Đang tải... (xem toàn văn)
Đập bê tông đầm lăn mặt cắt đối xứng được phát triển từ loại đập cứng phủ mặt đối xứng (FHSD) được J.M. Raphael, P. London và M. Lino đề xuất năm 1992. Bài viết đi sâu phân tích, tính toán và so sánh để làm rõ hơn những ưu điểm của kết cấu đập này.
PHÂN TÍCH TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT CỦA ĐẬP BÊ TƠNG ĐẦM LĂN (RCC) MẶT CẮT ĐỐI XỨNG TRONG THỜI KỲ KHAI THÁC ANALYSING STRESS-STRAIN OF RCC DAM WITH FACE SYMETRICAL DURING WORKING TIME NGUYỄN HỒNG Khoa Cơng trình, Đại học Hàng hải Việt Nam Tóm tắt Đập bê tơng đầm lăn mặt cắt đối xứng phát triển từ loại đập cứng phủ mặt đối xứng (FHSD) J.M Raphael, P London M Lino đề xuất năm 1992 Loại đập có số ưu điểm sau: độ an toàn cao, giảm ứng suất xuất bên thân đập, có khả xây dựng đá yếu, giá thành thấp có tác động tiêu cực đến môi trường… Trong báo này, tác giả sâu phân tích, tính tốn so sánh để làm rõ ưu điểm kết cấu đập này… Từ khóa: Đầm lăn, đối xứng, ứng suất, đá, kết cấu, so sánh, khai thác Abstract In this paper author used method element finite to calculating stress- strain state of face symmetrical concrete dam These results are used compare with stress- strain state of structure, which is popular using for concrete gravity dam Keywords: Gravity dam, stress- strain, stress concentration, structure, cross-section, working time Đặt vấn đề Đập bê tông đầm lăn (RCC) mặt cắt đối xứng phát triển từ loại đập cứng phủ mặt đối xứng (FHSD) Loại đập có ưu điểm độ an toàn cao, giảm ứng suất thân đập giá thành thấp có tác động tiêu cực đến mơi trường Trên giới, có số cơng trình đập bê tơng có dạng kết cấu vây Có thể kể đến đập bê tơng: Cindere; Oyuk (Thổ Nhĩ Kỳ); Koudiat Acerdoun (Algeria)…[1] a) b) Hình Các cơng trình đập bê tơng RCC mặt cắt đối xứng a) Đập Cindere; b) Đập Oyuk Tuy nhiên, vấn đề quan tâm loại kết cấu này, khả thích ứng cách linh hoạt với loại công trình khác nhau, đặc biệt giảm trị số ứng suất lớn mái thượng lưu đập Trong báo này, tác giả tập trung phân tích trạng thái ứng suất loại kết cấu với điều kiện làm việc tương ứng Kết tính tốn so sánh với đập bê tông trọng lực tương ứng để phân tích, so sánh đưa nhìn tổng quan vấn đề mà tác giả báo muốn nghiên cứu Xây dựng mơ hình tính điều kiện đầu vào tốn Mơ hình tốn xây dựng dựa kích thước mặt cắt ngang đập Định Bình, với thơng số mực nước tính tốn Hình [2]: 60 Tạp chí khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 55 - 8/2018 Hình Mặt cắt ngang đập bê tơng đầm lăn Định Bình - Bình Định Để phân tích tính tốn, tác giả tiến hành phân tích điều kiện làm việc đập bê tơng có kích thước ngun (Hình 1) đập bê tơng có mặt cắt đối xứng, với độ dốc mái thượng hạ lưu 0,7 (Hình 2) Phía thượng lưu phương án lớp bê tông bê tông đầm lăn dày 2m gọi Mix.1; thân đập phân loại Mix.2 Các thông số vật lý loại bê tông cho Bảng Mơ hình hình học tốn xây dựng module DesignModeler, lưới phần tử hữu hạn xây dựng module Model Ansys Workbench 17- Static Structural, với kích thước mắt lưới 2x2m [4] Mix.1 Mix.1 Mix.2 a) Mix.2 b) Hình Mơ hình lưới phần tử hữu hạn tốn a- Kết cấu truyền thống; b- Kết cấu đối xứng Điều kiện đầu vào toán tải trọng bản, tải trọng áp lực thủy tĩnh áp lực thấm, thể Hình Hình a) b) Hình Tải trọng tác động lên phương án a- Áp lực thủy tĩnh; b- Áp lực thấm Tạp chí khoa học Công nghệ Hàng hải Số 55 - 8/2018 61 a) b) Hình Tải trọng tác động lên phương án a- Áp lực thủy tĩnh; b- Áp lực thấm Các tính chất lý bê tơng Mix.1 Mix.2, đá khai báo theo bảng bảng Bảng Thông số vật lý bê tông Mix.1 Mix.2 [4] Bê tông Mô đun đàn hồi (GPa) Cường độ chịu nén (Mpa) Cường độ chịu kéo (Mpa) Mix.1 42,0 17,7 1,9 Mix.2 29,0 12,0 1,3 Bảng Chỉ tiêu lý loại [3] Mô đun đàn hồi (GPa) 30,0 Loại Ít nứt nẻ Áp dụng tính tốn phân tích kết Trong phần áp dụng tính toán này, tác giả tiến hành đánh giá so sánh trạng thái ứng suất đập bê tông đầm lăn mặt cắt đối xứng đập bê tông đầm lăn mặt cắt thơng thường (hình 6) σ max = 1,93MPa a) σ max = 1,22MPa b) Hình Trạng thái ứng suất theo phương X a- Kết cấu truyền thống; b- Kết cấu đối xứng σmax=2,1MPa a) σmax=0,63MPa b) Hình Trạng thái ứng suất theo phương Y a- Kết cấu truyền thống; b- Kết cấu đối xứng 62 Tạp chí khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 55 - 8/2018 σmax=0,95MPa σmax =1,36MPa a) b) Hình Trạng thái ứng suất tiếp XY a- Kết cấu truyền thống; b- Kết cấu đối xứng Nhìn vào kết tính toán ta thấy Ứng suất theo phương X lớn kết cấu truyền thống 1,93MPa đó, với kết cấu đối xứng 1,22MPa Ứng suất kéo theo phương Y lớn gót đập kết cấu ban đầu 2,1MPa kết cấu đối xứng 0,63 MPa, tức giảm xấp xỉ 30% Ứng suất tiếp lớn kết cấu có mái thượng lưu thẳng đứng 1,36MPa đó, kết cấu đối xứng 0,95Mpa Kết luận Căn vào việc phân tích kết tính tốn ta thấy, việc sử dụng kết cấu đối xứng cho đập bê tông đầm lăn giải pháp kết cấu cân nhắc lựa chọn thiết kế đập bê tông TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] M Ho Ta Khanh RCC dams worldwide and in Vietnam In Seminar on RCC dams, Hanoi, (September, 2011) [2] Hoàng Phó Un Bàn cơng nghệ xây dựng đập bê tơng đầm lăn Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thủy lợi , (11), pp 21-25, 2012 [3] H.Santana, E.Castell Miel I: RCC dam, height world record In Proceedings of the IV International Symposium on Roller Compacted Concrete Dams, Madrid, Spain (17-19, November) pp 345-350, 2003 [4] Fedorova N.N, Walger S.A, Danilov M.N, Zakharova Yu V Ansys 17- Basics Moscow: DMK Press, 210 pages, 2017 Ngày nhận bài: Ngày nhận sửa: Ngày duyệt đăng: 30/6/2018 03/8/2018 09/8/2018 Tạp chí khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 55 - 8/2018 63 ... dụng tính tốn phân tích kết Trong phần áp dụng tính tốn này, tác giả tiến hành đánh giá so sánh trạng thái ứng suất đập bê tông đầm lăn mặt cắt đối xứng đập bê tông đầm lăn mặt cắt thơng thường...Hình Mặt cắt ngang đập bê tơng đầm lăn Định Bình - Bình Định Để phân tích tính tốn, tác giả tiến hành phân tích điều kiện làm việc đập bê tơng có kích thước ngun (Hình 1) đập bê tơng có mặt cắt đối. .. Trạng thái ứng suất theo phương X a- Kết cấu truyền thống; b- Kết cấu đối xứng σmax=2,1MPa a) σmax=0,63MPa b) Hình Trạng thái ứng suất theo phương Y a- Kết cấu truyền thống; b- Kết cấu đối xứng