trung cố những cồn cát cao tối 40-50m, và

giữa chúng hình thành những mạch nước ngọt ngằm phun lên như ở Bàu Trớ(Quảng Bình)

Địa hình đồng bing bị cất xẻ bởi các nhánh nói ăn sắt ra tới biển như: đấynúi Hoành Sơn-đèo Ngang, diy núi Bạch Mã-đèo Hai Vin, diy núi Nam Bình

Trang 14

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật “4 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy

Định đảo Ca Vi vậy, địa hình đồng bằng duyên hải miễn Trung mang tính chit

chân núi~ven biển

Ngoài bị cắt xẻ ngang bởi các nhinh núi ăn sắt ra biển, thi ở đây còn cổ sựphân chia đọc theo đồng bằng, đitừ trong ra ta sẽ gặp: cồn cát — dun cất ~ đồi núi

sót — mom đá

Phía trong các côn cát là các đồng bằng nhỏ hẹp có thể canh tác nông nghiệp

‘Con ở dưới chân núi là vùng sỏi đá khô cin, cỏ cây hoang dai mọc.

1.2.2.Khi hậu và thời tit

Phần lớn khu vực thuộc miễn khí hậu đông Trường Son, din tới khu vực Bắc

Trung Bộ chịu chế độ gió mùa mùa bạ và gió tây khô nóng (gió Lao) từ phía Tây,

còn khu vực Duyên hai Nam Trung Bộ phần lớn chịu ảnh hưởng của gid mùa đông

từ biễn thổi vào

Ving này cũng là nơi chịu rit nhiễu ảnh hưởng của các cơn bao, tập trungnhiều về tháng 9, 10, 11, 12 Trung bình có từ 0,3 đến 1,7 cơn bão/ tháng Đặc biệt

vào thắng 9, ti khu vue Bắc Trung Bộ trung bình cổ 1.5 cơn bão thẳng, tt cả cáccơn bão đều từ hướng đông đông bắc đổ vào.

1.2.3 Tình hình mưa lũ ở miền Trung Việt Nam

“Theo số liệu thống kế nhiều năm cho thấy miễn Trung là khu vực chịu ảnh

hưởng bão và áp thấp nhiệt đới nhiều nhất, chiếm tới 65% số cơn bão ảnh hưởng,đến Việt Nam Trong số liệu thống kế của ba năm gin đây (2007 ~ 2008 ~ 2009) tasổ thé thấy rằng các cơn mưa bão có sức tần phá rit lớn, gây ra lũ lụt cho miỄn

Trung và hậu quả của n để lạ là không nhỏ Đặc biệt, năm 2010 này, là năm của

thiên tai đối với cả thé giới, Miễn Trung Việt Nam càng bị ảnh hưởng nặng nỄ, Trận

It ich sử cin quét miễn Trung, trọng tâm là tính Quảng Bình chưa kịp di qua, thì

ngay lập tức, một trận lũ lớn nhất lịch sử trong năm mươi năm qua, vượt qua cảảnh lũ năm 1987, đã nhấn chim Hà Tình trong biển nước, Cột nước do cơn lũ này

sây ra, có độ cao 16,5m so với mye nước biển Khiến 2 huyện miễn núi: Hương

Khê và Vũ Quang bị nhất chim trong biễn nước Gây thiệt hai nặng nề về người và

Trang 15

1.2.3.1 Tình hình mưu lũ ở miền Trung năm 2007

“Theo Trung tâm Qué

đến Quảng Bình đã có mưa to đến rit to Lượng mưa từ Th ngày 6/8 đến 4h ngày

S/§ đo được tại trạm Hà Tinh là 509mm; Hương Khê là 90mm; Chu Lễ là 687mm;

Đồng Tâm là 1038mm; Mai Hóa là 849mm Li trên các sông ở Hà Tinh lên nhanh;

c gia dự báo Khí tượng thủy van, các tính t

lũ tén sông Gianh (ảnh Quảng Bình) đã đạt đình Tại Quảng Bình, lượng mưatrong ngày 6 — 7/8 lên tới hơn 1.200 mm (ti Tuyên Hóa) và hơn 1.000 mm (i

Đông Tâm) đã day lũ sông Gianh lên mực nước 18,34m vào lúc 21h đêm ngày 7/8.

ở mức lũ lịch sử năm 1993 (18.32m) và mức đình 19.34 mét vào 23h đêm 7/8 vượt

định lũ lịch sử năm 1993 hơn 0,6m Nước lũ nhấn chìm 25 xã dọc sông Gianh gồm.

40,000 hộ dn với khoảng 125.000 nhân khẩu ngập trong bién nước mênh mông.“Tại Mai Hóa mực nước lũ là 9,48m vào lúc 24h ngày 7/8 (trên mức bảo động III là.3,đầm và cao hơn lũ lịch sử năm 1993 là 65m) Mực nước lúc 4h ngày 8/8, trên

sông Gianh tại Đồng Tâm là 17,55m (tên báo động HL là 1,55m), tại Mai Hóa là

9,22m (trên mức báo động 3 là 3,22m va cao hơn lũ lịch sử năm 1993 lả 0,39m);

Trang 16

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 16 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiysông Ngân Sâu tại Chu Lễ (tình Hà Tĩnh) là 16,01m (tên báo động HH là 3,01m và

cao hơn lũ lịch sử năm 1996 là 0,59m), tại Hòa Duyệt (tinh Hà Tĩnh) là 10,28m

rên báo động II là 0.28 m) sông La toi Linh Cảm (tinh Hà Tĩnh) là 36m (đướibáo động 1 là 039m) Như vậy chỉ trong một thắng mưa bảo mà ở nhiều nơi xuấtiện lũ vượt định lũ lịch sử năm 1993 và 1996

Hai tháng sau, min Trung lại hứng chu tiếp cơn bão số 5 với sức bão khá

lớn Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung Ương cho biết mực nước lũ 19h.ngày 4/10, trên sông Chu tại Bái Thượng là 19.29m (rên bảo động IIT 1,lóm) đến

21h cùng ngày nữQuy Châu: 79,53m,

‘Chu tai Bái Thượng dat 20,4m (trên báo động HI 2,27m), tai Xuân Khánh lên miesông Chu tại Bái Thượng lạ tiếp te lên nhanh; sông Hiểu tại

ấp xi li lịch sử năm 1988 (80,05m) Sáng 5/10, nước trên sông

Ii ich sử năm 1962 (gin 13,49 m) Do mưa lớn kéo dài nên nước từ thượng nguồn443 về làm đập chính hd Cửa Đạt (noi dang th công công tinh thủy li — thủy điện

Cia Dat) bị vỡ đãi hơn 100m, cuốn tồi 600.000m di, thiệt hại gần 200 tỷ đồngCon đường duy nhất vào đây cũng bị nước lũ 6 lập hoàn toàn

Thừa Thiên - Huế là tinh hứng nhiễu mưa nhất, tối 250-300mm chỉ trong

hôm 14/10 Sáng 15/10 lũ sông Bổ tai Phú Oc đã đạt báo động I (mức nguy bnhấ), sông Hương tại Kim Long vượt báo động II khoảng 0.4m

Do ảnh hưởng của áp thấp nhiệt đi, từ đêm ngày 29/10 và trong cả ngày30/10, ở các tỉnh từ Quang Bình đến Phú Yên có mưa vừa, mưa to và mưa rit to.Tính đến 13 giờ chiễu 30/10 lượng mưa đo được phổ biển 50 ~ 100mm, một số nơi

cao hơn như: Nam Đông (Thừa Thiên Huế) 132mm; Trà My (Quảng Nam) 219mm;

Sơn Giang (Quảng Ngă0; 167mm; Vĩnh Sơn (Bình Định) 127mm 6 Đảo Lý Sơn(Quảng Ngãi) đã do được gió mạnh cắp 7, giật cắp 8; TP Quảng Ngãi: cấp 6, giậtcấp 8; Hoài Nhơn, TP Quy Nhơn (Bình Định): cấp 5, giật cấp 7

Trong khoảng thỏi gian từ đêm 29 đến ngày 30/10, mưa lớn đã xuất hiện trên

sign rộng củn địa bàn inh Quảng Nam, Lượng mua đo được hơn 200 mm và đó là

là nước trên các sông suốilên nhanh đã gây ngập sâu, sat lở, tắc nghẽn nhiều tuyến đường ở các xã vùng cao.

Trang 17

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật „ Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiythuộc các huyện miễn núi Bắc Tra My, Nam Trà My, Phước Sơn, Nam Giang, Tây

Giang, Dong Giang và đường Hồ Chí Minh qua địa phận Quảng Nam,Hình 1-3: Nước lĩ đông cao nhân chim phd cổ Hội An (Quảng Nam)

Sing 30/10 do ảnh hướng của áp thip nhiệt đói kết hợp với giỏ mùa đông

bắc nên ở lưu vục hồ chứa nước Phủ Ninh (công trinh thuỷ nông lớn nhất tỉnh

Quảng Nam) có mưa to đến rất to Lúc 7h sáng 30/10, mực nước hồ Phú Ninh là

28 3m: lượng mưa ti lưu vực hd trong 12 giờ qua là 142mm Để bảo đảm an toàn

công trình và khống chế mực nước theo đúng quy trình, 10h ngày 30/10 Công ty

Khai thác công trinh thoy lợi Quảng Nam đã cho mở trăn sâu số 2 hi chia nướcPhú Ninh Sáng 30/10, mực nước các sông subi tén địa bàn huyện Bắc Trả Myang lên, nhiễu tuyển đường bị ngập làm ách tắc giao thông nhiều nơi Ngoài ra, từSh sing 30/10, toàn bộ khu vue Bắc Trà My và Nam Trả My bi cúp điện Hồi thsáng 30/10, lượng mưa đo được ở khu vực hai huyện miền núi này đã là 130mm.

Con ở Quảng Ngãi, đợt mưa lớn trong vai ngày đã lm lũ trên các sông ở“Quảng Ngãi ding cao trở lại, đáng lo ngại nhất là Id ở sông Trả Khúe và sông VỆ.

Nước lũ trên sông Trì Bing tại cầu Châu O tăng lên ở mức 3.8m, dưới mức báo

động II 03m, Mực nước ở sông Trà Khúc tai cầu Trà Khúc tăng lên ở mức 6m,

vượt mức báo động II 0,3m Mức nước ở sông Vệ tại cầu sông Vệ ở mức 4,5m,

vượt mức bảo động II 0.ám Hai đợt mưa lũ ign tiếp từ ngày 16/10 đến ngày 30/10

đđã làm 8 người chết và mắt ích; 2 người bị thương; 100 ngôi nhà bị sập đỗ và tốc"mái, 148 ba hoa màu bị ngập, hư hại 40 ha ao tôm bị mắt trắng, nhiều hệ thống

Trang 18

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 18 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiyđường giao thông bị hư hỏng Tổng thiệt hại trên 13,8 tỷ đồng, Trung tâm dự báo

Khí tượng thuỷ văn Quảng Ngãi cho biết do ảnh hưởng của áp thấp nhiệt đới gằn bờnên trên địa bản tinh Quảng Ngãi có mưa rit to, gây ra lũ quết và sat lở đất Cườngđộ và diễn biến của áp thấp nhiệt đới đợt này rit giống với năm 1999

“Theo thống ké, bão số 5 dé lạ là những thiệt hại to lớn về con người và củacài Quảng Bình là địa phương có nhiều người bị thương nhất 33 người, Hà Tĩnh25 người Gió bão cấp 11-12 đã khiến gần 900 nhà bị đổ sập, hơn 75.000 nhà bị tốcmái, gần 750 trụ sỡ và công trinh công cộng bị hu hại Diện tích lúa bị ngập và hư

hai là gắn 7.000 ha, hoa mẫu gin 29.000 ha Bao quật đổ hơn 600.000 cây xanh và

lâm sat lờ hơn 600.000 mỶ đắt cũng 32.000m kênh mương Gần 4.000 cột điện bị

sy, đỗ và hơn 160.000m dây điện bị đức

Hình I-4: Cot điện gay đổ tại tâm bão Kỳ Anh, Ha Tĩnh

1.2.1.2 Tink hình mưa la ở miễn Trung năm 2008

Thing 4/2008, nhiễu địa phương như Thanh Hóa, Nam Định, Lai C âu đã

xây ra mưa lớn, Ide xoáy bắt thường, đặc biệt là mưa đá với cường độ mạnh Là thời

điểm dang trong kỳ chuyển giao mia (vẫn có không khí anh và không khí nóng

hoạt động song song), có sự hoạt động, giao tranh giữa nhiều đới gid, vì vậy xảy ratinh trang thời tết thay đổi bất thường không đúng quy luật tự nhiền Ảnh hưởng

của ving thấp kết hop với không khí lạnh, trong 2 ngảy các tỉnh từ Nghệ An đến

sn đến mức đỉnh

Binh Định có mưa to Lũ các sông ở Quảng Nam, Quảng Ngãi

khn nhiều khu dân cư bị ngập Theo Trung tim dự báo khí tượng thủy văn Trungương, mưa nhiều nhất là ở Quang Nam, Quảng Ngãi Chi trong 36 giờ, lượng mưa.tại Tiên Phước (Quảng Nam) đã xip xi 450 mm Mưa lớn khiến lũ thượng nguồn.

Trang 19

sông Vu Gia, Thu Bồn (Quảng Nam) và các sông ở Quảng Ngãi đã đạt đỉnh trên."báo động II và đang xuống Riêng hạ lưu sông Thu Bồn đang lên.

Hình 1-5: Đường Hing Vương ở thành phố Tam Kỳ (Quảng Nam)bị ngập nhiều đoạn

1.2.3.3 Tình hình mưa lã ở miéTrung năm 2009

“rong ngày và đềm 39, hứng chịu ủnh hưởng cia dp thấp gần ba, các tinh từ“Thửa Thiên - Huế đến Quảng Ngãi đã có mưa to, lượng mưa phổ biển 100-200mmRiêng từ Thừa Thiên - Huế đến Quảng Nam đạc 200-300mm, Nhiễu nơi như CâuLâu (Quảng Nam): 436mm, Tam Kỳ (Quảng Nam): 421mm, Nam Đông (Hue)413mm Chi trong một ngày anh hưởng của áp thấp nhiệt đới, nhiều địa phương tạimiễn Trung Tây Nguyên đã hứng chịu lượng mưa trên 300mm khiển lũ tỉ các

sông lên nhanh, gây ngập trên diện rộng Mưa lớn dồn đập khiến mục nước trên các

sông lên nhanh, vượt báo động I và II Dé: trưa 4/9, lũ trên sông Hương tại Hui

BO ti Phú Ốc (Hud) lên mức 3.5m

mức 3,5m (vượt bảo động III là 0.5m), x

(vượt báo động II là 0,5m) Các sông ở Quảng Nam - Da Nẵng và Quảng Ngãi lên

trên mức bảo động I và còn tiếp tục lên Tra 4/9, sau khi di vào ving bở biển Đã

Nẵng - Quảng Ngãi, áp thấp nhiệt đới giảm cường độ, Chiều 4/9, tâm áp thấp cách"bờ biển các tinh Quảng Nam - Bình Định khoảng 60 km vé phía đông, sức gió mạnh.

nhất ving gần tâm giật cấp 7 Đêm 4/9 và ngày 5/9, áp thấp nhiệt đới di chuyển

châm, ảnh hưởng trực

tử Quảng Ngãi đến Bình Định có gió giật cấp 7,

ếp ở khu vực ven biển miễn Trung khiển vùng biển các tính

Trang 20

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiyHình 1-6: Ấp thắp nh đổi honk hành ven bin khi các tinh miễn Trung chim

Trong mưa lớn

Do ảnh hưởng của bão số 9 nên mưa xối xã trong hai ngày 28-29/9 đã khiến

nước các sông miễn Trung lên nhanh Li sông Trà Bang (Quảng Ngãi) đã vượt mức

báo động nguy hiểm nhất tới gin 2m, vượt cả đình lũ lịch sử năm 1964 Trung tâm

dự bão khí tượng thủy văn trung ương cho biẤt, lượng mưa hai ngày 2

tinh Quảng Trị, Bình Định, Gia Lai và Kon Tum dao động 100-200 mm Riêngi tới 300-500

Trang 21

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật a Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy

Hình 1-8; Nước ding cao ngập nhiều tuyén đường tat Quảng Tr

Mưa lớn khiến lũ Trung Trung Bộ và một phần Tây Nguyên dang ở mức rtcao Li các sông của Thủa Thiên Hué, Quảng Nam, Đà Nẵng đều vượt báo độngIIL, mức nguy hiểm nhất từ 0.4 đến 1.5m, Đặc big, ti Quảng Ngãi, nơi tâm bão di‘qua, lũ sông Trả Bồng lên tới 5,8m, trên báo động II là 1,75m, vượt cả đình lũ lịch

sử năm 1964 Tại Tây Nguyên, ö sông Poké lên S88 m, vượt báo động HIT gin Smvà vượt định lĩ lịch sử năm 2006 tối Ì.ám Lũ sông Đakbla 596m, bằng đình l lich

sử năm 1986

10 năm sau lồ lịch sử 1999, miễn Trung lạ tip tục gnh thiên tai nặng nb

vào tháng 11/2009, Đó là trận lũ khủng khiếp chưa từng gặp, lượng mưa tử ngày 1 —

6/11/1999 phổ biển từ 600 ~ 900mm, nhiều nơi mưa lớn như Thạch Han 1.346mm,

Tiên Phước I.453mm, Hiệp Đức L370mm, Câu Lâu L21 1mm, đặc biệt A Lưới2.27 1mm, Thừa Thiên-Huế 2288mm Trong đó, mưa một ngày tới 1.384mm là

lượng mưa lớn chưa từng thấy trong chuỗi số liệu đo đạc hơn 100 năm ở nước ta.Mưa lớn đã gây nên lũ lịch sử rên tod vùng Ngập lạ lớn, chia ct giữa các ving:

20 huyện, thị xã ngập lụt sâu từ 2 ~ 4m nước, sông Hương đổi dòng mở ra hai cửaHoà Duan và Vĩnh Hai thoát Ii ra biển là hiện tượng chưa từng xây ra Tỉnh Thừahiên-Huế, địa phương chịu thiệt hại năng nề nhất trong cơn lũ lịch sử 10 năm

trước có mưa to dồn đập, nước lên nhanh với cường suit có lúc Imigið, 90% khudân ew ving gò đồi phía Tây QLIA bị ngập su từ 15 ~ 4m; thượng nguồn sôngHương và sing Bồ cổ lúc mục nước dng cao đến 8 9m Mười năm qua, miễn

Trang 22

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy‘Trung chỉ có 3 năm 2002, 2004 và 2008 được tạm coi là bình lặng, còn năm nào

cũng phải gánh chịu thiên tai với cường độ ảnh hưởng và mức độ tàn phá ngày cảng.mạnh hơn Trung bình, mỗi thing cổ 1,1 cơn bão đổ bộ vào khu vực miỄn Trungtrong giai đoạn từ năm 1999 ~ 2008, các trận mưa lũ lớn tng lên rõ rệt.

Hinh 1-9: Năm 1999, miền Trung từng gảnh chịu trận lũ lt khủng khiếp

nh quân 10 năm mới có một trận lt lớn thì 10 năm qua đã xuấthiện nhiều con lũ lớn Đặc biệt, đúng 10 năm sau cơn lũ lịch sử 1999, một tổ hopthiên tai nang nề đã hình thành nên bão số 10 (Ketsana) đổ bộ vào Quảng Nam,“Quảng Ngãi với cường độ trên cắp 10 có bán kính 200m, trên cấp 6 có bản kính350km, Tiếp đó, cơn bão số 11 đổ bộ từ inh Định đến Khánh Hoà với súc gió cắp

1 và gây mưa lớn trên diện rộng từ 200 ~ 400mm, gây nên những hậu quả năng neTHình 1-10: Nước lit dang dâng cao lịch sử, vượt moi ky lục tại miễn Trung

Trang 23

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2B Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy

1.2.4, Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở duyên hai Miễn Trung Việt

Hồ chứa nước là loại ình công trình thuỷ loi phổ biển nhất ở nước ta, chỉ trừce ỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long và một số tinh của đồng bằng Bắc bộ như“Thai Bình, Nam Định và Hà Nam còn tắt cả các tinh khác đều có hỗ chứa

“Theo ti iệu điều tra cho đến năm 2000, toàn quốc có trên 550 hồ chứa loạivừa va lớn (với dung tích 1 triệu mỶ nước trở lên và có chiều cao đập trên 10m) vàhàng ngắn hd chứa nước loại vừa và nhỏ có dung tích nhỏ hon 1 triệu mÌ nước vàđập cao < 10m Trong đó tuyệt đại đa số là hồ phục vụ cho tưới, có khoảng 100 hồ.

sử dung tổng hop (tưới, phit điện, du lịch, cắp nước công nghiệp sinh hoạt vì thuỷ

sản) và một số it hồ chỉ có mục dich phát điện Trong các loại hình đập tạo hồ thì

đại da

ở miền Trung và Tây nguyên, khoảng 80% côn lạ là ở miễn núi và trang du Bắc

là đập đắt, một sổ ít đập đã và đập bể tông Các hỗ chứa chủ yếu tập trung

“Bảng 1-3: Một số hỗ đập ở Miễn Trung Việt Nam

or) Te viet Chu | Chu | Hìnhthức

công trình sào | đài đậpaoa

1 | Ngân Trươi Hà Tĩnh 539 ano | Đề

tới2 [Bare PhVndnis | %5 | GST | Dina

4 | Tả Trạch “Thừa Thiên Huế 0 1187 | Đập dit đá hỗn hợp.

aie5 |HðnThận | LimpingBianThuin | 985 | 606 "

chốn tiêmlập đá dim nén,

6 | Của Đạt ‘Thanh Hóa „9 1023 Perbin mit BTCT

Dip al RRR

7 | Ea Krong Row Khánh Hòa áo | 2397 | OP wp

hiệu hội= [bain ik Hb 135 | ats | Binal

Trang 24

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật + Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy1.2.5 Ảnh hưởng của tình hình mica lũ tối các đập vật liệu địa phương

(Qua tình hình ma Ki nêu trên, cổ thể thấy tic bại rất to lớn của mưa lĩ đối vớiđồi sống, kính tẾ của nhân din vùng duyên hai Min Trung Có thé điểm qua, năm

2010, sau 2 trận lũ lịch sử, dưới áp lực của nước lũ, đập Mơ đã bị vỡ hoàn toàn.(Huyện Hương Son, Ha Tĩnh) (ngày 16/10/2010)

"Hình I-11: Vo đập Mơ (tli Tnh)- lực lương cửu dip đã không th tiếp cân vi lương

nước quả lớn, khiến đường vào bị phong tỏa hoàn toàn.

“Trước đó, ngày 4-10, mưa lớn, nước đỏ về nhanh, khiến đập thủy điện Hồ Hồ.

gặp sự có về cửa xả tràn, khiến đập trong tinh trạng nguy hiểm, có thể vỡ đập bat cứ

Trang 25

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy1.3 Điều kiện làm việc của đập vật liệu địa phương, và những hư hỏng sau lũlớn cia vùng Duyên Hải Miền Trung.

Trong năm 2002, Bộ Nông nghiệp và PTNT đã tổ chức điều tra thực trạng cáchỗ chứa nước trong toàn quốc và đã có những đánh giá trong Chương trình Bảođảm an toàn các hồ chứa nước, cụ thể.

4) Về tình trạng thắm của đập đắt

Tinh trạng thắm xảy ra rit phé biển ở các đập đất, ở nhiều hồ chứa là rất nghiêm.trọng Theo chương trình có rit nhiều hỗ được xử lý thắm (cả nước gần 400 hồ).5) VỀ hiện trang mái thượng hie đập đắt

ic hỗ chứa có dung tíchip do địa phương tự.làm, mái thượng lưu đều không được gia cố Phần lớn mái thượng lưu của các đậpnảy đều bị sat lở cục bộ.

- Tinh trạng lớp gia cổ mái thượng lưu đập đất bị xô tụt là phổ biến ở các hồ chứanước, mái đập thượng lưu bị sat lở, dễ gây mắt an toàn cho công trình; có 12 trong,

5 hồ chứa nước lớn do Bộ Nông nghiệp và PTNT sửa chữa gin đây đã phảithực hiện nâng cấp lớp gia cổ chống sóng bảo vệ mái thượng lưu.

“Theo số liệu thing kế năm 2002, tổng số hồ có mái thượng lưu đập dit không đượcgia cố là 631 hồ, số hồ có mãi thượng lưu dp bị hư hỏng là 757 hồ.

Hình 1-13: Sự cổ sat lở mái sau lũ

Sat lỡ mái thượng lưu hỗ Giang GIÉ

(Nghệ An) (Đắc Lắk)

Trang 26

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật % Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy

Được sự quan tâm sắt sao, có biện pháp khắc phục kịp thời của Bộ NN &PTNT, đại bộ phận các công trình thủy lợi, thủy điện, hiện tại vẫn đủ điều kiện làm.việc theo thiết ké Tuy nhiên, sau mưa lũ, rất nhiễu đập tại địa phương sẽ phải im

việc trong điều kiện nguy hiểm và mắt an toàn Do rừng đầu nguồn bị bị tản phi,khiến lä đỗ về nhanh hơn Dẫn đi năng lực xi lũ của hồ chứa không đủ, gây mắtan toàn cho đập Đặc biệt, khi lũ rút nhanh, sẽ gây ảnh hưởng rit lớn tới công trình.Nước thắm trong thin đập thoát ra mái thượng lưu, đất đắp mái thượng trong tỉnhtrạng bão hòa, khối nước trên mái thượng lưu có tắc dụng lim tăng én định cho máimắt di, gây ra mắt én định cho mai, De doa tới an toàn của đập Vi vậy, việc BộNN&PTNT tổ chức điều tra về thực trạng các hỗ chứa có ý nghĩa rit lớn, trong việc.“đánh giá tác hại của mưa li, cũng như did

‘Tir đó có biện pháp khắc phục, phòng tránh được các hậu quả xấu.

Bang I-4: Một số hồ đập ở duyên hải Miễn Trung được sửa chữu gan độn

kiện làm việc của công trình hiện thời

Tr Tenhồ ia danh Nội dụng sữa hữu nâng cấp

1 | Kim on HàTnh iri thắm (bước 1

Vực Tran “Quảng Bình Sửa hân dp, cổng lấy nước

3Ì Kinh Môn Quảng Trị Sửa chữa cống lấy nước, tân xi lũ

4 | Hoa Tang Đà Nẵng Sita ta dp, côn, nàn

3 | Pha Ninh Quảng Nam Sửa cha đặn mộng ăn

10 | EaKnốp Dik Lik Sửa chữa dp, ng ty mae, in xã là11 ÏBàuPa-MaTổ | Nebgan | Siachta dip, cng My nue, me rong tin2 | Lane Hà Tnh Sửa cha dp, mở rộng trân

13 | CaLay-Towing Lao Hành Sữa cht dp, cng ly nước, tin sã lũ

Trang 27

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ? Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy1.4, Tính cắp thiết và nội dung nghiên cứu của đề tài

1.41 Tĩnh cắp thi của đề tài

gia cô nguồn tải nguyên nước phong phú, tuy nhiênViệt Nam là một qu

nguồn tài nguyễn này phân bố không đều về không gian và thời gian Trong thời

gian qua, quốc gia đã và đang xây dựng nhiễu hỗ chứa nước nhằm tin dụng năng

lượng của nguồn nước phục vụ cho các nhu cầu dùng nước khác nhau Theo thống,

số lượng hồ dip đứng thứ 16 trên th giới, trong đó da số là các hỗ dp vũa và nhô.Hội đập cao thể giới, Việt Nam có hơn 10.000 hỗ lớn nhỏ và là quốc gia có

Số lượng các hồ chứa vừa và nhỏ này được xây dựng trong nhiều thời kỳ khác nhau,

chit lượng không đồng đều Hình thức cúc đập này đa phần là hình thức đập vật liệu

địa phương nên vấn đề ổn định thắm trong quá tình vận hành hồ chứa là một vnkiện

dt sức quan trọng nhằm đảm bảo điều kiện vận hành an toàn trong các

thiên nhiên khác nhau.

Khu vực duyên hải Miễn Trung là một khu vực tập trung nhiều hồ chứa vớihình thức đập vật liệu địa phương Đặc điểm về điều kign tự nhiên phân chia thành

hai mùa rõ rét với lượng mưa trung bình năm tương đối lớn Trong mùa khô hầu

như không cỏ mưa, độ am không khi tương đối thắp, kết hợp đặc trưng vật liêu

ding để xây dựng đập thông thường có tinh co ngó trương nở cao nên trong mùa

khô này rất dé gây nứt né tạo điều kiện cho dòng thắm phát triển Trai ngược với

mùa khô, mùa mưa miễn Trung Việt Nam kéo dài và liên tục trong một thời gian

dài với cường độ lớn Hơn nữa, đây là nơi hig chịu nhiễu cơn bão với cường độmưa sau bão rất lớn, gây ra những thiệt hại to lớn về kinh tế và xã hộ đặc biệt làcác hư hỏng vé công trình ni chung cũng như công trình thủy lợi nói riêng Như đã

phan tích ở trên cho thấy trong những năm gin đây đã cho thấy rõ tinh hình biển đổi

khí hậu diễn ra hết sức phúc tạp đã dẫn đến hiện tượng mưa lũ lớn đã có ảnh hưởngđến an toàn ôn định của đập vit liêu địa phương Đồng thời rong quá tình qun lýlấy

nước, cổng xả đáy, tuynel đễ tránh gây ra sự cổ, bảo đảm an toàn cho công trìnhvận hành, có nhiều hỗ chứa phải hạ thấp mực nước, hoặc tháo cạn hỗ qua

(Khi có nguy cơ vỡ đập) hoặc tháo can hồ để phục vụ công tác sửa chữa, bảo dim

Trang 28

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiycan toàn công trình Trong quá trình hạ thấp mực nước hd, (do khách quan cũng như

chủ quan) thì tốc độ rút nước sẽ ảnh hưởng rat lớn tới ôn định của mái thượng lưu.“Cổ thể gây m ạt trượt, mắt dn định cục bộ của đập

Hiện tượng nước rút nhanh xảy ra khỉ mực nước bên trong thân đập khônggiảm theo sự rất nước của mục nước trước đập,

Trong trường hợp này, ấp lực nước thượng lưu giảm xung, cùng với sự chênhlệch mực nước lớn sẽ dẫn đến xuất hiện áp lực kẽ rỗng trong thân đập (Khi hệ số.

thắm của vật liệu dip <10 em/s, mực nước bên trong hầu như không đỏ) Đậpđược dip cảng cao, thi áp lực kề rỗng cảng tăng Khi áp lực ke rỗng tăng, sẽ làmgiảm cường độ chống cắt của đất, gây ra mắt én định chống trượt cia công trình,

Đồng thời khi mực nước rút nhanh, sẽ kim cho việc thoát nước từ bộ phận phía

trên cửa đập không theo kịp Trong này, đất rong đập vẫn ở trạng thái bãohòa, trong khi đó, p lực thủy nh phía thượng lưu không còn nữa, dòng thắm hìnhthành từ khu bão hòa chảy cả về 2 phía thượng và hạ lưu Đối với mái hạ lưu,trường hợp này it nguy hiểm so với tưởng hợp thắm én định Nhưng rất nguy hiểmcho mái thượng lưu

Vi những tác hại do hiện tượng nước rút nhanh nêu trên Nên đã cổ rit nhiều

nhà khoa học đã nghiên cứu, nhằm tim ra biện pháp dé chủ động ngăn chặn, đối phd

với sự mắt én định của công trình Giúp người thiết kế chọn được vật liệu kích.

thước, hình dang của công tình hợp ý, an toàn hiệu quả

14.2 Nội dung nghiền cứu cũa đề tài

Bổ sung kết quả tính áp lực kế rỗng trong thin công trinh khi mực nước rit

"Nghiên cứu trường ứng suất biến dang, áp lực nước lỗ rồng tong thin đập

vật liệu địa phương dưới tác dụng của mực nước rút nhanh Từ đó đánh giá mức độian toàn cục bộ trong thân đập,

Phân tích ảnh hướng của tốc độ rất nước, chiều cao rất nướ

định của đập

Trang 29

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ” Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiyNghiên cứu dnh bình én định thắm, én định tổng thể của đập trong trường

hop mực nước rút nhanh.

Nghiên cứu về phân bi trường ứng suất hiệu quả, trong trường hợp mựcnước thượng lưu thay dồi

Nghiên cứu đánhá về an toàn đập trong một số trường hợp thay đổi về chitiêu cơ lý của vật lig ap đập cũng như ch Bu cao đập.

Trang 30

CHƯƠNG 2: DANH GIÁ ÔN ĐỊNH CỤC BỘ

CUA DAP VẶT LIUDIA

2.1 Phân tích ứng suit - biển dạng và áp le lỗ rồng trong đập vật liệu địa

2.1.1 Ứng suất v bién dang trong đập vật iệu địa phương.

Dip và nên dưới ác dụng của tải trọng sẽ sinh ra ứng suất và biến dang, Việcxác định ứng suất và biến dạng là rất quan trọng và cẩn thiết trong thiết kế, xây

dụng, khai thác đập.

Ung suất, biển dạng gây ra bởi: Trọng lượng bản thân, áp lực nước, tải trọng

cơ giới, động đất

Khi phân tích ổn định của đập vật liệu địa phương theo các phương pháp

truyền thống, mặt trượt thường được giả định trước Sau đó người ta xúc định hệ số.an toàn én định cho mặt trượt bằng cách kiểm tra các điều kiên cân bằng tại mặttrượt gid định Cường độ chống cắt của vật liệu được so sánh với lực chống cầnthiết để duy tri trạng thai cân bằng giới hạn của toàn bộ mặt trượt Các phương pháp

này thé hiện được hệ số an toàn của đập về mặt mắt dn định, nhưng không cung cấp

thông tin về biến dạng của đập Cổ một số lý do, dé thấy sự cin thiết phi quan tâm

tới ứng suất và

~ Lain lớn sẽ làm giảm chiều cao đập, dẫn đến khả năng nước trin qua đỉnh

dang trong đập:

-_ Biến dạng ngang lớn, dẫn đến sự hình thành các vết nứt doc, ảnh hưởng.

nghiêm trong tối én định đập

= Chênh lệch lún giữa các mặt cất dọc theo đỉnh đập dẫn đến việc hìnhthành các vết nức ngang cho phép nước chủy từ thượng vé hạ lưu, Hiện

tượng này sẽ làm đập hư hỏng một cỉch tử từ bôi xói ngằm trong thin

đập và hình thành các hang thắm.

- _ Khả năng chịu nén của lỗi và lớp vỏ của đập đá ở tường lõi có thể di«én nứt gây thủy lực nếu ứng suất tại vị trí nào đồ bị giảm đến tị số nhỏ.

Trang 31

hơn áp lực nước tạ vị trí đó do hiện tượng truyền ứng suất từ lõi sang lớp

ra trong môi trường đắt+nước+không khí.

Se tiêu tan áp lực nước trong khe rỗng làm giảm áp lực ở đồ và tng tải tronghiệu quả BS là sự cổ kết của đất Cy),

Đắt dinh có sự cổ kết châm hơn so với đất cát

Có 2 loại chuyển vi của đập: Chuyển vị đứng là độ lún được nghiên cứu với

mọi loại đập, chuyển vị ngang thường chỉ nghiên cứu với đập cao, hoặc nghiên cứu

các thiết bị cl ống thắm,

Thông thường, với đập thấp, chỉ cần tính toán gần đúng chuyển vị thẳng

Các chuyển vị ngang của đập được xác định bằng cách tinh toán trạng thái

«dn độ nén lún của đắt khi tăng ẩm, hay khi trang thái

Voi đập cấp II, IV, cho phép đánh giá chuyển vị ngang trên cơ sở các đậptương tự đã xây dựng trong điều kiện tương tự.

Theo nguyên tắc, trong tính toán trang thái ứng suất ~ biến dạng của đập đắt

(cdp 1, 1), nhất thiết cin phái áp dụng mô hình phi tuyến, có xét tới biến dạng déocủa đất rong trạng thi giới bạn, với điều kiện xác định các thông số biến dangbằng thí nghiệm các mẫu đất trong ô-đô-mét và máy nén ba trục Khi đó, kích thước.mẫu cin phù hợp tương img với thành phần hạt của đt thân và nỀn đập.

Với khi hậu vùng duyên hải Miễn Trung, cẳn phải chú ÿ tới nhiệt độ của dat

than và nền đập,

2.1.2 Ap lực lỗ rỗng trong đập vật liệu địa phương,

Trang 32

Áp lực ke hồng thay đổi theo qué trình ép thải nước trong đất ra ngoài vàcảng ngày càng giảm dẫn Khi nghiên cứu quá trình này có thé xem như một quá.trình thắm không én định trong môi trường rỗng biẾn dạng.

Do đó, khi nghiên cứu áp lực kế rỗng không thé sự dụng được những thành.cỗ điễn” trong môi trường không biến dang mã phải thi

định mái đốc các công trình bằng đất có hạt bé và độ ngắm nước cao, vẫn để ổn

Sở đĩ trong thiết: kế đập cần phải quan tâm đặc biệt đến việc tỉnh toán áp lực

kẽ rỗng bởi vì nỗ ảnh hưởng rắt lớn đến én định của mái dốc và quá trình lún của<p, Ap lực kế rỗng cảng lớn thì sức kháng trượt cu đất cảng giảm và quả trình lúnXây ra cảng châm.

2.1.3 Phương trình cơ bản và phương pháp tink

3.1.3 Ủng suắt:

“Có thể xác định với giã hit thân đập tam việc như một môi trường biển dang tuyển tính,lin ty VỆ lý thuyết ó thể dùng lời giải của lý thuyết đàn hồi

Các phương trình cơ bản.

Trang 33

“Xét một phân tổ hình hộp v6 cùng nhỏ bao quanh một điểm nào đó nằm trong đập‘Tach phân tổ đó ra khỏi đập.

Hinh 2.1 Tách phân tổ tong thân dip

¬ `

~ Phương tình cân bằng tĩnh Naviers

Phương tình cân bằng tĩnh Navier a phương trình liên hệ giữa các thành phần ứng

suất với nhau

Trang 34

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 4 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy~_ Phương trình hình học Cauchy:

Phương trình hình học Cauchy là phương tinh liên hệ giữa các thành phần biếndang và chuyên vị với giả thiết biến dạng nhỏ.

Biến dang thing

Vái: u,v, w là các chuyển vị

Phuong trình liên tục về biến dang: Gọi là phương trình Saint Venant:

@e ty

aye * oe

= Phương trình vật:

Trong trường hợp tổng quất quan hệ giữa ứng sult và biển dạng tuân theo định luật

Hooke, với giả thiết vật liệu din hồi tuyến tính có tính dj hướng là

Trang 35

al @5)

Trong đó: - + E,làcác médun đản hỏi của vat gu+ vụ: Là hệ số Poissoin, la có: Yt = E

+Q¿ Là médun din hồi kh rượt

Do xết các phương có tinh rực giao với nhau, công thức (2-5) trở thành

Yo 5 1%

rel | 9 0 og les

“Trong đồ ta có:

Trang 36

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật $6 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiy

cea) Mv) errs)“Ta có thể viết lại biểu thức của định luật Hooke (2-5) đưới dang ma trận:

{e}= [DT te} (27)

Vi: fc} vé tơ biển dang, {o} là vé to ứng s i, |D]"ma tận các hing số din hồi

Trang 37

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 3? Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiyPhương pháp tín!

Để giải bài toán xác định ứng sdạng trong đập thì ta phải giải các phương.

trình cơ bản trên và da vào điều kiện biên Cổ thể thực hiện theo các phương pháp

* Phương pháp giải tích

Là tìm nghiệm giải tích thỏa mãn các phương trình vi phân tại mọi điểm

trong thân đập và thỏa mãn các điều kiện biên trên bể mặt (Như: Phương pháp Sức.bin vật liệu, Phương pháp Lý thuyết đản hồi,

* Phương pháp số:Là xác định

và tên biên của vật thể xét (Như Phương pháp Phần tử hữu hạn, Phương pháp saiphân hữu hạn)

*⁄ Phương pháp sai phân hữu hạn:

in đúng giả trị rời rac các của hàm n tại một điểm bên trong

Nội dung của phương pháp là đem những lượng sai phân hữu hạn thay thể gần đúng.cho những lượng vỉ phân nhằm biển phương trình vi phân thành hệ phương trinh đạisé, Cơ sở của phương pháp là dựa vào phương trình cân bằng inh (2-1) và phương

trình liên tục biển dang Saint ~ Venan (2-4 cho bãi ton phẳng

Trang 38

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 3 Chuyên ngành“Xây dựng công trình thiyHình 2-2 Mang lưới chữ nhật

10 Ay

be¡nh hb

is2

Trang 39

= Cắpbốm1

3A(60, =4(ø, +Ø,)+ (ø, ~ 0.)1

"` Fut lồ, MH, +2.) +n =Øu)l

149% — 2Ø, +0; +; +01) + (0y +, tớ; +)

Av ay

Néu đặt <a biến đội 21-20) ta được

(0), = rl ar * ease @10)4a) +8a}p, - M+ We, +95) +0, +Ø,)J+

$20(, tợ, +0 xạ) +(@, +0) 2+)

Khi lưới vuông Ax=Ay=a lúc này (2-11) trở thành:

(BAO) = Ta (200, —Ñ(G, +0, +, +01) +20, +6 +, +) 0, th +O +

Lin lượt viết cde phương trình với về trái số dang (2-11) cho các lưới, ta có một hệ

phương trình đại số tuyến tinh, Giải hệ phương trinh này ra ta nhận được giá trị ø

bằng số tai các điểm mắt lưới Mức độ chính xác kết quả ty thuộc vio hình ding

lưới và nhất là vào kích thước khoảng mắt lưới Khoảng mắt lưới cảng nhỏ, mức độ.chính xác càng cao,

_ Phương pháp thí nghiệm mô hình:

“Từ thực tế xây dựng công trình, phân tích vật liệu xây dựng rồi đưa ra mô hình

tương tự Kết quả nghiên cứu trên mô hình đem đến những thông tin chính xác về

đổi tượng cẩn nghiên cứu trong thực tế Nó cung cấp cho người thiết kế những số

liều do đạc thực của ứng suất biễn dạng tử một diễm trong thin đập thông gua môhình tương đương và tải trọng, nguyễn nhân tác dụng tương đương Kết quả đo đạc.từ mô hình giúp cho người thkế có bản về trước khíthực t

cđưa vào thi công nhằm dim bảo cho công trình làm việc lâu dai, đúng yêu cầu thiếtkiểm tra lại

kế Đổi với phương pháp thí nghiệm mô hình phải sử dụng các thiết bị đo ứng suất

biến dạng tương ứng, doi hỏi thời gian dai, chỉ phi thí nghiệm cũng rat lớn.

Trang 40

*⁄ _ Phương pháp thí nghiệm quang đàn hồi:

Quang đàn hồi là một môn khoa học phân tích ứng suất bằng thực nghiệm, được

xây dụng trên cơ sở tương tự quang học và ý thuyết din hi V thực chất nó ứng

‘dung ánh sáng phân exe và một số đặc tinh của nó vào bài toán lý thuyết đàn hồi.đồng chất, đẳnghướng và trong suốt (như: thủy tinh, celluloid, keo trong, chất déo ) Vật liệu đẳng,

hướng nói trên sau khi chịu lực trở thành vật thể dj hướng về mặt quang học như:

eanxit, thạch anh Khi cho ánh sáng phân cực di qua sẽ xây ra hiện tượng giao thoa.

‘Van giao thoa và ứng suất trong mô hình có liên quan với nhau, do đó có thé từ vân.

giao thoa kết hợp với tính toán hoặc thí nghiệm phụ sẽ xác định được trang thái ứngsuất của điểm bắt ky trong mô hình Vật liệu trong suốt, đẳng hướng và nhậy về

mặt quang học sau khi chịu lực có thé sinh ra hiện tượng lưỡng chiết, nhưng hiện

tượng này chỉ là tạm thời, sau khi bỏ ngoại lực, hiện tượng lưỡng chiết mắt theo Lý

thuyết tương tự đã chứng minh rằng từ sự ứng suất trong mô bình có thể tìm được.

sự phân bổ ứng suắt trong kết cấu thực tDựa vào định luật ứng suất quang hoe(Maxwel 1853): Các trục phân cực của ảnh sing tại một điểm bất kỳ của vật in

trong suốt có ứng s khi có ánh sáng di qua,song song với các phương của ứng.

suất chính tại đi đó Sự thay đổi các chiết suất tỷ lệ bậc nhất với ứng suất sinh ratrong mô hình theo:

nị~ nọ = €ị.Ø*€2(Ø, +45)

y= nạ1.0, #€) (đi +0)1.04020 +02)

Trong dé: @,.0,.0, La cit ứng suấtchính,

smn La chiết suit theo cúc hướng ứng suất chỉnh 4.0, 0,tus La chết sut khi mô hình không chịu lực

e,e; Là hệ số quang ứng suất phụ thuộc vật liệu mô hình.

2.1.3 dp lực khe ring.