Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: 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

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường đại học Thủy lợi Hà Nội;

được sự dạy bảo, giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo các bộ môn trong và ngoàitrường, sự cộng tác của các cơ quan chuyên môn và các bạn bè cộng sự; với sự nỗlực phấn đấu của bản thân tác giả đã hoàn thành luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, chuyên

ngành Kỹ thuật xây dựng công trình thuỷ với nội dung: “Wghiên cứu ảnh hưởng

của độ nghiêng đến 6n định của đập bê tông trên nền đá trong điều kiện có độngđất và biện pháp xử lý để đảm bảo an toàn đập”.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cán bộ hướng dẫn khoa học là thầygiáo GS.TS.NGND Nguyễn Chiến đã tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tàiliệu, thông tin khoa học cần thiết dé tác giả hoàn thành luận văn.

Xin cảm ơn sự giúp đỡ chân thành và nhiệt tình của các thầy cô giáo khoa côngtrình, các thầy cô giáo và đồng nghiệp ở nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhau đãcung cấp cho tác giả những kiến thức quý báu dé hoàn thành luận văn.

Xin chân thành cám ơn Chi uy, Lãnh đạo, Cán bộ công nhân viên cơ quan Chi

cục Quản lý đê điều và Phòng chống lụt bão Hà Tĩnh đã tận tình giúp đỡ trong suốt

thời gian tác gia thực hiện luận văn.

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân tronggia đình đã động viên, khích lệ tinh thần và vật chất dé tác giả đạt được kết quả như

ngày hôm nay.

Do điều kiện thời gian còn hạn chế nên trong luận văn này không tránh khỏinhững khiếm khuyết, tác giả mong nhận được những góp ý, chỉ bảo của các thầy côgiáo, các bạn bè đồng nghiệp dé luận văn được hoàn chỉnh hơn.

Hà Nội, tháng năm 2015Tác giả

Nguyễn Thái Hương

LỜI CAM DOANa: Nguyễn Thái Hương

Hoe viên lớp: 22C21

“Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Những nội dung

va kết qua tình bay trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bổ rong bắt

kỹ công trình Khoa học nào

“Tác giả

Nguyễn Thái Hương

MỤC LỤC

MỞ ĐÀU 11 Tính cấp thiết của đề tai 1

I, Mục dich của đề ta 1

IIL Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 2

1 Cách tiếp cận 23 Phương pháp nghiên cứu 2

IV Kết quả đạt được 2'CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE XÂY DỰNG DAP BÊ TONG TRỌNG LỰC VAVAN DE AN TOAN DAP

1.1 Tổng quan vé xây dựng đập bề tông trong lực ở Việt Nam1.2, Các yêu tổ ảnh hưởng đến an toàn đập bê tông trọng lục

tổ tác động làm cho nền đập bị nghiêng,iễm soát an toàn đập,

1.5 Giới hạn phạm vi nghiên cứu,

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ANH HUONG CUA ĐỘ NGHIÊNG MAT NENDEN ON ĐỊNH CUA DAP BE TONG TRỌNG LUC 10

2.1, Các trang thi mặt nền bị nghiêng 0

2-1, Mat nén nghiêng về phía thượng lưu 102.1.2 Mặt nên nghiêng về phía hạ lưu 10

2.1.3, Các trạng thai nghiêng đọc theo trục đập mn2.2 Cơ sở tính toán ổn định của đập trên mặt nén nghiêng "2.2.1 Tinh toán én định của đập theo tiêu chuẩn Việt Nam, mn2.2.2, Tinh toán on định của đập theo tiêu chuẩn Mỹ 272.1 Nghiên cứu quan hệ gta độ nghiêng mặt nên với ôn dinh của đập uM2.3.1 Giới hạn phạm vi nghiên cứu uM

2.3.2 Xác inh mặt cắt hop lý của đập không trần 36

23.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng mặt nbn đến ôn định cia đập 422.4 Giải pháp kiểm soát độ nghiêng của đập 48

2.4.1 Con li thuận 482.4.2, Con lắc nghịch 50

2.4.3 Ghỉ kết quả đo.

2.5 Để xuất biện pháp sử lý để dim bảo an toàn đập2.6 Kết luận chương 2.

'CHƯƠNG 3: ÁP DỰNG TÍNH TOÁN CHO DAP SÔNG TRANH 2.

3.1 Giới thiệu công

3.1.1 Tổng quan vé công trình

3.1.2, Đập chính3.1.3 Đập phụ

3.2 Các vẫn đ liên quan đến an toàn đập Sông Tranh 23/21 Hình thức mắt ôn định tổng thể

3.2.2 Hình thức mắt ôn định cục bộ.

3.3 Hệ thing thiết bị quan tắc đập Sông Tranh 2

3.4, Kiểm tra dn định đập Sông Tranh 2 trong điều kiện hiện tại

3.41 Phương pháp tỉnh toán

3.4.2 Mặt cắt tính toán.

3.43 Các trường hợp tính toán.

3.44, Kết quả tinh toán

3.5 Giải pháp dim bảo an toàn cho đập Sông Tranh 23.5.1 Đề xuất giải pháp

3.5.2 Tính toán thông số cia man chống thắm gia cường

3.5.3 Đánh giá hiệu quả tăng ổn định đập khí làm man chống thắm gia cường

3.6 Kết luận chương 3

KET LUẬN, KIỀN NGHỊ

4.1 Các kết quả đạt được trong luận văn.4.2 Một số vấn đề tồn tại

4.3.Hướng tiếp tục nghiên cứu

6566666667697070nBB1575T6T6

DANH MỤC HÌNH ANH

Mình 1.1 - Đập bê tong dim lăn thuỷ điện Sông Tranh 2 6Hình 1.2 - Đập bê tông đầm lăn thuỷ điện Sơn La 6Hình 1.3 - Đập bê tong trọng lực Tân Giang - Ninh Thuận 7Hinh 1.4 - Đập bê tông trong lực Lòng Sông - Binh Thuận 7Hình 2.1 - Trang thai mặt nén bị nghiêng vệ phía thượng lưu 10Hình 2.2 - Trang thai mat nên bị nghiêng về phía ha lưu "Hình 2.3 - Sơ độ tỉnh ôn định trượt phẳng trường hợp mặt trượt nằm ngang 15Hình 2.4 - Sơ đồ tỉnh ôn định trượt phẳng trường hợp mặt trượt nằm nghiêng 6Hình 2.5 - Sơ đồ các lực tác dung lên đập khi chưa bị nghiêng 18

8 tính rị" và r;" khi đập bị nghiêng góc về hạ lưu 19

i lực tác dụng lên đập theo TCVN 2

Hình 2.8 - Ap lực nước tăng thêm khi có động đắt 26Hinh 2.9 - Sơ đồ tinh ôn định trượt phẳng trường hợp mặt trượt nằm ngang 30Hinh 2.10 - Sơ đỏ tinh ôn định trượt phẳng trường hợp mặt trượt nằm nghiêng 31

Hinh 2.11 Vị trí của hop lực trong các trường hop 32Hình 2.12 - Ap lực đây ngược theo tiêu chuẩn Mỹ 33Hình 2.13 - Mat eat cơ ban của đập 37Hình 2.14 - Mat cắt thực dung đập không tran 3Hình 2.15 - Sơ đ tinh toán cho trường hợp 1 (TCVN) 39Hình 2.16 - Sơ đồ tinh toán cho trường hợp 3 (TCVN) 40Hình 2.17 - Sơ đồ tinh toán cho trường hợp 2 và $ (TC Mỹ) 40Hình 2.18 - Quan hệ K = £(B) của đập có Hạ = 4Hình 2.19 - Quan hệ K = £(B) của đập có Hy = 4Hình 2.20 - Quan hệ K = fiB) của đập có H, 4aHình 2.21 - Quan hệ K = f (B) của đập có Hạ 45Hình 2.22 - Quan hệ K = £(f) của đập có Hy = 140m 45Hình 223 - Quan hệ [6] =f (Hạ) 46Hình 2.24 - Quan hệ Kein =f (ly) khi B 46Hình 225 - Quan hệ Kein = f (Hy) khi B 47Hình 2.26 - Nguyên lý làm việc của con lắc thuận 49

Hinh 2.27 - Thiết bị ghỉ do địch chuyển ngang 50Hinh 2.28 - Cam biến ghi do vị trí của đây doi 50

Hình 2.29 - Nguyên lý kim việc của con lắc nghịch 51

Hình 2.30 - Thiết bj con lắc ngược của RST sau lip đặt 32

Hình 3.1 - Đập dâng, đập tràn thuỷ điện Sông Tranh 2 nhìn từ hạ lưu 62Hình 3.2 - Hồ chứa, thượng lưu đập phụ 62Hình 3.3 - Mat cắt tinh toán ôn định đập dâng Sông Tranh 2 67inh toán én định đập Sông Tranh 2 cho THỊ (TCVN) 67inh toán én định đập Sông Tranh 2 cho TH3 (TCVN) 68tinh toán én định đập Sông Tranh 2 cho THS (TCVN) 68tinh toán ôn định đập Sông Tranh 2 theo TC Mỹ 69Hình 3.8 - Quan hệ K,., = f (B) của đập Sông Tranh 2 70Hình 3.9 - Giải pháp bo tri neo thép cho đập Sông Tranh 2 n

DANH MỤC BANG

Bảng 1.1 - Số lượng đập BTDL tại các nước trên thể giới tính đến 12/2005

Bang 1.2 - Một số đập BTTL đã và dang được xây dựng ở nước ta

Bảng 2.1 - Các thành phần lực đố với các trường hợp

Bảng 22 - Các trị số ơ` và a theo TCVN

Bảng 2.3 - Hệ số động đất

Bang 2.4 - Các t6 hợp tải trọng theo tiêu chuẩn Mỹ.

Bang 2.5 - Hệ số an toàn theo tiêu chuẩn Mỹ.Bảng 2.6 - Gia tốc động dat theo tiêu chuẩn Mỹ.

Bảng 2.7 - Bảng tổng hợp kết quả kiểm tra ổn định đập theo TCVN,Bang 2.8 - Bảng tổng hợp kết quả kiểm tra ổn định đập theo TC Mỹ.Bảng 2.9 - Kết quả tính toin mặt cắt hợp lý

Bảng 2.10 - Bảng tổng hợp kết quả khảo sit K =f (B) cho dip cao 60m.Bảng 2.11 - Bảng tổng hợp kết quả khảo sit K = (B) cho dip cao 80m.Bảng 2.12 - Bảng tổng hợp kết quả khảo sit K = (f) cho đập cao 100m,Bảng 2.13 - Bảng tổng hợp kết quả khảo sit K = £(B) cho đập cao 120mBảng 2.14 - Bảng tổng hợp kết quả khảo sit K =f) cho đập cao 140m

Bảng 2.15 - Góc [B] ứng với các chiều cao đập khác nhau

Bảng 2.16 - Tổng hợp kết quả tính ôn định khi B = 2”

Bang 2.17 - Tổng hợp kết quả tính ôn định khi B= 4°'

“i thông số chính của công trình thuỷ điện Sông Tranh 2

Bảng 3.2 - Các hư hỏng có thể gặp ở dip chỉnh thuỷ điện Sông Tranh 2£(B) cho đập.

Bang 3.1 ~

Bảng 3.3 Bảng tổng hợp kết quả khảo sit K, ng Tranh 2

4tAl4242434444454646

MỞ DAU1 Tính cắp thiết của đề tài

Ở nước ta hi nay có rit nhiều hd chứa vữa và lồn Các đập trong công tỉnh,đầu mỗi te trước đến nay chủ yếu được xây dụng bing đất hay bing vật liệu địaphương Tuy nhign, với sự iến bộ khoa học kỹ thuật thối gian qua đã có nhiễu

sông tình được xây dựng bằng b tông và b tông cốt thép với quy mô lớn

Đập bê tông trọng lực duy trì ôn định nhờ trọng lượng của bản thân khối be

tông Vì thể nên những công trinh này chủ yếu được xây dựng trên nền đá: góc

nghiêng của mặt nền bằng 0 Khu vực xây dựng và ở phía sâu dưới nền đập có thé

số các dit gy kiến tạo, trong quá trình khảo sit thiết kế không lường đến hậu quảhoặc chưa phát hiện ra để có giải pháp xử lý trước khi xây dựng đập: cộng thêm tác.nhân động dit, động dit kích thích do quá trình tích nước trong lòng hỗ tác dụng lêncông tình, lim cho đập bi nghiềng vi có thé xảy 1a ác sự cổ v8 đặp như trượt, lật

Nếu đập bị nghiêng về phía thượng lưu thì mức độ tác bại không nhiều, còn nếunghiêng về phía hạ lm hit bắt lợi cho ổn định của dp, Vi vậy, phải nghiền cứu

và tim ra được góc nghiêng cho phép của mặt nền, gi pháp an toàn cho đập khi bịnghiêng vượt mức cho phép

Véi các đập bê tông có chiều cao lớn thì việc đảm bảo an toàn ôn định cho đập

là vô cùng quan trong Khi sự cố xảy ra thi hậu quả sẽ lớn hơn nhiều so với đập đấthay đập vit liga địa phương Vì th, việc nghiền cứu ảnh hướng của độ nghềng đếntổn định của đập BTTL trên nền đá trong điều kiện có động đắt là có tính cấp thiết

ý nghĩa thực tiễn caoMục đích của đề tài

= Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiêng đền én định cia đập béteng trọng lựctrong điễu kiện có động đất

~ Vận dụng những kết quá nghiên cứu đó đẻ kiểm tra én định cho đập Sông.

Tranh 2.

II Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.1 Cách tiếp cận

«Tir thực tế: Các nguyên nhân tiềm dn kim cho mặt nén bị nghiêng sau khi dip

đi vào sử dụng.

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

~ Tiếp cận hiện đại: Ứng dụng các phương pháp tinh toán tiên tiến, phần mềm.

hiện đại để kiểm trà én định cho đập,2, Phương pháp nghiên cứu

~ Thu thập thông tin, kế thừa các nghiên cứu đã có.

= Phân tích lý luận về quan hệ giữa ổn định của đập với độ nghiêng mặt nễn.

+ Sit dụng mô hình oán

~ Ứng dung cho công trình thực tếIV Két quả đạt được

~ Khảo sắt quan hệ giữa ổn định của đập và độ nghiêng mặt nén phụ thuộc vào

ce thông số khác nhau

+ Thiết bị quan trắc cần iim soái độ nghiêng cia mặt

Giải pháp an toàn cho đập BTTL khi bị nghiêng

~ Kết quả tính cho đập Sông Tranh 2.

TONG QUAN VE XÂY DUNG DAP

BÊTÔNG TRỌNG LỰC VA VAN DE AN TOAN DAP1.1 Tổng quan về xây dựng đập bê tông trong lực ở Việt Nam.

Dap bê tông trong lực là đập có khối lượng bê tông lớn Đập duy t én định

nhờ trọng lượng của khối bê tông.

Loại đập này có ưu điểm là kết cấu và phương pháp thi công đơn giản, độ ôn

định cao, có thé dùng để trần nước hoặc không tràn nước Chính từ những tru điểmd6 nên đập bẽ tông trọng lực sớm được sử dụng trên toàn thé giới.

Đập bê tông trọng lực có từ 100 năm sau công nguyên ở Ponte di San Mauro,“Đập đầu tiên cao ISm được xây dựng khi chưa có cơ sở lý luận Từ năm 853 khi

thiết kể và xây dựng đặp bê tông trọng lục đã bắt đầu có lý luận thực

chun: cường độ va ôn định trượt Từ năm 70 ~ 80 của thé ky XX đặp bẻ lông tronglực bat đầu phát triển mạnh, cứ vài ba ngảy lại có một đập mới được xây dựng.

Theo con số thống ké của Hội dip lớn thé giới (ICOLD) thi ở Mỹ đập bê tôngtrọng lực chiểm 34,5% tổng số các loại đập, ở Nhật 83%, ở Ý 51%, ở Tây Ban Nha

85%, ở Pháp 51%, ở Canada 60%.

Bên cạnh những wu điểm, đập bê tông trọng lực cũng có những nhược điểm:

khối lượng bê tông lớn, trong đó có vật liệu xi măng, dẫn đến giá thành cao so với

các kíđập khác Sử dụng không hết khả năng chịu lực của vật libê tông, đặc

biệt là các đập không cao lắm (H<60m) Do toàn đập là bê tông khối lớn nên dễsinh ra ứng suất nhiệt và các in dang nhiệt trong thân đập Những nhược điểm nàyđặt ra sự cần thiết phải tim các biện pháp cải tiến đập bê tông trọng lực khối lớnNim 1970, 1.M.Rapher người Mỹ giới thiệu về "đập trọng lực tối ưu” lẫn đầu tiên44a ra phương pháp ding máy dim nén và vận chuyén cơ giới của đập dit đá, dũngvat liêu cắp phối hat thổ tự nhiền trộn với xỉ măng dim nón tạo thành thân đập,cường độ kháng cit của nỗ tăng lên nhiều so với đập đắt đá lam cho mặt cắt ngangthân đập giảm nhỏ di, đồng thời so với đập bê tông trong lục truyễn thống có thể út

ngắn thời gian thi công, giảm giá thành công trình và đến năm 1972 ông tiếp tụccông bố kết quả thi nghiệm dùng xe 6 tô tự 46, rải bằng máy gạt, và ding đầm rungđầm nén bê tông, hình thành khái niệm sơ bộ của đập bê tông đầm lăn Đập bê tôngđầm lăn là đập làm bằng bê tông thi công với công nghệ dim lăn Bê tông đảm lănlà một hỗn hợp gồm cố iệu (đó, cát, 363), xỉ măng và các phy gia được trộn với mộtđộ âm cho phép vận chuyển, đỗ bằng phương tin thi công giống như vận chuyển ditđá và làm chặt bằng máy dim lăn rung Cho tới nay, đập BTĐL được thi công xâyimg ở nhiều nước trên thể giới, ở nơi cổ nhiệt độ môi trường thip cho đến nơi cỏ

nhiệt độ môi trường cao và có thé trong cả những vùng thường xuyên có mưa lớn

Baing 1.1 - Số lượng đập BTĐE tại cúc nước trên th giỏi tinh đến 12/2005 [3]số TK saa, | KE Th

rennwie | dip |KUACC| ap | | mmmục | SE nce | tp

Châu Âu Châu Phi

Tây BanNhaj 22 | 3l6i | 772 | | NamPh | I4 | 12M | 491

Pháp | 2M | 210 Maric | II | 204 | 386

Hy Lap 500 | 00 Algeria | 2 | 2760 | 0.70New 1 | 1200 | 035 Angola | 1 | 157 | 035

Yi 262 | 035 Eritrea 1 I7 | 0.35

Bắc Mỹ Châu Úc

HoaKỳ | 37 | S081 | 1298 | | Australia | 9 | 596 | 345

Canada| 2 | 622 | 00 Khác A7 | T53 596

Ở Việt Nam, các đập đã được xây dụng trước đây chủ yếu là đập đất, đập đá46, đập đất đá hỗn hợp, còn đập bê tông chỉ chiếm một ty trọng nhỏ Đập bê tông.trọng lực bắt đầu được xây dựng tương đối nhiều trong khoảng gần chục năm gin

đây Đập Tân Giang thuộc tinh Ninh Thuận cao 39,5m được xem là đập bê tông

trọng lực đầu tiên do nghành thuỷ lợi nước ta tự thiết kế và thi công đã hoàn thành

năm 2001 Cho đến năm 1995 Bộ thuỷ lợi mới quan tim đến công nghệ bê tông.

tim lin, So với thể giới công nghệ RCC của Việt Nam phát triển tương đối muộn,nhưng trước sự phát triển nhanh chồng của né vả đặc biệt tại nước láng giéng Trung“Quốc, nước có đặc điểm tự nhiên gần tương tự như Việt Nam, nên có rit nhiều dự

ấn thuỷ lợi, thuỷ điện lớn đã và đang chuẩn bị được thi công với công nghệ này“Cuỗi năm 2003, Bộ Công nghiệp đã ra quyết định phê duyệt thiết kế kỹ thuật công

trình thuỷ điện PleiKrông tai tinh Kon Tum trong đó phin đập bê lông được thi

sông bằng công nghệ bể tông dim lin với chiễu cao đập lớn nhất là 71m, khốilượng bê tông RCC là 326000 mỶ trong tổng số 573000 m’ bê tông các loại.

Hiện nay nhiều dự ân lớn dang được thết kế và xây đụng theo phương án đậpbê tông trọng lực - bê tông dim lăn.

Bang 1.2 - Một sé đập BTTL đã và đang được xây dung ở nước ta [3]TT | Téndip điệm Hmax — | Cong nghg XD

1 | LôngSông | Binh Thun 46 BT thường2 | Dinh Bioh | BìnhĐịnh 50 BT đầm lăn

3 | Pleikrong | KenTum 15 BT dim lin

4 | Soba Son La Ey BT dim lin

Bin Ve | NghệAn 135 BT dim lan

6 | AVuong | Quing Nam 100 BT đầm lăn7 | HanNa Nghệ An 9 BT thường

& | ĐồngNH3 | Dik Nong no BT dâm lăn

9 | ĐồngNai4 | DấkNông 1 BT dim lăn

10 | Nude Trong | _Quing Neat 1 BT đầm lin1 | BảnChấ | Lai Chiu 126 BT dim lăn

Hinh 1.1 - Đập bê tông đầm lăn thus điện Sông Tranh 2

Hinh 1.4 - Đập bê tâng trong lực Lòng Sông - Binh Thuận

1.2, Các yêu tố ảnh hưởng đến an toàn đập bê tông trong lực.

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến an toàn đập bê tông trọng lực Có thé kể:đến các yêu tổ chính như áp lực nước (te thượng, hạ lưa) áp lực nước thẳm và đấynỗi, trọng lượng bản thân đập và thiết bị (ita van, máy năng v.v ), bùn et bồi lắngphía thượng lưu, sóng, gió, nhiệt độ, vật nổi, động đất, địa chất vai và nên đập, đị

hình lòng sông.

Khi tính toán thiết kế đập bê tông trọng lực edn tính hết các yếu tổ vả tổ hop

ảnh hưởng của chúng đổi với công tỉnh

1.3 Các yếu tổ tác động làm cho nén đập bị nghiêng

Có rit nhiều nguyên nhân khiển cho nén dp bị nghiêng, nhưng chủ yu có thé

kể đến các nguyên nhân sau:

~ Do đặc dim bổ tí ông tình

~ Khu vực xây dựng và ở phía sâu duéi nên đập có cic đứt gly kiến tạo, rong

quá trình khảo sát thiết kế không lường đến hậu quả hoặc chưa phát hiện ra để có

giải pháp xử lý trước khi xây dựng đập Khi hồ tích nước với chiều cao cột nước

lớn, làm ting tải tong lên nền, gây ra chuyển vị giữa các khối, có thể dẫn đến hậu

«qua là làm cho nền đập bi nghiêng

+ Trong quả tinh sử dụng có thé xuất hiện sự vượt ti trong thiết kế, chiều từ

thượng lưu về hạ lưu Đặc biệt là các đập được xây dung trong vùng có động đấtmạnh và động đắt kích thích do quá ảnh tích nước trong hỗ Các ác nhân như động

nỗ phá v.v là các tác nhân khó lường, nguyên nhân gây nên sự vượt tải trọng

thiết kể,

1,4, Vấn để kiểm soát an toàn đập.

Dap bê ông trong lực thường có chiều cao lớn, khi sự cổ ly ra thì hậu quả sẽrit nặng nề Vi vậy vấn dé kiểm soát an toàn đập là vô cùng quan trọng Để kiểm.

soát an toàn đập en thực hiện nghiêm ngặt các vẫn để sau:

- Lip diy đủ các hệ hông thiết bị quan trắc trạng thai làm việc của đập Các

thiết bị quan trắc chủ yếu như Pezomet quan trắc áp lực thắm dưới nền đập, mốc.quan tric chuyển vị ở b8 mặt công trinh, mốc quan trắc lún, thigt bị quan trắc

cchuyén vị khối đập tại khe nhiệt, thiết bị quan trắc nhiệt độ trong khối bê tông, thiếtbị đo ứng sumắng tran do lưu lượng thắm, cảm bisia tốc động đất và.

- Thực hiện quan trắc kiểm tra trong thời kì thi công để đo biển dang của nền,

chế độ nhiệt độ, trạng thải ứng suất nhiệt và sự hình thành vết nứt trong các khối đỗ

sẻ tông Tiến hình quan tric kiểm tra trong thời ky khai thác dé do ấp lục diy

nguge và dòng thắm của nước trong nền và bên bờ ở vai đập chuyển vị thẳng đứng(lin) và nằm ngang, trang thi ứng suất vi ứng suất nhiệt của đập và nén đập, chếđộ thủy lực của đồng chảy tại công trình xã và ở thượng hạ lưu, trang thái lòng dẫn‘hg lưu, điều kiện làm việc của các khớp nối tiếp xúc ở nén vi sự mở rộng của các

khớp nổi thi công.

= Thực hiện công tác kiểm tra thường xuyên và kiểm định đập theo đúng chu

“Tính toán cho trạng thái mặt nền bị nghiêng về phía hạ lưu.

Cơ sở tính toán chỉ dựa tríViệt Nam và My.

ong trình thuỷ hiện hành của

NGHIÊN CUU ANH HƯỚNG CUA ĐỘ NGHIÊNG

MAT NÊN DEN ÔN ĐỊNH CUA DAP BÊ TONG TRONG LỰC2.1 Các trang thái mặt nền bị nghiêng

2.1.1 Mặt nền nghiêng vé phíu thượng lw

Khi mặt nền đập bê tông trong lực bi nghiêng vé phia thượng lưu sẽ làm chođập nghiêng về phía thượng lưu Mặt thượng lưu lả mặt chịu áp lực cột nước lớn,sắc tic nhân gây ra ngoại lực tác dụng da phần có chiều từ thượng lưu vé hạ lưu Vì

trạng thái mặt nền bị nghiêng về phía thượng lưu có mức độ tác hei không

su cho én định của đập bê tông trọng lực.

Hình 21 Trang thải mặt nén bị nghiêng vd phia hượng lu2.1.2 Mặt nền nghiêng về phía hạ lưu

"Ngược lại với rạng thái mặt nén bị nghiêng ở 2.1.1, khi mặt nền đập bê tông.

trọng lực bị nghiêng về phía ha lưuam cho đập bị nghiêng v8 phía hạ lưu Đâylà trang tha rt bất lợi cho én định của đập Khi góc nghiêng của mặt nén lớn vượt

mức cho phép, công với các tác nhân khó lường như động đắt, nỗ phi v.v có thểdẫn đến các sự cố về dip như trượt ở mặt phẳng tiếp giáp giữa đập và nén, it quanhtrục đi qua chân đập phía hạ lưu Đồng thời cũng có thể gây nên các phá hoại về:

trong thin đặp và nỀn do điểm đặt của hợp lye lệch tâm lớn về phía hạ lưu

Hink 2.2 - Trang thải mặt nén bị nghiêng về phía hạ lew2.13 Các trạng thái nghiêng dọc the trực đập

‘Trang thải mặt nén của đập bé tông trong lực nghiêng từ bai vai vào giữa lôngsông Đây là trang thi tự nhiên của lòng sông Theo phương đọc trục, đập chủ yếuthể khống chế độnghiêng của vai đập dé đảm bảo én định lâu dai theo phương doc trục,

chỉ chịu tác dụng của trọng lượng bản thị „ do đồ trong thi

2.2 Cơ sở ính toán dn định của đập trên mặt nền nghiêng

V&i đập có chiều cao lớn, ôn định và độ bền cia dp phụ thuộc nhiễu vào cáctổ hợp tải trong và độ ban của vật liệu thin đập Trong thiết kế các đập cao, để an

toàn thường áp dụng cả hai hệ thẳng tiêu chun Việt Nam và nước ngoài, chủ yêu làtiêu chuẩn Mỹ.

2.2.1 Tinh toin in định của dị theo tiều chuẩn Việt Nam3.3.1.1 Tải trong và tổ hợp tải trong [8]

4) Tải trọng tác dung

© Tải trọng va tác động thường xuyên:

- Trọng lượng bản thân công trình và thiết bị đặt trên đập.

- Lực tác động của nước bao gầm: áp lực thuỷ tĩnh và áp lực thấm ứng với

thượng lưu là mực nước dâng bình thường (MNDBT), hạ lưu là mực nước tương.

- Ap lực đắt của khối đất ở thượng, hạ lưu đập,* Tải trong và tác động tạm thời đài hạn:+ Ap lực bin cát lắng đọng trước đập,

- Tác động của nhiệt với năm có biên dao động trung bình của nhiệt độ trung,bình tháng,

* Tải trọng và tác động tạm thời ngắn hạn:

- Lực tác động của nước khi mực nước thượng lưu ứng với mực nước lũ thiết

kế (MNLTK), ha lưu ứng với lưu lượng xà thiết kể, thiết bị chống thắm và tiêu

thoát nước làm việc bình thường.

~ Ấp lực sóng do gié có vận tốc bình quân nhiều năm tinh với MNLTK.

- Các tải tọng do thiết bị nang, bốc đỡ, vận chuyên kết cấu, thiết bị khác,

- Céc tải trọng do neo buộc tau thuyền, va đập của vật tồi.* Các tải trọng và tác động đặc

+ Lực tác động của nước khỉ mực nước thượng lưu là mực nước lũ kiểm tra

(MNLKT) và mực nước hạ lưu tương ứng, thiết bị chống thắm, tiêu nước làm việc

5) Các tổ hop tải trong

“Theo tiêu chuẩn Việt Nam, tính toán én định theo hai loại tổ hợp tả trọng là tổhợp tải trong cơ bản và tổ hợp tải trong đặc biệt

Tổ hợp tải trong cơ bản gồm các tải trong và các tác động thường xuyên, tạmthời dải han, lạm tôi ngắn hạn mã đập có thé cũng iếp nhân một lóc

TỔ hợp ải trọng đặc biệt bao gồm các ti tong và the động đã sét trong tổ hợpcơ bản nhưng một trong số các tải trọng đó được thay thé bằng tải trọng hoặc tác

động đặc iệc Trường hợp ải trọng cơ bản có xé thêm tải trọng động đắt hoặc chin

động do vụ nỗ cũng xét vào loại tổ hợp đặc biệt Các tổ hợp tải trọng tương ứng vớisắc tinh toần như sau:

+ Các thiết bị chống thắm và thoát nước hoạt động bình thường

+ Mực nước ha lưu img với lưu lượng xa qua trần Quer:* Tổ hợp đặc biệt:

TỔ hợp đặc bigt bao gồm các tải trong như tổ hợp cơ bán và thêm mộtti trọng

đặc biệt, Có các trường hợp như sau:Trường hop

+ Khi cửa van đồng, mực nước hỗ là MNDBT.

+ Các thiết bị chống thắm và thoát nước hoạt động bình thường

+ Mực nước hạ lưu ứng với lưu lượng xả qua trin mg hợp 3

Q„„„per-+ Khi mực nước hỗ là MNDBT.

+ Mực nước hạ lưu ứng với lưu lượng Quin

+ Thiết bị chống thắm hoặc thoát nước Lim việc không bình thường

"Dựa vào các trường hợp tính toán trên ta có bảng tổng hợp các thành phẩn lựccho các trường hợp như sau:

Bang 2.1 - Các thành phẩn lực đối với các trường hợp

T/h|G My) He | Hs) hị h; hy|Upi Up; Ups| Ups) Be S| DDL.rele + + + it

2/+ + + + 1B +

+|+ + + + + it +s|+|+ + alee

“Trong dé:

+ Hy, Hạ, Hạ: áp lực thuỷ tinh của nước hồ lên mặt thượng lưu công trình ứngvới MNDBT, MNLTK, MNLKT.

họ: áp lực nước hạ lưu ứng với các trường hợp van đóng hoàn toàn

suất kiém tra.kế, xa lũ với t

+ Ups, Up:

MNLTK, MNLI

Ups, Ups: ấp lực đẩy ngược trong các trường hợp MNDBT,

+ khi MNDBT và màng chống thắm và thiết bị thoát nước hỏng+ Be, S,L lần lượt ip lực bản cất, sông, trong động do xà lồ

+ DD: tải trong tác động do có động đất, bao bbm: Wy; Wie: E,2.2.1.2 Các điều kiện chẳng trượi, lật và điều kiện bên

4) Ôn định trượt

* Trường hợp mặt trượt nằm ngang:

Cong tinh dim bio ổn định trượt phẳng trên mặt nằm ngang [13] khỉ thoả mãnđiều kiện sau:

Hinh 2.3 ~ Sơ đồ tính én định trượt phẳng trường hợp mặt trượt nằm ngang* Trường hợp mặt trượt nằm ni

Công trình đảm bảo én định trượt phẳng trên mặt nằm nghiêng [13] khi thoả

mãn điều kiện sau:

GEG.eosB~W+ EPasinBjf +CA

+ 2G (KN): tổng hợp các lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên phần công

trình tính từ mặt trượt trở lên, trừ phần áp lực day nỗi do áp lực thẩm và áp lực thuỷ.

tình tác dụng lên mặt trượt (theo phương vuông góc với mặt này),

+ EP (KN): tổng hợp các lực theo phương ngang tính từ mặt trượt trở lên.

+ W (KN): áp lực đẩy nổi do áp lực thắm và áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên mặt

+ BC): góc giữa phương mat trượt và phương nằm ngang (Õ > 0 khi mặt trượt

nghiêng về thượng lưu, B <0 khi mặt trượt nghiêng về hạ lưu).

+A (my: diện tích mặt trượt.

+ @ Ô), C (KNim’): chỉ tiêu cơ lý trên mặt tiếp giáp giữa bê tông và lớp đá sát

day đập.

+ [Kc hệ số an toàn chống trượt cho phép, xác định theo cắp công trinh và tổ

+ [Kc]: hệ số an toàn chồng lật cho phép xác định như én định trượt,

* Thành lập công thức tinh hệ số ấn định chống lật cho trường hợp nềnđập bị nghiêng về hạ lưu:

Hinh 2.5 - Sơ dé các lực tác dụng lên đập khi chưa bị nghiêng

Trưởng hợp đáy đập bị nghiêng về ha lưu:

"Nhận thấy, khi đáy đập bị nghiêng về hạ lưu thi trị số và khoảng cách từ điểm

cđặt hợp lực tới tâm lật (I) của các lực: áp lực nước thượng hạ lưu, áp lực bin cắt, áp

lực thắm, áp lục đây nổi, ấp lực tăng thêm do động đắt là khng đổi so với trườnghợp đáy đập nằm ngang Do đó mômen do chúng gây ra khi quay quanh điểm chân.đập (1) không thay đổi Trọng lượng bản thân (G) của đập không thay đổi về trị

nhưng có khoảng cách đến tâm lật (1) giảm nên mô men do trọng lượng bản thân gay

ra khi lật quanh chân đập (1) giảm Điều đó lim giảm mômen chồng lật và hệ số én

định lậtbị giảm xuống

Chia mặtngang dip thành 2 hình đơn giản (hin chữ nhật và hin tam giác)

4a bit trọng tâm O,„ O, như hình 2.6 Trọng lượng và cánh tay đòn tương ứng là

GG vài, r;

Bài toán cần giải quyết ở đây là tìm được công thức tính cánh tay đôn r,` và rạ"của trọng tâm G¡ và G; sau khi đập bị nghiêng về hạ lưu một góc B.

Hình 2.6 - Sơ đồ tính r;" và rs" khi đập bị nghiêng góc Ø về hạ lưu

~ Xét tam giác vuông IBC, (hình 2.6a):

IB = IC;.cos J, với IC;

¢) Công thức tinh hệ số an toàn én định cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam

Theo Quy chuẩn của Việt Nam [6] hiện nay, tính toán hệ số an toàn ổn định

(trượt, lậu và độ ben cia công trình theo trạng thi giới han thứ nhất

trong đó:

++ ne: hệ số tổ hợp ti trong.

“Trong tinh toán theo trang thái giới hạn thứ nhất:

nẹ = 1,00: d với tổ hop tải trong cơ bản:1, = 0,90: đối với tổ hợp tải trọng đặc bit

1, = 0,95: đối với tổ hợp ải trọng trong thời kỳ thì công và sửa chữa+ Nụ tr số tỉnh toán của tải trọng tổng hợp.

+m: hệ số điều kiện làm việc.

+: số tính toán của sức chịu ti tổng hop của công trình hay nen,

+ Ka: hệ số bảo dam được xét theo quy mô, nhiệm vụ của công trình Ky được

xác định theo cấp công trình.

“Công trình cấp đặc biệt lấy: Ky = 1,25:

'Công trình cắp I lấy: Ky = 1,20;

Công trình cấp II, HH, IV lấy: Ky115

+ [Kc]: hệ số an toàn chồng trượt, lật cho phép.

+ K: hệ số én định trượt, lậttoán.

4) Ủng suất trong thân đập và

Ung suất trên mặt nằm ngang cho bài toán phẳng được xác định theo công,

thức nén lệch tâm [5] như sau:

Btrong đó:

4+ ÊP (KN): tổng các lực thẳng đứng,+B (mm): bé rộng day đập.

+ EM, (KN m): tổng mômen của các lực đối với trọng tâm mặt đáy tính toán(mômen mang dẫu đương khi lực có xu thé làm đập quay quanh điểm O theo chiềuquay ngược của kim đồng hd và ngược lại)

Quy ước dấu của ứng suất khi áp dụng công thức (2.9):+ Ứng suất nền mang đấu dương (+)

+ Ứng suất kéo mang đấu âm (-)

Kiểm tra điều kiện bén của thân đập và nén theo điều kiện sau đây:

0, se và|m|<¡& 2.10)

* [Ke] [Ke]

+ [Kel hệ số an toàn cường độ (ính như trường hợp ôn định)

+R, (KN/m?): cường độ kháng nén cho phép của nn da, bê tông,+R, (KNim’): cường độ kháng kéo cho phép của nền đá, bé tông.

Trị số R, lấy theo giá tị nhỏ trong số 2 giá tị cường độ khng nén của dip và¡trị số Ry lấy theo giá tr (tuyệt đối) nhỏ tương ứng của đập và nen.

2.2.1.3 Cách tính các lực theo tiêu chuẩn Việt Nam

Hinh 2.7 - Sơ đồ các lực ác đụng lên đập theo TCVN4) Ấp lực thuỷ tình

Ap lực thuỷ tĩnh tác dụng ở mặt thượng lưu vả mặt hạ lưu dập, bao gồm các

thành phần thẳng đứng và nằm ngang

* Mặt thượng |

~ Thành phần thẳng đúng:

Gy = 0,5, m) HỶ , 10trong đó: mạ: hệ số mái nghiêng thượng lưu;

Ti trúng lượng riêng cũa nước;H: e6t nước phía thượng lưu đập

Công thức (2.11) áp dụng khi mặt thượng lưu chỉ có 1 hệ số mái, trường hợpmặt thượng lưu gầy như hình (2.7) thì ta phải chỉa ra từng phần để tỉnh,

- Thành phần nằm ngang

Pụ=0/5.y,HỆ G12)

* Mặt hạ lưu

~ Thành phần thing đúng

Gy = 0.5 „ma RẺ 2.13)trong đó: mạ: hệ số mái nghiéng hạ lưu;

‘ys trọng lượng riêng của nước;te cột nước hạ lưu đập

~ Thành phần nằm ngang

Đụ =0/5,hÈ G149)®) Ap lực sóng.

Áp lục sóng lớn nhất được xác định như sau

P, a 7g LH + (Hhanc)/2] G15)

Mômen do áp lực sóng gây ra lấy với chân đập là

M,=Kuyhas [thae)Ÿ6 + (Hhas)/2 + HQ], (2.16)

trong đó

+ bạ (mm): chiều cao sóng với mức đảm bảo 1%.

+ Kạ, Ky: là các hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào (2H, h/2).

+1, 2 (m): là các thông số chiều cao và chiều đài sóng trung bình.©) Ap lực day ngược

Theo tiêu chuẩn Việt Nam [8], áp lực diy ngược tác dụng lên đáy công trình.(đập trọng lực khối lớn, có lớp chống thắm ở mặt chịu áp) như sơ đồ hình 2.7 Theosơ đồ hình 2.7, áp lực thắm dy ngược phân bổ tuyén tính, cửa vào có tị số áp lựclà Họ, tại vit mảng chống thắm là họ, ti vị tí giếng tiền nước là hụ tại cửa rà

bằng không, trong d6: Hạ = H ~ h, với H,h lẫn lượt là cột nước thượng lưu và bạưu tính đến đáy đập, các trị số hạ, và h, xác định như sau:

hạ =o" Ha, G1nb=" Hạ, (2.18)

Các hệ số a, ” phy thuộc vào tổ hợp tải trong và cấp công trình được lấynhư sau:

Bing 2.2 - Các trị số a’ và a” theo TCVN [8]Ap cô 'Tổ hợp cơ bản “Tổ hợp đặc

Ap lực bin cát do khối bùn cát ling đọng trước đặp gây ra Mãi thượng lưu đập

“+g: gốc ma sit trong của bùn cát bão hoà nước.

Công thức (2.20) được áp dụng khi cao trình bùn cát thấp hơn cao trình điểm

gây, trường hợp ngược lại ta cần chia thành từng phần dé tinh toán.

©) Trọng lượng của thân đập

Để dễ ding tính toán lực do trọng lượng ban thân và điểm đặt của nó, mat cắt

đập được chia thành các phần hình tam giác và chữ nhật Trọng lượng phần thânđập có điện tích mặt eit, sẽ là

Gi=w.o, 620iy: trọng lượng riêng của bể tông

Trọng lượng của toàn đập sẽ là: G = 5G, 2.22)/) Tinh lực do động đắt

ng đắt phải ấy theo tổ hop bắt lợi nhất

‘Theo Quy phạm Việt Nam, tải trọng

có thể xây ra trong thời kỳ khai thác và thi công Động đất được tính với cấp cao

nhất có thể xảy ra trong vũng xây dựng Các lự tăng thêm do có động đắt như sau:

~ Lực quản tính động đất:

Lực quán tỉnh động đắt được xác định như sau: Fy=kaG „ (223)

trong dé

+ Fy: lực quấn tỉnh động dit, có chiều ngược với gia tbc động đất

+ G: trong lượng công tình

+ ác hệ số đặc trưng động lực, = 1+ 0.5(hy/hs) 224)hy: khoảng cách ừ điềm tinh ton đến mặt nbs

hig: khoảng cách từ trọng tâm công trình đến mật nền.

+ hệ số động đất, bằng ti số giữa gi tốc động đất và giatốc trọng trường (k —+g) Khi cắp động đắt nhỏ hơn 6 thì kắt bé, không xế lực quản tính; kh cắp độngdắt bằng 6 trở lên k phụ thuộc cắp động đắt xác định như sau:

Bảng 2.3- Hệ số động đắt

Cấp động

Hệ số động đất k= t/g 001 | 0.025 | 0/05 | 0,10

~ Áp lực nước tăng thêm do động đất:

Khi có động dit, nước phát sinh lực quấn tính lâm tăng thêm áp lục thuỷ tỉnh

lên bề mặt công trình, sơ đồ áp lực tăng thêm như sau:Tete Tinhtoan

: _ |

| l

T ia= E&

Hình 2.8 - Ấp lục nước tăng thêm khi có động đắt

Thực tế áp lực nước phân bố dang parabol (p = 0,9.k-y, «/HLy ), tuy nhiên khi

tính toán dùng sơ đồ áp lực nước phân bổ dạng tamic (P= KYa.9)

Khi đó tổng áp lực nước tăng thêm là: PỄ = 0,5.k.ÿ, (2.25)

trong đó: H là cột nước tác dụng ở thượng lưu đập.~ Ap lực bàn cất tăng thêm do có động đất:

Khi có động đất, bùn cát sinh ra lực quản tính tác dung lên công trnh Ap lựcbùn cất chủ động tăng thêm xác định như sau: Py, = 2 kg Pre

(2.26)

trong đó: 0: gốc ma sắt trong của bùn cát

Tụ: áp lực bùn cát khi chưa có động đất2.2.2 Tinh toắn in định cia đập theo tiêu chuẩn Mỹ

CC yêu cầu dn định cơ bản đối với đập bê tông trọng lực khi chịu tt cả cácđiều kiện tải trọng:

+ Ôn định chống lật ở mặt phẳng bắt ki, mặt phẳng cắt qua thân, mặt phẳng đầy

dap hoặc mặt phẳng đưới day đập.

+ Ôn định chống trượt ở mặt phẳng ngang, mật phẳng cắt qua thân, mặt phẳng

giữa đập và nên, mặLtrượt sâu đưới nên

+ Ứng suất phát sinh tong đập va nền dip không vượt quả ứng suất cho phép,+ Cie tính toán kiểm rã đặc biệt chú ý ti mặt cắt giảm yếu (mặt cắt sở sự thay

đổi hệ số mái thượng hoặc hạ lưu).

+ KẾT quả kiếm tra dn định lật, trượt và ứng suất đập phải thoả mãn các tiêu

chuẩn đánh giá của EM 1110-2-2200 [16]2.2.2.1 Các tổ hợp tải trọng

Khi tinh toán ôn định theo hệ thông tiều chun Mỹ cin phổi tính toán theo các

trường hợp tổ hợp tải trọng như sau:

Trường hop 1: Điều kiện tải trong bắt thường,+ Đập đã xây đựng xong hoàn toàn.

+ Thượng lưu đập không có nước.+ Hạ lưu đập không có nước,

Trường hop 2: Tổ hợp tải trong cơ bản vận hành bình thường+ Thượng lưu la MNDBT, van đóng.

+ Mực nước hạ lưu thấp nhất (Zt in):+ Áp lực day ngược.

+ Áp lực bùn cất

Thường hợp 3: Tổ hợp tải trong bắt thường.

+ Thượng lưu là MNDBT, van đóng

+ Mực nước hạ lưu thấp nhất (Zaw„„,).

+ Ap lực dy ngược với hiệu quả khoan thoát nước bằng 0.0%.

+ Ấp lực bin cất

Trường hợp 4: Té hap tai trong đặc biệt

+ Công trình vừa xây xong, thượng và hạ lưu không có nước.

“+ Động đắt cơ sở vận han (OBE) với gia tốc theo phương ngang hướng về ha lưu

Tracing hợp 5: Tả hop tải trong bắt thường

+ Thượng lưu là MNDBT, van đồng

+ Động đắt cực đại tin cây (MCE).

Chú ý: Với tổ hợp này không đặt ra tiêu chuẩn về sự ổn định mã chỉ xem xétcác hư hỏng có thé xây ra như

+ Mat lực dinh trong vùng có ứng suất kéo do động đắt gây ra.+ Giảm gốc ma sit trong do động dit gây chuyển động và lắc

+ Tăng áp lực bùn cát và áp lực day ngược do bùn cát hoá long.

Trường hợp 7: Điều kiện tải trong đặc biệt im nhc

+ Hỗ ở mực nước khi có lũ lớn nhất khả ning+ Van mở hoàn toàn, MNHL ứng với lưu lượng xả.

+ Ấp lực diy ngược

+ Ấp lực nước hạ lưu

(Cac đặc tinh của vật lig là giá ti côn dư sau động đất

"Như vậy tinh toán theo tiêu chuẳn Mỹ có các tổ hợp tải trọng như bảng 2.4.Bảng 2.4 - Các tổ hop tải trong theo tiêu chuẩn Mỹ

Trường hợp7 _ Đặcbiệt | Xudt hign 10 kigm tra

“Trường hợp 8 Sau động đất | MNDBT, các điều kiện sau động đất2.2.2.2 Kiém tra các điều kiện én định, bên

4) Phân tích ẩn định trượt* Quan điểm tính và giả thiết:

1g số ân định tính theo phương pháp cân bing giới hạn là tỷ số giữa ứng sult

tiếp giới hạn trên mặt trượt với ứng suất phát sinh trên mặt trượt như công thức sau

Tụ G1gp+e

K 2.27)

trong đó: = 6.429 + e theo tiêu chuẩn phá hoại Mohr ~ Coulomb

Khi tính toán trên toàn bộ mặt trượt, hệ số én định là tỷ số giữa lực cắt giới hạnlớn nhất T, và lực cắt phát sinh rên mật trượt T

2.28)+ T (2.28)K

trong dé:_N: tng các lực thẳng đứng tie dụng lên mat rượt«9 gốc ma st trong

C lự din đơn vis

LL: chiều đãi mặt trượt.

* Trường hợp mặt trượt phẳng nằm ngang:

“Công trinh đảm bảo ổn định trượt phẳng trên mặt nằm ngang khi thoả mãn điều

Hình 2.9 - Sơ đồ tính én định trượt phẳng trưởng hop mặt trượt nằm ngang

trượt phẳng nằm ngh

* Trường hợp mi

Công trình dim bảo én định trượt phẳng trên mặt nằm nghi1g khi thoả man

điều kiện sau

+ EP (KN): tổng hợp các lực theo phương ngang tính từ mặt trượt trở lên+ W (KN): áp lực

do áp lực thấm và áp lự thuỷ nh tác dụng lên mặt+ B.C}: góc giữa phương mặt trượt và phương nằm ngang (B > 0 khi mặt trượtnghiêng về thượng lưu, 8 <0 khi mặt trượt nghiêng về hạ lưu).

+A (m’): diện tích mat trượt.

+ @ Ô),C (KN/m: chỉ tiêu cơ lý lớp đ sắt đáy đập+ [Kc]: hệ số an toàn trượt cho phép.

8) Phân tích an toàn chẳng lật

An toàn chống lật căn cứ vào vị trí của hop lực (R), chỉ số toán là độ lệch

tâm tức tỷ số giữa tổng momen EM của các lục thẳng đứng và nằm ngang lấy với

chân đập trên tổng các lực thing đứng ZV.

“Hình 2.11 - Vi trí của hợp lực trong các trường hợp“Bảng 2.5 - Hệ sé an toàn theo tiêu chuẩn MP [16]

Điểm đặt | He sé an Ứng suất bê tông

TAM gpiyes | (ĐÀN | (na vất

-° day thiểu Nén Kéo

Bình thưởng | L3 giữa 2 |< US | oat, 0

Bivtwng | 12g | 47 <US, | 05% | 061"Đặc biệt Trong diy 13 <l33.US, | 0/9, 090

Sau động đất 13(€=0) | |

++ fy fy: cường độ kháng nén và kháng kéo của vt liệu với điều kigm ti trong tinh.

+ Trưởng hợp sau động đất trên toàn bộ chiều dài vết nứt lực dính C =0.

2.2.2.3 Tinh các lực theo tiêu chuẩn của My

4) Ấp lực day ngược

Áp lực dy ngược theo tiêu chuẩn của Mỹ phân bổ theo sơ đỗ trên hình 2.12

"Hình 2.12 - Ap lực dy ngược theo tiêu chuẩn Mỹ

Véi tổ hợp 3, khi màng chống thắm và thi bị thoát nước bị hỏng thì lấy a’ =

0,60 và hiệu quả thoát nước 0% (nghĩa là áp lực phân bổ tuyển tính từ hạ, về đến cột

Tiêu chuẩn Mỹ phân biệt hai loại động đất là động đất cơ sở vận hành (OBE)

và động đất cực đại tin cậy (MCE).

Bảng 2.6 - Gia tốc động đất theo tiêu chuẩn Mỹ

Phương cia gia tốc động đắt | Trận động đắt | OBE | MCE

PGA theo phương ngang Đỉnh 010g | 023g

PGA theo phương ngang Liên tục 0.0672 | 015g

PGA theo phương đứng Định 0,067 015g

PGA theo phương đứng Liên tue 0.0452 0/108Chú:

+ Khi tính toán tuỷ theo từng trường hợp mà ta tính lực động đắt với trận động

cđất đạt định hay liên tue xảy ra

+ Với động đất MCE khi tính toán dn định hệ số động đất nhân ví

phân tích ứng suất thì giữ nguyên.

2.2.24 Giới hiệu phần mém CADAM

Hiện nay có nhiều phần mềm có khả năng tính én định và ứng suất dip bê

tông trong lực trén nền đã theo Tiêu chun Mỹ Phin mm CADAM được chọn lim

công cụ tính toán cho luận văn này

Phần mém CADAM do nghiên cứu viên Martin Leclerc, M.Eng trường tông.

hợp Montreal Canada nghiên cứu vi phát triển năm 2003 Mục tiêu chính củachương tình lành toán phân ích én định cũng như ứng suắt theo các tiêu chunMỹ Việc tính toán ứng suất dựa trên phương pháp sức bền vật liu hay côn gọi làphương pháp phân tích trọng lực Cơ sử của phương pháp là dựa trên cần bằng

im Chương trình CADAM được dùng

trọng lực và lý thuyết toán cho bài

toán 2 chiều.

2.3, Nghiên cứu quan hệ giữa độ nghiêng mặt nền với dn định của đập

2.3.1 Giới hạn phạm vi nghiền cứu

Việc nghiên cứu khả năng én định của đập được giới hạn trong phạm vi quy mô

và điều kiện xây đơng đập bê tông trong lực trên nền đá ở Việt Nam, Trong nghiêncứu điễn hình, lựa chọn phạm vỉ in đổi của các hông số như sau:

“Tính với Hạ = 60, 80, 100, 120, 140 (m).

‘Theo QCVN 04-05: 2012 thi cấp công trình va hệ số an toàn dn định (tổ hợp

lực cơ bản) tương ứng như sau= Hy =60 (an cấp I,K, = 1.25~H = 80,100 (mỳ cắp K, = L0,

~ Hạ = 120, 140 (m): cap đặc biệt, K,

2) Mực nước trước đập,