Nghiên cứu sử dụng kết hợp mô hình toán trong kiểm định chất lượng đập bê tông đầm lăn trong quá trình thi công

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Nguyễn Mạnh Hiển NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG KẾT HỢP MÔ HÌNH TOÁN TRONG KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Nguyễn Mạnh Hiển NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG KẾT HỢP MÔ HÌNH TOÁN TRONG KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG Chuyên ngành: Công trình thủy Mã số: 60.58.40 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: GS- TS Nguyễn Văn Mạo Hà Nội – 2012 LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ và tên: Nguyễn Mạnh Hiển Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 6/10/1984 Nơi sinh: Hòa Bình Quê quán: Lê Chân – Hải Phòng Dân tộc: Kinh Chức vụ, đơn vị công tác trước khi đi học tập, nghiên cứu: Kỹ sư đoàn TKTĐ Sơn La – Công ty CP Tư vấn xây dựng Điện 1 Chỗ ở hiện nay hoặc địa chỉ liên lạc: Số 35 – LK 12 – Khu đô thị Văn Khê – Hà Đông – Hà Nội Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: Fax: Email: 0TUdenpietrau@fcbarcelona.com.vnU0T Di động: 0988955384 II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian từ: / đến / Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian từ: 9/2002 đến 7/2007 Nơi học (trường, thành phố): cơ sở 2 Đại học Thủy Lợi – Tp. Hồ Chí Minh Ngành học: Công trình thủy lợi Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thiết kế hồ chứa thủy điện Sê San 4 Ngày và nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 6/2007, Tp. Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: GS-TS Nguyễn Văn Mạo 3. Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy. Thời gian từ: 9/2009 đến 9/2012 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Thủy Lợi – Hà Nội Ngành học: Công trình thủy Tên luận văn: Nghiên cứu sử dụng kết hợp mô hình toán trong kiểm định chất lượng đập bê tông đầm lăn trong quá trình thi công. Ngày và nơi bảo vệ : Người hướng dẫn: GS-TS Nguyễn Văn Mạo 4. Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Tiếng Anh, trình độ B. Ảnh 4x6 5. Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật được chính thức cấp; số bằng, ngày cấp và nơi cấp: III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 7/2007 Đoàn TKTĐ 1 - Công ty CP tư vấn xây dựng Điện 1 Kỹ sư thiết kế (hợp đồng thời vụ) 1/2009 Đoàn TKTĐ Sơn La – Công ty CP tư vấn xây dựng Điện 1 Kỹ sư thiết kế VI. KHEN THƯỞNG VÀ KỶ LUẬT TRONG QUÁ TRÌNH HỌC CAO HỌC: Không V. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ: Không XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN CỬ ĐI HỌC Ngày 4 tháng 12 năm 2012 Người khai ký tên LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô trường Đại học Thủy Lợi. Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn đến quí thầy cô trường Đại học Thủy Lợi – Hà Nội, đặc biệt là những thầy cô đã tận tình dạy bảo cho tôi suốt thời gian học tập tại trường. Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Giáo sư – Tiến sĩ Nguyễn Văn Mạo đã dành thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Nhân đây, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Thủy Lợi cùng quí thầy cô trong Khoa Công Trình, Khoa Đào Tạo và Sau Đại Học đã tạo rất nhiều điều kiện để tôi học tập và hoàn thành tốt khóa học. Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quí báu của quí thầy cô và các bạn. Hà Nội, tháng 12 năm 2012 Học viên Nguyễn Mạnh Hiển Luận văn Thạc sĩ Học viên : Nguyễn Mạnh Hiển Lớp: 17C1 1 MỤC LỤC 3TDANH MỤC CÁC HÌNH VẼ3T 4 3TDANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU3T 7 3TMỞ ĐẦU3T 8 3TCHƯƠNG 13T 12 3TTỔNG QUAN VỀ KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG RCCD Ở VIỆT NAM3T 12 3T1.13T 3TSơ lược về tình hình phát triển RCCD ở Việt Nam3T 12 3T1.23T 3T Kiểm định chất lượng RCCD trong công tác xây dựng đập3T 14 3T1.33T 3TTình hình nghiên cứu trong quá trình kiểm định một số đập RCCD ở nước ta 3T 15 3T1.43T 3T Sự cần thiết nghiên cứu phát triển phương pháp kết hợp mô hình toán trong công tác kiểm định RCCD 3T 16 3T1.53T 3T Kết luận chương 13T 17 3TCHƯƠNG 23T 19 3TPHÂN TÍCH TRƯỜNG ỨNG SUẤT RCCD3T 19 3TTRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG3T 19 3T2.1.3T 3TCác nhân tố ảnh hưởng đến trường ứng suất của RCCD trong quá trình thi công 3T 19 3T2.1.13T 3T. Sự phát triển cường độ và các đặc tính của bê tông đầm lăn trong thời gian thi công 3T 19 3T2.1.23T 3T. Trường nhiệt độ trong đập3T 24 3T2.1.3. Trường ứng suất nhiệt trong đập3T 25 3T2.2.3T 3TPhương pháp và phần mềm sử dụng3T 26 3T2.2.13T 3T. Cơ sở của lý thuyết đàn hồi nhiệt3T 26 3T2.2.23T 3T. Phần mềm sử dụng tính toán3T 30 3T2.3 Các bài toán nghiên cứu3T 30 Luận văn Thạc sĩ Học viên : Nguyễn Mạnh Hiển Lớp: 17C1 2 3TCHƯƠNG 33T 32 3TNGHIÊN CỨU SỬ DỤNG KẾT HỢP MÔ HÌNH TOÁN KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG ĐẬP SÊ SAN 4 3T 32 3T3.1. Giới thiệu tóm tắt tình hình xây dựng đập Sê San 43T 32 3T3.1.13T 3T. Nhiệt độ môi trường3T 33 3T3.1.23T 3T. Tổn thất nhiệt vào nền đá3T 33 3T3.1.33T 3T. Đối lưu tại các bề mặt3T 34 3T3.1.43T 3T. Nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp bê tông đầm lăn tại khối đổ3T 34 3T3.1.53T 3T. Các đặc tính nhiệt của bê tông đầm lăn3T 34 3T3.1.63T 3T. Các đặc tính cơ lý của bê tông đầm lăn ở tuổi thiết kế 365 ngày3T 34 3T3.1.73T 3T. Các đặc tính nhiệt của nền đập3T 35 3T3.1.83T 3T. Các đặc tính cơ lí của nền đập3T 35 3T3.1.93T 3T. Mô hình phần tử kết cấu đập3T 35 3T3.1.10. Tiến độ thi công đập3T 36 3T3.1.11. Các thông số đầu vào cho bài toán 23T 38 3T3.1.12. Các thông số đầu vào cho bài toán 33T 38 3T3.2. Các số liệu thí nghiệm trong phòng, hiện trường, quan trắc ở đập Sê San 4 3T 39 3T3.2.13T 3T. Số liệu thí nghiệm trong phòng3T 39 3T3.2.23T 3T. Số liệu thu thập từ hiện trường và thiết bị quan trắc3T 40 3T3.3.3T 3TTrường ứng suất nhiệt đập Sê san 43T 41 3T3.3.13T 3T. Phân tích trường nhiệt độ3T 41 3T3.3.2. Bài toán 1: Phân tích trường ứng suất trong đập bê tông tông đầm lăn trong thời kì thi công do nhiệt độ tác dụng 3T 49 3T3.4.3T 3TTrường ứng suất chất tải và tải trọng thi công3T 54 3T3.5. Trường ứng suất nhiệt và chất tải, tải trọng thi công3T 57 Luận văn Thạc sĩ Học viên : Nguyễn Mạnh Hiển Lớp: 17C1 3 3T3.6. Trường ứng suất nhiệt và chất tải, tải trọng thi công quá trình thi công số 2 3T 62 3T3.73T 3TPhân tích chất lượng đập RCC Sê San 43T 64 3T3.7.13T 3T. Khảo sát chất lượng RCC thân đập mô hình 1.3T 64 3T3.7.23T 3T. Khảo sát chất lượng RCC thượng lưu3T 66 3T3.7.33T 3T. Khảo sát bê tông RCC hạ lưu3T 67 3T3.7.43T 3T. Khảo sát chất lượng RCC thân đập mô hình 23T 69 3T3.7.53T 3T. Khảo sát chất lượng RCC thượng lưu đập mô hình 23T 70 3T3.7.53T 3T. Khảo sát chất lượng RCC hạ lưu đập mô hình 23T 72 3T3.8. Kết luận chương 33T 73 3TCHƯƠNG 43T 75 3TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ3T 75 3T4.1. Các kết luận rút ra từ các nghiên cứu của luận văn3T 75 3T4.2. Những vấn đề tồn tại3T 75 3T4.3. Kiến nghị3T 76 3TTÀI LIỆU THAM KHẢO3T 77 Luận văn Thạc sĩ Học viên : Nguyễn Mạnh Hiển Lớp: 17C1 4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. Kiểm định theo sơ đồ kết hợp 10 Hình 2. Sơ đồ tiếp cận 11 Hình 2.1. Đường cong phát triển độ bền nén của bê tông đầm lăn 19 Hình 2.2. Đường cong phát triển độ bền kéo của bê tông đầm lăn 20 Hình 2.3. Đường cong phát triển môđun đàn hồi của bê tông đầm lăn 20 Hình 2.4. Đường cong hệ số từ biến của bê tông đầm lăn 22 Hình 2.5. Đường cong co ngót của bê tông đầm lăn 23 Hình 2.6. Biến dạng của bê tông theo thời gian 23 Hình 2.7. Đường cong nhiệt thuỷ hoá của bê tông đầm lăn 24 Hình 2.8. Quá trình diễn biến nhiệt độ trong khối đập 25 Hình 2.9. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng 29 Hình 3.1. Thi công đập bê tông đầm lăn trên công trình thuỷ điện Sê San 4 32 Hình 3.2 Sơ đồ lưới phần tử mặt cắt đập 36 Hình 3.3. Tiến độ thi công đập 37 Hình 3.4. Đường cong phát triển độ bền nén của bê tông đầm lăn 40 Hình 3.5. Biểu đồ sự phát triển cường độ nén tại hiện trường 41 Hình 3.6. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 360 (h) 42 Hình 3.7. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 5400 (h) 42 Hình 3.8. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 5760 (h) 43 Hình 3.9. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 10800 (h) 43 Hình 3.10. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 11160 (h) 44 Hình 3.11. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 18300 (h) 45 Hình 3.12. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 21000 (h) 45 Hình 3.13. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 21360 (h) 46 Luận văn Thạc sĩ Học viên : Nguyễn Mạnh Hiển Lớp: 17C1 5 Hình 3.14. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 21360 (h) 47 Hình 3.15. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 30120 (h) 48 Hình 3.16. Phân bố nhiệt độ thân đập ở 34680 (h) 48 Hình 3.17. Trường ứng suất nhiệt trong đập ở 5400 giờ 49 Hình 3.18. Trường ứng suất nhiệt trong đập ở 10800 giờ 50 Hình 3.19. Trường ứng suất nhiệt trong đập ở 21000 giờ 50 Hình 3.20. Trường ứng suất nhiệt trong đập ở 29640 giờ 51 Hình 3.21. Trường ứng suất nhiệt trong đập ở 34680 giờ 52 Hình 3.22. Ứng suất nhiệt biên hạ lưu 53 Hình 3.23. Ứng suất nhiệt biên thượng lưu 53 Hình 3.24. Ứng suất nhiệt biên hành lang cao độ 159 m 54 Hình 3.25. Trường ứng suất trong đập do chất tải và tải trọng thi công 5400 giờ 55 Hình 3.26. Trường ứng suất trong đập do chất tải và tải trọng thi công ở 10800 giờ 55 Hình 3.27. Trường ứng suất trong đập do chất tải và tải trọng thi công ở 21000 giờ 56 Hình 3.28. Trường ứng suất trong đập do chất tải và tải trọng thi công ở 29640 giờ 56 Hình 3.29. Trường ứng suất trong đập do chất tải và tải trọng thi công ở 29640 giờ 57 Hình 3.3 0. Trường ứng suất do nhiệt độ và chất tải, tải thi công tác dụng ở 5400 giờ 58 Hình 3.31. Trường ứng suất do nhiệt độ, chất tải, tải thi công tác dụng ở 10800 giờ 58 [...]... trắc tại đập là hướng tích cực đóng góp vào phương pháp kiểm định chất lượng thi cơng RCCD ở nước ta hiện nay Đề tài: Nghiên cứu sử dụng kết hợp mơ hình tốn trong kiểm định chất lượng đập bê tơng đầm lăn trong q trình thi cơng” 2 Mục đích và nội dung nghiên cứu Sử dụng được mơ hình tốn phân tích được trường ứng suất đập RCCD trong q trình thi cơng và biết sử dụng các kết quả tính tốn kết hợp với các... nội dung cần nghiên cứu trong luận văn: Nghiên cứu sử dụng kết hợp mơ hình tốn trong kiểm định chất lượng đập bê tơng đầm lăn trong q trình thi cơng” là: 1) Phương pháp tiếp cận: từ thực tiễn các cơng trình đã và đang thi t kế và thi cơng, ứng dụng các tiến bộ khoa học kĩ thuật tiến hành nghiên cứu trường ứng suất trong đập bê tơng đầm lăn trong thời gian thi cơng, đánh giá cơ bản chất lượng RCC 2)... Tình hình sử dụng vật liệu của đập bê tơng đầm lăn Hiện tại ở Việt Nam một số đập bê tơng đầm lăn sử dụng chất kết dính có hàm lượng xi măng cao (như đập thuỷ điện Sê San 4, Plêikrơng là 90 kg/m3, đập thuỷ điện A Vương P P là 80 kg/m3 ), một số đập sử dụng chất kết dính có hàm lượng xi măng thấp P P (như đập thuỷ điện Sơn La là 60kg/m3, đập thuỷ điện Đồng Nai 3 là 65 P P kg/m3 ) Đặc thù của đập bê tơng... việc kiểm định chất lượng chỉ được tiến hành đối với các khoảnh bê tơng đang ở thời kỳ nghỉ thi cơng dài Phương pháp kiểm định bê tơng đầm lăn đạt độ chính xác cao nhất được áp dụng rộng rãi là khoan lấy mẫu bê tơng 1.3 Tình hình nghiên cứu trong q trình kiểm định một số đập RCCD ở nước ta Trong thực tế, cơng tác khoan lấy mẫu bê tơng thường được áp dụng khi có u cầu kiểm tra vì nghi ngờ chất lượng bê. .. đánh giá chất lượng RCCD 1) Phân tích các đặc tính của bê tơng đầm lăn phụ thuộc vào thời gian thi cơng 2) Phân tích trường nhiệt độ của đập bê tơng đầm lăn trong thời gian thi cơng 3) Phân tích trường ứng suất của đập bê tơng đầm lăn do nhiệt độ tác dụng trong thời gian thi cơng 4) Phân tích trường ứng suất của đập bê tơng đầm lăn do q trình chất tải và tải trọng thi cơng trong thời gian thi cơng... tiến hành nghiên cứu các bài tốn sau: - Bài tốn 1: Trường ứng suất trong đập bê tơng đầm lăn trong thời gian thi cơng do nhiệt độ tác dụng - Bài tốn 2: Trường ứng suất trong đập bê tơng đầm lăn trong thời gian thi cơng do chất tải và tải trọng thi cơng tác dụng Học viên : Nguyễn Mạnh Hiển Lớp: 17C1 Luận văn Thạc sĩ 31 - Bài tốn 3: Trường ứng suất trong đập bê tơng đầm lăn trong thời gian thi cơng do... q trình chất tải, tải trọng thi cơng đến trường ứng suất và trạng thái làm việc của đập bê tơng đầm lăn trong q trình thi cơng Kết hợp dùng mơ hình tốn để đánh giá chất lượng bê tơng RCC Từ đó làm cơ sở đề ra các giải pháp khống chế sự phát triển của ứng suất trong đập bê tơng đầm lăn trong thời gian thi cơng Học viên : Nguyễn Mạnh Hiển Lớp: 17C1 Luận văn Thạc sĩ 12 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KIỂM ĐỊNH CHẤT... RCCD trong q trình thi cơng kết hợp với số liệu thí nghiệm trong phòng thí nghiệm hiện trường và số liệu quan trắc tại đập là hướng tích cực đóng góp vào phương pháp kiểm định chất lượng thi cơng RCCD ở nước ta hiện nay 1.5 Kết luận chương 1 1 Trong chương của luận văn khái qt tình hình xây dựng và ứng dụng cơng nghệ thi cơng đập bê tơng đầm lăn ở Việt Nam 2 Trong cơng tác thi t kế và thi cơng đập bê. .. cụ được sử dụng trong nghiên cứu: sử dụng phần mềm có sẵn là MIDAS Civil trên cơ sở phương pháp phần tử hữu hạn để tính tốn trường nhiệt độ và trường ứng suất của đập 3) Nội dung nghiên cứu: - Phân tích các tính chất của bê tơng đầm lăn phụ thuộc vào thời gian thi cơng - Phân tích trường nhiệt độ của đập bê tơng đầm lăn trong thời gian thi cơng - Phân tích trường ứng suất của đập bê tơng đầm lăn do... bị Các hình thức mặt cắt đập bê tơng đầm lăn Mặc dù đập bê tơng đầm lăn trong những năm gần đây mới được ứng dụng tại Việt Nam nhưng đã có tốc độ phát triển nhanh chóng Hầu hết các đập lớn trong thời gian gần đây đều dùng hình thức đập bê tơng đầm lăn với lớp chống thấm ở mặt thượng lưu thường là GEVR (bê tơng đầm lăn giầu vữa xi măng) có chiều dầy từ 0.5m đến 1m Ngồi ra một số đập sử dụng bê tơng . kết hợp mô hình toán trong kiểm định chất lượng đập bê tông đầm lăn trong quá trình thi công . 2. Mục đích và nội dung nghiên cứu Sử dụng được mô hình toán phân tích được trường ứng suất đập. Thủy Lợi – Hà Nội Ngành học: Công trình thủy Tên luận văn: Nghiên cứu sử dụng kết hợp mô hình toán trong kiểm định chất lượng đập bê tông đầm lăn trong quá trình thi công. Ngày và nơi bảo vệ. Nguyễn Mạnh Hiển NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG KẾT HỢP MÔ HÌNH TOÁN TRONG KIỂM ĐỊNH CHẤT LƯỢNG ĐẬP BÊ TÔNG ĐẦM LĂN TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG Chuyên ngành: Công trình thủy Mã số: 60.58.40