“Nghiên cứu trạng thái ứng suất và biến dạng của đập bê tông trọng lực dưới tác dụng của tải trọng động đất theo mô hình bài toán không gian”

1 LỜI CẢM ƠN Với giúp đỡ phòng Đào tạo Đại học Sau Đại học, Khoa Công trình trường Đại học thuỷ lợi, Tổng Cơng ty Tư vấn xây dựng thủy lợi Việt Nam CTCP, thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp, đến Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu trạng thái ứng suất biến dạng đập bê tông trọng lực tác dụng tải trọng động đất theo mơ hình tốn khơng gian” hồn thành Tác giả xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến quan đơn vị cá nhân truyền đạt kiến thức, cho phép sử dụng tài liệu công bố giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi lãnh đạo Tổng Công ty tư vấn xây dựng thủy lợi Việt Nam - CTCP cho tác giả trình học tập, nghiên cứu vừa qua Đặc biệt tác giả xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Vũ Thành Hải người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tác giả trình thực luận văn Với thời gian trình độ hạn chế, luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận bảo đóng góp ý kiến thầy giáo, Quý vị quan tâm bạn bè đồng nghiệp Luận văn hồn thành Khoa Cơng trình, Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội, tháng 03 năm 2011 Tác giả luận văn VŨ THỊ THƯƠNG MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC VÀ ĐỘNG ĐẤT 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TƠNG TRỌNG LỰC 1.1.1 Tình hình xây dựng đập bê tông trọng lực giới 1.1.2 Tình hình xây dựng đập bê tông trọng lực Việt Nam 10 1.1.3 Các vấn đề chung thiết kế đập BTTL BTCT 14 1.1.4 Bố trí đập bê tơng trọng lực cụm cơng trình đầu mối 15 1.1.5 Các phương pháp tính tốn thiết kế 17 1.1.5.1 Cơ sở thiết kế mặt cắt 17 1.1.5.2 Tính tốn độ bền ổn định đập bê tông trọng lực 17 1.1.5.3 Các tổ hợp tải trọng tính tốn 18 1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT 20 1.2.1 Giới thiệu chung động đất 20 1.2.2 Ảnh hưởng động đất đến làm việc đập 27 1.2.3 Động đất Việt Nam 28 1.2.4 Lý luận chung phương pháp tính tốn động đất 31 1.2.5 Lựa chọn phương pháp tính tốn tải trọng động đất 35 1.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 35 CHƯƠNG - CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT - BIẾN DẠNG 36 2.1 Các trường hợp tính tốn 36 2.2 Các phương pháp tính tốn 37 2.3 Nhận xét phương pháp tính tốn ứng suất biến dạng 37 2.3.1 Tính theo sức bền vật liệu 37 2.3.2 Tính theo lý thuyết đàn hồi 38 2.3.3 Tính theo phương pháp khác 39 2.3.4 Tính theo phương pháp phần tử hữu hạn 40 2.5 Phương pháp phần tử hữu hạn 41 2.5.1 Cơ sở phương pháp 43 2.5.2 Nội dung phương pháp 47 2.5.3 Tính tốn kết cấu với mơ hình tương thích 49 CHƯƠNG –PHÂN TÍCH TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG ĐẬP TRỌNG LỰC ĐỒNG MÍT THEO BÀI TỐN PHẲNG VÀ BÀI TỐN KHƠNG GIAN BẰNG PHẦN MỀM SAP2000 54 3.1 Tổng quan hồ chứa nước Đồng Mít 54 3.1.1 Vị Trí địa lý 54 3.1.2 Nhiệm vụ dự án 54 3.1.3 Các thơng số 55 3.1.4 Các tiêu tính tốn đập 57 3.1.5 Trường hợp tính tốn 57 3.2 Tính tốn kết cấu đập theo mơ hình tốn phẳng 58 3.2.1 Mặt cắt tính tốn 58 3.2.2 Các lực tác dụng lên mặt cắt đập 58 3.2.3 Lựa chọn phần mềm tính tốn 65 3.2.4 Mô hình hóa đập 65 3.2.5 Kết tính tốn 67 3.3 Tính toán ứng suất biến dạng đập chịu tác dụng tải trọng động đất theo mơ hình tốn phẳng 71 3.3.1 Phương pháp tính tốn ứng suất biến dạng đập chịu tải trọng động đất 71 3.3.2 Kết tính tốn 72 3.4 Tính tốn kết cấu đập theo mơ hình khơng gian 74 3.4.1 Mơ hình tính tốn 74 4.2 Kết tính toán 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài Nước nguồn tài nguyên thiên nhiên vô quý giá Ngày với việc nguồn nước ngày cạn kiệt khai thác nguồn nước, biến đổi khí hậu, nhiễm mơi trường nước Phân bố nguồn nước khơng đồng theo khơng gian thời gian Đề điều chỉnh nguồn nước phù hợp với yêu cầu dùng nước, biện pháp phổ biến hiệu điều tiết nguồn nước hồ chứa Cơng trình Hồ chứa nước xây dựng ngày nhiều, có quy mơ lớn, kết cấu xây dựng để tạo hồ chứa đập Theo thống kê thể loại đập ICOLD - 1986 cho thấy đập đất chiếm 78%, đập đá đổ chiếm 5%, đập bê tông trọng lực chiếm 12%, đập vòm chiếm 4% Trong số đập có chiều cao lớn 100m tình hình lại khác: đập đất chiếm 30%, đập bê tơng chiếm 38%, đập vòm chiếm 21,5% Điều cho thấy, đập bê tông trọng lực chiếm ưu sử dụng rộng rãi kích thước đập lớn Khi thiết kế đập bê tơng trọng lực, ngồi tính tốn ổn định trượt lật cần tính ứng suất biến dạng để kiểm tra độ bền đập, tính tốn cốt thép phân vùng vật liệu đập cách hợp lí, tránh lãng phí vật liệu giảm giá thành xây dựng Trước đây, phương pháp tính tốn cho đập trọng lực thường đưa tốn phẳng để tính nên chưa phản ánh trạng thái chịu lực cơng trình làm việc Trong đề tài này, tác giả tính theo tốn khơng gian tức đập làm việc đồng thời, phản ánh đầy đủ hơn, xác trạng thái làm việc cơng trình thực tế Động đất đe dọa lớn đến vấn đề an tồn đập bê tơng trọng lực Vì việc đưa lực động đất vào để tính tốn ứng suất biến dạng đập thực cần thiết giúp cho người tính dự đoán thay đổi ứng suất biến dạng đập có động đất từ đưa giải pháp hạn chế ảnh hưởng lực động đất đến vấn đề an tồn đập Vì vậy, đề tài có ý nghĩa khoa học thực tiễn cao bối cảnh xây dựng đập hồ chứa Việt nam II Mục đích đề tài Nghiên cứu trạng thái ứng suất biến dạng đập bê tông trọng lực tác động động đất theo mơ hình tốn khơng gian Áp dụng tinh tốn cho cơng trình cụ thể III Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu - Thu thập thông tin tổng hợp tài liệu nghiên cứu có ngồi nước có liên quan đến đề tài - Nghiên cứu sở lý thuyết, lựa chọn phương pháp tính tốn, mơ hình tính tốn phần mềm hợp lý để tính tốn phân tích ứng suất, biến dạng - Phân tích đánh giá kết IV Kết dự kiến đạt được: Tính tốn ứng suất, biến dạng đập bê tơng trọng lực làm việc tác dụng tải trọng: áp lực nước, áp lực thấm, áp lực đẩy nổi, áp lực bùn cát, trọng lượng thân, tải trọng động đất…theo toán phẳng tốn khơng gian Từ so sánh kết tính tốn ứng suất biến dạng đập bê tơng trọng lực theo mơ hình rút kết luận việc có cần thiết hay khơng việc tính tốn ứng suất biến dạng đập theo toán khơng gian Phân tích thay đổi ứng suất biến dạng đập bê tông trọng lực mô đuyn biến dạng thay đổi CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC VÀ ĐỘNG ĐẤT 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC 1.1.1 Tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực giới Đập bê tông trọng lực đập có khối lượng bê tơng lớn Đập trì ổn định nhờ trọng lượng khối bê tông đập Ưu nhược điểm đập bê tông trọng lực: Ưu điểm: - Khả chống thấm tính bền vững tốt, độ an toàn tin cậy cao phân tích tính tốn kết cấu - Khi vật liệu địa phương không đảm bảo yêu cầu vật liệu đắp đập - Tốc độ thi công nhanh, thi công xong biến dạng không đáng kể, công viêc tu, bảo dưỡng quản lý dễ dàng - Có thể xả lũ qua đập với mức độ định Nhược điểm: - Đòi hỏi, yêu cầu móng cao đập vật liệu địa phương - Chịu chuyển vị - Vấn đề khống chế nhiệt thi cơng gặp nhiều khó khăn - Sử dụng nhiều thiết bị giới đại, giá thành cao đập vật liệu địa phương Nguồn nước lục địa đóng vai trò quan trọng sống hoạt động người Lượng dòng chảy bình quân hàng năm trái đất khoảng 40.000 km3, châu Á chiếm khoảng 13% Lượng nước dồi song lại phân bố không theo thời gian khơng gian Vì vậy, để khai thác có hiệu nguồn nước trên, cơng trình thủy lợi bắt đầu xây dựng Cách khoảng 4000 năm Ai Cập, Trung Quốc bắt đầu xuất cơng trình thủy lợi (đập, kênh mương cơng trình đơn giản khác ) Đập xây dựng sông Nile cao 15m, dài 450m có cốt đá đổ đất sét Theo thống kê Hội đập cao giới (ICOLD) tính đến năm 2000 tồn giới có khoảng 45.000 đập lớn Theo cách phân loại ICOLD đập có chiều cao H=10 ÷ 15m có chiều dài L ≥ 500m, Qxả lũ ≥ 2.000 m3/s; hồ có dung tích W ≥ 1.000.000m3 nước xếp vào loại đập cao Số lượng 45.000 đập phân bố khơng châu lục Nước có nhiều đập giới Trung Quốc với khoảng 22.000 đập chiếm 48% số đập giới Đứng thứ hai Mỹ với 6.575 đập, thứ ba Ấn Độ với 4.291 đập Tiếp đến Nhật Bản có 2.675, Tây Ban Nha có 1.196 đập Việt Nam có 460 đập đứng thứ 16 số nước có nhiều đập lớn Tốc độ xây dựng đập cao giới không đều, thống kế xây dựng đập từ năm 1900 đến năm 2000 thấy thời kỳ xây dựng nhiều vào năm 1950, đỉnh cao năm 1970 Theo thống kê đập 44 nước ICOLD - 1997, số đập cao 15 ÷ 30m chiếm khoảng 56,2%, cao từ 30 ÷ 150m chiếm khoảng 23,8% 150m chiếm có 0,1% Các thống kê thể loại đập ICOLD - 1986 cho thấy đập đất chiếm 78%, đập đá đổ chiếm 5%, đập bê tơng trọng lực chiếm 12%, đập vòm chiếm 4% Trong số đập có chiều cao lớn 100m tình hình lại khác: đập đất chiếm 30%, đập bê tơng chiếm 38%, đập vòm chiếm 21,5% Điều cho thấy, đập bê tơng trọng lực chiếm ưu sử dụng rộng rãi kích thước đập lớn Từ năm 1960 trở lại đây, với phát triển khoa học kỹ thuật, lý luận tính tốn ngày phát triển hồn thiện, kích thước hình dạng đập ngày hợp lý, độ an toàn đập ngày nâng cao Thập kỷ 30 ÷ 40 kỷ 20 tỷ số đáy đập B chiều cao đập H khoảng 0,9 Thập kỷ 50 ÷ 60 tỷ số B/H=0,8 Thập kỷ 70 B/H=0,7 Từ thập kỷ 30 ÷ 70 thể tích đập giảm (20 ÷ 30)% Đã xuất đập cao đập đá đổ Rogun Tadikistan cao 335m, đập bê tông trọng lực Gradi Dixen Thụy Điển cao 285m, đập vòm trọng lực SayanoShushensk Nga cao 245m Phân loại đập tràn: + Đập trọng lực không tràn : Đập có chức chắn nước, khơng cho nước tràn qua a b Hình 1.1: Mặt cắt đập khơng tràn + Đập trọng lực tràn nước: Đập có chức vừa chắn dâng nước, vừa cho nước tràn qua Hình 1.2: Các hình thức đập trọng lực tràn nước a.Tràn mặt; b Xả sâu; c Kết hợp tràn mặt xả sâu Bảng 1-1: Bảng thống kê số lượng đập cao xây dựng Thế giới STT 10 11 12 13 14 15 Nước Số lượng đập STT Nước Số lượng đập Việt Nam Trung Quốc 22.000 16 460 Na Uy Mỹ 6.575 17 335 Ấn Độ 4.291 18 CHLB Đức 311 Al-Ba-Ni Nhật 2.675 19 306 Ru-Ma-Ni Tây Ban Nha 1.196 20 246 Canada 793 21 Zim-Ba-Buê 213 Thái Lan Hàn Quốc 765 22 204 Thụy Điên Thổ Nhĩ Kỳ 625 23 190 Bulgari Braxin 594 24 180 Thụy Sĩ Pháp 569 25 156 Áo Nam Phi 539 26 149 Mexico 537 27 Cộng Hòa Séc 118 Algieri Italia 524 28 107 Anh 517 29 Bồ Đào Nha 103 Australia 486 30 Liên Bang Nga 96 * Số liệu lấy từ báo (Đập an toàn đập) tác giả Nguyễn Tiến Đạt 10 1.1.2 Tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực Việt Nam Thời kì trước năm 30 kỉ 20, nước ta xuất số đập bê tông trọng lực đập thấp có chiều cao khoảng đến 10 m, chưa có đập lớn Các đập có kết cấu đơn giản thi công nhanh phương pháp thủ công, kỹ thuật không phức tạp ngoại trừ đập Đồng Cam, tỉnh Phú Yên đặc điểm thủy văn sông Đà Rằng Phần lớn công việc từ thiết kế, đạo thi công kỹ sư Pháp thực Xi măng nhập từ châu Âu, cấp phối bê tông chủ yếu dựa vào kết nghiên cứu nước ngồi, chưa có giải pháp cơng nghệ phù hợp với Việt Nam Giai đoạn từ 1930 đến 1945 người Pháp tiếp tục xây dựng nước ta số đập bê tông trọng lực đập dâng Đô Lương, tỉnh Nghệ An làm nhiệm vụ cấp nước tưới, đập Đáy Hà Tây có nhiệm vụ phân lũ, số đập dâng nhỏ khác đập dâng An Trạch Quảng Nam, đập dâng Cẩm Ly Quảng Bình Bảng 1-2: Một số đập bê tơng lớn xây dựng Việt Nam trước 1945 TT Tên Địa điểm xây dựng Năm xây dựng Cầu Sơn Sơng Thương – Bắc Giang Liễn Sơn Sơng Phó Đáy Bái Thượng Sơng Chu – Thanh Hóa Thác Đuống Sông Cầu – Thái Nguyên 1922-1929 Đồng Cam Sông Đà Rằng – Phú Yên 1925-1929 Đô Lương Sông Cả - Nghệ An 1934-1937 Đập Đáy Sông Đáy – Hà Tây 1934-1937 1902 1914-1917 1920 69 Biểu đồ quan hệ thay đổi ứng suất chân đập phía thượng lưu hạ lưu mơ đuyn đàn hồi đập thay đổi Biểu đồ quan hệ S11-Enen 250 200 150 S11 100 Điểm A 50 Điểm B -50 50000 100000 150000 200000 250000 300000 -100 -150 Enen Hình 3.9: Biểu đồ quan hệ ứng suất S11 mô đuyn đàn hồi Biểu đồ quan hệ S33-Enền 140 120 100 S33 80 Điểm A 60 Điểm B 40 20 -20 50000 100000 150000 200000 250000 300000 Enền Hình 3.10: Biểu đồ quan hệ ứng suất S33 mô đuyn đàn hồi 70 Biểu đồ quan hệ thay đổi chuyển vị chân đập phía thượng lưu hạ lưu mô đuyn đàn hồi đập thay đổi Biểu đồ quan hệ U1-E 0.2 U1 0.15 Điểm A 0.1 Điểm B 0.05 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 Enền Hình 3.11: Biểu đồ quan hệ biến dạng theo phương ngang U1 mô đuyn đàn hồi Biểu đồ quan hệ U 3-E -0.02 50000 100000 150000 200000 U3 -0.04 250000 300000 Điểm A -0.06 Điểm B -0.08 -0.1 -0.12 E Hình 3.12: Biểu đồ quan biến dạng theo phương U3 mô đuyn đàn hồi Nhận xét : Từ bảng kết ta nhận thấy mô đun đàn hồi thay đổi dẫn đến phân bố ứng suất thân đập thay đổi theo Khi Ed tăng ứng suất mặt cắt chân đập tăng theo độ gia En tăng không lớn 71 Khi Ed tăng, biến dạng theo phương ngang phương đứng điểm En mặt cắt chân đập tăng theo 3.3 Tính tốn ứng suất - biến dạng đập chịu tác dụng tải trọng động đất theo mơ hình tốn phẳng 3.3.1 Phương pháp tính tốn ứng suất biến dạng đập chịu tải trọng động đất Trường hợp tính tốn: Mực nước thượng lưu MNDBT, hạ lưu khơng có nước, đập chịu tác dụng tải trọng động đất Trong luận văn tác giả tính động đất theo phương pháp phổ phản ứng Hình 3.13: Phổ phản ứng để tính ứng suất biến dạng đập trọng lực Đồng Mít 72 3.3.2 Kết tính tốn Hình 3.14: Biến dạng đập trường hợp thượng lưu MNDBT, hạ lưu khơng có nước, động đất cấp Hình 3.15: Phổ ứng suất S11 trường hợp thượng lưu MNDBT, hạ lưu khơng có nước, động đất cấp 73 Hình 3.16: Phổ ứng suất S22 trường hợp thượng lưu MNDBT, hạ lưu khơng có nước, động đất cấp Bảng 3-5: Kết tính tốn ứng suất, biến dạng đập theo tốn phẳng Kết tính tốn ứng suất điểm A B Bài toán phẳng Mép biên thượng lưu Mép biên hạ lưu S11(T/m2) S33(T/m2) S11(T/m2) S33(T/m2) Không có động đất 165,66 116,9 -67,51 -6,7 Có động đất 175,8 128,8 -58,9 0,9 Kết tính tốn biến dạng điểm A B Bài toán phẳng Mép biên thượng lưu Mép biên hạ lưu U1(m) U3(m) U1(m) U3(m) Khơng có động đất 0,0068 -0,0045 0,007 -0,0046 Có động đất 0,0074 -0,0052 0,0076 -0,0051 74 Nhận xét Từ bảng tổng hợp kết tính tốn trên, thấy tính tốn ứng suất, biến dạng đập làm việc đồng thời có kể đến tải trọng động đất ứng suất chuyển vị mép biên thượng lưu, hạ lưu tăng lên so với tính tốn khơng kể đển tải trọng động đất Ứng suất chuyển vị tăng lên dẫn đến gây bất lợi cho cơng trình Vì vậy, tính toán thiết kế cần xem xét, nghiên cứu kỹ tải trọng động đất phương pháp tính tốn động đất, đặc biệt cơng trình quan trọng 3.4 Tính tốn kết cấu đập theo mơ hình tốn khơng gian Tính tốn kết cấu đập vị trí mặt cắt lòng sơng, chiều cao đập vị trí lớn (63,5 m) 3.4.1 Mơ hình tính tốn Hình 3.17: Mơ hình tính tốn đập theo tốn khơng gian Mơ hình đập phần tử solid Mặt cắt đập vị trí lòng song lớn với chiều cao đập =63,5 m thấp dần phía vai đập Với đập tác giả chia phần tử đập thành lưới phần tử 3mx3m Chiều dày dải đập = 4,5 m Nền đập vị trí chân đập kích thước lưới phần tử = 75 3mx4,5m Càng xa vị trí chân đập kích thước phần tử tăng dần để giảm khối lượng tính tốn Chiều rộng phần tham gia chịu lực phía thượng lưu hạ lưu đập chiều cao đập ( 63,5 m) Về phía vai đập chiều cao đập phía vai đập giảm dần nên tác giả giảm dần chiều rộng chiều sâu phần tham gia chịu lực với đập Lực tác dụng lên đập bao gồm áp lực thủy tính phía thượng lưu hạ lưu, áp lực bùn cát, áp lực thấm đẩy nổi, áp lực sóng, áp lực động đất Phương pháp tính tốn lực tác dụng trình bày mục 3.2.2 Với tốn khơng gian tác giả phải tính tất lực tác dụng lên vị trí đập và mơ hình vào tốn để phân tích ứng suất biến dạng đập bê tơng trọng lực 3.4.2 Kết tính tốn Trường hợp 1: Mực nước thượng lưu MNLTK, hạ lưu mực nước tương ứng Hình 3.18: Phổ ứng suất S11 – trường hợp MNLTK 76 Hình 3.19: Phổ ứng suất S22 – Trường hợp MNLTK Hình 3.20: Phổ ứng suất S33 – Trường hợp MNLTK 77 Hình 3.21: Chuyển vị dải đập – Trường hợp MNLTK Trường hợp 2: Mực nước thượng lưu MNDBT, hạ lưu khơng có nước, xảy động đất cấp Hình 3.22: Phổ ứng suất S11 – Trường hợp MNDBT, động đất cấp 78 Hình 3.23: Phổ ứng suất S22 – Trường hợp MNDBT, động đất cấp Hình 3.24: Phổ ứng suất S33 – Trường hợp MNDBT, động đất cấp 79 Hình 3.25: Chuyển vị dải đập – Trường hợp MNDBT, động đất cấp 3.4.3 So sánh kết tính tốn Kết tính toán ứng suất điểm A B Bài toán phẳng Mép biên thượng lưu Mép biên hạ lưu S11(T/m2) S33(T/m2) S11(T/m2) S33(T/m2) Khơng có động đất 165,66 116,9 -67,51 -6,7 Có động đất 175,8 128,8 -58,9 0,9 Bài tốn không gian Mép biên thượng lưu Mép biên hạ lưu S11(T/m2) S33(T/m2) S11(T/m2) S33(T/m2) Khơng có động đất 77 -49 -168 -126 Có động đất 83,8 -58 -147 -115 80 Kết tính tốn biến dạng điểm A B Bài toán phẳng Mép biên thượng lưu Mép biên hạ lưu U1(m) U3(m) U1(m) U3(m) Khơng có động đất 0,0068 -0,0045 0,007 -0,0046 Có động đất 0,0074 -0,0052 0,0076 -0,0051 Bài tốn khơng Mép biên thượng lưu Mép biên hạ lưu gian U1(m) U3(m) U1(m) U3(m) Khơng có động đất 0,0002 -0,0003 -0,0007 -0,0008 Có động đất 0,0007 -0,0005 0,001 -0,0011 Nhận xét: - Khi có động đất ứng suất kéo chân đập phía thượng lưu tăng lên so với khơng có động đất khoảng 6% - Kết tính tốn tốn khơng gian cho thấy kết ứng suất kéo chân đập phía thượng lưu tính tốn khơng gian nhỏ nửa so với trị số ứng suất kéo chân đập thượng lưu tính theo tốn phẳng - Biến dạng chân đập phía thượng lưu hạ lưu tốn có lực động đất lớn khoảng 10% so với trường hợp khơng có lực động đất - Khi tính mơ hình tốn khơng gian biến dạng điểm chân đập phía thượng lưu hạ lưu nhỏ biến dạng điểm chân đập phía thượng lưu hạ lưu tính mơ hình tốn phẳng nhiều 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Đập bê tơng trọng lực có lịch sử phát triển lâu đời ngày áp dụng công nghệ tiên tiến nên quy mô đập ngày lớn, độ an toàn đập cao nên với đập cao việc lựa chọn đập bê tơng trọng lực lựa chọn tối ưu Với phát triển mạnh mẽ công nghệ tin học phần mềm tính tốn nên việc tính tốn ứng suất biến dạng đập bê tơng trọng lực ngày xác gần với thực tế việc tính tốn hỗ trợ nên tính tốn trở nên đơn giản Công nghệ thi công bê tông đầm lăn với ưu điểm bê tông đầm lăn giảm lượng xi măng bê tông, giảm phát sinh nhiệt q trình thi cơng thời gian thi công nhanh dẫn đến giảm giá thành xây dựng công trình nên đập bê tơng đầm lăn ngày phát triển rộng rãi giới Việt Nam Động đất nguy hiểm công trình thủy lợi, hồ chứa nước Đồng Mít tỉnh Bình Định nằm vùng có động đất cấp nên luận văn tác giả lựa chọn phương pháp phổ phản ứng để tính tốn ứng suất biến dạng đập bê tông chịu tác động tải trọng động đất Phần mềm SAP2000 phần mềm mạnh, thông dụng, giao diện dễ sử dụng cho kết tính tốn xác nên tác giả lựa chọn phần mềm SAP2000 V10.1 để tính ứng suất biến dạng đập bê tơng trọng lực theo mơ hình tốn phẳng tốn khơng gian Từ trước tới việc tính tốn ứng suất biến dạng đập bê tơng trọng lực thường tính tốn theo tốn phẳng, cắt dải đập có chiều dày khoảng m để tính Phương pháp đơn giản, giảm khối lượng tính tốn cho kết thiên lớn nên độ an tồn cao có nhược điểm khơng tiết kiệm vật liệu lấy kết thiên lớn để bố trí thép, phân vùng vật liệu đập Đối với đập khơng đồng nhất, có đứt gãy xen kẹp lớp đất xấu tốn phẳng khơng phản ánh đầy đủ xác trạng thái chịu lực thực tế 82 Mô hình khơng gian để tính ứng suất biến dạng đập khắc phục nhược điểm mô hinh tính theo tốn phẳng Việc mơ thay đổi theo không gian địa chất dễ dàng nên mơ hình khơng gian tính phân bố ứng suất biến dạng đập có địa chất phức tạp, khơng đồng có lớp xen kẹp Khi mô đập theo mô hình khơng gian cho kết tính xác xét đến làm việc đồng thời đập Do việc phân vùng vật liệu bố trí cốt thép chuẩn xác tránh việc lãng phí vật liệu Việc mơ đập theo mơ hình khơng gian có khó khăn khối lượng tính tốn lớn, việc mơ phức tạp Với đập bê tông thấp, quy mô nhỏ, địa chất khơng phức tạp tốn phẳng cho kết tương đối xác nên khơng cần thiết phải tính tốn theo mơ hình khơng gian Đối với đập bê tông cao, quy mô lớn, yêu cầu độ ổn định an toàn lớn, địa chất phức tạp cần thiết phải tính đập theo mơ hình khơng gian II Kiến nghị Nếu thời gian cho phép, tác giả nghiên cứu thêm yếu tố ảnh hưởng tới ứng suất - biến dạng đập bê tơng trọng lực như: - Xét đến tính phi tuyến vật liệu làm đập - Xét yếu tố ảnh hưởng khác đến đập tràn nhiệt độ, độ ẩm biến dạng nền, phân giai đoạn trình thi cơng đập… - So sánh kết tính toán động đất theo phương pháp đường cong phổ phản ứng thiết kế với kết tính theo phương pháp khác 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Thủy Lợi, Vụ kỹ thuật (1982), Sổ tay kỹ thuật Thủy lợi, NXB Nông nghiệp Bộ Xây dựng (1995), Tải trọng tác động lên cơng trình TCVN 2737-1995, NXB Xây dựng, Hà Nội Bộ Xây Dựng (2002), Cơng trình Thủy lợi - Các qui định chủ yếu thiết kế TCXDVN 285-2002, NXB Xây dựng, Hà Nội Phạm Ngọc Khánh, Trịnh Đình Châm (2002), Lý thuyết đàn hồi, NXB Xây dựng, Hà Nội Phạm Ngọc Khánh, Nguyễn Công Thắng (2007), Phương pháp số, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội Phạm Gia Lộc (1985), Cơ sở động đất tính tốn cơng trình chịu tải trọng động đất, NXB Xây Dựng, Hà Nội Nguyễn Văn Mạo (2008), Đập bê tông trọng lực - Bài giảng cao học, ĐHTL Viện vật lý Địa Cầu (2000), Bản đồ phân vùng động đất Việt Nam Ngơ Trí Viềng, Nguyễn Chiến, Nguyễn Văn Mạo, Nguyễn Văn Hạnh, Nguyễn Cảnh Thái (2005), Giáo trình thủy cơng - tập 1, ĐHTL 10 Bùi Đức Vinh (2006), Phân tích thiết kế kết cấu phần mềm SAP2000, NXB Thống kê Tiếng Anh 11 ER-1110-2-1806 (1999), Earthquake design and evaluation for civil work projects 12 EM 1110-2-6050 (1999), Response Spectra and Seismic Analysis for Concrete Hydraulic Structures 13 Kennet D Hansen, William G Reinhardt (1991), Roller - Compacted Concrete Dams 14 Zienkieuicz O.C, Taylor R.L (1989), The Finite Element Method, London ... đập bê tông trọng lực mô đuyn biến dạng thay đổi 6 CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC VÀ ĐỘNG ĐẤT 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TƠNG TRỌNG LỰC 1.1.1 Tình hình xây dựng đập bê tông trọng lực. .. được: Tính tốn ứng suất, biến dạng đập bê tông trọng lực làm việc tác dụng tải trọng: áp lực nước, áp lực thấm, áp lực đẩy nổi, áp lực bùn cát, trọng lượng thân, tải trọng động đất theo toán phẳng... VỀ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC VÀ ĐỘNG ĐẤT 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP BÊ TÔNG TRỌNG LỰC 1.1.1 Tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực giới 1.1.2 Tình hình xây dựng đập bê tơng trọng lực